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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 表面貼裝式石英晶體諧振器自動(dòng)成型設(shè)備
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品綜合運(yùn)用機(jī)械、氣動(dòng)、光電、計(jì)算機(jī)控制等技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，通過三維運(yùn)動(dòng)和邏輯仿真實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證。設(shè)備可以全自動(dòng)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(cè)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(qǐng)過國家計(jì)算機(jī)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(xì)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(jìn)口，因?yàn)閮r(jià)格昂貴，多數(shù)國內(nèi)企業(yè)不得不采用手工方式進(jìn)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(yùn)用機(jī)械、氣動(dòng)、光電、計(jì)算機(jī)控制等技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，通過三維運(yùn)動(dòng)和邏輯仿真實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證。設(shè)備可以全自動(dòng)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(cè)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(diǎn)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(jì)。設(shè)計(jì)了雙重調(diào)整機(jī)構(gòu)和引腳定位裝置，保證了組裝定位精度達(dá)到0.03mm和良好的精度保持性。 2．具有復(fù)雜運(yùn)動(dòng)邏輯的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。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(jī)構(gòu)，通過軟件協(xié)調(diào)其運(yùn)動(dòng)關(guān)系。 3．自動(dòng)上料：設(shè)計(jì)了由圓形振動(dòng)料盤和直線形振動(dòng)料道兩部分組成的自動(dòng)上料裝置。對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)建模分析，算出其固有頻率，采用變頻技術(shù)使激勵(lì)頻率接近固有頻率，達(dá)到最小耗能的目的。 該設(shè)備生產(chǎn)效率達(dá)到30只/分，與日本同類產(chǎn)品持平；成品率達(dá)到99.5%以上，比日本同類產(chǎn)品提高1.5%；價(jià)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(qǐng)過國家計(jì)算機(jī)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(jī)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(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、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(shí)鐘信號(hào)，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(yùn)輸、后續(xù)板卡生產(chǎn)線自動(dòng)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(gè)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(jià)格昂貴。因此，我國許多晶體生產(chǎn)廠家采用手工方式對(duì)原直插式石英晶體進(jìn)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(duì)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(diǎn)，把機(jī)械制造、氣動(dòng)控制技術(shù)、光電檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等不同專業(yè)或?qū)W科優(yōu)勢(shì)有機(jī)地集成，形成的具有典型機(jī)電一體化特征的專用設(shè)備。 技術(shù)難點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)： 1．控制系統(tǒng)：具有復(fù)雜運(yùn)動(dòng)邏輯的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。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(jī)構(gòu)，通過軟件協(xié)調(diào)其運(yùn)動(dòng)關(guān)系。 2．絕緣片組裝：設(shè)計(jì)了雙重調(diào)整機(jī)構(gòu)和引腳定位裝置，保證了組裝定位精度達(dá)到0.03mm和良好的精度保持性。 3．自動(dòng)上料：改進(jìn)了由圓形振動(dòng)料盤和直線形振動(dòng)料道兩部分組成的自動(dòng)上料裝置。 主要技術(shù)指標(biāo)： 設(shè)備達(dá)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(dá)到99.5%以上，比日本同類產(chǎn)品提高1.5%，價(jià)格為日本同類產(chǎn)品的1/3。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 該設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)晶體的自動(dòng)上料、絕緣片組裝、壓平、在線檢測(cè)、產(chǎn)品分檢等功能，全自動(dòng)完成從49S到49S/SMD晶體的加工工序，其主要先進(jìn)性如下： 綜合應(yīng)用機(jī)、電、光、氣以及計(jì)算機(jī)控制等技術(shù)于一體，研制了一臺(tái)能夠全自動(dòng)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(jī)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(gè)地方出現(xiàn)異常（如原料運(yùn)動(dòng)不到位等）都可自動(dòng)停機(jī)、聲光報(bào)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(yùn)轉(zhuǎn)，又方便操作人員及時(shí)排除故障，提高生產(chǎn)效率。 設(shè)備結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)行穩(wěn)定，產(chǎn)量達(dá)30只/分，成品率可達(dá)99.5%以上。 整套設(shè)備人機(jī)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(jiǎng)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(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 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(jìn)口，因設(shè)備價(jià)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(jī)、研磨機(jī)、微調(diào)機(jī)、封焊機(jī)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(bào)道。因此，研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全自動(dòng)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(jìng)爭(zhēng)力，具有巨大的市場(chǎng)需求。該設(shè)備不僅使生產(chǎn)效率提高，達(dá)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(dá)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(jì)算，每月產(chǎn)量約72萬只/臺(tái)，按每只晶體1元計(jì)算，僅此一項(xiàng)每月可為企業(yè)節(jié)省2.2萬元左右。同時(shí)對(duì)爭(zhēng)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(jìn)產(chǎn)品的1/3，投資回報(bào)率可縮短到7—9個(gè)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(jì)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(jìn)入第三世界的國家，預(yù)測(cè)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(kuò)大生產(chǎn)的趨勢(shì)，產(chǎn)品銷往世界各地，至今遠(yuǎn)不能滿足數(shù)字化設(shè)備的需求市場(chǎng)。然而生產(chǎn)線上的關(guān)鍵技術(shù)裝備卻需要引進(jìn)，其中韓國產(chǎn)一套設(shè)備售價(jià)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(jī)電一體化特點(diǎn)明顯等固有的特征國內(nèi)企業(yè)少有生產(chǎn)。
