G3型全自动印刷机对位光学机构安装与调试工艺分析与改进毕业论文.doc
《G3型全自动印刷机对位光学机构安装与调试工艺分析与改进毕业论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《G3型全自动印刷机对位光学机构安装与调试工艺分析与改进毕业论文.doc(24页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、南京铁道职业技术学院 毕 业 论 文题 目: G3型全自动印刷机对位光学机构 安装与调试工艺分析与改进 作 者: 学 号: 431408101 系 部: 自动控制工程系 专 业: 机械制造与自动化 班 级: 08机械制造301 指导者: 工程师 评阅者: 副教授 2011年 6 月毕业设计(论文)中文摘要G3型全自动印刷机对位光学机构安装与调试工艺分析与改进摘要 随着欧盟提出ROHS和WEEE两项指令,SMT技术又面临一次技术变革,无铅制造成为SMT必须要面对的新技术,随着元件、材料、设备的改变,SMT在很大程度上又进行了一次技术升级。目前,绿色制造、超小型元器件、三维互连技术等新技术还在推动
2、着SMT进行不断的技术进步和升级。SMT技术近年来发生了巨大的变化,电子产品朝着小型化,轻型化和高可靠性方向发展,使得表面贴装电子元器件不断朝着轻薄微小的高集成化发展,对印刷机设备也提出了更高的要求。印刷机的安装方式也由传统方式向现代化转变,传统的安装方式存在许多问题,不能使机器的故障率降低,这就要求将传统安装方式进行改进。以CCD相机为代表的视觉对位光源系统的品质直接决定锡膏印刷机的印刷精度,为不断提高全自动印刷机的印刷精度,需从硬件和软件方面着手,硬件既改进安装方法,软件就是不断更新。而G3印刷机又作为这一方面代表,更要适应时代发展需求,不断改进安装方法。关键词 SMT 对位光学 安装 调
3、试 G3印刷机 目 次1 引言31.1 背景31.2 本文的主要内容31.3 课题的意义32 机械安装与调试工艺42.1 全自动锡膏印刷机的结构42.2 机架的安装与调试工艺42.2.1 锡膏印刷机的机架精度影响42.2.2 锡膏印刷机的结构特点及其基础结构42.2.3 机架安装过程与改进52.2.4 锡膏印刷机的机架装配特点及其影响62.3 刮刀的安装与调试82.3.1 新的带闭环压力控制系统82.3.2 刮刀压力和速度的选择92.4 锡膏准备103 对位光学的安装113.1 对位相机视觉系统的组成和装配113.2 图像识别定位的原理113.3 图像识别定位装置123.3.1 CCD相机光学
4、原理123.3.2 CCD相机移测装置的机械设计及特点133.4 光学成像系统133.5 相机结构133.6 光源系统143.7 对位光学的调试154 光学对位系统安装与调试工艺实例17结论19致谢20参考文献21附录221 引言 1.1 背景国内生产的全自动锡膏印刷机因为种种原因与国际品牌存在差距,这就要求国内生产全自动锡膏印刷机在生产过程中需要不断改进。这就对生产过程提出了更高的要求,而此生产过程即安装与调试过程。印刷机的生产与产品的质量直接挂钩,足见安装与调试的重要性。由于现场的安装与调试工作不仅仅是一项单体的试验,而是包括单体实验、分系统试验及整台机组的整套启动安装与调试,在各项安装与
5、调试过程中需要不断改进和完善。这样就会使得下一步的试验工作能正常顺利的开展,进而为机组及系统的稳定运行提供保障。1.2 本文的主要内容首先介绍了光学对位系统装配与调试的现实意义,及光学系统在整机中的重要性。接着是印刷机光学部分的组成与总体分析,根据印刷机的原理与构造来介绍各个系统的作用。通过对各个系统的分析来具体解决在实际生产中遇到的问题,并为以后的维修与维护做好理论基础。然后具体列出在实际中遇到的故障,依据其构造原理来判断故障之所在,为以后的生产提供便捷。同时也体现光学对位系统对生产过程的重要性。1.3 课题的意义随着SMT生产节拍的不断提高,贴片机的速度越来越快。这反过来对锡膏印刷机的印刷
