【正文】 以后工作積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)基本上實(shí)現(xiàn)了所要求的各項(xiàng)指標(biāo)，如果有條件能制作出樣機(jī)投入使用可以更好的利用設(shè)計(jì)成果。也可以通過旋轉(zhuǎn)剖切等方法查看零件有無(wú)干涉。移動(dòng)的點(diǎn)對(duì)齊約束。裝配零件的運(yùn)動(dòng)類型：默認(rèn)平移，按平面范圍內(nèi)移動(dòng)元件；旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)元件；調(diào)整，調(diào)整元件位置；定向模式，重定向視圖。如果軌跡為封閉的，則需配合截面的形狀選擇“增加內(nèi)部因素”或“無(wú)內(nèi)部因素”選項(xiàng)。掃描：掃描是將二維截面沿著指定的軌跡線掃描生成三維實(shí)體特征，使用掃描建立增料或減料特征時(shí)首先要有一條軌跡線，然后再建立沿軌跡線掃描的特征截面?！薄?60176。該面板與拉伸特征操作面板極為相似。操作方法：?jiǎn)螕衾L圖區(qū)域的拉伸工具，或選擇菜單插入+拉伸命令系統(tǒng)會(huì)彈出操作面板，并提示草繪；在制定的對(duì)話框中選擇草繪平面、參照平面、試圖方向等內(nèi)容；單擊草繪按鈕后進(jìn)入草繪狀態(tài)；在草繪環(huán)境中繪制拉伸截面，繪制完后點(diǎn)點(diǎn)擊完成按鈕系統(tǒng)回到拉伸特征操作面板，在此選擇拉伸的尺寸，如需去除材料點(diǎn)去除材料按鈕單擊特征預(yù)覽按鈕來(lái)觀察生成的特征，單擊拉伸特征操作面板中的按鈕，完成拉伸特征建立。隨著Pro/E在我國(guó)的推廣應(yīng)用，已形成如火如荼的學(xué)習(xí)和使用Pro/E進(jìn)行三維設(shè)計(jì)的新局面，無(wú)論是資深的相關(guān)行業(yè)的中堅(jiān)還是在校的大學(xué)生，都將熟練掌握Pro/E應(yīng)用作為必備素質(zhì)加以學(xué)習(xí)。在調(diào)整過程中每個(gè)方向的調(diào)整可能是很微小的調(diào)整，所以調(diào)整工作臺(tái)要有非常小的螺距以適應(yīng)該結(jié)構(gòu)，調(diào)整工作臺(tái)由三個(gè)手動(dòng)單向平移臺(tái)累加而成，外購(gòu)的單向手動(dòng)平移臺(tái)是擰動(dòng)微分頭進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以調(diào)節(jié)的進(jìn)給量可以有效控制。 氣杠 上層安裝板 調(diào)探針鏡頭支架 探針架 探頭固定架 掃描鏡頭圖326 上部平臺(tái) 探針臺(tái)結(jié)構(gòu)探針臺(tái)是整臺(tái)設(shè)備的重要結(jié)構(gòu)，探針要準(zhǔn)確接觸芯片電極而且力量要適中，力量太小則電路接觸不良，力量太大則會(huì)壓傷芯片，所以探針臺(tái)要具有三向可調(diào)的功能，探針要具有緩沖能力，即柔性機(jī)構(gòu)。 直線軸承 工作平臺(tái) 固定板音圈電機(jī) 光柵尺 導(dǎo)向軸圖325 Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 上部平臺(tái)設(shè)計(jì)上部平臺(tái)如圖326，包括掃描鏡頭安裝臺(tái)，調(diào)探針鏡頭安裝臺(tái)，探頭安裝臺(tái)。Z向工作臺(tái)是使芯片盤上下運(yùn)動(dòng)從而使芯片電極和探針接觸，音圈電機(jī)可以提供高速高精度的上下震動(dòng)，所以本平臺(tái)的設(shè)計(jì)關(guān)建是保證音圈高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的方向。如圖324，電機(jī)和轉(zhuǎn)盤固定在XY工作臺(tái)上，由齒形帶傳動(dòng)，轉(zhuǎn)軸推力軸承支撐，加齒形帶張緊輪，目的在于張緊齒形帶，防止齒形帶松弛而引起的誤差。方案三、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，齒形帶傳動(dòng)；使用伺服電機(jī)作為動(dòng)力源，使用同步帶代替齒輪進(jìn)行傳動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)。