回焊炉的传送带速度及温度控制方法技术

本发明专利技术公开了回焊炉的传送带速度及温度控制方法，包括炉温曲线模型的建立及求解等步骤，通过实测的一组焊点处实际温度数值和给定的各温区设定温度及传送带的过炉速度建立炉温曲线模型，由炉温曲线模型体现焊接区域中心的温度变化情况，并可通过炉温曲线模型获知各小温区中点温度或小温区结束区温度，或在保证电路板的炉温曲线符合制程界限的基础上，假设各温区温度的设定值分别为给定值，利用炉温曲线确定允许的最大传送带过炉速度。利用炉温曲线，在满足制程界限的条件下，本发明专利技术可通过遗传算法解出最优炉温曲线，并给出各温区的设定温度和传送带的过炉速度，并给出相应的面积或指标值。

【技术实现步骤摘要】
回焊炉的传送带速度及温度控制方法
本专利技术涉及领域，特别涉及回焊炉的传送带速度及温度控制方法。
技术介绍
生产集成电路板等电子产品时，需要通过回焊炉加热的方式，将电子元件焊接到电路板上，回焊炉的各部分温度对于产品的质量至关重要。如今，这方面的许多工作是通过实验测试来控制和调整的。回焊炉内部有一个加热电路，将空气或氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板，让元件两侧的焊料融化后与主板粘结。回焊炉内部设置许多小温区，长度为30.5cm，相邻小温区之间有5cm的间隙。它们从功能上可分成4个大温区：预热区、恒温区、回流区、冷却区。电路板两侧搭在传送带上匀速进入炉内进行加热焊接，焊接区域的厚度为0.15mm。各温区边界附近的温度也可能受到相邻温区温度的影响。生产车间的温度保持在25℃。回流焊工艺的优势是温度易于控制，焊接过程中还能避免氧化，制造成本也更容易控制。保温型(soak)和帐篷型(tent)温度曲线是回流焊接工艺中两种最常见的类型的温度曲线。针对回焊炉温度曲线的控制问题，已有学者作出了研究：<br>D.C.Wha本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.回焊炉的传送带速度及温度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)炉温曲线模型建立：在电路板通过传送带穿过回焊炉的整个过程中，采用热传感器实测得出一组焊点处的实际温度，所述实际温度随着时间变化呈现先升后降，整合升降阶段，可得热量效应与炉温曲线斜率的分段函数关系如下：/n

【技术特征摘要】
1.回焊炉的传送带速度及温度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)炉温曲线模型建立：在电路板通过传送带穿过回焊炉的整个过程中，采用热传感器实测得出一组焊点处的实际温度，所述实际温度随着时间变化呈现先升后降，整合升降阶段，可得热量效应与炉温曲线斜率的分段函数关系如下：



(2)向上述分段函数中分别引入修正系数k1、k2对模型进行修正；同时令表示TH-TS的系数、表示的系数，所述a、b为未知常量，得分段函数如下：



(3)分段函数模型求解：利用温度变化率与温差间的正比关系，根据附件数据及已知的温区设置条件，通过拟合上升阶段数据得到TS关于时间t的4阶方程，从而得出参数b；再通过拟合下降阶段数据得到TS关于时间t的一阶方程，从而得出参数a，由此建立完整的热传感器温度变化曲线闭式解；
(4)将各个小温区的设定温度与当前传感器的温度差(TH-TS)分别代入分段函数中计算每隔0.5s相应时间点焊接中心区域的温度变化率再与当前温度相加即可得出变化后温度，以电路板进入回焊炉的时间为X轴，焊接点中心区域实际温度为Y轴，画出炉温曲线，采用炉温曲线模型求解各小温区中点温度或小温区结束区温度；
(5)同时，以电路板位移距离为X轴，温度为Y轴，画出附件数据给出的时间温度与利用公式计算得出的数据的图像进行对比，以此来验证分段函数的准确性；
(6)在保证符合制程限定下，针对变化的速度值使用Matlab进行循环模拟运算，根据各温区温度的设定值最终计算得出回焊炉中传送带的最大速度；
(7)利用遗传算法求解炉温曲线，获得适应值最高的传送带速度及小温区设定温度；
(8)引入“精英主义+择偶权利竞争”的概念改进遗传算法，加快结果的运算收敛速度。


2.根据权利要求1中所述的回焊炉的传送带速度及温度控制方法，其特征在于：同时满足条件1和条件2时，利用遗传算法求解炉温曲线，获得适应值最高的传送带速度及小温区设定温度；所述条件1为制程界限，所述条件2为以峰值温度为中心线的两侧超过阈值温度的炉温曲线应尽量对称。


3.根据权利要求1或2中所述的回焊炉的传送带速度及温度控制方法，其特征在于：所述步骤(7)中遗传算法进行求解过程如下：
第一步：设置遗传代数400次、初始种群数量50、个体基因5个、围成图像面积为适应值、交叉概率0.8和突变概率0.1；所述5个个体基因分别代表电子板速度和小温区1～5、6、7、8～9的设定温度；
第二步：初始化种群，为50个个体随机分配基因值，同时进行交叉与变异判定，将原种群、交叉产生的两个子种群、变异种群合并为一；
第三步：计算种群中所有个体的适应值，同时进行制程限定的判定，筛去一部分不符合制程的个体；
第四步：将种群按照适应值升序排序，利用轮盘赌模型模拟自然选择，随机筛去一部分个体直至种群数量小于等于初始种群；
第五步：对数量过少的种群进行随机添补，生成规则与初始种群一致，并进行下一轮迭代。


4.根据权利要求1中所述的回焊炉的传送带速度及温度控制方法，其特征在于：还包括验证步骤(4)结果的准确性，方法为：将横坐标的时间转换为电路板的位移距离，将热传感器实测得出的一组焊点处实际温度与分段函数计算得出的每隔0.5s相应时间点焊接中心区域的温度进行重新拟合并作对比，观察图像是否拟合。


5.根据权利要求1中所述的回焊炉的传送带速度及温度控制方法，其特征在于：所述步骤(3)的具体方法为：
①借助附件中给定的实际测量数据(测量时间及其对应的温度)，由于各个小温区的设定温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁广俊，李梦，范宇轩，倪雪莉，徐子洋，刘清漠，
申请(专利权)人：江苏警官学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32