1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 目的及意义

贴标机，是将成卷的不干胶纸标签（纸质或金属箔）粘贴在pcb、产品或规定包装上的设备。在表面组装技术中,为了区分不同的产品、进行数据交流,经常会在板上贴条码、标签等。标签在市场上的地位不可撼动，与之对应的设备自动贴标机也因此受到了广泛的应用。而自动贴标机设备逐步取代人工贴标，将极大地提高贴标精度和贴标效率。

目前都是在板加工完成后,由人工进行贴标签和条码等,人工的方式存在着人工效率低,影响整体流水线的生产效率,虽然有些设备可以实现自动贴标,但是由于其并不是专用于板贴标的设备,且板上要求贴标精度较高,易出现贴标位置偏离、错误和贴标不牢固的问题,因此现有技术中不论是人工贴标还是设备贴标,其品质均难以保证,并且不能自动与系统在线联网的缺陷。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1）高速精密贴标机的工作台结构设计；

2）对高速精密贴标机机架结构设计；

3）高速精密贴标机力学性能分析。

4）设计结构的三维建模、二维工程图纸；

5）高速精密贴标机工艺设计。

2.2 预期目标

进行高速贴标机的XY工作台进行详细结构设计，设计结果具有一定的实用性和先进性。

1）设计的方案应可行、实用；

2）完成设计结构的三维建模；

3）完成部分主要结构的二维工程图纸。

2.3 完成课题的方案及主要措施

机架结构 从机器的布局看，主要分上下结构，下部为机架和电箱模块，其结构图如图2所示。机架主要起支撑作用，电箱主要是为整台机器给电和控制作用。上部分主要包括工作平台和运动模块。工作平台支撑上部所有运动模组，运动模块中的贴装头是机器的功能核心。贴装头要求高速和高精度，设备在运行过程中，主要的精度由工作平台决定。同时，机架作为平台的支撑，也需要有良好的刚度。机架主要采用一种称之为“方通”的铁型材，材质为45 号低碳钢，易于切割和下料。机架结构采用对称结构，由两侧屏（两侧部分），上下屏（上下部分）和中屏（中间交叉部分）组成。通过设计合理的机架结构，使满足贴标机的性能要求。

力学性能分析 贴标机框架结构中横梁是贴装头组件的载体，因此其强度和刚度对贴标精度的影响特别大。对横梁进行静力学分析，以检验是否满足贴标机工作装置最小静位移要求和材料的最小许用应力。机架的稳定性也是考察贴标机工作性能的重要指标，因此需对其进行详细建模并进行整机有限元分析，看其结果是否满足材料许用极限要求。通过对贴标机床身结构进行模态分析，主要为达到以下两个目的：一方面是确定目标结构的固有频率，以免在作业状态下发生共振；二是通过比较不同结构在该状态下自由响应，以便于设计人员根据固有频率特性合理设置构件的分布与配合，进而消除作业时产生的振动或噪音。

2.4 技术路线图

4.2.1 龙门双驱工作台

本课题拟采用的是一种龙门双驱直线电动机运动平台，可广泛用于电子制造与封装、光学检测等领域。整个工作台系统实现X、Y两个自由度的精密控制，工作台系统主要由X轴、Y1轴、Y2轴直线电动机构成：其中X轴为平板式直线电动机，Y1轴与Y2轴为U型槽直线电动机，构成典型的龙门双驱型结构。X轴、Y1轴、Y2轴均由伺服驱动器驱动直线电动机运动并通过光栅编码器作为运动反馈部件，采集位置信号反馈给伺服驱动器，从而构成闭环控制。

4.2.2 三维建模软件SolidWorks

SolidWorks软件属于中端三维CAD软件，是达索（Dassault Systemes S.A）公司旗下SolidWorks子公司的产品，软件最大的特点是易学易用，容易掌握，对硬件的要求较低。随着制造业信息化的发展需求，CAD技术的应用目前已经从传统的二维绘图逐步向三维设计过渡，原因是产品的三维模型可以更完整地定义和描述设计及制造信息。在产品设计和开发过程中，为提高产品设计质量、缩短产品开发周期，更多的采用三维CAD系统的参数化设计来实现零部件的标准化、通用化和系列化。参数化设计也叫尺寸驱动，是指参数化模型的尺寸用对应的关系表示，而不需用确定的数值，变化一个参数值，将自动改变所有与它相关的尺寸，从而生成新的同类型模型。尺寸驱动是参数化设计的关键。所谓尺寸驱动就是以模型的尺寸决定模型的形状，一个模型由一组具有一定相互关系的尺寸进行定义，用户通过修改尺寸而实现对模型的修改，生成形状相同但规格不同的零部件模型系列。其本质是保持原有图形的拓扑关系不变的基础上，通过修改图形的尺寸（即几何信息），而实现产品的系列化设计。

4.2.3 有限单元法与ANSYS 软件

在实际工程应用中有限元的思想把一个原来是连续的物体划分为有限个微小单元，这些单元通过有限个节点相互连接，承载着与实际载荷等效的节点载荷，依据力的平衡条件处理分析，依据变形协调条件把这些单元重新合成能够整体，进行综合求解。有限元法的核心思想是结构离散化，理论基础为结构力学和弹性为学。

随着有限单元理论的提出，与其配套的计算机软件也如雨后春笋涌现出来。在这些软件中，ANSYS 以其强大的分析功能，多物理场分析特性拔得头筹。二十世纪 30 年代以来，大量的数学理论被提出，这也进一步的促使ANSYS 的发展，有限单元法的提出使 ANSYS 软件达到了一个新的历史高度，通过有限单元网格划分、结构材料属性设置、有限元求解、计算结果提取等步骤，ANSYS 成功将理论与实践结合，为结构的静力学分析提供快速、先进的模拟分析方法。ANSYS 软件可以处理的问题主要有：1）结构的刚度、强度以及稳定性校核；2）多结构、多物理场耦合问题；3）流体湍流、稳流分析；4）用于求解结构振动情况的模态分析，等等。

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

[1] dae-hyun cho, bharat bhushan. friction and wear ofvarious polymer pairs used for label and wiper in labeling machine [j]tribology international ，98(2016)10–19

[2] 罗耀武.中国贴标机的历史及其国际地位[j].中国包装工业,2007.04：40-41

[3] 李存鹏.stm多功能pcb贴标机的设计与实现[j].长江大学学报（自然版），2014.01,11（1）:2014.1.