精密電子制造技術(shù)的快速發(fā)展以及越來越激烈的市場競爭,為高速高精度貼片機(jī)的表面貼裝技術(shù)帶來了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。不同于發(fā)達(dá)國家成熟的貼片機(jī)技術(shù),國產(chǎn)的機(jī)器性能差,速度慢,精度比進(jìn)口機(jī)相距甚遠(yuǎn),如何實(shí)現(xiàn)精密電子表面貼裝生產(chǎn)中的快速、精準(zhǔn)定位,縮短貼裝時(shí)間,提高生產(chǎn)效率,幫助國內(nèi)的高速高精度貼片機(jī)在目前的市場環(huán)境下獲得更大的發(fā)展空間,高速高精度表面貼裝生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)為我們帶來了新的研究思路。本文通過介紹高速高精度貼片機(jī)表面貼裝生產(chǎn)及其相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研究背景和意義,分析目前國內(nèi)外針對(duì)高速高精度貼片機(jī)的表面貼裝技術(shù)的研究現(xiàn)狀,總結(jié)了目前關(guān)于高速高精度表面貼裝生產(chǎn)中基準(zhǔn)點(diǎn)精確定位及貼裝工藝優(yōu)化研究中尚存在的不足和局限性,并據(jù)此確定了本文的主要研究內(nèi)容如下:1.針對(duì)貼片機(jī)的高精密度、高速度表面貼裝生產(chǎn)要求,為實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、可靠性高、速度快的表面貼裝生產(chǎn),給出了高速高精度貼片機(jī)系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和自動(dòng)光學(xué)檢測系統(tǒng)組成。重點(diǎn)搭建了自動(dòng)光學(xué)檢測系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)設(shè)備標(biāo)定、基準(zhǔn)點(diǎn)定位、缺陷識(shí)別、對(duì)中校正和位姿補(bǔ)償?shù)裙δ�。該自�?dòng)光學(xué)檢測系統(tǒng)可以滿足貼片機(jī)的高速高精度生產(chǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)定位要求,配合整機(jī)貼裝速度可以達(dá)到30000片/小時(shí),精度可以達(dá)到20um。2.針對(duì)高速高精度貼片機(jī)貼裝的PCB板十字形基準(zhǔn)點(diǎn)圖像特點(diǎn),提出了幾何特征識(shí)別定位算法。該定位算法主要包括模式訓(xùn)練和實(shí)時(shí)搜索兩個(gè)部分,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法與傳統(tǒng)的區(qū)域定位算法和邊緣定位算法相比,不僅對(duì)灰度線性變化和灰度非線性變化有很好的適應(yīng)性,而且支持尺度和角度變化,定位偏差不超過0.5pixel,魯棒性好,定位算法適用于十字形標(biāo)記點(diǎn)的PCB板的貼裝生產(chǎn)。3.針對(duì)目前高速高精度0402、0603等類型貼片電阻元件貼裝生產(chǎn)PCB板圓形Mark基準(zhǔn)點(diǎn)快速定位方法精度誤差較大,適應(yīng)性較差的關(guān)鍵問題,提出改進(jìn)Cramer-Rao下界算法的Mark點(diǎn)精確定位方法。該算法基于圖像特性,采用大津閾值法實(shí)現(xiàn)初步的分割,通過對(duì)canny算子中引入高斯核在多尺度空間上提取邊緣的一組主導(dǎo)點(diǎn)集,然后應(yīng)用改進(jìn)的Cramer-Rao下界算子對(duì)主導(dǎo)點(diǎn)集進(jìn)行圓擬合,從而精確定位Mark點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法具有很強(qiáng)的健壯性。與LSF方法、AF方法和Hough圓檢測方法相比,其速度至少是LSF和AF方法的1.3倍、是Hough圓檢測方法的2.6倍。4.針對(duì)目前高速高精度ADS7841E、MP2359DJ等芯片元件貼裝生產(chǎn)PCB板圓形Mark基準(zhǔn)點(diǎn)快速定位方法干擾信息多,精度、速度要求高的關(guān)鍵問題,提出了弧形投影算法�；⌒瓮队八惴ㄊ紫冗M(jìn)行標(biāo)尺搜索、投影差分以及差分平滑,然后再利用迭代二分K-means聚類進(jìn)行去噪,最后采用Ransac圓擬合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法能夠?qū)崿F(xiàn)亞像素級(jí)別的Mark點(diǎn)檢測,同時(shí)具有速度快,魯棒性強(qiáng),精度高等特點(diǎn)。并以工程應(yīng)用驗(yàn)證了方法的有效性。5.針對(duì)ADS7841E、MP2359DJ等芯片元件多且吸嘴匹配要求高的PCB貼裝生產(chǎn)工藝優(yōu)化中面臨的多優(yōu)化互耦合的復(fù)雜問題,提出面向吸嘴高匹配需求貼裝元件的分層級(jí)結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化方法,構(gòu)建以交換次數(shù)最少和匹配值最小為目標(biāo)的第一主層級(jí)吸嘴化模型,利用線性規(guī)劃算法進(jìn)行求解。第二層級(jí)并行解決裝貼順序優(yōu)化問題與喂料器的布局及取料優(yōu)化問題。構(gòu)建以貼裝距離最小為目標(biāo)的貼裝順序優(yōu)化模型,提出融入改進(jìn)最近鄰法構(gòu)造初始解種群的蛙跳算法進(jìn)行求解;采用投票積分式方法構(gòu)建喂料器布局方案,構(gòu)建以最大化同時(shí)取料的優(yōu)化模型,利用啟發(fā)式貪心算法進(jìn)行求解。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法對(duì)吸嘴要求較高的PCB裝貼過程中有明顯地性能優(yōu)化。并以工程應(yīng)用驗(yàn)證了方法的有效性。6.針對(duì)1210、1812等貼片電阻元件多且吸嘴匹配要求相對(duì)較低的PCB貼裝生產(chǎn)工藝優(yōu)化中速度要求更高的問題,提出面向吸嘴低匹配需求的吸嘴及貼裝順序并行優(yōu)化的快速分層級(jí)結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化方法。構(gòu)建以吸嘴交換次數(shù)最少和貼裝距離最小為優(yōu)化目標(biāo)的第一主層級(jí)模型,利用改進(jìn)的蛙跳算法進(jìn)行求解,同時(shí)利用蛙跳算法結(jié)合之前投票積分方法設(shè)計(jì)喂料器布局方案,構(gòu)建以最大化同時(shí)取料的優(yōu)化模型,利用蛙跳算法進(jìn)行求解。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法在吸嘴匹配要求不高情況下優(yōu)于以吸嘴優(yōu)化為第一層級(jí)的分層級(jí)多目標(biāo)優(yōu)化方法。并以工程應(yīng)用驗(yàn)證了方法的有效性。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP391.41;TN40
【部分圖文】：

