【摘 要】
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随着中国人口红利逐渐消失,同时在工业4.0的大力发展趋势下,电子产业快速发展,PCB板作为整个电子产业的基石,其加工正向着无人化、柔性化、多元化的方向发展,PCB钻孔加工作为PCB板制造过程的重要环节,其无人化加工必然是未来的发展趋势,然而当前PCB钻孔加工均采用数控钻床结合人工上下料的方式,导致该工序难以融入智能加工系统,同时也造成了加工成本高、效率低等问题。针对以上问题,本文以PCB双轴数控钻
【基金项目】
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省科技厅科技成果转化项目,项目名称:PCB六轴钻铣高速数控单元的成果转化,项目编号:212581
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随着中国人口红利逐渐消失,同时在工业4.0的大力发展趋势下,电子产业快速发展,PCB板作为整个电子产业的基石,其加工正向着无人化、柔性化、多元化的方向发展,PCB钻孔加工作为PCB板制造过程的重要环节,其无人化加工必然是未来的发展趋势,然而当前PCB钻孔加工均采用数控钻床结合人工上下料的方式,导致该工序难以融入智能加工系统,同时也造成了加工成本高、效率低等问题。针对以上问题,本文以PCB双轴数控钻床为基础,对PCB钻孔加工流程进行分析,设计出一套基于PCB双轴数控钻床的自动上下料系统,该系统借助于视觉定位,实现了PCB钻孔自动上下料的功能,提高了加工的效率,为PCB加工的无人化及全生命周期的信息化管理奠定基础。本文首先对PCB板钻孔工序进行分析,明确了设计需求,在经济性、布局合理性与效率的均衡考虑下,拟定上下料方案,完成上下料系统的布局设计,确定上下料系统各个功能模块。然后根据具体的设计要求,对上下料系统各模块分别设计并校核,接着对整个系统的控制流程进行分析,对控制器件及驱动电机进行选型设计,完成了视觉系统搭建,实现了PCB板位姿识别。最后对整个上下料系统进行了模拟仿真分析,用ANSYS软件对PCB桁架上料和整体上料进行了静力学与模态分析,得到静态时的应力、应变与位移图,结果表明其静刚度满足使用要求;得到了整体的前六阶固有频率图,分析表明各阶振幅对系统不会产生较大影响;用ADAMS软件对整体上料结构进行了运动学分析,得到了其运动时的速度位移与受力曲线,仿真结果表明运动过程不会产生干涉问题;对整体上料机构进行了谐响应分析,得到影响机构刚度最大的固有频率,证明机械手在外界激励下不会产生共振。仿真结果显示本文所设计的上下料系统具有良好的结构特性,为下一步的样机研制奠定了理论基础。
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