畢業(yè)論文 -LED插件機(jī)插件機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

摘要浙江工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文I畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書課題名稱：LED插件機(jī)插件機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)所在學(xué)院專業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師起訖時(shí)間：年月日～年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書LED插件機(jī)插件機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)摘要中國(guó)目前已是世界最大的LED產(chǎn)品的生產(chǎn)供應(yīng)國(guó)，國(guó)內(nèi)LED屏的生產(chǎn)技術(shù)基本與世界同步。LED屏生產(chǎn)過程中，LED發(fā)光管的插裝過程采用大量手工操作，人工插件方式存在成本高、可靠性低等諸多不足，制約了LED屏生產(chǎn)質(zhì)量和效率的提高。目前我國(guó)沿海勞動(dòng)力成本升高的情況下，需要相應(yīng)的自動(dòng)替代設(shè)備。本文是針對(duì)上述需要對(duì)LED自動(dòng)插件機(jī)若干問題進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。本課題在對(duì)插件過程中各工序分解分析的基礎(chǔ)上，提出了用于該工序替代自動(dòng)生產(chǎn)的插件機(jī)的設(shè)計(jì)方案，對(duì)其研制可行性進(jìn)行了分析，并且詳細(xì)設(shè)計(jì)了該插件機(jī)的插件結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞：LED；插裝過程；工序；插件結(jié)構(gòu)

AbstractChinaisnowtheworld'slargestsupplierofLEDproducts,thedomesticproductiontechnologyoftheLEDscreenandtheworld.IntheproductionprocessofLEDscreen,theprocessofLEDlightemittingtubeisusedinalargenumberofmanualoperation,andthemanualplug-inmodehasmanydisadvantagessuchashighcostandlowreliability,whichrestrictstheimprovementofthequalityandefficiencyoftheLEDscreen.Atpresent,China'scoastallaborcostsrise,theneedforautomaticreplacementequipment.ThispaperisaimedattheneedsoftheLEDautomaticplug-inmachinedesignproblems.Thispaperisbasedontheplug-inprocessduringdecompositionprocessanalysis,designschemefortheproductionofautomaticplug-inmachinereplacementprocessisputforward,thedevelopmentoffeasibilityanalysisanddetaileddesignofthestructureoftheplug-inplug-inmachine.Keywords:LED;plug-inprocess;process;plug-instructure目錄目錄TOC\o"1-3"\h\u4672LED插件機(jī)插件機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) II21688摘要 II13371Abstract III13343目錄 IV24471第1章緒論 121641.1引言 1179161.2主要機(jī)械結(jié)構(gòu)分析 230520第2章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3121532.1工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3180562.2X-Y可旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的傳動(dòng)方式 458492.3步進(jìn)電機(jī)的選擇 498832.4旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)電機(jī)選型 5290942.5旋轉(zhuǎn)精度的確定 627709第3章LED插件機(jī)插件機(jī)構(gòu)的建模 8187543.1solidworks軟件介紹 8276533.2建模以及裝配 9137523.3二維圖的繪制 1225688第4章結(jié)論 144154參考文獻(xiàn) 155247致謝 16第一章緒論P(yáng)AGEPAGE16第1章緒論1.1引言LED屏生產(chǎn)過程中，LED發(fā)光管的插裝過程采用大量手工操作，根據(jù)人工插件方式存在諸多不足，以及節(jié)約勞動(dòng)成本，提高生產(chǎn)質(zhì)量等因素，并且針對(duì)LED屏生產(chǎn)過程的特點(diǎn)，采用機(jī)械插件方式，研制相應(yīng)的自動(dòng)化設(shè)備。