技術(shù)和工業(yè)基礎(chǔ)，所以發(fā)展尤為迅猛，如今，在歐洲各國ＳＭＴ技術(shù)發(fā)展己非常成熟［７］。??我國的ＳＭＴ產(chǎn)業(yè)起步晚，應(yīng)用于２０世紀(jì)８０年代初期，主要應(yīng)用于通信、汽車、國防等領(lǐng)??域，如圖１．１所示。近幾年我國ＳＭＴ發(fā)展很快，相關(guān)的產(chǎn)品應(yīng)用增多，但由于ＳＭＴ關(guān)鍵??技術(shù)發(fā)展較慢，至今我國電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)都是依靠進(jìn)口獲得ＳＭＴ設(shè)備，這嚴(yán)重制約了??我國ＳＭＴ產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此有必要對(duì)ＳＭＴ進(jìn)行研宄，帶動(dòng)我國電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。??４??

?博士學(xué)位論文??ＳＭＴ涉及面很廣，采用的是“貼放－焊接”的工藝方法，其生產(chǎn)流程如圖１．２所示。??所示。相對(duì)應(yīng)地生產(chǎn)設(shè)備包括貼片機(jī)、印刷機(jī)、ＳＰＩ?（錫膏檢測儀）、波峰焊設(shè)備、回??流焊設(shè)備、ＡＯＩ檢測設(shè)備、Ｘ－Ｒａｙ檢測設(shè)備、返修工作站等，如圖１．３所不。??供料機(jī)供料?ｊ??否?通知來料質(zhì)量?｜??來料檢査??－—？?？？控制部門處理??、＇、、，’’?ｕ￣??ｉ是?Ｉ．???▼???縣?７Ｓ??絲印焊膏?疋．．．?、．、＼?口??（點(diǎn)貼片膠）＾??制程檢驗(yàn)??匕―—?、？ｚ??▲??Ｘ??否??ｓｐ丨錫膏檢査二??清洗?堿????ｋ…??是??■?ｉ?；??丄?］??貼片機(jī)進(jìn)行貼片?取下貼片元件???Ｍ???ｔ?否??？？Ｚ?＇、、、、??，？?回流焊前?否?；?????？?？！技術(shù)人員進(jìn)行處理Ｉ?？＜；，?矯正??曰、丫’?’丫’是??是?＾?；?１??回流爐焊接固化?堿???ｉ．是??否??焊接效果檢査?—??？不合格維修處理????＇、、？?．Ｚ?丨???ｊ??、丫．．?”．．．??▼??成品包裝送檢??圖１．２?ＳＭＴ生產(chǎn)流程圖??Ｉ?Ｉ??，?％??「卞、規(guī)ｊ，??（ａ）集適／ＣＨＩ

