軍用電子元器件篩選智能化分選設(shè)計(jì)

荊曉瑩，石蕊

（陜西省電子技術(shù)研究所，陜西西安，712000）

0 引言

軍用電子元器件篩選是軍用電子元器件質(zhì)量測(cè)控中的重要環(huán)節(jié)，為提高軍用電子元器件質(zhì)量檢測(cè)效率提供方法支持[1]。在篩選軍用電子元器件過(guò)程中，需要進(jìn)行分選，根據(jù)軍用電子元器件的質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行分類(lèi)包裝，進(jìn)而為軍用電子元器件的質(zhì)量管理提供真實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)。由于軍用電子元器件機(jī)械自動(dòng)化程度不斷加深，其流水線(xiàn)作業(yè)對(duì)于智能化分選提出了更高的要求[2]。

傳統(tǒng)針對(duì)軍用電子元器件篩選的智能化分選設(shè)計(jì)主要通過(guò)元件參數(shù)分選儀的檢測(cè)功能實(shí)現(xiàn)，通過(guò)該設(shè)備，得到其智能化分選結(jié)果。但傳統(tǒng)軍用電子元器件分選過(guò)程中由于智能化程度不足，在很多環(huán)節(jié)依然需要人工操作，無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能化。在實(shí)際分選時(shí)，對(duì)于以往設(shè)計(jì)對(duì)軍用電子元器件篩選數(shù)據(jù)采集速率較慢，對(duì)其的處理需要耗費(fèi)一定的時(shí)間，導(dǎo)致軍用電子元器件篩選智能化分選頻率低。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)軍用電子元器件篩選智能化分選設(shè)計(jì)中存在的不足已經(jīng)逐漸顯露出來(lái)，需要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。基于此，本文重新提出軍用電子元器件篩選智能化分選設(shè)計(jì)，致力于提高軍用電子元器件篩選智能化分選頻率，提升軍用電子元器件篩選效率。

1 軍用電子元器件篩選智能化分選設(shè)計(jì)

在軍用電子元器件篩選智能化分選設(shè)計(jì)中，其最主要的功能為通過(guò)機(jī)械手智能抓取軍用電子元器件，送至檢測(cè)口進(jìn)行檢測(cè)，處理檢測(cè)結(jié)果，根據(jù)軍用電子元器件等級(jí)分級(jí)存放，并上傳數(shù)據(jù)，記錄關(guān)鍵質(zhì)量等級(jí)數(shù)據(jù)，存檔保存[3]。軍用電子元器件篩選智能化分選設(shè)計(jì)流程圖，如圖1所示。

圖1 軍用電子元器件篩選智能化分選設(shè)計(jì)流程

結(jié)合圖1所示，為軍用電子元器件篩選智能化分選設(shè)計(jì)流程。本文針對(duì)圖中4步主要流程的內(nèi)容加以闡述，如下文所述。

1.1 機(jī)械手智能抓取軍用電子元器件

在軍用電子元器件篩選智能化分選設(shè)計(jì)中，為滿(mǎn)足其智能化要求，減少人工操作，本文采用機(jī)械手智能抓取軍用電子元器件。首先，根據(jù)機(jī)械手位置信號(hào)調(diào)用內(nèi)部算法；而后，通過(guò)控制電機(jī)向機(jī)械手發(fā)送軍用電子元器件抓取信號(hào)，設(shè)機(jī)械手智能抓取到的軍用電子元器件信號(hào)表達(dá)式為E(t)，則有公式（1）。

公式（1）中，S指的是機(jī)械手智能抓取軍用電子元器件的目標(biāo)位置；R指的是機(jī)械手智能抓取軍用電子元器件的實(shí)際位置。通過(guò)公式（1），計(jì)算得到機(jī)械手智能抓取到的軍用電子元器件信號(hào)，一旦發(fā)現(xiàn)E(t)>15%時(shí)，則證明機(jī)械手接收到的智能抓取軍用電子元器件信號(hào)中存在較多冗余，必須保證E(t)<15%時(shí)，才能夠確保機(jī)械手智能抓取軍用電子元器件的精度。

1.2 檢測(cè)軍用電子元器件篩選等級(jí)

通過(guò)機(jī)械手智能抓取軍用電子元器件將其送至檢測(cè)口，檢測(cè)軍用電子元器件篩選等級(jí)[4]。在此過(guò)程中，本文采用流水線(xiàn)故障檢測(cè)電路，經(jīng)過(guò)微處理器，接收流水線(xiàn)故障檢測(cè)電路檢測(cè)到的軍用電子元器件等級(jí)信號(hào)，并利用串口發(fā)送軍用電子元器件篩選結(jié)果信號(hào)，以此得到軍用電子元器件篩選等級(jí)結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，將軍用電子元器件篩選等級(jí)結(jié)果數(shù)據(jù)作為智能化分選依據(jù)，采集一次檢測(cè)軍用電子元器件篩選等級(jí)信號(hào)，將其設(shè)定為采集成功標(biāo)志，進(jìn)行多次采集。通過(guò)將軍用電子元器件篩選智能化分選數(shù)據(jù)上傳，得到軍用電子元器件篩選等級(jí)檢測(cè)真實(shí)結(jié)果，為軍用電子元器件篩選智能化分選提供核心數(shù)據(jù)。

