基于貼片機(jī)元件數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

黃世飛，劉秋紅，鄭建英，柴鑫彤

（1.渤海大學(xué) 工學(xué)院，遼寧 錦州 121013；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 航天學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150006）

基于貼片機(jī)元件數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

黃世飛1，劉秋紅2，鄭建英1，柴鑫彤1

（1.渤海大學(xué) 工學(xué)院，遼寧 錦州 121013；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 航天學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150006）

為了解決單臂式高速貼片機(jī)的元件數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)不合理會(huì)影響貼片效率的問題，通過對(duì)元件數(shù)據(jù)的分類表進(jìn)行多層封裝，實(shí)現(xiàn)從Access數(shù)據(jù)庫(kù)中快速獲取數(shù)據(jù)?；谫N片機(jī)元件數(shù)據(jù)庫(kù)的框架，定義元件數(shù)據(jù)模塊與貼片機(jī)生產(chǎn)過程、日志管理等模塊之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)元件數(shù)據(jù)庫(kù)的分類。在元件數(shù)據(jù)庫(kù)分類設(shè)計(jì)中，利用python語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)代碼自動(dòng)生成ORM（Object Relational Mapping）的C++類。實(shí)驗(yàn)證明，該設(shè)計(jì)能夠從Access中快速而且穩(wěn)定的獲取數(shù)據(jù)。

貼片機(jī)；ADO；Access數(shù)據(jù)庫(kù)；MFC；數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

隨著電子技術(shù)的發(fā)展和表面貼裝技術(shù) (Surface Mount Technology,SMT)在實(shí)際生產(chǎn)過程中應(yīng)用的越來越廣泛,如何提高貼片機(jī)的貼裝效率[1-5]變的越來越重要。其中貼片機(jī)數(shù)據(jù)是提高貼裝效率的重要一環(huán)。貼片機(jī)數(shù)據(jù)主要包括以下幾部分：1)貼片數(shù)據(jù)；2)元件數(shù)據(jù)；3)拾取數(shù)據(jù)；4)電路數(shù)據(jù)等[6-10]。

對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)學(xué)習(xí)中,Access數(shù)據(jù)庫(kù)以其簡(jiǎn)單,實(shí)用的特點(diǎn)使得它越來越受到人們的青睞。作為Access數(shù)據(jù)庫(kù)的重要組成部分：表,它是數(shù)據(jù)的載體,數(shù)據(jù)庫(kù)操作中的查找,刪除,新增等操作都是對(duì)表進(jìn)行操作的[11-12]。在所有數(shù)據(jù)中,由于元件數(shù)據(jù)量大,而且元件數(shù)據(jù)對(duì)貼裝效率的提高意義重大。所以設(shè)計(jì)一種效率更高,穩(wěn)定性更好的元件數(shù)據(jù)庫(kù)很重要[4-5]。本設(shè)計(jì)采用MFC做界面層,數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)采用了對(duì)ADO結(jié)合SQL語(yǔ)句的多層封裝,以提高驅(qū)動(dòng)層的可擴(kuò)展性。

1 貼片機(jī)總體框架的設(shè)計(jì)

1.1 軟件的總體架構(gòu)

本軟件的總體架構(gòu)(見圖1)。表示層代表界面顯示,采用MFC制作界面。業(yè)務(wù)邏輯層包含過程控制以及上層數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng),數(shù)據(jù)庫(kù)層封裝了數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng),采用了多層封裝以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的快速操作。同時(shí)對(duì)應(yīng)的還有日志管理系統(tǒng),對(duì)應(yīng)著日志文件。驅(qū)動(dòng)層對(duì)應(yīng)于底層的硬件驅(qū)動(dòng),用來驅(qū)動(dòng)貼片機(jī)的硬件。

圖1 軟件的總體架構(gòu)Fig.1 The overall architecture of the software

1.2 元件數(shù)據(jù)與貼片機(jī)其他軟件模塊關(guān)系

對(duì)于元件數(shù)據(jù)與貼片機(jī)其他模塊間的關(guān)系(圖2)中所示,高速高精密貼片機(jī)中的元件數(shù)據(jù)會(huì)由數(shù)據(jù)庫(kù)文件讀入貼片機(jī)軟件總控模塊,總控模塊會(huì)根據(jù)用戶操作,將元件數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、操作,然后將其進(jìn)行優(yōu)化整合,變成滿足生產(chǎn)要求的數(shù)據(jù),

將其傳遞到生產(chǎn)流程模塊,有生產(chǎn)流程模塊將數(shù)據(jù)進(jìn)一步整理成貼裝指令,最后傳遞給運(yùn)動(dòng)控制模塊進(jìn)行元件貼裝,在整個(gè)過程中,數(shù)據(jù)庫(kù)日志管理模塊會(huì)對(duì)元件數(shù)據(jù)庫(kù)的信息進(jìn)行跟蹤并記錄在日志文件中。

圖2 元件數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)Fig.2 Design of component database

