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打孔机生产效能的提高(优秀论文) 摘要 本文对印刷电路板过孔的生产效益如何提高进行了研究。打孔机在加工作业 时，钻头的行进时间和刀具的转换时间是影响生产效益的两个因素。在完成一个 电路板的过孔加工时，钻头行进时间和刀具转换总时间越短，生产效益越高。钻 头行进总时间由钻头进行路线决定，而刀具转换总时间由线路板上由各孔的位置 以及钻头行进方案决定。   e 1 钻头行进的路线确实定我们用遗传算法模拟。令 e  0,1 ，当 ij ij 示(i,j)在得到的最优路径上；当e 0表示 (i,j)不在得到的最优路径上。通过 ij 这个变量建立起路线与费用的桥梁关系，进而写出总费用的表达式，建立最优模 型，用遗传算法求解。 当打孔机设计成双钻头时，由于作业时各钻头相互独立，且有合作间距的限 制，因此在解决双钻头最优作业方案时，我们在单钻头作业的基础上再加上另一 个钻头作业所需的各种费用并增加约束条件，保证合作间距在要求范围之内。 关键词:遗传算法; 优化模型; 印刷线路板；生产效益 问题的重述 过孔是印刷线路板 〔也称为印刷电路板〕的重要组成部分之一，过孔的加工 费用通常占制板费用的 30%到 40%，打孔机主要用于在制造印刷线路板流程中的 打孔作业。本问题旨在提高某类打孔机的生产效能。 打孔机的生产效能主要取决于以下几方面：〔1〕单个过孔的钻孔作业时间， 这是由生产工艺决定，为了简化问题，这里假定对于同一孔型钻孔作业时间都是 相同的；〔2〕打孔机在加工作业时，钻头的行进时间；〔3〕针对不同孔型加工作 业时，刀具的转换时间。目前，实际采用的打孔机普遍是单钻头作业，即一个钻 头进行打孔。 表 1：10 种孔型所需加工刀具及加工次序 孔型 A B C D E F G H I J d, g, 所需刀具 a b a, c d, e* c, f g, h* h e, c f, c f 一块线路板上的过孔全部加工完成后，再制作另一线路板。但在同一线路板 上的过孔不要求加工完毕一个孔，再加工另一个孔，即对于须用两种或两种以上 刀具加工的过孔，只要保证所需刀具加工次序正确即可。 请建立相应的数学模型，并完成以下问题： 〔1〕附件 1 提供了某块印刷线路板过孔中心坐标的数据，单位是密尔 〔mil〕 1 〔也称为毫英寸，1inch=1000mil〕，请给出单钻头作业的最优作业线路〔包括 刀具转换方案〕、行进时间和〔2〕为提高打孔机效能，现在设计一种双钻头的打 孔机 〔每个钻头的形状与单钻头相同〕，两钻头可以同时作业，且作业是独立的， 即可以两个钻头同时进行打孔，个钻头行进或转换刀具。为防止钻头间的触碰和 干扰，在过孔加工的任何时刻必须保持两钻头间距不小于3cm 〔称为两钻头合作 间距〕。为使问题简化，可以将钻头看作质点。 〔i〕针对附件1的数据，给出双钻头作业时的最优作业线路、行进时间和 作业成本，并与传统单钻头打孔机进行比较，其生产效能提高多少？ 〔ii〕研究打孔机的两钻头合作间距对作业路线和生产效能产生的影响。 一、 问题的分析 印刷线路板过孔加工费用有以下三个因素决定: 1、单个过孔的做空作业时间； 2、打孔机钻头行进时间； 3、针对不同孔型加工作业时，刀具转换时间； 给出最优作业方案，