
2017年第9期
LDesignand Research设计与研究
PCB数控钻床X轴结构优化设计周延@蔡长韬?杨韬①周彦君马飞达
(①西华大学机裁工程学院,四川成都610039;②成都金大立科技有限责任公司,四川成都610041)
摘要:直线电动机驱动的X轴是影响PCB数控钻床钻孔加工效率与精度的关键,论文运用SolidWorks
软件建立PCB六轴直线电动机高速钻床X轴结构三维模型,分析影响X轴移动效率和精度的因素,借鉴模块化设计理念,对X轴进行结构参数优化设计,并对电动机动子连接件进行有限元分析。结果表明,优化后的X轴结构不仅更加轻量化,比刚度增强,X轴运动更为高效,定位与重复定位更加精确,保证了直线电动机动子连接件的刚性,提高了加工效率和加工精度,研究成果具有重要的工程实用价值。
关键词:PCB数控钻床;直线电动机;负载;比刚度;AnsysWorkbench
中图分类号:TH161
文献标识码:A
DOI:10.19287/j.cnki.10052402.2017.09.007
The X-axisoptimization design of PCB NC drilling machine ZHOU Yan,CAI Changtao,YANG Tao,ZHOU Yanjun,MA Feida
(①College of Mechanical Engineering, Xihua University, Chengdu 610039, CHN;
②ChengDu JinDaLi Technology Co.,Ltd.,Chengdu 610041,CHN)
Abstract : X axis linear motor drive is the key of PCB NC drilling machine drilling efficiency and accuracy, this pa-
per uses SolidWorks software to establish the three dimensional model of PCB six axis linear motor of high speed drilling machine X shaft structure, analyzes factors affecting the X axis efficiently and accu-rately, uses modular design concept, structural parameter optimization design of X axis, and the con necting piece for finite element analysis. The results show that the X axis of the optimized structure has not only more lightweight, stiffness enhancement, but also X axis motion is more efficient, more accu-rate positioning and repositioning, ensure the rigidity of linear motor driven joints, improve the machi-ning efficiency and machining accuracy, and the research results have important practical engineering value.
Keywords: PCB NC drilling machine; linear motor; load; specific stiffness; Ansys Workbench
随着电子信息产业的快速发展,产品更新换代周期缩短,极大推动了印制电路板(PCB-printedcircuit board)产业的进步。PCB数控钻床是当前生产印制电路板的主流专业设备,在工业水平先进的国家,以德国 SCHMOLL公司、意大利PLURITRC公司、美国EX-CELLON公司生产的6轴数控钻床为代表,定位精度达到了±0.004mm,钻孔精度达到了±0.015mm。而国内的平均水平,定位精度在±0.005mm以下,钻孔精度在±0.05mm以下,相比之下有不小的差距(1-2]。,主要是因为国内钻床在结构设计、结构优化、链接和组合方式上都存在着较大的缺陷。所以研发高
*西华大学创新基金资助项目(ycj2015082)
制适技求点机众万方数据
性能PCB数控钻床可以有效适应当前的行业形势,满足PCB高精度、高密度、高速度、多层次化的加工要求。
目前PCB数控钻床大多采用直线电动机驱动技术。用直线电动机替代传统的高速滚珠丝杠,传动链的长度缩短为0,即实现了“零传动”,从而大大提高了机械刚度,能获得更高的速度和加速度。直线电动机进给速度可达120m/min乃至240m/min,加速度可达30g以上,能大大提高机床的加工效率,且灵敏度高,随动性好,不存在反向间隙,可用直线光栅尺作为测量反馈元件,实现全闭环控制,获得更高的定位精度
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ICS 65.020.20
CCS B 31 14
