一种智能闭环系统的制作方法

本申请涉及闭环系统领域，尤其涉及一种智能闭环系统。

背景技术：

随着物联网/云计算等技术向各行业纵深推进，路由器等骨干通信设备带宽发展速度超越摩尔定律，整机-线卡-关键芯片模块-链路速度发展之差逐渐拉大，必须通过单板级堆叠更多的芯片来满足线卡容量的倍增需求，高密度/高复杂电子装联技术等成为关键技术，如高复杂t级线卡焊点数超过100k成为常态(常规单板焊点数10k-30k)，并不断挑战“复杂度极限”。

在高复杂单板“100k+级焊点数”量级下，难以建立加工质量问题的多因子关联因果关系，因缺乏整线加工过程管控的详细记录，设计、来料、工艺过程波动中的关联问题点和短木板，常被焊点复杂度淹没。

在现有技术中，印刷、贴片、回流焊等各工序检测设备检出缺陷后是由现场技术人员根据经验调整工艺参数，对加工过程控制规格不能实现统计意义上的闭环优化；现场判断根据已发生问题的表象和工程师的经验，判断问题的原因(以个人经验为主要依据)，导致判断的证据单一，是否是问题的根因把握不准，问题重复出现，现场的加工状态没有记录，数据流缺失；无法及时反馈，对设备变异、工艺变异、器件质量波动等诱因无法进行实时拦截。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种智能闭环系统，用于自动识别工件缺陷，并自动调整加工设备。

本申请实施例的第一方面提供一种智能闭环系统，本申请中的智能闭环系统为一种多设备联动的自纠正、自闭环智能电子装联系统，包括装联设备间数据互通、数据采集及多设备间联动控制等,由检测设备自闭环控制加工单元、并自动执行闭环动作；将人员技能经验经软件定义植入闭环工艺逻辑算法，根据各工序不同缺陷类型的特性和规律，大数据算法不同工序间缺陷影响因素，推荐最优工程参数，具体包括：

加工设备，用于对物料进行加工处理；

检测设备，用于检测经过所述加工设备加工的物料，得到检测结果；

数据分析服务器，用于根据预置的工艺逻辑分析所述检测结果，得到分析结果，并根据所述分析结果向所述加工设备反馈调整指令，使得所述加工设备根据所述调整指令进行调整。

本实施例中的加工设备、检测设备、数据分析服务器构成微闭环，可以自动识别工件缺陷，并且自动调整加工设备。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第一种实现方式中，所述数据分析服务器还用于根据n个所述检测结果，实现工件缺陷定位以及所述加工设备联动校准，所述n为大于1的整数。本申请实施例中的智能闭环系统还可以实现多工序间的n点照和以及缺陷自定位，自动关联分析，使得缺陷位置判断更加准确。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第二种实现方式中，所述加工设备包括印刷设备、贴片设备、回流炉设备、插件设备、波峰焊设备、压接设备、装配设备和在线温循设备。本实施例具体说明了加工设备的种类，增加实施例的可实现性。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第三种实现方式中，所述检测设备包括锡膏印刷检测spi设备、炉前自动光学检查aoi设备、炉后aoi设备、自动x射线检测axi设备、在线检测ict设备、功能测试ft设备。本实施例具体说明了检测设备的种类，增加实施例的可实现性。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第四种实现方式中，所述智能闭环系统包括第一微闭环、第二微闭环、第三微闭环、第四微闭环、第五微闭环、第六微闭环和第七微闭环，所述第一微闭环包括所述印刷设备和所spi设备，所述第二微闭环包括所述spi设备和所述贴片设备，所述第三微闭环包括所述贴片设备和所述炉前aoi设备，所述第四微闭环包括炉前aoi设备所述和所述回流炉设备，所述第五微闭环包括所述回流炉设备和所述炉后aoi设备，所述第六微闭环包括所述插件设备、所述波峰焊设备、所述压接设备、所述ict设备和所述装配设备，所述第七微闭环包括所述ft设备和所述在线温循设备。本实施例中具体描述了智能闭环系统中的多个微闭环，增加了实施例的完整性。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第五种实现方式中，所述数据分析服务器包括：

