CN106937523A - 建立生产线的工序及将印制电路板与元件进行贴装的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过中央控制单元来建立生产线的工序，其中，生产线用于将印制电路板与元件进行贴装，且生产线具有至少一个生产单元。此外，本发明还涉及将印制电路板与元件进行贴装的系统，该系统由中央控制单元和至少一个生产单元构成，用于完成上述工序。此种工序尤其具有如下步骤：a）在控制单元中记录现有多个已有的生产单元；b）通过选择至少一个步骤a中记录的生产单元，在控制单元中定义至少一个生产线；c）基于待贴装的印制电路板，选择一个在步骤b中被定义的生产线；d）通过控制单元优化步骤b中选择的生产线贴装印制电路板生产流程；e）将贴装步骤d中优化的生产流程应用到步骤b中选择的生产线的生产单元。

Description

建立生产线的工序及将印制电路板与元件进行贴装的系统

技术领域

本发明涉及一种通过一个中央控制单元建立生产线的工序，该生产线用于将印制电路板与元件进行贴装，并且具有至少一个生产单元。此外，本发明涉及一种将印制电路板与元件进行贴装的工序，该工序在至少为一个的生产单元的中央控制单元的控制下完成。

背景技术

在现代技术中，贴装有元件、特别是电子元件的印制电路板被用在非常多的装备与机器中，比如用于控制、操纵和／或调节相应的设备与机器。 这就要求这些通常以电路板为基本结构的印制电路板在制造过程中装配上必需的部件，这在多数情况下是通过将印制电路板和部件进行贴装完成的。为完成这样的贴装，就必须使用至少一个生产单元，而这种生产单元最好是一种自动贴片机。这样一来，在生产单元中，就能在每个印制电路板上贴装上许多不同和／或相同种类的元件。需要考虑到的是，在一个生产单元中装配在相应印制电路板上的部件的数量是有限的，因此，在生产印制电路板时通常需要使用多个生产单元，以便能生产出在部件数量和／或结构方面都满足所计划的使用目的的印制电路板，也即能够完成印制电路板与这些部件的贴装。根据现有技术水平，已知将多个生产单元组装成一个生产线的方式，其中单个生产单元前后物理相连。此外，根据现有技术水平，可以预知能够对整个生产线进行整体性的操控与生产优化。

但现已显示出的劣势在于，比如为优化或说提高生产另一种、不同印制电路板的速度而需要改变生产线时，所需耗费很大。其原因尤其在于，为此常需重新定义生产线，其结果是对单个生产单元进行全新的物理组，甚至控制生产线的生产流程也要完全重设。出于这一原因，人们通常继续使用现有生产线，即使该生产线对生产当前的印制电路板并不理想。由此将削弱贴装的效率。除此以外，由于生产线中单个生产单元相互独立，也不可能灵活且及时地对生产线进行定义和优化。

发明内容

因此，本发明的任务在于，至少部分消除上文所述的劣势。本发明的任务尤其在于，创建一种建立生产线的工序，以及一种能以非常简单的方式对生产线进行再定义和／或再使用的系统。

上述发明任务通过一种创建具有独立权利要求1所述特征的生产线以及具有权利要求7所述特征的系统来实现。本发明其他的特征和细节见于从属权利要求、文字描述和图表。同时，所有描述的与本发明所涉工序相关的特征与细节自然也与本发明所涉系统相关，反之也如此，因此，本发明所有单个方面的描述都互相相关。

根据本发明第一个方面，发明任务由一种通过中央控制单元建立生产线的工序实现，该生产线的构造用于将印制电路板与元件进行贴装本发明所涉工序具有如下标志性的步骤：

a)在控制单元中记录现有多个生产单元；

b)通过选择至少一个步骤a中记录的生产单元在控制单元中定义至少一个生产线；

c)基于待贴装的印制电路板，选择一个在步骤b中被定义的生产线

d)通过控制单元优化贴装步骤b中选择的生产线的贴装生产流程；

e)将贴装步骤d中优化的生产流程应用到步骤b中选择的生产单元。

通过本发明所述工序，可以建立起贴装印制电路板与元件的生产线。尤其具有优势而可预见的是，在生产线上是将印制电路板与电子元件进行贴装。根据本发明，还尤其存在一个中央控制单元，尤其用于至少是部分实施本发明所述工序。生产线被如此定义，即其具有贴装相应印制电路板所必需的生产单元。此时生产线具有至少一个生产单元，当然，如果有意义和／或有必要，也可具有多个生产单元。