6、周期提出了挑战。为了应对这个速度的挑战,锡膏印刷机供应商已采用多种技术措施,包括三段式送板结构以及并行印刷技术等。通过这些技术可明显提高锡膏印刷机的节拍速度。随着PCB板贴装器件的小型化和BGA芯片大量采用,电子贴装密度越来越高,SMT节拍越来越快,这奠定了锡膏印刷机在定位精度、拓印方式与工艺参数优化、刷机高速化结构,检测一体多功能的技术发展趋势。光学系统的安装与调试在整个印刷系统中起着十分重要的地位,直接影响着印刷机运行的可靠性和精度。因此,光学对位系统的安装与调试对于锡膏印刷机的生产有着不可估量的作用。2 机械安装与调试工艺2.1 全自动锡膏印刷机的结构 锡膏印刷机由平台、底座、导轨、相机
7、CCD、钢网、网框定位、印刷横梁、刮刀部分等几个部分组成,图像如图2-1所示:图2-1 锡膏印刷机结构图2.2 机架的安装与调试工艺2.2.1 锡膏印刷机的机架精度影响印刷机是电路板组装自动线上的重要装备,其锡膏印刷质量是确保后续贴片机贴片质量及回流焊焊接质量的基础。而影响锡膏印刷质量的原因很多,包括刮刀压力的均匀性与恒定程度、锡膏的传递过程、钢网与电路板的对准精度、钢网的网孔的清洁度等。因此,锡膏印刷机是一个要求较高的机电一体化电子制造装备。为了降低造成锡膏印刷不良的机率、提高锡膏印刷的质量,必须详尽探讨锡膏印刷机的基础结构的特点及其对整机印刷精度的影响,以便可以更深入地了解各种结构形式的优
8、势。2.2.2 锡膏印刷机的结构特点及其基础结构 基本分为两大类:一种是整体式机架,一种是可调式机架。一般认为,整体式机架结构刚度高,整机的动态精度可以得到保证。可调式机架降低了装配的难度,并可通过适当的调整获得较高的整机装配精度。由此可见,选择那种机架能否保证整机的装配精度,需要经过深入研究后得出可信的结论。为了保证印刷精度,一般要严格控制刮刀导轨的两个安装面的平面度以及其与机架平台安装面的平行度。同时,考虑到刮刀组件有一定的浮动调节能力,因此,整机装配的一个重要的装配精度是刮刀导轨的机架安装面与调整平台的平行度。2.2.3 机架安装过程与改进安装过程中水平占据着很要的位置。在机架安装之前首
9、先要保证机架的水平,这就需要将机架打水平,机架打水平的主要方法是调整机架四个支撑脚的高度来调节水平位置,将机架打完水平才能进行下一步。机架导轨的安装,将静导轨安装在平台上的卡槽内,用螺丝将其固定并打水平,通过螺丝松紧来确定其是否水平。动导轨也是将其安装在平台上的卡槽内,用螺丝固定打水平,要跟平台水平,同时要跟静导轨水平,这要用千分表和高度尺来测量。因为我们公司机架都是从外面引进的,所以只要保证导轨的水平。如果导轨依旧不能平行,那就要在卡槽内垫最高2mm的铜片,这样就能保证导轨的完全水平。静导轨和动导轨在打水平时传统的方法是放在大理石桌上来进行,同时要用手来抓稳,这期间难免会因为手的抖动而造成精
10、度影响,随着SMT行业不断发展,这些问题逐渐显露出来,近几年,导轨打水平的方法也得到改进,目前在打水平时将两个夹块将其夹紧,这样就能固定导轨,从而保证导轨位置的水平。图2-2 平台导轨图CCD导轨分为X轴导轨和Y轴导轨,X轴方向导轨用的是丝杆传动原理,CCDX轴横梁要保持水平,丝杆装配即将丝杆上装滑块,上面装相机,滑块移动,相机跟着移动。Y轴导轨是将丝杆装进卡槽,X轴导轨和Y轴导轨要求精度在0.02mm之间。钢网固定机架,首先量一下钢网的高度,平行度,同时要测量平台平行度和左右支架平行度。图2-3 平台导轨俯视图2.2.4 锡膏印刷机的机架装配特点及其影响前面已经分析了两种机架的静变形特点。这
11、里,从而保证整机装配的角度来进一步分析两种机架结构对整机装配精度的影响。图是锡膏印刷机的相关装配尺寸链简图,其中图(a)为机架的装配尺寸链简图,图(b)为整机的装配尺寸链简图。图(a)中,Z 1为尺寸链的封闭环,组成环A、B的灵敏度系数为+1,组成环C、D的灵敏度系数为一1,尺寸A表示调整式机架的调整环,对于整体式机架则表示横梁刮刀导轨安装面到上横梁底面定位基准的尺寸环,C、D是机架右侧部分尺寸环,且与A、B对应。Z 1为左右横梁的平面度要求和左右横梁导轨安装面与机架平台安装面的平行度要求。根据尺寸链分析理论,按极值法存在以下公式:Tz1=TA+T B+T c+TD,这样为保证封闭环Z 1的精
