CN106406531B - 一种vr虚拟印刷电路板制造工厂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种VR虚拟印刷电路板制造工厂的方法，步骤一：建立印刷电路板制造VR虚拟车间以及位于车间内的设备的3D仿真模型；步骤二：按照印刷电路板的工艺类型和自动化程度，设计工艺流程和选择设备，工艺流程设计和设备选择存储于用户数据库和工艺流程设计及设备选择表；步骤三：按照步骤二所设计的工艺流程，完成每一个工序所选的设备的工艺参数设置和设备操作，工艺参数设置和设备操作存储于用户数据库；步骤四：将步骤二和步骤三存储的数据与规则数据库的数据进行比较，判断对错并打分。本发明采用计算机建模与仿真技术，通过三维模型和虚拟现实VR，实现产品设计、工艺设计、加工制造、质量检验等产品制造的本质过程。

Description

一种VR虚拟印刷电路板制造工厂的方法
技术领域
本发明涉及一种VR虚拟印刷电路板制造工厂的方法。
背景技术
印刷电路板制造是电子制造产业的基础，印刷电路板制造技术主要包括：电路图形转移(制板)技术、钻孔技术、电镀(铜、锡、金)技术、印刷阻焊膜技术和成型技术。印刷电路板制造技术复杂，工艺种类和设备类型繁多，制造工程师必须反复试生产，反复修改直到最后定型，以确保操作规程的可行性和正确性，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。
大部分高校和职校设立印刷电路板技术相关专业和课程，但因印刷电路板制造设备投入大，高校实验装备差，缺乏先进教学手段，学生不可能进行较高水平的实训，只能参观，形成教学培训的困境。
发明内容
本发明的目的是解决现有高校职校的技术问题，提供一种VR虚拟印刷电路板制造工厂的方法。
实现本发明目的的技术方案是一种VR虚拟印刷电路板制造工厂的方法，包括以下步骤：
步骤一：建立印刷电路板制造VR虚拟车间以及位于车间内的设备的3D仿真模型，同时建立用户数据库、规则数据库和工艺流程设计及设备选择表，所述规则数据库中存储各类规则数据；
步骤二：按照印刷电路板的工艺类型和自动化程度，设计工艺流程和选择设备，工艺流程设计和设备选择存储于用户数据库和工艺流程设计及设备选择表；
步骤三：在步骤一的VR虚拟车间的虚拟现实环境中，按照步骤二所设计的工艺流程，完成每一个工序所选的设备的工艺参数设置和设备操作，工艺参数设置和设备操作存储于用户数据库；
步骤四：将步骤二和步骤三存储的数据与规则数据库的数据进行比较，判断对错并打分；
步骤五：查看分数统计，找出错误，分析原因，修改步骤二和步骤三的设计和操作，并可根据需要增加或修改规则数据库的规则数据。
所述步骤一的具体方法为：采用三维软件工具建立印刷电路板制造设备的3D仿真模型，再采用面向对象技术、Unity 3D技术、OpenGL技术、图形变换技术和双缓存技术，构建VR虚拟制造车间的虚拟现实环境，将前述印刷电路板制造设备组合成三个VR虚拟车间：虚拟钻孔与加工车间、虚拟电路制板车间和虚拟电镀车间；所述虚拟钻孔与加工车间包括：裁板机、半自动钻孔机、全自动钻孔机、雕刻机、丝网印刷机、热层压机；虚拟电路制板车间包括：覆膜机、曝光机、显影机、蚀刻机、退膜机、半自动制板一体机、全自动制板一体机；虚拟电镀车间包括：半自动镀铜机、全自动镀铜机、化学镀锡机、喷锡机、清洗机。
所述步骤二的具体方法为：在基于VC++6.0的软件环境下，按照印刷电路板的工艺类型和自动化程度，设计工艺流程和选择设备；所述印刷电路板的工艺类型分为：单面板工艺、双面板工艺、多层板工艺、柔性板工艺、陶瓷板工艺；所述印刷电路板的自动化程度分为：小批量少品种、小批量多品种、大批量少品种、大批量多品种；根据不同的工艺类型和自动化程度组合，印刷电路板的工艺流程及设备的种类共有16种；将工艺流程设计和设备选择存储于用户数据库和工艺流程设计及设备选择表；所述工艺流程设计及设备选择表用于步骤三的设备参数设置和设备操作系统的操作向导。