該課題來(lái)源于LED屏生產(chǎn)廠家的實(shí)際需求，在對(duì)LED二極管插件工序分解分析的基礎(chǔ)上，提出了用于該工序的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案，滿足LED屏生產(chǎn)企業(yè)當(dāng)前需要。LED屏的問世，給人們一種以直觀了解相關(guān)信息的方式，在信息顯示領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，它是信息技術(shù)的初級(jí)應(yīng)用。由于其具有亮度高、工作電壓低、功耗小、大型化、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，LED屏成為信息媒介應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品。目前，中國(guó)的LED行業(yè)的發(fā)展非常迅速，中國(guó)目前已是世界最大的LED產(chǎn)品的生產(chǎn)供應(yīng)國(guó)，國(guó)內(nèi)LED屏的生產(chǎn)技術(shù)基本與世界同步。但是發(fā)光二級(jí)管的插裝過程仍然采用大量手工操作，制約了顯示屏生產(chǎn)質(zhì)量的提高。在目前我國(guó)沿海勞動(dòng)力成本升高的情況下，需要相應(yīng)的自動(dòng)化設(shè)備。在國(guó)內(nèi)，由于LED屏生產(chǎn)過程技術(shù)含量不高的特點(diǎn)，LED行業(yè)配套自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)廠家以仿制國(guó)外成熟設(shè)備為主，較少技術(shù)創(chuàng)新。不過，有部分單位也已經(jīng)開始對(duì)插件環(huán)節(jié)的替代自動(dòng)設(shè)備進(jìn)行研究。國(guó)內(nèi)品牌主要有新澤谷、正可、華威等?？偠灾?，在當(dāng)今市場(chǎng)上主要有四大品牌生產(chǎn)立式LED插件機(jī):口本的松下插件機(jī)、美國(guó)的環(huán)球插件機(jī)、國(guó)內(nèi)的新澤谷插件機(jī)和華威插件機(jī)。目前來(lái)看口本的松下插件機(jī)在機(jī)械方面是最強(qiáng)大的，精密度超高，設(shè)計(jì)完美。松下插件機(jī)是全自動(dòng)、最快速(速度可以達(dá)到22000件/小時(shí)左右)、最穩(wěn)定、功能最強(qiáng)大，但是由于價(jià)格昂貴，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，企業(yè)很少使用全新松下插件機(jī)。半自動(dòng)的環(huán)球插件機(jī)，速度比較快，穩(wěn)定性很好，價(jià)格比松下插件機(jī)便宜，因而在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上占有比較大的市場(chǎng)，但是在性價(jià)比方面不是很突出。新澤谷的插件機(jī)和華威插件機(jī)都是國(guó)產(chǎn)品牌，在插件速度、穩(wěn)定性、和精度方面無(wú)法與國(guó)外品牌相提并論，但是，價(jià)格便宜，操作簡(jiǎn)單，性價(jià)比相對(duì)較高。LED自動(dòng)插件機(jī)（圖1-1）是中國(guó)電子工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心自動(dòng)化設(shè)備，一臺(tái)機(jī)器相當(dāng)于25個(gè)工人的工作量，所以在目前技術(shù)工人奇缺的背景，各地政府大力扶持中小制造企業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，刻不容緩。本課題根據(jù)目前國(guó)內(nèi)LED行業(yè)實(shí)際情況，針對(duì)發(fā)光二級(jí)管手工插件產(chǎn)生的諸多問題，設(shè)計(jì)替代插件各工序的自動(dòng)化設(shè)備方案。滿足LED屏廠商的實(shí)際需要并對(duì)國(guó)內(nèi)LED行業(yè)的技術(shù)發(fā)展起到推進(jìn)作用。