【技术实现步骤摘要】
一种在贴片机生产的同时进行拾贴路径在线优化的方法
[0001]本专利技术属于电器技术及电气工程领域，具体涉及一种贴片机拾贴路径优化方法。
技术介绍
[0002]现代生产生活中，人们离不开各类电子产品。电子产品组装过程中的关键环节是电路板组装，电路板组装必须用到表面贴装技术，实现该技术的核心装备是贴片机。贴片机迅速地拾取电子元件、电子器件与芯片，并将其快速准确地贴装到电路板表面的各贴装点上。为了表述简便，将“电子元件、电子器件与芯片”统称为“元件”，将“拾取与贴装”简称为“拾贴”。
[0003]目前市场上贴片机均建立在图1所示的龙门式三维运动平台上：贴片载具内等距安装有若干可进行吸气与吹气的吸杆，各吸杆由贴片载具内的电机驱动沿Z方向上下运动，贴片载具分别由平动导轨与固定导轨驱动在水平面内沿X与Y方向运动。借助上述运动机构，即可完成对元件的拾取、移动与贴装。在拾贴过程开始前，电路板由电路板传送带传送至止挡捎位置后，将被压紧固定。在拾贴过程中，在供料器基座上固定安装的供料器将自动补充待供应的元件，供应到位的元件将出现在供料器前端的拾取点处，等待被拾取。
[0004]贴片机的拾贴过程如图2所示。由于吸杆个数有限且明显少于贴装点个数，贴片载具需要分多个拾取与贴装周期(拾贴周期)完成一整块电路板的贴装。一个拾贴周期内的拾贴过程可被概述如下：贴片载具首先移动到供料器基座处；贴片载具上的各吸杆依次移动到对应拾取点处进行元件拾取；待所有吸杆均完成元件拾取后，贴片载具移动到电路板处；贴片载具上的各吸杆依次移动到对应贴装点...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种在贴片机生产的同时进行拾贴路径在线优化的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、根据贴片机贴装优化求解器得出初始的贴装过程优化结果，并将该结果传入贴片机工控机中，开始表面贴装生产；步骤二、从贴装过程优化结果中，获取贴片机参数、电路板生产数据以及初始拾贴路径优化结果；步骤三、根据所导入的初始拾贴路径优化结果，得到各类元件所含贴装点的侯选位置，以及各类元件的初始贴装点排序数组；步骤四、进行禁忌搜索的初始化；步骤五、基于禁忌搜索对拾贴路径优化结果进行比较择优，继而将新找到的最优结果传入贴片机工控机中，并从下一块电路板开始，基于该结果进行后续表面贴装生产；步骤六、对各类元件的分配顺序数组进行邻域搜索操作，将进行操作后的分配顺序数组解码，得到新的贴装点分配结果，与之对应地再基于动态规划得到最优的贴装排序结果，若新的优化结果对应了更优的拾贴路径，则将其存储为最优结果。2.根据权利要求1所述的一种在贴片机生产的同时进行拾贴路径在线优化的方法，其特征在于，所述获取贴片机参数、电路板生产数据以及初始拾贴路径优化结果的过程包括以下步骤：步骤二一、导入贴片机参数；所述贴片机参数包括吸杆总数H，按照沿X轴递增的顺序对各个吸杆的索引编号为h∈[1,
…
,H]，吸杆间隔DI；步骤二二、导入电路板生产数据；所述电路板生产数据包括：元件类型总数C，各类元件的索引编号为c∈[1,
…
,C]、所含贴装点个数n{c}∈[n{1},
…
,n{C}]，贴装点总数P，各贴装点的索引编号为p∈[1,
…
,P]，贴装点的坐标存储于行数为P、列数为2的二维数组xyt，其中，第p个贴装点的X坐标与Y坐标分别为xyt(p,1)与xyt(p,2)；贴装点的坐标需被转换得到贴片载具上固定的参考点坐标才是贴装点对应的贴装坐标；步骤二三、导入初始拾贴路径优化结果；拾贴周期总数K，各拾贴周期的索引编号为k∈[1,
