电路板的打孔机工作流程设计.docx

电路板的打孔机工作流程设计摘要打孔机完成的打孔作业在印刷电路板的生产过程中占有极其重要的地位,通过合理优化打孔路线,进而减少生产时间及生产成本,提高生产效能,是生产作业过程中必须解决的问题。论文以总工作时间最短为目标函数,建立数序模型,寻找最优路径,最短工作时间以及最少生产成本。忽略打孔时间,认为总的工作时间为钻孔行进时间和***转换时间的叠加。总的作业成本为行进成本和***转换成本之和。为了解决问题,建立了以下三种模型:模型一:机械模型,按照所需***种类和打孔次序,将孔进行分类,并合理安排打孔***的顺序,进行分块局部优化。认为用一种***打完相应所有孔后,再换刀;通过蚁群算法解得最短路径62480000mil,最短工作时间:,(元)。模型二:简化模型,以所有点为研究对象,进行全局优化。假定钻孔行进过程中不进行换刀操作,打完某一孔后,先换刀,再行进。利用贪婪算法和蚁群算法的混合算法解得,最短路径为54941000mil,最短工作时间:,加工过程总费用84570(元)。模型三:改进模型,认为钻孔行进过程中进行换刀操作,通过引入有效换刀时间,将总的工作时间分为钻头行进时间和有效换刀时间。利用贪婪算法和蚁群算法的混合算法解得,最短路径为55231000mil,最短工作时间:,加工过程总费用84570(元),经分析该模型精确度更高,具体的***转换方案及最优路径见附录(一)。在模型二和模型三建立的过程中,将衡量孔的坐标由原始的二维空间坐标,扩充为四维坐标:二维空间坐标,所需***种类坐标,加工次序坐标。这样将一个需要多种***才能打完的孔型,扩充为多个只需一种***的孔,有效的解决了不必一次性打完一个孔型的问题。关键词:蚁群算法贪婪算法坐标维度扩充群孔加工路线设计Ⅰ问题的提出与重述印刷电路板(PCB)制造技术是电子信息制造业的重要基础和组成部分,而由打孔机完成的过孔作业在其生产中占有重要的地位。其中加工路径的挑选,很大程度上决定着加工效率和生产成本。问题旨在通过研究单钻头的最优作业路线以及具体的***转换方案,尽最大可能的缩短工作时间,减少作业成本,提高打孔机的生产效能。Ⅱ模型假设1、同一孔型钻孔作业时间相同,且由生产工艺决定,与问题的优化无关,此时间给予忽略。2、钻头行进速度相同为,行进成本为。3、相邻两***的转换时间为,转换的时间成本为。4、***转换可以采用顺时针和逆时针的方式,且转换时间具有累加性。5、***在行进过程中可以同时进行***转换,但相应费用不减。6、不同孔型所需***种类、个数及加工次序不同。7、同一线路板上的过孔不要求加工完毕一个孔,再加工另一个孔,即对于须用两种或两种以上***加工的过孔,只要保证所需***加工次序正确即可。Ⅲ符号说明符号符号所表示的意义n,N原始孔数和扩充之后的孔数扩充后的孔的坐标描述为二维空间坐标;为***种类为第i次进行加工第i个孔和第i+1个孔的距离加工过程中***所走总路程***的行进速度打完第i个孔,准备打第i+1个孔时,***行进时间。打完第i个孔,准备打第i+1个孔时,***转换所需时间。加工过程中***转换的总时间加工过程总时间***行进成本***转换的时间成本加工过程总费用打完第i个孔,准备打第i+1个孔的有效***转换时间。加工过程中总的有效***转换时间Ⅳ:为了提高生产效能,题目已知条件指出,关键是减少***行进时间(即缩短***移动路径)和换刀时间。并且通过所给数据进行分析,***行进成本和换刀成本都与时间成正相关。因此论文以总的工作时间最短为目标函数,建立数学模型求解,得到最优行进路线,最短时间以及最低成本。:充分考虑题目条件,10种孔型所需***种类、个数、加工次序各不相同。将原始的2124个孔进行扩充,原则如下:将原先衡量孔的坐标由原始的二维空间坐标,扩充为四维坐标,即:二维空间坐标,所需***种类坐标,加工次序坐标。这样以来原先一个的孔被分解为几个空间位置相同,但加工***和加工次序不同的孔。从而有效的解决了不必一次性打完一个孔型的问题。:为实现高质量、高效率、低成本的产品制造,优化加工路径是加工过程中的一个关键环节。但对于成千上万的群孔,找到一条理想的加工路径并不容易。假设在一块已确定初始位置的印刷电路板(PCB)上加工某类孔(数量为)加工完毕后返回,则其可选路径为条,当时,其可选路径为181440条;当时,可选路径为条;当时,其路径条数已经成为了天文数字,可以说当加工孔的数量很大时,在所有路径中找到一条最短路径是不现实的,只能从比较理想的路径中挑选一种作为加工路径。为了得到理想的加工路径,主要有以下算法:(1)、传统算法:局部搜索法、贪婪算法、动态规划