摘 要

贴片晶振是一种微型晶体谐振器，在电子元器件中有着广泛的使用。预封定位装置是生产贴片晶振的重要生产设备之一，负责贴片晶振的封盖与封装底座的定位与点焊。保证贴片晶振预封定位装置控制系统的稳定性、可靠性和高速性的要求，可提高贴片晶振的生产质量及效率，提升企业效益。

本文的研究对象为贴片晶振预封定位装置控制系统中的动作时序设计，采用仿真分析的方法，完成以下工作：

1. 以贴片晶振的设备布局及封装工艺为基本依据，分析其主要工作环境；分析贴片晶振预封定位装置的具体结构，参考工业生产的要求，提出了稳定性、可靠性和高速性三个性能指标。
2. 以提出的性能指标为基准，分析各执行机构的工况与运动环境，设计了贴片晶振预封定位装置的动作时序流程图，并基于Simulink/Stateflow的有限状态机理论，建立了相应的Stateflow模型并对其仿真。

关键词：贴片晶振，预封定位装置，Stateflow

Abstract

The SMD crystal oscillator is a kind of miniature crystal resonator which is widely used in electronic components. The pre-sealing and locating device is one of the important production equipment for producing SMD crystal vibration. It is responsible for the positioning and spot welding of SMD crystal vibration sealing and packaging base. To ensure the stability, reliability and high speed of the control system of the SMD crystal vibration pre-sealing positioning device, the production quality and efficiency of SMD crystal vibration can be improved and the enterprise benefit can be improved.

The research object of this paper is the control system of the SMD crystal vibration pre-sealing positioning device. The following tasks are accomplished by means of simulation analysis:

(1) the main working environment was analyzed based on the equipment layout and packaging process of SMD; Based on the analysis of the structure of the device, three performance indexes of stability, reliability and high speed are proposed.

(2) based on the proposed performance index, the operating conditions and motion environment of each actuator were analyzed, and the operation sequence flow chart of the SMD crystal pre-seal positioning device was designed. Based on the finite state machine theory of Simulink/Stateflow, the corresponding Stateflow model was established and simulated.

Key Words：SMD，Pre-seal positioning device，Stateflow

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 Ⅲ

第1章 绪论 1

1.1 论文研究背景及对象 1

1.2 国内外研究现状 3

1.2.1 自动化设备研究现状 3

1.2.2 有限状态机研究现状 3

1.2.3 运动控制技术研究现状 3

1.2.4 目前存在的主要问题 3

1.3 论文的研究目的与意义 4

1.4 论文的主要研究内容 4

第2章 贴片晶振预封定位装置整体要求分析 6

2.1 贴片晶振封装设备布局及工作环境分析 6

2.2 贴片晶振预封定位装置结构及运动位置分析 7

2.2.1 贴片晶振预封定位装置结构分析 7

2.2.2 贴片晶振预封定位装置运动位置分析 9

2.3 贴片晶振预封定位装置功能及性能指标分析 10

2.3.1 贴片晶振预封定位装置功能分析 10

2.3.2 贴片晶振预封定位装置性能指标分析 11

2.4 本章小结 12

第3章 贴片晶振预封定位装置动作时序优化设计 13

3.1 贴片晶振预封定位装置状态参数定义 13

3.2 贴片晶振预封定位装置动作时序流程设计 14

3.2.1 贴片晶振预封定位装置主控流程设计 14

3.2.2 贴片晶振预封定位装置复位流程设计 15

3.2.3 贴片晶振预封定位装置自动运行流程设计 16

3.2.4 贴片晶振预封定位装置视觉检测流程设计 23

3.3 贴片晶振预封定位装置动作时序仿真及优化 25

3.3.1 基于Stateflow的动作时序模型相关参数定义 25

3.3.2 基于Stateflow的动作时序模型设计 26

3.3.3 基于Stateflow的动作时序模型仿真及优化 32

3.4 本章小结 35

第4章 全文总结与展望 36

4.1 全文总结 36

4.2 研究展望 36

参考文献 37

致 谢 39

2. 绪论
   1. 论文研究背景及对象

贴片晶振是一种微型晶体谐振器。微型晶体谐振器主要在电子产品中提供时钟频率，具有成本低、精度高和稳定度高等优点^[1]。随着5G时代的到来，无论是市场还是科研，对高性能的微型晶体谐振器的需求也越来越多。

微型晶体谐振器有许多种类，不同种类，其用途工作环境亦不相同。按封装方式划分，晶体谐振器一般可分为贴片式（Surface Mounted Device，简称SMD）和插件式（Dual Inline-pin Package，简称DIP）两种。相较于插件式晶体谐振器，贴片式具有体积小、重量轻和可靠性高等优点，故微型晶体谐振器大多为贴片式封装。目前市场上贴片式微型晶体谐振器型号较多，应用较广泛的有2520、2016和3225三种^[2]。本文研究的贴片晶振预封定位装置控制系统的加工对象便是型号为3225的贴片式晶体谐振器，简称贴片晶振，其外形与结构如图1.1所示。

图1.1 贴片晶振外形与结构