CN117202532B - 一种smt工艺的优化控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种SMT工艺的优化控制方法及系统，涉及数据控制技术领域，方法包括：根据焊盘概念图和焊接元件概念图获取第一定位结果，在焊盘概念图上对焊接元件概念图进行分布，获取并通过元件贴片坐标和PCB线路板概念图进行焊点焊膏分布，生成焊膏分布坐标构建焊膏控制适应度函数，生成焊膏印刷推荐控制参数初始化印刷焊膏单元，根据元件贴片坐标构建贴片控制适应度函数进行贴片控制寻优，生成元件贴装推荐控制参数初始化元件贴装单元，进行SMT工艺控制，本发明解决了现有技术中无法依据场景进行自适应调节，导致SMT工艺控制适应性差的技术问题，实现了依据场景进行合理化精准的自适应调节，提高SMT工艺控制适应性。
Description
技术领域
本发明涉及数据控制技术领域，具体涉及一种SMT工艺的优化控制方法及系统。
背景技术
随着科学技术的发展，特别是表面组装技术的发展，该技术是目前电子组装行业中最流行的一种技术和工艺。它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件安装在印制电路板的表面或其他基板的表面上，通过回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术，而在现有技术中无法依据场景进行自适应调节，导致SMT工艺控制适应性差的技术问题，实现了依据场景进行合理化精准的自适应调节，提高SMT工艺控制适应性。
发明内容
本申请提供了一种SMT工艺的优化控制方法及系统，用于针对解决现有技术中存在的无法依据场景进行自适应调节，导致SMT工艺控制适应性差的技术问题。
鉴于上述问题，本申请提供了一种SMT工艺的优化控制方法及系统。
第一方面，本申请提供了一种SMT工艺的优化控制方法，所述方法包括：将PCB线路板概念图进行拆分，获取焊盘概念图和焊接元件概念图，在第一坐标空间进行定位，获取第一定位结果；基于所述第一定位结果，在所述焊盘概念图上对所述焊接元件概念图进行分布，获取元件贴片坐标；基于所述元件贴片坐标和所述PCB线路板概念图进行焊点焊膏分布，生成焊膏分布坐标；根据所述焊膏分布坐标，构建焊膏控制适应度函数，进行焊膏控制寻优，生成焊膏印刷推荐控制参数；根据所述元件贴片坐标，构建贴片控制适应度函数，进行贴片控制寻优，生成元件贴装推荐控制参数；根据所述焊膏印刷推荐控制参数初始化印刷焊膏单元，根据所述元件贴装推荐控制参数初始化元件贴装单元，进行SMT工艺控制。
第二方面，本申请提供了一种SMT工艺的优化控制系统，所述系统包括：拆分模块，所述拆分模块用于将PCB线路板概念图进行拆分，获取焊盘概念图和焊接元件概念图，在第一坐标空间进行定位，获取第一定位结果；概念图分布模块，所述概念图分布模块用于基于所述第一定位结果，在所述焊盘概念图上对所述焊接元件概念图进行分布，获取元件贴片坐标；焊点焊膏分布模块，所述焊点焊膏分布模块用于基于所述元件贴片坐标和所述PCB线路板概念图进行焊点焊膏分布，生成焊膏分布坐标；第一寻优模块，所述第一寻优模块用于根据所述焊膏分布坐标，构建焊膏控制适应度函数，进行焊膏控制寻优，生成焊膏印刷推荐控制参数；第二寻优模块，所述第二寻优模块用于根据所述元件贴片坐标，构建贴片控制适应度函数，进行贴片控制寻优，生成元件贴装推荐控制参数；工艺控制模块，所述工艺控制模块用于根据所述焊膏印刷推荐控制参数初始化印刷焊膏单元，根据所述元件贴装推荐控制参数初始化元件贴装单元，进行SMT工艺控制。
本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请提供的一种SMT工艺的优化控制方法及系统，涉及数据控制技术领域，解决了现有技术中无法依据场景进行自适应调节，导致SMT工艺控制适应性差的技术问题，实现了依据场景进行合理化精准的自适应调节，提高SMT工艺控制适应性。
附图说明
图1为本申请提供了一种SMT工艺的优化控制方法流程示意图；
图2为本申请提供了一种SMT工艺的优化控制方法中设为所述焊膏分布坐标流程示意图；
图3为本申请提供了一种SMT工艺的优化控制系统结构示意图。
