流水线式电路板测试台设计

1、流水线式电路板测试台设计流水线式电路板测试台设计The design of test bench for assembly line circuit board学生姓名学号所在学院班级所在专业机械设计制造及其自动化申请学位指导教师职称副指导教师职称答辩时间目录目目 录录设计总说明 .IINTRODUCTION .II绪论 .11 调研和总体设计方案的确定 .22 总体结构的设计 .32.1 检测台的基本结构和工作原理.32.2 检测台的主要零件的选用和参数.43 各装置的结构设计 .43.1 导轨材料及参数的选择.43.3 夹紧装置材料及参数的选择.83.4 检测装置构成及参数的选择.93.5

2、 调宽装置构成及参数的选择.113.6 定位装置构成及参数的选择.133.7 剔除装置构成及参数的选择.144 设计总结 .15鸣 谢 .16参考文献 .17设计总说明I 设计总说明电路板也叫印刷线路板或印刷电路板，英文名称为（Printed Circuit Board）PCB。有时也单独称其的英文名称 PCB。由于电路板的出现，使电路迷你化、直观化，对于固定电路的批量生产和优化用电器布局起到了重要作用。因此，电路板极大的促进了电子技术的飞速发展，也为各种电子产品的功能优化提供了重要的技术保障。我国如今正处于一个经济高速发展的阶段，电子产业已经成为国民经济中不可或缺的一项支柱性产业，同时电子产

3、业的不断创新和发展也推动了整个社会的进步，而电子产业的发展离不开电路板产品的发展。因此，研究电路板产品也会对推动电子产业和整个社会经济的发展起到一个重要的作用。然而，在电路板生产过程中，仍然存在不少方面的问题，随着电子产业的功能不断提高，新型电路板的生产也日益复杂化，要达到和满足社会对电子产品的功能需求，如果没有快速准确的检测设备，就不能保证电路板生产过程中的合格率，从而降低电子企业的生产效率，还会造成很多不必要的资源浪费，对企业的生产效益产生很大的影响。因此，提高和完善电路板测试技术和设备对提高电子制造业生产效率有着重大的意义。发展和研究电路板测试系统对国内的电子行业的发展有着迫切性和重要性

4、。在电路板的生产过程中，检测是必不可少的一步。如果没有快速精确的检测设备，将会极大的影响电路板的产量和质量，造成很多不必要的经济损失。本设计针对国内电路板检测过程中存在的速度缓慢，检测效率低的问题，设计的一种可以实现自动化的电路板检测平台。本设计在于可以实现电路板的自动入板-定位夹紧-检测-出板的自动化过程。设计为与电路板流水线相对接的两条侧栏，一条为固定侧栏，另一条为移动侧栏。这两条侧栏通过支承杆来支撑，支撑杆与底座相连接。调宽装置安装在固定侧栏和移动侧栏的下方来实现两条侧栏的调整，从而实现测试不同尺寸大小的电路板的要求。调宽装置采用丝杠螺母机构，以丝杠的螺旋运动来实现与之相连接的移动侧栏的

5、直线往复运动，从而带动整个装置的调整运动。夹紧装置和检测装置均采用气缸气动来夹紧和控制。两条侧栏的内侧安装带传送装置和带轮，来实现电路板的进出运动，传送装置由一个输送电机来带动。检测装置设计为一个小型针床检测台外加一个针床顶板来使电路板上下固定并检测。检测台的手柄和气缸相连接以实现自动控制检测。本设计的基本装置有传动装置（用于控制电路板的进出）、夹紧装置（用于夹紧电路板）、检测装置（检测电路板）、剔除装置（剔除不良品）、调宽装置（测试不同类型的电路板）以及其他的辅助支承装置。设计的主要解决的问题在于夹紧装置、检测装置和剔除装置的设计以及实现各个装置之间的配合运动。先根据设计要求确定检测台要实现

6、的功能要求，再通过需要满足的各种要求初步设计出所需要的各种结构，再通过计算实现各个机构之间的配合以完成要实现的运动。最后使用 CAD 和 proe 软件画出整个机构的装备图和实体图。关键词：电路板；测试台；自动化机构ABSTRACTII INTRODUCTIONThe circuit board is a printed circuit board or printed circuit board, the English name is (Printed Circuit Board ）PCB. Sometimes it is also called the English name PCB.