1.3 模糊控制軍用電子元器件篩選智能化分選數(shù)據(jù)

在檢測(cè)軍用電子元器件篩選等級(jí)的基礎(chǔ)上，為保證軍用電子元器件篩選智能化分選效率，本文采用模糊控制的方式，設(shè)軍用電子元器件篩選智能化分選誤差為e，其輸入變量的變化結(jié)果為ec，模糊控制量為u。針對(duì)上述變量的模糊集控制量U，如公式（2）所示。

公式（2）中，NN指的是負(fù)大模糊集；NO指的是負(fù)中模糊集；NY指的是負(fù)小模糊集；PC指的是正小模糊集；PL指的是正中模糊集；PT指的是正大模糊集。根據(jù)對(duì)公式（2）的推導(dǎo)可得出軍用電子元器件篩選智能化分選數(shù)據(jù)的模糊控制規(guī)則，如表1所示。

表1 智能化分選數(shù)據(jù)模糊控制規(guī)則

結(jié)合表1所示，為智能化分選數(shù)據(jù)模糊控制規(guī)則。將其用方程式的形式加以表現(xiàn)，可設(shè)其目標(biāo)函數(shù)為E(nt)，則有公式（3）。

公式（3）中，nt指的是軍用電子元器件篩選智能化分選數(shù)據(jù)集；F指的是比例因子；e指的是輸出控制量；k指的是量化因子[5]。通過(guò)公式（3），得到模糊控制處理后的軍用電子元器件篩選智能化分選數(shù)據(jù)。

1.4 實(shí)現(xiàn)軍用電子元器件篩選智能化分選

通過(guò)上述研究，利用伺服電機(jī)、分料機(jī)構(gòu)以及分料平臺(tái)作為實(shí)現(xiàn)軍用電子元器件篩選智能化分選的核心設(shè)備[6]。與此同時(shí)，采用臥式分料結(jié)構(gòu)，最大限度上縮短下料頭半徑，提高軍用電子元器件篩選智能化分選速率。在此過(guò)程中，可以使用MATALB軟件仿真的方式，模擬軍用電子元器件篩選智能化分選的位置，其仿真曲線(xiàn)圖，如圖2所示。

圖2 軍用電子元器件篩選智能化分選仿真曲線(xiàn)圖

結(jié)合圖2所示，軍用電子元器件通過(guò)位置的移動(dòng)能夠通過(guò)分料管精準(zhǔn)進(jìn)入指定的料盒，以此實(shí)現(xiàn)軍用電子元器件篩選智能化分選。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 前期準(zhǔn)備

構(gòu)建實(shí)驗(yàn)，選取某軍用電子元器件作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑闇y(cè)試軍用電子元器件篩選智能化分選設(shè)計(jì)在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的可行性。首先，使用本文設(shè)計(jì)方法進(jìn)行軍用電子元器件篩選智能化分選，通過(guò)Tchart控件記錄分選頻率，設(shè)置為實(shí)驗(yàn)組；再使用傳統(tǒng)方法進(jìn)行軍用電子元器件篩選智能化分選，同樣通過(guò)Tchart控件記錄分選頻率，設(shè)置為對(duì)照組。本文實(shí)驗(yàn)中，選取的對(duì)比指標(biāo)為兩種分選方法下測(cè)得的分選頻率，測(cè)得的分選頻率越高，證明該方法針對(duì)軍用電子元器件篩選智能化分選效率越高。設(shè)定實(shí)驗(yàn)次數(shù)為10次，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

分選頻率實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表，如表2所示：

表2 分選頻率實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表

由表2中實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，本文設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)方法在波特率相同的情況下，其分選頻率明顯高于傳統(tǒng)方法，證明本文提出軍用電子元器件篩選智能化分選設(shè)計(jì)在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的可行性。因此，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，本文設(shè)計(jì)內(nèi)容能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)軍用電子元器件篩選智能化分選的優(yōu)化。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)軍用電子元器件篩選智能化分選設(shè)計(jì)，明確了軍用電子元器件篩選智能化分選頻率對(duì)于保證軍用電子元器件篩選智能化分選流水線(xiàn)工作效率的重要影響。因此，能夠證明本次設(shè)計(jì)是具有現(xiàn)實(shí)價(jià)值的，可以為軍用電子元器件篩選工作的優(yōu)化提供充足的理論依據(jù)。但本文仍然存在有待補(bǔ)充之處，主要表現(xiàn)為缺少對(duì)軍用電子元器件篩選智能化分選管理方面的深入研究，這一點(diǎn)在后續(xù)的研究中希望可以成為其他同領(lǐng)域?qū)W者的重點(diǎn)研究方向。