CN101566840A

CN101566840A - 用于优化元件安装顺序的控制方法及系统

Info

Publication number: CN101566840A
Application number: CNA200910106979XA
Authority: CN
Inventors: 甄幸文
Original assignee: Shenzhen Skyworth RGB Electronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Skyworth RGB Electronics Co Ltd
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2029-05-15
Also published as: CN101566840B

Abstract

一种用于优化元件安装顺序的控制方法，其包括：获取控制自动插件机器中的多个插件头交替执行插件操作的原插件程序；将所述原插件程序中各个控制项数据指向的插入点坐标按统一参照进行坐标转换处理；采取变异邻近最短路径算法对各个插入点坐标进行排序处理；将排序处理后的各个插入点坐标进行坐标还原转换处理；按所述原插件程序中控制项数据的格式，将所有控制项数据按照各个插入点坐标的排列顺序重新排序组合，生成并输出目标插件程序。本发明还公开一种用于优化元件安装顺序的控制系统。本发明解决对元件安装的插件程序进行优化排序处理的技术问题，避免插件过程中不必要的耗时，达到提高生产效率。

Description

用于优化元件安装顺序的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电子制造领域元件插接控制技术，尤其是涉及一种确定一台组装机器将电子元件安装到某个片基(譬如一块印刷电路板)的最优顺序的控制方法及系统。

背景技术

传统上，通过对一台组装机器将电子元件安装到某块印刷电路板(PCB)或者其他片基的顺序进行优化来使生产节拍时间(就是说，安装所用的时间)最小。作为该优化的一部分，必须事先对含有需要安装的元件的各种元件供应装置在该组装机器中的排列顺序进行优化。

在我们实际生产过程中往往由于PCB的各种设计问题，电路板的设计组装(PCBA，例如我们彩色电视机的主板)需要安装尺寸规格不一致的铆钉(Eyelet)，此工作一般通过一种带两到三个插件头的自动插件机器来完成，其工作过程是：一次插件循环可完成一块电路板上所有铆钉的装着，而其中不同铆钉的插件是通过插件头之间的切换得以完成。因此插件过程中该在什么时候进行插件头切换插件将直接影响插件效率。

自动插件机器上的3个机器插件头并排固定在一条直线上，插件头之间的间距为100mm，插件头通过上下运动完成插件，插件头底下的坐标系可以自由平移。例如，坐标(X+200.00mm，Y+200.00mm)位置点需要插件头1进行插件，则机器坐标系先移动至(X+200.00mm，Y+200.00mm)位置，然后由插件头1向下插入一颗铆钉，其他两个插件头2、3则不作任何操作，其他插件动作过程类似。

根据机器实际情况，例如需要装着3种类型的铆钉，则分别由插件头1、插件头2、插件头3各自完成插件一种类型的铆钉。而机器插件程序的编排在原有技术上一般只能依靠人为经验进行处理，例如采取从插件头1到3或者3到1等顺序完成每一步操作，或者偶尔凭经验的调整相互交错插件方式，此程序编排方式在一定程度上可认为比较简便省事，但是按插件头顺序插件会限制机器插件路线的进一步优化从而导致整体插件时间长、效率低，而人工凭经验的交错插件方式，很难准确判断切换时机，往往导致插件头之间的切换耗用时间长，同样会造成整体插件时间长和效率低的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于优化元件安装顺序的控制方法及系统，解决对铆钉机器插件程序进行优化排序处理的技术问题，以避免插件过程中不必要的耗时，达到提高生产效率。

为解决本发明的技术问题，本发明公开一种用于优化元件安装顺序的控制方法，其包括：

获取控制自动插件机器中的多个插件头交替执行插件操作的原插件程序；

将所述原插件程序中各个控制项数据指向的插入点坐标按统一参照进行坐标转换处理；

采取变异邻近最短路径算法对各个插入点坐标进行排序处理；

将排序处理后的各个插入点坐标进行坐标还原转换处理；

按所述原插件程序中控制项数据的格式，将所有控制项数据按照各个插入点坐标的排列顺序重新排序组合，生成并输出目标插件程序。

其中，所述对各个插入点坐标排序处理包括：

寻找插入点中相邻距离最短的两个插入点N1和N2；

计算插入点N1和N2的中点M1坐标，并寻找除插入点N1和N2之外距离该中点M1最近的第3个插入点N3；

计算中点M1与插入点N3的中点M2坐标，并寻找除插入点N1、N2、N3之外距离M2最近的第4个插入点N4；

直到经过依此类推的n-2次计算处理，将所有插入点坐标完成排序为：N1、N2、N3、N4、...、Nn-1、Nn；

其中n标示插入点坐标的总数量。

其中，所述插件头为并列设置的3个。

其中，所述坐标转换处理是以其中一个插件头的坐标为参照，由该插件头执行的控制项数据中的插入点坐标不变，而由另外2个插件头执行的控制项数据中的插入点坐标是依据该2个插件头与另一个插件头的之间的间距作进行坐标转换处理。

