基于貼片機元件數據庫的設計與實現

黃世飛，劉秋紅，鄭建英，柴鑫彤

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

基于貼片機元件數據庫的設計與實現

黃世飛1，劉秋紅2，鄭建英1，柴鑫彤1

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

為了解決單臂式高速貼片機的元件數據庫數據量大，數據庫設計不合理會影響貼片效率的問題，通過對元件數據的分類表進行多層封裝，實現從Access數據庫中快速獲取數據。基于貼片機元件數據庫的框架，定義元件數據模塊與貼片機生產過程、日志管理等模塊之間的結構關系，實現元件數據庫的分類。在元件數據庫分類設計中，利用python語言實現數據庫代碼自動生成ORM（Object Relational Mapping）的C++類。實驗證明，該設計能夠從Access中快速而且穩定的獲取數據。

貼片機；ADO；Access數據庫；MFC；數據庫設計

隨著電子技術的發展和表面貼裝技術 (Surface Mount Technology,SMT)在實際生產過程中應用的越來越廣泛,如何提高貼片機的貼裝效率[1-5]變的越來越重要。其中貼片機數據是提高貼裝效率的重要一環。貼片機數據主要包括以下幾部分：1)貼片數據；2)元件數據；3)拾取數據；4)電路數據等[6-10]。

對于實際生產學習中,Access數據庫以其簡單,實用的特點使得它越來越受到人們的青睞。作為Access數據庫的重要組成部分：表,它是數據的載體,數據庫操作中的查找,刪除,新增等操作都是對表進行操作的[11-12]。在所有數據中,由于元件數據量大,而且元件數據對貼裝效率的提高意義重大。所以設計一種效率更高,穩定性更好的元件數據庫很重要[4-5]。本設計采用MFC做界面層,數據庫驅動采用了對ADO結合SQL語句的多層封裝,以提高驅動層的可擴展性。

1 貼片機總體框架的設計

1.1 軟件的總體架構

本軟件的總體架構(見圖1)。表示層代表界面顯示,采用MFC制作界面。業務邏輯層包含過程控制以及上層數據庫驅動,數據庫層封裝了數據庫驅動,采用了多層封裝以實現對數據的快速操作。同時對應的還有日志管理系統,對應著日志文件。驅動層對應于底層的硬件驅動,用來驅動貼片機的硬件。

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

1.2 元件數據與貼片機其他軟件模塊關系

對于元件數據與貼片機其他模塊間的關系(圖2)中所示,高速高精密貼片機中的元件數據會由數據庫文件讀入貼片機軟件總控模塊,總控模塊會根據用戶操作,將元件數據進行顯示、操作,然后將其進行優化整合,變成滿足生產要求的數據,

將其傳遞到生產流程模塊,有生產流程模塊將數據進一步整理成貼裝指令,最后傳遞給運動控制模塊進行元件貼裝,在整個過程中,數據庫日志管理模塊會對元件數據庫的信息進行跟蹤并記錄在日志文件中。

圖2 元件數據庫設計Fig.2 Design of component database

2 元件數據庫設計

2.1 元件數據庫E-R圖

文中對貼片機元件數據庫的E-R圖(見圖3)。通過MFC界面中對應的元件名,在Access數據庫中查找元件的屬類對應屬類數據庫得到元件的對應屬類信息。元件對應關系表與元件表對應關系數據庫通過元件屬類關系相互關聯。元件表對應關系數據庫通過元件對應表與元件的對應數據庫相聯系。

圖3 E-R圖Fig.3 E-R figure

2.2 元件數據的分類

對于常見電子元件,本論文中根據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再分,元件分類圖見(圖4)。針對不同的電子元件,它們都具有光源亮度,相機種類等視覺公共信息,同時對應于每個元件還有些相應的拾取數據以及貼裝延時、動作延時等與元件生產時候相關的數據。這些存放在表：PROFILE_COMMON_DATA_DET中。針對不同的元件也有一些共有的屬性,例如對準Z高度,領域補償,公差,重復角度等,這些信息是所有元件的共有信息,故為了調用的方便,需要 把 這 些信息存放 在 一 個 特 定 的 表 ：VISION_COMMON_DATA_DET中,對于每個不同的元件,它還有自己特定的數據,故針對元件的不同,設計不同的與之相對應的表。

