一种考虑多种工艺约束的PCB排样优化方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑多种工艺约束的PCB排样优化方法，包括以下步骤：步骤A：根据PCB子板的约束工艺进行筛选，获取可合拼的PCB子板的订单信息；步骤B：根据PNL板与所述订单信息计算最少需要的PNL板的数量；步骤C：计算每个PNL板上每种PCB子板需要排版的数量；步骤D：根据每一种PCB子板的排版数进行单个PNL排版优化；步骤E：获得步骤D的排版结果：若排版成功，则进入步骤F；若排版失败，则PNL板的数量加1，然后重新执行步骤C；步骤F：获得最好的排版方案，计算排版利用率与需要的PNL板的数量；本发明专利技术可以在PCB子板满足各自约束条件的情况下减少PNL板的数量，提高生产效率，降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑多种工艺约束的PCB排样优化方法
本专利技术涉及PCB制造领域，尤其涉及一种考虑多种工艺约束的PCB排样优化方法。
技术介绍
近几年，PCB(PrintedCircuitBoard,印刷线路板)产量增长更为迅速，随着PCB需求的迅猛增长，PCB生产厂家已逐渐向大批量，多品种生产模式转变。采用传统单拼拼板的方式生产多品种的PCB，一般而言每种PCB拼成一种母板拼板，意味着会拼出较多种类的母板拼板。而由于PCB生产制造的特殊性，不同种类的PNL板(PANEL板,整板)拼板在生产过程中需做出生产调整(工艺调整、设备调整、物流调整等)，生产调整所消耗的时间和成本是巨大的。因此与原材料利用率不高相比，如何减少生产调整是目前PCB生产制造面临的一个更为棘手的难题，为解决这一难题，亟需一种能解决合拼与排样集成优化的方法，使得多种PCB合拼到母板上，在所有PCB满足各自约束条件的情况下，尽量减少最终母板拼板种类，减少生产调整，提高生产效率，节约生产成本，降低原料成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种考虑多种工艺约束的PCB排样优化方法，以解决上述问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种考虑多种工艺约束的PCB排样优化方法，应用于PCB生产管理系统，包括以下步骤：步骤A：根据PCB子板的约束工艺进行筛选，获取可合拼的n种PCB子板的订单信息，所述订单信息包括PCB子板的长li、宽wi、交货数量Qi与工艺约束信息；步骤B：在PNL原片库中选择一种PNL板，然后根据所选择的PNL板与所述订单信息计算最少需要的PNL板的数量T；步骤C：计算每个PNL板上每种PCB子板需要排版的数量Pi；步骤D：根据每一种PCB子板的排版数进行单个PNL排版优化；步骤E：获得步骤D的排版结果：若排版成功，则进入步骤F；若排版失败，则增加PNL板的数量，即T＝T+1，然后重新执行步骤C；步骤F：获得最好的排版方案，计算排版利用率与需要的PNL板的数量。在所述步骤A中，对每一个PCB子板订单进行筛选分类，将多个工艺与结构相似或相同的多个PCB子板订单作为订单组合，每一订单组合内的所有PCB子板订单均为可合拼订单。在所述步骤B中，根据所选的PNL板的单个可排面积SPNL与需要合拼的n个PCB子板的订单的总交货面积Sn来计算最少需要的PNL板数：n个PCB子板的订单的总交货面积:Sn＝∑1n(li*wi*Qi)；单个PNL板的可排面积：SPNL＝(L-cutX*2)*(W-cutY*2)；最少需要的PNL板数：T＝Sn/SPNL；其中，L为PNL板的长度，W为PNL板的宽度，cutX为PNL板的板边在X方向的预留间距，cutY为PNL板的板边在Y方向的预留间距。在所述步骤C中，还包括以下步骤：步骤C1：根据步骤B的计算结果，获取最少需要PNL板数T；步骤C2：计算每个PNL板上每种PCB子板需要排版的数量：Pi＝Qi/T步骤C3：计算每个PNL板上的所有PCB子板的总面积：Spack＝∑1n(li*wi*Pi)当Spack>SPNL时，则执行T＝T+1，然后重新进入步骤C2；当Spack<SPNL时，则进入步骤D。