根据本发明，步骤a为将已有的多个生产单元通过或在控制单元中进行记录。通过这种方式便能掌握所有可能用于印制电路板与元件进行贴装的生产单元。 在记录时，可确定地登记录入相关生产单元的不同信息，比如生产单元的位置或特性。在完成本发明所述工序的步骤a后，在中央控制单元就会掌握这样的信息，即存在哪些生产单元以及这些生产单元具有何种特性。例如，本发明意义上一个生产单元的特性可能为一系列可由生产单元贴装在印制电路板上的部件，何种元件可通过生产单元贴装在印制电路板上，以及／或者元件以何种速度被生产单元贴装在印制电路板上。生产单元在生产线上的安装方式也可使本发明意义上的一种特性。

本发明所述工序的第二个步骤b为选择在步骤a中记录的至少一个生产单元。对使用的生产单元的选择以及对生产线的定义此时由使用者来完成。更具优势的选择是，该步骤中定义的生产线具有多个生产单元。而在本发明所述工序的步骤b中，也可以定义多个不同的生产线。此外，在步骤a中记录的生产单元可用于多个生产线，由此，在考虑已有并被记录的生产单元的条件下，可尤其灵活地定义生产线。

接下来的步骤 c为选择一条在步骤b中定义的生产线，这一选择是以待贴装的印制电路板为基础的。由于步骤b中已经定义了生产线，对生产线的选择也就能很简单地完成。根据本发明，以待贴装的印制电路板为基础尤其意味着在选择时考虑到印制电路板尤其与将要与其贴装的元件的种类和位置相关的形式和／或构造。更具优势的是，在进行本发明所述工序之前就确定好待贴装的印制电路板的特性。使用者可以直接或通过外部数据获得所需信息，生产线的选择也最好由使用者完成。尤其应选择具有贴装印制电路板所必需的全部生产单元的生产线。生产线也可以具有贴装印制电路板不需要的生产单元。另一种可能是，所选择的生产线也可只部分完成印制电路板的贴装。在其他一个或多个生产环节中，再继续完成印制电路板的贴装并使其成为成品。

在步骤d中，控制单元对步骤c中选择的生产线的生产流程进行优化。这一优化是通过控制单元、特别是以完全自动的方式完成的。举例来说，这一步骤可以确定元件以何种顺序放置在印制电路板上，其放置过程分别通过哪一生产单元完成。上述元件顺序可能受到单个元件的大小或元件相互间的依赖性等因素影响。在这种生产流程中尤其可完成印制电路板的分步式贴装，也即在流程开始时印制电路板完全未被贴装，而在流程结束时则已完全贴装。此外，以部分贴装的印制电路板为生产线的流程开端以及以未被完全贴装的印制电路板为生产线流程结束也是可能的。由此就能实现对在选择的生产线中已有生产单元的最优化利用，也就能尤其高效地在生产线运行中完成印制电路板之后的贴装。

在本发明所述工序的最后步骤e中，步骤d中优化的生产流程被应用到步骤b中选择的生产线的生产单元中。此时生产线的生产单元应尤其能够获取必需的数据和／或操作指令，以便完成预设的生产流程的相应部分。通过这种方式，被选择的单个生产单元的构造应使其能够进行生产线完成印制电路板贴装所必需的步骤及动作。 尤其是，暂时正用于另一生产线中的生产单元也能用于本发明所述工序的步骤c中所选择的生产线。在这种情况下，步骤e中生产流程的应用要在现有生产线完成工作后才能开始。不论是哪种情况，使用者都能够获得于此相关的信息。由此也可以进一步提高完成本发明所述工序过程中的灵活性。

总体而言，通过本发明所述工序，能够提高建立、配置和更改生产线时的灵活性以及特别是极大提高时间效率，同时还能实现对已有生产单元的很高的利用率。通过本发明所述工序同样也能避免在更换生产线时必须对生产单元进行重新配置。本发明所述工序还能保证生产线生产出高质量的印制电路板，因为该工序能够特别完美地确定使用与待生产的印制电路板相适应的生产单元。

