基于分层启发式的直排式贴片机表面贴装过程优化方法技术

基于分层启发式的直排式贴片机表面贴装过程优化方法，涉及PCB组装过程优化领域。解决了现有的直排式贴片机对PCB贴装优化技术中，存在应用场景局限性强、最优路径求解速度慢、以及对影响组装效率的因素考虑不全面，导致的组装效率低的问题。本发明专利技术首先给每种元件类型分配给相应的槽位，且分配相应槽位过程中考虑各槽位的状态信息，以及在给位于直列式贴装头机构首端的贴装头分配最优槽位的约束条件下分配槽位；其次、再给各贴装头分配相应的元件类型，最后再按最近邻集束搜索策略，根据每个拾取周期内给直列式贴装头机构上各贴装头的元件类型分配结果的约束条件下，获得当前分配结果下的最优贴装路径。本发明专利技术主要用于PCB组装过程的优化。装过程的优化。装过程的优化。

【技术实现步骤摘要】
基于分层启发式的直排式贴片机表面贴装过程优化方法


[0001]本专利技术涉及PCB组装过程优化领域。

技术介绍

[0002]现如今，随着电子产品在现代生活中的广泛应用，电子制造业得到了迅速的发展。电子产品的制造过程由一系列复杂的生产过程构成，PCB组装是其中最重要也最耗时的工序之一。PCB组装是指将元器件安装在电路板预先指定位置的一系列工艺流程，其通常由贴片机完成。贴片机是一种复杂的计算机控制的PCB组装设备，其中集成了包括机械、电气、光学、运筹学在内的多项技术。
[0003]贴片机按组装过程和机械结构分为多种类型，其直列式单悬臂贴片机组成结构示意图如图1所示。直列式贴片机与其它类型贴片机最主要的区别在于，多个贴装头呈线性排布能同时完成元件拾取动作，提升组装效率。此类贴片机通常包括一个固定的PCB平台，两个固定的供料器基座，以及一个带贴装头的移动悬臂。装有元件的供料器安装在前部和后部的供料器基座上。悬臂可以在PCB和供料器之间往复运动，其中，供料器基座上每个供料器内用于存放一种类型的元件。装配有Z轴吸杆和带有吸嘴的贴装头通过真空阀的开关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于分层启发式的直排式贴片机表面贴装过程优化方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1、将待分配的每种元件类型、及该元件类型所对应的全部元件分配至供料器基座上的相应的一个槽位内，具体为：步骤1
‑
1、设置M的初始值为1，M为扫描周期的轮次；步骤1
‑
2、在第M轮扫描周期内，通过直列式贴装头组从左至右依次扫描供料器基座上的槽位，给位于直列式贴装头组首端的贴装头分配最优槽位，使位于首端的贴装头与最优槽位对齐后，给与直列式贴装头组上各贴装头相对应的空状态槽位内分配相应的元件类型和元件数量；其中，供料器基座上各槽位的状态为非空状态或空状态；步骤1
‑
3、取与直列式贴装头组的各贴装头所对应的各槽位内元件数量最小值δ，将与直列式贴装头组的各贴装头所对应的各槽位内的元件数量减去δ，实现更新各槽位内元件数量；判断对于是否均有ψ
i
′
＝0，结果为是，此时，I中所有元件类型均已分配至供料器基座上的相应槽位内，执行步骤2，结果为否，令M＝M+1，执行步骤1
‑
2；其中，i
′
为元件类型索引，I为元件类型索引的集合，ψ
i
′
为元件类型i
′
的元件数量；步骤2、在第N个拾取周期内，根据直列式贴装头组上各贴装头上的吸嘴类型，给各贴装头分配相应的待拾取元件类型；其中，N为整数，N的初始值为1；步骤3、判定供料器基座上的槽位中，是否存在尚未分配相应贴装头的待拾取的元件类型，结果为是，令N＝N+1，执行步骤2，否则，执行步骤4；步骤4、根据每个拾取周期内给直列式贴装头组上各贴装头的元件类型分配结果，按最近邻集束搜索策略，获得当前分配结果下的最优贴装路径，从而完成了贴装过程的优化。2.根据权利要求1所述的基于分层启发式的直排式贴片机表面贴装过程优化方法，其特征在于，步骤1
