印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)作为电子产品的基础元件,其加工质量直接影响着整个电子产业的发展。PCB曝光机作为印制线路图形转移的关键设备,其曝光效率和曝光质量直接影响着整个PCB生产制造的生产效率。PCB高精密、小孔径、多层化发展的趋势,促进了相关制造企业对PCB曝光机进行不断的改造升级,使其不仅具有高性能、高精度的特点,还能实现全自动化。目前,国内部分制造企业已能自主研发生产出较成熟的半自动曝光机,而全自动曝光机的关键核心技术水平与国外相比还存在差距,因此,对PCB全自动曝光机进行深入研究具有重要意义。通过对全自动曝光机设计方案的对比分析,最终确定采用模块化设计方法进行PCB全自动曝光机的结构设计。模块化设计是解决复杂产品开发设计的重要方法,并以快速、高效开发系列化产品的优势逐渐获得制造企业的青睐。结合市场和企业自身对PCB全自动曝光机的性能要求,基于模块化设计理念,以基本功能、辅助功能、特殊功能为基本分类框架,将PCB全自动曝光机划分为基座组件、自动对位、自动曝光、自动装夹、自动上下料等功能模块,并进行各模块功能的实现方案分析。根据PCB曝光工艺流程,以合理、高效、占空比小为前提,确定PCB全自动曝光机的整体结构布局。完成对各功能模块的详细结构设计。根据PCB全自动曝光机的性能设计要求,利用Solidworks进行三维建模,完成基座组件、自动对位系统、自动曝光系统、自动装夹系统、自动上下料系统的结构设计,并对各运动模块的电机进行选型分析与计算,保证整机的运动稳定性。完成关键零部件的有限元分析。通过分析找出PCB全自动曝光机的相对薄弱环节,利用ANSYSWorkbench对其关键零部件进行静态特性和动态特性分析,获得相关应力云图和应变云图及模态振型图。结合分析结果,对相关零部件进行优化设计,以达到整机轻量化的目的,确定各功能模块的最终结构。采用模块化装配方式进行整机模型虚拟装配,并进行装配干涉检查,制作PCB全自动曝光机的工作过程仿真动画,检验整机结构设计的合理性。在相关理论分析的基础上,建立机构运动精度误差模型,对全自动曝光机进行运动精度分析,具体分析了各模块运动精度对整机工作效率的影响程度,并对关键零部件XZZ机械手的运动精度影响因素进行探讨,提出相关解决措施,从而提高了PCB全自动曝光机的运动精度。在样机的运行测试中采用相关技术对整机关键部件的运动精度进行测试,分析检测结果,结合相关文献资料,将样机与现有各类型曝光机的性能进行对比分析。结果表明,PCB全自动曝光机的自动化程度和曝光对位精度均达到了预期的效果。论文完成了新型全自动曝光机的研制,重点对全自动曝光机的机械结构进行了深入研究,完成了自动上下料系统、自动对位系统、自动装夹系统以及自动曝光系统等结构的设计与分析,并对关键部件进行了运动精度分析。为国产PCB曝光机的自动化改造升级提供设计依据和参考。