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研究生:廖盛林
研究生(外文):Liao Sheng Lin
論文名稱:電子元件表面黏著包裝機之研究
論文名稱(外文):SMD Taping Machine of Electronic Components
指導教授:唐永新唐永新引用關係
指導教授(外文):Y.S.Tamg
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:機械工程系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:75
中文關鍵詞:電子元件表面黏著包裝機之研究電子元件表面黏著包裝機表面黏著包裝機電子元件包裝機包裝機
外文關鍵詞:SMD Taping Machine of Electronic ComponentsSMD Taping MachineTaping MachineTaping Machine of Electronic Components
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摘 要
本論文旨在應用電腦輔助設計之相關軟體工具,將表面黏著包裝機(SMD Taping Machine)之設計作初步的規劃,並同時進行各項工程分析,以強化機器設計的品質。
為能使本研究符合實際的運用,吾人以電子元件表面黏著包裝機做為設計與分析之實例,透過包裝機所要使用的工程塑膠材料與機械、電機控制的探討;電腦輔助機構設計與氣壓迴路的分析;以及進行傳動電動馬達轉速、扭力、控制分析,並針對熱封、自黏包裝所需要的加熱器(Heater)、感溫器(Temperature sensor)、溫度控制器(Temperature switch)、計數器(Counter)、光纖感測器(Fiber sensor)、放大器(Amplifier)等做數值分析,建立表面黏著包裝機設計與動作所產生的黏著效果。最後再設計一工程圖資料庫管理系統,方便整體設計的流程,以及供應商的連絡採購作業。

第一章 緒論………………………………………………………………………1
1-1 前言…………………………………………………………………………1
1-2 研究動機與目的……………………………………………………………1
1-3 本文架構……………………………………………………………………2
第二章 電機與包裝材料的特性探討……………………………………………3
2.1 電動馬達的選用……………………………………………………………3
2.1.1 電動馬達的選用程序…………………………………………………3
2.1.2 電動馬達的構造………………………………………………………5
2.1.3 電動馬達的特性………………………………………………………6
2.2 電磁離合器與制動器的設計………………………………………………8
2.2.1電磁離合器與制動器的動作特性………………………………………8
2.2.2 直流電源………………………………………………………………9
2.2.3 電壓調節控制…………………………………………………………11
2.2.4 電流調整控制…………………………………………………………13
2.3 減速機的特性………………………………………………………………13
2.3.1 減速比的運算…………………………………………………………13
2.3.2 減速機的容許負載慣性………………………………………………14
2.4 感測器、放大器、計數器之特性…………………………………………15
2.4.1 光纖感測器……………………………………………………………16
2.4.2 放大器…………………………………………………………………17
2.4.3 電子計數器……………………………………………………………19
2.5 溫度控制器之特性…………………………………………………………21
2.5.1溫度控制的基本構造…………………………………………………21
2.5.2 PID溫度控制…………………………………………………………21
2.5.3 最佳的PID常數………………………………………………………22
2.6 氣壓組件之特性……………………………………………………………25
2.6.1 電磁閥之特性…………………………………………………………25
2.6.2氣壓缸之選用…………………………………………………………26
2.7包裝材料之選用……………………………………………………………26
2.7.1 上帶(Cover tape)、下帶(Carrier tape)………………………27
2.7.2 電子元件與下帶的置放設計…………………………………………29
2.7.3 黏著力剝離測試………………………………………………………30
第三章 機構設計……………………………………………………………32
3.1 設計規範……………………………………………………………………32
3.2 下帶進料模組………………………………………………………………33
3.2.1 設計構想………………………………………………………………33
3.2.2 開發實現………………………………………………………………33
3.3 可調式軌道模組……………………………………………………………34
3.3.1 設計構想………………………………………………………………34
3.3.2 開發實現………………………………………………………………34
3.4 上帶進料模組………………………………………………………………35
3.4.1 設計構想………………………………………………………………35
3.4.2 開發實現………………………………………………………………35
3.5熱封模組……………………………………………………………………36
3.5.1 設計構想………………………………………………………………36
3.5.2 開發實現………………………………………………………………36
3.5.3 熱封的動作……………………………………………………………37
3.6 傳動收料模組………………………………………………………………38
3.6.1 設計構想………………………………………………………………38
3.6.2 開發實現………………………………………………………………38
3.6.3 自黏包裝的動作………………………………………………………39
3.7 關鍵機構與其它廠牌的優劣比較…………………………………………40
3.7.1 與F廠牌之比較..……………………………………………………40
3.7.2 與H廠牌之比較..……………………………………………………41
第四章 電控系統設計……………………………………………………………44
4.1 硬體控制系統……………………………………………………………44
4.1.1 可程式控制器特性……………………………………………………44
4.1.2 包裝機開機程序規劃…………………………………………………44
4.2 包裝機的順序控制…………………………………………………………46
4.2.1 電機元件的控制設計…………………………………………………46
4.2.2 可程式控制器輸出入線路設計………………………………………46
4.2.3 感應馬達的內部迴路設計……………………………………………47
4.3 PLC的程式設計……………………………………………………………48
4.4 氣壓迴路……………………………………………………………………53
第五章 零件圖庫的建立與管理…………………………………………………54
5.1 零件管理問題探討…………………………………………………………54