更具优势的是，本发明所述工序步骤a中的记录是自动完成的。本发明意义上的自动意味着，例如中央控制单元能够独立识别到新设置的生产单元并且将其录入。甚至由新的生产单元引发新的录入这一行为本身——例如通过生产单元在一个数据网络中的登陆引发新的录入，就可以作为引起自动记录的触发事件。通过这一方式，就能够保障当现有生产单元发生变化时，步骤a中记录的现有生产单元的情况实时准确性。

此外，在本发明所述工序中， 步骤a中记录的生产单元的信息将被存贮在一个数据库中。更具优势的是，数据库为一个共同的数据库。本发明意义上的此类信息可以是比如生产单元的种类，也即例如生产单元在贴装可行性方面数量和种类的信息，或者是生产单元的位置等。通过将已被记录、特别是全部被记录的生产单元的信息存储在数据库中，这些信息便能在之后也被重复使用。这样一来，例如本发明所述工序的步骤a就能加速完成，如能够重新读取数据库中已存储的、必要的信息，就可以理解为完成了本发明意义上的记录行为。此外，本发明所述工序步骤a中的记录还可以增量进行，这尤其意味着，本发明所述工序步骤a中，只记录、特别是自动记录已有生产单元的变化情况，比如补充和／或去除某个生产单元，或是生产单元位置的变化或者生产单元装备情况的技术变化等。通过这样的方式，也能够加快本发明所述工序的进程。总体而言，通过将步骤a中记录的生产单元的信息存储在数据库中，能够减少完成本发明所述工序的时间，并由此节省成本。

尤其具有优势的是，在本发明所述工序中，步骤b和／或步骤c和／或步骤d的结果都存储在数据库中。更具优势的是，该数据库与步骤a中记录的生产单元的信息存储在同一个数据库中。这样一来，就能存储下关于已定义的生产线以及／或者为贴装某一特定的印制电路板而选择的生产线以及／或者此类生产线的变化的信息。此时需要特别注意的是，同一特定种类的印制电路板往往需要同样的生产线。因此，通过步骤b和／或步骤c和／或步骤d的结果存储在数据库中，就能使这些信息同样能够在以后被重复利用，这些结果也能被多次使用。如果此后需要生产某一印制电路板，而步骤b和／或步骤c和／或步骤d中与该电路板相关的结果均已被存储，那么就能直接从数据库中导出生产该印制电路板所需生产线的信息。这样一来，也能够更快完成本发明所述工序，并由此降低相应的成本。

尤其具有优势的是，本发明所述工序还可以进一步延伸，即对多个、甚至是全部由在步骤a中记录的生产单元组成的生产线而言，也对其实施步骤b、步骤c和步骤d，并将步骤b、步骤c和步骤d的结果存储在数据库中。尤其是，此时并不需要真正启动印制电路板的生产，便可完成步骤b、步骤c和步骤d，这样就仅仅是产生出步骤b、步骤c和步骤d的结果并将其存储在数据库。尤其是当需要为多个生产线以及印制电路板提供必要的步骤b、步骤c和步骤d的结果时，更应提前完成步骤b、步骤c和步骤d。这样一来，在之后开始生产不同的印制电路板时，就能特别迅速地由生产某一印制电路板的生产线转换至生产同样或其他印制电路板的生产线。当转换后待生产的印制电路板在步骤b、步骤c和步骤d中的结果信息已经存在于数据库时，便能尤其快速的完成这种转换。生产线的转换由此能够特别迅速且简便地完成。

更具优势的是，本发明所述工序还可以进一步延伸，即在重新配置生产线时使用步骤b和／或步骤c和／或步骤d的结果。如上文所述，通过导出步骤b和／或步骤c和／或步骤d的数据就能回溯已经完成的生产线的配置。而这可以避免非常耗费成本地重新实施步骤b和／或步骤c和／或步骤d。由此可更快速高效地完成本发明所述工序。

本发明的第二个方面由一种将印制电路板与元件进行贴装的系统完成，该系统具有一个中央控制单元和至少一个生产单元。本发明所述系统的特征在于，其构造能够完成前文权利要求的工序。在阐述本发明第一个方面时所述的该工序的全部特质与优势均同样适用于该系统，该系统的构造使其能够完成本发明第一方面所涉及的工序。

