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粘片机焊头机构优化设计及实验研究

张志成  
【摘要】:IC芯片封装设备由精密机械结构、电气控制和图像识别及光电检测部件等组成,包括感知和控制外界信息的传感器(如:位置、速度、力、光、磁、热、气等)和执行器,充分表现出多学科前沿的高度综合和渗透。目前如何进一步提高该类设备的速度与精度,特别是提高其高速运动条件下的性能是国内外研究开发的热点,突破IC封装速度和性能的一个有效途径就是提高机构的性能,因此需要研究机构优化及相关方面的问题。 本文首先讨论了摆臂平行四连杆机构的设计,然后通过使用软件仿真和实物实验作比较得出四连杆机构优化的最优解。即使用Solidworks对摆臂平行四连杆机构进行实体建模,并分别使用运动仿真软件COSMOSMotion和有限元分析软件COSMOSWork对四连杆机构进行运动仿真分析和有限元分析,使用Origin6.0对运动仿真分析所得到的数据进行处理,再通过使用Matlab6.1对Origin6.0处理后的数据求得四连杆机构的最优函数解。而在实验部分,讨论了步进电机、运动控制卡、传感器和采集卡等在选型时需要注意的问题,设计和制作了加速度传感器的恒流源,设计和编制了数据采集程序;对实验采集所得数据的处理与用COSMOSMotion进行运动仿真所得到的数据的处理方法相同。实验方法得到最优函数解与用COSMOSMotion运动仿真所求得的最优解进行分析比较,最后提出四连杆机构各杆的最优杆长比。 本文通过研究IC封装设备的关键机构的结构形式、机构参数、工艺参数,获取相关的系列数据、曲线、图表等,形成指导IC封装设备结构设计和使用的规则和理论。并提供了一套基于高速、高精度的机构设计的实验方法、检测方法、实验规范和解决方案。而且,实验数据的采集和显示通过使用软件LabVIEW7.1编程实现,减少了实验仪器的使用,降低了实验成本。


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