5.2 零件圖庫管理系統的架構…………………………………………………55
5.3 零件圖檔的規劃……………………………………………………………55
5.3.1 零件圖檔名稱…………………………………………………………55
5.3.2 零件圖檔與表面黏著包裝機的關聯性………………………………56
5.3.3 表面黏著包裝機零件稱的運用………………………………………57
5.4 圖檔的建立、搜尋與管理…………………………………………………58
5.4.1 在區域網路(LAN)資源共享…………………………………………58
5.4.2 建立目錄、圖檔………………………………………………………60
5.4.3 開啟、預覽、搜尋圖檔………………………………………………64
5.4.4 零件成本、採購統計表格……………………………………………68
第六章 結論與未來展望…………………………………………………………70
6.1 結論…………………………………………………………………………70
6.2 未來展望……………………………………………………………………71
參考文獻…………………………………………………………………………73
簡歷………………………………………………………………………………75
表目錄
表2.1 氣壓缸規格表………………………………………………………………26
表2.2 上、下帶規格………………………………………………………………28
表4.1 電機材料總表………………………………………………………………51
表5.1 黏著包裝機採構目錄總表…………………………………………………68
圖目錄
圖2.1電動馬達,電磁離合器、制動器,減速機立體圖………………………3
圖2.2 電動馬達的選用程序………………………………………………………4
圖2.3 單相感應馬達藉電容產生旋轉磁場………………………………………5
圖2.4 電動馬達的T-N曲線………………………………………………………7
圖2.5電動馬達的出力特性………………………………………………………8
圖2.6 電磁離合器與制動器激磁動作,產生的電壓、電流波形………………9
圖2.7 半波整流電路………………………………………………………………10
圖2.8 全波整流電路………………………………………………………………10
圖2.9固定電阻式…………………………………………………………………11
圖2.10 可變電阻式………………………………………………………………11
圖2.11 可變電壓調整方式………………………………………………………12
圖2.12 SCR相位控制……………………………………………………………12
圖2.13 電流調整控制……………………………………………………………13
圖2.14 減速機傳動示意圖………………………………………………………14
圖2.15 感測器的選用流程………………………………………………………15
圖2.16 單蕊心與多蕊心光纖斷面圖……………………………………………16
圖 2.17 光纖對準光軸……………………………………………………………17
圖2.18 放大器操作按鈕…………………………………………………………18
圖2.19 放大器內部回路圖………………………………………………………19
圖2.20 光纖感測器、放大器、計數器與檢測料帶圖…………………………20
圖2.21 溫度控制器反饋方塊圖…………………………………………………21
圖2.22 階梯式反應法……………………………………………………………23
圖2.23 極限感度法………………………………………………………………24
圖2.24 限值循環法………………………………………………………………25
圖2.25 五口二位與三口二位電磁閥……………………………………………25
圖2.26 上帶(Cover tape)、下帶(Carrier tape)與電子元件……………26
圖2.27 自黏式包裝帶示意圖……………………………………………………27
圖2.28 熱封式包裝帶示意圖……………………………………………………28
圖2.29 上帶實體照相圖…………………………………………………………28
圖2.30 下帶實體照相圖…………………………………………………………29
圖2.31電子元件置放上視圖……………………………………………………30
圖2.32 電子元件置放前、側視圖………………………………………………30
圖2.33 黏著力剝離測試………………………………………………………31
圖3.1 表面黏著包裝機零件爆炸圖……………………………………………32
圖3.2 下帶進料模組……………………………………………………………33
圖3.3可調式軌道模組…………………………………………………………34
圖3.4上帶進料模組……………………………………………………………35
圖3.5 熱封模組………………………………………………………………..36
圖3.6熱封動作示意圖…………………………………………………………37
圖3.7 傳動收料模組……………………………………………………………39
圖3.8 自黏動作包裝示意圖……………………………………………………40
圖3.9 F廠自黏機構示意圖……………………………………………………41
圖3.10 H廠自黏機構示意圖………………………………………………….42
圖3.11 電子元件黏著包裝機的立體圖……………………………………….43
圖3.12 電子元件黏著包裝機實體照相圖…………………………………….43
圖4.1開機流程方塊圖…………………………………………………………45
圖4.2電源線路圖………………………………………………………………46
圖4.3電機組件外接線路圖……………………………………………………46
圖4.4 可程式控制器輸出入線路圖……………………………………………47
圖4.5 感應馬達的內部迴路圖…………………………………………………48
圖 4.6 PLC的程式設計圖………………………………………………………50
圖4.7 氣壓迴路圖………………………………………………………………53
圖5.1 工程部零件圖庫管理系統架構…………………………………………55
圖5.2 圖檔名稱的涵意..………………………………………………………56
圖5.3 零件圖檔與表面黏著包裝機零件圖的樹狀結構………………………57
圖5.4 電子元件表面黏著包裝機組立圖………………………………………58
圖5.5 整個網路的檔案…………………………………………………………59
圖5.6 區域網路的公用檔案……………………………………………………59
圖5.7 瀏覽STEVE所建立的圖檔………………………………………………60
圖5.8 建立機器名稱目錄………………………………………………………61
圖5.9 端子截斷機的零件圖檔…………………………………………………61
圖5.10 軸承的標準零件圖檔……………………………………………………62
圖5.11螺絲的標準零件圖檔……………………………………………………63
圖5.12 C型扣環的標準零件圖檔………………………………………………63
圖5.13 開啟liao目錄下機器名稱……………………………………………64
圖5.14表面黏著包裝機的零件圖檔……………………………………………65
圖5.15 NPACK003.dwg圖形……………………………………………………66
圖5.16 搜尋圖檔的對話框………………………………………………………67
圖5.17 顯示搜尋結果的對話框…………………………………………………67

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