7、 Due to the emergence of the circuit board, the circuit miniaturization and direct viewing for the mass production of the fixed circuit and optimization with electrical layout to an important role. Therefore, the circuit board greatly promotes the rapid development of electronic technology, and prov

8、ides an important technical support for optimizing function for a variety of electronic products. Our country is now in a high-speed economic development stage, electronic industry has become an integral part of the national economy one of the pillar industries, also the innovation and development o

9、f the electronics industry also contributed to the progress of the whole society, and the development of electronic industry is inseparable from the development of PCB products. Therefore, the research on the circuit board products will also play an important role in promoting the development of the

10、 electronic industry and the whole social economy.However, in the process of circuit board production, there are still a lot of problems, with the continuous improvement of the function of the electronics industry, new circuit board production also becomes more and more complex, to achieve and meet

11、the functional requirements of the society for electronic products, if there is no fast and accurate detection equipment, there is no guarantee that circuit board production process qualified rate, thereby reducing the production efficiency of enterprise electronic, can also cause a lot of unnecessa

12、ry waste of resources, exert a great influence on the enterprise production efficiency. Therefore, it is of great significance to improve and improve the circuit board testing technology and equipment for improving the production efficiency of electronic manufacturing industry. Development and resea

13、rch of circuit board testing system for the development of the electronics industry in China is urgent and important.In the production of circuit board, detection is an essential step. If there is no fast and accurate testing equipment, will greatly influence on the circuit board of yield and qualit

14、y, resulting in many unnecessary economic losses. The design is based on the domestic circuit board testing process in the presence of speed slow, the problem of low detection efficiency, design a can achieve automated circuit board testing platform. The design is that the circuit board can realize

15、the automatic input plate - positioning clamp - detect - out plate automation process. Design for the circuit board assembly line is relatively connected to the two side bar, one for the fixed side bar, the other for the mobile side bar. The two side bar is supported by a supporting rod, and the sup

16、porting rod is connected with the base. Width adjustment device installed below the fixed side bar and a moving side bar to achieve the adjustment of the two side bar, so as to achieve the requirements of different sizes of circuit board testing. Width adjustment device with screw nut mechanism, the

17、 screw motion to realize the reciprocating motion of the connected with the mobile sidebar, which led to adjust the movement of the whole device. The clamping device and the detecting device adopt pneumatic cylinder to clamp and control. The inner side of the two side bar installed with conveyor and

18、 belt wheel, so as to realize the movement into and out of the circuit board, the transmission device ABSTRACTIIIconsists of a conveyor motor to drive. The detection device is designed as a small bed test bench plus a needle to the circuit board under the fixed roof and detection. The handle of the

19、test stand and the cylinder are connected in order to realize the automatic control detection.The design of the basic device transmission device for circuit board and control), a clamping device for clamping circuit board, a detection device (detection circuit board), eliminating device (excluding d

20、efective products), width adjusting device (different types of circuit board test) and other auxiliary supporting device. Designed mainly to solve the problem is between the clamping device, a detection device and a rejecting device design and the realization of each device with the movement. First

21、according to the requirements of the design requirements to determine the detection platform to achieve the function by need to meet various requirement of preliminary design of various structures, through the calculation to realize the cooperation between agencies to complete the movement to achiev

22、e. Finally, CAD and proe software are used to draw the whole body of the equipment and the entity chart.Keywords: circuit board; test bed; automation mechanism本科生毕业设计1流水线式电路板测试台设计 绪论我们当今所处的这个时代，是个电子信息技术高速发展的时代，电子信息技术已经渗透到了经济发展和社会生活的方方面面。各式各样的电子产品极大地丰富了我们日常生活。电子信息技术在不断的改变着世界的面貌，推动了社会生产力的飞速发展，电子信息技术的发

23、展已经成为了影响我们社会进步的重要性因素之一。电子技术的发展与电路板密不可分。由于电路板的出现，使电路迷你化、直观化，对于固定电路的批量生产和优化用电器布局起到了重要作用。因此，电路板极大的促进了电子技术的飞速发展，也为各种电子产品的功能优化提供了重要的技术保障。我国如今正处于一个经济高速发展的阶段，电子产业已经成为国民经济中不可或缺的一项支柱性产业，同时电子产业的不断创新和发展也推动了整个社会的进步，而电子产业的发展离不开电路板产品的发展。因此，研究电路板产品也会对推动电子产业和整个社会经济的发展起到一个重要的作用。然而，在电路板生产过程中，仍然存在不少方面的问题，随着电子产业的功能不断提高

