發(fā)布時間：2020-04-14 06:05

【摘要】： 為了在當(dāng)今全球激烈的市場競爭中保持自己的優(yōu)勢,各電子產(chǎn)品制造商千方百計地提高生產(chǎn)效率來降低生產(chǎn)成本。一條SMT生產(chǎn)線雖然由多臺設(shè)備組成,但實(shí)際上生產(chǎn)線的速度是由貼片機(jī)決定的。因此,貼片機(jī)的全自動工藝優(yōu)化技術(shù)是貼片機(jī)研發(fā)必須解決的一個重要課題。 對于多頭拱架型貼片機(jī)的工藝優(yōu)化,一般的解決方法都是把它分解為供料器分配優(yōu)化和取貼順序優(yōu)化兩個子問題,然后分別解決。本文考慮到貼片機(jī)工藝優(yōu)化問題的復(fù)雜性和這兩個子問題之間的相互耦合性,提出另外一種優(yōu)化思路。 首先,根據(jù)劃分取貼循環(huán)的思想,對整個貼裝優(yōu)化問題建模,把它歸為擴(kuò)展非對稱TSP問題,從而問題分解為確定各個取貼循環(huán)和對取貼循環(huán)順序進(jìn)行優(yōu)化。 然后,在上述模型的基礎(chǔ)上,提出一種分階段優(yōu)化的解決方法。具體是:在得到一塊PCB的數(shù)據(jù)信息后,為了減少換嘴次數(shù),根據(jù)所選吸嘴數(shù)目最小的原則選擇吸嘴,然后把吸嘴分配給各個貼片頭;并根據(jù)各個貼片頭的貼裝元件負(fù)荷量盡可能均衡的原則構(gòu)建送料器組;接著,建立送料器分配的整數(shù)規(guī)劃模型,合理分配送料器組的優(yōu)先級,把送料器分配問題簡化為多個動態(tài)規(guī)劃問題來解決;在前面工作的基礎(chǔ)上,構(gòu)造貼裝元件組。至此,已經(jīng)確定了取貼循環(huán),然后本文用一種單親遺傳算法來優(yōu)化取貼循環(huán)順序這個非對稱TSP問題。 接下來,在所提算法的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了PCB貼裝工藝仿真優(yōu)化程序,通過與其它算法比較,驗證了本文提出的解決方案的高效性和可靠性。并分析了PCB貼裝工藝流程,把工藝優(yōu)化模塊結(jié)合CAD貼裝數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和整個貼片機(jī)軟件系統(tǒng)集成起來,實(shí)現(xiàn)貼片機(jī)的全自動工藝優(yōu)化。 最后,考慮貼片機(jī)工藝優(yōu)化和SMT生產(chǎn)線優(yōu)化的密不可分性,分析整個SMT生產(chǎn)線的負(fù)荷分配和平衡問題,對SMT生產(chǎn)線的共性進(jìn)行抽象,提出一種層次化解決思路。
【圖文】：

1.1 課題研究背景1.1.1 研究背景表面組裝技術(shù) SMT (Surface Mounted Technology)是一門涉及電子元器件、組裝裝備、焊接方法和組裝輔助材料等內(nèi)容，用來將電子元器件組裝（又稱為貼裝）到印刷電路板（PCB）上的綜合性技術(shù)，它是八十年代以來國際上最熱門的新一代電子組裝技術(shù)，被認(rèn)為是電子組裝技術(shù)上的一次革命[1,2]。SMT 裝配線主要設(shè)備由絲印機(jī)、點(diǎn)膠機(jī)、貼片機(jī)、回流焊和清洗及各工序檢測設(shè)備等組成，圖 1.1為一典型的 SMT 生產(chǎn)線，其中中間兩臺有兩具監(jiān)視器的為貼片機(jī)。貼片機(jī)是其中最關(guān)鍵的設(shè)備，它通過貼裝頭吸取-位移-定位-放置等幾個動作，把 SMD 元件快速而準(zhǔn)確地貼裝到 PCB 上的焊盤位置。其價格通常占裝配線設(shè)備總價的 50%，因而它歷來是 SMT 成套設(shè)備研究人員研究的重點(diǎn)。

PCB 裝配工藝優(yōu)化可以分為：①供料器的排放位置與數(shù)量優(yōu)化；②取貼順序優(yōu)化兩個子問題[5]，它們均屬于 NP-Hard 問題，具有高維數(shù)、離散和非線性的特點(diǎn)，用傳統(tǒng)的優(yōu)化方法很難求得全局最優(yōu)解。供料器位置分配問題是一個基本問題，供料器的位置會對生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響。早期對該問題的研究都是針對單頭貼片機(jī)，十分熱門。Drezner 和 Nof 是第一個定義供料器分配問題的人[6]。Ahmadi 等把供料器分配問題稱為料盤位置問題，在給定元件的貼片順序的情況下解決供料器的分配問題，并證明它是一個NP-hard 問題[7]。Leipala 和 Nevalainen 規(guī)劃它為非線性整數(shù)規(guī)劃問題[8]，Kumar和 Li 把它規(guī)劃為最小重量匹配問題。元件的取貼順序問題是決定貼裝效率的又一個十分關(guān)鍵的問題。由于一塊板上有很多元件，如何決定其取貼順序，這是個非常復(fù)雜的問題。Ball 和Magazine[9]把它描述為貨郎擔(dān)問題。貼片順序問題一般被規(guī)劃為 TSP 問題[10]。圖 1.2 過頂拱架型貼片機(jī)Fig.1.2 Overhead gantry mounter圖 1.3 轉(zhuǎn)塔型貼片機(jī)Fig.1.3 Turret mounter圖 1.4 大規(guī)模平行貼片機(jī)Fig.1.4 Parallel mounter
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH162

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 李清國;高速高效LED專用貼片機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2012年

2 劉春艷;高密度電路可裝配性審查及裝配工藝優(yōu)化研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

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本文編號：2626975