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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蔣伯勳
研究生(外文):Chiang, Po-Hsun
論文名稱:外引腳黏合設備之直角座標機器人動態分析與改善設計
論文名稱(外文):Dynamic Analysis and Improved Design of Cartesian Coordinate Robots in Outer Lead Bonding Equipment
指導教授:呂宗熙
指導教授(外文):Liu, Tzong-Shi
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:機械工程系所
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:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:102
中文關鍵詞:外引腳黏合設備直角坐標機器人動態分析有限單元法
外文關鍵詞:outer lead bonding equipmentCartesian coordinate robotdynamic analysisfinite element method
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直角坐標機器人為面板產業的重要設備之一,被廣泛地運用在製程設備上,其中的核心設備─外引角黏合設備,負責顯示器與晶粒軟膜(Chip On Film)的黏合作業,讓驅動IC(Driver IC)與液晶顯示器(Liquid Crystal Display)的電路產生連結。然而隨著電路的尺寸進入了數個微米等級,外引角黏合設備在進行黏合過程時會產生壓合頭左右高速移動、上下壓合以及系統傳輸材料導致的振動問題,這些情況嚴重影響黏合時的精準度,已不容忽視。
本研究使用有限單元法進行外引角黏合設備之動態分析。主要目的為探討設備的基座結構在原料傳輸時,所產生的振動影響。以數值模擬的方式找出設備在動態下結構的振動問題,進而提出改善方法。
首先使用有限單元法軟體ANSYS,進行基座結構靜態、動態分析;接著透過雷射位移計和加速規量測設備的振動情況,藉以對有限單元模型進行比對以及修正;最後提出新的設計模型,顯示模擬下的改善程度。

Cartesian coordinate robots are one of the most important equipment in display industry, and are generally used for the manufacturing process. The core equipment - outer lead bonding equipment, is used to stick chip on films on the display, connecting the circuits with driver IC and liquid crystal displays. However, due to the scale of several micrometers in circuits, the vibration problems in the equipment caused by bonder motions, bonding process and material transports significantly affect the accuracy in sticking process, and they are no longer negligible.
In this study, the finite element method is used for the dynamic analysis in outer lead bonding equipment. The goal is to investigate the vibration at the base structure of the equipment undergoing material transports. We propose improvements after finding out the vibration problems in dynamic response by numerical simulation. This study firstly uses a finite element software ANSYS to carry out the static and dynamic analyses of the base structure. The measurements of vibration are taken by laser sensor and accelerometer. The finite element model is in turn compared with measured results and modified. Finally, an improved design is proposed.

摘 要 I
ABSTRACT III
誌 謝 V
目 錄 VI
圖目錄 IX
表目錄 XIII
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究目的 5
第2章 模型 8
2.1 建造模型 8
2.1.1 模型 8
2.1.2 元素選用 10
2.1.3 材質選用 12
2.2 網格化 12
2.2.1 網格密度 13
2.2.2 網格收斂性分析 15
2.2.3 接觸勁度因子敏感度分析 16
2.3 接觸設定 18
2.3.1 接觸對 18
2.3.2 整體模型接觸設定 18
2.3.3 壓頭線軌接觸設定 19
2.3.4 壓合面接觸設定 19
第3章 有限單元法分析 20
3.1 靜態分析 20
3.2 模態分析 21
3.2.1 預應力分析 22
3.2.2 邊界條件設定 23
3.2.3 分析條件設定 23
3.2.4 模態分析結果 24
3.3 諧和分析 26
3.3.1 分析設定 28
3.3.2 分析結果 28
3.4 暫態分析 34
3.4.1 初始條件設定 36
3.4.2 施力條件設定 36
3.4.3 分析條件設定 38
3.4.4 壓頭位置設定 39
3.4.5 後處理 – 觀察點設定 39
3.4.6 材料運輸動態模擬 40
3.4.7 整機運作動態模擬 46
第4章 實驗量測 55
4.1 量測儀器之介紹 55
4.1.1 雷射位移計介紹 55
4.1.2 加速規介紹 56
4.2 實驗儀器之架設 56
4.2.1 雷射位移計之架設 56
4.2.2 加速規之架設 57
4.3 訊號擷取之軟體 58
4.3.1 雷射位移計之使用軟體 58
4.3.2 加速規之使用軟體 59
4.4 量測位置與情況 59
4.4.1 量測位置 59
4.4.2 量測情況 61
4.5 資料之後處理 62
4.5.1 雷射位移計之資料處理 62
4.5.2 加速規之資料處理 62
4.6 雷射位移計量測結果 63
4.6.1 環境振動 63
4.6.2 基座位置 65
4.6.3 龍門位置 66
4.7 加速規量測結果 70
4.7.1 基座位置 70
4.7.2 龍門位置 71
4.7.3 上壓頭位置 72
4.7.4 下壓頭位置 73
4.8 衝擊測試 73
4.8.1 量測位置與裝置 73
4.8.2 加速規量測結果 74
4.9 量測數值觀察結果與討論 75
第5章 模型確認與修正 76
5.1 接觸勁度因子 76
5.2 質量 77
5.3 龍門梁柱之連結 78
5.4 網格化 79
5.5 模擬與量測的頻率比對 81
第6章 改善設計 83
6.1 待改善處 83
6.2 改善設計 83
6.3 改善設計之暫態分析 87
6.4 改善設計之諧和分析 89
第7章 結論 95
References 98

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