一种电子元器件贴片路径优化方法、设备、介质及终端技术

本发明专利技术属于电子技术领域，公开了一种电子元器件贴片路径优化方法、设备、介质及终端，在正式生产前导入机器参数及PCB数据文件信息，确定生产前准备工作；根据导入信息确定各吸杆贴装对应类型元件的贴装点信息；在所提供的信息基础上构造cycleMount结构体数组；采用聚类算法对cycleMount结构体数组进行分析，确定各拾贴周期内吸杆贴装的元件序号；采用进化算法确定各元器件的贴装顺序及贴片路径；根据各元器件的贴装顺序及贴片路径，通过贴片机进行贴片。本发明专利技术可用于多轴联动吸嘴飞达安排策略及电子元器件贴片路径优化方案的制定节约了贴片机工作时间，提高了工作效率。提高了工作效率。提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种电子元器件贴片路径优化方法、设备、介质及终端


[0001]本专利技术属于电子
，尤其涉及一种电子元器件贴片路径优化方法、设备、介质及终端。

技术介绍

[0002]目前，在电子领域发展迅速的今天印制电路板(PCB)在生活中得到了越来越广泛的应用。人们追求精巧化物件的同时对PCB板提出了更高的要求。因此，PCB板上的电子元器件通过贴片(SMT)技术实现也得到电子企业的普遍应用。在当前电子企业中SMT工序方案大多由技术人员根据自己的经验来制定，但由于PCB板电子元器件数大、种类多的特点使得仅靠人工经验制定的方案在生产实际中表现得效率低下，贴片机运行效率上与理想状态相距甚远。其中最主要原因在于吸嘴飞达安排策略和电子元器件的贴片路径选择上，而且二者是紧密相连的，相互制约的。为此想提高贴片机运行效率，最大发挥各种贴片机加工潜能，需要针对二者的紧密关系研发一种规划方法可以使吸嘴飞达安排更加合理的同时满足贴片路径最优化。
[0003]目前市场面对于飞达吸嘴安排及电子元器件贴片路径研究比较孤立，少部分考虑到了二者紧密性，但研究方法又过于单一化，不能有效解决根本问题。主流的研究将贴片机路径优化过程拆解为两个互耦的子问题：吸嘴飞达安排和电子元器件路径优化。这两个问题均为NP
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hard问题，尚无同一解法。但电子元器件路径优化问题同商旅问题类似，是一个经典的组合优化问题，因此该问题常使用智能算法求解来得到满意解。
[0004]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中贴片路径规划算法单一、精度低，规划方法进行路径搜索用时较长且规划效果不理想，导致贴片机运行效率低下。针对上述问题本专利技术提出的路径优化算法将飞达吸嘴安排与贴片机路径优化结合，能够提高贴片机运行效率，减少能源消耗。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种电子元器件贴片路径优化方法、设备、介质及终端。
[0006]本专利技术是这样实现的，一种电子元器件贴片路径优化方法，所述电子元器件贴片路径优化方法包括：
[0007]步骤一，在正式生产前导入机器参数及PCB数据文件信息，确定生产前准备工作；根据导入信息确定各吸杆贴装对应类型元件的贴装点信息；
[0008]步骤二，在所提供的信息基础上构造cycleMount结构体数组；
[0009]步骤三，利用聚类算法将元器件的坐标(cycleMount结构体数组)进行聚类，将待贴装的位置按照聚集程度聚成几类。
[0010]步骤四，在每个类里采用进化算法，进一步优化路径。
[0011]进一步，所述步骤一中，导入机器参数及PCB数据文件信息具体过程为：
[0012]导入机器参数；
[0013]导入PCB数据；
[0014]进一步，所述步骤二中，在所提供的信息基础上构造cycleMount结构体数组的具体过程为：
[0015][0016]进一步，所述步骤三中，聚类算法具体过程为：
[0017][0018][0019]统计K邻近样本中每个类标号出现的次数；
[0020]选择出现频率最大的类标号作为未知样本的类标号。
[0021]进一步，所述步骤三中，采用聚类算法对cycleMount结构体数组进行分析具体过程为：
[0022]按照某个特定的标准，将物理或抽象对象的集合分成由类似的对象组成的多个类的过程，使得同一个类的数据对象具有相似性，不同类中的数据对象具有差异性，完成数据分类。
[0023]进一步，所述步骤四中，进化算法具体过程为：
[0024][0025]进一步，所述步骤四中，采用进化算法确定各元器件的贴装顺序及贴片路径具体过程为：
[0026]根据聚类分析结果相关信息确定一个初始安排策略及电子元器件贴片路径；根据确定的取料速度和料站位置参数信息，计算出整个取料过程所需要的时间；
[0027]然后采用进化算法，为计算主体，每一代的计算中，分析吸嘴和飞达的位置；当对减少贴装时间有利，称为优化因子；当对减少贴装时间不利，称为有害因子；保留优化因子，调整有害因子，然后进行到下一次的迭代计算中，经过一定数量的遗传迭代，贴装时间最终收敛在一定的范围之内，得到最终的吸嘴飞达安排策略及电子元器件贴片路径；将计算出来的吸嘴飞达安排策略及电子元器件贴片路径，以方便用户读取的列表形式输出。
[0028]进一步，所述步骤四中，贴片机为机
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电
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光以及计算机控制技术的综合体；通过吸取
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位移
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定位