圖1-1大型自動(dòng)插件機(jī)1.2主要機(jī)械結(jié)構(gòu)分析本課題針對(duì)LED顯示屏企業(yè)生產(chǎn)過程插件工藝環(huán)節(jié)人工操作成本高，可靠性差，耗時(shí)費(fèi)力等問題，研制自動(dòng)化替代設(shè)備。LED自動(dòng)插件裝置要將零散的二極管進(jìn)行排序、極性調(diào)整、校直、管腳預(yù)剪等工序傳送到插件裝置，被插件PCB板安裝在X-Y工作臺(tái)上，并且要求工作臺(tái)可繞Z軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)控制系統(tǒng)控制工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)到待插件孔時(shí)，插件裝置抓取二極管，完成插件動(dòng)作，然后控制系統(tǒng)控制工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)待插件孔進(jìn)行插件。當(dāng)PCB板插件完成后工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，下一塊PCB板運(yùn)動(dòng)到插件位置。整個(gè)插件裝置實(shí)現(xiàn)不停機(jī)手動(dòng)換板的連續(xù)插件。本課題主要研究的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)為L(zhǎng)ED插件機(jī)插件機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),也就是完成X-Y工作臺(tái)的設(shè)計(jì)、插頭的設(shè)計(jì)。第二章設(shè)計(jì)模板體系第2章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)插件系統(tǒng)是許多機(jī)電一體化設(shè)備的基本部件，通常由導(dǎo)軌座、移動(dòng)滑塊、滾珠絲杠螺母副，以及伺服電機(jī)等部件構(gòu)成。其中伺服電機(jī)做執(zhí)行元件用來(lái)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，滾珠絲杠螺母帶動(dòng)滑塊和工作臺(tái)在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，完成工作臺(tái)直線運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌副、滾珠絲杠螺母副和伺服電機(jī)等均以標(biāo)準(zhǔn)化，由專門廠家生產(chǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)只需根據(jù)工作載荷選取即可。2.1工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)LED插件機(jī)工作臺(tái)要求設(shè)計(jì)定位精度:士0.02mm，滾珠絲杠及導(dǎo)軌使用壽命:T=15000h，工作臺(tái)的有效行程為L(zhǎng)x=500mm,Ly=500mm，快速進(jìn)給速度vxmaX=2000mm/min; VymaX=2000mm/min。并且，工作臺(tái)圓盤可以沿z軸旋轉(zhuǎn)角度。工作臺(tái)結(jié)構(gòu)可以分四部分，X方向運(yùn)動(dòng)部件、Y方向運(yùn)動(dòng)部件、Z方向運(yùn)動(dòng)部件以及旋轉(zhuǎn)部件。Y方向運(yùn)動(dòng)部件位于底座上方，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠，從而傳動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌滑塊。X方向運(yùn)動(dòng)部件位于Y方向滾動(dòng)導(dǎo)軌滑塊上。X方向亦是由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠，傳動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌滑塊。圓形工作平臺(tái)建立在X軸滑塊之上，旋轉(zhuǎn)部件由電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪，從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)。工作臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖2-1所示圖2-1插件機(jī)示意圖2.2X-Y可旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的傳動(dòng)方式由于滾珠絲杠摩擦阻力小，壽命高，傳動(dòng)效率高可達(dá)92，傳動(dòng)平穩(wěn)，可通過預(yù)緊滾珠消除螺母副軸向間隙提高精度和剛度，所以選擇滾珠絲杠。