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数控工业钻床,理想的钻孔机床,方便简单的编程, 浏览次数：852次
品牌：利速
产品型号：NC-1530
起订：1 件
供货总量：
所在地：广东 东莞市
有效期至：长期有效
最后更新： 07:59
单价：元/件
发货期限：付款后
公司名称：
联 系 人：刘利玲
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类型 铣钻床 品牌 利速 型号 NC-1530
主电机功率 0.37/0.75/2.2（kw）
外形尺寸 長2100*寬974*高1400（mm）（mm）
轴数量 三轴
钻孔直径范围 0.5-10（mm）
主轴转速范围 0-24000（rpm）
主轴孔锥度 ER20
控制形式 数控 适用行业 通用 布局形式 卧式
适用范围 通用 作用对象材质 金属 产品类型 全新
是否库存 是 售后服务 保修一年
适用行业汽车零部件、仪器仪表、五金工具、阀门配件、机械配件、模具制作、首版制作、服装机械、首饰加工、工艺品加工、技工学校数控培训、科研开发、数控编程实验室、大学数控实训基地等。钻床型号NC-1530产品简介：1、小型化；2、工业用；3、全数控；4、高性价比；5、高稳定性；6、多功能：能钻能攻能铣；7、三轴或多轴联动,可满足复杂加工需求。钻床NC-1530参数：项目 参数1、工作台面积X(mm)*Y(mm)*Z（mm）2、主轴最高转速(rpm)（可选）3、主轴伺服电机功率（KW）0.554、快速移动速度：(mm/min)（可选）5、钻孔刀径范围（mm）0.15-106、主轴锥度ER207、重复精度（mm） 0.028、外观尺寸（mm）09、第四轴精度 零间隙数控机床NC-1530产品特点：1、该线轨小型数控铣床功能强大,操作简单易学、适应范围广,高效稳定,性价比高。2、采用成熟稳定的工业数控CNC系统。3、采用台湾上银的精密高速线性导轨和高精度的P3级研磨滚珠丝杠。确保产品的加工精度。4、采用高转速的精密级机械主轴和伺服主轴电机.确保加工的动力和稳定的力矩输出。5、可选配高精度全伺服电机和驱动系统,确保设备高效运行。6、可选配第四轴,采用无间隙的进口谐波减速箱确保分度的超高精度。7、可选配快速便捷的气动装夹结构确保产品快速装夹,减少不必要的等待时间。8、外型美观大方,上下料方便,维护简单。9、可以加工各种复杂零件,是钻孔,铣削的利器。如螺旋槽,多面体,圆柱体的复杂孔,槽等的加工。
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认证类型：个人认证
主营产品：机械设备维修安装;其他行业专用设备;行业专用设备加工;
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价格：68000.00/件
东莞市利速数控机械有限公司
东莞市利速数控机械有限公司第13卷第7期2001年7月；计算机辅助设计与图形学学报；JOURNALOFCOMPUTER-AIDEDD；Vol.13,No.7July,2001；PCB数控钻孔最佳走刀路线的建模与求解；王霄刘会霞；(江苏理工大学机械工程学院镇江212013)；要目前,采用PCB数控钻自动编程系统生成的钻孔路；佳走刀路线问题归结为大型TSP问题,其目标函数定；关键词PCB
第13卷第7期2001年7月
计算机辅助设计与图形学学报
JOURNALOFCOMPUTER-AIDEDDESIGN&COMPUTERGRAPHICS
Vol.13,No.7July,2001
PCB数控钻孔最佳走刀路线的建模与求解
王　霄　　刘会霞
(江苏理工大学机械工程学院　镇江　212013)
要　目前,采用PCB数控钻自动编程系统生成的钻孔路线并非最佳走刀路线.通过分析,将PCB数控钻孔最
佳走刀路线问题归结为大型TSP问题,其目标函数定为钻头的总走刀时间最短.由于TSP问题在理论上属于NP完备问题,因此很难用一般的算法求解.文中详细介绍了用模拟退火方法求解该问题的具体算法,并以此为基础开发了PCB最优化的自动编程系统.
