一種基于喂料器位置確定的貼片機生產(chǎn)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于動臂式貼片機的生產(chǎn)數(shù)據(jù)優(yōu)化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 電子產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)今高科技產(chǎn)業(yè)的一個重大分支，具有很大的市場需求。為適應電子 產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，自動化程度較高的表面貼裝技術(shù)（SMT)被廣泛應用于電子產(chǎn)品的生產(chǎn)線 中，其中最為關(guān)鍵的是貼片機。按照貼片機的機械結(jié)構(gòu)可分為動臂式、轉(zhuǎn)盤式、復合式及大 型平行系統(tǒng)。動臂式貼片機具有較好的靈活性和貼裝精度，適用于大部分元件類型，但其貼 裝速度無法與另外三種相比。
[0003] 動臂式貼片機結(jié)構(gòu)組成如圖1所示，主要包含：懸臂、貼片頭組、喂料器及安裝槽、 吸嘴架（ANC)、廢料盒和驅(qū)動控制設(shè)備。懸臂能夠帶動貼片頭組沿一個方向來回移動，貼片 頭組可沿懸臂來回移動，這樣貼片頭組就能到達貼片范圍內(nèi)的任意指定位置。貼片頭組通 常包含多個貼片頭，貼片頭通過吸附不同的吸嘴就可以吸取不同類型的元件。在貼片機的 前后分別有用于安裝喂料器的兩排卡槽，通過喂料器的安裝槽號及自身機械數(shù)據(jù)可得到相 應的取料位置。吸嘴架（ANC)用于放置各類吸嘴以便于貼裝過程中貼片頭自動更換所需吸 嘴。廢料盒用于存放貼裝過程中檢測不合格的元器件。
[0004] 動臂式貼片機的貼裝過程由多個貼裝周期組成，每個貼片周期需先后完成以下幾 個步驟：貼片頭吸取或更換所需吸嘴、貼片頭到指定取料位置吸取元器件、移動貼片頭組將 吸取元器件放置到PCB板上的指定位置，然后進入下一周期直至貼裝任務(wù)完成。因而在進 行真正的貼裝之前，需要對給定的PCB板相關(guān)數(shù)據(jù)進行優(yōu)化，以確定各個貼裝周期所需的 數(shù)據(jù)信息，如：貼片頭吸附吸嘴信息、喂料器安裝位置信息、貼片頭吸取元器件順序位置等 信息、貼裝順序信息等。
[0005] 針對動臂式貼片機的生產(chǎn)數(shù)據(jù)優(yōu)化，目前能查閱到的文獻主要集中體現(xiàn)為遺傳算 法、蟻群算法、模擬退火算法等。但由于該優(yōu)化問題各個部分相互關(guān)聯(lián)、耦合，使得這些方法 得出的結(jié)果往往是局部優(yōu)化的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明是為了解決利用現(xiàn)有方法對動臂式貼片機的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行優(yōu)化時，僅能夠 進行局部優(yōu)化的問題，現(xiàn)提供一種基于喂料器位置確定的貼片機生產(chǎn)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法。
[0007] -種基于喂料器位置確定的貼片機生產(chǎn)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法，該方法包括以下步驟：
[0008] 步驟一：設(shè)定貼片機原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)，該貼片機原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)包括：基板數(shù)據(jù)、ANC 數(shù)據(jù)、元件貼片數(shù)據(jù)和喂料器數(shù)據(jù)；
[0009] 步驟二：判斷貼片機原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)是否合理，是則執(zhí)行步驟三，否則返回步驟一；
[0010] 步驟三：統(tǒng)計貼片元件數(shù)據(jù)，獲得每種元件的貼片數(shù)量，并結(jié)合ANC吸嘴數(shù)據(jù)獲得 各類吸嘴所對應貼片數(shù)量和吸嘴個數(shù)；將各貼片頭可用狀態(tài)和前后各個槽號為可用狀態(tài)作 為優(yōu)化條件；
