双臂式双旋转头拱架型贴片机的贴装工艺优化

摘要

贴片机是表面贴装技术，即SMT生产线中最核心的设备，贴片机的贴装工艺是整个SMT系统生产效率提高的关键。贴片机的贴装优化过程属于NP-Hard问题，仅仅用传统的优化算法很难得出全局最优解。目前市场上出现的贴片机主要是拱架型贴片机和转塔型贴片机，而拱架型贴片机由于其具有较好的灵活性和较高的贴装精度，因此应用较广，而多臂式多头拱架型贴片机更是当前的主流贴片机。
　　本文详细的分析了多臂式多头拱架型贴片机的贴装特点，发现该类型贴片机在针对一块PCB板（印制电路板）贴装时，仅仅只有2个贴片头进行交替贴装，其实质上就是由一台或多台双臂式双头贴片机串联组成的。
　　根据此特点，本文将以双臂式双旋转头拱架型贴片机为研究对象。本文首先将分析并归纳影响该贴片机效率的因素；采用中间文件作为贴片机优化的数据来源；针对元器件特性影响贴片机效率的问题，提出基于元器件数量、类型、分组以及贴片头负荷均衡的供料器排列优化方法；建立符合实际贴装过程的数学目标模型；最后结合实际的贴装过程，采用基于取贴循环优化的蚁群算法对贴装顺序进行优化求解。
　　理论分析和仿真实验证明，本文所提出的改进算法不仅符合贴片机的实际工作情况，提高贴片机的贴装效率，而且有效的克服了传统算法中约束条件较多的缺点。本文所采用的优化模型和设计的改进算法，均可适用于不同动臂数量的拱架型贴片机的贴装优化问题，而对于其它类型的贴片机也具有一定的借鉴意义。

目录

第一章 绪 论

1.1研究背景

1.2研究现状

1.3本文研究内容

第二章 表面贴装技术及贴片机相关理论概述

2.1 SMT（表面贴装技术）

2.2 贴片机

2.3本章小结

第三章 双臂式双头贴片机的贴装工艺及数学模型分析

3.1双臂式双旋转头拱架型贴片机的贴装过程描述

3.2旋转式贴片头

3.3 双旋转式贴片头的协调运动控制

3.4 影响双臂式双头贴片机贴装效率的主要因素

3.5 双臂式双头贴片机的数学模型分析

3.6 本章小结

第四章 供料器的优化分配

4.1元器件信息

4.2元器件的分类以及元器件的均衡分配

4.3 元器件的分组

4.4元器件编号和坐标转换

4.5 供料器位置优化

4.6 供料器区域分组

4.7 基于供料器区域分组的位置优化

4.8 吸嘴自动更换过程

4.9 本章小结

第五章 基于改进蚁群算法的贴装顺序优化

5.1 四种智能优化算法的研究和分析

5.2 四种算法的特点及比较

5.3 双臂式双旋转头拱架型贴片机的优化问题分析

5.4 基于取贴循环的蚁群算法分析

5.5 改进蚁群算法的特点

5.6 本章总结

第六章 算法实验仿真

6.1 双臂式双旋转头贴片机的整体算法流程设计

6.2 关键模块的算法实现

6.3本章小结

总结与展望

参考文献

攻读学位期间发表论文

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