‑
2、通过直列式贴装头组从左至右依次扫描供料器基座上的槽位，在每个扫描周期内给位于直列式贴装头组首端的贴装头分配最优槽位的实现方式包括：步骤1
‑2‑
11、确定供料器基座上各非空状态槽位上预先安装的元件类型以及每个非空状态槽位上预先安装的元件类型所对应的元件数；步骤1
‑2‑
12：将位于直列式贴装头组首端的贴装头从左至右依次扫描供料器基座上所有槽位，并记录位于首端的贴装头与每个槽位对齐时，直列式贴装头组的各贴装头所对应的非空状态槽位内元件数之和，此时，取非空状态槽位内元件数之和的取值最大时，与位于首端的贴装头对齐的槽位作为最优槽位。3.根据权利要求1所述的基于分层启发式的直排式贴片机表面贴装过程优化方法，其特征在于，步骤1
‑
2中、使位于首端的贴装头与最优槽位对齐后，给与直列式贴装头组上各贴装头相对应的空状态槽位内分配相应的元件类型和元件数量实现方式包括如下步骤：步骤1
‑2‑
21、使位于首端的贴装头与最优槽位对齐；步骤1
‑2‑
22、判断与直列式贴装头组相对的每个空状态槽位所对应的贴装头上是否存在吸嘴，结果为是，执行步骤1
‑2‑
23，结果为否，执行步骤1
‑2‑
24；步骤1
‑2‑
23、从左至右依次历遍所有空状态槽位所对应的贴装头的吸嘴类型，并根据每个空状态槽位所对应的贴装头上的吸嘴类型，给该贴装头所对应的空状态槽位分配相应的元件类型和元件数量，结束；步骤1
‑2‑
24、
取argmax
i
′
∈I
{ψ
i
′
|∑
j
′
∈J
j
′
·
ξ
i
′
j
′
·
γ
j
′
}，将argmax
i
′
∈I
{ψ
i
′
|∑
j
′
∈J
j
′
·
ξ
i
′
j
′
·
γ
j
′
}时所对应的元件类型i
′
和元件数量ψ
i
′
，分配给当前空状态槽位，结束；其中，ξ
i
′
j
′
＝1表示元件类型i
′
与吸嘴类型j
′
匹配，ξ
i
′
j
′
＝0表示元件类型i
′
与吸嘴类型j
′
不匹配；j
′
为吸嘴类型索引，J为吸嘴类型索引的集合，i
′
为元件类型索引，I为元件类型索引的集合，ψ
i
′
为元件类型i
′
的元件数量，γ
j
′
表示吸嘴类型j
′
的可用数量。4.根据权利要求3所述的基于分层启发式的直排式贴片机表面贴装过程优化方法，其特征在于，步骤1
‑2‑
23中，从左至右依次历遍所有空状态槽位所对应的贴装头的吸嘴类型，并根据每个空状态槽位所对应的贴装头上的吸嘴类型，给该贴装头所对应的空状态槽位分配相应的元件类型和元件数量的实现方式包括如下步骤：步骤1
‑2‑
23
‑
1、根据每个空状态槽位所对应的贴装头的吸嘴类型，判定与该吸嘴类型匹配成功的元件类型的种类数是否大于0，结果为是，执行步骤1
‑2‑
23
‑
2，结果为否，执行步骤1
‑2‑
23
‑
3；步骤1
‑2‑
23
‑
2、确定与当前贴装头所对应的吸嘴类型匹配成功的元件类型所对应的元件数量最大时，所对应的元件类型、以及该种元件类型所对应的所有元件数量，并将所述所对应的元件类型、以及该种元件类型所对应的所有元件数量，分配给与当前贴装头所对应的空状态槽位，结束；步骤1
‑2‑
23
‑
3、对于取argmax
i
′
∈I
{ψ
i
′
}时，所对应的元件类型i
′
、以及元件数量ψ
i
′
压入堆栈并统计所有未被分配的空状态槽位，将堆栈中的各元件类型依次从堆栈中弹出，并将其各元件类型所对应的所有元件数量分配给相应的一个未被分配的空状态槽位，其中，各元件类型依次从堆栈中弹出的顺序，按各元件类型的元件数量由大至小的顺序弹出，结束；其中，ξ
i
′
j
′
＝1表示元件类型i
′
...

【专利技术属性】
技术研发人员：于兴虎，卢光宇，陈兆楠，孙昊，
申请(专利权)人：宁波亦唐智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：