贴片机贴装路径优化研究

贴片机贴装路径与表面组装生产线的装配效率紧密相关,深入分析贴装路径优化问题,提出该问题的数学模型,应用遗传算法实施贴装路径优化,并给出相应的MATLAB程序.通过仿真实验,验证了该方法是可行的.     

基于改进混合遗传算法的贴片机贴装路径优化

贴片机的贴装路径是贴片机贴装速度提高的瓶颈。在深入研究了贴装路径优化问题的基础上,提出了一种三链的混合遗传算法。该算法根据拱架式贴片机的贴装数学模型,通过元器件拾取序列、贴放序列、喂料器排列三个子序列,设计了三链的染色体能同时解决贴装顺序优化问题和喂料器分配问题。计算结果表明,该算法能明显缩短PCB的贴装时间。优化效果较采用遗传算法和邻近算法更为明显。     

动臂式贴片机贴装轨迹的可视化仿真

贴片机是电子制造业中最重要的生产设备,针对贴片机试贴过程资源浪费大、成本高、效率低的问题,开发了一种模拟贴片机贴装轨迹的可视化仿真系统。在分析研究贴片机结构与贴装工艺流程的基础上,结合使用外部模型导入与OpenGL绘图两种方式,构造了复杂的贴片机模型以及参数化原件模型库,并在用VC++开发的人机界面下由数据库提供贴装参数,OpenGL函数显示控制模型运动,实现了贴片机贴装过程在计算机虚拟环境下的可视化仿真,从而提高了贴片机程序的可视化程度,降低试贴成本。     

改进遗传算法在LED贴片机优化中的应用

以自主开发的专用LED贴片机为研究平台。首先,介绍一种间距可调的多吸嘴同步吸贴高效贴片头结构、工作原理以及应用于LED专用贴片机上的贴装工艺流程。然后,针对该专用贴片机贴装元件种类单一、供料器位置对路径影响小的特点,忽略供料器位置问题,采用遗传算法,对元件贴装顺序进行染色体编码,改进传统的遗传交叉算子,实现贴装路径优化。仿真结果表明,改进的遗传算子算法与传统的遗传算法相比,更适合多吸嘴同步吸贴贴片机。     

基于改进混合蛙跳算法的贴片机贴装顺序优化

元器件贴装顺序是影响贴片机工作效率的关键因素之一.针对拱架型贴片机,在建立贴装顺序数学模型基础上,采用改进混合蛙跳算法对贴装顺序进行优化,按照三角概率分布选择可能被改进蛙的策略,完成对基本混合蛙跳算法的改进.最后以3块PCB为例进行实验,实验结果表明,算法可以有效解决元件贴装顺序问题,并具有比基因遗传算法更高的准确性及效率.     

最小准则遗传算法求解贴片机贴装调度问题

针对多头动臂式贴片机贴装调度优化问题,设计了一种编码方式和对应的遗传算子。基于最小准则的思想,提出一种最小准则遗传算法。利用最小准则筛选后代个体,维持了搜索过程中的物种多样性。通过仿真实验,验证了算法的正确性和有效性。对比实验结果表明,该算法具有较高的求解精度,所得平均路径长度与混合遗传算法相比,缩短了15.90%;与混合进化算法相比,缩短了3.85%。     

拱架式贴片机横梁刚柔耦合动态仿真优化设计

横梁的抗振性能是影响拱架式高速高精度贴片机贴装精度和效率的关键因素,并且对贴片机整机的稳定性也有重要影响。为提高抗振性能,以横梁为研究对象,提出结合刚体和柔性体多体动力学理论以及有限元的方法建立贴片机的刚柔耦合多体模型,对其进行多个贴装周期的仿真,分析基于各个不同截面结构的横梁条件下,安装在横梁上的贴装头的振动幅值变化和加速度变化,以评估横梁的抗振性能。分析结果表明,横梁的抗振性能对贴装头的稳定性有决定性的影响,改变横梁截面结构布局以及筋板厚度可对横梁的抗振性能进行优化,优化后,抗振性能显著提高。     