2 元件數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

2.1 元件數(shù)據(jù)庫(kù)E-R圖

文中對(duì)貼片機(jī)元件數(shù)據(jù)庫(kù)的E-R圖(見圖3)。通過MFC界面中對(duì)應(yīng)的元件名,在Access數(shù)據(jù)庫(kù)中查找元件的屬類對(duì)應(yīng)屬類數(shù)據(jù)庫(kù)得到元件的對(duì)應(yīng)屬類信息。元件對(duì)應(yīng)關(guān)系表與元件表對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)通過元件屬類關(guān)系相互關(guān)聯(lián)。元件表對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)通過元件對(duì)應(yīng)表與元件的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)相聯(lián)系。

圖3 E-R圖Fig.3 E-R figure

2.2 元件數(shù)據(jù)的分類

對(duì)于常見電子元件,本論文中根據(jù)元件不同屬性以及相同屬性劃分成5大類：CHIP,LL,BGA,FLIPCHIP,TR.每種類型的元件可以繼續(xù)再分,元件分類圖見(圖4)。針對(duì)不同的電子元件,它們都具有光源亮度,相機(jī)種類等視覺公共信息,同時(shí)對(duì)應(yīng)于每個(gè)元件還有些相應(yīng)的拾取數(shù)據(jù)以及貼裝延時(shí)、動(dòng)作延時(shí)等與元件生產(chǎn)時(shí)候相關(guān)的數(shù)據(jù)。這些存放在表：PROFILE_COMMON_DATA_DET中。針對(duì)不同的元件也有一些共有的屬性,例如對(duì)準(zhǔn)Z高度,領(lǐng)域補(bǔ)償,公差,重復(fù)角度等,這些信息是所有元件的共有信息,故為了調(diào)用的方便,需要 把 這 些信息存放 在 一 個(gè) 特 定 的 表 ：VISION_COMMON_DATA_DET中,對(duì)于每個(gè)不同的元件,它還有自己特定的數(shù)據(jù),故針對(duì)元件的不同,設(shè)計(jì)不同的與之相對(duì)應(yīng)的表。

圖4 元件數(shù)據(jù)的分類Fig.4 Classification of component data

由于元件數(shù)據(jù)很多,本論文介紹 CHIP型元件中的Chip-Rect類元件,其他元件同理。對(duì)于Chip-Rect類型元件,由于它屬于CHIP型,由于CHIP型元件的特征相似,故把它的特有元件信息統(tǒng)一封裝在VISION_CHIP_WHOLE_DET表中,對(duì)于Chip-Rect類型元件,它的特征信息很多,因此本論文只列舉部分屬性如圖5所示,Chip-Rect類型的元件包含本體X,本體Y,引腳長(zhǎng)度,引腳寬度等屬性。對(duì)于Chip-Rect類型的元件與其他元件的共有屬性封裝在表PROFILE_COMMON_DATA_DET(元件生產(chǎn)過程中對(duì)應(yīng)的屬性)和VISION_COMMON_DATA_DET(元件的共有信息)中。

2.3 元件數(shù)據(jù)庫(kù)的封裝

2.3.1 元件數(shù)據(jù)庫(kù)封裝介紹

元件數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)格式種類很多,為了便于操作,因此接口層統(tǒng)一封裝成標(biāo)準(zhǔn)的c++字符串類型。由于元件對(duì)應(yīng)個(gè)的共有信息存放在PROFILE_COMMON_DATA_DET(元件生產(chǎn)過程中對(duì)應(yīng)的屬性)和VISION_COMMON_DATA_DET(元件的共

有信息)中,不同元件按照屬類不同存放在相應(yīng)的表中,基于這個(gè)特點(diǎn)可以采用python語(yǔ)言來自動(dòng)生成元件的讀寫內(nèi)存操作。為了能夠更好的管理Access中的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)庫(kù)添加了兩表：SYS_PART_GROUP_Map(元件屬類對(duì)應(yīng)表)和SYS_PART_TABLE_Map(元件組與表的映射關(guān)系表)。通過這兩個(gè)表,能夠更好的調(diào)用數(shù)據(jù)。

圖5 CHIP型數(shù)據(jù)封裝Fig.5 The package of.CHIP data

2.3.2 驅(qū)動(dòng)層

第一層采用的是微軟提供的ADO結(jié)合SQL語(yǔ)句連接Access。并采用c++代碼把它封裝在相應(yīng)的函數(shù)中,實(shí)現(xiàn)第一層的連接、斷開數(shù)據(jù)庫(kù),以及對(duì)單個(gè)表的操作的封裝。

2.3.3 連接層

第二層實(shí)現(xiàn)的是對(duì)大量數(shù)據(jù)的操作,同時(shí)操作多個(gè)表,調(diào)用的是第一層的封裝函數(shù)。

2.3.4 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換層

第三層調(diào)用的是第二層的函數(shù)用來進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換,把數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的c++字符串類型,然后寫到內(nèi)存中。

