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基本信息
- 項目名稱：
- 表面貼裝式石英晶體諧振器自動成型設(shè)備
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品綜合運用機械、氣動、光電、計算機控制等技術(shù)進行創(chuàng)新設(shè)計，通過三維運動和邏輯仿真實現(xiàn)設(shè)計驗證。設(shè)備可以全自動地完成元件上料、墊片與晶體組裝、引腳分開、引腳壓平、在線檢測與分選的石英諧振器成型生產(chǎn)全過程。 目前該設(shè)備的控制軟件已申請過國家計算機軟件著作權(quán)登記（2011R11L024436）。2010年起該設(shè)備已應(yīng)用于6家企業(yè)，反饋良好。
- 詳細介紹：
- 石英晶體諧振器是數(shù)字化設(shè)備中不可缺少的關(guān)鍵器件。目前，石英晶體諧振器年需求量上百億只，其中我國年產(chǎn)量50億只，70%為表面貼裝式。其關(guān)鍵的成型設(shè)備主要依賴日本和韓國進口，因為價格昂貴，多數(shù)國內(nèi)企業(yè)不得不采用手工方式進行生產(chǎn)，不僅效率低，而且產(chǎn)品質(zhì)量難以保障。 本作品綜合運用機械、氣動、光電、計算機控制等技術(shù)進行創(chuàng)新設(shè)計，通過三維運動和邏輯仿真實現(xiàn)設(shè)計驗證。設(shè)備可以全自動地完成元件上料、墊片與晶體組裝、引腳分開、引腳壓平、在線檢測與分選的石英諧振器成型生產(chǎn)全過程。其主要技術(shù)難點及創(chuàng)新如下： 1．絕緣片組裝和引腳校正結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計。設(shè)計了雙重調(diào)整機構(gòu)和引腳定位裝置，保證了組裝定位精度達到0.03mm和良好的精度保持性。 2．具有復(fù)雜運動邏輯的控制系統(tǒng)設(shè)計。合理布置了大量各種形式的傳感器，并在關(guān)鍵位置增加了智能執(zhí)行機構(gòu)，通過軟件協(xié)調(diào)其運動關(guān)系。 3．自動上料：設(shè)計了由圓形振動料盤和直線形振動料道兩部分組成的自動上料裝置。對振動系統(tǒng)建模分析，算出其固有頻率，采用變頻技術(shù)使激勵頻率接近固有頻率，達到最小耗能的目的。 該設(shè)備生產(chǎn)效率達到30只/分，與日本同類產(chǎn)品持平；成品率達到99.5%以上，比日本同類產(chǎn)品提高1.5%；價格為日本同類產(chǎn)品的1/3。 目前該設(shè)備的控制軟件已申請過國家計算機軟件著作權(quán)登記（2011R11L024436）。2010年起，由石家莊伊維特科技有限公司和石家莊裕翔機械廠制造和銷售的設(shè)備已應(yīng)用于6家企業(yè)，反饋良好
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)備研制意義 石英晶體是數(shù)字化設(shè)備中不可缺少的關(guān)鍵器件之一，其主要作用是產(chǎn)生基準(zhǔn)時鐘信號，協(xié)調(diào)整體電路的工作。目前，國際上石英晶體年需求量上百億只以上。我國有500多家生產(chǎn)廠商，年產(chǎn)50億只以上，其中70%的產(chǎn)品出口。 因包裝、運輸、后續(xù)板卡生產(chǎn)線自動化以及電子產(chǎn)品小型化等因素，石英晶體同其它電子元件一樣，迅速由直插式向表面貼裝式發(fā)展，目前已占整個晶體需求量的70％以上但生產(chǎn)該類晶體的設(shè)備主要只有日本提供，價格昂貴。因此，我國許多晶體生產(chǎn)廠家采用手工方式對原直插式石英晶體進行改裝，不僅效率低，而且產(chǎn)品質(zhì)量難以保障。 總體方案 針對目前最為廣泛應(yīng)用的49S/SMD型表面貼裝式石英晶體的加工特點，把機械制造、氣動控制技術(shù)、光電檢測技術(shù)、計算機控制技術(shù)等不同專業(yè)或?qū)W科優(yōu)勢有機地集成，形成的具有典型機電一體化特征的專用設(shè)備。 技術(shù)難點及創(chuàng)新點： 1．控制系統(tǒng)：具有復(fù)雜運動邏輯的控制系統(tǒng)設(shè)計。合理布置了大量各種形式的傳感器，并在關(guān)鍵位置增加了智能執(zhí)行機構(gòu)，通過軟件協(xié)調(diào)其運動關(guān)系。 2．絕緣片組裝：設(shè)計了雙重調(diào)整機構(gòu)和引腳定位裝置，保證了組裝定位精度達到0.03mm和良好的精度保持性。 3．自動上料：改進了由圓形振動料盤和直線形振動料道兩部分組成的自動上料裝置。 主要技術(shù)指標(biāo)： 設(shè)備達到每30只/秒的生產(chǎn)速度，與日本同類產(chǎn)品持平；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，成品率達到99.5%以上，比日本同類產(chǎn)品提高1.5%，價格為日本同類產(chǎn)品的1/3。
