一种基于聚类的多功能贴片机贴装路径规划方法技术

一种基于聚类的多功能贴片机贴装路径规划方法，它属于电器技术及电气工程领域。本发明专利技术解决了现有的商业软件规划得到的贴装路径较长的问题。本发明专利技术具体通过以下步骤实现：步骤一：根据拾贴周期内各吸杆拾贴的元件类型，确定各吸杆贴装对应类型元件的贴装点信息；步骤二：根据步骤一中的贴装点信息，构造cycleMount结构体数组；步骤三：采用聚类的方法，确定各拾贴周期内吸杆贴装的元件序号；步骤四：通过枚举法确定各拾贴周期贴装元件的先后顺序。本发明专利技术可以应用于多功能贴片机贴装路径的优化。

【技术实现步骤摘要】
一种基于聚类的多功能贴片机贴装路径规划方法
本专利技术属于电器技术及电气工程领域，具体涉及一种单动臂并列式贴片头贴片机的贴装路径规划方法。
技术介绍
表面贴装技术(SurfaceMountTechnology，SMT)是将所需电子元件贴装到印制电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)上的自动装配技术。经过表面贴装技术组装的印制电路板，具有密度高、可靠性强、体积小等特点，易于实现全自动化生产，在提高生产效率、节省制作成本上具有显著优势。现如今各类电子设备，小到计算器、收音机，大到计算机、通信电子设备、军用武器系统、航空航天系统，只要有集成电路等电子元件，为了使各个元件之间电气互连，都要使用印制电路板，对印制电路板的精密性和可靠性也提出了更高的要求。贴片机是制作印制电路板的一个重要设备，其通常装配在点胶机或丝网印刷机后，同时也是印制电路板生产中最耗时、最复杂的设备，直接关系到生产线整体的精度和效率。而表面贴装技术是贴片机中的核心技术之一，对于不同类型的贴片机，其具体实施方式不尽相同。贴片机可分为拱架型、转塔型和复合型。...

【技术保护点】
1.一种基于聚类的多功能贴片机贴装路径规划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤一：根据拾贴周期内各吸杆拾贴的元件类型，确定各吸杆贴装对应类型元件的贴装点信息；/n步骤二：根据步骤一中的贴装点信息，构造cycleMount结构体数组；/n所述cycleMount结构体数组包括：用于存储贴片头之间的移动距离的二维距离矩阵DistMatrix，用于存储距离矩阵中行及列对应的元件序号索引的向量CpIndex，用于存储距离矩阵中行及列对应的吸杆索引的向量RodIndex以及各子周期所用的吸杆数numRod；/n步骤三：采用聚类的方法，确定各拾贴周期内吸杆贴装的元件序号；/n步骤四：通过枚举法确...

【技术特征摘要】
1.一种基于聚类的多功能贴片机贴装路径规划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：根据拾贴周期内各吸杆拾贴的元件类型，确定各吸杆贴装对应类型元件的贴装点信息；
步骤二：根据步骤一中的贴装点信息，构造cycleMount结构体数组；
所述cycleMount结构体数组包括：用于存储贴片头之间的移动距离的二维距离矩阵DistMatrix，用于存储距离矩阵中行及列对应的元件序号索引的向量CpIndex，用于存储距离矩阵中行及列对应的吸杆索引的向量RodIndex以及各子周期所用的吸杆数numRod；
步骤三：采用聚类的方法，确定各拾贴周期内吸杆贴装的元件序号；
步骤四：通过枚举法确定各拾贴周期贴装元件的先后顺序。


2.根据权利要求1所述的一种基于聚类的多功能贴片机贴装路径规划方法，其特征在于，所述步骤一中，根据拾贴周期内各吸杆拾贴的元件类型，确定各吸杆贴装对应类型元件的贴装点信息，其具体过程为：
步骤一一：统计各元件类型对应的贴装点信息；
向量numCp中存储各类元件对应的贴装点个数，其中，在整个贴装过程中第c类元件对应的贴装点总数为numCp(c)，将第c类元件对应的全部贴装点的X坐标存入大小为numCp(c)的向量CpTXc，将第c类元件对应的全部贴装点的Y坐标存入大小为numCp(c)的向量CpTYc，将第c类元件对应的全部贴装点的序号存入大小为numCp(c)的向量CpNoc；
步骤一二：统计各子周期的拾贴周期数，记向量Subcycle表示各子周期内拾贴周期数；对于拾贴周期k，拾贴周期k对应的子周期l的计算方法为：
若k≤subcycle(1)，则l＝1，否则l＞1，且l满足i表示第i个子周期。


