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LED芯片高速分选机摆臂机电联合仿真及实验验证

作　者: 王承凯
导　师: 李斌；毛新勇
学　校: 华中科技大学
专　业: 机械工程
关键词: LED芯片分选机伺服驱动建模机电联合仿真控制参数优化
分类号: TN405
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文以LED芯片高速分选机摆臂旋转运动系统为研究对象,以提高芯片分选效率为研究目标,重点进行摆臂旋转运动系统和实现方案分析、伺服驱动系统分析与建模、多刚体和刚柔耦合机电联合建模、指令输入设计、机电联合仿真分析、实验平台搭建、实验验证的研究。具体内容如下:首先通过介绍LED分选机的整体结构、功能介绍以及芯片分选过程,强调摆臂旋转系统的作用,指出摆臂机构的需求分析,提出摆臂运动系统影响分选效率的因素及解决方法;分析分选机摆臂旋转机构实现方案,讨论三种新的实现方案;分析摆臂旋转运动机构直驱方案的伺服驱动系统,为伺服驱动系统的建模做准备。接着,根据直驱方案摆臂旋转运动系统使用的伺服驱动器和电机型号以及伺服参数,在MATLAB/SIMULINK中建立伺服驱动系统模型,进行仿真分析,选定伺服参数;根据摆臂旋转电机末端负载情况,建立虚拟负载模型,借助负载模型仿真选定摆臂运动规律输入。然后,对实验平台的摆臂进行结构分析,利用Pro/E、ANSYS和ADAMS软件建立摆臂旋转运动系统的多刚体和刚柔耦合动力学模型,联立伺服驱动和动力学模型,建立机电联合仿真模型,并基于多刚体联合仿真模型初步调试伺服参数。依据EMAC卡脉冲发送速度曲线和LED单颗芯片分选周期方案进行联合仿真的指令输入设计。采用MATLAB的SIMIN模块调用输入指令,进行多刚体和刚柔耦合机电联合仿真分析。最后设计和采购实验平台机械部件,集成机电系统,调试控制参数,搭建摆臂旋转运动实验平台。编写摆臂回零和旋转运动程序,进行摆臂运动规律和定位实验,优化控制参数,验证平衡式摆臂结构及机电联合仿真的有效性,实验结果表明直驱式实验平台提高了第一代分选机的分选效率,但没有完全达到摆臂机构需求,分析原因并提出展望。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题概述  8-9
  1.2 国内外相关领域研究现状  9-13
  1.3 本文的主要研究内容  13-14
2 LED 分选机摆臂旋转系统和实现方案分析  14-22
  2.1 引言  14
  2.2 LED 分选机摆臂机构需求分析  14-17
  2.3 摆臂旋转机构实现方案分析  17-18
  2.4 直驱方案伺服驱动系统分析  18-21
  2.5 本章小结  21-22
3 摆臂伺服驱动系统建模及负载仿真  22-38
  3.1 引言  22
  3.2 摆臂伺服驱动系统建模  22-29
  3.3 伺服驱动系统仿真及参数初步选定  29-31
  3.4 摆臂旋转系统负载建模与仿真  31-36
  3.5 本章小结  36-38
4 摆臂旋转系统机电联合建模及仿真分析  38-55
  4.1 引言  38
  4.2 摆臂结构分析  38-42
  4.3 摆臂旋转系统机电联合建模  42-49
  4.4 摆臂旋转运动机电联合仿真分析  49-54
  4.5 本章小结  54-55
5 摆臂旋转运动实验平台搭建及实验验证  55-68
  5.1 引言  55
  5.2 摆臂实验平台搭建  55-57
  5.3 实验验证  57-67
  5.4 本章小结  67-68
6 总结与展望  68-70
  6.1 全文总结  68
  6.2 研究展望  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-74

LED芯片高速分选机摆臂机电联合仿真及实验验证

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