山
西 省 地 方 标 准
DB 14/T 1288—2025
代替 DB14/T 1288-2016,DB14/T 1295-2016
设施蔬菜二氧化碳施肥技术规程
2025 - 04 - 18 发布
2025 - 07 - 18 实施
山西省市场监督管理局 发 布
DB 14/T 1288—2025
目
次
前言 ................................................................................. II
1 范围 ............................................................................... 1
2 规范性引用文件 ..................................................................... 1
3 术语和定义 ......................................................................... 1
4 设施结构与环境 ..................................................................... 1
5 施肥浓度 ........................................................................... 2
6 施肥时间 ........................................................................... 2
7 施肥方法 ........................................................................... 2
8 配套管理 ........................................................................... 3
9 档案管理 ........................................................................... 4
附录 A(资料性) 生产档案 ............................................................. 5
I
DB 14/T 1288—2025
前
言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件代替DB14/T 1288—2016《塑料大棚二氧化碳施肥技术规程》和DB14/T 1295—2016《日光温
室二氧化碳施肥技术规程》,与DB14/T 1288—2016和DB14/T 1295—2016相比,除结构调整和编辑性改
动外,主要技术变化如下:
——更改了本文件适用范围(见第1章);
——更改了设施结构与环境(见第4章);
——删除了简易施肥法(见DB14/T 1288—2016的7.1);
——增加了二氧化碳气源和供气系统(见7.1、7.2);
——更改了释放装置安装位置和智能控制(见7.3,DB14/T 1295—2016中的7.2)。
本文件由山西省农业农村厅提出、组织实施和监督检查。
山西省市场监督管理局对本文件的组织实施情况进行监督检查。
本文件由山西省农业农村标准化技术委员会(SXS/TC19)归口。
本文件起草单位:山西农业大学。
本文件主要起草人:李斌、侯雷平、张毅、韩玲娟、王文娇、石玉、苗妍秀、李梅兰、邢国明。
本文件及其所代替文件的历史版本发布情况为:
——2016年首次发布为DB14/T 1288-2016和DB14/T 1295-2016;
——本次为第一次修订。
II
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设施蔬菜二氧化碳施肥技术规程
1 范围
本文件规定了设施蔬菜二氧化碳施肥技术的术语和定义、设施结构与环境、施肥浓度、施肥时间、
施肥方法、配套管理和档案管理。
本文件适用于日光温室和塑料大棚蔬菜生产。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,
仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本
文件。
GB 2894 安全标志及其使用导则
GB/T 6052 工业液体二氧化碳
GB/T 23393 设施园艺工程术语
GB/T 42797 二氧化碳捕集、输送和地质封存 管道输送系统
GB/T 51057 种植塑料大棚工程技术规划
JB/T 10594 日光温室和塑料大棚结构与性能要求
DB14/T 1190 日光温室蔬菜栽培环境调控技术规范
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
二氧化碳施肥
通过提高设施内CO2浓度,满足作物光合作用对CO2的需求,提高作物产量、品质的措施,来源于标
准GB/T 23393。
智能释放法
利用CO2钢瓶、气路、线路以及释放装置,根据CO2传感器反馈的模拟信号,通过软件程序自动控制