此外，在本发明所述系统中，其中央控制单元是一个外部的装置，以及／或者中央控制单元是至少为一个的生产单元的一部分。本发明意义上的外部装置例如可以是一个计算单元，比如电脑。另一种或并存的选择是，中央控制单元是至少为一个的生产单元构造的一部分。尤其具有优势的是，每个在生产线中被使用的生产单元都可以作为中央控制单元被使用。这样一来，每个生产单元均可进行对生产线的重新定义。由此，特别是在使用本发明所述系统时，就能实现非常高的灵活性。

此外，本发明所述系统还可进一步具有如下构造，即在控制单元和至少为一个生产单元之间，至少存在暂时性的数据连接。通过这种数据连接，中央控制单元与至少为一个的生产单元之间便可尤其简单地完成数据交换。例如，这种数据连接可以是无线的及／或有线的。尤其具有优势的是，控制单元和至少为一个生产单元之间的数据连接是永久性的。由此可以实现控制单元和至少为一个生产单元之间永久的和／或连续的数据交换。

此外，在本发明所述系统中，至少为一个的生产单元的构造为一个自动贴片机，或是一个印制印制电路板的印制装置，或是一个检验装置。通过自动贴片机能够将印制电路板与元件、特别是电子元件进行贴装。印制装置能够在电路板上施加导体电路和／或焊膏。检验装置则可以监督和／或检控在其他生产单元中完成的生产步骤，例如能起到质量检测的作用。通过由自动贴片机或印制装置或检验装置构成的生产单元，就能建立功能广泛的生产线。

本发明所述系统还可进一步具有如下构造，即至少为一个生产单元是可移动的。本发明意义上的可移动意味着，例如，至少为一个生产单元的位置是可变化的，比如此时生产单元可在一个组装结构中活动。这样一来，至少能令正在运行的生产线的生产单元相互靠拢，以缩短生产单元之间的运输距离。由此便能缩短在生产单元之间运输印制贴装板的距离。

本发明其他优势、特征和细节见于下文的图表描述，在图表描述中，通过图中的参照标记详细描述了本发明的实现形式。同时，权利要求和描述中提到的特征既能单独地、也能相互组合地成为本发明的要素。图1和图2中，具有相同功能和效果的元素以相同的标记标示。

附图说明

图1为本发明所述系统。

图2为不同生产线的示意图。

附图标记

10 系统

11 控制单元

12 生产单元

13 自动贴片机

14 印制装置

15 数据连接

16 运输装置

20 印制电路板

21 元件

30 生产线

31 生产流程

32 部分

33 数据库

34 信息

35 结果。

具体实施方式

图1展示了本发明所述系统10，其构造可完成本发明所述工序。本发明所述系统10尤其具有一个控制单元11。此外还展示多个生产单元12，为加以区分，分别以大写字母A-F进行标记。生产单元12中的一个为印制装置14，其余生产单元12为自动贴片机13。全部生产单元12均通过数据连接15与控制单元11相连。这样一来，就能实现比如本发明所述工序步骤a中对单个生产单元12的记录。此时，控制单元11就能获取比如相关生产单元12的种类、也能获取比如相关生产单元12的位置信息34。此外，信息34还可存储在数据库33中，这一存储也可借由数据连接15完成。如此一来，信息34在此后能被重复使用，而不再需要重新通过控制单元11再将所有已有生产单元12进行记录。另外，在中央控制单元11中还将在本发明所述工序步骤b中对可能的生产线30进行定义。以待贴装的印制电路板20以基础，在本发明所述工序的下一步骤c中将选择一条适宜的生产线30。在下一步骤d中，控制单元11将优化所选择的生产线30的生产流程31。此时，举例而言，生产流程将对应该生产线30所含生产单元12分解为部分32，而通过数据连接15，部分32将在本发明所述工序步骤e中应用到相应的生产单元12上。在图中范例中，生产印制电路板20的生产线30使用了生产单元12A，C，F。生产单元B, D，E则未运用在该生产线30中。尤值一提的是，步骤b和／或步骤c和／或步骤d的结果35都能被存储在数据库33中。在此后重新生产印制电路板20时，就能从数据库33中简单地导出这些结果35，而不需要再次生成数据。由此一来，就能缩减建立生产线30的时间及成本。此外，在单个的生产单元之间12描绘了运输装置16。此类运输装置可以是比如传送带，也可以是在生产装置12之间运输印制电路板20的人工传输。通过传输装置16，印制电路板被输送至单个的、被使用的生产单元12，并在此处与元件21进行贴装。在图中右侧展示了一个贴装元件的印制电路板。总体而言，通过本发明所述系统10以及本发明所述工序，就能尤其简便地建立起生产与元件21进行贴装的印制电路板20的生产线30。为此，中央控制单元11可记录已有的生产单元12 。紧接着，通过已被记录的生产单元12定义至少一条可能的生产线30。为生产所需的印制电路板20，将选择一条此类生产线30，并以此选择为基础对生产流程31进行优化。在此基础上，再将生产流程31分解为部分32并将其应用到相应的生产单元12上。由此可以在建立生产线30时实现尤其高的灵活性。