比对单元，用于将所述检测结果和预置的标准模型进行比对，得出比对结果；

分析单元，用于根据所述工艺逻辑分析所述比对结果，得到调整指令；

反馈单元，用于向所述加工设备反馈所述调整指令。

本实施例对数据分析单元进行了细化，丰富了实施例的具体实现手段。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第六种实现方式中，所述加工设备包括：

第一识别单元，用于识别所述物料上的身份信息；

加工单元，用于对所述物料进行加工处理。

本实施例对数据加工设备进行了细化，丰富了实施例的具体实现手段。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第七种实现方式中，所述检测设备包括：

第二识别单元，用于识别所述物料的身份信息；

检测单元，用于检测所述物料，得到检测结果。

本实施例对数据检测设备进行了细化，丰富了实施例的具体实现手段。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第八种实现方式中，所述智能闭环系统还包括：

显示设备，用于显示所述检测结果和/或所述分析结果。

本实施例追加了显示设备，使得工作人员可以直观地查看检测结果和/或分析结果。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第八种实现方式中，所述检测结果包括所述物料的实时检测信息和所述物料的图片信息。

本实施例具体说明了检测结果的类型，增加了实施例的可操作性。

附图说明

图1为本申请实施例中的智能闭环系统的一个实施例示意图；

图2为本申请实施例中的智能闭环系统中印刷设备与spi设备的自闭环逻辑控制示意图；

图3为本申请实施例中的智能闭环系统中spi设备与贴片设备的自闭环逻辑控制示意图；

图4为本申请实施例中的智能闭环系统中贴片设备与炉前aoi设备的自闭环逻辑控制示意图；

图5为本申请实施例中的智能闭环系统中优化流程示意图；

图6为本申请实施例中的智能闭环系统的另一个实施例示意图；

图7为本申请实施例中的智能闭环系统的另一个实施例示意图；

图8为本申请和现有技术的焊点比较图；

图9为本申请实施例中的智能闭环系统的另一个实施例示意图；

图10为本申请实施例中的智能闭环系统的另一个实施例示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种智能闭环系统，用于自动识别工件缺陷，并自动调整加工设备。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

首先对本申请的关键术语进行解释：

闭环：基于反馈、目标驱动，才能自我进化、适应多因子扰动和变化，流程输入对输出的影响经常不是线性的。

焊膏：由焊料粉末、焊剂、溶剂和添加剂组成的膏状混合物。

焊点：元器件与电路板之间用焊接方法连接起来的结合部位。它包括焊料和被连接部位。

印刷：电子装联中采用印刷方法把焊膏或贴片胶施加于电路板上特定位置的工序。

贴片：板级装联中从供料器中拾取元器件并贴放到电路板上的特定位置的工序。可以是手动、半自动或自动的操作。

回流焊：通过熔化预先施加到电路板焊盘上的膏状软钎焊料，实现元器件(通常为表面贴装元器件)焊端或引脚与焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。

波峰焊：将熔化的软钎焊料，经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰，使预先插装或贴装有元器件的印制板通过焊料波峰，实现元器件焊端或引脚与焊盘之间机械和电气连接的软钎焊。

