高精高速微孔PCB數(shù)控鉆床關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用.pdf

1、印制電路板(PCB)制造技術(shù)是電子信息制造業(yè)的重要基礎(chǔ)和組成部分。印制電路板(PCB)數(shù)控鉆床是印制電路板精密孔位加工關(guān)鍵的工藝裝備。伴隨著以通信、計算機(jī)、視聽設(shè)備等為代表的電子產(chǎn)品“小、輕、薄”的發(fā)展趨勢和特點，給印制電路板數(shù)控鉆床提出了更高的要求。精度高、速度快、孔小而多、行程短已成為新一代PCB數(shù)控鉆床發(fā)展和提高面臨的主要難題。目前，高精度高速微孔印制電路板數(shù)控鉆床是制約和影響我國電子制造業(yè)水平和電子信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)配套能力的重要因素

2、，是我國電子制造業(yè)與世界先進(jìn)水平差距體現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)之一。因此，開展高精度高速微孔印制電路板數(shù)控鉆床關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用，改善和提高PCB數(shù)控鉆床的整體性能，對于提高我國電子制造工藝裝備水平和電子信息制造業(yè)自我配套能力具有重要的現(xiàn)實意義。 本論文針對印制板數(shù)控鉆床孔位加工的具體特點和要求(即精度高，速度快，行程短，孔多而小)，提出了全面改善和提高機(jī)床若干關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)實現(xiàn)方法和途徑。首先，根據(jù)印制電路板的技術(shù)要求和發(fā)展趨勢以及其孔位

3、加工技術(shù)現(xiàn)狀，提出了機(jī)床系統(tǒng)性能提升的主攻方向和主攻目標(biāo)，即實現(xiàn)高精、高速、微小孔加工能力的提高；建立了微孔加工質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)和主要性能影響因素體系，對鉆孔質(zhì)量的影響因素作了較為具體的分析。其次，提出了鉆床三維穩(wěn)定性的概念和表征方法，并運(yùn)用三維穩(wěn)定性，在鉆床多體系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)值模型的基礎(chǔ)上，對鉆床的機(jī)械動態(tài)特性進(jìn)行仿真測量，尋找到一條切實可行的提高微孔加工能力的設(shè)計和工藝參數(shù)的控制手段和方法，明顯改善了鉆床機(jī)械加工性能。第三，針對高速加工連

4、續(xù)短距離焊盤過程中加速度的連續(xù)變化帶來的精度影響，提出并應(yīng)用了一種基于分段參數(shù)三次曲線的平滑運(yùn)動加速度控制算法，以保證快速加工時的定位精度。同時，應(yīng)用了一種基于自適應(yīng)控制器的跟蹤控制結(jié)構(gòu)，以解決由于負(fù)載、摩擦等因素的變化帶來的力矩波動對加工精度的不利影響。最后，針對海量孔位加工存在的路徑優(yōu)化和數(shù)據(jù)處理速度帶來的加工效率問題，提出了一種面向工程應(yīng)用的帶遺傳(GA)功能的貪婪算法，詳細(xì)介紹了基于路徑的GA編碼策略、交叉和變異的方法。取得了良