圖4 元件數據的分類Fig.4 Classification of component data

由于元件數據很多,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一封裝在VISION_CHIP_WHOLE_DET表中,對于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,引腳長度,引腳寬度等屬性。對于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(元件生產過程中對應的屬性)和VISION_COMMON_DATA_DET(元件的共有信息)中。

2.3 元件數據庫的封裝

2.3.1 元件數據庫封裝介紹

元件數據中數據格式種類很多,為了便于操作,因此接口層統一封裝成標準的c++字符串類型。由于元件對應個的共有信息存放在PROFILE_COMMON_DATA_DET(元件生產過程中對應的屬性)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的表中,基于這個特點可以采用python語言來自動生成元件的讀寫內存操作。為了能夠更好的管理Access中的數據,數據庫添加了兩表：SYS_PART_GROUP_Map(元件屬類對應表)和SYS_PART_TABLE_Map(元件組與表的映射關系表)。通過這兩個表,能夠更好的調用數據。

圖5 CHIP型數據封裝Fig.5 The package of.CHIP data

2.3.2 驅動層

第一層采用的是微軟提供的ADO結合SQL語句連接Access。并采用c++代碼把它封裝在相應的函數中,實現第一層的連接、斷開數據庫,以及對單個表的操作的封裝。

2.3.3 連接層

第二層實現的是對大量數據的操作,同時操作多個表,調用的是第一層的封裝函數。

2.3.4 數據轉換層

第三層調用的是第二層的函數用來進行數據格式轉換,把數據統一轉換成標準的c++字符串類型,然后寫到內存中。

2.3.5 應用層

設計了元件數據庫的管理類,圖6中列舉了元件數據庫的通過元件數據庫的管理類實現對元件數據的各種內存操作。

圖6 元件數據管理類Fig.6 Class of component database management

本論文主要討論CHIP型元件,故圖6中除封裝了數據庫的基本操作之外只封裝獲取CHIP元件數據的操作。數據庫的基本操作有：

1)加載Access中的元件數據到內存方法：LoadPart()；

2)刪除數據庫無效的元件數據記錄的方法：DeletePart()；

3)把內存中的元件數據更新到Access數據庫的方法UpdatePart()；

4)創建新的元件數據到Access對應元件數據庫表中的方法：InsertPart()；

通過數據庫的基本操作結合對CHIP型元件接口的調用來實現在界面上操作Access數據庫。

3 實驗

3.1 實驗平臺

本論文實驗平臺是：英特爾奔騰處理器；主頻：3GHz；內存：4G；win7下32位操作系統；

3.2 實驗結果

本實驗針對CHIP型元件中的Chip-Rect類型元件進行相關的數據庫操作。第一列表示的是元件是否按照不同特征進行了相應的分類,第一行表示的是元件數據庫基本操作,包括查找,刪除,新增,更新。

表內的數據是實驗多次,然后對多次所產生的實驗結果利用式(1)來求平均：

分別對分類前和分類后進行數據庫4種基本操作,把相應操作時間利用公式(1)求平均的到的結果見表1所示,通過對比可以看出對元件分類后,數據的訪問效率提高顯著,由此可以看出數據庫[13-14]的多層設計可以明顯提高訪問數據的效率。

表1 元件數據庫.多層設計實驗結果Tab.1 1 Test result of Multilayer design of component database

4 結論

本論文主要討論Access數據庫在貼片機元件部分的應用以及對數據庫驅動的封裝。采用Access數據庫好處很多,第一,有可視化的用戶界面方便用戶查閱；第二,對于數據量不是很大的情況下,采用Access數據庫部署起來方便；第三,使用Access數據庫結合微軟提供的ADO工具能夠很方便封裝數據庫驅動。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據的操作效率,通過這樣分類設計能夠實現元件數據的系統化管理,而且具有很好的擴展性。本論文數據庫設計已在在貼片機軟件上調試,而且已經達到了預期的目標。實現了不錯的效果。

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

3 結論

文中分析了干擾信號對MB-OFDM-UWB系統誤碼性能的影響,并且針對頻點范圍確定的干擾信號提出了一種自適應干擾對消濾波算法。經過仿真證明該算法對干擾信號起到良好的抑制作用,效果顯著。因此,本文為MB-OFDM-UWB系統中干擾信號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：201503062

黃世飛(1988—)，男，河南信陽人，碩士研究生。研究方向：智能控制，計算機控制。