压接：装联时不需采用焊接，直接将元器件引线用压力机构压入印制板上预先专门设计的孔中从而实现机械和电气互连的方法。

刮刀：相对于漏印板成一定角度安装的用于刮印的金属薄板。

刮刀压力：刮刀头向下施加在印制板上的总的力；

pcb：printedcircuitboard，含有按预先设计形成的印制元件或印制线路以及两者结合的导电图形的印制板；

锡膏印刷检测(solderprintinginspection，spi)；

自动光学检查(automatedopticalinspection，aoi)；

自动x射线检查(automatedxrayinspection，axi)；

在线测试(in-circuittest，ict)；

功能测试(functionaltest，ft)。

本申请的智能闭环系统，可以通过建立数字化闭环制造系统实现高质量制造，人工、半自动向全自动化转变，把人的影响降低到最低，实现参数数字化度量；实现印刷、贴片、回流、装配、测试等电子装联多个工序的部分功能自动闭环管控，实现加工质量最优焊点；提升电子装联缺陷在线可拦截率，实现spi+aoi+ict等多工序间的n点照和&缺陷自定位，及自动关联分析，该系统包括：加工设备，用于对物料进行加工处理；检测设备，用于检测经过加工设备加工的物料，得到检测结果；数据分析服务器，用于根据预置的工艺逻辑分析检测结果，得到分析结果，并根据分析结果向加工设备反馈调整指令，使得加工设备根据调整指令进行调整。其中，加工设备包括印刷设备、贴片设备、回流炉设备、插件设备、波峰焊设备、压接设备、装配设备和在线温循设备。检测设备包括锡膏印刷检测spi设备、炉前自动光学检查aoi设备、炉后aoi设备、自动x射线检测axi设备、在线检测ict设备、功能测试ft设备。需要说明的是，加工设备和检测设备还可以包括其他设备，具体此处不做限定。

请参阅图1，图1为本申请实施例中的智能闭环系统的一个实施例示意图。

该智能闭环系统包括多个微闭环，其中，第一微闭环包括印刷设备101和spi设备102，第二微闭环包括spi设备102和贴片设备103，第三微闭环包括贴片设备103和炉前aoi设备104，第四微闭环包括炉前aoi设备104和回流炉设备105，第五微闭环包括回流炉设备105和炉后aoi设备106，第六微闭环包括插件设备108、波峰焊设备109、压接设备110、ict设备111和装配设备112，第七微闭环包括ft设备113和在线温循设备114。在该系统中，多设备联动的自纠正，将人的经验植入闭环工艺逻辑算法，工艺逻辑是闭环系统的核心，其中工艺逻辑嵌入数据分析服务器115中；本申请由检测单元自闭环控制加工单元、自动执行的闭环动作，无需人工介入(基于波动性分析和已知缺陷改进)；工艺逻辑算法来源技术研究结果与加工过程大数据分析；本申请通过加工不良y＝f(x1，x2，x3)数据的分析、模型的建立，自动识别风险，并回归确认不良缺陷，不断优化预警模型直至最优。

工艺逻辑的设计思路是通过各种方法保证加工质量结果在一个相对稳定的状态和窗口范围内，也可以叫做加工制程的过程稳定性逻辑设计，包括监控、分析、纠正三个环节。工艺逻辑闭环方法流程：

1、以各检测设备的缺陷谱为入口，如：

印刷缺陷：少锡、多锡、连锡、偏位；

贴片缺陷：贴偏、立碑、飞料；

焊接缺陷：少锡、连锡、偏位；

2、针对每一种缺陷，分析其产生原因的可能性，或影响因子的权重，如：

印刷少锡可能原因；

贴片偏位可能原因；

3、逐条排查这些可能原因，以分值形式呈现，分数越高代表可能性越大，如：

印刷少锡可能因为钢网堵孔导致：x分；

印刷少锡可能因为参数设置异常导致：y分；

4、综合判定某种可能原因，给出唯一结果推送给加工设备，进行优化动作，若结果不唯一则推送给相关技术人员人工判定。

下面各种闭环的功能进行描述：

印刷设备101+spi设备102工序闭环：通过spi设备102对印刷质量检验数据分析，自动调整印刷设备101参数收窄印锡工艺窗口，达到一致性表现最优状态，并对数据信息处理进行存储。

spi设备102+贴片设备103工序闭环：建立贴片设备103与贴片设备103之间微闭环逻辑，实现由spi数据分析得出的调整贴片位置指令实时调整贴片坐标，减少焊接不良。

贴片设备103+炉前aoi设备104工序闭环：由aoi数据分析得出的调整贴片位置指令实时调整贴片坐标，提升焊接质量。

炉前aoi设备104+回流炉设备105工序闭环：通过在回流炉设备105上加装26个sensor对温度、轨道振动、风扇转速、链速波动等参数进行实时监控和数据采集，对每款单板建立最优温度数据模型，开启实时监控并采集每片单板回流时的数据进行分析、对比，实现加工过程中的动态自校准。

整线多点照合+缺陷自定位系统：通过对前工序印刷spi设备102+贴片设备103、炉前aoi设备104+回流炉设备105等微闭环中的图像数据与印刷、贴片、回流炉设备105参数、物料信息以及mes系统关联进行信息处理，并将结果输出同一个界面进行显示对比，实现缺陷快速定位与联动自校准。

