PCBA二氧化碳雪机器人清洗系统的研究

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随着科技水平的突飞猛进,人们对于电子产品的需求和依赖大大提高。印刷电路板组件(PCBA)作为电子产品中的核心元件,它的可靠性直接影响着电子产品的寿命。因此,人们一直在追寻探索一种高效清洁的PCBA清洗方法。而二氧化碳雪清洗在清洗金属表面,半导体元件,精密仪器等方面都有着良好的表现。不仅对电子元件表面无损伤,而且作为一种绿色清洗技术,它对环境的影响较小,没有残留副产物的产生。然而,系统性地利用二氧化碳雪清洗技术对PCBA进行清洗仍有待实现,合理的结构设计和清洗方案仍有待研究。本文分析了二氧化碳雪花清洗的国内外文献及相关资料,并在此基础上研究了二氧化碳雪的清洗机理,基于工业六轴机器人,设计了一套PCBA二氧化碳雪机器人清洗系统,并对所设计的喷嘴进行了仿真模拟。通过实验,探究了所搭建的系统的清洗效果影响因素和清洗效率,并对清洗方案进行了优化。具体包括以下几个部分:(1)总结了关于二氧化碳雪花清洗技术和PCBA清洗方法的研究发展现状,明确了对PCBA进行二氧化碳雪花清洗技术研究的意义。(2)探究了二氧化碳雪花在对固体微粒清洗和有机物清洗时的清洗机理,理论分析了影响二氧化碳雪花形成的影响因素,结合理论分析结果提出了改善雪花形成效果的方法。(3)设计了PCBA二氧化碳雪机器人清洗系统,具体包括二氧化碳源和压缩空气源的选择、气动回路的设计、控制电路设计、喷射器及喷嘴的设计、PCBA夹具设计、工业六轴机器人的轨迹优化及整体实验平台的搭建。(4)利用ANSYS Fluent,结合计算流体力学理论,仿真模拟了所设计的直通型喷嘴、鸭嘴型喷嘴、文丘里型喷嘴的流场,结合仿真结果分析了压缩空气的流动状态,二氧化碳雪花颗粒的位置分布、速度分布和颗粒粒径分布情况。(5)利用设计的PCBA二氧化碳雪机器人清洗系统,搭建了清洗实验平台,实验研究了影响PCBA二氧化碳雪机器人清洗系统成雪效果和清洗效果因素,并对系统的清洗效率进行了探究。结合实验中发现的问题,对清洗方案进行了一定程度的优化,取得了良好的清洗效果,并给出了实际操作PCBA二氧化碳雪机器人清洗系统时需要注意的事项。
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