所述步骤D还包括以下步骤：步骤D1：获取优化单个PNL板排版需要的数据，包括每种PCB子板的长度li、宽度wi和在单个PNL板排版的数量Pi，PNL板的长度L和宽度W以及工艺约束信息；步骤D2：每种PCB子板依据其在单个PNL板上排版的数量进行排布：步骤D3：订单与订单之间依据数量两两进行组合；步骤D4：以步骤D2和步骤D3中所得到的PCB子板组合为单位，设置一个预设时间，然后采用迭代与回溯的方式将所有订单排版到一个PNL板中，如果在预设时间内完成迭代，将所有的订单排完，则排版成功，输出排版结果；如果的预设的时间内不能将所有的订单排完，则排版失败；预设时间不超过2分钟。在所述步骤D2中，PCB子板排布方式采用以下两种方式之一：排布方式1：获取PCB子板在单个PNL板上排版数量，然后将每一种PCB子板的排版数Pi分别分解因式成Pi＝xi*yi，表示每一个订单的PCB子板分别以xi行yi列的矩阵进行排布，包括水平排布和竖直排布两种方式，所有PCB子板均相邻且方向相同，然后在每一个PCB子板之间添加间距，同一个订单的多个PCB子板作为一个单元在PNL板上进行排版；排布方式2：先获取PCB子板在单个PNL板上排版数量为质数的订单，对其进行因式分解，得到两种组合方式，然后增加排版数使得到的新排版数为合数，接着对新排版数分解因式成Pi＝xi*yi，表示每一个订单的PCB子板分别以原排版数按xi行yi列的矩阵进行排布，包括水平排布和竖直排布两种方式，所有PCB子板均相邻且方向相同，然后在每一个PCB子板之间添加间距，其中每一个订单的PCB子板在排布后空缺的部分为废料，最后选取组合利用率较高的排布组合，同一个订单的多个PCB子板作为一个单元在PNL板上进行排版。在所述步骤D3中，订单与订单之间的组合方式采用以下两种方式之一：组合方式1：排布方式1与排布方式2的两种订单进行两两组合，将按照排布方式1进行排布的订单填充到按照排布方式2进行排布的订单的废料部分；组合方式2：排布方式2与排布方式2的两种订单进行两两组合；将两个分别按照排布方式2进行排布的订单进行组合，在组合过程中，两个订单相互填充对方的空缺部分。在对PCB子板进行排版的过程中，所有的PCB子板都必需放置在PNL板的可排版区域内，然后按顺序、有规律地进行排布，同种PCB子板的排版方向一致，且相互对齐；多个订单在排版时，PCB子板的排版方向最多有两种，相邻两个PCB子板之间的间距至少0.1inch；当两个V-CUT板的V-CUT线不在同一条直线上时，则两个V-CUT板之间的间距至少为0.4inch；具有板包边的PCB子板的订单，相邻两个PCB子板之间的间距至少为0.7874inch。具有金手指的PCB子板在排版时需要同时满足以下条件：具有金手指的PCB子板在排样时，金手指需要靠边排版；单个PNL板中，最多设置6排金手指，且所有金手指方向相同；PNL板与金手指平行的其中一板边与金手指的距离小于8inch，另一板边与金手指之间的距离大于8inch。在所述步骤F中，当合拼排版的利用率大于60％，且在合拼组合中的单个订单的PCB子板的加投面积不超过0.2ft2，总加投面积不超过0.8ft2则符合合拼要求，否则不符合合拼要求。附图说明附图对本专利技术做进一步说明，但附图中的内容不构成对本专利技术的任何限制。图1是本专利技术其中一个实施例的整体流程示意图；图2是本专利技术其中一个实施例的整体优化流程示意图；图3是本专利技术其中一个实施例的排布方式的示意图；图4是本专利技术其中另一个实施例的排布方式的示意图；图5是本专利技术其中一个实施例的组合方式的示意图；图6是本专利技术其中另一个实施例的组合方式的示意图；图7是本专利技术的部分实施例的排版效果图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。