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《華中科技大學》 2011年

LED芯片高速分選機擺臂機電聯(lián)合仿真及實驗驗證

王承凱  

【摘要】：本文以LED芯片高速分選機擺臂旋轉(zhuǎn)運動系統(tǒng)為研究對象,以提高芯片分選效率為研究目標,重點進行擺臂旋轉(zhuǎn)運動系統(tǒng)和實現(xiàn)方案分析、伺服驅(qū)動系統(tǒng)分析與建模、多剛體和剛?cè)狁詈蠙C電聯(lián)合建模、指令輸入設(shè)計、機電聯(lián)合仿真分析、實驗平臺搭建、實驗驗證的研究。具體內(nèi)容如下: 首先通過介紹LED分選機的整體結(jié)構(gòu)、功能介紹以及芯片分選過程,強調(diào)擺臂旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的作用,指出擺臂機構(gòu)的需求分析,提出擺臂運動系統(tǒng)影響分選效率的因素及解決方法;分析分選機擺臂旋轉(zhuǎn)機構(gòu)實現(xiàn)方案,討論三種新的實現(xiàn)方案;分析擺臂旋轉(zhuǎn)運動機構(gòu)直驅(qū)方案的伺服驅(qū)動系統(tǒng),為伺服驅(qū)動系統(tǒng)的建模做準備。 接著,根據(jù)直驅(qū)方案擺臂旋轉(zhuǎn)運動系統(tǒng)使用的伺服驅(qū)動器和電機型號以及伺服參數(shù),在MATLAB/SIMULINK中建立伺服驅(qū)動系統(tǒng)模型,進行仿真分析,選定伺服參數(shù);根據(jù)擺臂旋轉(zhuǎn)電機末端負載情況,建立虛擬負載模型,借助負載模型仿真選定擺臂運動規(guī)律輸入。 然后,對實驗平臺的擺臂進行結(jié)構(gòu)分析,利用Pro/E、ANSYS和ADAMS軟件建立擺臂旋轉(zhuǎn)運動系統(tǒng)的多剛體和剛?cè)狁詈蟿恿W模型,聯(lián)立伺服驅(qū)動和動力學模型,建立機電聯(lián)合仿真模型,并基于多剛體聯(lián)合仿真模型初步調(diào)試伺服參數(shù)。依據(jù)EMAC卡脈沖發(fā)送速度曲線和LED單顆芯片分選周期方案進行聯(lián)合仿真的指令輸入設(shè)計。采用MATLAB的SIMIN模塊調(diào)用輸入指令,進行多剛體和剛?cè)狁詈蠙C電聯(lián)合仿真分析。 最后設(shè)計和采購實驗平臺機械部件,集成機電系統(tǒng),調(diào)試控制參數(shù),搭建擺臂旋轉(zhuǎn)運動實驗平臺。編寫擺臂回零和旋轉(zhuǎn)運動程序,進行擺臂運動規(guī)律和定位實驗,優(yōu)化控制參數(shù),驗證平衡式擺臂結(jié)構(gòu)及機電聯(lián)合仿真的有效性,實驗結(jié)果表明直驅(qū)式實驗平臺提高了第一代分選機的分選效率,但沒有完全達到擺臂機構(gòu)需求,分析原因并提出展望。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TN405
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