所述步骤三的具体方法为：在VR虚拟制造车间的虚拟现实环境中，按照步骤二所设计的工艺流程设计及设备选择表，通过漫游方式找到工艺流程中每一个工序所选择的设备。先设置该设备工艺参数，再模拟实际设备工作过程，触碰虚拟设备上按钮及开关等装置，完成开机、上料、加热、生产模拟运行、取料和关机操作；若工艺流程的每步工序的设备均完成，则结束，若没完成，则进行下一步工序；将设备的工艺参数设置及设备操作的数据存储于用户数据库。
所述规则数据库存储的是基于步骤二所设计的16种印刷电路板的工艺流程及设备的类型的的工艺流程设计的规则数据和工序设备选择的规则数据、基于步骤三所操作的设备参数最佳设置的规则数据和设备正确操作的规则数据。
所述步骤一采用3DMax、UG或ProE三维软件工具建立印刷电路板制造设备的3D仿真模型。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：(1)本发明将实际制造采用虚拟制造工厂的形式在计算机上实现，采用计算机建模与仿真技术，通过三维模型和虚拟现实VR，实现产品设计、工艺设计、加工制造、质量检验等产品制造的本质过程，增强了制造过程各级的决策与控制能力。
(2)用户通过使用本发明在印刷电路板VR虚拟制造工厂的虚拟现实环境中，完成印刷电路板工艺流程设计、设备选择、设备参数设置和设备操作，并且自动判断对错并打分，适用于印刷电路板的试生产，具有一定的智能性和实操性，可降低成本和提高生产效率。
(3)本发明提供了一个全新的科技含量较高的教学培训和考评模式，可广泛应用于电子企业的培训及考评和高校高职的电子制造技术教学中。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明方法的流程图；
图2为本发明设计工艺流程和选择设备的流程图。
图3为本发明参数设置和设备操作的流程图。
具体实施方式
(实施例1)
见图1，本实施例的一种VR虚拟印刷电路板制造工厂的方法，包括以下步骤：
步骤一：建立印刷电路板制造VR虚拟车间以及位于车间内的设备的3D仿真模型，同时建立用户数据库、规则数据库和工艺流程设计及设备选择表，所述规则数据库中存储各类规则数据，具体包括16种印刷电路板的工艺流程及设备的类型的的工艺流程设计的规则数据、设备选择的规则数据、设备参数最佳设置的规则数据和设备正确操作的规则数据；采用3DMax、UG或ProE三维软件工具建立印刷电路板制造设备的3D仿真模型，再采用面向对象技术、Unity 3D技术、OpenGL技术、图形变换技术和双缓存技术，构建VR虚拟制造车间的虚拟现实环境，将前述印刷电路板制造设备组合成三个VR虚拟车间：虚拟钻孔与加工车间、虚拟电路制板车间和虚拟电镀车间；所述虚拟钻孔与加工车间包括：裁板机、半自动钻孔机、全自动钻孔机、雕刻机、丝网印刷机、热层压机；虚拟电路制板车间包括：覆膜机、曝光机、显影机、蚀刻机、退膜机、半自动制板一体机、全自动制板一体机；虚拟电镀车间包括：半自动镀铜机、全自动镀铜机、化学镀锡机、喷锡机、清洗机。
步骤二：按照印刷电路板的工艺类型和自动化程度，设计工艺流程和选择设备，工艺流程设计和设备选择存储于用户数据库和工艺流程设计及设备选择表；如图2所示：在基于VC++6.0的软件环境下，按照印刷电路板的工艺类型和自动化程度，设计工艺流程和选择设备；所述印刷电路板的工艺类型分为：单面板工艺、双面板工艺、多层板工艺、柔性板工艺、陶瓷板工艺；所述印刷电路板的自动化程度分为：小批量少品种、小批量多品种、大批量少品种、大批量多品种；根据不同的工艺类型和自动化程度组合，印刷电路板的工艺流程及设备的种类共有16种；将工艺流程设计和设备选择存储于用户数据库和工艺流程设计及设备选择表；所述工艺流程设计及设备选择表用于步骤三的设备参数设置和设备操作系统的操作向导。
步骤三：在步骤一的VR虚拟车间的虚拟现实环境中，按照步骤二所设计的工艺流程，，完成每一个工序所选的设备的工艺参数设置和设备操作，工艺参数设置和设备操作存储于用户数据库；如图3所示，在VR虚拟制造车间的虚拟现实环境中，按照步骤二所设计的工艺流程设计及设备选择表，通过漫游方式找到工艺流程中每一个工序所选择的设备。先设置该设备工艺参数，再模拟实际设备工作过程，触碰虚拟设备上按钮及开关等装置，完成开机、上料、加热、生产模拟运行、取料和关机操作；若工艺流程的每步工序的设备均完成，则结束，若没完成，则进行下一步工序；将设备的工艺参数设置及设备操作的数据存储于用户数据库。