即使導(dǎo)軌使用后需要重調(diào)精度，也可以很易易解決。對(duì)于導(dǎo)軌沿導(dǎo)軌靠面出現(xiàn)的安裝誤差或者導(dǎo)軌靠面的加工誤差，雖然也能通過刮研和添加墊片解決，但由于螺釘施加的是Z向的壓力，這個(gè)方向主要是摩擦力，相對(duì)較小，因螺釘和螺孔之間有較大間隙（相對(duì)于精度要求），當(dāng)滑塊帶動(dòng)平臺(tái)在導(dǎo)軌上反復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，易造成導(dǎo)軌側(cè)向移動(dòng)，使原來(lái)調(diào)整的精度丟失，因此必須找到一個(gè)能夠保持精度的方法。對(duì)于改進(jìn)安裝座的結(jié)構(gòu)，目前采用較多的方法是將導(dǎo)軌的安裝面設(shè)計(jì)為直角形，圖321所示，或者沉槽形式，設(shè)計(jì)時(shí)提高導(dǎo)軌靠面和安裝面的平面度和二者之間的垂直度要求，并提高兩根導(dǎo)軌安裝靠面的平行度要求。通常專業(yè)導(dǎo)軌生產(chǎn)廠家已經(jīng)在導(dǎo)軌上加工了螺釘孔，所以導(dǎo)軌和底座平臺(tái)一般采用內(nèi)六角螺釘聯(lián)結(jié)。銷定位一般用于平面接觸零件，其優(yōu)點(diǎn)是能夠長(zhǎng)時(shí)間保持定位精度，但缺點(diǎn)是要破壞零件，而且銷與銷孔有配合要求，銷孔加工精度要求較高，所以銷定位不適合于經(jīng)常拆卸的零件聯(lián)結(jié)。對(duì)于高精零部件，特別是位置精度要求較高的構(gòu)件，怎樣達(dá)到和保持精度是難點(diǎn)，也是設(shè)計(jì)重點(diǎn)。絲桿螺母和導(dǎo)軌滑塊是直接的運(yùn)動(dòng)傳遞部件，其精度（包括制造和安裝）直接決定整個(gè)平臺(tái)的精度，因此材料的選擇和加工工藝的設(shè)計(jì)要求很高，但決定平臺(tái)運(yùn)行精度的另一個(gè)關(guān)鍵因素是構(gòu)件的裝配精度。 馬達(dá)托架的設(shè)計(jì)馬達(dá)托架，如圖320是把電機(jī)固定在絲杠導(dǎo)軌安裝板上的結(jié)構(gòu)，主要的功能要求是要保證電機(jī)軸和絲杠導(dǎo)軌軸的同軸度。導(dǎo)軌靠面以底面（C面）和端面（B面）為基準(zhǔn)加工，要求Ⅰ處導(dǎo)軌靠面給以垂直度的要求。 XY移動(dòng)平臺(tái)絲杠導(dǎo)軌安裝板的設(shè)計(jì)圖315 絲杠導(dǎo)軌安裝板主視圖（豎放）圖316 絲杠導(dǎo)軌俯視圖圖317 絲杠導(dǎo)軌安裝板左視圖如圖315，316，317絲杠導(dǎo)軌安裝板，由于要保證絲杠螺母和導(dǎo)軌滑塊的安裝平面在同一平面，所以總體機(jī)構(gòu)為U型結(jié)構(gòu)，重要平面包括導(dǎo)軌安裝平面（4），馬達(dá)托架安裝平面（1），和絲杠支撐座安裝平面（3）三個(gè)平面。一、傳感器，低層平臺(tái)上在高層平臺(tái)的行程的前后極限位置安裝光學(xué)傳感器，高層平臺(tái)上裝有擋光片，當(dāng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)擋光片擋住傳感器光路，傳感器感應(yīng)到后控制設(shè)備停車報(bào)警或進(jìn)行其他處理，從而保證不超出行程；二、硬限位，為了進(jìn)一步保證安全，在行程極限位置之外加裝了硬限位裝置，即防撞塊，在安裝板上裝有擋塊并有橡膠緩沖墊，防止零件損傷。 圖313 絲杠螺母的安裝示意圖而導(dǎo)軌在絲桿軸的兩側(cè)各一根，通過平臺(tái)使導(dǎo)軌滑塊，絲杠螺母固定，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)絲桿螺母直線運(yùn)動(dòng)，絲杠保證了平臺(tái)的行走精度，而導(dǎo)軌可以起到支撐和導(dǎo)向的作用，從而保證上面平臺(tái)的水平移動(dòng)的平行度和控制徑向跳動(dòng)。此處采用電機(jī)、聯(lián)軸器、絲杠螺母機(jī)構(gòu)和直線導(dǎo)軌承載工作臺(tái)的方式。