[发明专利]一种基于最近插入法的贴片机贴装路径规划方法

说明书

一种基于最近插入法的贴片机贴装路径规划方法，它属于电器技术及电气工程领域。本发明解决了现有的商业软件规划得到的贴装路径较长的问题。本发明具体通过以下步骤实现：步骤一、根据拾贴周期内各吸杆要贴装的元件类型，通过坐标转换确定各吸杆拾贴对应类型元件的贴装点时贴片头的坐标；步骤二、按照最近插入方法，确定在拾贴周期内访问贴装点的先后顺序及对应的吸杆编号；步骤三、根据步骤二确定出的贴装点访问的先后顺序形成的闭环回路，通过拆解闭环回路的最长边，调整贴装点访问顺序，得到优化后的贴装路径。本发明可以应用于贴片机贴装路径规划领域。

技术领域

本发明属于电器技术及电气工程领域，具体涉及一种单动臂并列式贴片头贴片机的贴装路径规划方法。

背景技术

随着当今社会步入信息化时代，电子信息技术也正在无形之中影响和改变着人们的生产与生活方式。特别是在近几年，消费类电子产品需求量迅速增加，追求高集成度、小体积的电子产品对电子产业的生产和制造技术提出了更高的要求。电子产业发展的先进性是衡量一个国家综合国力的重要指标之一，同时电子产业也是航天、航空、军工、船舶等多个领域的支柱性产业，直接关系到国民经济发展命脉。提升电子产业技术水平，能有效地带动经济的进一步发展。作为电子产业的核心技术之一，表面贴装技术是指在印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)的基础上进行加工的系列工艺流程。

贴片机又被称为表面贴装系统(Surface Mount System，SMT)，在生产线中，它通过移动贴装头把表面贴装元器件准确地放置PCB焊盘上，是一种具有高速、高精度的全自动表面贴装设备。贴片机可分为拱架型、转塔型和复合型，表面贴装技术主要解决贴片机的供料器元件布置和贴装路径规划两个相互耦合问题，通常贴装路径规划是基于贴片机对供料器和元件的布置结果进行的。

贴片机贴装路径规划是组合优化中的一个NP难问题，其通过合理选择印制电路板上元件的贴装顺序，确定贴装路径的最短回路。最近插入法是解决贴装路径最小化的一种高效算法，其核心思路是通过选择结点访问的先后顺序、尽可能降低新增对闭合路径的路程增加量。

1、拱架型贴片机概述

拱架型贴片机的元件供料器和待贴装印制电路板位置是固定的，贴片头在供料器和印制电路板之间往复运动，将元件从供料器中取出并贴装在印制电路板上。由于贴片头安装在拱架型的动臂上，故称其为拱架型贴片机，以下简称为贴片机。贴片机的贴片头往复移动距离较长，单次贴装的元件数量有限，为了提升生产速度，贴片头上通常安装有多个吸杆同时从供料器中拾取元件。

相较于转塔型贴片机，这类机型系统结构简单，可实现高精度，适于各类封装的元件，也被称为多功能贴片机，供料器有带式、管式、托盘式。适于中小批量生产，也可多台机组合用于大批量生产。其在结构上具有如下特征：

(1)传动与驱动机构

贴片机本质上是一个高精密的运动控制系统。首先，印制电路板经由传送带到达指定加工位置。而贴片机的主体由三个直线导轨控制贴片头在水平面内沿X轴和Y轴方向运动，包括两条相互平行的定臂和一条动臂。直线导轨由电机驱动，两个定臂对应的电机为Y轴方向电机，带动动臂沿Y轴方向运动，动臂对应的电机为X轴方向电机，带动贴片头实现X轴方向运动。

贴片头同时安装有多个并列排放的吸杆，各个吸杆均可以在电机的驱动下实现Z轴方向运动，完成对元件的拾取和贴装。此外，另有R轴电机带动吸杆绕其轴转动对拾取元件的角度偏移进行补偿。

(2)元件拾取与供应机构

元件的拾取由吸杆完成，供应由供料器提供。吸杆内部中空，并与真空泵连通，真空泵抽气在吸杆内部建立真空环境，吸杆底部安装有吸嘴。对于不同尺寸的元器件，其采用的吸嘴型号不尽相同。对于多功能贴片机，贴片头需移动至吸嘴库进行吸嘴的安装与更换。