2.3.5 應(yīng)用層

設(shè)計(jì)了元件數(shù)據(jù)庫(kù)的管理類,圖6中列舉了元件數(shù)據(jù)庫(kù)的通過元件數(shù)據(jù)庫(kù)的管理類實(shí)現(xiàn)對(duì)元件數(shù)據(jù)的各種內(nèi)存操作。

圖6 元件數(shù)據(jù)管理類Fig.6 Class of component database management

本論文主要討論CHIP型元件,故圖6中除封裝了數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作之外只封裝獲取CHIP元件數(shù)據(jù)的操作。數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作有：

1)加載Access中的元件數(shù)據(jù)到內(nèi)存方法：LoadPart()；

2)刪除數(shù)據(jù)庫(kù)無效的元件數(shù)據(jù)記錄的方法：DeletePart()；

3)把內(nèi)存中的元件數(shù)據(jù)更新到Access數(shù)據(jù)庫(kù)的方法UpdatePart()；

4)創(chuàng)建新的元件數(shù)據(jù)到Access對(duì)應(yīng)元件數(shù)據(jù)庫(kù)表中的方法：InsertPart()；

通過數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作結(jié)合對(duì)CHIP型元件接口的調(diào)用來實(shí)現(xiàn)在界面上操作Access數(shù)據(jù)庫(kù)。

3 實(shí)驗(yàn)

3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

本論文實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是：英特爾奔騰處理器；主頻：3GHz；內(nèi)存：4G；win7下32位操作系統(tǒng)；

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本實(shí)驗(yàn)針對(duì)CHIP型元件中的Chip-Rect類型元件進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)操作。第一列表示的是元件是否按照不同特征進(jìn)行了相應(yīng)的分類,第一行表示的是元件數(shù)據(jù)庫(kù)基本操作,包括查找,刪除,新增,更新。

表內(nèi)的數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)多次,然后對(duì)多次所產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果利用式(1)來求平均：

分別對(duì)分類前和分類后進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)4種基本操作,把相應(yīng)操作時(shí)間利用公式(1)求平均的到的結(jié)果見表1所示,通過對(duì)比可以看出對(duì)元件分類后,數(shù)據(jù)的訪問效率提高顯著,由此可以看出數(shù)據(jù)庫(kù)[13-14]的多層設(shè)計(jì)可以明顯提高訪問數(shù)據(jù)的效率。

表1 元件數(shù)據(jù)庫(kù).多層設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.1 1 Test result of Multilayer design of component database

4 結(jié)論

本論文主要討論Access數(shù)據(jù)庫(kù)在貼片機(jī)元件部分的應(yīng)用以及對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)的封裝。采用Access數(shù)據(jù)庫(kù)好處很多,第一,有可視化的用戶界面方便用戶查閱；第二,對(duì)于數(shù)據(jù)量不是很大的情況下,采用Access數(shù)據(jù)庫(kù)部署起來方便；第三,使用Access數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合微軟提供的ADO工具能夠很方便封裝數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)。通過表 1可以看出,采用按元件特性分類的方法可以很好的提高元件數(shù)據(jù)的操作效率,通過這樣分類設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)元件數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化管理,而且具有很好的擴(kuò)展性。本論文數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)已在在貼片機(jī)軟件上調(diào)試,而且已經(jīng)達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)了不錯(cuò)的效果。

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圖5 兩個(gè)干擾頻點(diǎn)濾除前后星座圖Fig.5 The constellation map before and after filtering when one disturbance frequency exists

3 結(jié)論

文中分析了干擾信號(hào)對(duì)MB-OFDM-UWB系統(tǒng)誤碼性能的影響,并且針對(duì)頻點(diǎn)范圍確定的干擾信號(hào)提出了一種自適應(yīng)干擾對(duì)消濾波算法。經(jīng)過仿真證明該算法對(duì)干擾信號(hào)起到良好的抑制作用,效果顯著。因此,本文為MB-OFDM-UWB系統(tǒng)中干擾信號(hào)的抑制提供了一種有效的方法。

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Design and implementation of SMT components based on database

HUANG Shi-fei1,LIU Qiu-hong2,ZHENG Jian-ying1,CHAI Xin-tong1
(1.The College of Engineering,Bohai University,Jingzhou 121013,China；2.School of Astronautics,Harbin Institute of Technology,Harbin 150006,China)

In order to solve the Single-Armed SMT's data is large,Unreasonable design will affect the placement efficiency,by the way of component database's multilayer package,fast data enquiry from the Access database is realized.This paper builds on the placement machine component database's framework,defines the relation between the component data and other modules of placement machine,such as SMT produce process model,motor control model,log management module and so on.It also realizes the classification of component database.In the multilayer database design,it uses the Python language to achieve automatic generation of Object Relational Mapping C++language.The experiment proved data can be obtained fast.And modules'close combination can improve the stability of the database.

surface mount technology；ADO；microsoft office access；MFC(Microsoft Foundation Classes)；database design

TN602

：A

:1674-6236(2015)23-0056-04

2015-03-04稿件編號(hào)：201503062

黃世飛(1988—)，男，河南信陽(yáng)人，碩士研究生。研究方向：智能控制，計(jì)算機(jī)控制。