其中，所述坐标还原转换处理是所述坐标转换处理的反向处理。

其中，所述控制项数据的格式为：执行顺序号；X、Y轴坐标；执行该控制项数据使用的插件头；执行标示符。

另外，本发明还公开一种用于优化元件安装顺序的控制系统，其包括：

数据获取模块，用于获取控制自动插件机器中的多个插件头交替执行插件操作的原插件程序；

坐标转换处理模块，用于将所述原插件程序中各个控制项数据指向的插入点坐标按统一参照进行坐标转换处理；

路径优化与排序处理模块，用于采取变异邻近最短路径算法对各个插入点坐标进行排序处理；

坐标还原处理模块，用于将排序处理后的各个插入点坐标进行坐标还原转换处理；

插件程序生成模块，用于按所述原插件程序中控制项数据的格式，将所有控制项数据按照各个插入点坐标的排列顺序重新排序组合，生成并输出目标插件程序。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过对多插件头的插件模式进行分析处理，根据插件头的操作特征对路线进行重新优化排序；本发明是依据实际生产情况(包括机器特征、插件特点等)进行处理，故处理过程较为简单，但效果明显。另外，本发明的技术方案较为简易，实现容易，可广泛推广应用至其他涉及到此“多插件头”类似生产模式的机器设备之中，例如数控的机械加工过程，在多刀具(或者钻头等)的共同协助完成同道工序过程，以优化整个工艺过程，提高工作效率。

附图说明

图1是本发明的流程示意图；

图2是本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

由于铆钉在线路板上设计的尺寸不一样，一般自动插件机器同样设计为两个或者多个插件头，也就是同时可装载两种或多种规格的铆钉进行插件，但是在插件过程中各个插件头之间的自动切换插件需要耗费一定的时间，虽然单次切换时间暂短但同一插件循环中出现多次的切换将直接影响实际生产效率，因此本案技术方案目的是要对用于插件线路板上铆钉的自动插件机器的插件程序进行优化排序处理，以避免插件过程中不必要的耗时，达到提高生产效率。

为便于说明，本实施例以具有三个插件头的自动插件机器为依据进行进一步的详细描述。

考虑我们铆钉机器的三个插件头并排在固定位置(分别标记为H1、H2、H3)，其之间相互间距为：

插件头H1与插件头H2之间的间距W1＝插件头H2的X轴坐标-插件头H1的X轴坐标＝100mm；

插件头H2与插件头H3之间的间距W2＝插件头H3的X轴坐标-插件头H2的X轴坐标＝100mm。

而自动插件机器实际的插件程序的坐标是以H2坐标为参考标准，故对插件程序的处理过程中也是以H2坐标作为参照。

此外，由于铆钉不具备极性(插件方向性)要求，故插件程序中每条语句(或控制项数据)主要要求标记参数为语句执行顺序、XY坐标、插件头H、以及执行与否开关参数，如以下一条完整的插件语句或控制项数据的格式如下：

N006X+31079Y+18322H2/C

其中，‘N006’表示在插件顺序的第6步执行此段语句；

‘X+31079Y+18322’表示X、Y轴坐标，其单位为0.01mm；

‘H2’表示该操作语句使用插件头2；

‘/C’，执行标示符，表示该语句正常执行。

结合图1所示，本发明包括如下处理步骤：

步骤S101、导入原完整的PCB铆钉插件程序至电脑，对插件程序进行拆分：主要区分每条插件语句或控制项数据所指向的插入点坐标与使用的插件头。

步骤S102是对使用各插件头的插入点坐标进行以下处理，使由不同插件头执行的每条插件语句或控制项数据具有相同的参照坐标，以方便后面路线排序中插件头的安排：将所有使用插件头H1的每条插件语句或控制项数据中的插入点坐标进行转换：X坐标减去100mm、Y坐标不变；将所有使用插件头H3的每条插件语句或控制项数据中的插入点坐标进行转换：X坐标增加100mm、Y坐标不变。

步骤S103至步骤S104为对各个插件头的插件路径进行路线排序处理，此过程相当于是一种关于历遍所有点阵(即经过坐标转换后的每个插入点坐标对应一个点阵)的最短路径排列算法，此处我们使用一种变异的邻近最短路径算法。