由于螺母和絲桿之間是精密滾珠傳動(dòng)，表面質(zhì)量和潤(rùn)滑非常好，所以其摩擦可以忽略不計(jì)，因此電機(jī)平穩(wěn)工作時(shí)， 輸出扭矩主要克服負(fù)載在導(dǎo)軌的摩擦阻力。其中、可以通過選型手冊(cè)查詢到，、可以由下列式（316）和公式（317）求得。表317 X軸的主要負(fù)載機(jī)規(guī)格負(fù)載物質(zhì)量/kg25絲桿導(dǎo)程/mm5減速比1：1絲桿長(zhǎng)度/mm370絲桿直徑/mm20絲桿材料密度/（kg/cm3）直線移動(dòng)負(fù)載慣量的計(jì)算如式（313）所示： （313）式中：——直線移動(dòng)負(fù)載質(zhì)量/kg； ——絲桿導(dǎo)程/mm；將表313中的相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式（313）得： 旋轉(zhuǎn)負(fù)載（此處為絲桿）慣量的的計(jì)算方法如式（314）所示： （314）式中：——絲桿長(zhǎng)度/cm ——絲桿直徑/cm ——絲桿材料密度/（），此處絲桿密度取。另外，針對(duì)LED芯片檢測(cè)機(jī)的特殊性，其運(yùn)動(dòng)軸所配的伺服電機(jī)還需要能最大限度抑制機(jī)械振動(dòng)，并調(diào)試簡(jiǎn)單。采用滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)，另外，在運(yùn)動(dòng)軸中它的負(fù)載最大，因此介紹其所配伺服電機(jī)的選擇過程。圖311 THK導(dǎo)軌型號(hào)構(gòu)成例 電機(jī)計(jì)算與選型在高精度機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中，伺服驅(qū)動(dòng)裝置是核心，因此伺服電機(jī)的選擇就變得尤為重要，LED芯片檢測(cè)機(jī)也不例外。 （312）式312中：Lh——工作壽命時(shí)間；ls——行程長(zhǎng)度；n1——每分鐘往返次數(shù)。表314接觸系數(shù)fc 表315 負(fù)荷系數(shù)fw 計(jì)算額定壽命：LM滾動(dòng)導(dǎo)軌即使在相同條件下制造且處于相同的運(yùn)行條件下，其使用壽命也多少有些差異。特別在起動(dòng)停止很激烈、或切削荷重作用的場(chǎng)合, 及因懸臂負(fù)荷所引起的大力矩作用的情況下, 可能會(huì)對(duì)LM 滾動(dòng)導(dǎo)軌產(chǎn)生意想不到的大負(fù)荷。）對(duì)于LM 滾動(dòng)導(dǎo)軌來(lái)說，隨著予壓量的增加,剛性也隨之增加。一般說來(lái), 考慮到往復(fù)運(yùn)動(dòng)可能產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊，如表311選擇負(fù)間隙（即施加予壓）,就能對(duì)使用壽命和精度產(chǎn)生良好的影響。型號(hào)確定：根據(jù)上述計(jì)算和論證，根據(jù)THK絲杠公稱型號(hào)的構(gòu)成，如圖35，選定絲杠型號(hào)為：DIK20056RRG0+370LC3Y。額定壽命： rev，其中，負(fù)荷系數(shù)fw=，參照表310。表38 靜態(tài)安全系數(shù)(fS)使用機(jī)械負(fù)荷條件fS的下限一般工業(yè)機(jī)械無(wú)振動(dòng)或沖擊時(shí)1～有振動(dòng)或沖擊時(shí)2～3工具機(jī)無(wú)振動(dòng)或沖擊使1～有振動(dòng)或沖擊時(shí)～7所謂基本靜額定負(fù)荷(C0a),就是在承受最大應(yīng)力的接觸部分,大小和方向都一定的靜止負(fù)荷。螺母選擇：使用精密滾珠絲杠，絲杠軸直徑20mm、導(dǎo)程5mm的螺母為小導(dǎo)程絲杠DIK型，因此可選擇：DIK20056（Ca=，C0a=）。容許轉(zhuǎn)速的探討：電機(jī)轉(zhuǎn)速：式中：Vmax=——最大速度；Ph=5——導(dǎo)程。螺母的型號(hào)選定為THK循環(huán)器式，包括DK、DKN、JPF和DIR型如圖33，這些型號(hào)是最小型的螺母，通過循環(huán)去改變鋼球行進(jìn)的方向，越過絲杠軸外徑回到原位，做無(wú)限循環(huán)運(yùn)動(dòng)由于尺寸大小等原因，為DIK型。