基于遗传算法的贴片机贴装顺序优化

元件贴装顺序是决定贴片机生产效率的关键问题。针对拱架型贴片机，采用了一种遗传算法。该遗传算法有其独特的染色体编码解码方式和交叉算子。算法中的染色体根据被贴装的印刷电路板由一条或多条子链组成，染色体的一个基因代表一个取贴循环。实验结果表明，该算法可以有效解决元件贴装顺序问题。同时，分析比较了三种传统交叉算子和该交叉算子的优化结果，表明这些传统交叉算子不能有效解决该问题。     

基于元胞蝙蝠算法的复合式贴片机贴装调度优化

为了提高复合式贴片机的工作效率,研究了复合式贴片机的贴装过程优化问题,提出一种元胞蝙蝠算法。算法中提出一种分段的整数编码方法,并将元胞自动机理论融入蝙蝠算法中,以研究蝙蝠种群的交流结构和信息传递机制。采用多交叉算子自适应交叉的策略来提高算法的鲁棒性,设置精英文档来提高算法的收敛速度和维持种群的多样性,引入迭代互换操作来执行局部搜索以提高算法的收敛精度。通过对不同规模的实例进行计算,得到的结果表明,该算法能更快、更精确地收敛于全局最优值,能有效地实现复合式贴片机贴装过程优化,从而提高贴装效率。     

基于32位ARM全自动高速SMT贴片机控制系统的设计与实现

从系统结构、控制单元、上位软件设计等方面,设计与实现一整套高度智能化的高速贴片机控制系统,包括基于32位ARM处理器的16轴Z轴直线电机加2轴R轴旋转伺服电机的贴装头控制单元,X、Y龙门实时插补运动控制单元,IO控制单元,PCB控制单元,结合计算机的实时调度优化算法设计实现双臂双贴装头的高速SMT贴装系统.提出采用FDCAN通信模式,基于直线电机的贴片头控制单元,X、Y轴位置控制极简插补方式等技术,解决贴片机控制系统的信息快速交互、精准快速定位、高速高效率等关键问题;讨论了贴片机上位系统软件的实现过程中,通过视觉处理解决位置、角度偏差的算法,通过最短路径遍历解决实时路径优化的算法,以及模块化的人机交互界面.提出的系统设计方法已经过实践检验,在贴片机制造生产和市场应用中证明了可行性和有效性.     

基于32位ARM全自动高速SMT贴片机控制系统的设计与实现

从系统结构、控制单元、上位软件设计等方面,设计与实现一整套高度智能化的高速贴片机控制系统,包括基于32位ARM处理器的16轴Z轴直线电机加2轴R轴旋转伺服电机的贴装头控制单元,X、Y龙门实时插补运动控制单元,IO控制单元,PCB控制单元,结合计算机的实时调度优化算法设计实现双臂双贴装头的高速SMT贴装系统.提出采用FDCAN通信模式,基于直线电机的贴片头控制单元,X、Y轴位置控制极简插补方式等技术,解决贴片机控制系统的信息快速交互、精准快速定位、高速高效率等关键问题;讨论了贴片机上位系统软件的实现过程中,通过视觉处理解决位置、角度偏差的算法,通过最短路径遍历解决实时路径优化的算法,以及模块化的人机交互界面.提出的系统设计方法已经过实践检验,在贴片机制造生产和市场应用中证明了可行性和有效性.     

贴片机旋转贴装头气动机构的研究

文章通过对表面贴装设备中高速贴片机旋转贴装头的气动回路结构的分析,给出了高速贴片机旋转贴装头的工作过程和气动系统控制结构,详细描述了其中的真空气动回路,吹气气动回路,真空/吹气转换单元.并分析了与气动控制密切相关的取料过程、贴片过程和抛片过程等3个过程.     

模因内三角概率选择混合蛙跳算法

为优化拱架型多头贴片机贴装顺序,建立了贴装顺序数学模型。按照三角概率分布选择多只蛙实现模因进化的策略,改进混合蛙跳算法,构建模因内三角概率选择混合蛙跳算法,解决了贴装顺序优化问题。实验表明,新算法具有比混合蛙跳算法更高的收敛率,比基因遗传算法具有更好的准确性及更高的收敛率,有效解决了贴装顺序优化问题。通过算法参数分析得出,随着蛙群个体数量的增加,算法能够得到更优解;模因组数对算法的影响小于蛙群的个体数量;对应不同蛙群的个体数量,有一个与之对应的模因组数,使算法相对稳定。     

