面阵列凸点按需喷射打印控制系统的路径规划方法技术方案

面阵列凸点按需喷射打印控制系统的路径规划方法，属于按需喷射打印技术领域。为了解决目前凸点在打印时运动路径规划效率低的问题。它包括：一：读入待打印数据，循环次数k＝1；二：判断k是否小于x，若是，输出当前计算最短路径及距离，若否，从起点出发访问，转三；三：从当前点移动到下一允许选择点，利用蚁群算法计算路径，转四；四：判断当前点是否还存在下一允许选择点，若是转三，若否转五；五：判断当前蚂蚁是否已走过所有点，若是，计算该条路径长度，转六；若否，将该路径长度设无穷大，转六；六：判断得到的路径长度是否现有最短，若是，更新最短路径及长度，转七；若否，转七；七：更新最短路径上各边的信息素，k加1，转二。用于面阵列凸点打印。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于按需喷射打印

技术介绍
按需喷射打印技术的主要原理是用振动迫使烙融材料W微滴的形式由喷嘴喷出 后，通过精确控制工作平台的运动，与微滴的喷射过程互相配合来控制微滴沉积位置、微滴 飞行距离等参数，喷射液滴沉积形成面阵列微电子封装互联凸点W及喷射打印电路等。 针对微电子封装的技术要求，国内外研究者开发了不同的互联凸点制作装置，华 中科技大学利用喷墨打印机控制技术建立了一套压电式喷射=维打印系统；吉林大学利用 运动控制卡和直线电机建立了压电驱动喷射点胶的运动系统?，具有较高的运动精度；上 海交通大学采用运动误差补偿技术，建立了基于VisualC++平台的BGA激光植球系统W。 但目前尚没有针对面阵列封装纤料凸点分布信息进行路径规划，从而实现灵活打印的运动 控制系统。 对于面阵列凸点打印该一应用，凸点在打印过程中的运动路径规划问题可W归结 为旅行商类问题（TSP)，属于组合优化范畴。针对该类问题，目前有穷举法、动态规划算法、 遗传算法等传统启发式算法，但是该些算法求解效率过低。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决目前凸点在打印过程中的运动路径规划存在效率过低 的问题，本专利技术提供一种。 本专利技术的， 所述方法包括如下步骤： 步骤一：读入n个待打印加工的节点坐标数据，其集合为N，循环次数k= 1 ; 步骤二；判断循环次数k是否小于X，若是，则输出当前计算的最短路径及其距离， 本方法结束，若否，则从面阵列凸点的起点出发进行访问，转入步骤S; 步骤从当前点移动到下一步允许选择的点，利用蚁群算法进行计算路径，转入 步骤四；所述允许选择的点为集合N中的没有选择过的节点； 步骤四；判断在当前点是否还存在下一步允许选择的点，若是转入步骤=，若否转 入步骤五； 步骤五；判断当前妈蚁是否已走过所有的点，若是，则计算该条路径的长度，转入 步骤六；若否，则将该路径的长度设为无穷大，转入步骤六； 步骤六：判断步骤五得到的路径的长度是否比现有最短的路径更短，若是，则更新 最短路径及长度，转入步骤走；若否，则转入步骤走； 步骤走：更新最短路径上各边的信息素，循环次数k加1，转入步骤二。 所述步骤S中，利用蚁群算法进行计算路径的方法为： 将妈蚁按照1《S《m的顺序分别进行计算，当妈蚁在点i时，对点j访问判断， 确定路径：区间上 均匀分布的随机数； 状态转移规则的限定值q。的取值范围为0《q。《1， 蚁群中妈蚁的总个数m=n，nu表示由点i到点j的期望程度，路径（i，j)的信 息量为TU。 所述步骤走中，更新最短路径上各边的信息素的方法为： 对最短路径W上的信息素痕迹进行加强，对其他路径上的信息素Tu(k)进行挥 发：; 其中，挥发因子Pk满足如下关系：W 本专利技术的有益效果在于，本专利技术基于蚁群算法，并针对面阵列凸点打印进行改进， 加入反馈机制，使计算结果更加趋近于绝对最优解。 在本专利技术提供的方法中，只有全局最优的妈蚁才被允许释放信息素，其目的是保 证妈蚁的捜索主要集中在当前循环为止所找出的最好路径的领域内，可W有效地避免妈蚁 收敛到同一路径，且减少了无效捜索的次数。采用信息素挥发的机制，目的是为了增大那些 没有被访问到的边的捜索概率，有助于捜索区域的扩展，防止了系统过早陷入局部最小值， 使系统具有了负反馈的功能。而采用了信息素增强过程可W实现由单个妈蚁无法实现的集 中行动，实现了最优路径上的信息素增强，使系统具有了正反馈的功能。