由于工作臺(tái)被加工件PCB板的重量輕，所以工作臺(tái)對(duì)導(dǎo)軌工作負(fù)載要求不高，選擇直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，其特點(diǎn)剛性強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)平滑穩(wěn)定，精度高。工作臺(tái)的軸向進(jìn)給系統(tǒng)預(yù)想設(shè)計(jì)為直連，即由電機(jī)主軸出來(lái)，然后通過聯(lián)軸器，連接到絲杠，不用通過減速裝置，將步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)輸送至絲杠。工作臺(tái)要求設(shè)計(jì)的定位精度為士0.02mm，即脈沖當(dāng)量為0.02mm/step。由于選用的步進(jìn)電機(jī)步距角為1.5度/步，滾珠絲杠的螺距為5毫米，由此可得步進(jìn)電機(jī)發(fā)出一個(gè)脈沖，與絲杠螺母副連接的滑塊進(jìn)給量為0.02mm，可以與工作臺(tái)預(yù)設(shè)的脈沖當(dāng)量0.02mm/step相匹配。本工作臺(tái)要求聯(lián)軸器具有較高的傳動(dòng)精度，宜選用非金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器。這種聯(lián)軸器裝有彈性元件，可以補(bǔ)償兩軸的位移和偏斜。工作臺(tái)由四個(gè)溝槽輪固定支撐，由于工作臺(tái)下方安裝有二極管管腳剪切裝置和點(diǎn)焊裝置，所以旋轉(zhuǎn)電機(jī)不能安裝在工作臺(tái)軸線下方，應(yīng)安裝在工作臺(tái)一側(cè)。并由旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)摩擦輪，帶動(dòng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)。2.3步進(jìn)電機(jī)的選擇步進(jìn)電機(jī)是將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為角位移或線位移的電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)在一個(gè)脈沖作用下，轉(zhuǎn)過一個(gè)相應(yīng)的步距角。只要控制一定的脈沖數(shù)，即可精確控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)過相應(yīng)角度，步進(jìn)電機(jī)原理如下圖2-2所示。圖2-2步進(jìn)電機(jī)原理圖按定子上繞組來(lái)分，共有二相、三相和五相等系列。同一步進(jìn)電機(jī)可配不同細(xì)分的驅(qū)動(dòng)器以改變精度和效果。使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，則相數(shù)將變得沒有意義，用戶只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就能改變步距角。(1）步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)力矩根據(jù)能量守恒原理可知，電機(jī)做的功與載荷力做的功相等。設(shè)步進(jìn)電機(jī)的等效負(fù)載力矩為T，載荷為P:式中為電機(jī)轉(zhuǎn)角機(jī)轉(zhuǎn)角，為機(jī)械傳動(dòng)的效率。S為載荷移動(dòng)位移。若取電機(jī)轉(zhuǎn)角所以:式中:Ps為載荷負(fù)載(N)，G為載荷質(zhì)量(N)，Ps為與重力方向一致的作用在載荷上的負(fù)載力(N)，為導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，為步距角(rad),T為電機(jī)軸負(fù)載力矩(N.cm)o取=0.03(淬火鋼滾珠導(dǎo)軌的摩擦系數(shù))，=0.8,Ps=1300N?？紤]到重力影響，Y向電機(jī)負(fù)載較大，因此G=1800N所以有:T=135N.cm考慮到啟動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)部件慣性的影響，取系數(shù)為0.4，則則啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩:步進(jìn)電機(jī)的最高工作頻率：為使電機(jī)不產(chǎn)生失步空載啟動(dòng)頻率要大于最高運(yùn)行頻率fmax，同時(shí)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩要足夠大，查(微特電機(jī)應(yīng)用手冊(cè))選擇兩個(gè)90BF001型三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)有關(guān)參數(shù)如下圖2-3所示:圖2-390BF001型電機(jī)參數(shù)2.4旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)電機(jī)選型已知轉(zhuǎn)臺(tái)最大轉(zhuǎn)速nmax=1轉(zhuǎn)/秒;轉(zhuǎn)臺(tái)半徑RO=200mm;轉(zhuǎn)臺(tái)質(zhì)量Mass=l0kg;轉(zhuǎn)臺(tái)定位精度Error為0.2°，工件個(gè)數(shù)n:4個(gè)，工件質(zhì)量M=0.5kg；工件處半徑為R=0mm;轉(zhuǎn)臺(tái)外阻力力矩Tr=10Nm。