一种基于喂料器位置确定的贴片机生产数据优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于动臂式贴片机的生产数据优化领域。
【背景技术】
[0002] 电子产业是现今高科技产业的一个重大分支，具有很大的市场需求。为适应电子 产业的高速发展，自动化程度较高的表面贴装技术（SMT)被广泛应用于电子产品的生产线 中，其中最为关键的是贴片机。按照贴片机的机械结构可分为动臂式、转盘式、复合式及大 型平行系统。动臂式贴片机具有较好的灵活性和贴装精度，适用于大部分元件类型，但其贴 装速度无法与另外三种相比。
[0003] 动臂式贴片机结构组成如图1所示，主要包含：悬臂、贴片头组、喂料器及安装槽、 吸嘴架（ANC)、废料盒和驱动控制设备。悬臂能够带动贴片头组沿一个方向来回移动，贴片 头组可沿悬臂来回移动，这样贴片头组就能到达贴片范围内的任意指定位置。贴片头组通 常包含多个贴片头，贴片头通过吸附不同的吸嘴就可以吸取不同类型的元件。在贴片机的 前后分别有用于安装喂料器的两排卡槽，通过喂料器的安装槽号及自身机械数据可得到相 应的取料位置。吸嘴架（ANC)用于放置各类吸嘴以便于贴装过程中贴片头自动更换所需吸 嘴。废料盒用于存放贴装过程中检测不合格的元器件。
[0004] 动臂式贴片机的贴装过程由多个贴装周期组成，每个贴片周期需先后完成以下几 个步骤：贴片头吸取或更换所需吸嘴、贴片头到指定取料位置吸取元器件、移动贴片头组将 吸取元器件放置到PCB板上的指定位置，然后进入下一周期直至贴装任务完成。因而在进 行真正的贴装之前，需要对给定的PCB板相关数据进行优化，以确定各个贴装周期所需的 数据信息，如：贴片头吸附吸嘴信息、喂料器安装位置信息、贴片头吸取元器件顺序位置等 信息、贴装顺序信息等。
[0005] 针对动臂式贴片机的生产数据优化，目前能查阅到的文献主要集中体现为遗传算 法、蚁群算法、模拟退火算法等。但由于该优化问题各个部分相互关联、耦合，使得这些方法 得出的结果往往是局部优化的。
【发明内容】
[0006] 本发明是为了解决利用现有方法对动臂式贴片机的生产数据进行优化时，仅能够 进行局部优化的问题，现提供一种基于喂料器位置确定的贴片机生产数据优化方法。
[0007] -种基于喂料器位置确定的贴片机生产数据优化方法，该方法包括以下步骤：
[0008] 步骤一：设定贴片机原始生产数据，该贴片机原始生产数据包括：基板数据、ANC 数据、元件贴片数据和喂料器数据；
[0009] 步骤二：判断贴片机原始生产数据是否合理，是则执行步骤三，否则返回步骤一；
[0010] 步骤三：统计贴片元件数据，获得每种元件的贴片数量，并结合ANC吸嘴数据获得 各类吸嘴所对应贴片数量和吸嘴个数；将各贴片头可用状态和前后各个槽号为可用状态作 为优化条件；
[0011] 步骤四：对吸嘴进行分组，使得每个贴片周期均对应一个吸嘴组；
[0012] 步骤五：利用扫描法确定吸取顺序，获得各个贴装周期的同时吸取组集合，该同时 吸取组包括：同时吸取元件时涉及的贴片头、吸嘴和喂料器信息；
[0013] 步骤六：利用贪心法确定各个周期的贴装顺序及元件贴装位置；
[0014] 步骤七：整合并连接各个周期的吸嘴组数据、吸取顺序数据和贴装顺序数据，完成 贴片机生产数据的优化。
[0015] 本发明所述的一种基于喂料器位置确定的贴片机生产数据优化方法的优点如 下：
[0016] 1、在对原始生产数据实行优化之前，进行了数据合理性检查，有效地避免了优化 时可能出现的数据错误及矛盾。
[0017] 2、考虑了实际情况中贴片机可能出现的一些机械故障，并能通过优化设置结合优 化方法有效地避开这些故障对生产带来的影响，如考虑了贴片头的可用状态及喂料器槽的 可用状态。
[0018] 3、在确定各周期的吸嘴分配情况时，全面地考虑了各种情况，使该方法得到的吸 嘴分配结果十分高效。
[0019] 4、在确定吸取顺序和贴装顺序时，均利用了贪心算法的思想，这样的方法思路简 单却行之有效，利于编程实现。
[0020] 5、从开始到结束，逻辑清晰、方法简单、易于实现，很好地将贴片机数据优化这一 复杂优化问题进行了简化。
[0021] 综上所述，本发明从各个细节入手，彻底的解决了现有技术仅能够进行局部优化 的缺陷，适用于动臂式贴片机的生产数据优化领域。