附图标记说明：拆分模块1，概念图分布模块2，焊点焊膏分布模块3，第一寻优模块4，第二寻优模块5，工艺控制模块6。
具体实施方式
本申请通过提供一种SMT工艺的优化控制方法及系统，用于解决现有技术中无法依据场景进行自适应调节，导致SMT工艺控制适应性差的技术问题。
实施例一
如图1所示，本申请实施例提供了一种SMT工艺的优化控制方法，该方法应用于一种SMT工艺的优化控制系统，所述系统和SMT工艺产线通信连接，所述SMT工艺产线包括印刷焊膏单元、元件贴装单元，该方法包括：
步骤A100：将PCB线路板概念图进行拆分，获取焊盘概念图和焊接元件概念图，在第一坐标空间进行定位，获取第一定位结果；
在本申请中，本申请实施例提供的一种SMT工艺的优化控制方法应用于SMT工艺的优化控制系统，该SMT工艺的优化控制系统与SMT工艺产线通信连接，该SMT工艺产线用于进行SMT工艺参数的采集，SMT工艺产线包括印刷焊膏单元、元件贴装单元。
为保证后期对SMT工艺进行优化控制的效率，首先需要将通过SMT工艺下所输出的PCB线路板概念图作为基础数据进行数据图拆分，分别获取焊盘概念图以及焊接元件概念图，焊盘概念图是指通过将PCB线路板表面贴装的基本构成单元，即用来构成电路板的焊盘图案、各种为特殊元件类型设计的焊盘组合，通过用节点代表概念，连线表示概念间关系进行绘制的连接图，焊接元件概念图是指通过将PCB线路板中的电阻器、电容器、电位器、电感器、变压器用节点代表概念，连线表示概念间关系绘制的连接图，第一坐标空间是通过取PCB线路板概念图边缘处任意一点作为原点，将原点处绘制PCB线路板概念图内垂直相交的三条线，分别为x轴、y轴、z轴所构建的，并根据焊盘概念图中的焊盘数据以及焊接元件概念图中的焊接元件依次在第一坐标空间中进行坐标定位，并将所定位的多个坐标记作第一定位结果，为后期实现对SMT工艺进行优化控制作为重要参考依据。
步骤A200：基于所述第一定位结果，在所述焊盘概念图上对所述焊接元件概念图进行分布，获取元件贴片坐标；
进一步而言，本申请步骤A200还包括：
步骤A210：对所述PCB线路板概念图进行三维像素分割，获取焊盘像素坐标和焊接元件像素坐标；
步骤A220：根据所述焊盘像素坐标和所述焊接元件像素坐标，确定焊接元件于焊盘分布的相对像素坐标；
步骤A230：根据所述相对像素坐标在所述焊盘概念图上对所述焊接元件概念图进行分布，获取所述元件贴片坐标。
在本申请中，在SMT工程流程中需要将元件贴片准确的旱灾焊盘上，因此首先需要对PCB线路板上元件贴片的位置进行定位，以上述所获的第一定位结果作为基础数据，在焊盘概念图上对焊接元件概念图进行元件贴片分布定位，是指首先对PCB线路板概念图进行三维像素分割，是指通过在三个维度上对PCB线路板进行线路聚类，以便更好地处理三维结构。进一步的使用K均值聚类方法将PCB线路板上的三维堆叠物体分割成相应数量的超像素，并且能够处理PCB线路板上不同形状和大小的元件，从在此基础上分别获取焊盘像素坐标和焊接元件像素坐标，并根据焊接元件像素坐标对在焊盘上所分布焊接元件的相对像素坐标进行确定，该相对像素坐标是指根据不同像素密度对焊接元件的像素坐标进行换算所获，进一步的，根据相对像素坐标在焊盘概念图上对焊接元件概念图进行分布，是指在PCB线路板的焊盘概念图上以相对像素坐标作为参照数据，并同时根据此时的像素密度在焊接元件概念图上进行坐标分布标记，将所标记的坐标作为元件贴片坐标进行输出，进而为实现对SMT工艺进行优化控制做保障。
步骤A300：基于所述元件贴片坐标和所述PCB线路板概念图进行焊点焊膏分布，生成焊膏分布坐标；
进一步而言，如图2所示，本申请步骤A300还包括：
步骤A310：根据所述PCB线路板概念图，采集多个SMT焊膏印刷日志，其中，任意一个SMT焊膏印刷日志包括焊膏分布面积记录、焊膏分布路径记录和焊膏分布厚度记录；
步骤A320：基于所述元件贴片坐标，遍历所述多个SMT焊膏印刷日志，对所述焊膏分布面积记录、所述焊膏分布路径记录和所述焊膏分布厚度记录在所述第一坐标空间进行坐标拟合，生成多组初始焊膏分布坐标，其中，所述多组初始焊膏分布坐标一一对应；
步骤A330：对所述多组初始焊膏分布坐标进行两两相似度评估，生成多个焊膏分布坐标相似系数；