为了便于理解，下面结合具体应用实施例对本申请的智能闭环系统进行描述：

印制电路板pcb通过轨道进入到电子装联设备印刷设备101时，扫描pcb上的条形码；印刷设备101执行标准印刷动作，记录刮刀压力/速度、钢网脱模间距等加工过程参数，在数据库内生成单板印刷实时参数信息并上传到数据分析服务器115；当pcb进入到spi设备102时，扫描pcb上的条形码；然后进行标准spi检测动作，在spi数据库内生成当前pcb上所有焊盘的锡膏实时检测信息和检测图片；当spi设备102检测完pcb1，将所有测试数据上传到数据分析服务器115上按照监控对象的设定进行过程稳定性的分析判断；判断的结果推送给印刷设备101的agent，agent根据结果对印刷设备101发送相应指令，指令执行后，pcb3才可进入印刷设备101，否则pcb3一直处于等待进板状态，pcb2可正常进行印刷；指令控制按照前后刮刀区分，例如pcb1的信息，控制pcb3的进板(参数实时优化)；pcb2的信息，控制pcb4的进板(参数实时优化)；pcb3的信息，控制pcb5的进板(参数实时优化)，以此类推。如图2所示，图2为印刷设备101与spi设备102的自闭环逻辑控制示意图。

当pcb进入到贴片设备103时，扫描pcb上的条形码；pcb1完成spi数据检测→分析结果上传agent→agent进行数据分析→触发工艺逻辑→贴片设备103接收指令并保存到指令列表(获取pcb1条形码barcode和修正correction指令)→贴片设备103识别并定位到pcb1barcode→执行工艺逻辑，从指令列表中清除已执行指令(过n块板(数量可配置)如果暂存列表中的指令未被触发，自动清除)；进行标准贴片动作，在贴片设备103数据库内生成当前pcb实时的贴片加工参数信息并上传到数据分析服务器115；如图3所示，图3为spi设备102与贴片设备103的自闭环逻辑控制示意图；

当pcb进入到炉前aoi设备104时，扫描pcb上的条形码进行标准aoi检测动作，在炉前aoi数据库内生成当前pcb上所有器件的实时检测信息和检测图片并上传到数据分析服务器115；当炉前aoi设备104检测完pcb1，将所有测试数据上传到数据分析服务器115上按照监控对象的设定进行过程稳定性的分析判断，pcb2等同样处理，当有需要推送的结果时会给到贴片设备103的agent，agent根据结果对贴片设备103发送相应指令，仅接收agent反馈的信息并在屏幕上弹窗显示；如图4所示，图4为贴片设备103与炉前aoi设备104的自闭环逻辑控制示意图。

当pcb进入到回流炉设备105时，扫描pcb上的条形码进行标准的回流焊接，在回流炉设备105的数据库内生成当前pcb上的实时温度信息并上传到数据分析服务器115；

当pcb进入到炉后aoi设备106时，扫描pcb上的条形码；进行标准aoi检测动作，在炉后aoi设备106的数据库内生成当前pcb上所有器件的实时检测信息和检测图片并上传到数据分析服务器115；

进行插件、波峰焊、压接、装配等动作，实现在线检测高密连接器正位度、缺针、弯针跪脚等来料质量，避免来料缺陷流入压接工序；并结全不同连接器引脚与孔配合情况下，可靠预插与压力的控制曲线，实现压接闭环控制；并设备记录压接力/速度等加工过程数据并上传到数据分析服务器115；

当pcb进入到ict设备111时，扫描pcb上的条形码；进行标准ict测试动作，在ict设备111检出缺陷时，记录每一种缺陷对应的检测信息和图片并上传到数据分析服务器115中。

当pcb进入到ft设备113时，扫描pcb上的条形码；进行标准ft测试动作，在ft设备113检出缺陷时，记录每一种缺陷对应的检测信息和图片并上传到服务器；通过加工不良y＝f(x1，x2，x3)数据的分析、模型的建立，自动识别风险，并回归确认不良缺陷，不断优化预警模型直至最优，其中，优化流程如图5所示。