24、，新型电路板的生产也日益复杂化，要达到和满足社会对电子产品的功能需求，如果没有快速准确的检测设备，就不能保证电路板生产过程中的合格率，从而降低电子企业的生产效率，还会造成很多不必要的资源浪费，对企业的生产效益产生很大的影响。因此，提高和完善电路板测试技术和设备对提高电子制造业生产效率有着重大的意义。国内研究印刷电路板的自动检测系统的时间大约开始于 90 年代初中期，目前来说才刚刚起步。所以从事这方面研究的科研院所也比较的少，而且在这方面由于受各种因素的影响，对于印刷电路板缺陷的自动光学检测系统的研究也停留在一个相对初期的水平。而国外对于电路板测试系统的研究由于起步较早，到现在已经趋于成熟，并且

25、拥有完善的成套检测设备和精密准确的检测技术。目前国内的自动检测设备很大一部分依赖进口，因为国外的印刷电路板的自动检测系统价格比较高，而国内也没有研制出真正意义上印刷电路板的自动检测设备，所以国内绝大部分电路板生产厂家还是采用人工用放大镜或投影仪查看的办法进行检侧。由于人工检查劳动强度大，眼睛容易产生疲劳，漏验率很高。而且随着电子产品朝着小型化、数字化发展，印制电路板也朝着高密度、高精度发展，采用人工检验的方法，基本无法实现。对更高密度和精度电路板(0.120.10mm),己完全无法检验。检测手段的落后，导致目前国内多层板(8-12层)的产品合格率仅为 5060%。由于国内电路板产业生产检测技术

26、的严峻形势，因此，发展和研究电路板测试系统对国内的电子行业的发展有着迫切性和重要性。同时也有助于我国打破国外的技术封锁，开发出属于自己核心技术的检测系统。同时，根据近几年电路板的销售情况来看，虽然刚性电路板的销量略有下降，但挠性电路板的销量仍然保持着持续稳定的增长，并且电子行业的发展依旧强劲，所以研究和开发电路板的检测装置仍然具有积极的实际意义。本科生毕业设计21 调研和总体设计方案的确定 调研总结：在寒假期间，本人到天津市津南区的 crucial ems 电子设备有限公司进行了社会调研。发现在电子厂的 SMT 生产部门的电路板的生产以及检测中，存在着电路板型号归类不明确、自动化检测设备紧缺、

27、检测精度不高和检测效率低下的问题。其中，大部分生产工位上的检测工作仍然由人工来完成。在高负荷的生产过程中，工人在检测过程中产生的疲劳因素对检测的结果有着很大的影响。特别是随着电子产品的开发和推出，需要进行检测的电路板将会变得更加精密和复杂，传统的人工检测已经越来越不能满足现在电路板的发展的需求。而且在人工检测过程中，由于个人的技术经验方面的差距，对检测结果的准确性也会造成很大的影响，造成的结果就是电路板的不良率偏高和不良产品混入到良品里面，使工厂和企业承受很大的经济损失。而目前国内的自动化检测设备大多都依赖从国外进口，国外的检测设备价格昂贵，是一般的中小型企业所负担不起的，国内的相关产品又很稀

28、缺，所以，开发和研究一种适合目前国内中小型电路板生产厂家的自动化检测设备具有很积极的现实意义。对国内电路板检测设备的发展也有积极的促进作用。方案设计：本设计的方案图如下： 图 1 首先，由检测台的输送装置对电路板完成自动入板，等电路板到达指定位置由定位装置完成定位之后，传感器检测到电路板的存在，就会反馈给控制中心，控制中心对夹紧装置发出指令，夹紧装置就会对电路板完成夹紧，紧接着控制中心会对检测装置发出指令，检测装置对电路板进行检测。当检测装置完成检测操作后，会将检测结果反馈给控制中心，控制中心根据检测的数据来判断电路板是否是良品，当判断电路板是良品时，控制中心将不会对剔除装置发出工作指令，电路