步骤A340：根据所述多个焊膏分布坐标相似系数对所述多组初始焊膏分布坐标进行聚类，生成焊膏分布坐标聚类结果；
步骤A350：提取类内聚集组数最大值的所述焊膏分布坐标聚类结果的焊膏空间体积最小值的初始焊膏分布坐标，设为所述焊膏分布坐标。
进一步而言，本申请步骤A330包括：
步骤A331：构建相似度评估函数：
X1＝(x11,x21,x31,…,xk1,…,xM1)；
X2＝(x12,x22,x32,…,xk2,…,xM2,…,xN2)；
sim(X1,X2)＝0,(N-M)>a；
其中，X1表征第一组初始焊膏分布坐标，X2为第二组初始焊膏分布坐标，xk1表征第一组初始焊膏分布坐标的第k个坐标，xk2表征第二组初始焊膏分布坐标中，与第一组初始焊膏分布坐标的第k个坐标位置最近的坐标，count()为计数函数，sim(X1,X2)表征第一组初始焊膏分布坐标和第二组初始焊膏分布坐标的相似度，M表征第一组初始焊膏分布坐标总数，N表征第二组初始焊膏分布坐标总数，a表征相似评估坐标数量差阈值，d0表征一致性距离阈值；
步骤A332：根据所述相似度评估函数，遍历所述多组初始焊膏分布坐标，对所述第一组初始焊膏分布坐标和所述第二组初始焊膏分布坐标进行枚举赋值处理，生成所述多个焊膏分布坐标相似系数。
在本申请中，由于在SMT工艺流程中在将元件贴片至焊盘之前，还需要对PCB线路板上的焊膏进行检测，焊膏检测可以包含检测焊膏面积、检测焊膏厚度、检测焊膏形状等，并以上述确定的元件贴片坐标以及PCB线路板概念图作为基础数据，对焊点焊膏进行合理分布，是指首先根据PCB线路板概念图，对多个SMT焊膏印刷日志进行采集，多个SMT焊膏印刷日志是指按照日期时间排序的一组SMT焊膏印刷数据，每条记录都是SMT焊膏印刷事件的一套过程数据。
其中，在多个SMT焊膏印刷日志中的任意一个SMT焊膏印刷日志中均包括焊膏分布面积记录、焊膏分布路径记录和焊膏分布厚度记录，焊膏分布面积记录是指该焊膏在PCB线路板上焊膏所占的面积进行记录的数据，焊膏分布路径记录是指焊膏在PCB线路板上由焊膏分布起点到终点的全程的记录数据，焊膏分布厚度记录是指焊膏在PCB线路板上焊膏的上下两面间的距离，以元件贴片坐标作为基础数据，进一步的，将元件贴片坐标作为比对数据，对多个SMT焊膏印刷日志依次进行焊膏分布面积数据、焊膏分布路径数据和焊膏分布厚度数据的遍历访问，对焊膏分布面积记录、焊膏分布路径记录和焊膏分布厚度记录在第一坐标空间进行坐标拟合，坐标拟合过程是指由于焊接元件和焊盘接触区域必然分布于焊膏分布路径上，同时以元件贴片坐标为定位坐标，对焊膏空间分布状态进行定位，从而得到其在第一坐标空间的分布坐标，在此基础上进行同理迭代遍历元件贴片坐标，对迭代遍历元件贴片坐标所对应的焊膏空间分布状态进行定位后，生成多组初始焊膏分布坐标，其中，多组初始焊膏分布坐标为一一对应关系，进一步的，通过如下所构建的相似度评估函数对多组初始焊膏分布坐标进行两两相似度评估，所构建相似度评估函数为：
X1＝(x11,x21,x31,…,xk1,…,xM1)；
X2＝(x12,x22,x32,…,xk2,…,xM2,…,xN2)；
sim(X1,X2)＝0,(N-M)>a；
其中，X1表征第一组初始焊膏分布坐标，X2为第二组初始焊膏分布坐标，xk1表征第一组初始焊膏分布坐标的第k个坐标，xk2表征第二组初始焊膏分布坐标中，与第一组初始焊膏分布坐标的第k个坐标位置最近的坐标，count()为计数函数，sim(X1,X2)表征第一组初始焊膏分布坐标和第二组初始焊膏分布坐标的相似度，M表征第一组初始焊膏分布坐标总数，N表征第二组初始焊膏分布坐标总数，a表征相似评估坐标数量差阈值，d0表征一致性距离阈值；
进一步的根据相似度评估函数，对多组初始焊膏分布坐标内的每个初始焊膏分布坐标进行遍历访问，同时对第一组初始焊膏分布坐标和第二组初始焊膏分布坐标进行枚举赋值处理，是指列出计算出的第一组初始焊膏分布坐标和第二组初始焊膏分布坐标内的所有坐标后，分别根据坐标点位对第一组初始焊膏分布坐标和第二组初始焊膏分布坐标内所包含的坐标依次进行赋值，从而生成多个焊膏分布坐标相似系数。
