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《畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-微型高速數(shù)控鉆床設(shè)計(jì)論文.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1前言1.1設(shè)計(jì)的目的和意義在電路設(shè)計(jì)初期，為了調(diào)試，驗(yàn)證電路原理的正確性，需要制作電路板。由于電路還處在試驗(yàn)，調(diào)試階段，還存在很多不確定性，如果直接讓電路板制作廠家制作，一方面制作周期長(zhǎng)，成本高，另一方面靈活性差，調(diào)整不方便。不能滿足電路設(shè)計(jì)初期的要求。目前，人們普遍采用手工制作。手工制作勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量難以保證?；谝陨犀F(xiàn)狀，本課題設(shè)計(jì)一種數(shù)控高速微型鉆床，用來(lái)加工電路板上的過(guò)孔和引腳孔。本鉆床的研制具有廣闊的市場(chǎng)前景的工程價(jià)值。PCB被譽(yù)為“不能修理的系統(tǒng)產(chǎn)品”，是電子設(shè)備的關(guān)鍵互連件。小到電子手表、計(jì)算器，大到電子計(jì)
2、算機(jī)、通信電子設(shè)備、軍用的武器系統(tǒng)，只要有集成電路等電子元器件，為了方便它們之間的電器連接，都要以PCB為載體，使用印制電路板。印制電路板在電子設(shè)備中有如下功能：(1)提供集成電路等各種電子元件固定、裝配的機(jī)械支撐；(2)實(shí)現(xiàn)集成電路等各種電子元器件之間的布線和電氣接或電絕緣。提供所要求的電氣特性，如特性阻抗等，即連接功能和絕緣功能；(3)為自動(dòng)錫焊提供阻焊圖形，為元器件插裝、檢查、維修提供識(shí)別字符和圖形；(4)布線的功能化、電路化的功能。在較大型的電子產(chǎn)品研制過(guò)程中，最基本的成功因素是該產(chǎn)品的印制板的設(shè)計(jì)、文件編制的制造。印制板設(shè)計(jì)的制造
3、質(zhì)量直接影響到整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量、成本和產(chǎn)品的使用性能。因此本鉆床的研制具有廣闊的市場(chǎng)前景的工程價(jià)值。1.2國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀1936年，英國(guó)Eisler博士提出印制電路這個(gè)概念。他首創(chuàng)在絕緣的基板上全面覆蓋金屬箔，濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)然后在其上涂上耐蝕刻油墨后，再將不需要的金屬箔腐蝕掉的PCB制造基本技術(shù)。1942年，Eisler博士制造出世界上第一塊紙質(zhì)層壓絕緣基板，用于收音機(jī)的印制板。50年代初，這種技術(shù)開(kāi)始廣泛應(yīng)用，并迅速得到發(fā)展，印制電路行業(yè)開(kāi)始一舉成為世界性的一個(gè)大行業(yè)，其產(chǎn)值由零發(fā)展為1998年的327億美元、1999年的350億美元、200
4、0年的400億美元。在全球PCB行業(yè)高速發(fā)展的氛圍中，我國(guó)的PCB行業(yè)也開(kāi)始了自身的發(fā)展。1956年，我國(guó)PCB列入國(guó)家規(guī)劃，開(kāi)始研制；1963—1978年，逐步擴(kuò)大并形成產(chǎn)業(yè)；1978-1998年引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，PCB行業(yè)獲得蓬勃發(fā)展。其中1978-1988年主要發(fā)展單面板，而1988．1998為雙面板和多層板的大發(fā)展；近幾年是以HDI為代表的高密度多層板的飛速發(fā)展預(yù)計(jì)近幾年我國(guó)PCB行業(yè)的產(chǎn)值仍將以兩位數(shù)的年增長(zhǎng)速度向前發(fā)展。不久的將來(lái)，我國(guó)PCB產(chǎn)值將由現(xiàn)在占世界PCB產(chǎn)值的17％左右，持續(xù)上升到20％甚至更高。上世紀(jì)80年代
5、，由于印刷電路板上孔的數(shù)量不多、精度要求不高、孔徑較大，對(duì)生產(chǎn)效率的要求也不高，因此通常采用手工機(jī)械鉆孔。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和普遍應(yīng)用，加上印刷電路板的制造工藝要求越來(lái)越高，數(shù)控技術(shù)被引入了PCB鉆孔機(jī)床，產(chǎn)生了第一代PCB數(shù)控鉆床。我國(guó)從20世紀(jì)60年代開(kāi)始研制和生產(chǎn)PCB鉆床，90年代的產(chǎn)品屬于半自動(dòng)化設(shè)備。90年代中期，我國(guó)的PCB制造業(yè)迅速發(fā)展，不少企業(yè)如深圳大族數(shù)控科技、惠州天馬、深圳大贏、福建麥雅等公司開(kāi)發(fā)并生產(chǎn)出一批性能較好、精度較高的PCB高速數(shù)控鉆床。與此同時(shí)，中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的PCB高速數(shù)控鉆床也呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的景象，主
6、要的生產(chǎn)企業(yè)包括東臺(tái)公司、大量公司、恩德集團(tuán)、龍澤公司等。目前，國(guó)外生產(chǎn)PCB高速數(shù)控鉆床的廠家主要有美國(guó)的EXCELLON公司、意大利的PLURITEC公司、德國(guó)的SCHMOLL公司以及日本的日立公司。1.3設(shè)計(jì)的內(nèi)容印刷電路板高速數(shù)控鉆床用來(lái)加工直徑相對(duì)較小的PCB孔，加工特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)行程短，機(jī)床起停頻繁，孔徑小，孔密度高，加工精度要求高。工作原理是以PC機(jī)強(qiáng)大的硬件與軟件資源為后盾，借助于運(yùn)動(dòng)控制卡提供的運(yùn)動(dòng)函數(shù)庫(kù)，運(yùn)用Vc++語(yǔ)言編制直線、圓弧插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)軌跡圖形程序，通過(guò)板卡接口輸出PC機(jī)運(yùn)算結(jié)果的運(yùn)動(dòng)控制脈沖數(shù)和運(yùn)動(dòng)方向控制等信號(hào)，經(jīng)
7、過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)功率放大器放大后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過(guò)滾珠絲杠傳動(dòng)機(jī)械，驅(qū)動(dòng)十字工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。從而，最終實(shí)現(xiàn)按編制的運(yùn)動(dòng)軌跡作伺服運(yùn)動(dòng)或按編制的加工零件輪廓圖形作精確的插補(bǔ)定位運(yùn)動(dòng)。微型數(shù)控鉆床主要由控制部分和機(jī)械執(zhí)行部分組成。通過(guò)對(duì)兩個(gè)部分的設(shè)計(jì)達(dá)到預(yù)期期望的結(jié)果。設(shè)計(jì)初始參數(shù)及要求：（1）加工對(duì)象為電路板；（2）加工電路板最大尺寸20×30×2mm；（3）加工孔徑0.2-5mm；（4）加工速度60個(gè)/分鐘；（5）主軸轉(zhuǎn)速10000轉(zhuǎn)/分鐘；（6）Z軸最大行程100mm；（7）采用龍門(mén)式結(jié)構(gòu)。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)2總體方案設(shè)計(jì)2.1功能與性能要求
8、分析根據(jù)PCB的技術(shù)要求可以歸納出印制電路板孔位加工的特點(diǎn)為：（1）導(dǎo)通孔的數(shù)量多要求加工運(yùn)行速度快；（2）布線密度大焊盤(pán)小孔位精度必須高；（3）孔徑特別小0.1mm容易斷刀要求