图2展示了可由已有生产单元12构成的生产线30的不同实例。本发明所述系统10此处只以示意图形式表现，特别是主要只表现了其控制单元11和一些生产单元12。与此同时，图中的生产线30也只是所有可能的生产线30的其中几例。通过控制单元11，特别是因为其掌握了已有生产单元12的信息34（图中未展示），就能优化被选择的相应生产线30为生产印制电路板20所必需的生产流程。可以清楚地看到，单个生产单元12——为以示区别同样以大写字母A 至F标示——可通过不同的方式组合成生产线30。这样一来，同一个生产单元12也可用于多个生产线30。比如图中12 A, D，F 就是如此。生产线30同样可以具有不同数量的生产单元12。总体而言，通过本发明所述工序和本发明所述系统10，就能在建立生产线30时实现很高的灵活性。

Claims (11)

1.一种通过中央控制单元（11）建立生产线（30）的工序，具有用于将印制电路板（20）与元件（21）进行贴装的包含至少一个生产单元（12）的生产线（30）的构造，该工序具有如下步骤：

a）在控制单元（11）中记录现有多个已有的生产单元（12）；

b）通过选择至少一个步骤a中记录的生产单元（12），在控制单元（11）中定义至少一个生产线（30）；

c）基于待贴装的印制电路板（20），选择一个在步骤b中被定义的生产线（30）；

d）通过控制单元（11）优化步骤b中选择的生产线（30）贴装印制电路板（20）生产流程（31）；

e）将贴装步骤d中优化的生产流程（31）应用到步骤b中选择的生产线（30）的生产单元（12）。

2.如权利要求1所述工序，其特征在于：步骤a中的记录为自动完成。

3.如权利要求1或2所述工序，其特征在于：步骤a中记录的生产单元（12）的信息（34）存储在数据库（33）中。

4.如权利要求3所述工序，其特征在于：步骤b和／或步骤c和／或步骤d的结果存储在数据库（33）中。

5.如权利要求4所述工序，其特征在于：对多个、甚至是全部由在步骤a中记录的生产单元（12）组成的生产线（30）而言，对其实施步骤b、步骤c和步骤d，并将步骤b、步骤c和／或步骤d的结果（35）存储在数据库（33）中。

6.如权利要求4或5所述工序，其特征在于：在重新设置生产线（30）时，使用被存储步骤b和／或步骤c和／或步骤d的结果（35）。

7.一种贴装印制电路板（20）与元件（21）的系统（10），其具有一个中央控制单元（11）和至少一个生产单元（12），其特征在于：所述系统（10）的构造使其能够完成本发明所述工序。

8.如权利要求7所述系统（10），其特征在于：所述中央控制单元（11）是一个外部的装置或者中央控制单元时至少为一个的生产单元（12）的一部分（32）。

9.如权利要求7或8所述系统（10），其特征在于：在所述控制单元（11）与至少为一个的生产单元（12）之间，至少存在暂时性的数据连接（15）。

10.如权利要求9所述系统（10），其特征在于：至少一个生产单元（12）的构造为一个自动贴片机（13）或一个用于印制印制电路板（20）的印制装置（14）或是一个检验装置。

11.如权利要求7或8或10所述系统（10），其特征在于：至少一个生产单元（12）是可移动的。