pcb板自动锡焊机器人路径优化算法研究

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3、委员２：肖舍凤，教授，硕导，南华大学电气工程学院委员３：王怀杰，硕导，研究员级商工，湖南核三力技术工程有限公司员４委，，硕电气工程院：赵宇红教授导，南华大学学；员５委２０１６０５２４：年月日答辩日期PCB板自动锡焊机器人路径优化算法研究摘要：装备制造业是工业的核心和基础，中国的PCB（PrintedCircuitBoard，印刷电路板）行业尚处于大而不强的状态。PCB锡焊机器人是PCB行业里重要的自动化生产设备。对PCB锡焊机器人需要熟练技工进行人工示教获取优化的锡焊路径的环节进行研究，为解

4、决该环节耗时量大，面对复杂PCB板无法保证示教的路径最优的问题。本文采用计算机自动读取PCB工程文件，采用智能优化算法自动的优化PCB板锡焊路径，对于PCB板生产线减少焊接耗时，提高PCB板生产效率有着重要意义。本文首先对自动锡焊机器人路径优化问题进行建模。通过对PCB板生产线锡焊工艺流程的深入分析，根据不同的应用场合，作了相应的初始设定，建立了PCB板锡焊路径优化的多个数学模型。并以此为基础，通过分析比较多种路径优化算法，最终选择利用一种智能优化算法即蚁群算法来解决该问题。在优化算法研究方面，一是针对现有的小窗口蚁群算法适应性较

5、差，易陷入局部最优的不足，提出了一种改进的小窗口蚁群算法——随机小窗口蚁群算法。该算法特点是将问题规模与随机性同时引入小窗口蚁群算法，增强了算法的鲁棒性，通过八组标准测试函数验证了该算法可以有效地提升寻优能力，避免算法早熟，陷入局部最优；二是针对所提出的随机小窗口蚁群算法测试结果中存在交叉点这一不足，引入消除交叉点算法，对算法中添加消除交叉点次数与位置进行了分析测试，得到了较好的消除交叉方案，形成了一种新的混合蚁群I算法，并用于解决锡焊机器人路径优化问题，仿真测试证明其有效性与可行性。最后完成了锡焊机器人路径优化应用系统的开发，采

6、用C++编写系统程序，实现的功能包括①自动读取PCB板工程文件，获取锡焊点数据；②优化算法采用本文所提的混合蚁群算法，通过人机界面可对算法参数进行调整；③输出锡焊路径优化算法的结果。本路径优化应用系统可用于替代人工示教锡焊路径环节。关键词：锡焊机器人；路径优化；蚁群算法；旅行商问题；消除交叉IIRESEARCHONTHEALGORITHMOFPCBBORADSAUTOMATICSOLDERINGROBOTPATHOPTIMIZATIONChenLi(Detectiontechnologyandautomaticequipment)

7、DirectedbyXieFu-QiangAbstract:Equipmentmanufacturingindustryisthecoreandfoundationofindustry.ThePCBindustryisverylargeinscalebutnotstronginchina.ThePCBsolderingrobotisoneofthehigh-endproductionequipment.Itisatime-consumingjobtomanuallyteachPCBsolderingrobotbyskilledte

8、chniciansforthebestsolderingpath.AnapplicationsystemisdevelopedtosolvethisproblemthatcomputerprogramcanreadPCBprojectfileaut