进一步的，根据多个焊膏分布坐标相似系数对多组初始焊膏分布坐标进行聚类，将多组初始焊膏分布坐标根据多个焊膏分布坐标相似系数分成由类似的对象组成的多个类，将完成聚类的多个类记作焊膏分布坐标聚类结果，同时提取类内聚集组数最大值的焊膏分布坐标聚类结果的焊膏空间体积最小值的初始焊膏分布坐标，是指以类内聚集组为单位进行聚类，且每个聚类结果为多组初始焊膏分布坐标，类内聚集组的数量越多，则说明其被应用的频率越高，因此选用，而属于相同组的视为具有控制一致性，因此优选原料使用最少的分布坐标，作为最终的输出结果，并将其设为焊膏分布坐标，为后续实现对SMT工艺进行优化控制夯实基础。
步骤A400：根据所述焊膏分布坐标，构建焊膏控制适应度函数，进行焊膏控制寻优，生成焊膏印刷推荐控制参数；
进一步而言，本申请步骤A400还包括：
步骤A410：基于所述印刷焊膏单元搭建印刷焊膏数据孪生单元，基于所述第一坐标空间搭建焊膏印刷执行空间，将所述印刷焊膏数据孪生单元部署于所述焊膏印刷执行空间；
步骤A420：设定焊膏控制参数属性，其中，所述焊膏控制参数属性至少包括焊膏注入路径序列和焊膏注入流量序列；
步骤A430：基于所述第一定位结果，在所述焊膏印刷执行空间中对焊盘进行定位，并基于所述焊膏分布坐标，搭建焊膏分布基准区域；
步骤A440：激活所述印刷焊膏数据孪生单元和所述焊膏控制参数属性进行焊膏印刷仿真，获取多组焊膏印刷控制参数和多个焊膏印刷适应度；
步骤A450：提取所述多个焊膏印刷适应度的最大值的焊膏印刷控制参数，设为所述焊膏印刷推荐控制参数。
在本申请中，为了后期更好的对SMT工艺进行控制，需要对PCB线路板上的焊膏印刷推荐控制参数进行确定，首先基于印刷焊膏单元搭建印刷焊膏数据孪生单元，是指通过与系统通信连接的SMT工艺生产线内所包含的印刷焊膏单元对印刷焊膏的面积数据、厚度数据、路径数据进行采集，通过建模仿真工具完成构建印刷焊膏数据孪生单元，同时以第一坐标空间作为基础同比例搭建焊膏印刷执行空间，并将所构建的印刷焊膏数据孪生单元部署于焊膏印刷执行空间内，获取具有印刷焊膏数据孪生的坐标空间，进一步的，对焊膏控制参数属性进行设定，其中，所设定的焊膏控制参数属性至少包括焊膏注入路径序列和焊膏注入流量序列，焊膏注入路径序列是指按照一定顺序将焊膏注入路径进行升序排列，焊膏注入流量序列是指按照一定顺序将焊膏注入流量进行升序排列，进一步的，通过第一定位结果，在焊膏印刷执行空间中对焊盘进行定位，是指将焊盘概念图中所包含的焊盘坐标进行标记，同时基于焊膏分布坐标，搭建焊膏分布基准区域，焊膏分布基准区域是用于对后期进行焊接时的焊膏分布参考点位，进一步的，通过激活印刷焊膏数据孪生单元和焊膏控制参数属性，对焊膏印刷进行仿真，是指根据焊膏控制参数属性，通过印刷焊膏数据孪生单元表征其焊膏印刷特性以便进行可对关键特征做出模拟，获取多组焊膏印刷控制参数和多个焊膏印刷适应度，多组焊膏印刷控制参数可以包含焊膏印刷速度参数、焊膏刮刀压力参数、焊膏脱模速度参数、焊膏印刷次数参数等，多个焊膏印刷适应度是指根据新焊膏印刷数据根据多个焊膏印刷适应度中所对应的适应度而进行自动调整或扩展，并通过增添新焊膏印刷数据特征等进行数据适应，最终通过将多个焊膏印刷适应度进行降序的序列化调整后，提取序列中的第一位序所对应的焊膏印刷适应度作为多个焊膏印刷适应度的最大值的焊膏印刷控制参数，并将其设为焊膏印刷推荐控制参数，实现对SMT工艺进行优化控制有着限定的作用。
步骤A500：根据所述元件贴片坐标，构建贴片控制适应度函数，进行贴片控制寻优，生成元件贴装推荐控制参数；
进一步而言，本申请步骤A500还包括：
步骤A510：基于所述元件贴装单元搭建元件贴装数据孪生单元，基于所述第一坐标空间搭建元件贴装执行空间，将所述元件贴装数据孪生单元部署于所述元件贴装执行空间；
步骤A520：设定元件贴装控制参数属性，其中，所述元件贴装控制参数属性至少包括元件夹持点和元件贴片路径；
步骤A530：基于所述第一定位结果，在所述元件贴装执行空间中对焊盘进行定位，并基于所述元件贴片坐标，搭建元件固定基准区域；
步骤A540：激活所述元件贴装数据孪生单元和所述元件贴装控制参数属性进行元件贴装仿真，获取多组元件贴装控制参数和多个元件贴装适应度；
步骤A550：提取所述多个元件贴装适应度的最大值的元件贴装控制参数，设为所述元件贴装推荐控制参数。