…
,K]；元件分配结果存储于行数为K、列数为H的二维数组CG，其中的元素CG(k,h)代表第k个拾贴周期中由第h个吸杆所拾贴的元件类型，即CG(k,h)∈[1,
…
,C]；贴装点分配结果存储于行数为K、列数为H的二维数组PA0中，其中的元素PA0(k,h)代表第k个拾贴周期中由第h个吸杆所贴装的贴装点号，即PA0(k,h)∈[1,
…
,P]；贴装排序结果存储于行数为K、列数为H的二维数组PS0中，其中的元素PS0(k,s)代表第k个拾贴周期中第s个进行贴装的吸杆号，即PS0(k,s)∈[1,
…
,H]；拾贴路径长度DZ0，拾取路径长度DQ；各拾贴周期内第一个与最后一个拾取点对应的拾取坐标存储于行数为K、列数为2的二维数组xyqf与xyql中，其中的元素xyqf(k,1)与xyqf(k,2)代表第k个拾贴周期内第一个拾取点所对应拾取坐标中的X坐标与Y坐标，元素xyql(k,1)与xyql(k,2)代表第k个拾贴周期内最后一个拾取点所对应拾取坐标中的X坐标与Y坐标。3.根据权利要求2所述的一种在贴片机生产的同时进行拾贴路径在线优化的方法，其特征在于，所述得到各类元件所含贴装点的侯选位置，以及各类元件的初始贴装点排序数组的过程包括以下步骤：步骤三一、初始化拾贴周期计数k＝1；对应每类元件c∈[1,
…
,C]，初始化元素全为零
的行数为n{c}、列数为2的数组PL{c}∈[PL{1},
…
,PL{C}]，用于存储各类元件所含贴装点的侯选位置，将PL{c}称作第c类元件的侯选位置数组；对应每类元件c∈[1,
…
,C]，初始化元素全为零的行数为n{c}、列数为1的数组ps0{c}∈[ps0{1},
…
,ps0{C}]，用于存储各类元件的贴装点分配顺序，将ps0{c}称作第c类元件的分配顺序数组；对应每类元件c∈[1,
…
,C]，初始化计数变量i{c}＝1，作为各类元件中贴装点的索引；步骤三二、若k>K，说明对所有拾贴周期完成了一次遍历，执行步骤四，否则，初始化吸杆计数变量h＝1，执行步骤三三；步骤三三、若h>H，说明对所有吸杆完成了一次遍历，更新循环变量k＝k+1，返回步骤三二，否则，执行步骤三四；步骤三四、第k个拾贴周期中第h个吸杆所拾贴的元件类型为c＝CG(k,h)，判断是否有c＝0；若是，说明该周期内的该吸杆不进行任何贴装，更新循环变量h＝h+1，返回步骤三三，否则，执行步骤三五；步骤三五、赋值PL{c}(i{c},1)＝k、PL{c}(i{c},2)＝h，赋值ps0{c}(i{c})＝PA0(k,h)，更新计数变量i{c}＝i{c}+1，更新循环变量h＝h+1，返回步骤三三。4.根据权利要求3所述的一种在贴片机生产的同时进行拾贴路径在线优化的方法，其特征在于，所述进行禁忌搜索的初始化过程包括以下步骤：步骤四一、初始化并赋值局部搜索次数上限其中符号表示对其内数值进行向上取整；初始化元件种类计数c＝1；步骤四二、若c>C，说明对所有元件种类完成了一次遍历，进行步骤四八，否则，执行步骤四三；步骤四三、第c类元件可以进行交换操作的次数为SWN{c}＝0.5*n{c}*(n{c}
‑
1)；初始化元素全为零的行数为SWN{c}、列数为2的数组SWL{c}，用于存储第c类元件所能进行的交换操作；初始化交换操作计数swn＝0；初始化在先贴装点计数ni＝1；步骤四四、若ni>n{c}
‑
