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一种面向动态分析的pcb板等效建模方法

仪器仪表学报 2011年第4期32卷 863-869页

作者：刘孝保杜平安夏汉良胡涛电子科技大学成都611731 嘉利环球科技有限公司东莞523709

有限元分析是pcb板动态分析的一种常用方法。由于pcb板上元器件结构复杂、材料众多,因而仿真建模复杂或无法建模。为此,提出了一种面向动态性能分析的pcb板等效建模方法,将pcb板等效为和原pcb板主尺寸相同的均质等厚板,采用质量相等原... 详细信息

有限元分析是pcb板动态分析的一种常用方法。由于pcb板上元器件结构复杂、材料众多,因而仿真建模复杂或无法建模。为此,提出了一种面向动态性能分析的pcb板等效建模方法,将pcb板等效为和原pcb板主尺寸相同的均质等厚板,采用质量相等原则获得等效板密度,并基于振动理论和有限元理论推导了等效刚度的计算方法。在此基础上,分析了元器件的刚度、质量和分布等因素对等效刚度的影响。最后对某服务器机箱pcb进行了等效实例分析,结果表明了该等效方法的有效性。

关键词： pcb板等效模型等效刚度频率

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基于实验的pcb板动态性能等效建模方法

电子科技大学学报 2013年第5期42卷 787-790页

作者：刘孝保杜平安昆明理工大学机电工程学院昆明650500 电子科技大学机械电子学院成都611731

pcb板因内部结构复杂而有限元建模困难或无法进行建模,为此提出了基于实验数据的pcb板动态性能等效建模方法。该方法利用原pcb板的外观主尺寸构建等效几何模型,利用质量相等原则获得等效密度,并通过有限元理论和振动理论推导了等效模型... 详细信息

pcb板因内部结构复杂而有限元建模困难或无法进行建模,为此提出了基于实验数据的pcb板动态性能等效建模方法。该方法利用原pcb板的外观主尺寸构建等效几何模型,利用质量相等原则获得等效密度,并通过有限元理论和振动理论推导了等效模型的等效刚度求解公式。在此基础上,分析了约束方式对等效刚度的影响。等效实例分析结果证明该等效方法是切实可行的。

关键词：等效刚度等效结构实验数据频率 pcb板

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基于子结构方法的pcb板支撑布局优化

电子科技大学学报 2011年第5期40卷 796-799页

作者：刘孝保杜平安昆明理工大学机械电子工程学院昆明650500 电子科技大学机械电子工程学院成都611731

根据pcb板结构的特点,利用自由度凝聚技术给出了元器件模型的自由度凝聚方法,并在此基础上利用子结构安装技术给出了pcb板支撑布局优化建模方法。该方法大大缩减了结构优化分析自由度的数量,并便于实现元器件组件计算结果的重用。提出... 详细信息

根据pcb板结构的特点,利用自由度凝聚技术给出了元器件模型的自由度凝聚方法,并在此基础上利用子结构安装技术给出了pcb板支撑布局优化建模方法。该方法大大缩减了结构优化分析自由度的数量,并便于实现元器件组件计算结果的重用。提出了支撑点与pcb板节点不重合时的解决方法。利用遗传算法和ANSYS二次开发技术相结合,开发了支撑布局优化求解程序。优化算例结果表明该优化方法是有效的和可行的。

关键词：自由度凝聚动态性能遗传算法子结构方法 pcb板支撑布局优化

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pcb板激光精密锡焊工艺研究

热加工工艺 2021年第5期50卷 138-141页

作者：蔡容卢君宜武汉科技大学城市学院湖北武汉430083

采用锡环作为钎料,平均功率50 W半导体激光器作为加工热源,对pcb板与pin针进行精密锡焊。以激光功率、焊接速度、离焦量为变量进行三因素三水平正交试验。结果表明当激光平均功率40 W,焊接速度20 mm/s,离焦量2 mm时,焊点饱满无虚焊,pcb... 详细信息

