论文题目：电子设备及元器件自动测试与分拣教学平台设计与实现
摘要：电子信息行业迅猛发展使得对电子设备及元器件的需求不断提高,智能制造的兴盛使得对自动测试与分拣系统的要求与日剧增。电子设备及元器件的种类、功能、规模、复杂程度等方面的不断增加,要求自动测试与分拣系统的适用性、灵活性不断提高;电子设备及元器件需求量的急剧增长,也使自动测试与分拣系统的使用更为广泛。在学校的培养体系中,智能制造、自动测试、机器人控制等方面的课程重视程度不断增加,实践教学需求不断拓展。为满足课程及教学的要求,培养一批自动测试与分拣的从业者,依托于学院自动测试与控制的优势,本文设计并实现了电子设备及元器件的自动测试与分拣教学平台,深入分析了分立器件、组件模块、集成电路和电子设备整机等四种被测设备的测试需求,并以具体被测设备及测试指标为例,研究并制定了测试方案,最终完成了整个自动测试与分拣教学平台的搭建和实验案例的测试,主要成果如下:1)全面分析了自动测试与分拣教学平台的教学需求和测试分拣需求,给出了教学平台的整体硬件架构和软件架构,并以此为基础划分了:测控计算机平台作为上位机,仪器平台、机械臂平台、现场控制平台作为下位机的总体方案,明确了各子平台的功能划分,和总体的自动测试与分拣流程。2)根据四种类型的被测设备,将各子平台的要求和功能具体化,确定本实验教学平台需提供:仪器平台的LXI硬件连接和基于VISA的SCPI或IVI等控制方式,射频信号发生器和混合域示波器的激励和测试方案;机械臂平台的机械臂控制方案、外部I/O组件的连接配置方案;现场控制的树莓派逻辑控制方案、FPGA信号激励和处理方案;上位机的UI界面、交互逻辑和业务逻辑的通用方案,以及整个平台的网络通信方案和流程同步方案。3)根据测试与分拣教学平台硬件架构,设计并实现了转接板完成各子平台的互联,并以此为基础针对四种类型的被测设备分别设计和实现了适配板和适配器,结合具体的测试方案,完成了对四种具体被测设备的测试与分拣。结果表明,本文设计教学平台可针对不同类型被测设备完成自动测试与分拣,各子平台间数据及信息传递可靠,系统具有较好的适用性和教学性。
关键词：电子设备;元器件;自动测试系统;分拣系统;教学平台
学科专业：工程硕士（专业学位）
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究研究历史和现状
1.2.1 自动测试系统的历史和现状
1.2.2 分拣系统的历史和现状
1.2.3 教学平台发展现状
1.3 本文的主要工作和创新
1.4 本文结构安排
第二章 测试与分拣教学平台系统方案设计
2.1 教学平台总体需求设计
2.2 教学平台硬件架构设计
2.3 教学平台软件架构设计及实现技术
2.3.1 网络协议和Socket
2.3.2 线程同步及线程安全
2.3.3 仪器平台架构
第三章 测试与分拣教学平台硬件系统设计
3.1 机械臂平台设计
3.1.1 六轴机械臂系统
3.1.2 机械臂平台I/O组件设计
3.2 测试适配连接设计
3.3 转接板设计
3.3.1 信号通路及交互
3.3.2 FPGA及外围组件
3.3.3 阻抗匹配设计
3.4 适配板和适配器设计
3.5 平台仪器选型
第四章 测试与分拣教学平台软件系统设计
4.1 上位机平台设计
4.1.1 通用测试方案
4.1.2 上位机面板设计
4.1.3 通信方案设计
4.1.4 仪器平台程控设计
4.2 机械臂平台控制软件系统设计
4.2.1 机械臂平台架构
4.2.2 机械臂运动控制设计
4.2.3 机械臂I/O控制设计
4.3 现场控制平台设计
4.3.1 现场控制平台总体设计
4.3.2 通信和控制功能设计
4.3.3 时钟网络的设计与实现
第五章 教学平台的实验案例设计与验证
5.1 分立器件测试案例
5.2 组件模块测试案例
5.3 集成电路测试案例
5.4 电子设备整机测试案例
第六章 总结与展望
致谢
参考文献