电子装配机器人 定稿

1、1 模块化机器人机械系统设计电子装配机器人生产线：实现线路板元器件成型、上下料、插件、焊锡全自动一体化。2主要内容一、设计背景二、设计任务三、设计过程四、成果展示五、前景展望 一、设计背景 1、概述 我国国民经济和社会发展“十一五”规划纲要提出，要提升电子信息制造业，根据数字化、网络化、智能化总体趋势，大力发展集成电路、软件和新型元器件等核心产业。 根据我国信息产业部信息产业科技发展“十一五”规划和2020年中长期规划纲要，印刷电路板(特别是多层、柔性、柔刚结合和绿色环保印刷线路板技术)是我国电子信息产业未来5-15年重点发展的15个领域之一。 二、设计任务 1、功能定义 研制一条电路板装配焊

2、接自动生产线，整个生产过程可以实现自动送料下料，元器件成型，自动焊锡，自动检测。同时设计一种高精密水平作业的SCARA型可编程控制机器人，用来实现元器件的插件和焊线功能。 2、产品现状 电路板装配焊接生产线。整个生产过程要完成基壳自动送料、元器件成型、插件、焊锡，检测，最后清洗。生产节拍为1.5分钟/件。原先整条生产线大多是采用手工操作这样使得生产节拍不能提高从而使整个生产线的效率低下，同时手工操作不能很好地保证产品质量的稳定性。线路板手工焊锡设备3、工艺流程三、设计过程1、机器人本体结构 机器人本体采用三自由度水平作业的SCARA型机器人，其中有3个旋转关节，其轴线相互平行，在平面内进行定位

3、和定向。另一个关节是移动关节，用于完成末端件在垂直于平面的运动。这种结构的特点是动作灵活，所占空间小，工作范围大，非常适合用来完成电路板元器件的插件和焊锡工作。2、具体任务机械本体结构设计自动生产线结构选择传动方式选择动力机构选择电子控制机构设计计算 3、电路板装配焊接自动生产线的选择 结合电路板装配焊接的生产需求参照国内外的经验分析比较以下四种输送方案多工位回转方案、随行托盘步进输送方案、随行托盘异步输送方案以及产品底板直接同步输送、多次定位方案。 最终本设计确定使用随行托盘步进输送方案，是将底板先装于随行托盘上，然后随行托盘沿生产线步进输送至各个工位，每个工位对随行托盘定位后实施作业。这种

4、方案的优点是随行托盘的定位孔尺寸一致性好，对产品底板只需一次装夹定位，因此定位精度高，且柔性化程度高，可在一条装配线上装配多种产品，不需要节放装置。X-Y直角坐标焊接机器人传动方式SCARA插件机器人三维模型传动方式选择1、机器人传动方式 SCARA机器人使用谐波减速器实现大小臂的传动，末端执行器使用气缸实现上下移动 基座模块基座模块简单、实用，由基座外套、基座轴承盖、基座上盖、基座下底座、支撑轴承、谐波减速器和电机组合装配组合而成。在基座的上盖中设计有可随电机控制而旋转的平台，该平台具有安装定位基准和用于连接螺纹孔，实现基座模块与其他模块的快速连接及拆卸，基座模块的结构设计图如图所示。 机械

5、臂模块 设计的机器人臂部模块是由一块铝合金板构成的， 其中大臂的两个水平圆孔分别与基座和小臂连接，小臂则连接大臂和末端执行器，这种模块化结构具有重量轻刚性好等特点且易于加工和装配，且模块化可重组，从而优化了系统的设计。大臂和小臂都采用这种模块结构，所不同的是，大臂比小臂长110mm。大臂的结构如图所示：末端执行器模块 本文此次所设计的是一个小型夹爪式机械手。机械夹手的夹紧形式和主要尺寸如图所示，气缸带动活动件上下移动，实现夹爪的夹紧和松开。且为满足装配、焊锡等不同作业的需要，我们设计了可更换夹持器的末端执行器，而且机械抓手可以随意更换，以适应不同类型，形状和大小的电子元器件，充分体现了模块化的

6、思想。随行托盘生产线传送桌面工作台装配焊接工作台 2、工作台传动方式 工作台生产线使用滚珠丝杠导轨副传动，使工件可以沿着工作台呈直线往复运动。滚珠丝杠导轨副 电机选择 根据扭矩以及功率选取电机,电机采用森创交流伺服电机。交流伺服电机同直流伺服电机相比，无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低；定子绕组散热比较方便；惯量小，易于提高系统的快速性；适应于高速大力矩工作状态；同功率下有较小的体积和重量。另外，交流伺服电机起动转矩大，具有起动快、灵敏度高、运行平稳、噪音小等特点。交流伺服电机元器件成型设备 使用汉邦自动电容电阻二极管成型机，全自动剪脚弯脚。将此设备装于工作台上SCARA机器人旁边，为SCARA机器人插件送料。元器件自动成型机四、成果展示 五、展望 1、接下来我们会给机器人配上控制系统和视觉系统。通过对电路板装配焊接自动生产线中的装配工位的研究，发现还有很多内容值得去钻研。作者对其进行归纳总结之后，认为在以下几方面值得进一步扩充和深入 2、电路扳的上、下料环节能再设计的更加自动化，减少人工的参与，进一步提高上、下料的效率，充分地保证整个装配环节的节拍。 3、今后设计一种图像处理系统，能在图像测量技术中更深入地研究图像误差，减少图像误差，以确保进一步提高装配精度，同时使得机器人的运动更精确，获得更高的精度 4、