科學(xué)性、先進性
- 該設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)晶體的自動上料、絕緣片組裝、壓平、在線檢測、產(chǎn)品分檢等功能，全自動完成從49S到49S/SMD晶體的加工工序，其主要先進性如下： 綜合應(yīng)用機、電、光、氣以及計算機控制等技術(shù)于一體，研制了一臺能夠全自動完成從49S到49S/SMD晶體生產(chǎn)的設(shè)備，該設(shè)備是典型的機電一體化產(chǎn)品。 合理布置各種傳感器，并利用PLC作為核心控制器，使設(shè)備任何一個地方出現(xiàn)異常（如原料運動不到位等）都可自動停機、聲光報警，并在顯示屏上提示問題所在。既可有效降低廢品率、避免設(shè)備空運轉(zhuǎn)，又方便操作人員及時排除故障，提高生產(chǎn)效率。 設(shè)備結(jié)構(gòu)合理、運行穩(wěn)定，產(chǎn)量達30只/分，成品率可達99.5%以上。 整套設(shè)備人機交互界面采用漢字觸摸屏，大大降低了設(shè)備操作的復(fù)雜程度。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 產(chǎn)品 圖紙 圖像 錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 石英晶體年需求量在百億只以上。我國有500多家生產(chǎn)廠商，年產(chǎn)30億只以上，70%的產(chǎn)品出口。過去，其關(guān)鍵技術(shù)裝備主要依賴進口，因設(shè)備價格昂貴，許多廠家不得不采用手工做坊式生產(chǎn)，這樣不僅生產(chǎn)效率低，而且質(zhì)量難以保證，嚴(yán)重制約著我國晶體行業(yè)的發(fā)展。近年來，隨著我國設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，一些前端設(shè)備，如切片機、研磨機、微調(diào)機、封焊機等已經(jīng)逐步國產(chǎn)化，但迄今為止，SMD成型設(shè)備還沒有見到研究生產(chǎn)的報道。因此，研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全自動晶體成型設(shè)備,有助于提高我國晶體行業(yè)的技術(shù)裝備水平和國際競爭力，具有巨大的市場需求。該設(shè)備不僅使生產(chǎn)效率提高，達到每30只/分的生產(chǎn)速度，每套設(shè)備每班可節(jié)省8人；而且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，成品率達到99.5%以上，比日本同類產(chǎn)品提高1.5%。如果按每天工作兩班計算，每月產(chǎn)量約72萬只/臺，按每只晶體1元計算，僅此一項每月可為企業(yè)節(jié)省2.2萬元左右。同時對爭取訂單，減少投訴起到重要作用。該套設(shè)備成本僅為日本同類先進產(chǎn)品的1/3，投資回報率可縮短到7—9個月。
同類課題研究水平概述
- 世界上同類設(shè)備的生產(chǎn)主要有日本、韓國，統(tǒng)計結(jié)果顯示：年需要量在50套以上。特別是隨著壓電晶體生產(chǎn)業(yè)向第三世界的轉(zhuǎn)移，這些設(shè)備也隨之進入第三世界的國家，預(yù)測需求量將有大的增長。 在我國，目前就有500多家生產(chǎn)壓電晶體的廠商，年產(chǎn)量在30億只，并有擴大生產(chǎn)的趨勢，產(chǎn)品銷往世界各地，至今遠不能滿足數(shù)字化設(shè)備的需求市場。然而生產(chǎn)線上的關(guān)鍵技術(shù)裝備卻需要引進，其中韓國產(chǎn)一套設(shè)備售價為5.8萬美圓，日本產(chǎn)一套設(shè)備為8萬美圓。由于這類設(shè)備技術(shù)含量高、生產(chǎn)難度大和機電一體化特點明顯等固有的特征國內(nèi)企業(yè)少有生產(chǎn)。