桌式贴片机横梁的模态分析及拓扑优化设计

贴片机是一种通过视觉定位、智能控制,快速移动贴片头,将元器件精准、快速地贴装在PCB板上的高精度机械电子设备。桌式贴片机一般用于实验室或者小型电子公司,属于贴装量相对较少的中小型贴片机。横梁是贴片机最重要部件之一,承载着贴片机的运动系统,其动态性能将直接影响贴片质量。首先建立横梁的有限元模型,并对其进行模态分析,然后在此基础上对横梁拓扑优化,将优化结果与最初模态分析结果对比,最终在保证动态性能的基础上,得到一种更为可靠的横梁结构。     

贴片机运动平台振动优化分析

应用ADAMS软件对贴片机进行了振动优化分析。针对贴片机结构特点,基于振动分析数学原理与多体动力学原理建立贴片机多体振动模型;在此模型基础上,进行刚度与阻尼等参数影响下的设计研究分析;最后,基于影响最大的几个参数对贴片机系统进行了振动优化分析。分析结果表明,下机架与地脚的连接参数对贴装头振动影响较小;Y向滑块与横梁连接板的连接参数对贴装头振动影响较大;优化模型垂直方向的振幅被控制在10μm之内,系统防振性能得到提高。     

基于ANSYS的拱架式贴片机整机动力学建模与模态分析

贴片机工作速度快,效率高,其动态性能对芯片的贴装精度影响大。首先建立贴片机的三维有限元模型,然后利用AN SYS对拱架式贴片机PS1000的整机进行了动力学建模与模态分析。通过对低阶模态分析发现,低阶固有频率与整机的工作频率较为接近,容易产生共振,机架和横梁容易产生平移振动,影响贴装精度,故应该适当提高贴片机的工作频率或提高机架和横梁的刚性,以避免共振区域。最后,采用LMS振动测试仪对样机进行锤击法模态测量,进行了样机的实验模态分析,验证了ANSYS模态分析的可靠性。     

高精度贴片机横梁结构动态优化设计

动态性能是评价机床等高速高精度设备在运行过程中抵抗振动和噪声的重要指标,因此对高速高精度设备的结构进行动态优化是相当必要的。运用有限元优化方法,建立了高精度贴片机部件的有限元模型,设计了高精度贴片机结构优化流程,将高精度贴片机结构部件分块模态分析,利用了影响因子系数加权法,分析了贴片机部件内外部结构对贴片机系统动态性能的影响。通过贴片机结构优化,将贴片机部件优化后的结构与优化前的结构相比,提高了高精度贴片机的动态性能,因此也就相应的提高了贴片机的贴装精度,增强了贴片机的性能指标。     

贴片机系统中贴装头位置图像校准研究

贴装头位置校准是贴片机中元件贴装前关键的一步 ,目的是通过上照视觉系统检测贴装头中心以使其与之同心 ,从而保证元件贴装精度。研究出一种采用绕贴装头中心旋转、并等角度分布于圆周上的多幅图像信息 ,根据正多边形几心合一的特点 ,把贴装头中心定位到亚像素级精度 ,实现了高精度贴装头位置校准 ,同时分析了机械传动系统精度对校准过程的影响。     

一种贴装实验平台的设计与实现

设计并搭建了一个贴装实验平台,用于贴片机关键技术的研究。由基础平台控制器DVP-20PMOOM和贴装头控制器PMC-20MT-3构成的控制系统,能够实现基础平台的原点回归、三轴独立运动和三轴联动。同时,基础平台与贴装头的协同运作,完成吸取和贴装功能。进行了基础平台原点回归精度测试、基础平台定位精度测试和贴装平台整体运行性能测试,测试结果验证了设计的有效性。     

高精度全视觉贴片机的系统软件设计与实现

高精度全视觉过顶拱架型贴片机的系统软件设计是一项复杂的软件工程项目.在分析贴片机基本工作过程的基础上,构造了系统软件的总体结构和功能模块,详细分析了系统软件的三个最重要的核心模块:数据管理模块、控制模块、视觉模块.综合应用这三个核心模块,设计了贴片机的自动贴装程序流程.软件设计方法和步骤在所研制的全视觉贴片机祥机上获得成功应用.