该样可W使整个规 划系统具有正负反馈功能，提高了系统的精度，也对系统的捜索进行了优化。并且算法最终 结束时，蚁群记忆了到目前为止的最优路径及对应的最短距离。 本专利技术提供的路径规划方法可W在运动控制系统开始运动之前，根据用户坐标数 据进行路径规划，得到一条距离最短的路径后再进行运动，可W减少运动过程需要的时间， 提高凸点打印的效率。【附图说明】 图1为【具体实施方式】中所述的面阵列凸点打印系统的原理示意图。 图2为【具体实施方式】中所述的运动控制系统的原理示意图。 图3为【具体实施方式】中所述的面阵列凸点按需喷射打印控制系统的路径规划方 法的流程示意图。 图4为【具体实施方式】中采用本专利技术的方法进行路径规划前运动路线的示意图。 图5为【具体实施方式】中采用本专利技术的方法进行路径规划后运动路线的示意图。【具体实施方式】 本实施方式还提供一个面阵列凸点打印系统，所述面阵列凸点打印系统包括包括 主控计算机、波形驱动系统、液滴发生器、运动控制系统和=维运动平台；主控计算机内的面阵列凸点按需喷射打印程序开始后，先将读取用户坐标文件中 的所有数据，进行路径规划处理形成新的坐标文件，然后依次读取新的坐标文件中的数据 点坐标并通过运动控制系统驱动S维运动平台运动，判断是否达到终点，到达终点后结束 程序，否则就根据坐标的差值进行运动。同时通过波形驱动系统对液滴发生器进行控制，并 进行两个系统的协调控制，W实现面阵列凸点打印。 运动控制系统的原理示意图如图2所示。 在该运动控制系统中，由于面阵列集成电路互联凸点在电路板上的布置W阵列形 式存在，当给定需要打印的凸点坐标时，运动控制卡会沿规定坐标顺序运动，打印前主控计 算机需要对运动路径进行处理，找到一条便于运动的路线。利用栅格法得到=维运动平台 的栅格地图，将用户给定的数据作为节点坐标，需要找到一条访问每个待打印的点至少一 次，且能够保证总的路程较短、规划较为合理的路径。 结合图3说明本实施方式，本实施方式所述的面阵列凸点按需喷射打印控制系统 的路径规划方法， 010、打开用户提供的坐标数据文件，读入所有待打印加工的节点坐标数据，设为 集合N，用户数据点的个数为n。 020、对于面阵列凸点打印平台，由于两轴各自独立运动，故两点之间的距离定义 为两点的横坐标之差的绝对值与纵坐标之差的绝对值之和。假设t时刻位于点i的妈蚁数 目为ai(i)，在t时刻路径（i，j)的信息量为Tu(t)，i点到j点的距离用du表示。对于 本系统，设定蚁群中妈蚁的总个数m等于用户数据点的个数，即m=n。设妈蚁S行走的点 的集合为L(s)，初始时L(s)为空集，k表示整个算法循环次数，nu表示由点 i到点j的期望程度，称之为启发式函数，由公式（1)确定：。。…二去 … 030、判断循环次数k是否小于X，本实施方式中的X取值为500。X可根据所需要 的计算精度、所限制的计算时间来确定。X值越大，最终计算结果的精确度越高，所需要的计 算时间越长。所述精确度是指计算结果与实际最短路径的差值； 040、判断是当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
面阵列凸点按需喷射打印控制系统的路径规划方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤一：读入n个待打印加工的节点坐标数据，其集合为N，循环次数k＝1；步骤二：判断循环次数k是否小于x，若是，则输出当前计算的最短路径及其距离，本方法结束，若否，则从面阵列凸点的起点出发进行访问，转入步骤三；步骤三：从当前点移动到下一步允许选择的点，利用蚁群算法进行计算路径，转入步骤四；所述允许选择的点为集合N中的没有选择过的节点；步骤四：判断在当前点是否还存在下一步允许选择的点，若是转入步骤三，若否转入步骤五；步骤五：判断当前蚂蚁是否已走过所有的点，若是，则计算该条路径的长度，转入步骤六；若否，则将该路径的长度设为无穷大，转入步骤六；步骤六：判断步骤五得到的路径的长度是否比现有最短的路径更短，若是，则更新最短路径及长度，转入步骤七；若否，则转入步骤七；步骤七：更新最短路径上各边的信息素，循环次数k加1，转入步骤二。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高胜东，刘荣辉，姚英学，朱兴晨，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23