3.根据权利要求2所述的一种基于聚类的多功能贴片机贴装路径规划方法，其特征在于，所述步骤二中，根据步骤一中的贴装点信息，构造cycleMount结构体数组，其具体过程为：
步骤二一：初始化子周期索引l＝1；
步骤二二：cycleMount[l]表示cycleMount结构体数组中子周期l的相关参数，确定子周期l所用的吸杆数cycleMount[l].numRod，式中，“.”为成员运算符，表示对结构体数组中的成员进行操作；CpType(l,s)≠0时，表示子周期l吸杆s贴装的元件类型为CpType(l,s)，CpType(l,s)＝0时，表示子周期l吸杆s不进行贴装，即吸杆s被禁用；
步骤二三：计算cycleMount[l]中元件序号索引cycleMount[l].CpIndex和吸杆索引cycleMount[l].RodIndex，
cycleMount[l].CpIndex和cycleMount[l].RodIndex均为一维向量，cycleMount[l].CpIndex和cycleMount[l].RodIndex的长度均为CpType(l,s)≠0，记m为向量元素索引，CpType(l,s)≠0；
cycleMount[l].CpIndex和cycleMount[l].RodIndex中各元素的具体计算方法如下：






式中CpIndex(m)等价于cycleMount[l].CpIndex(m)，RudIndex(m)等价于cycleMount[l].RodIndex(m)，numCp{CpType(l,s)}表示子周期l吸杆s贴装的元件类型CpType(l,s)包含的元件数；
步骤二四：计算cycleMount[l]中cycleMount[l].DistMatrix的值，r为行索引，c为列索引，cycleMount[l].DistMatrix(r,c)的具体计算方法为：
若cycleMount[l].CpIndex(r)＝cycleMount[l].CpIndex(c)或cycleMount[l].RudIndex(r)＝cycleMount[l].RudIndex(c)，则令cycleMount[l].DistMatrix(r,c)＝inf；
若cycleMount[l].CpIndex(r)≠cycleMount[l].CpIndex(c)或cycleMount[l].RudIndex(r)≠cycleMount[l].RudIndex(c)，则有



式中：Cpx[cycleMount[l].CpIndex(r)]为元件cycleMount[l].CpIndex(r)的X坐标，Cpx[cycleMount[l].CpIndex(c)]为元件cycleMount[l].CpIndex(c)的X坐标，Cpy[cycleMount[l].CpIndex(r)]为元件cycleMount[l].CpIndex(r)的Y坐标，Cpy[cycleMount[l].CpIndex(c)]为元件cycleMount[l].CpIndex(c)的Y坐标，cycleMount[l].CpIndex(r)为索引r对应的元件，cycleMount[l].CpIndex(c)为索引c对应的元件，cycleMount[l].RudIndex(r)为索引r对应的吸杆，cycleMount[l].RudIndex(c)为索引c对应的吸杆；
步骤二五：子周期索引l自增1，重复步骤二二～二四，直至l＞L，完成结构体数组cycleMount的构造，L表示子周期总数。


4.根据权利要求3所述的一种基于聚类的多功能贴片机贴装路径规划方法，其特征在于，所述步骤三中采用聚类的方法，确定各拾贴周期内吸杆贴装的元件序号；其具体过程为：
步骤三一：定义大小为的一维向量CpUsed，n为向量CpUsed索引，规定CpUsed(n)值为0表示尚未分配元件n的拾贴周期和拾贴吸杆，初始化拾贴周期索引k＝1；
步骤三二：对于当前拾贴周期k，确定拾贴周期k对应的子周期l；定义一个大小为S的向量RodUsed，s为吸杆索引，若CpType(l,s)值为0，则令RodUsed(s)＝1，否则，令RodUsed(s)＝0；
步骤三三：根据拾贴周期l中各吸杆拾贴的元件类型，遍历所有吸杆，分别以吸杆拾贴的元件类型所对应的各贴装点为中心点，从拾贴周期l需要的其它每个吸杆中各选取出一个距离中心点最近的贴装点，再计算贴装路径长度，并保留贴装路径长度最短的解；
步骤三三一：初始化向量的元素索引m＝1；
步骤三三二：对于拾贴周期k对应的子周期...

【专利技术属性】
技术研发人员：高会军，李政锴，卢光宇，邱剑彬，于兴虎，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23