关键词　PCB,最佳走刀路线,TSP问题,模拟退火方法中图法分类号　TP391.73
ModelingandSolvingOptimalMovingPathforNCDrillingofPCB
WANGXiao　LIUHui-Xia
(SchoolofMechanicalEngineering,JiangsuUniversityofScienceandTechnology,Zhenjiang　212013)
Abstract　　Uptonow,thegenerationofdrillingpathbyautomaticprogrammingsystemforprintedcircuitboards(PCB)didnotgiveoptimalsolution.TheproblemofoptimizingthemovingpathofNCdrillingforPCBcanbeformulatedasalargescaletravellingsalesmanproblem(TSP),andthegoalfunctionisdefinedastheshortesttotaltimeofmovingdrill.BecauseTSPisknowntobeaNP-completeproblem,itwouldbetoodifficulttotackleitwithtraditionalopti-mizationmethods.Inthispaper,analgorithmofsolvingTSPforPCBbysimulatedannealingispresentedindetail.Basedontheresearch,anoptimalautomaticprogrammingsystemforPCBisdeveloped.
Keywords　PCB,optimalmovingpath,TSP,SimulatedAnnealing(SA)
显然,这样生成的钻孔走刀路线并非最佳路线,影
1　引　　言
目前,国内外广泛采用PROTEL,TANGO,ORCAD,P-CADEE等印刷电路板CAD软件设计PCB.将PCB-CAD生成的PCB图形文件输入光绘仪可获得光绘正片;生成的钻孔数控文件经自动编程处理生成NC指令,以供PCB专用数控钻床进行敷铜版焊盘孔的加工.然而在生成NC指令方面,现有的PCB自动编程软件采用按孔位的XY坐标以某种约定逐次编排的方法确定钻孔的走刀顺序.
响生产效率.这对于那些年产几千块到几十万块大批量生产规模的专用生产厂家来说,PCB的中、
其影响相当可观.关于这一问题,国外学者进行了不少研究与探讨,足见其整体工艺过程优化的强烈意识.
2　最佳走刀路线模型的建立
PCB上通常有多种不同直径的孔,对某一种孔径所构成的孔系,PCB数控钻问题可描述为:从换
　　原稿收到日期:;修改稿收到日期:.王　霄,男,1964年生,讲师,主要研究方向为CAD/CAM、虚拟制造.刘会霞,女,,.
王　霄等:PCB数控钻孔最佳走刀路线的建模与求解
刀点出发,不重复又不遗漏地加工完所有孔,再回到换刀点,进行下一种孔径换刀和加工.这对数控编程而言,就存在如何安排孔的加工顺序(路线),使空程移动时间最短,即所谓最佳走刀路线问题.显然,这一问题可归结为著名的旅行售货员问题,其中钻头扮演了售货员的角色,而最佳走刀路线的目标函数可选为刀具的空行程最短或空行程花费的时间最短.现讨论分析:PCB数控钻都是具有点位控制的数控机床,这种机床的刀具由一点(孔)运动到另一点(孔)时,通常是沿XY轴方向同时快速移动.当沿XY轴各自距离不同时,坐标值小者先完成运动,到达某一中间点(如图1中由0点到A点).另一坐标将沿坐标轴方向从中间点继续向终点(如图1中1点)运动,由换刀点0经过1→2→3→4→5返回换刀点0的运动轨迹如图1所示
问题,属于NP完备问题.在迄今所提出的TSP的各种解法中基本可分为3类:精确求解法、启发式求解法以及神经网络算法.精确求解法仅能解较小规模的TSP问题,显然对PCB问题不适合.PCB的最佳走刀路线问题属于大规模TSP问题.国外学者对这一问题作了不少研究
,基本上都是采用启发式
求解法,并且其算法都建立在两点间欧几里德距离的基础上,即dIJ=SQRT[(XJ-XI)2+(YJ-YI)2].从前面分析可知,这与数控钻所走的路径不符.这样,利用其位置信息或利用三角不等式的几何特征提出的算法就很难有效地解决这一问题.本系统以空行程时间为目标函数,采用模拟退火方法[1,6]有效地解决了这一问题.
3.1　模拟退火算法SA(SimulatedAnnealing)
SA算法将组合优化问题与统计力学中的热平衡问题相类比,开辟了一条求解组合优化问题的新途径.它通过模拟退火过程,可以找到全局(或近似)最优解.SA算法是基于Montecarlo迭代求解法的一种启发式随机搜索算法.