本实施例的一种考虑多种工艺约束的PCB排样优化方法，应用于PCB生产管理系统，如图1所示，包括以下步骤：步骤A：根据PCB子板的约束工艺进行筛选，获取可合拼的n种PCB子板的订单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑多种工艺约束的PCB排样优化方法，应用于PCB生产管理系统，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：根据PCB子板的约束工艺进行筛选，获取可合拼的n种PCB子板的订单信息，所述订单信息包括PCB子板的长li、宽wi、交货数量Qi与工艺约束信息；步骤B：在PNL原片库中选择一种PNL板，然后根据所选择的PNL板与所述订单信息计算最少需要的PNL板的数量T；步骤C：计算每个PNL板上每种PCB子板需要排版的数量Pi；步骤D：根据每一种PCB子板的排版数进行单个PNL排版优化；步骤E：获得步骤D的排版结果：若排版成功，则进入步骤F；若排版失败，则增加PNL板的数量，即T＝T+1，然后重新执行步骤C；步骤F：获得最好的排版方案，计算排版利用率与需要的PNL板的数量。

【技术特征摘要】
1.一种考虑多种工艺约束的PCB排样优化方法，应用于PCB生产管理系统，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：根据PCB子板的约束工艺进行筛选，获取可合拼的n种PCB子板的订单信息，所述订单信息包括PCB子板的长li、宽wi、交货数量Qi与工艺约束信息；步骤B：在PNL原片库中选择一种PNL板，然后根据所选择的PNL板与所述订单信息计算最少需要的PNL板的数量T；步骤C：计算每个PNL板上每种PCB子板需要排版的数量Pi；步骤D：根据每一种PCB子板的排版数进行单个PNL排版优化；步骤E：获得步骤D的排版结果：若排版成功，则进入步骤F；若排版失败，则增加PNL板的数量，即T＝T+1，然后重新执行步骤C；步骤F：获得最好的排版方案，计算排版利用率与需要的PNL板的数量。2.根据权利要求1所述的一种考虑多种工艺约束的PCB排样优化方法，其特征在于，在所述步骤A中，对每一个PCB子板订单进行筛选分类，将多个工艺与结构相似或相同的多个PCB子板订单作为订单组合，每一订单组合内的所有PCB子板订单均为可合拼订单。3.根据权利要求1所述的一种考虑多种工艺约束的PCB排样优化方法，其特征在于，在所述步骤B中，根据所选的PNL板的单个可排面积SPNL与需要合拼的n个PCB子板的订单的总交货面积Sn来计算最少需要的PNL板数：n个PCB子板的订单的总交货面积:Sn＝∑1n(li*wi*Qi)；单个PNL板的可排面积：SPNL＝(L-cutX*2)*(W-cutY*2)；最少需要的PNL板数：T＝Sn/SPNL；其中，L为PNL板的长度，W为PNL板的宽度，cutX为PNL板的板边在X方向的预留间距，cutY为PNL板的板边在Y方向的预留间距。4.根据权利要求3所述的一种考虑多种工艺约束的PCB排样优化方法，其特征在于，在所述步骤C中，还包括以下步骤：步骤C1：根据步骤B的计算结果，获取最少需要PNL板数T；步骤C2：计算每个PNL板上每种PCB子板需要排版的数量：Pi＝Qi/T步骤C3：计算每个PNL板上的所有PCB子板的总面积：Spack＝∑1n(li*wi*Pi)当Spack>SPNL时，则执行T＝T+1，然后重新进入步骤C2；当Spack<SPNL时，则进入步骤D。5.根据权利要求3所述的一种考虑多种工艺约束的PCB排样优化方法，其特征在于，所述步骤D还包括以下步骤：步骤D1：获取优化单个PNL板排版需要的数据，包括每种PCB子板的长度li、宽度wi和在单个PNL板排版的数量Pi，PNL板的长度L和宽度W以及工艺约束信息；步骤D2：每种PCB子板依据其在单个PNL板上排版的数量进行排布：步骤D3：订单与订单之间依据数量两两进行组合；步骤D4：以步骤D2和步骤D3中所得到的PCB子板组合为单位，设置一个预设时间，然后采用迭代与回溯的方式将所有订单排版到一个PNL板中，如果在预设时间内完成迭代，将所有的订单排完，则排版成功，输出排版结果；如果的预设的时间内不能将所有的订单排完，则排版失败...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，陈新，刘强，冷杰武，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44