步骤四：将步骤二和步骤三存储的数据与规则数据库的数据进行比较，判断对错并打分；
步骤五：查看分数统计，找出错误，分析原因，修改步骤二和步骤三的设计和操作，并可根据需要增加或修改规则数据库的规则数据。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种VR虚拟印刷电路板制造工厂的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：建立印刷电路板制造VR虚拟车间以及位于车间内的设备的3D仿真模型，同时建立用户数据库、规则数据库和工艺流程设计及设备选择表，所述规则数据库中存储各类规则数据；
步骤二：按照印刷电路板的工艺类型和自动化程度，设计工艺流程和选择设备，工艺流程设计和设备选择存储于用户数据库和工艺流程设计及设备选择表；
步骤三：在步骤一的VR虚拟车间的虚拟现实环境中，按照步骤二所设计的工艺流程，完成每一个工序所选的设备的工艺参数设置和设备操作，工艺参数设置和设备操作存储于用户数据库；
步骤四：将步骤二和步骤三存储的数据与规则数据库的数据进行比较，判断对错并打分。
2.根据权利要求1所述的一种VR虚拟印刷电路板制造工厂的方法，其特征在于：还包括步骤五：查看分数统计，找出错误，分析原因，修改步骤二和步骤三的设计和操作，并可根据需要增加或修改规则数据库的规则数据。
3.根据权利要求1所述的一种VR虚拟印刷电路板制造工厂的方法，其特征在于：所述步骤一的具体方法为：采用三维软件工具建立印刷电路板制造设备的3D仿真模型，再采用面向对象技术、Unity 3D技术、OpenGL技术、图形变换技术和双缓存技术，构建VR虚拟制造车间的虚拟现实环境，将前述印刷电路板制造设备组合成三个VR虚拟车间：虚拟钻孔与加工车间、虚拟电路制板车间和虚拟电镀车间；所述虚拟钻孔与加工车间包括：裁板机、半自动钻孔机、全自动钻孔机、雕刻机、丝网印刷机、热层压机；虚拟电路制板车间包括：覆膜机、曝光机、显影机、蚀刻机、退膜机、半自动制板一体机、全自动制板一体机；虚拟电镀车间包括：半自动镀铜机、全自动镀铜机、化学镀锡机、喷锡机、清洗机。
4.根据权利要求3所述的一种VR虚拟印刷电路板制造工厂的方法，其特征在于：所述步骤二的具体方法为：在基于VC++6.0的软件环境下，按照印刷电路板的工艺类型和自动化程度，设计工艺流程和选择设备；所述印刷电路板的工艺类型分为：单面板工艺、双面板工艺、多层板工艺、柔性板工艺、陶瓷板工艺；所述印刷电路板的自动化程度分为：小批量少品种、小批量多品种、大批量少品种、大批量多品种；根据不同的工艺类型和自动化程度组合，印刷电路板的工艺流程及设备的种类共有16种；将工艺流程设计和设备选择存储于用户数据库和工艺流程设计及设备选择表；所述工艺流程设计及设备选择表用于步骤三的设备参数设置和设备操作系统的操作向导。
5.根据权利要求4所述的一种VR虚拟印刷电路板制造工厂的方法，其特征在于：所述步骤三的具体方法为：在VR虚拟制造车间的虚拟现实环境中，按照步骤二所设计的工艺流程设计及设备选择表，通过漫游方式找到工艺流程中每一个工序所选择的设备；先设置该设备工艺参数，再模拟实际设备工作过程，触碰虚拟设备上按钮及开关等装置，完成开机、上料、加热、生产模拟运行、取料和关机操作；若工艺流程的每步工序的设备均完成，则结束，若没完成，则进行下一步工序；将设备的工艺参数设置及设备操作的数据存储于用户数据库。
6.根据权利要求5所述的一种VR虚拟印刷电路板制造工厂的方法，其特征在于：所述规则数据库存储的是基于步骤二所设计的16种印刷电路板的工艺流程及设备的类型的的工艺流程设计的规则数据和工序设备选择的规则数据、基于步骤三所操作的设备参数最佳设置的规则数据和设备正确操作的规则数据。
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