三维自动光学检测设备CFRP光学系统挂架的制备及固有频率分析

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20230128.008

复合材料科学与工程 ›› 2023, Vol. 0 ›› Issue (1): 70-76.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20230128.008

三维自动光学检测设备CFRP光学系统挂架的制备及固有频率分析

李磊¹, 曹东风¹, 冀运东^1*, 刘鹏飞², 谭永青², 陈剑平²

1.武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉430070;
2.深圳明锐理想科技有限公司,深圳518000

收稿日期:2021-12-30 出版日期:2023-01-28 发布日期:2023-02-24
通讯作者: 冀运东(1972—),男,博士,副教授,主要从事复合材料结构方面的研究,jiyundong@whut.edu.cn。
作者简介:李磊(1996—),男,硕士研究生,主要从事先进复合材料方面的研究。
基金资助:
中央高校基本科研业务费专项资金(2021Ⅲ015JC);中央高校基本科研业务费专项资金(2020Ⅲ028GX);广东省先进能源科学和技术实验室佛山仙湖实验室重点基金(XHT2020-002)

Preparation and natural frequency analysis of CFRP optical system rack for 3D automatic optical inspection machine

LI Lei¹, CAO Dongfeng¹, JI Yundong^1*, LIU Pengfei², TAN Yongqing², CHEN Jianping²

1. School of Materials Science and Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China;
2. Shenzhen Magic-ray Technology Co., Ltd., Shenzhen 518000, China

Received:2021-12-30 Online:2023-01-28 Published:2023-02-24

摘要/Abstract

摘要： 自动光学检测(AOI)设备是常用于检测印刷电路板(PCB)表面焊接缺陷的仪器,光学系统挂架的振动影响其检测精度和效率。为了提高AOI设备精度和效率,采用碳纤维复合材料(CFRP)代替铝合金设计制作挂架,并通过ABAQUS有限元软件分别对CFRP挂架和铝合金挂架进行建模,计算其固有频率和振型。对CFRP挂架和铝合金挂架进行敲击实验,实验结果与仿真结果基本相符,误差小于16%。相比于铝合金挂架,CFRP挂架的1阶固有频率增加了8.51%。最后对两种挂架进行高速成像检测实验,结果表明装备CFRP挂架的AOI设备成像精度更高,稳定性更好,效率更快。

关键词: 碳纤维复合材料, 自动光学检测, 固有频率, 挂架, 敲击实验

Abstract: Automatic optical inspection machine (AOI)is used to detect the welding defects on the surface of printed circuit board (PCB). The vibration of the rack of the optical system affects its accuracy and efficiency. In order to improve the detection accuracy and efficiency of AOI machine, carbon fiber composite material (CFRP) was used instead of aluminum alloy to design and manufacture the rack, and the finite element software ABAQUS was used to model the CFRP rack and aluminum alloy rack for calculating natural frequency and vibration mode. The results of percussion experiments on the CFRP rack and the aluminum alloy rack are basically consistent with the simulation results, and the error is less than 16%. Compared with the aluminum alloy rack, the first-order natural frequency of CFRP rack is increased by 8.51%. Finally, the high-speed imaging test results of the two kinds of rack show that the AOI equipment installed with CFRP rack has higher imaging accuracy, better stability and higher efficiency.

Key words: CFRP, automatic optical inspection, natural frequency, rack, percussion experiment

中图分类号:

TB332

李磊, 曹东风, 冀运东, 刘鹏飞, 谭永青, 陈剑平. 三维自动光学检测设备CFRP光学系统挂架的制备及固有频率分析[J]. 复合材料科学与工程, 2023, 0(1): 70-76.

LI Lei, CAO Dongfeng, JI Yundong, LIU Pengfei, TAN Yongqing, CHEN Jianping. Preparation and natural frequency analysis of CFRP optical system rack for 3D automatic optical inspection machine[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2023, 0(1): 70-76.

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三维自动光学检测设备CFRP光学系统挂架的制备及固有频率分析

Preparation and natural frequency analysis of CFRP optical system rack for 3D automatic optical inspection machine

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