【附图说明】
[0022] 图1为【背景技术】中所述的多头动臂式贴片机的结构示意图；
[0023] 图2为【具体实施方式】一所述的一种基于喂料器位置确定的贴片机生产数据优化 方法的流程图；
[0024] 图3为【具体实施方式】三所述的确定第一个吸嘴组的方法流程图；
[0025] 图4为【具体实施方式】三所述的确定第η个吸嘴组的方法流程图；
[0026] 图5为【具体实施方式】四所述的确定吸取顺序的方法流程图；
[0027] 图6为扫描法确定吸取顺序的示例图；
[0028] 图7为【具体实施方式】五所述的步骤六的具体方法流程图。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0029] 一：参照图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于喂 料器位置确定的贴片机生产数据优化方法，该方法包括以下步骤：
[0030] 步骤一：设定贴片机原始生产数据，该贴片机原始生产数据包括：基板数据、ANC 数据、元件贴片数据和喂料器数据；
[0031] 步骤二：判断贴片机原始生产数据是否合理，是则执行步骤三，否则返回步骤一；
[0032] 步骤三：统计贴片元件数据，获得每种元件的贴片数量，并结合ANC吸嘴数据获得 各类吸嘴所对应贴片数量和吸嘴个数；将各贴片头可用状态和前后各个槽号为可用状态作 为优化条件；
[0033] 步骤四：对吸嘴进行分组，使得每个贴片周期均对应一个吸嘴组；
[0034] 步骤五：利用扫描法确定吸取顺序，获得各个贴装周期的同时吸取组集合，该同时 吸取组包括：同时吸取元件时涉及的贴片头、吸嘴和喂料器信息；
[0035] 步骤六：利用贪心法确定各个周期的贴装顺序及元件贴装位置；
[0036] 步骤七：整合并连接各个周期的吸嘴组数据、吸取顺序数据和贴装顺序数据，完成 贴片机生产数据的优化。
[0037] 本发明是基于数据和分类得到的一种启发式数据优化方法，不依赖于任何编程语 言和实现平台。针对通用多头动臂式贴片机，有如下几个与优化相关的参数及对应关系：贝占 片头个数h ;前后用于安装喂料器的槽数s，前后分别编号1到s ;相邻贴片头间距与相邻槽 间距的倍数关系η ;吸嘴类型与元件类型对应关系是l:n。本实施方式中，贴片机的整个贴 片过程分为若干个贴片周期，每个周期对应一个吸嘴组，即h个贴片头对应的吸嘴信息，相 邻周期多数情况下具有相同的吸嘴组信息，吸嘴分配就是要确定整个贴片过程的吸嘴组集 合。
[0038] 本实施方式能够通过相应贴片机上位机软件初始化相关必要数据。即：通过界面 输入或文件导入，确定包含板子大小、Mark点位置等的基板数据，确定包含贴装位置、元件 名称等的贴片数据，确定包含元件属性的元件数据，确定包含喂料器位置、类型等的喂料器 数据，确定包含吸嘴类型、所在洞号等的ANC数据。
[0039] 在确定上述数据的基础上，调用原始生产数据合理性检查函数 ProducelnfoCheck，依次检查贴片数据是否为空，贴装位置是否在基板范围内、是否重叠， ANC上是否包含能用到的全部吸嘴类型，喂料器数据是否包含能用到的全部喂料器类型。若 检查结果不合理，则重新修正或重新编辑原始生产数据。表1为具体实现时定义的主要函 数接口图表。
[0040] 表 1 [0041 ] ii：亜涵魏按门
【具体实施方式】 [0042] 二：本实施方式是对一所述的一种基于喂料器位置确 定的贴片机生产数据优化方法作进一步说明，本实施方式中，步骤二所述判断原始生产数 据是否合理的方法为：若原始生产数据完全符合判断条件，则原始生产数据合理，所述判断 条件为：
[0043] 依据PCB板的大小和位置，确定贴片元件位置未超出板子边界；
[0044] 确定元件位置未发生重叠；
[0045] 遍历贴片元件数据，并确定在ANC上有对应吸嘴；
[0046] 确定在喂料槽上有对应贴片元件数据的喂料器安排。
【具体实施方式】 [0047] 三：参照图3和图4具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施 方式一所述的一种基于喂料器位置确定的贴片机生产数据优化方法作进一步说明，本实施 方式中，步骤四所述对吸嘴进行分配的具体方法为：