符合導(dǎo)程精度和軸向間隙（予壓）所要求的滾珠絲杠為精密滾珠絲杠，導(dǎo)程為5mm，參照表35 ，絲杠周的外徑有1112（28）、3（40）、（50）。表34 THK絲杠予壓型號(hào)絲杠軸的設(shè)計(jì)與支撐方法選擇：假定螺母全長(zhǎng)為100mm,絲杠軸末端長(zhǎng)度為100mm。故選擇THK精度等級(jí)為C3級(jí)的絲杠軸。根據(jù)技術(shù)上的要求提出使用條件見表32。表31 方案比較方案直線電機(jī)外購(gòu)平臺(tái)絲杠導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)需設(shè)計(jì)輔助結(jié)構(gòu)無(wú)需輔助設(shè)計(jì)需要輔助設(shè)計(jì)安裝，穩(wěn)定性，維護(hù)安裝要求高，穩(wěn)定性高，維護(hù)復(fù)雜容易安裝，穩(wěn)定性高，維護(hù)方便安裝要求高，穩(wěn)定性高，不易移動(dòng)位置成本成本高成本高成本低方案確定：根據(jù)表31方案的比較，XY二維移動(dòng)平臺(tái)安裝在機(jī)架中層板上。方案一、直線電機(jī)方案：通過直線電機(jī)實(shí)現(xiàn)水平移動(dòng)，將兩個(gè)單向的直線電機(jī)垂直組合實(shí)現(xiàn)XY二維運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，就要依靠中間的θ工作臺(tái)進(jìn)行微小調(diào)整，以達(dá)到平行的要求，這樣才能夠準(zhǔn)確地使探針和電極的接觸提供一個(gè)最基本的前提。 XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是機(jī)械結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵部位，如圖332。的旋轉(zhuǎn)以便將芯片方向和XY平臺(tái)方向?qū)φ?；升降平臺(tái)，提供0～5mm的快速升降運(yùn)動(dòng)。機(jī)架：機(jī)架是LED檢測(cè)設(shè)備各部分的安裝平臺(tái)，也是最基本的結(jié)構(gòu)。 檢測(cè)設(shè)備工作過程根據(jù)上述的檢測(cè)要求和設(shè)備組成，檢測(cè)設(shè)備工作過程為：首先把芯片盤使用真空吸附，真空吸附的目的在于防止在高速工作時(shí)芯片盤抖動(dòng)和在探針點(diǎn)亮LED芯片時(shí)把芯片盤損壞；第二步，對(duì)正，芯片在芯片盤上大部分是同向整齊排列的，對(duì)正是通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)真空吸盤旋轉(zhuǎn)，使絕大部分芯片的XY方向和設(shè)備XY行走方向?qū)φ阌趻呙韬透咚贆z測(cè)；第三步，掃描，設(shè)備XY兩個(gè)方向的行走，通過視覺系統(tǒng)對(duì)芯片盤進(jìn)行掃描工作；第四步，調(diào)探針，在視覺系統(tǒng)下將兩個(gè)探針和基準(zhǔn)芯片的兩極接觸，使電路導(dǎo)通；第五步，檢測(cè)，對(duì)外觀正常的芯片進(jìn)行檢測(cè)，并把數(shù)據(jù)記錄到計(jì)算機(jī)，為L(zhǎng)ED芯片的分揀準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。 LED檢測(cè)設(shè)備的組成LED檢測(cè)機(jī)包括光、機(jī)、電和計(jì)算機(jī)四部分：光學(xué)部分：包括LED芯片發(fā)光的光學(xué)參數(shù)的快速采集，光強(qiáng)測(cè)量，波長(zhǎng)的測(cè)量，圖像采集所需要的照明光源等。檢測(cè)設(shè)備的成功關(guān)鍵在于探針接觸電極的定位精度和速度上。利用LED測(cè)試裝置測(cè)試光強(qiáng)和波長(zhǎng)。其原理是通過視覺系統(tǒng)對(duì)芯片盤上的芯片進(jìn)行掃描，記錄其正常芯片數(shù)量、排列狀態(tài)、分布和位置等；再使用探針對(duì)LED芯片電極進(jìn)行接觸并加正向電壓點(diǎn)亮，通過光參探頭和亮度探頭探測(cè)其光電參數(shù)并計(jì)入計(jì)算機(jī)。