29、板将由输送装置输送到下个工序。当判断电路板是不良品时，控制中心将对剔除装置发出指令，剔除装置会本科生毕业设计3对电路板进行剔除操作，从而将不良品从流水线上剔除出去。2 总体结构的设计 本设计主要是针对目前国内电路板测试过程中存在的测试效率低下的问题而设计的一种（流水工位式）单机单片接触式电路板测试台，用于电路板生产流水线的快速检测工位的辅助工具，本测试台有一定的通用性和适应性，能完美完成如下测试动作顺序：自动入板定位夹紧接触测试松开自动出板。本测试台预期可以实现自动入板夹紧测试自动出板，并且测试接点柔性接触。测试机构采用针床测试，并且可测试不同类型的电路板和不同尺寸规格的电路板。本测试台可以实

30、现电路板从入板夹紧检测到出板整个过程中的自动化，并且可以剔除不良品，实现检测全自动，从而可以有效的节省人力，提高流水线的生产效率。 本设计的基本装置有传动装置（用于控制电路板的进出）、夹紧装置（用于夹紧电路板）、检测装置（检测电路板）、剔除装置（剔除不良品）、调宽装置（测试不同类型的电路板）以及其他的辅助支承装置。夹紧装置和检测装置均采用气缸气动来夹紧和控制。两条侧栏的内侧安装带传送装置和带轮，来实现电路板的进出运动，传送装置由一个输送电机来带动。检测装置设计为一个小型针床检测台外加一个针床顶板来使电路板上下固定并检测。检测台的手柄和气缸相连接以实现自动控制检测。2.1 检测台的基本结构和工作

31、原理检测台是与电路板流水线相对接的两条侧栏，一条为固定侧栏，另一条为移动侧栏。检测台的两条侧栏相当于一个导轨，为电路板的导向机构。导轨内侧为传动带系统，由一个电机单独控制，为电路板的传动装置。两条侧栏与调宽机构上的支承板相连接。调宽机构位于两条侧栏的下方，为一对丝杆螺母机构，通过丝杆的螺旋运动来实现与螺纹套相连接的支承板的直线运动，继而实现移动侧栏的直线运动，从而可以调整两条侧栏的宽度，以满足不同类型的电路板的检测。夹紧机构是位于导轨内侧的两个金属薄片，这两个金属薄片通过与气缸相连接来实现电路板的夹紧。定位机构为与气缸相连接的两个金属小挡板，当电路板通过传送带到达指定位置时，将会碰到这两个小挡

32、板，由挡板来实现定位。检测机构为一个小型针床测试台和一个针床顶板组成，通过顶针的上下作用力以保证电路板不会发生弯曲。通过气缸带动手柄操作来完成电路板的测试。剔除机构由一个传感器和一个由气缸带动的顶杆组成，当检测到不良品时，气缸带动顶杆将传送带流过来的不良品剔除。基本的工作流程是：流水线流过来一个电路板，通过两条侧栏和传送带组成的传送装置到达指定的位置后被挡板所阻挡，同时传感器检测到电路板信号，给控制夹紧装置的气缸发出信号，夹紧装置对电路板完成定位和夹紧，接下来对检测装置发出信号，检测装置开始工作，对电路板进行检测。检测装置产生测试结果后，反馈到单片机控制中心，根据检测产生的结果，如果电路板是良

33、品，则松开夹紧装置，打开挡板，传送电机开始工作，由传送带传送电路板到下一步工序。如果电路板是不良品，则向剔除装置发出指令，松开夹紧装置，打开挡板，由传送带传送到剔除装置时，被剔除本科生毕业设计4装置的传感器检测到，然后由气缸带动顶杆将不良电路板顶出流水线以完成不良品的剔除。示意图如下： 图 2 2.2 检测台的主要零件的选用和参数 主要参数：螺纹公称直径 d；螺栓公称长度 l； 两条侧栏和调宽机构的连接采用螺栓连接。通过查阅机械制造手册，选用螺纹规格 d=M10、公称长度 l=60、性能等级为 8.8 级、表面氧化、全螺纹、A 级的六角头螺栓。标记为：螺栓 GB/T 5783 M1030 检测