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放置功能，在不损伤元件和印制电路板的情况下，将SMC或SMD元件快速而准确地贴装到PCB板所指定的焊盘位置上；元件的对中有机械对中、激光对中、视觉对中3种方式；贴片机由机架、x
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y运动机构、贴装头、元器件供料器、PCB承载机构、器件对中检测装置、计算机控制系统组成；x
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y运动机构包括滚珠丝杆、直线导轨、驱动电机；整机的运动主要由x
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y运动机构来实现，通过滚珠丝杆传递动力、由滚动直线导轨运动副实现定向的运动；
[0029]所述步骤四中，贴片机采用SMT贴片机，SMT贴片机在重要部件贴装主轴、动和静镜头、吸嘴座、送料器上进行了Mark标识；机器视觉自动求出Mark中心系统坐标，建立贴片机系统坐标系和PCB、贴装元件坐标系间的转换关系，计算得出SMT贴片机的运动精确坐标；贴装头根据导入的贴装元件的封装类型、元件编号参数到相应的位置抓取吸嘴、吸取元件；静镜头依照视觉处理程序对吸取元件进行检测、识别与对中；对中完成后贴装头将元件贴装到PCB上预定的位置；
[0030]所述步骤四中，根据各元器件的贴装顺序及贴片路径，通过贴片机进行贴片具体过程为：
[0031]对数据进行初始化，进行进板；自动学习PCBMark，并进行吸嘴的选择；选择送料
器，进行LED灯的控制；通过视觉对中，贴装元器件；吸嘴放回吸嘴座，出板。
[0032]本专利技术的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
[0033]步骤一，在正式生产前导入机器参数及PCB数据文件信息，确定生产前准备工作；根据导入信息确定各吸杆贴装对应类型元件的贴装点信息；
[0034]步骤二，在所提供的信息基础上构造cycleMount结构体数组；
[0035]步骤三，采用聚类算法对cycleMount结构体数组进行分析，确定各拾贴周期内吸杆贴装的元件序号；
[0036]步骤四，采用进化算法确定各元器件的贴装顺序及贴片路径；根据各元器件的贴装顺序及贴片路径，通过贴片机进行贴片。
[0037]本专利技术的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子元器件贴片路径优化方法，其特征在于，所述电子元器件贴片路径优化方法包括：步骤一，在正式生产前导入机器参数及PCB数据文件信息，确定生产前准备工作；根据导入信息确定各吸杆贴装对应类型元件的贴装点信息；步骤二，在所提供的信息基础上构造cycleMount结构体数组；步骤三，采用聚类算法对cycleMount结构体数组进行分析，确定各拾贴周期内吸杆贴装的元件序号；步骤四，采用进化算法确定各元器件的贴装顺序及贴片路径；根据各元器件的贴装顺序及贴片路径，通过贴片机进行贴片。2.如权利要求1所述电子元器件贴片路径优化方法，其特征在于，所述步骤一中，导入机器参数及PCB数据文件信息具体过程为：导入机器参数；导入PCB数据；fori＝1：n；arr1[]＝贴片头之间一定距离的二维距离；arr2[]＝arr1[]中行及列对应序号索引；arr3[]＝arr1[]中行及列对应的吸杆索引&吸杆数；end。3.如权利要求1所述电子元器件贴片路径优化方法，其特征在于，所述步骤三中，聚类算法具体过程为：初始化距离值为arr1[]最大值；while；计算带分类样本和每个训练样本的距离dist；得到目前K个最邻近样本中的最大距离maxdist；ifdist<maxdist；训练样本作为K最邻近样本；end；end；统计K邻近样本中每个类标号出现的次数；选择出现频率最大的类标号作为未知样本的类标号。4.如权利要求1所述电子元器件贴片路径优化方法，其特征在于，所述步骤三中，采用聚类算法对cycleMount结构体数组进行分析具体过程为：按照某个特定的标准，将物理或抽象对象的集合分成由类似的对象组成的多个类的过程，使得同一个类的数据对象具有相似性，不同类中的数据对象具有差异性，完成数据分类。5.如权利要求1所述电子元器件贴片路径优化方法，其特征在于，所述步骤四中，进化算法具体过程为：arr4[]＝初始电子元器件贴片路径；计算贴片时间time；
forj＝1：iter；选择、重组、变异arr4[]；计算贴片时间new_time；ifnew_time<time；保留优化因子arr4[]；else；调整有害因子arr4[]；end。6.如权利要求1所述电子元器件贴片路径优化方法，其特征在于，所述步骤四中，采用进化算法确定各元器件的贴装顺序及贴片路径具体过程为：根据聚类分析结果相关信息确定一个初始安排策略及电子元器件贴片路径；根据确定的取料速度和料站位置参数信息，计算出整个取料过程所需要的时间；然后采用进化算法，为计算主体，每一代的计算中，分析吸嘴和飞达的位置；当对减少贴装时间有利，称为优化因子；当对减少贴装时间不利，称为有害因子；保留优化因子，调整有害因子，然后进行到下一次的迭代计算中，经过一定数量的遗传迭代，贴装时间最终收敛在一定的范围之内，得到最终的吸嘴飞达安排策略及电子元器件贴片路径；将计算出来的吸嘴飞达安排策略及电子元器件贴片路径，以方便用户读取的列表形式输出。7.如权利要求1所述电子元器件贴片路径优化方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明辉，石小秋，谢心澜，张敏，蔡勇，石宇强，余家欣，袁雪娇，李永桥，张德虎，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：