【摘要】：PCB曝光機(jī)是印制電路板生產(chǎn)過(guò)程中完成印刷線路圖影像信息轉(zhuǎn)移的重要設(shè)備,其開(kāi)發(fā)涉及到光學(xué)、電氣、機(jī)械、真空和計(jì)算機(jī)等多個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域和專(zhuān)項(xiàng)技術(shù),是典型的復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品。企業(yè)想取得該產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,就需要設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能夠快速變形、滿(mǎn)足市場(chǎng)多樣化需求的系列產(chǎn)品。模塊化是解決復(fù)雜產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的重要方法,采用模塊化方法設(shè)計(jì)的產(chǎn)品因制造周期短、成本低、質(zhì)量好、零部件可重用率高,受到制造商和客戶(hù)的共同青睞。合理有效的模塊劃分是產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和基礎(chǔ),其結(jié)果也直接影響到產(chǎn)品的裝配、維修以及回收重用過(guò)程的復(fù)雜度。模塊劃分一般分為自上而下的功能分解和自下而上的結(jié)構(gòu)聚類(lèi)。單純做功能分解,則功能樹(shù)靈活性差,劃分的人為主觀性強(qiáng),可能會(huì)造成底層功能與結(jié)構(gòu)的分離;單純做結(jié)構(gòu)聚類(lèi),則產(chǎn)品復(fù)雜度隨零件數(shù)量增加而激增,關(guān)聯(lián)計(jì)算量驚人,計(jì)算復(fù)雜度難以控制。為此,本論文細(xì)致討論了產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)中模塊劃分的多層次特性,提出了復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的多層次模塊劃分方法。該方法對(duì)功能分解和結(jié)構(gòu)聚類(lèi)兩種觀點(diǎn)進(jìn)行了有效融合,將產(chǎn)品的模塊劃分分成系統(tǒng)、整機(jī)、部件、零件四個(gè)層次,并在不同層次對(duì)模塊劃分對(duì)象、目的、方法、特點(diǎn)及所需達(dá)成效果等方面分別展開(kāi)研究。論文將復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的多層次模塊劃分方法運(yùn)用到PCB曝光機(jī)產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)中,結(jié)合PCB曝光機(jī)的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求、市場(chǎng)需求和企業(yè)自身的模塊化需求,制訂了PCB曝光機(jī)的多層次模塊劃分方案,對(duì)該產(chǎn)品的模塊劃分進(jìn)行分層次展開(kāi)。在整機(jī)層,對(duì)PCB曝光機(jī)的功能進(jìn)行讀寫(xiě)和拆分,以基本功能、輔助功能、特殊功能和定制功能的分類(lèi)框架,將曝光機(jī)劃分為骨架、曬架、光源、控制、對(duì)位、上下料、遮光、散熱等若干個(gè)功能部件組成的產(chǎn)品主功能樹(shù),并按產(chǎn)品配置需求將這些功能模塊定義為基本模塊、必選模塊或可選模塊,由此構(gòu)建PCB曝光機(jī)的產(chǎn)品主結(jié)構(gòu),以達(dá)成終端整機(jī)的多樣化之效果。在部件層,提出了基于最小子集的模塊劃分方法。以曝光機(jī)光源功能模塊的零部件聚類(lèi)為例,利用定性、定量手段求解零件間的幾何、功能和物理相關(guān)性,引入最小子集的概念對(duì)幾何、功能和物理相關(guān)性結(jié)果取交集,獲得關(guān)聯(lián)緊密的最小模塊組,在最小模塊組的基礎(chǔ)上做關(guān)聯(lián)度與聚合度計(jì)算,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果自底向上聚類(lèi)零部件。該方法的使用能夠有效的控制聚類(lèi)算法的計(jì)算復(fù)雜度,亦能實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品零件結(jié)構(gòu)的合理聚類(lèi)。在零件層,以曝光機(jī)的機(jī)身骨架為例,探究產(chǎn)品零件的模塊化建模,在對(duì)相似零件幾何形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征、尺寸特征分析歸納的基礎(chǔ)上提取具有族類(lèi)代表性的零件標(biāo)準(zhǔn)模型,所得標(biāo)準(zhǔn)零件模塊主模型可通過(guò)參數(shù)化變形快速完成族類(lèi)零件的重用設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)零件建模的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化。另外,以光源模塊的尺寸系列化為例,討論在產(chǎn)品的主功能參數(shù)約束下的適應(yīng)性零件參數(shù)設(shè)計(jì),通過(guò)零件的組合重用,達(dá)成部件、整機(jī)和族類(lèi)產(chǎn)品的尺寸系列化。單一的功能分解和結(jié)構(gòu)聚類(lèi)難以完整詮釋復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品模塊的多重功能、結(jié)構(gòu)屬性。論文所述多層次模塊劃分方法在多個(gè)層次上分別運(yùn)用不同方法開(kāi)展對(duì)PCB曝光機(jī)產(chǎn)品的模塊劃分,每單個(gè)層次的劃分既有遞歸性又互為輔助,為企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)需要、開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)模塊化系列產(chǎn)品提供了有力的模型依據(jù)和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
【圖文】：

西華大學(xué)碩士學(xué)位論文論P(yáng)CB 曝光機(jī)背景介紹PCB 產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)著現(xiàn)代電子信息工業(yè)的興起，印制電路板（Printed Circuit Board , PCB)被訊設(shè)備、消費(fèi)電子、汽車(chē)電子、工控設(shè)備、醫(yī)療健康、智能安防、清潔能和軍工產(chǎn)品等眾多下游領(lǐng)域[1]。PCB 已經(jīng)成為現(xiàn)代電子產(chǎn)品中不可或缺的時(shí)也是組裝電子零部件的基板，被稱(chēng)為“電子系統(tǒng)產(chǎn)品之母”。統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示，下游應(yīng)用領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展對(duì) PCB 行業(yè)的發(fā)展起到了巨大.1 所示，，通訊電子、消費(fèi)電子、汽車(chē)電子和工控醫(yī)療電子已成為 PCB 四大域[2]。

圖 1.2 典型多層板制程Fig. 1.2 The process of making a typical multilayer printed circuit board如魚(yú)骨圖 1.3 所示，曝光機(jī)的開(kāi)發(fā)涉及到光學(xué)、電氣、機(jī)械、真空和計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域和專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)，是典型的復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品[6]。雖然我國(guó)在 PCB 板生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)世界領(lǐng)先地位，但用于其前段制程的圖形轉(zhuǎn)移設(shè)備——曝光機(jī)，一直以來(lái)都要和港臺(tái)工廠生產(chǎn)，自動(dòng)化程度較高的，帶有自動(dòng)裝夾和視覺(jué)定位功能的高端設(shè)外資企業(yè)所壟斷。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2638220