34、装置和侧栏的连接也采用螺栓连接。查阅机械制造手册，选用螺纹规格d=M12、公称长度 l=80、性能等级为 8.8 级、表面氧化、全螺纹、A 级的六角头螺栓。标记为：螺栓 GB/T 5783 M1050 连接气缸杆和夹紧装置的螺栓选用螺纹规格 d=M8、公称长度 l=20、性能等级为 8.8级、表面氧化、全螺纹、A 级的六角头螺栓。标记为：螺栓 GB/T 5783 M8 35 连接气缸杆和检测装置手柄的螺栓选用螺纹规格 d=M8、公称长度 l=20、性能等级为 8.8 级、表面氧化、全螺纹、A 级的六角头螺栓。标记为：螺栓 GB/T 5783 M835 连接气缸杆和剔除装置顶杆的螺栓选用螺纹规格

35、 d=M8、公称长度 l=35、性能等级为 8.8 级、表面氧化、全螺纹、A 级的六角头螺栓。标记为：螺栓 GB/T 5783 M835 连接气传感器和侧栏的螺栓选用螺纹规格 d=M8、公称长度 l=20、性能等级为 8.8级、表面氧化、全螺纹、A 级的六角头螺栓。标记为：螺栓 GB/T 5783 M8 353 各装置的结构设计本科生毕业设计53.1 导轨材料及参数的选择 流水线自动检测台是通过与电路板生产流水线上的导轨对接来实现入板的。因此在两条导轨的选择上选择当下生产流水线的普通导轨材料-流水线铝型材. 流水线铝型材,别名：工业铝挤材引、工业铝合金型材，流水线铝型材是一种以铝为主要成份的合

36、金材料，铝棒通过热熔，挤压从而得到不同截面形状的铝材料，但添加的合金的比例不同，生产出来的工业铝型材的机械性能和应用领域也不同。流水线铝型材执行标准按 GB/T5237.1-2004。应用的领域 一般来讲，流水线铝型材是指除建筑门窗、幕墙、室内外装饰及建筑结构用铝型材以外的所有工业铝型材。流水线铝型材特点 工业铝型材表面经过氧化后，外观非常漂亮，且耐脏，一旦涂上油污非常容易清洗，组装成产品时，工业铝型材根据不同的承重采用不同规格的型材，并采用配套铝型材配件，不需要焊接，较环保，而且安装、拆卸，轻巧便于携带、搬移极为方便。 通过查阅相关资料，选取 1024 型流水线型铝材。该铝材的特点为表面氧化

37、，外观漂亮耐脏，价格实惠经济性比较强。两条侧栏的材质均选取这种铝材。侧栏的参数选择： 初步确定两条侧栏的长度选取为 60cm，保证可以与其他机构相组装又有足够的空间来完成整体运动。3.2 输送机构的传送带、带轮和电机的选择 图 3 输送机构的主要功能是将流水线上一步工序所流过来的电路板通过传送带传送到指定的位置，等电路板检测完毕之后，再将其通过传送带流到流水线的下一步工序。在整个自动化过程中起输送电路板的作用。传送带的选择：本科生毕业设计6 通过查阅相关资料，传送带的选择选取与普通流水线相一致的尼龙片基传动带。尼龙片基传动带是以尼龙片基为抗拉层，外层采用耐磨橡胶或络鞣皮革，中间结合层为高强聚酰

38、胺织物，具有强度高、伸长小、曲挠性好、传动平稳、缓冲吸震、摩擦系数高、耐磨耐油性好、防静电、传递效率大等特点。 根据设计所要满足的要求，选择传动带系列中的 PNX 系列：单面皮革传动带。这种传送带的特点是具有橡胶和皮革的综合优点，皮革分头层革和二层革两种。前者表面比较光滑致密，后者表面经砂磨处理，比较粗糙松散。同时，根据不同的负荷情况，选用不同厚度的片基；根据不同的使用状况，确定不同的橡胶厚度 0.31.5mm 不等，必要时双片压制，吊棕带、长城带、冲孔带等特种带按图加工。比较适用于高速、半交叉、大功率的多头传动场合；同时，可以承受瞬间滑动传动。基本参数如下：尼龙片基抗拉强度3000kgf/c

39、m2尼龙片基断裂伸长率25%尼龙片基弹性系数1200kgf/cm2表面橡（塑）耐磨耗度0.05cm3/1.61km带轮的选择： 根据本设计的要求，由于是电路板的传送，速度不高，对带轮和传送带的强度要求不大，所以选择平带带轮传送，靠传送带张紧产生的摩擦力来传递动力。带轮的材质选择铝合金。 铝合金的密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性。并且，铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。通过查阅相关资料，选用 6061 性铝合金来制造带轮。 带轮基本参数确定：第一输送带轮的直径设计为 30mm，第二输送带轮的直径设计为