在本实施例中的智能闭环系统中，工艺逻辑是在数据分析服务器上运算和执行。即当数据采集完成后，按照设定的规则进行相应的逻辑分析和处理，将处理后的数据上传到数据库中，且将部分分析后的数据反馈回相应的加工设备，进行参数的调整。

各种底层逻辑并非单独支撑某种应用功能，而是一个逻辑全集，功能层的各种应用是调用和组合相应的逻辑来实现的，而闭环系统it界面相当于功能层的可视化显示，逻辑部分可以理解为数据采集和it界面显示的中间转换环节，是闭环系统it界面的后台支撑，各种逻辑中包括对引用数据来源、分析方式、逻辑算法、结果判定及推送嵌入位置说明等。

请参阅图6，图6为本申请实施例中的智能闭环系统的一个系统架构示意图，该架构示意图包括用户层、数据处理层、数据预处理层、协议层、接口层和设备层。

请参阅图7，图7是本申请实施例中的智能闭环系统的另一个实施例示意图，本实申请中的闭环制造的核心是通过控制所有过程参数波动来达到超高加工质量，通过增加在线自动化数据采集；规格自动比对；数据结果的与闭环逻辑算法实现自动关联分析等，并下行闭环管控减少人为影响；通过对加工过程大数据分析及工艺研究，将工艺结果与工艺过程的关系y＝f(x1，x2，x3，x4…)白盒化，实现智能闭环。

请参阅图8，图8为本申请和现有技术的焊点比较。

本申请中的智能闭环系统的“微闭环”理念，将工艺knowhow调制技术通过自主开发软件封装到设备，实现机器对工艺过程的智能管控(自适应、自调整、自学习、问题自闭环、可追溯)，解决离散型随机缺陷世界难题，实现路由器t级100k焊点高复杂单板组装dpmo<2ppm，加工能力达6.25sigma业界最佳水平。

本申请中的智能闭环系统包括，加工设备，用于对物料进行加工处理；检测设备，用于检测经过加工设备加工的物料，得到检测结果；数据分析服务器，用于根据预置的工艺逻辑分析检测结果，得到分析结果，并根据分析结果向加工设备反馈调整指令，使得加工设备根据调整指令进行调整。本申请实施例可以用于自动识别工件缺陷，并自动调整加工设备。

请参阅图9，图9为本申请实施例中智能闭环设备的另一个实施例示意图。

加工设备901，用于对物料进行加工处理；

检测设备902，用于检测经过加工设备加工的物料，得到检测结果；

数据分析服务器903，用于根据预置的工艺逻辑分析检测结果，得到分析结果，并根据分析结果向加工设备反馈调整指令，使得加工设备根据调整指令进行调整。

请参阅图10，图10为本申请实施例中智能闭环设备的另一个实施例示意图。

加工设备1001，用于对物料进行加工处理；

其中，加工设备1001包括：

第一识别单元10011，用于识别物料上的身份信息；

加工单元10012，用于对物料进行加工处理。

检测设备1002，用于检测经过加工设备加工的物料，得到检测结果；

其中，检测设备1002包括：

第二识别单元10021，用于识别物料的身份信息；

检测单元10022，用于检测物料，得到检测结果。

数据分析服务器1003，用于根据预置的工艺逻辑分析检测结果，得到分析结果，并根据分析结果向加工设备反馈调整指令，使得加工设备根据调整指令进行调整。

其中，数据分析服务器1003包括：

比对单元10031，用于将检测结果和预置的标准模型进行比对，得出比对结果；

分析单元10032，用于根据工艺逻辑分析比对结果，得到调整指令；

反馈单元10033，用于向加工设备反馈调整指令。

显示设备1004，用于显示检测结果和/或分析结果。

本申请中的智能闭环系统中，加工设备1001对物料进行加工处理；检测设备1002检测经过加工设备加工的物料，得到检测结果；数据分析服务器1003根据预置的工艺逻辑分析检测结果，得到分析结果，并根据分析结果向加工设备反馈调整指令，使得加工设备根据调整指令进行调整。本申请实施例可以用于自动识别工件缺陷，并自动调整加工设备。

以上，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。