具體內(nèi)容如下：① 分析LED的發(fā)展現(xiàn)狀和市場(chǎng)前景，國(guó)內(nèi)外高速LED檢測(cè)設(shè)備的研究概況；② 研究LED芯片檢測(cè)的原理、檢測(cè)設(shè)備的功能需求、基本組成以及工作過程；③ 對(duì)DHLP320型LED檢測(cè)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括對(duì)XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、Z向工作臺(tái)、上部平臺(tái)、探針臺(tái)的設(shè)計(jì)，主要對(duì)關(guān)鍵部位高速高精度XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)，分析比較選用絲杠導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)XY二維運(yùn)動(dòng)，根據(jù)使用要求對(duì)絲桿螺母、導(dǎo)軌、電機(jī)等進(jìn)行計(jì)算與選型；④ 使用Pro/E對(duì)設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行整機(jī)三維建模進(jìn)行干涉檢查，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的合理性。LED檢測(cè)設(shè)備包括光學(xué)、機(jī)械、電控和計(jì)算機(jī)四部分，本文對(duì)其機(jī)械結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括機(jī)架、四維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、上部結(jié)構(gòu)、探針臺(tái)四部分組成。它主要由可調(diào)恒流源、光學(xué)系統(tǒng)、探測(cè)系統(tǒng)、采樣系統(tǒng)和PC機(jī)主控系統(tǒng)構(gòu)成。在紅火的LED產(chǎn)業(yè)中，國(guó)內(nèi)只有針對(duì)LED成品進(jìn)行分類分揀的設(shè)備，而沒有針對(duì)LED芯片的分揀設(shè)備。國(guó)際上由于LED產(chǎn)業(yè)起步較早，有關(guān)LED芯片檢測(cè)分揀的設(shè)備的研究也較早?，F(xiàn)階段中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)，從事該產(chǎn)業(yè)的人數(shù)達(dá)5 萬(wàn)多人，研究機(jī)構(gòu)20 多家，企業(yè)4000 多家，其中上游企業(yè)50 余家，封裝企業(yè)1000 余家，下游應(yīng)用企業(yè)3000 余家。建立半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)，全面進(jìn)入通入照明市場(chǎng)占有30～50%的市場(chǎng)份額，實(shí)現(xiàn)節(jié)電30%以上，年照明節(jié)電1000億kw?h以上我國(guó)大陸LED芯片研究起步較晚，國(guó)內(nèi)的主要研究機(jī)構(gòu)有廈門大學(xué)物理系、中科院長(zhǎng)春物理所、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第13 所以及華中科技大學(xué)等幾個(gè)高校、研究所開展研究工作。表11 世界各國(guó)的半導(dǎo)體照明計(jì)劃國(guó)家時(shí)間項(xiàng)目名稱項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)預(yù)計(jì)效益日本1998年21世紀(jì)光計(jì)劃到2006年50%的傳統(tǒng)照明被白光LED取代可減少1～2座核電廠的發(fā)電量，每年節(jié)省10億噸L以上的原油消耗。隨著LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相關(guān)檢測(cè)設(shè)備的需求大幅度