[0011] 步驟四：對吸嘴進行分組，使得每個貼片周期均對應一個吸嘴組；
[0012] 步驟五：利用掃描法確定吸取順序，獲得各個貼裝周期的同時吸取組集合，該同時 吸取組包括：同時吸取元件時涉及的貼片頭、吸嘴和喂料器信息；
[0013] 步驟六：利用貪心法確定各個周期的貼裝順序及元件貼裝位置；
[0014] 步驟七：整合并連接各個周期的吸嘴組數(shù)據(jù)、吸取順序數(shù)據(jù)和貼裝順序數(shù)據(jù)，完成 貼片機生產(chǎn)數(shù)據(jù)的優(yōu)化。
[0015] 本發(fā)明所述的一種基于喂料器位置確定的貼片機生產(chǎn)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法的優(yōu)點如 下：
[0016] 1、在對原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)實行優(yōu)化之前，進行了數(shù)據(jù)合理性檢查，有效地避免了優(yōu)化 時可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)錯誤及矛盾。
[0017] 2、考慮了實際情況中貼片機可能出現(xiàn)的一些機械故障，并能通過優(yōu)化設(shè)置結(jié)合優(yōu) 化方法有效地避開這些故障對生產(chǎn)帶來的影響，如考慮了貼片頭的可用狀態(tài)及喂料器槽的 可用狀態(tài)。
[0018] 3、在確定各周期的吸嘴分配情況時，全面地考慮了各種情況，使該方法得到的吸 嘴分配結(jié)果十分高效。
[0019] 4、在確定吸取順序和貼裝順序時，均利用了貪心算法的思想，這樣的方法思路簡 單卻行之有效，利于編程實現(xiàn)。
[0020] 5、從開始到結(jié)束，邏輯清晰、方法簡單、易于實現(xiàn)，很好地將貼片機數(shù)據(jù)優(yōu)化這一 復雜優(yōu)化問題進行了簡化。
[0021] 綜上所述，本發(fā)明從各個細節(jié)入手，徹底的解決了現(xiàn)有技術(shù)僅能夠進行局部優(yōu)化 的缺陷，適用于動臂式貼片機的生產(chǎn)數(shù)據(jù)優(yōu)化領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0022] 圖1為【背景技術(shù)】中所述的多頭動臂式貼片機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2為【具體實施方式】一所述的一種基于喂料器位置確定的貼片機生產(chǎn)數(shù)據(jù)優(yōu)化 方法的流程圖；
[0024] 圖3為【具體實施方式】三所述的確定第一個吸嘴組的方法流程圖；
[0025] 圖4為【具體實施方式】三所述的確定第η個吸嘴組的方法流程圖；
[0026] 圖5為【具體實施方式】四所述的確定吸取順序的方法流程圖；
[0027] 圖6為掃描法確定吸取順序的示例圖；
[0028] 圖7為【具體實施方式】五所述的步驟六的具體方法流程圖。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0029] 一：參照圖2具體說明本實施方式，本實施方式所述的一種基于喂 料器位置確定的貼片機生產(chǎn)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法，該方法包括以下步驟：
[0030] 步驟一：設(shè)定貼片機原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)，該貼片機原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)包括：基板數(shù)據(jù)、ANC 數(shù)據(jù)、元件貼片數(shù)據(jù)和喂料器數(shù)據(jù)；
[0031] 步驟二：判斷貼片機原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)是否合理，是則執(zhí)行步驟三，否則返回步驟一；