在本申请中，为了后期更好的对SMT工艺进行控制，需要对PCB线路板上的元件贴装推荐控制参数进行确定，首先基于元件贴装单元搭建元件贴装数据孪生单元，
通过与系统通信连接的SMT工艺生产线内所包含的元件贴装单元对元件贴装的元件夹持点数据和元件贴片路径数据进行采集，通过建模仿真工具完成构建元件贴装数据孪生单元，同时以第一坐标空间作为基础同比例搭建元件贴装执行空间，并将所构建的元件贴装数据孪生单元部署于元件贴装执行空间内，获取具有元件贴装数据孪生的坐标空间，进一步的，对元件贴装控制参数属性进行设定，其中，元件贴装控制参数属性至少包括元件夹持点和元件贴片路径，元件夹持点是指元件贴片的中心点，元件贴片路径是指元件贴片起始点到终止点间的全程，通过第一定位结果，在元件贴装执行空间中对焊盘进行定位，是指将焊盘概念图中所包含的焊盘坐标进行标记，同时基于元件贴片坐标，搭建元件固定基准区域，元件固定基准区域是用于对后期进行元件贴片焊接时的元件贴片分布参考点位，进一步的，通过激活元件贴装数据孪生单元和元件贴装控制参数属性，对元件贴装进行仿真，是指根据元件贴装控制参数属性，通过元件贴装数据孪生单元表征其元件贴装特性以便进行可对关键特征做出模拟，获取多组元件贴装控制参数和多个元件贴装适应度，多组元件贴装控制参数可以包含元件贴装温度参数、元件贴装焊接时间参数、元件贴装焊接速度参数、元件贴装贴合压力参数等，多个元件贴装适应度是指基于新元件贴装数据根据多个元件贴装适应度中所对应的适应度而进行自动调整或扩展，并通过增添新元件贴装数据特征等进行数据适应，最终通过将多个元件贴装适应度进行降序的序列化调整后，提取序列中的第一位序所对应的元件贴装适应度作为多个元件贴装适应度的最大值的元件贴装控制参数，并将其设为元件贴装推荐控制参数，以便为后期对SMT工艺进行优化控制时作为参照数据。
步骤A600：根据所述焊膏印刷推荐控制参数初始化印刷焊膏单元，根据所述元件贴装推荐控制参数初始化元件贴装单元，进行SMT工艺控制。
进一步而言，本申请步骤A600还包括：
步骤A610：将所述多个元件贴装适应度的最大值的元件贴装控制参数，和所述多个焊膏印刷适应度的最大值的焊膏印刷控制参数发送至用户端，获取用户反馈信息；
步骤A620：当所述用户反馈信息包括拒绝加工指令时：
基于所述多个焊膏印刷适应度的最大值，对所述焊膏印刷执行空间，设定焊膏印刷适应度下限值，在所述焊膏印刷执行空间进行迭代寻优，获取所述焊膏印刷推荐控制参数；
基于所述多个元件贴装适应度的最大值，对所述元件贴装执行空间，设定元件贴装适应度下限值，在所述元件贴装执行空间进行迭代寻优，获取所述元件贴装推荐控制参数。
在本申请中，为了更准确的对SMT工艺进行优化控制，则需要以上述所获焊膏印刷推荐控制参数作为标准数据对SMT工艺产线内的印刷焊膏单元进行初始化，还需要以上述所获元件贴装推荐控制参数作为标准数据对SMT工艺产线内的元件贴装单元进行初始化，是指将多个元件贴装适应度的最大值的元件贴装控制参数，和多个焊膏印刷适应度的最大值的焊膏印刷控制参数发送至用户端，通过相关领域的技术人员通过在用户端对所反馈的元件贴装控制参数以及焊膏印刷控制参数进行可行性判断，并将判断结果作为用户反馈信息进行输出。
进一步的，对用户反馈信息内所包含的指令进行判断，当用户反馈信息内包含接收加工指令时，则根据此时的多个元件贴装适应度的最大值的元件贴装控制参数，和多个焊膏印刷适应度的最大值的焊膏印刷控制参数对SMT工艺进行优化控制，当用户反馈信息包括拒绝加工指令时，则视为此时的多个元件贴装适应度的最大值的元件贴装控制参数，和多个焊膏印刷适应度的最大值的焊膏印刷控制参数均为不可行参数，进一步的，首先以多个焊膏印刷适应度的最大值作为基础数据，在焊膏印刷执行空间内作为焊膏印刷适应度下限值，并同时基于所划定该下限值的范围内在焊膏印刷执行空间进行迭代寻优，是指沿着焊膏印刷适应度下限值梯度的反方向进行搜索，且迭代搜索的每一步都是当前最优的下降方向，基于下降方向进行极值搜索，将所确定的极值进行提取后记作焊膏印刷推荐控制参数，其次在以多个元件贴装适应度的最大值作为基础数据，在元件贴装执行空间内作为元件贴装适应度下限值，并同时基于所划定该下限值的范围内在元件贴装执行空间进行迭代寻优，是指沿着元件贴装适应度下限值梯度的反方向进行搜索，且迭代搜索的每一步都是当前最优的下降方向，基于下降方向进行极值搜索，将所确定的极值进行提取后记作元件贴装推荐控制参数，最终根据进行迭代寻优后所获的焊膏印刷推荐控制参数以及元件贴装推荐控制参数对SMT工艺进行控制，提高后期实现对SMT工艺进行优化控制的准确率。
