[发明专利]电子整机SMT生产线虚拟制造系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子整机SMT生产线虚拟制造系统及其实现方法。

背景技术

虚拟制造(Virtual Manufacturing，VM)是实际制造在计算机上的本质实现，采用计算机建模与仿真技术，通过三维模型及动画或虚拟现实，实现产品的设计、工艺规划、加工制造、质量检验等产品制造的本质过程，以增强制造过程各级的决策与控制能力。表面组装技术(Surface Mounting Technology，SMT)被誉为电子工业第四次革命，SMT生产线是电子整机制造的主体和核心，SMT生产线主要设备包括：贴片机、丝印机、点胶机、回流焊炉、波峰焊炉和AOI测试机等。

电子产品在组装生产之前，制造工程师必须对SMT生产线主要设备编程并反复试生产，以确保操作规程的可行性和正确性，反复修改直到最后定型，再投入实际的批量生产。这样就使得生产准备时间很长，投入资金很大。随着市场竞争的加剧，产品交货周期必须缩短，生产成本必须控制。目前，国内外均是针对单台设备(主要是贴片机)开发离线编程系统，只能缩短设备CAM编程时间，还需反复试生产。因此如果可以提供一套电子整机SMT生产线虚拟制造系统及其实现方法，按照所设计的SMT关键设备的摸拟程序，能3D动画模拟SMT关键设备工作过程，能实时、并行地模拟出其未来组装全过程及对设计的影响，预测PCB组装的性能、成本和可制造性，从而有助于更有效、更经济灵活地组织生产，使工厂和车间的资源得到合理配置，使生产布局更合理、更有效，以达到开发周期短、成本低、生产效率高的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种电子整机SMT生产线虚拟制造系统及其实现方法，该系统根据EDA设计的电子整机板级电路，能3D可视化模拟SMT生产线工艺过程；按照所设计的SMT关键设备的摸拟程序，能3D动画模拟SMT关键设备工作过程，在3D仿真过程中对摸拟编程的错误进行检测，实时提示和存档。该系统在最短时间内为SMT生产线和关键设备程序设计的数据修改提供直观依据，以达到开发周期短、成本低、生产效率高的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种电子整机SMT生产线虚拟制造系统，该系统包含5个模块：

1、EDA输入模块：读入EDA设计文件，从中提取PCB板设计的信息；

2、SMT生产线工艺可视化仿真模块：根据PCB组装方式和生产线自动化程度，设计SMT生产线工艺流程和参数，并且3D动画显示SMT生产线工艺流程；

3、SMT关键设备摸拟编程与加工过程3D可视化仿真模块：在VC++6.0环境下，先读入EDA设计文件，再由工程师进行CAM模拟编程，系统自动生成贴装顺序程序文件，并将数据存入贴装数据库中；系统采用3DMax、UG、ProE等建模软件工具，建立SMT关键设备的仿真模型，再在VC++6.0环境下采用面向对象技术和OpenGL技术自动进行SMT关键设备静态3D仿真；采用图形变换技术和双缓存技术，并按照所设计的SMT关键设备的CAM模拟程序，系统自动进行SMT关键设备机构工作过程3D动画仿真。SMT关键设备包括：丝印机、点胶机、贴片机、回流炉、波峰焊、AOI测试机等。

4、可制造性分析模块：根据CAM程序文件、组装数据库和规则数据库的可制造性参数比较，在3D仿真过程中对SMT关键设备编程的错误进行检测，实时提示和存档；规则数据库是系统各种关键设备的SMT技术工艺要求建立的，包括：丝印规则库、贴片规则库、点胶规则库、回流焊规则库、波峰焊规则库、AOI规则库，可制造性参数是各种关键设备的关键SMT技术工艺要求参数。例如进行贴片机模拟编程时，CAM程序文件若没有标号定位编程，组装数据库就没有相应标号定位的数据，比较组装数据库与规则数据库的数据，即可检测出错误，并在进行3D仿真过程的同时，直观显示错误位置和类型。

5、组装数据库模块：工程师进行SMT关键设备模拟编程和建立CAM程序文件同时，系统自动生成组装数据库，包括：丝印数据库、贴片数据库、点胶数据库、回流焊数据库、波峰焊数据库、AOI数据库。组装数据库主要用于SMT关键设备加工过程可视化仿真和可制造性分析。

EDA输入模块输出端连接SMT关键设备摸拟编程与3D可视化仿真模块，SMT关键设备摸拟编程模块输出端连接组装数据库模块，组装数据库模块输出端连接关键设备3D仿真模块和可制造性分析模块。

同时，本发明还提供了一种利用电子整机SMT生产线虚拟制造系统实现电子整机SMT生产线虚拟制造的方法，该方法包括以下步骤：