[0032] 步驟三：統(tǒng)計貼片元件數(shù)據(jù)，獲得每種元件的貼片數(shù)量，并結(jié)合ANC吸嘴數(shù)據(jù)獲得 各類吸嘴所對應貼片數(shù)量和吸嘴個數(shù)；將各貼片頭可用狀態(tài)和前后各個槽號為可用狀態(tài)作 為優(yōu)化條件；
[0033] 步驟四：對吸嘴進行分組，使得每個貼片周期均對應一個吸嘴組；
[0034] 步驟五：利用掃描法確定吸取順序，獲得各個貼裝周期的同時吸取組集合，該同時 吸取組包括：同時吸取元件時涉及的貼片頭、吸嘴和喂料器信息；
[0035] 步驟六：利用貪心法確定各個周期的貼裝順序及元件貼裝位置；
[0036] 步驟七：整合并連接各個周期的吸嘴組數(shù)據(jù)、吸取順序數(shù)據(jù)和貼裝順序數(shù)據(jù)，完成 貼片機生產(chǎn)數(shù)據(jù)的優(yōu)化。
[0037] 本發(fā)明是基于數(shù)據(jù)和分類得到的一種啟發(fā)式數(shù)據(jù)優(yōu)化方法，不依賴于任何編程語 言和實現(xiàn)平臺。針對通用多頭動臂式貼片機，有如下幾個與優(yōu)化相關(guān)的參數(shù)及對應關(guān)系：貝占 片頭個數(shù)h ;前后用于安裝喂料器的槽數(shù)s，前后分別編號1到s ;相鄰貼片頭間距與相鄰槽 間距的倍數(shù)關(guān)系η ;吸嘴類型與元件類型對應關(guān)系是l:n。本實施方式中，貼片機的整個貼 片過程分為若干個貼片周期，每個周期對應一個吸嘴組，即h個貼片頭對應的吸嘴信息，相 鄰周期多數(shù)情況下具有相同的吸嘴組信息，吸嘴分配就是要確定整個貼片過程的吸嘴組集 合。
[0038] 本實施方式能夠通過相應貼片機上位機軟件初始化相關(guān)必要數(shù)據(jù)。即：通過界面 輸入或文件導入，確定包含板子大小、Mark點位置等的基板數(shù)據(jù)，確定包含貼裝位置、元件 名稱等的貼片數(shù)據(jù)，確定包含元件屬性的元件數(shù)據(jù)，確定包含喂料器位置、類型等的喂料器 數(shù)據(jù)，確定包含吸嘴類型、所在洞號等的ANC數(shù)據(jù)。
[0039] 在確定上述數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，調(diào)用原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)合理性檢查函數(shù) ProducelnfoCheck，依次檢查貼片數(shù)據(jù)是否為空，貼裝位置是否在基板范圍內(nèi)、是否重疊， ANC上是否包含能用到的全部吸嘴類型，喂料器數(shù)據(jù)是否包含能用到的全部喂料器類型。若 檢查結(jié)果不合理，則重新修正或重新編輯原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)。表1為具體實現(xiàn)時定義的主要函 數(shù)接口圖表。
[0040] 表 1 [0041 ] ii：亜涵魏按門

【具體實施方式】 [0042] 二：本實施方式是對一所述的一種基于喂料器位置確 定的貼片機生產(chǎn)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法作進一步說明，本實施方式中，步驟二所述判斷原始生產(chǎn)數(shù) 據(jù)是否合理的方法為：若原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)完全符合判斷條件，則原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)合理，所述判斷 條件為：
[0043] 依據(jù)PCB板的大小和位置，確定貼片元件位置未超出板子邊界；
[0044] 確定元件位置未發(fā)生重疊；
[0045] 遍歷貼片元件數(shù)據(jù)，并確定在ANC上有對應吸嘴；
[0046] 確定在喂料槽上有對應貼片元件數(shù)據(jù)的喂料器安排。
【具體實施方式】 [0047] 三：參照圖3和圖4具體說明本實施方式，本實施方式是對具體實施 方式一所述的一種基于喂料器位置確定的貼片機生產(chǎn)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法作進一步說明，本實施 方式中，步驟四所述對吸嘴進行分配的具體方法為：