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量角加速度最大力矩轉(zhuǎn)角精度由于轉(zhuǎn)臺(tái)最大轉(zhuǎn)速60nmax=60rpm，轉(zhuǎn)臺(tái)最大轉(zhuǎn)速小于500rpm(步進(jìn)電機(jī)一般在1000rpm以下，一般轉(zhuǎn)速高于600rpm，轉(zhuǎn)矩顯著下降。)，轉(zhuǎn)速要求不高所以選擇步進(jìn)電機(jī)，設(shè)步進(jìn)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速nm為500rpm，則減速比為i=8.33，取i為80。由于精密齒輪減速器的最小空回角為一弧分(定位精度)，當(dāng)轉(zhuǎn)角精度小于1弧分，選擇閉環(huán)控制系統(tǒng);當(dāng)轉(zhuǎn)角精度大于一弧分，選擇齒輪減速器，當(dāng)轉(zhuǎn)角精度大于10弧分時(shí)，選擇同步帶減速方案。所以本轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)角精度為12弧分，選擇同步帶減速方案。減速比i為8，所以采用一級(jí)同步帶減速即可，取電機(jī)力矩系數(shù)為3，包括了安全系數(shù)、傳動(dòng)效率、步進(jìn)電機(jī)高速力矩下降等因素。選取步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)力矩；式中取3；T為18.372Nm；i為8計(jì)算得到電機(jī)力矩為6.8895Nm，查下表可知:深圳雷塞步進(jìn)電機(jī)型號(hào)86HS85;驅(qū)動(dòng)器型號(hào):M880,MD882電源型號(hào):PS806。2.5旋轉(zhuǎn)精度的確定本課題設(shè)計(jì)要求工作臺(tái)轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)定位精度為0.20度。為保證工作臺(tái)的定位精度要求，需要對(duì)工作臺(tái)各部分的誤差進(jìn)行分析。旋轉(zhuǎn)電機(jī)選擇深圳雷塞的兩相步進(jìn)電機(jī)86HS85，步距角為1.80，轉(zhuǎn)臺(tái)要求每次旋轉(zhuǎn)的角度為90°，轉(zhuǎn)臺(tái)每次轉(zhuǎn)動(dòng)要求的角度需要50個(gè)脈沖。由此可知，轉(zhuǎn)動(dòng)過程沒有原理轉(zhuǎn)動(dòng)誤差，可以控制脈沖數(shù)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度要求。減速裝置采用同步帶一級(jí)減速。由于同步帶近似于齒輪嚙合，不造成失步的話，不會(huì)產(chǎn)生傳動(dòng)誤差。被加工工件PCB板安裝在工作臺(tái)轉(zhuǎn)盤上，采用兩個(gè)定位銷對(duì)PCB板進(jìn)行定位，定位孔與定位銷的配合間隙以及兩個(gè)定位銷中心距的誤差都會(huì)影響定位精度。目前，采用一個(gè)圓柱定位銷和一個(gè)銷邊定位銷的兩孔定位方案應(yīng)用最廣，防止PCB板定位孔無(wú)法裝入定位銷的情況，補(bǔ)償中心距偏差定位銷屬于標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)國(guó)標(biāo)圓柱銷:GB/T119.1-2000，圓柱銷的標(biāo)記為:銷h5x30，定位銷尺寸及定位誤差為:圓形銷公稱直徑d=6mm，公差為h5，長(zhǎng)席l=30mm。銷邊定位銷寬度b=2mm,B=d-2=4mm;LED插件機(jī)設(shè)定的PCB規(guī)格最大尺寸為170mm。定位孔與定位銷采用的間隙配合，配合為H6/h5，最大間隙為△max=Dmax-dmin=15m，兩定位孔中心距為160mm，偏差為士0.005m最大角偏差°滿足工作臺(tái)允許的轉(zhuǎn)動(dòng)誤差0.20度，所以該工作臺(tái)的設(shè)計(jì)方案符合要求。第3章LED插件機(jī)插件機(jī)構(gòu)的建模與功能分析3.1solidworks軟件介紹SolidWorks為達(dá)索系統(tǒng)（DassaultSystemesS.A）下的子公司，專門負(fù)責(zé)研發(fā)與銷售機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的視窗產(chǎn)品。達(dá)索公司是負(fù)責(zé)系統(tǒng)性的軟件供應(yīng)，并為制造廠商提供具有Internet整合能力的支援服務(wù)。