[發明專利]一種單動臂并列式貼片頭貼片機的吸桿任務分配方法

有效

• 申請號: 201810829630.8
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108925126B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 高會軍;李政鍇;劉新鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H05K13/04
• 分類號: H05K13/04;H05K3/34
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種單動臂并列式貼片頭貼片機的吸桿任務分配方法，本發明涉及貼片機表面貼裝技術的優化方法。本發明的目的是解決目前單動臂并列式貼片頭貼片機吸桿任務分配方法尚缺少完整有效的研究框架，無法兼顧各優化目標，且優化過程耗時太長，最終的優化結果不穩定的問題。具體過程為：一、得到原始貼片機生產數據；二、得到便于處理的中間數據；三：確定吸桿任務分配的循環條件，即確定所有吸嘴分配情形；四：進行吸嘴分配：五：確定吸桿間吸嘴任務交換；六：判斷是否滿足元件分配的循環條件，若是則進行七，否則返回三；七：進行元件分配：八：將所有吸嘴分配情形中最優的吸桿任務分配結果作為最終分配結果輸出。本發明用于電器技術及電氣工程領域。

技術領域

本發明涉及貼片機表面貼裝技術的優化方法，特別涉及一種單動臂并列式貼片頭貼片機的吸桿任務分配方法，屬于電器技術及電氣工程領域。

背景技術

在現代化的生產生活中，各類電子設備扮演著愈發重要的角色，這使得印制電路板的生產需要滿足高密度、高復雜度、大規模及柔性化的生產需求。作為目前印制電路板生產的主流技術，表面貼裝技術得到了快速發展。表面貼裝生產線上最關鍵、最復雜的設備是全自動貼片機，它高速、高精度、全自動地將貼片元器件貼裝到印制電路板上的對應焊盤處。貼片機的拾取與貼裝過程在表面貼裝生產線中的耗時最長，因此成為了貼裝生產效率提高的瓶頸，隨之而來的是貼片機的拾取與貼裝過程優化問題，該問題的求解旨在通過合理地規劃拾取與貼裝過程，以使單臺貼片機的生產效率最大化。拾取與貼裝過程優化可被分為吸桿任務分配與拾貼路徑規劃兩部分，本發明提供了一種吸桿任務分配方法，特指單動臂并列式貼片頭貼片機的吸桿任務分配方法。

所述“印制電路板”，英文表達為Printed circuit board，縮寫為PCB，后文即簡稱為“PCB”。PCB是電子元器件進行電氣連接的載體，印制電路板表面有設計好的電子元器件的放置位置，放置之后的電子元器件的引腳可以借助焊錫與PCB上的焊盤焊接在一起，焊盤之間又通過PCB中的導線實現所需的電氣連接。

所述“貼片元器件”，是指通過表面貼裝與焊盤連接的電子元器件，與通過引腳穿過過孔與焊盤連接的直插元器件相區分，本專利中只涉及“貼片元器件”，后文簡稱為“元件”。貼片元器件在印制電路板表面的放置位置被稱作貼裝點。

所述“拾取與貼裝過程”，由“Pick-and-place Process”翻譯而來，有的地方也譯作“拾取與放置過程”，貼片機完成一塊PCB上的元件貼裝任務的過程被稱作對該PCB的拾取與貼裝過程，后文簡稱為“拾貼過程”。

所述“拾貼過程優化方法”，通過編程實現后，得到拾貼過程優化軟件，運行拾貼過程優化軟件得到的輸出結果即拾貼過程優化問題的求解結果。其中，吸桿任務分配是首先要完成的，通過吸桿任務分配，將得到拾貼過程中各個吸桿上所應安裝的吸嘴以及所應拾貼的元件類型，完成供料器分組，實現“拾貼周期數最小化”、“吸嘴更換次數最小化”、“往返吸嘴站次數最小化”、“同時拾取數量最大化”的目標。

1、單動臂并列式貼片頭貼片機機械結構

單動臂并列式貼片頭貼片機是動臂式貼片機(也稱拱架式貼片機)的一種，由圖1可見，貼片機的主體框架是一個三軸運動平臺，其在結構上具有如下特征。

(1)運動機構

由三個直線導軌控制實現水平面內的運動，其中兩個相互平行的直線導軌被稱作“定臂”，與定臂垂直安裝的直線導軌被稱作“動臂”，直線導軌由電機驅動，兩個定臂對應的電機為Y軸電機，帶動動臂沿Y軸方向運動，動臂對應的電機為X軸電機，帶動貼片頭實現X軸方向運動。所述“單動臂”即是指僅使用一個動臂，這區別于多動臂貼片機。

如圖1與圖2所示，并列式貼片頭即指貼片頭中的所有吸桿并排地排成一列，這區別于所有吸桿環繞排列的轉盤式貼片頭貼片機及轉塔式貼片頭貼片機。

吸桿在Z軸電機的驅動下實現Z軸方向運動，另外，還有電機帶動吸桿繞其軸轉動，這被稱作R軸運動，對應的電機被稱作R軸電機；