综上所述，本申请实施例提供的一种SMT工艺的优化控制方法，至少包括如下技术效果，实现了依据场景进行合理化精准的自适应调节，提高SMT工艺控制适应性。
实施例二
基于与前述实施例中一种SMT工艺的优化控制方法相同的发明构思，如图3所示，本申请提供了一种SMT工艺的优化控制系统，系统包括：
拆分模块1，所述拆分模块1用于将PCB线路板概念图进行拆分，获取焊盘概念图和焊接元件概念图，在第一坐标空间进行定位，获取第一定位结果；
概念图分布模块2，所述概念图分布模块2用于基于所述第一定位结果，在所述焊盘概念图上对所述焊接元件概念图进行分布，获取元件贴片坐标；
焊点焊膏分布模块3，所述焊点焊膏分布模块3用于基于所述元件贴片坐标和所述PCB线路板概念图进行焊点焊膏分布，生成焊膏分布坐标；
第一寻优模块4，所述第一寻优模块4用于根据所述焊膏分布坐标，构建焊膏控制适应度函数，进行焊膏控制寻优，生成焊膏印刷推荐控制参数；
第二寻优模块5，所述第二寻优模块5用于根据所述元件贴片坐标，构建贴片控制适应度函数，进行贴片控制寻优，生成元件贴装推荐控制参数；
工艺控制模块6，所述工艺控制模块6用于根据所述焊膏印刷推荐控制参数初始化印刷焊膏单元，根据所述元件贴装推荐控制参数初始化元件贴装单元，进行SMT工艺控制。
进一步而言，系统还包括：
三维像素分割模块，所述三维像素分割模块用于对所述PCB线路板概念图进行三维像素分割，获取焊盘像素坐标和焊接元件像素坐标；
第一坐标获取模块，所述第一坐标获取模块用于根据所述焊盘像素坐标和所述焊接元件像素坐标，确定焊接元件于焊盘分布的相对像素坐标；
第二坐标获取模块，所述第二坐标获取模块用于根据所述相对像素坐标在所述焊盘概念图上对所述焊接元件概念图进行分布，获取所述元件贴片坐标。
进一步而言，系统还包括：
第一日志模块，所述第一日志模块用于根据所述PCB线路板概念图，采集多个SMT焊膏印刷日志，其中，任意一个SMT焊膏印刷日志包括焊膏分布面积记录、焊膏分布路径记录和焊膏分布厚度记录；
第二日志模块，所述第二日志模块用于基于所述元件贴片坐标，遍历所述多个SMT焊膏印刷日志，对所述焊膏分布面积记录、所述焊膏分布路径记录和所述焊膏分布厚度记录在所述第一坐标空间进行坐标拟合，生成多组初始焊膏分布坐标，其中，所述多组初始焊膏分布坐标一一对应；
相似度评估模块，所述相似度评估模块用于对所述多组初始焊膏分布坐标进行两两相似度评估，生成多个焊膏分布坐标相似系数；
聚类模块，所述聚类模块用于根据所述多个焊膏分布坐标相似系数对所述多组初始焊膏分布坐标进行聚类，生成焊膏分布坐标聚类结果；
第三坐标获取模块，所述第三坐标获取模块用于提取类内聚集组数最大值的所述焊膏分布坐标聚类结果的焊膏空间体积最小值的初始焊膏分布坐标，设为所述焊膏分布坐标。
进一步而言，系统还包括：
函数模块，所述函数模块用于构建相似度评估函数：
X1＝(x11,x21,x31,…,xk1,…,xM1)；
X2＝(x12,x22,x32,…,xk2,…,xM2,…,xN2)；
sim(X1,X2)＝0,(N-M)>a；
其中，X1表征第一组初始焊膏分布坐标，X2为第二组初始焊膏分布坐标，xk1表征第一组初始焊膏分布坐标的第k个坐标，xk2表征第二组初始焊膏分布坐标中，与第一组初始焊膏分布坐标的第k个坐标位置最近的坐标，count()为计数函数，sim(X1,X2)表征第一组初始焊膏分布坐标和第二组初始焊膏分布坐标的相似度，M表征第一组初始焊膏分布坐标总数，N表征第二组初始焊膏分布坐标总数，a表征相似评估坐标数量差阈值，d0表征一致性距离阈值；
枚举赋值处理模块，所述枚举赋值处理模块用于根据所述相似度评估函数，遍历所述多组初始焊膏分布坐标，对所述第一组初始焊膏分布坐标和所述第二组初始焊膏分布坐标进行枚举赋值处理，生成所述多个焊膏分布坐标相似系数。