40、20mm，张紧轮的直径设计为 15mm。带轮轮缘宽度 B 设计为 8mm。对带轮进行动静平衡的计算：Bdn1111058. 1式中：B-带轮轮缘宽度，单位为毫米（mm）；D-带轮直径（基准直径或有效直径），单位为毫米（mm）。当带轮转速时，进行静平衡；n1n 时，进行动平衡。1nn 根据设计要求，确定传送带的线速度最高为。sm/6 . 0本科生毕业设计7 计算确定第一输送带轮的最大转速，即为第60)/(10006 . 011dnmin/382r一输送带轮的极限速度。 计算确定第二输送带轮的最大转速，即为第60)/(10006 . 022dnmin/574r二输送带轮的极限速度。 计算确定张紧带

41、轮的最大转速，即为张紧带60)/(10006 . 033dnmin/764r轮的极限速度。 由以上的、可知，实际带轮转速远小于最大转速，所以确定本设计的传送结1n2n3n构进行静平衡。带的安装与防护： 为了保证带传动能够正常有效的工作，延长带的使用寿命，必须带掌握正确的安装、使用与维护，一般应注意以下几点： （1）安装时，两带轮的轴线应要保持平行，各个带轮的轮槽要对齐，其误差不能超过；02 （2）在进行带的安装时，应先缩小中心距，将传送带套到带轮的轮槽中后，再张大中心距并张紧带轮，严禁硬撬带轮，这样会对传送带的表面和弹性造成损坏; （3）为了使每根传送带受力均匀，每根传送带的型号、基准长度、公

42、差值和生产厂家要保证都相同。同时，新旧传送带不能同时使用； （4）在进行传送带的安装时，要保证有适当的初始拉力，可以用经验来控制，即0F在带与两带轮切点的跨度中点，以大拇指能按下 15mm 为宜； （5）在高速带传动或者有安全隐患的传动中，要加装防护罩； （6）传送带不要与酸、碱、油等腐蚀性的物体接触，以免损坏传送带，同时带的温度不宜超过，以免带产生变质。60输送电机的选择： 三相交流异步电动机的结构简单、价格比较低廉、维护相对方便，可以直接接到工业生产中的三相交流电网中，在工业上应用最为广泛。 Y 系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷式三相异步电动机，具有效率高、性能好、噪声低、震动小等优点，

43、适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上。 YZR 和 YZ 系列电动机用在经常起动、制动和反转的工作场合，要求电动机的转动惯量小和过载能力大。 通过以上三种常用电机的分析以及结合本设计的要求可知，本设计中的传送装置需要经常起动和制动，并且在流水线电路板生产过程中有可能会接触到稀料、酒精等易燃物品，而 YZ 系列电机多用于起重、冶金领域，所以综合考虑选择 Y 系列的电动机。本科生毕业设计8 按照设计要求，第一输送带轮通过轴与电动机和减速器连接，减速器与电动机连接。通过带轮的计算可知，第一输送带轮的最大转速为，通过查阅机械设min/382r计课程设计表 17-7，选择电动机型号为

44、Y90L-4 的 Y 系列三相异步电动机。所选电动机的参数：额定功率为 1.5kW，满载转速为 1400r/s，额定转矩为 2.3,最大转矩为 2.3，质量为27kg。计算传动比： wmnni 66. 3式中：-传动系统的总传动比；i-所选电动机的满载转速；mn-工作及的转速，即第一输送带轮的最大转速。wn 由电动机的参数和第一输送带轮所计算出的传动系统的总传动比可知，当传送带处于最大传动速度时，传动比为 3.66。而实际生产中，传送带的速度远达不到这个速度，所以实际生产中所用的传动比大于 3.66。减速器的选择： 通过上述传动系统的总传动比可知，初步估计与电动机相连接的减速器的变速范围应在