假设插件程序一共有n条插件语句或控制项数据，新坐标点阵进行路线排序(此处采取‘变异邻近最短路径’算法)，过程如下(其中，中点指2个坐标点之间的中间点)：

步骤S103、寻找插入点中相邻距离最短的两个插入点N1和N2。

步骤S104、对于余下的n-2个插入点坐标的排列顺序处理，可由一个指针循环语句“FORi＝1 to n-2”来控制处理：

FOR i＝1时，计算插入点N1和N2的中点M1坐标(Xm1，Ym1)，并寻找除插入点N1和N2之外距离该中点M1最近的第3个插入点N3；且指针i+1。

FOR i＝2时，计算中点M1与插入点N3的中点M2坐标(Xm2，Ym2)，并寻找除插入点N1、N2、N3之外距离M2最近的第4个插入点N4。

FOR i＝3时，计算M2、N4的中点M3坐标(Xm3，Ym3)，并寻找除插入点N1、N2、N3、N4之外距离M3最近的第5个插入点N5。

依此类推，直到经过n-2次计算处理，将所有插入点坐标完成排序，排序为：N1、N2、N3、N4、...、Nn-1、Nn；此排列顺序即为目标插件程序的插件路线顺序。

步骤105、将每条插件语句或控制项数据中的插入点坐标进行还原转换：所有使用插件头H1的所有插入点的X坐标增加100mm、Y坐标不变；所有使用插件头H3的所有插入点的X坐标减去100mm、Y坐标不变；所有使用插件头H2的所有插入点的X坐标不变、Y坐标不变。

步骤106、按原插件程序的格式，将所有插件语句或控制项数据按照各个插入点坐标的排列顺序重新排序组合，生成并输出目标插件程序。

结合图2所示，本发明的控制系统包括：执行上述步骤S101的数据获取模块1；执行上述步骤S102的坐标转换处理模块2；执行上述步骤S103至步骤S104的路径优化与排序处理模块3；执行上述步骤S105的坐标还原处理模块4；执行上述步骤S106的插件程序生成模块5。

综上，本发明通过对多插件头的插件模式进行分析处理，根据插件头的操作特征对路线进行重新优化排序；本发明是依据实际生产情况(包括机器特征、插件特点等)进行处理，故处理过程较为简单，但效果明显。另外，本发明的技术方案较为简易，实现容易，可广泛推广应用至其他涉及到此“多插件头”类似生产模式的机器设备之中，例如数控的机械加工过程，在多刀具(或者钻头等)的共同协助完成同道工序过程，以优化整个工艺过程，提高工作效率。

Claims

1、一种用于优化元件安装顺序的控制方法，其特征在于，包括：

将排序处理后的各个插入点坐标进行坐标还原转换处理；

2、根据权利要求1所述用于优化元件安装顺序的控制方法，其特征在于，所述对各个插入点坐标排序处理包括：

寻找插入点中相邻距离最短的两个插入点N1和N2；

其中n标示插入点坐标的总数量。

3、根据权利要求1所述用于优化元件安装顺序的控制方法，其特征在于，所述插件头为并列设置的3个。

4、根据权利要求3所述用于优化元件安装顺序的控制方法，其特征在于，所述坐标转换处理是以其中一个插件头的坐标为参照，由该插件头执行的控制项数据中的插入点坐标不变，而由另外2个插件头执行的控制项数据中的插入点坐标是依据该2个插件头与另一个插件头的之间的间距作进行坐标转换处理。

5、根据权利要求1所述用于优化元件安装顺序的控制方法，其特征在于，所述坐标还原转换处理是所述坐标转换处理的反向处理。

6、根据权利要求1所述用于优化元件安装顺序的控制方法，其特征在于，所述控制项数据的格式为：执行顺序号；X、Y轴坐标；执行该控制项数据使用的插件头；执行标示符。

7、一种用于优化元件安装顺序的控制系统，其特征在于，包括：

8、根据权利要求7所述用于优化元件安装顺序的控制方法，其特征在于，所述路径优化与排序处理模块对各个插入点坐标排序处理包括：

寻找插入点中相邻距离最短的两个插入点N1和N2；

其中n标示插入点坐标的总数量。

9、根据权利要求7所述用于优化元件安装顺序的控制方法，其特征在于，所述插件头为并列设置的3个；所述坐标转换处理是以其中一个插件头的坐标为参照，由该插件头执行的控制项数据中的插入点坐标不变，而由另外2个插件头执行的控制项数据中的插入点坐标是依据该2个插件头与另一个插件头的之间的间距作进行坐标转换处理。

10、根据权利要求7所述用于优化元件安装顺序的控制方法，其特征在于，所述控制项数据的格式为：执行顺序号；X、Y轴坐标；执行该控制项数据使用的插件头；执行标示符。