?博士學(xué)位論文??ＳＭＴ涉及面很廣，采用的是“貼放－焊接”的工藝方法，其生產(chǎn)流程如圖１．２所示。??所示。相對(duì)應(yīng)地生產(chǎn)設(shè)備包括貼片機(jī)、印刷機(jī)、ＳＰＩ?（錫膏檢測儀）、波峰焊設(shè)備、回??流焊設(shè)備、ＡＯＩ檢測設(shè)備、Ｘ－Ｒａｙ檢測設(shè)備、返修工作站等，如圖１．３所不。??供料機(jī)供料?ｊ??否?通知來料質(zhì)量?｜??來料檢査??－—？?？？控制部門處理??、＇、、，’’?ｕ￣??ｉ是?Ｉ．???▼???縣?７Ｓ??絲印焊膏?疋．．．?、．、＼?口??（點(diǎn)貼片膠）＾??制程檢驗(yàn)??匕―—?、？ｚ??▲??Ｘ??否??ｓｐ丨錫膏檢査二??清洗?堿????ｋ…??是??■?ｉ?；??丄?］??貼片機(jī)進(jìn)行貼片?取下貼片元件???Ｍ???ｔ?否??？？Ｚ?＇、、、、??，？?回流焊前?否?；?????？?？！技術(shù)人員進(jìn)行處理Ｉ?？＜；，?矯正??曰、丫’?’丫’是??是?＾?；?１??回流爐焊接固化?堿???ｉ．是??否??焊接效果檢査?—??？不合格維修處理????＇、、？?．Ｚ?丨???ｊ??、丫．．?”．．．??▼??成品包裝送檢??圖１．２?ＳＭＴ生產(chǎn)流程圖??Ｉ?Ｉ??，?％??「卞、規(guī)ｊ，??（ａ）集適／ＣＨＩ
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 白俊峰;閆俊存;黃勇;;桌式貼片機(jī)橫梁的模態(tài)分析及拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J];制造業(yè)自動(dòng)化;2015年18期

2 ;2014年1-2月我國自動(dòng)貼片機(jī)進(jìn)口量同比減少11.47%[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2014年04期

3 ;今年上半年我國自動(dòng)貼片機(jī)進(jìn)出口額小幅增長[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2014年08期

4 劉燕;吳忻生;陳安;胡躍明;;多功能貼片機(jī)系統(tǒng)管理軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J];制造業(yè)自動(dòng)化;2013年04期

5 陳磊;安必昂推出新品貼片機(jī),成立中國能力中心[J];電子產(chǎn)品世界;2005年10期

6 ;美亞電子科技有限公司武漢辦事處成立[J];世界產(chǎn)品與技術(shù);2003年10期

7 李強(qiáng);劉亞欣;衡利斌;;貼片機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2017年01期

8 何善印;;全自動(dòng)貼片機(jī)電動(dòng)飛達(dá)電控模塊研制[J];科技與創(chuàng)新;2017年11期

9 穆柏軍;;自動(dòng)貼片機(jī)利用率的自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];日用電器;2015年08期

10 程漢濤;王學(xué)俊;孔新偉;周晨晨;;貼片機(jī)可視化運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];電子器件;2014年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 黃銀花;高速高精度貼片機(jī)表面貼裝生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2018年

2 陳鐵梅;精密電子表面貼裝生產(chǎn)優(yōu)化問題研究[D];華南理工大學(xué);2012年

3 劉穎;印刷電路板生產(chǎn)線調(diào)度優(yōu)化研究[D];大連海事大學(xué);2012年

4 劉海明;表面組裝生產(chǎn)過程中PCB組裝時(shí)間優(yōu)化問題研究[D];華南理工大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王洪洋;一種小型簡易自動(dòng)化貼片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱理工大學(xué);2018年

2 李觀喜;基于視覺引導(dǎo)的貼片機(jī)控制平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)[D];華南理工大學(xué);2018年

3 徐培培;緊湊型貼片機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];長安大學(xué);2018年

4 竺馬云;直下式透鏡專用貼片機(jī)視覺系統(tǒng)研究[D];華南理工大學(xué);2018年

5 肖文名;貼片機(jī)雙電機(jī)伺服系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];武漢理工大學(xué);2016年

6 童建輝;桌面式貼片機(jī)的研究與設(shè)計(jì)[D];武漢理工大學(xué);2015年

7 李翔宇;同吸同貼LED高速貼片機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2017年

8 溫德鵬;高速貼片機(jī)的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化與靜、動(dòng)態(tài)性能分析[D];江蘇大學(xué);2017年

9 郭淼;經(jīng)濟(jì)型貼片機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];長安大學(xué);2017年

10 田甜;貼片機(jī)多目標(biāo)飛行對(duì)中圖像識(shí)別技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];廣東工業(yè)大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2839268