进一步而言，系统还包括：
单元搭建模块，所述单元搭建模块用于基于所述印刷焊膏单元搭建印刷焊膏数据孪生单元，基于所述第一坐标空间搭建焊膏印刷执行空间，将所述印刷焊膏数据孪生单元部署于所述焊膏印刷执行空间；
第一属性设定模块，所述第一属性设定模块用于设定焊膏控制参数属性，其中，所述焊膏控制参数属性至少包括焊膏注入路径序列和焊膏注入流量序列；
第一定位模块，所述第一定位模块用于基于所述第一定位结果，在所述焊膏印刷执行空间中对焊盘进行定位，并基于所述焊膏分布坐标，搭建焊膏分布基准区域；
焊膏印刷仿真模块，所述焊膏印刷仿真模块用于激活所述印刷焊膏数据孪生单元和所述焊膏控制参数属性进行焊膏印刷仿真，获取多组焊膏印刷控制参数和多个焊膏印刷适应度；
第一参数设定模块，所述第一参数设定模块用于提取所述多个焊膏印刷适应度的最大值的焊膏印刷控制参数，设为所述焊膏印刷推荐控制参数。
进一步而言，系统还包括：
空间搭建模块，所述空间搭建模块用于基于所述元件贴装单元搭建元件贴装数据孪生单元，基于所述第一坐标空间搭建元件贴装执行空间，将所述元件贴装数据孪生单元部署于所述元件贴装执行空间；
第二属性设定模块，所述第二属性设定模块用于设定元件贴装控制参数属性，其中，所述元件贴装控制参数属性至少包括元件夹持点和元件贴片路径；
第二定位模块，所述第二定位模块用于基于所述第一定位结果，在所述元件贴装执行空间中对焊盘进行定位，并基于所述元件贴片坐标，搭建元件固定基准区域；
元件贴装仿真模块，所述元件贴装仿真模块用于激活所述元件贴装数据孪生单元和所述元件贴装控制参数属性进行元件贴装仿真，获取多组元件贴装控制参数和多个元件贴装适应度；
第二参数设定模块，所述第二参数设定模块用于提取所述多个元件贴装适应度的最大值的元件贴装控制参数，设为所述元件贴装推荐控制参数。
进一步而言，系统还包括：
发送模块，所述发送模块用于将所述多个元件贴装适应度的最大值的元件贴装控制参数，和所述多个焊膏印刷适应度的最大值的焊膏印刷控制参数发送至用户端，获取用户反馈信息；
判断模块，所述判断模块用于当所述用户反馈信息包括拒绝加工指令时：
基于所述多个焊膏印刷适应度的最大值，对所述焊膏印刷执行空间，设定焊膏印刷适应度下限值，在所述焊膏印刷执行空间进行迭代寻优，获取所述焊膏印刷推荐控制参数；
基于所述多个元件贴装适应度的最大值，对所述元件贴装执行空间，设定元件贴装适应度下限值，在所述元件贴装执行空间进行迭代寻优，获取所述元件贴装推荐控制参数。
本说明书通过前述对一种SMT工艺的优化控制方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中一种SMT工艺的优化控制系统，对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种SMT工艺的优化控制方法，其特征在于，应用于SMT工艺的优化控制系统，所述系统和SMT工艺产线通信连接，所述SMT工艺产线包括印刷焊膏单元、元件贴装单元，包括：
将PCB线路板概念图进行拆分，获取焊盘概念图和焊接元件概念图，在第一坐标空间进行定位，获取第一定位结果；
基于所述第一定位结果，在所述焊盘概念图上对所述焊接元件概念图进行分布，获取元件贴片坐标；
基于所述元件贴片坐标和所述PCB线路板概念图进行焊点焊膏分布，生成焊膏分布坐标；
根据所述焊膏分布坐标，构建焊膏控制适应度函数，进行焊膏控制寻优，生成焊膏印刷推荐控制参数，包括：所述焊膏控制适应度函数，与焊膏实际印刷分布坐标和所述焊膏分布坐标的非交集空间体积成反比；
其中，进行焊膏控制寻优，包括：
基于所述印刷焊膏单元搭建印刷焊膏数据孪生单元，基于所述第一坐标空间搭建焊膏印刷执行空间，将所述印刷焊膏数据孪生单元部署于所述焊膏印刷执行空间；
设定焊膏控制参数属性，其中，所述焊膏控制参数属性至少包括焊膏注入路径序列和焊膏注入流量序列；
基于所述第一定位结果，在所述焊膏印刷执行空间中对焊盘进行定位，并基于所述焊膏分布坐标，搭建焊膏分布基准区域；
激活所述印刷焊膏数据孪生单元和所述焊膏控制参数属性进行焊膏印刷仿真，获取多组焊膏印刷控制参数和多个焊膏印刷适应度；
提取所述多个焊膏印刷适应度的最大值的焊膏印刷控制参数，设为所述焊膏印刷推荐控制参数；