设S={s1,…,sk}为所有可能的组合状态集合,C:S→R为非负目标函数,即C(si)≥0反映取状态si为解的代价,则组合优化问题可形式地表述为寻找s*∈S,使得C(s*)=minC(si),Psi∈S.
从图1可知,刀具从一孔到另一孔,其快速移动的走刀路线一般不是直线,而是折线.以0到1为例,其两点间的空行程
S(0,1)=S0a+Sa1=(X1-X0)/cos45°+
[(Y1-Y0)-(X1-X0)×tan45°],
而两点间的空行程时间
t(I,J)=max{?XJ-XI?/VX,?YJ-YI?/VY}.其中,V为工作台相对刀具的X或Y方向的快移速度,一般VX=VY=V.由于求最短路线的目的是为了减少空程时间,因此,采用计算比较简单的最短空程时间作为衡量最佳走刀路线的目标函数能提高计算效率.显然,最小化t(I,J)相对于最小化DT(I,J)=max{?XJ-XI?,?YJ-YI?}作为衡量最佳走刀路线的目标函数更简化.
SA算法的基本思想是:将每种组合状态si看成某一物体体系的微观状态,C(si)看成该物质体系在状态si下的能量,并用控制参数T表示伪温度.让T从一个足够高的值慢慢下降,对每个T,用Metropolis抽样法模拟该体系在此T下的热平衡状态,即对当前状态s做随机扰动,生成一个新状态s′,计算增量$C′=C(s′)-C(s),并以概率exp(-$C/bT)接受s′作为新的当前状态.当这样的随机扰动重复足够多的次数后,系统将达到该温度下的热平衡状态,并且系统的状态将导致Boltzmann分布,b是Boltzmann常数.
SA算法的主要步骤描述如下.算法1.SA-Algorithm
procedureSA_Algorithm(i0,T0);/*si0为任一初态,T0为初始控制参数*/begin
(1)s←si0;C*←Ci;k←0
/*简记Ci=C(si),C*为当前代价值.*/(2)repeat3　最佳走刀路线的求解方法
TSP问题是实际应用中出现的复杂问题的集
　(2.1.1)sj←Generate(s);(2.1.2)ifCj≤C*thens←sj
计算机辅助设计与图形学学报2001年
Xj),(Xj,Xj+1).
(3)接受函数Accept.Accept函数通常取如下形式
functionAccept(j,s);begin
$C′←Cj-C*;
ifexp(-$C′/bTK)&Random(0,1)
/*b为Boltzmann常数*/
thenAccept←trueelseAccept←falseendifend
　　elseifAccept(j,s)thens←sjendifendif
(2.1.3)until　内循环结束条件;(2.2)TK+1←Update(Tk);k←k+1(3)untilTk≤Eend
其中,(1)为初始化;
(2.1.1)的Generate(s)表示从s的邻域中随机产生下一个状态sj0.若Cj≤C,则接受j为新的当前状态;否则仅以一定的概率接受j为新的当前状态,这也就是Accept(j,s)函数的功能;
(2.1.3)中的内循环结束条件是指在每一度Tk下迭代多少次以达到平衡态;
(2.2)中的Update(Tk)函数则表示温度每次下降的速率.
由此可知,SA算法有3个重要函数:产生函数Gen-erate,接受函数Accept和温度更新函数Update.在
实际应用中,初始温度T0、内循环次数和终止条件也是影响SA算法性能的重要参数.3.2　用SA算法求解TSP问题
传统的启发式算法主要有两种:一种是先自顶向下的分而治之,再自底向上的组合求解的分治法;第二种是步步贪心,以达到全局最优的迭代法.SA算法可看成是上述两种方法的综合.在高温下,它是大粒度的分治法;而在低温下,是细粒度的贪心法.由于SA算法中能做概率性的扰动以跳出局部极小,因而可获得全局最优解.
用SA求解TSP问题的关键是如何确定函数形式与各参数.