1，说明对所有在先贴装点完成了一次遍历，进行步骤四七，否则，初始化在后贴装点计数nj＝ni+1，执行步骤四五；步骤四五、若nj>n{c}，说明对所有在后贴装点完成了一次遍历，更新计数变量ni＝ni+1，返回步骤四四，否则，执行步骤四六；步骤四六、更新计数变量swn＝swn+1，SWL{c}(swn,:)＝[ni,nj]，更新计数变量nj＝nj+1，返回步骤四五；步骤四七、初始化元素全为零的行数为SWN{c}、列数为1的数组TC{c}，作为第c类元件的禁忌表，该数组中的每个元素标志着对应的交换操作是否被禁以及被禁次数，被禁次数上限为更新计数变量c＝c+1，返回步骤四二；步骤四八、初始化元素全为零的行数为C、列数为1的数组swb，用于存储各类元件的最优交换操作；初始化元素全为零的行数为C、列数为1的数组swt，用于存储各类元件未被禁的最优交换操作。5.根据权利要求4所述的一种在贴片机生产的同时进行拾贴路径在线优化的方法，其特征在于，所述基于禁忌搜索对拾贴路径优化结果进行比较择优，继而将新找到的最优结果传入贴片机工控机中，并从下一块电路板开始，基于该结果进行后续表面贴装生产；具体过程包括以下步骤：
步骤五一、初始化历史最优拾贴路径长度DZ、当前解的拾贴路径长度DZb、当前解的贴装点分配结果PAb、当前解的贴装排序结果PSb，并赋值DZ＝DZ0、DZb＝DZ0、PAb＝PA0、PSb＝PS0，对应每类元件c∈[1,
…
,C]，初始化并赋值ps{c}＝ps0{c}、psb{c}＝ps{c}，用于存储最优分配顺序，初始化并赋值pst{c}＝ps{c}用于存储未被禁的最优分配顺序；初始化并赋值无改进搜索计数变量IM＝0；步骤五二、若IM>IT，说明无改进搜索次数已达上限，执行步骤五一，开启下一轮搜索，否则，初始化未被禁的最短路径长度DZt为无穷大，初始化局部搜索计数变量it＝1，执行步骤五三；步骤五三、若it>IT，说明局部搜索次数已达上限，执行步骤五四，否则，对应每类元件c1∈[1,
…
,C]，初始化并赋值psn{c1}＝ps{c1}，初始化元件种类计数c＝1，执行步骤六；步骤五四、判断是否有DZb<DZ；若是，则说明找到了更优的拾贴路径，进行步骤五五，否则，执行步骤五六；步骤五五、更新最优结果，并将该最优结果传入贴片机工控机中，从下一块电路板开始，基于该结果进行后续表面贴装生产；步骤五六、更新未被禁的最优结果。6.根据权利要求5所述的一种在贴片机生产的同时进行拾贴路径在线优化的方法，其特征在于，步骤五五所述的更新最优结果，并将该最优结果传入贴片机工控机中，从下一块电路板开始，基于该结果进行后续表面贴装生产的过程包括以下步骤：步骤五五一、更新IM＝0，更新最优结果DZ＝DZb、PA＝PAb、PS＝PSb，对应每类元件c1∈[1,
…
,C]，更新ps{c1}＝psb{c1}，将该最优结果传入贴片机工控机中，从下一块电路板开始，基于该结果进行后续表面贴装生产；初始化元件种类计数c＝1；步骤五五二、若c>C，说明对所有元件种类完成了一次遍历，更新计数变量IM＝IM+1，返回步骤五二，否则，初始化交换操作计数swn＝1，执行步骤五五三；步骤五五三、若swn>SWN{c}，说明对所有交换操作完成了一次遍历，更新计数变量c＝c+1，返回步骤五五二，否则，执行步骤五五四；步骤五五四、更新禁忌表中的元素TC{c}(swn)：判断是否有swn＝swb(c)，若是，则更新TC{c}(swn)＝TL{c}，否则，TC{c}(swn)＝max(TC{c}(...
【专利技术属性】
技术研发人员：李政锴，于兴虎，孙昊，高会军，
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：
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