采用锡环作为钎料,平均功率50 W半导体激光器作为加工热源,对pcb板与pin针进行精密锡焊。以激光功率、焊接速度、离焦量为变量进行三因素三水平正交试验。结果表明当激光平均功率40 W,焊接速度20 mm/s,离焦量2 mm时,焊点饱满无虚焊,pcb边缘未烧焦,焊接效果最佳。焊点最高温度随激光功率的增加而增加。

关键词： pcb板激光锡焊焊接工艺

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pcb板检测装置设计与应用

PCB板检测装置设计与应用

作者：楼轶华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向,被认为是21世纪电力系统的发展趋势。智能电能表及其配套设备所组成的高级量测体系是智能电网建设的关键之一,因而智能电能表的质量将影响到智能电网建设的成效。在此背景下,智能电能表... 详细信息

智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向,被认为是21世纪电力系统的发展趋势。智能电能表及其配套设备所组成的高级量测体系是智能电网建设的关键之一,因而智能电能表的质量将影响到智能电网建设的成效。在此背景下,智能电能表的质量一致性问题日益受到关注。质量一致就是要求中标的智能电能表和现场运行表的质量状况一致,包括pcb(印刷电路板)质量、电能表软件质量和电能表材质质量。智能电能表pcb的一致性是表计质量一致性的关键部分。随着生产技术的不断提高,pcb技术向着高精度化、超细微化和多层化方向发展,加上智能电能表的需求日益增大,建立一套能够对智能电能表pcb的一致性进行快速批量自动比对的检测系统显得尤为重要。本文首先列举当前常用的pcb自动检测技术,通过比较分析选择应用AOI技术,采用基于分级模板匹配的pcb检测算法。然后提出五轴联动控制子系统开发智能电能表的pcb一致性检测系统,设计系统的总体架构,并对系统的核心部分进行详细叙述,即五轴联动控制子系统和基于分级模板匹配的pcb板检测算法。五轴联动控制子系统作为智能电能表的pcb一致性检测系统硬件的关键部分,使摄像机不仅能够对pcb进行平面扫描,还能通过定位台实现pcb的X,Y及Z轴方向移动和水平旋转、摆动,即五轴运动,从而进行侧面和多角度扫描,提高检测系统的能力和精准度。基于分级模板匹配的pcb板检测算法用于实现快速可靠的图像识别和匹配。系统研发完成后应用于实践,并通过测试,分析存在问题,提出解决方法。

关键词：智能电能表 pcb板质量一致性五轴联动系统

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pcb板检测中的定位研究

中国图象图形学报（A辑） 1999年第8期4卷 659-662页

作者：张利高永英汪浩吴国威清华大学电子工程系图象教研组北京100084

对ＰＣＢ的自动检测在信息化时代显得更为重要，该文对检测的关键步骤探针定位进行了研究。其基本原理是利用Ｈｏｕｇｈ变换将边缘检测后的不连续边缘象素连接起来，最后达到判断出标志形状和位置的目的。

关键词： pcb板检测定位印刷电路板

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pcb板热结构分析及优化设计

PCB板热结构分析及优化设计

作者：雷丛卉西安电子科技大学

学位级别：硕士

电子设备在实际工作中经常会处在温度剧烈变化的环境中,也有些器件在工作过程中会被加热到很高的温度,由于温度变化、温度梯度、异质材料连接以及约束的存在,就会产生热应力和热变形,这些应力和变形有时甚至会成为器件破坏的决定性因素... 详细信息