(1)目标函数.设R=(i0,i1,…,iN)为顶点的一个排列,则优化目标函数就可取为路径长度,即c(si)=
(4)温度更新函数Update.Update实质就是退火策略,这种策略的选择是最关键的,因为算法中影响解收敛质量的温度由退火策略控制.常见的退火策略有:
a.Tk+1=A?TK　　　　(0&A&1),b.Tk+1=Tk/(HB?Tk)　(B&&T0),c.Tk+1=Tk?exp(0.7Tk/R)
　　　(R为目标函数值的标准偏差[6]).其中c是一种自适应的退火策略,本文即选用这种
与领域无关的具有概SA算法是一个通用的、
率爬山的、能逃离局部最优的强有力的组合优化算法,对TSP而言,它是较好的模型之一,目前能处理的城市数目已达6000个之多.3.3　运行实例
算法1用VisualC++5.0编写,在奔腾III处理器650MHz计算机上调试并运行通过.图2是某
一PCB(No.Citys=64)按一般PCB-CAD软件所生成的钻孔走刀路线图.图3是利用本文算法生成的钻孔走刀路线图.比较图2,3可以看出,其走刀空行程缩短了36.5%.通过大量实例比较,发现用该算法所得的优化走刀路线比用一般PCB-CAD软件按孔位的XY坐标,以某种约定逐次编排的方法确
∑‖AjARi(j)‖,j∈[1,N].
(2)产生函数Generate.
functionTSP-Generate(si);/*令si=(i1,…,iN)*/begin
i←Random(1,N-1);j←Random(i+1,N);return(Swap(i,j,si,sj))end
它表示交换顶点Ai和Aj,看能否产生较短的周游路径,即可用弧(Xi-1,Xj),(Xj,Xi+1),(Xj-1,Xi),(Xij1i1ii1j-1
王　霄等:PCB数控钻孔最佳走刀路线的建模与求解
定的走刀路线节省的行程显著,一般在25%以上,该方法实用、可靠并能获得较好的解
给后置处理器处理.后置处理器的任务是由扫描器读入不同的钻头直径、最佳走刀路线模型位置信息及具体数控机床的数控特性文件,由语义分析器进行分析并产生对应数控机床的数控指令,最后由DNC通讯程序将数控指令传输给对应的数控机床.
本文将PCB数控钻孔最佳路线归结为TSP问题,给出了利用SA算法求解最佳走刀路线的目标函数及3个重要函数:产生函数Generate、接受函数Accept及温度更新函数Update.其中,退火策略在
4　PCB最优数控编程系统
PCB数控钻孔最佳走刀路线的确定,有效地解决了PCB加工工艺过程的优化数控编程问题.在此基础上开发了PCB自动编程系统,其工作流程如图4所示
模拟退火中起重要作用,直接影响TSP解的质量.该算法已成功应用于激光数控打孔中,并在PCB数控钻孔CAM系统中试用.该算法有效地解决了多孔加工中刀具路径冗长、空行程导致加工效率低的问题,使数控钻孔加工工艺得以优化.
SKirkpatrick,etal.Optimizationbysimulatedannealing.Sci-ence,8):671-680
ConleyWC.Programminganautomatedpunchordrill.Inter-nationalJournalofSystemsScience,):JDlitke.municationsoftheACM,):
图4的工作原理是将不同类型的PCB-CAD系统中生成的不同格式的PCB钻孔数据文件交给前置处理器.前置处理器的作用是分析识别不同CAD系统产生的钻孔数据文件内容,并按不同孔径族提取位置信息,将其转化为统一的数据文件形式,作为确定某一钻头最佳走刀路线模型的数据源;再经最佳走刀路线模块确定钻孔的最佳走刀路线,然后交
VangelisFMagirou.Theefficientdrillingofprintedcircuitboards.Interfaces,):13-23
SuryaDanusaputro,putersandIndustrialEngineering,):145-151
SzykmanS,CaganJ.Asimulatedannealing-basedapproachtothree-dimensionalcomponent
Transactionofthe
ASME,):308-314
三亿文库包含各类专业文献、外语学习资料、幼儿教育、小学教育、文学作品欣赏、专业论文、行业资料、各类资格考试、应用写作文书、30PCB数控钻孔最佳走刀路线的建模与求解等内容。　
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图2-4 G81钻孔动作数控机床编程与操作——所有资料文档均为本人悉心收集，全部是文档中的精品，绝对值得下载收藏！
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