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LED焊线机冲击力波动的优化控制方法研究

吴炼  
【摘要】:LED焊线机冲击力的平稳性是保证焊线质量一致性的前提。焊线机劈刀在接触芯片电极时的冲击力波动过大会引起芯片焊盘裂纹、焊球过大等缺陷,严重影响焊线质量,因此焊头冲击力的波动范围需得以控制。本文开展焊线机焊线过程焊头位置/力切换过程优化研究,控制冲击力的波动范围。本文提出基于改进单纯形法的控制参数优化方法,提升焊线过程的位置精度;针对劈刀和焊盘接触过程中搜索速度、冲击力等波动问题,提出一种模糊PID控制方法,对切换时的速度控制环路进行控制,保证焊线机在高速运动条件下能实现焊头的稳定接触,减小冲击力波动范围。主要研究内容包括:1.调研LED焊线机及控制系统的国内外研究现状,针对焊线机高速运动过程焊头冲击力对焊接质量的影响,深入研究焊头控制系统及其冲击力影响因素;2.构建LED焊线机的音圈电机控制模型,进行焊线机的三环控制系统建模;提出基于改进单纯形法的控制参数优化方法,获得焊线机PID控制器的最优控制参数,并通过位置跟随误差实验和冲击力实验,验证该方法的有效性;3.针对焊线机高速运动过程的冲击力波动控制问题,提出一种模糊PID控制方法,对切换时的速度控制环路进行控制,实现冲击力波动范围的有效控制,通过与常规PID控制系统的仿真对比,验证该方法的有效性;4.利用PMAC卡的自定义算法开放功能,实现焊线机模糊PID控制算法程序的编写与调试,并开展位置跟随误差和冲击力波动的实验研究,验证该方法的有效性。


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