LED自动固晶机的固晶机构动力学分析及优化

摘要

我国LED产业高速发展，年消费量已达到1千亿只以上；但国内LED的制造装备水平却严重落后，优质的LED固晶机主要依赖国外进口，且外国高端设备对我国实行禁运。因此，高质量LED制造设备的国产化问题亟待解决。LED固晶机是LED产业中关键的封装设备之一，固晶过程的效率和质量是衡量其性能主要的参数。因此极有必要对固晶机构进行动力学分析及优化，以提高响应速度、缩短稳定时间。
　　首先用弹性连杆机构动力学理论，分析曲柄摇杆机构的固晶机构模型，探索固晶机构振动特性的影响因素。
　　其次通过对机构进行模态分析，得到了摆臂和连杆构件对系统运行影响最明显的结论。
　　然后通过比较选定了刚柔耦合的多体动力学分析方法，用瞬态动力学分析手段，采用单一变量原则，得到了固晶机旋转副阻尼对系统振动衰减效果特性、不同材料中镁铝合金具有最佳降振效果的结论，以及在不同输入曲线函数中三次曲线具有最佳响应特性的结果。
　　之后，通过研究单个柔性零件对应的系统响应特性，得到连杆构件为主要影响构件的结论，并对连杆应力应变特性进行了优化。分析可得固晶臂在极限位置不受驱动力的特点，在摆臂的强度变化不大的情况下，利用结构优化工具重新配置摆臂的材料分布，在不影响强度情况下大大降低了摆臂质量。
　　最后总结出了综合优化方案：换用镁铝合金作为构件机构材料、改用弹性联轴器或同步带连接伺服电机和曲柄轴、用三次函数曲线来驱动曲柄轴、增加连杆部件宽厚、优化摆臂构件的尺寸并在外围加橡胶皮。