45、3.58 之间。3.3 夹紧装置材料及参数的选择本科生毕业设计9 图 4 夹紧装置是在输送装置将电路板传送到指定的位置，并通过定位装置完成定位之后，夹紧装置接收到传感器发来的信号，对电路板进行左右夹紧，以便后续检测装置的检测。在整个自动化过程中起夹紧电路板的作用。 夹紧装置是由两个金属薄片所组成。一个金属薄片与固定侧栏内侧相连接。另一个紧贴移动侧栏内侧，与气缸导杆通过螺母连接。工作时，当定位装置的挡板对电路板完成了定位，传感器就会检测到电路板，并将这个信号反馈给控制中心，控制中心就会给夹紧装置发出信号。控制夹紧装置的气缸接收到信号后就会推动导杆运动，与气缸导杆相连接的位于移动侧栏内侧的金属薄片

46、就会向着电路板运动，从而对电路板进行夹紧。夹紧装置材料的选择： 在机械制造中最常用的金属材料有钢和铸铁，其次还有有色金属合金。金属材料如塑料、橡胶等。在机械制造中也是具有独特的使用价值。钢和铸铁这两种材料都是铁碳合金，他们的区别在于含碳量的不同。当含碳量小于 2%的铁铸合金称之为钢，含碳量大于 2%的称之为铸铁。 铸铁具有良好的可塑性、较好的易熔性、以及良好的液态流动性，因而可铸成形状复杂的零件。它的减震性、耐磨性、切削性（指灰铸铁）均较好且成本低廉，因此在机械制造中应用甚广。钢具有高的强度，、韧性和塑性，并可用热处理方法改善其力学性能和加工性能。钢制零件的毛坯可用铸造、冲压、焊接或铸造等方法

47、取得，因此其应有极为广泛。 由于导杆穿过移动侧栏并与气缸相连接，因此在运动过程中要承受一定的冲击性，通过查阅工程材料及成形技术基础，导杆的材料选择优质结构钢中的 45 号调质钢，碳元素的含量为 0.40.5%，锰元素的含量为 0.450.7，硅元素的含量为0.170.37。这种刚的强度较高，但韧性不足，满足本设计中导杆的要求。 导杆的直径选取 d=10mm，导杆顶端的螺纹选择 M8 的普通螺纹，固定导杆与薄片的螺母选择六角薄螺母。螺纹和螺母参数：本科生毕业设计10螺纹规格 D=M8；螺距 P 为 1.25；=11.6；75. 8; 8maxminaaddminwd38.14mine。3; 7

48、. 3; 4minminmaxwmmm 金属薄片由于要受到一定的冲击力，并且对塑性和强度要求较高，所以材料选择用铝合金制造。铝合金是一种有色金属材料，铝合金的密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。因此选用铝合金来制造金属薄片可以满足强度、塑性、耐腐蚀性等设计要求。通过查阅资料，选用 3003 型号铝合金制造。3.4 检测装置构成及参数的选择 图 5 检测装置通过螺栓固定在固定侧栏上面，当电路板由定位装置对其完成定位，夹紧装置进行夹紧后，

49、单片机控制中心就会给检测装置发出信号，对固定的电路板进行检测。当检测完毕后，检测台会将得出的检测结果反馈给单片机控制中心，控制中心本科生毕业设计11会根据检测结果来对后续动作发出指令。 检测装置的基本组成为一个针床检测台，一个固定在固定侧栏一侧的针床顶板，以及一个和针床检测台的手柄相连接的气缸。当单片机控制中心对检测装置发出检测命令后，与针床检测台相连接的气缸运动，拉动检测台向下运动，使检测台的测试探针与电路板接触，对电路板进行测试。测试方法和原理： 针床测试法是用带有弹簧的测试探针连接到电路板上的每一个需要进行检测的检测点。弹簧的弹力使每个探针具有 100 - 200g 的压力，用来保证每个

50、检测点接触良好，因此，把许多这样的测试探针排列在一起的被称为针床。在检测软件的控制下，可以对检测点和检测信号进行编程，实际上只有那些需要测试的测试点的探针是安装了的。尽管使用针床测试法可能同时在电路板的 两面进行检测，当设计电路板时，还是应该使所有的检测点在电路板的焊接面。针床测试仪设备昂贵，且很难维修。针头依据其具体应用选不同排列的探针。 一般基本的通用栅格处理器由一个钻孔的板子构成，其上插针的中心间距为 100 、75 或 50mil。插针起探针的作用，并利用电路板上的电连接器或 节点进行直接的机械连接。如果电路板上的焊盘与测试栅格相配，那么按照规范打孔的聚醋薄膜就会被放置在栅格和电路板之