12、度要求,需要控制组成环A、B、C、D的尺寸公差。调整式机架可以很容易地通过水平尺等测量工具对组成环A、B进行调整,而基本不受其它组成环的影响,而对于整体式机架要保证封闭环Z 1的精度要求,只能是严格控制各组成环的精度或减少组成环数目。但在通常情况下,调整式与整体式机架组成环的数目基本一致。由此可见,调整式机架更能保证装配精度。而对图(b)反映的整机装配尺寸链, 封闭环Z2为平台项面与机架刮刀导轨安装面的Y方向平行度要求;尺寸环E反映了平台组件的整体尺寸,而没有详细画出内部的多个尺寸环,因而,组成环E的精度不可能很高;组成环F为平台顶面与机架刮刀导轨安装面的尺寸。同样,对于调整式机架结构的整机,
13、可以借助水平尺等测量工具调整尺寸环A,这样可以很容易地保证封闭环Z2的精度要求。而对于整体式机架结构的整机,由于其组成环数目很多,只有严格控制各组成环精度,这一方面增加了制造成本,同时也很难保证最终的装配精度。图2-4 整机装配尺寸2.3 刮刀的安装与调试2.3.1 新的带闭环压力控制系统 刮刀工作图如图所示:图2-5 刮刀工作图1)压力闭环,独立的前后刮刀悬臂系统,确保前后刮刀的一致性;2)钢网检测系统,Z向印刷轴探测钢网表面实现钢网高度自动判断,减小钢网形变延长钢网使用寿命,确保脱模时不会由于钢网形变影响脱模;图2-6 钢网结构3)刮刀Y向运动由原来同步带驱动改到丝杆驱动,确保Y向运动的稳
14、定性;4)弹性悬挂刮刀系统,确保PCB发生形变刮刀整体高度也随PCB翘曲跟随变化。可调角度并可适合刮刀片长短的刮刀架方便客户现场针对不同的工艺情形下快速调整(如对于锡膏颗粒大小,PCB板面上的fine pitch的大小,锡膏厚度的不同要求,成型饱满区分等),为客户提升效率,同时也为客户节省成本。图2-7 刮刀组件2.3.2 刮刀压力和速度的选择刮刀的压力及刮刀速度是钢网印刷中两个重要的工艺参数。刮刀速度:选取的原则是刮刀的速度和锡膏的粘稠度及PCB 板上SMD的最小引脚间距有关,选择锡膏的粘稠度大,则刮刀的速度要低,反之亦然。对刮刀速度的选择,一般先从较小压力开始试印,慢慢加大,直到印出好的焊
15、膏为止。速度范围为1550mm/s。在印刷细间距时应适当降低刮刀速度,一般为1530mm/s,以增加锡膏在窗口处的停滞时间,从而增加PCB焊盘上的锡膏;印刷宽间距元件时速度一般为3050mm/s。(0.5mm pitch为宽间距,0.5mm pitch 为细间距本机器刮刀速度允许设置范围为080mm/s。刮刀压力:压力直接影响印刷效果,压力以保证印出的焊膏边缘清晰,表面平整,厚度适宜为准。压力太小,锡膏量不足,产生虚焊;压力太大,导致锡膏连接,会产生桥接,因此刮刀压力一般是设定为0.510kg。图2-8 步进电机驱动器接线图2.4 锡膏准备1)在 SMT中,焊膏的选择是影响产品质量的关键因素之
16、一。不同的焊膏决定了允许印刷的最高速度,焊膏的粘度、润湿性和金属粉粒大小等性能参数都会影响最后的印刷品质。2)对焊膏的选择应根据清洗方式、元器件及电路板的可焊性、焊盘的镀层、元器件引脚间距、用户的需求等综合起来考虑。3)锡膏选定后,应根据所选锡膏的使用说明书要求使用。4)锡膏从冰柜中取出不能直接使用,必须在室温25左右回温(具体使用根据说明书而定);锡膏温度应保持与室温相同才可开瓶使用。5)在使用之前必须搅拌均匀,直至锡膏成浓浓的糊状并用刮刀挑起能够很自然的分段落下即可使用。6)使用时应将锡膏均匀地刮涂在刮刀前面的模板上,且超出模板开口位置,保证刮刀运动时能将锡膏通过网板开口印到PCB板的所有
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- G3型全自动印刷机对位光学机构安装与调试工艺分析与改进 毕业论文 G3 全自动 印刷机 对位 光学 机构 安装 调试 工艺 分析 改进
链接地址:https://www.31ppt.com/p-2981774.html