电子设备在实际工作中经常会处在温度剧烈变化的环境中,也有些器件在工作过程中会被加热到很高的温度,由于温度变化、温度梯度、异质材料连接以及约束的存在,就会产生热应力和热变形,这些应力和变形有时甚至会成为器件破坏的决定性因素,因此对电子设备进行热控制设计很有必要。热控方案的验证可通过热试验和计算机仿真来实现,前者成本高而且耗时,后者则较为方便快捷,也受到越来越多的青睐。但由于近年来设备结构越来越复杂,一方面模型及仿真条件的简化处理仍然存在较多问题,另一方面如何对模型进行合理有效的优化设计也是困扰研究者的一个重要问题。因此,研究如何建立合理高效的电子设备热结构分析模型并实现有效的优化设计很有意义。本文首先介绍了ANSYS和UG NX软件热结构仿真分析的方法流程,以及pcb板常见热应力问题的分析方法,主要包括pcb板弯曲热应力分析和pcb板底面约束应力分析,同时总结了目前pcb板应力和变形的主要实验测量方法。接着讨论了螺纹连接的建模方法,主要包含螺纹连接结构模型简化处理的基本方法和原则,预紧力的加载,螺纹连接结构接触设置分析;并借助ANSYS软件对不同建模方式的螺钉连接模型及粘接、焊接、螺钉连接和螺栓连接等pcb板不同连接固定方式模型进行了热结构分析并对其中几种典型连接方式进行了影响因素研究,验证模型实际应用的有效性,为工程实际提供参考。最后介绍了响应曲面法和pcb板预变形的相关理论知识,采用响应曲面法进行试验设计,以某星载有源相控阵天线中pcb板的最小Z向变形为响应目标,借助ANSYS软件进行热结构分析,研究pcb板定位点不共面对上述响应目标的影响,并找出最佳的定位点不共面方案,为工程实际中pcb组件的热结构优化设计提供一个新思路。

关键词： pcb板热结构分析螺钉连接响应曲面法

pcb板识别中HU矩和SIFT算法改进研究

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PCB板识别中HU矩和SIFT算法改进研究

作者：徐淼西华大学

学位级别：硕士

随着计算机技术的不断进步,机器视觉技术已被广泛地应用于人脸识别、目标检测、遥感测距等领域。而图像识别技术又是机器视觉的一个重要的技术之一。首先,本文首先介绍了选题背景和研究意义,利用机器视觉去识别pcb板图像的结构特点是否... 详细信息

随着计算机技术的不断进步,机器视觉技术已被广泛地应用于人脸识别、目标检测、遥感测距等领域。而图像识别技术又是机器视觉的一个重要的技术之一。首先,本文首先介绍了选题背景和研究意义,利用机器视觉去识别pcb板图像的结构特点是否符合标准图像,并根据pcb板图像本身具有很多的纹理特征和较多的边缘信息的特点,确定了图像特征匹配算法为本文的研究重点。据此,介绍了国内外图像识别匹配算法的研究现状。其次,简要介绍了图像匹配的原理、图像特征匹配算法及图像的灰度变换、图像降噪和边缘提取3种预处理;对比了 Harris角点法、SIFT算法、PCA—SIFT算法、SURF算法和Hu不变矩这些图像特征匹配算法的优缺点,根据pcb板具有明显的纹理特征和较多的边缘信息的特点,选择了特征点识别算法SIFT和形状识别算法Hu不变矩。然后,在分别对SIFT算法和Hu不变矩算法进行介绍后,分析了 SIFT算法在提取边缘特征点时对噪声较敏感,容易找到错误的特征点,并且会发生错误的特征点匹配的原因;分析了对于缩放后的简单轮廓图,Hu不变矩在形状识别上效率低下的原因。利用RANSAC算法、改进的图像距离公式和Canny算子对SIFT算法进行了改进;通过对Hu不变矩的中心归一化算子进行修正来提高对缩放后的轮廓图形状的识别率。基于Visual Studio 2015,在OPENCV2.4.13配置环境下通过实验对算法的改进进行了验证,并证明了改进后SIFT算法在边缘特征点提取上减少了错误特征点,提高了正确匹配率;Hu不变矩在图像进行缩放后形状识别率得到了明显的提高。最后,本文使用改进的SIFT算法和Hu不变矩,基于同样的实验平台,进行了pcb板的图像匹配识别实验,根据匹配待匹配pcb板图像与标准pcb板图像的特征点的对数和形状匹配率来判断待匹配的pcb板图像是否符合要求。实验证明,改进的算法能有效地减少pcb图像匹配中错误特征点数量,提高特征点的匹配正确率;对于旋转、平移或缩放后的pcb板图像,提高了形状匹配度。

