以資訊設計理論觀點分析報告光碟機之設計

以資訊設計理論觀點分析報告光碟機之設計 指導教授：張仁宗 N. P. Suh

光碟機設計映射理論 CA：穩定性、安全、價格低廉、相容性高 FR：1.防震 2.精密地位(pickup head) 3.垂直讀取 4.緊急退片(tray lock) 5.光碟固定 6.安全功能 DP：1.aborber 2.嚙合齒輪、導螺桿 3.光碟直立機構 4.導引軌(guide rail) 5.夾碟片器(clamper、chucking plate) 6.極限開關 PV：材料、製造、組裝

產品設計 A為產品設計矩陣

製程設計 B為製程設計矩陣

光碟機機構介紹

1.光碟機制振方法(1) • 光碟機振動的原因 – 外界的擾動(Shock) 􀂾外界不小心碰撞，造成光碟機振動 􀂾影響資料讀寫功能 – 光碟機內部運轉所造成 􀁾主軸馬達旋轉所造成之振動 􀁾碟片不平橫所造成之振動 􀁾基板(Chassis)強度不足 􀁾主軸馬達固定於基板(Chassis)之強度不足

1.光碟機制振方法(2)

2.Pickup Head傳動機構(1) • 囓合齒輪 – 藉由與導螺桿或齒輪囁合，帶動PUH移動 • 導桿–引導PUH正常移動

2.Pickup Head傳動機構(2) • 導螺桿(Lead screw) – 將Sled motor的動力傳遞至PUH的元件之一 – 大多是金屬材料

3.垂直讀取 • 直立承載機構 • – 設計目的: 􀂾 當光碟機除水平安裝操作外，尚需直立安裝使用 • – 設計要點: 􀂾 須考慮可以水平承載及直立承載之兩用功能 􀂾 直立承載時，光碟片不可發生掉出托盤之情形 􀂾 Mecha上升至Play位置時，光碟片不得接觸夾碟片器

4.光機模組導引軌 • 導引軌(Guide rail) 這個元件會被大齒輪帶動，其上的軌道可導引光機模組(Mecha)的升降。並且在loading階段有觸發極限開關，使承載機構馬達停止運轉與防止托盤被任意抽出的功能

5.光碟固定(1) 挾持片 • 挾持片(chucking plate) 其功能有承載夾碟片器、推動直立承載片旋轉以或防止Tray拔出

5.光碟固定(2) 夾碟片器 • 夾碟片器(Clamper) 其功能有夾持碟片防止運轉晃動打滑

6.安全功能-承載機構馬達與極限開關 • 承載機構馬達(loader motor) 負責推動托盤的進出。 • 極限開關(limit switch) 當托盤走到極限位置時，觸發極限開關使承載機構馬達停止運轉

托盤重要尺寸公差分析(1)

托盤重要尺寸公差分析(2) 依照光碟機之零件尺寸公差，其設計參數及實現精度之兩種方案如下表所示

托盤重要尺寸公差分析(3) • 資訊量I 值方案選擇方案一之托盤尺寸I 值小於方案二之托盤尺寸I 值，故方案一為較小資訊量之選擇，亦即較容易達成之設計與實現。

結論 • 光碟機為複雜系統之設計，多數機構非功能獨立，如主軸馬達具有旋轉光碟片和吸附光碟片功能，另外導引軌具有緊急退出和tray lock雙重功能，但如光碟垂直讀取機構，就具功能獨立，所以部份元件符合設計公設。

參考資料 • Axiomatic Design Theory for Systems • 精密機械講義第3章 • 光碟機機構設計與分析(工研院電通所) • http://me.mit.edu/people/personal/npsuh.htm

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