动臂式贴片机的数据驱动与路径优化

论文摘要

贴片机作为表面贴装生产线上最核心的设备,其效率高低对整条生产线有决定性影响。在PCB板批量贴装前必须进行试贴,但由于试贴成本高,时间长,效率低,其一直影响着贴片机生产效率的提高。随着计算机仿真技术的发展,贴片机贴装过程的可视化仿真成为解决贴片机生产效率低的有效途径。本文以AMAHA YV100型贴片机为蓝本,首先,对动臂式贴片机的机械结构和贴装工艺流程进行研究分析,在此基础上运用AutoCAD软件建立了贴片机的3D仿真模型,并将模型导入3Dmax软件进行渲染,生成包含模型几何、纹理、材质等信息的3DS文件。其次,在VC++平台下编写应用程序,对OpenGL进行初始化,给出了VC++读入并输出3DS文件的具体方法,搭建了可视化仿真的窗口界面,完成了贴装路径仿真的相关参数设置与贴片数据的导入。最后,运用OpenGL函数控制模型运动,并利用双缓存技术生成实时的仿真动画,在计算机上建立了一台可以数据驱动的贴片机虚拟机。本文同时运用SQL Server2000软件建立了贴片元件数据库与贴装路径仿真数据库,采用ADO方式查询与读入数据,实现了对贴片机模型的数据驱动,提高了贴片机可视化仿真的交互性。添加了Windows鼠标响应函数,使用户能够全方位,多角度的观察整个贴装过程。并结合蚁群算法思想,将贴装路径优化问题转化为TSP问题,并建立了贴片机贴装路径优化的数学模型,给出了蚂蚁算法的具体实现步骤。本文对动臂式贴片机的可视化仿真做了一些有益的尝试,为解决贴片机试贴效率低的问题提供了一种可行的方法,具有一定的理论与实践意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 贴片机研究发展概况
• 1.2.2 虚拟制造研究概况
• 1.2.3 蚁群算法的发展应用
• 1.3 本论文的主要研究工作
• 第2章 贴片机结构与工艺流程
• 2.1 表面贴装技术
• 2.1.1 表面贴装技术的发展
• 2.1.2 表面贴装技术的优势
• 2.2 贴片机功能与分类
• 2.3 动臂式贴片机结构特性
• 2.4 动臂式贴片机工艺流程
• 第3章 动臂式贴片机的路径优化
• 3.1 贴装顺序的TSP问题转化
• 3.1.1 TSP旅行商问题简介
• 3.1.2 TSP问题求解方法
• 3.2 蚁群算法理论基础
• 3.3 动臂式贴片机贴装路径的数学模型
• 3.3.1 贴片机路径优化原则
• 3.3.2 贴片机贴装路径数学模型的建立
• 3.4 蚁群算法优化数学模型
• 3.4.1 信息素更新与邻域选择
• 3.4.2 蚁群算法中的路径构造
• 3.4.3 蚁群算法设计
• 3.5 仿真试验
• 第4章 贴片机可视化场景构建
• 4.1 OpenGL开发平台
• 4.1.1 OpenGL简述
• 4.1.2 OpenGL基本工作流程
• 4.2 动臂式贴片机可视化仿真模型
• 4.3 动臂式贴片机3DS文件导入
• 4.3.1 3DS文件格式
• 4.3.2 3DS文件信息读入
• 4.4 动臂式贴片机的视景变换
• 4.4.1 几何变换
• 4.4.2 投影变换
• 4.4.3 视口变换
• 第5章 动臂式贴片机的数据驱动仿真
• 5.1 动臂式贴片机可视化仿真数据库的建立
• 5.1.1 贴装元件数据库
• 5.1.2 贴装路径数据库
• 5.2 贴片机可视化仿真界面
• 5.3 动臂式贴片机可视化仿真的实现
• 5.3.1 贴片机模型显示列表
• 5.3.2 OpenGL动画原理
• 5.3.3 贴片机贴装路径仿真
• 5.4 贴装仿真过程的动态观察
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果