贴片机运动控制软件系统实现与优化研究
本文选题:贴片机 切入点:运动控制系统 出处:《西南交通大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:贴片机是电子制造业的基础装备,同时也是提高表面组装生产线效率的瓶颈,一台贴片机由很多部分组成,其中最重要的是运动控制系统,它直接决定了贴片机的贴装速度和精度。因此,论文以TS-320M高速贴片机为研究对象,设计并实现了基于Trio MC464运动控制器的贴片机运动控制软件系统,并对贴片机的贴装时间优化问题进行了分析和研究,提出了相应的求解方法。在贴片机运动控制硬件系统方面,论文分析了基于Trio MC464运动控制器的贴片机运动控制系统的组成,重点研究了贴装头、X-Y龙门机构和PCB传输机构的硬件结构和工作流程,为贴片机运动控制系统的软件开发建立基础。在贴片机运动控制软件系统方面,论文根据运动控制系统的功能要求,并结合研究对象的硬件特点,对软件系统进行了模块划分,设计了上位机与下位机之间的数据传输规则,开发了上位机和下位机软件,主要包括编辑程序、优化程序、生产程序、进板程序、拾片程序、贴片程序、出板程序和Mark点视觉对中程序,解决了贴片机运动控制的关键难点,包括上下位机协同控制、实时循环控制和多变量(多轴)控制。最后在贴片机上完成了运动控制软件的调试和运行。最后,论文分析和研究了表面组装生产过程中的贴片机贴装时间优化问题,在深入研究送料器分配问题和元件贴装顺序问题的基础上,提出了一种启发式优化方法,该方法首先使用贪婪算法求解送料器分配问题,然后使用节约法求解元件贴装顺序问题,最后使用2-opt局部搜索法对优化结果进行改良。论文设计实验对优化方法的可行性和有效性进行了验证,为开展运动控制软件中优化程序的开发工作提供了理论基础。
[Abstract]:The mounting machine is the basic equipment of the electronic manufacturing industry and the bottleneck of improving the efficiency of the surface assembly line. A mounting machine is composed of many parts, the most important of which is the motion control system. It directly determines the speed and precision of the mounting machine. Therefore, the paper designs and implements the motion control software system of the placement machine based on the Trio MC464 motion controller, taking the TS-320M high speed placement machine as the research object. This paper also analyzes and studies the problem of the placement time optimization, and puts forward the corresponding solution method. In the aspect of the hardware system of the motion control of the mounting machine, the composition of the motion control system of the mounting machine based on the Trio MC464 motion controller is analyzed in this paper. The hardware structure and work flow of X-Y gantry mechanism and PCB transmission mechanism are studied in order to establish the foundation for the software development of the motion control system of mounting machine. According to the functional requirements of the motion control system and the hardware characteristics of the research object, the software system is divided into modules, the data transmission rules between the upper computer and the lower computer are designed, and the upper computer and the lower computer software are developed. It mainly includes editing program, optimization program, production program, board entry program, picking program, patch program, board exit program and Mark point vision alignment program, which solves the key difficulties of motion control of placement machine, including the cooperative control of upper and lower machine. Finally, the debugging and running of the motion control software are completed on the mounting machine. Finally, the paper analyzes and studies the optimization of the mounting time of the mounting machine in the process of surface assembly production. In this paper, a heuristic optimization method is proposed on the basis of deeply studying the feeder assignment problem and the component mounting sequence problem. Firstly, the greedy algorithm is used to solve the feeder assignment problem. Finally, the optimization results are improved by 2-opt local search method. The feasibility and effectiveness of the optimization method are verified by designing experiments in this paper. It provides a theoretical basis for the development of optimization program in motion control software.
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN405
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本文编号:1583285
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