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水平旋转式贴片机贴装过程优化研究

作 者: 王燕
导 师: 姜建国
学 校: 西安电子科技大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: 表面贴装技术 印刷电路板 水平旋转式贴片机 遗传蚁群算法 优化
分类号: TN405
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 80次
引 用: 1次
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内容摘要


表面贴装技术(SMT)是如今印刷电路板(PCB)生产中的主流技术。贴片机是SMT系统中最关键的设备,其装配工艺是整个系统生产效率提高的瓶颈。以前的研究大多针对拱架式和转塔式贴片机,而不是当前主流的高速多功能贴片机,这类贴片机中的典型是水平旋转式贴片机。本文将对水平旋转式贴片机的贴装过程优化展开研究。本文深入研究了水平旋转式贴片机的结构特点和贴装过程,分析并归纳了影响贴片机效率的因素,建立了具有实用性的贴片机贴装过程优化的数学模型,并分为供料槽分配和贴装顺序优化两步来解决此问题。首先采用中间文件作为贴片机优化的数据来源,使贴片机的优化独立于各种异构的电子设计环境;其次基于元器件的特性,对其分组分类,在此基础上把元器件优化分配供料槽;最后结合实际贴装过程,改进遗传蚁群算法,基于改进算法设计了贴装顺序的优化方法。仿真结果表明,本文提出的优化方案,不仅符合贴片机的实际工作情况,缩短了PCB的装配时间,更提高了贴片机的贴装效率。本文所采用的优化思想和设计的算法,对于其它类型的贴片机也具有一定的借鉴意义。在后续的研究工作中,还将进行贴装设备级优化与生产线优化的结合,即一条生产线上多台贴片机的平衡优化,从而提高生产线效率。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 研究背景和意义  7-8
  1.2 研究现状  8-9
  1.3 本文工作和结构安排  9-11
第二章 水平旋转式贴片机及相关理论研究  11-23
  2.1 表面贴装技术研究  11-14
    2.1.1 SMT概括  11-12
    2.1.2 SMT的特点  12-13
    2.1.3 SMT工艺流程  13-14
  2.2 贴片机  14-20
    2.2.1 贴片机组成及其工作流程  14-15
    2.2.2 贴片机的分类  15-18
    2.2.3 贴片机的关键部件  18-20
  2.3 水平旋转式贴片机研究  20-22
    2.3.1 水平旋转式贴片机  21
    2.3.2 贴装过程分析  21-22
  2.4 小结  22-23
第三章 贴装过程数学建模和供料槽优化分配  23-33
  3.1 水平旋转式贴片机贴装过程数学建模  23-26
    3.1.1 影响贴片机效率的因素  23-24
    3.1.2 数学模型  24-26
  3.2 供料槽优化分配  26-32
    3.2.1 元器件信息提取  27-28
    3.2.2 元器件分组和分类  28-29
    3.2.3 元器件编号和坐标转换  29-30
    3.2.4 供料槽分配  30-32
  3.3 小结  32-33
第四章 基于遗传蚁群算法的贴装顺序优化  33-51
  4.1 基本遗传蚁群算法  33-41
    4.1.1 蚁群算法研究与分析  33-36
    4.1.2 遗传算法研究与分析  36-38
    4.1.3 基本遗传蚁群算法原理  38-39
    4.1.4 遗传算法和蚁群算法的融合  39-40
    4.1.5 遗传蚁群算法性能分析  40-41
  4.2 遗传蚁群算法的改进  41-43
  4.3 基于改进算法的贴装顺序优化  43-49
    4.3.1 确定目标函数和适应值函数  43-44
    4.3.2 遗传算法阶段  44-46
    4.3.3 两种算法衔接部分  46
    4.3.4 蚁群算法阶段  46-49
  4.4 改进算法特点  49-50
  4.5 小结  50-51
第五章 算法仿真  51-59
  5.1 算法实现  51-52
  5.2 关键模块的算法实现与仿真计算  52-58
    5.2.1 元器件分组分类  53-54
    5.2.2 供料槽优化分配  54-56
    5.2.3 贴装路径优化  56-58
  5.3 小结  58-59
第六章 结束语  59-61
致谢  61-63
参考文献  63-67
研究成果  67

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 微电子学、集成电路(IC) > 一般性问题 > 制造工艺
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