該集團(tuán)提供涵蓋整個(gè)產(chǎn)品生命周期的系統(tǒng)，包括設(shè)計(jì)、工程、制造和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等各個(gè)領(lǐng)域中的最佳軟件系統(tǒng)，著名的CATIAV5就出自該公司之手，目前達(dá)索的CAD產(chǎn)品市場(chǎng)占有率居世界前列。SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機(jī)平臺(tái)CAD系統(tǒng)評(píng)比第一名；從1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)，其中僅從1999年起，美國(guó)權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎(jiǎng)。Solidworks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。Solidworks有功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點(diǎn)，這使得SolidWorks成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks不僅提供如此強(qiáng)大的功能，而且對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。對(duì)于熟悉微軟的Windows系統(tǒng)的用戶，基本上就可以用SolidWorks來(lái)搞設(shè)計(jì)了。SolidWorks獨(dú)有的拖拽功能使用戶在比較短的時(shí)間內(nèi)完成大型裝配設(shè)計(jì)。SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks，用戶能在比較短的時(shí)間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場(chǎng)。在目前市場(chǎng)上所見到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設(shè)計(jì)過程比較簡(jiǎn)便而方便的軟件之一。美國(guó)著名咨詢公司Daratech所評(píng)論：“在基于Windows平臺(tái)的三維CAD軟件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。”在強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能和易學(xué)易用的操作（包括Windows風(fēng)格的拖/放、點(diǎn)/擊、剪切/粘貼）協(xié)同下，使用SolidWorks，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的是全相關(guān)的。3.2建模以及裝配通過3.1節(jié)已知其建模過程較為簡(jiǎn)單，通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、陣列等命令，按照第三章的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行零件建模。然后將建好的模型進(jìn)行裝配，裝配的主要命令有重合、平行、垂直、相切等，將零件按照實(shí)際裝配的先后順序進(jìn)行裝配。如有標(biāo)準(zhǔn)件，可通過網(wǎng)站進(jìn)行下載，如圖3-1所示為夾頭的裝配模型，前端的小物體為L(zhǎng)ED燈，通過夾緊力將LED夾緊，主要通過拉伸命令完成零件模型，然后使用solidworks裝配模塊進(jìn)行裝配。圖3-1夾頭的裝配模型如圖3-2所示為X方向的導(dǎo)軌，其模型主要通過標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)按照參數(shù)得到的，然后按照絲桿設(shè)計(jì)其框架，形成如圖所示的導(dǎo)軌。其作用是完成X方向的運(yùn)動(dòng)。圖3-2X方向的導(dǎo)軌裝配模型如圖3-3為Z方向的導(dǎo)軌，其設(shè)計(jì)的過程同圖3-2，它的作用就是能使夾頭能夠在Z軸上下移動(dòng)，能夠LED能夠移動(dòng)到指定的位置圖3-3Z方向的導(dǎo)軌裝配模型如圖3-4為其LED插件機(jī)插件機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)裝置，1為步進(jìn)電機(jī)，2為同步齒輪，之間通過同步帶輪進(jìn)行相連，同步帶輪能夠保證其旋轉(zhuǎn)的角度偏差較小，且步進(jìn)電機(jī)能夠按照單片機(jī)的指令進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，何止停止，何時(shí)啟動(dòng)，都能按照實(shí)際的情況確定。