关键词：机器视觉 pcb板 SIFT算子 Hu不变矩图像距离边缘信息

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pcb板图形元素的解析与求并算法研究

PCB板图形元素的解析与求并算法研究

作者：李梦珂杭州电子科技大学

学位级别：硕士

在工业4.0与电子制造业自动化时代下,印刷电路板(Printed Circuit Board,pcb)制造行业朝着超薄型、细间距、低缺陷、高密度等方向快速发展,因此,自动光学检测(Automated Optical Inspection,AOI)技术作为pcb板缺陷检测的主流技术变得越... 详细信息

在工业4.0与电子制造业自动化时代下,印刷电路板(Printed Circuit Board,pcb)制造行业朝着超薄型、细间距、低缺陷、高密度等方向快速发展,因此,自动光学检测(Automated Optical Inspection,AOI)技术作为pcb板缺陷检测的主流技术变得越来越关键。然而,该技术长期被国外垄断,是我国的“卡脖子”技术之一。目前国内针对AOI技术的研究大都基于图像模板来实现,这种方式虽方便与采集图像作比对,但图像模板的精度、形变等问题会直接影响缺陷检测的效果。而图形模板能够保留pcb板图形元素的矢量信息,不易受形变的影响。因此,本文针对基于图形模板的pcb板缺陷检测技术中pcb板图形元素的解析与求并算法进行了深入的研究,主要如下:(1)在计算机图形学布尔运算的基础上,针对AOI技术中pcb板图形元素的解析与求并问题,提出了一种基于方向向量旋转角度的二维图形布尔并运算方法。首先,算法采用链表结构存储图形的基本信息,并定义点的“入边”和“出边”属性。其次,求解出所有交点,并利用改进后的射线法识别内点和外点,进而判别出有效点和无效点。然后,遍历连通域内的有效点并根据边的方向向量的旋转角度大小选择轮廓边。最后,连接所有轮廓边得到连通域布尔并图形轮廓。该算法解决了布尔并运算中常见的特殊奇异问题(例如重合点、重合边、圆弧相切、带有孔洞),适用于由直线段和圆弧段构成的具有正负极属性的二维图形布尔并运算,能够正确求解出pcb板图形元素的布尔并轮廓,生成图形模板。(2)针对上述算法的精度误差和时间复杂度问题进行了进一步的优化研究,提出了一种基于图像点阵的优化方法。首先,建立矢量图形数据与栅格化像素点之间的映射关系,利用图形光栅化技术来控制二维图形栅格化的精度,避免了工程容差和计算机浮点数计算误差带来的精度影响,提高了算法稳定性。然后,用链表结构存储同一像素点上重合的二维图形序号,通过图形序号定位到其矢量数据,进而计算图形交点,有效降低了二维图形交点计算的时间复杂度。最后,利用光栅化生成的填充图像快速识别内点和外点,避免了冗余的计算过程,提高了算法的整体执行效率。(3)将优化后的二维图形布尔并算法应用在AOI系统中图形模板生成模块。首先,针对基本图形元素及常见特殊奇异情况的求解进行了实验验证。然后,随机选取100块pcb板进行实板实验,算法平均执行时间为1分钟左右,错误率为0.005%左右。结果表明,该算法不仅准确率高、速度快,而且有效地解决了精度误差带来的问题,在实际工程中具有良好的应用价值,为AOI缺陷检测技术的发展提供了良好的技术和思路。

关键词：布尔并运算 pcb板光栅化奇异问题缺陷检测