51、间，以便于设计特定的探测。连续性检 测是通过访问网格的末端点（已被定义为焊盘的 x-y 坐标）实现的。既然电路板上的每一个网络都进行连续性检测。这样，一个独立的检测就完成了。然而，这种检测方法的局限性在于探针的接近程度限制了针床测试法的效能。 针床测试法通过对被测试点进行电信号的输入激励，再根据单片机采集的输出响应的电信号，通过输出响应的数值来与标准值作比较，来判断所检测的电路板是否发生了故障，从而判断是否为良品。测试台的选择： 本设计中测试台的选择为将一个普通的简易针床测试台的底座部分去掉，将其支架部分用螺母固定在固定侧栏上，而栅格处理器的材质用透明塑料制成，上面钻孔并在孔上插上测试探针。测

52、试顶板的材质与栅格处理器的材质一样，用透明塑料制成，上面钻孔并在孔上插上与测试探针位置相一致或者位置相近的塑料顶针，用来抵消测试探针对电路板的压力，也满足柔性接触的设计要求。单片机的选择： 单片机是一种集成电路芯片，是通过采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器 CPU、随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、多种 I/O 口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。 单片机具有集成度高、功能强、结构简单、易于掌握、应用灵活、可靠性高、价格低廉控制功能强、运行速

53、度快的特点，广泛应用于工业控制、智能仪器仪表、机电一体化产品、家用电器等各个领域。 通过查阅单片微型计算机原理与应用，选择 MCS-51 系列中的 8051 单片机作为控制中心的单片机。本设计中单片机的主要功能是完成数据采集、控制机构的运动及命令处理。本科生毕业设计123.5 调宽装置构成及参数的选择调宽装置的功能是当需要测试不同尺寸大小的电路板时，运用调宽装置可以对两条侧栏之间的距离进行扩大或缩小。本设计中的调宽装置的基本结构是一个丝杆螺母结构。丝杆螺母结构的功能在于可以通过丝杆不同方向的旋转来实现螺母的直线往复运动。调宽装置的基本结构如下图所示： 图 6整个调宽机构由两个支架、一个支承轴和

54、一个丝杆螺母结构组合而成。丝杆与一个螺纹套相配合组成丝杆螺母结构，另一条轴主要起支承和导向的作用。两个支架的上面与开设有孔，通过螺栓与两条侧栏固定在一起，以实现当旋转丝杆时，两条侧栏也会跟着一起运动，完成检测台的调宽。支架、轴材料的选择：通过查阅工程材料及成形技术基础，支架和支承轴的材质均选用 45 号优质碳素结构钢来制造。45 号钢具有良好的综合力学性能，刚度强并且具有一定的耐冲击能力，可以满足本设计的要求。支架、支承轴和丝杆参数的确定： 根据设计要求和整体结构设计，确定支承轴和丝杆的长度均为 40cm。支承轴的参数如下图所示：本科生毕业设计13 图 7确定丝杆的无螺纹一端的轴的横截面的直径

55、 d 为 10mm，有螺纹一端的螺纹大径确定为 14mm，手柄的横截面的直径确定为 10mm。具体如下图所示： 图 83.6 定位装置构成及参数的选择定位装置在整个检测过程中的功能是对输送装置送过来的电路板完成定位。定位装置是由一个传感器、一对与气缸相连接的导杆、一对挡板以及一对定位安装板组成。传感器安装在固定侧栏上，是一个光电传感器，用于检测电路板是否被输送到了指定位置并向控制中心传达定位信息。导杆与挡板相连接，与定位安装板一起来对电路板完成定位。定位安装板的功能是对导杆和挡板起导向作用。具体结构如下图所示： 本科生毕业设计14 图 9导杆、定位安装板和挡板的材质和参数确定：导杆、定位安装板和挡板的材质均用 45 号调质钢制造。挡板取长度为 20mm，宽度为 10mm，厚度为 10mm 的长方体。导杆长度视实际情况而定。定位安装板为一个曲折的薄片，大小视实际情况而确定。3.7 剔除装置构成及参数的选择剔除装置是负责剔除不良电路板的一个装置，由一个光电传感器和一个与气缸相