圖3-4LED插件機(jī)插件機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)裝置如圖3-5為Y方向的導(dǎo)軌，它的作用就是能使夾頭能夠在Y軸上下移動(dòng)，能夠及時(shí)的移動(dòng)LED至指定的位置，通過該結(jié)構(gòu)，能夠完成X、Y、Z方向的移動(dòng)。圖3-5Y方向的導(dǎo)軌通過以上5個(gè)結(jié)構(gòu)，我們可以看出，該機(jī)器能夠完成空間指定位置的到達(dá)，夾持LED燈，以及按照電路板的樣式，以及LED燈正反級(jí)的旋轉(zhuǎn)。所以該插件機(jī)的插件機(jī)構(gòu)能夠滿足實(shí)際的要求。如圖3-6所示，為L(zhǎng)ED插件機(jī)插件機(jī)構(gòu)的裝配模型，其裝配過程主要通過同心、平行、距離等命令完成。圖3-6LED插件機(jī)插件機(jī)構(gòu)的裝配模型3.3二維圖的繪制本文中已經(jīng)對(duì)模型進(jìn)行三維建模，只需對(duì)其三維導(dǎo)出二維，標(biāo)注尺寸，公差要求，技術(shù)要求等，裝配圖還需對(duì)標(biāo)注明細(xì)表。然后將其導(dǎo)出至CAD格式。如圖3-7所示為其裝配圖。其余零件圖，詳見附圖。圖3-7LED插件機(jī)插件機(jī)構(gòu)的裝配第七章總結(jié)與展望第4章結(jié)論本課題的主要內(nèi)容是通過對(duì)LED插件機(jī)插件機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過本課題的設(shè)計(jì)了解一般的設(shè)計(jì)過程，查找資料的方式和渠道，對(duì)二維制圖軟件的熟練運(yùn)用，本課題主要完成的任務(wù)有以下幾點(diǎn)：通過查找資料完成LED插件機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì)；完成LED插件機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案的確定；LED插件X-Y工作臺(tái)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)出較合理的工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)布局，包括滾動(dòng)導(dǎo)軌、滾珠絲杠、步進(jìn)電機(jī)等的選擇，傳動(dòng)方式，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)的選擇等。同時(shí)對(duì)各部分進(jìn)行剛度校核和壽命驗(yàn)算以及對(duì)工作臺(tái)的精度進(jìn)行分析和計(jì)算，包括工作臺(tái)軸向傳動(dòng)原理誤差，主要零部件受力變形誤差，定位裝置誤差。得出工作臺(tái)總的軸向誤差和轉(zhuǎn)動(dòng)誤差驗(yàn)證其滿足設(shè)計(jì)預(yù)定的精度要求。完成LED插件機(jī)插件機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、計(jì)算與選型；其中主要的特點(diǎn)有以下幾處：通過查閱資料，加深對(duì)LED插件機(jī)的了解，對(duì)其各種參數(shù)：如速度、效率、電機(jī)、工作方式有著深入的了解，可以通過查閱資料的方式使得自己能夠方便了解更多的東西；為了完成本課題的需求，即設(shè)計(jì)一種價(jià)格便宜，性價(jià)比高的LED插件機(jī)，需對(duì)LED插件機(jī)插件系統(tǒng)進(jìn)行研究?jī)?yōu)化。即對(duì)當(dāng)前的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行保留，復(fù)雜的設(shè)計(jì)進(jìn)行刪減?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展口新月異，新的控制方法和理論不斷在實(shí)際生產(chǎn)得到應(yīng)用就本論文所進(jìn)行的工作，后續(xù)需要進(jìn)行的研究有:(1)對(duì)工作臺(tái)的零部件進(jìn)行優(yōu)化仿真設(shè)計(jì)，使其滿足精度和強(qiáng)度要求；(2)插件機(jī)械手的設(shè)計(jì)；(3)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和完善。主要是軟件控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和與硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娴难芯?。通過對(duì)本課題的研究，我能夠感受到機(jī)械設(shè)計(jì)在我們生活之中的重要性，我們可以通過設(shè)計(jì)對(duì)我們?nèi)粘５纳钸M(jìn)行改進(jìn)，提高效率的同時(shí)，也能節(jié)約人力。同時(shí)通過三維軟件和二維軟件的繪制，能夠清晰的看到每個(gè)機(jī)構(gòu)的組成和裝配，也對(duì)我以后的工作和