设施内CO2的施肥时间和施肥浓度。
4 设施结构与环境
温室结构
日光温室的结构应符合JB/T 10594的要求,温室薄膜密封性和保温蓄热能力良好。
温室环境
温室环境符合DB14/T 1190的要求,适宜CO2施肥的环境最高气温不高于40 ℃,最低气温不低于5 ℃,
光照时数不少于8 h,植株顶部水平光照强度不低于5 000 lx,室内光照分布均匀;室内空气相对湿度
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50%~85%,土壤相对湿度60%~70%。
塑料大棚
塑料大棚结构应符合GB/T 51057和JB/T 10594标准,塑料薄膜密封性和保温性能良好。
5 施肥浓度
叶菜类
施肥浓度一般为苗期 500 mg/L~600 mg/L,生长期 600 mg/L~1 200 mg/L。
果菜类
施肥浓度一般为苗期 500 mg/L~800 mg/L,生长期 600 mg/L~1 500 mg/L。
动态调整
CO2施肥浓度应从蔬菜作物种类、栽培季节、生长期、生长情况、天气状况、肥水管理水平等诸多方
面考虑,随光照、温度的增加逐步提高CO2用量。生长盛期浓度高些,生长前期和后期浓度低些;强光高
温季节浓度高些,低温弱光季节浓度低些;晴天浓度高些,阴天浓度低些;低温寡照及雨雪天气一般不
施用。
6 施肥时间
幼苗期
在真叶展开后,20 d~30 d内施用CO2。
生长期
果菜类从现蕾开花时开始施用,叶菜类在定植缓苗后开始施用。
施用时间
当设施内CO2浓度低于大气浓度时,生长初期施用1.5 h,生长盛期施用2 h;当室内温度达到28 ℃
且室内CO2浓度低于大气浓度时,根据需要适当打开通风口,通风换气前0.5 h~1 h停止施用;晴天提
早施用,阴天推迟施用,雨雪天不施用。
7 施肥方法
二氧化碳气源
主要利用工业源捕集的CO2,其质量应符合GB/T 6052、GB/T 42797标准要求。
二氧化碳供气系统
供气系统包括二氧化碳储运设备、气化器、安全阀、减压阀、输气管道及相应压力表、流量计等。
CO2钢瓶放置在设施的作业间内,建立高度不低于1.5 m的围护栏,周围设置安全标志,安全标志的要求
应符合GB 2894的有关规定。
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智能释放法
7.3.1 释放装置安装
温室大棚内气路、线路和释放装置距离地面3.0 m~4.0 m处布置,释放装置沿着棚室长度方向和跨
度方向均匀布置,可采用360°旋转装置。利用CO2钢瓶,通过气路和线路连接顶置CO2释放装置,释放装
置管道上的出气孔以45°角度向空间喷出CO2气体,喷洒辐射范围覆盖作物生长区。
7.3.2 环流风机安装
环流风机装置安装在距离地面3.0 m~4.0 m之间,当设施内补充CO2气体时,环流风机开始工作,
补气结束后环流风机停止工作。环流风机直接通过管道将设施内底部的CO2气体吸入风机,经过风机增
压后通过出气管道送入到释放装置中,CO2供气管直接接入到环流风机的出风管道和气体释放管道的中
间位置上,确保高浓度CO2气体在管道中混合均匀。
7.3.3 传感器安装
温室大棚内CO2传感器每15 m安装一个,放置于植株生长冠层20 cm左右的范围内,其放置高度根据
植株生长高度可调。
7.3.4 智能控制
利用电脑软件、手机app、微信小程序等,根据CO2传感器反馈的模拟信号,通过程序自动控制CO2电
磁阀的通断来控制温室大棚内CO2施肥的时间和浓度。软件系统允许用户设置不同时间段内设施环境中
维持不同的CO2浓度,可将每天的24个小时分成多个时间段,任意设定时间和浓度。
8 配套管理
温度管理
CO2施肥时,应实行大温差管理,白天室温提高2 ℃~3 ℃,夜间降温1 ℃~2 ℃。
光照管理
冬春低温季节进行CO2施肥时,尽量提高光照强度,延长光照时间。
通风管理
施肥后保持一定闭棚时间。
肥水管理
CO2施肥时,要加强肥水管理,提高土壤湿度及空气湿度,并增施磷钾肥等。
8.5 注意事项
8.5.1 保持施肥连续性
CO2气体施肥要保持连续性,前后两次施肥间隔时间不超过一周。施肥结束时,要逐渐降低CO2浓度,
逐渐停止施用,避免突然停止施用。
8.5.2 防止高浓度危害
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防止CO2施用浓度过高造成作物徒长、植株老化、叶片反卷、叶绿素下降等,并防止高浓度CO2气体
中毒,生产中控制在1 500 mg/L以下较为安全。
9 档案管理
建立生产档案。对设施蔬菜CO2施肥浓度、施肥时间、施肥方法等各环节进行详细记录,见附录A,
档案保存2年以上。
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附 录 A
(资料性)
生产档案
表A.1 生产档案记录表
年度 地点 种类 记录人
一、基本情况
设施类型 品种名称
种植面积 定植时间
始收时间 终收时间
二、CO2施肥情况
日期 施肥时间 施肥浓度 施肥方法 备注
三、其他投入品使用情况
使用时间 投入品名称 使用目的 使用方法 使用量 备注
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