根据所述元件贴片坐标，构建贴片控制适应度函数，进行贴片控制寻优，生成元件贴装推荐控制参数，包括：所述贴片控制适应度函数，与贴片完成后元件实际坐标与所述元件贴片坐标的非交集空间体积成反比；
其中，所述进行贴片控制寻优，包括：
基于所述元件贴装单元搭建元件贴装数据孪生单元，基于所述第一坐标空间搭建元件贴装执行空间，将所述元件贴装数据孪生单元部署于所述元件贴装执行空间；
设定元件贴装控制参数属性，其中，所述元件贴装控制参数属性至少包括元件夹持点和元件贴片路径；
基于所述第一定位结果，在所述元件贴装执行空间中对焊盘进行定位，并基于所述元件贴片坐标，搭建元件固定基准区域；
激活所述元件贴装数据孪生单元和所述元件贴装控制参数属性进行元件贴装仿真，获取多组元件贴装控制参数和多个元件贴装适应度；
提取所述多个元件贴装适应度的最大值的元件贴装控制参数，设为所述元件贴装推荐控制参数；
根据所述焊膏印刷推荐控制参数初始化印刷焊膏单元，根据所述元件贴装推荐控制参数初始化元件贴装单元，进行SMT工艺控制。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一定位结果，在所述焊盘概念图上对所述焊接元件概念图进行分布，获取元件贴片坐标，包括：
对所述PCB线路板概念图进行三维像素分割，获取焊盘像素坐标和焊接元件像素坐标；
根据所述焊盘像素坐标和所述焊接元件像素坐标，确定焊接元件于焊盘分布的相对像素坐标；
根据所述相对像素坐标在所述焊盘概念图上对所述焊接元件概念图进行分布，获取所述元件贴片坐标。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述元件贴片坐标和所述PCB线路板概念图进行焊点焊膏分布，生成焊膏分布坐标，包括：
根据所述PCB线路板概念图，采集多个SMT焊膏印刷日志，其中，任意一个SMT焊膏印刷日志包括焊膏分布面积记录、焊膏分布路径记录和焊膏分布厚度记录；
基于所述元件贴片坐标，遍历所述多个SMT焊膏印刷日志，对所述焊膏分布面积记录、所述焊膏分布路径记录和所述焊膏分布厚度记录在所述第一坐标空间进行坐标拟合，生成多组初始焊膏分布坐标，其中，所述多组初始焊膏分布坐标一一对应；
对所述多组初始焊膏分布坐标进行两两相似度评估，生成多个焊膏分布坐标相似系数；
根据所述多个焊膏分布坐标相似系数对所述多组初始焊膏分布坐标进行聚类，生成焊膏分布坐标聚类结果；
提取类内聚集组数最大值的所述焊膏分布坐标聚类结果的焊膏空间体积最小值的初始焊膏分布坐标，设为所述焊膏分布坐标。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述多组初始焊膏分布坐标进行两两相似度评估，生成多个焊膏分布坐标相似系数，包括：
构建相似度评估函数：
；
；
；
；
其中，表征第一组初始焊膏分布坐标，/>为第二组初始焊膏分布坐标，/>表征第一组初始焊膏分布坐标的第k个坐标，/>表征第二组初始焊膏分布坐标中，与第一组初始焊膏分布坐标的第k个坐标位置最近的坐标，count（）为计数函数，/>表征第一组初始焊膏分布坐标和第二组初始焊膏分布坐标的相似度，/>表征第一组初始焊膏分布坐标总数，N表征第二组初始焊膏分布坐标总数，a表征相似评估坐标数量差阈值，/>表征一致性距离阈值；
根据所述相似度评估函数，遍历所述多组初始焊膏分布坐标，对所述第一组初始焊膏分布坐标和所述第二组初始焊膏分布坐标进行枚举赋值处理，生成所述多个焊膏分布坐标相似系数。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述多个元件贴装适应度的最大值的元件贴装控制参数，和所述多个焊膏印刷适应度的最大值的焊膏印刷控制参数发送至用户端，获取用户反馈信息；
当所述用户反馈信息包括拒绝加工指令时：
基于所述多个焊膏印刷适应度的最大值，对所述焊膏印刷执行空间，设定焊膏印刷适应度下限值，在所述焊膏印刷执行空间进行迭代寻优，获取所述焊膏印刷推荐控制参数；
基于所述多个元件贴装适应度的最大值，对所述元件贴装执行空间，设定元件贴装适应度下限值，在所述元件贴装执行空间进行迭代寻优，获取所述元件贴装推荐控制参数。
6.一种SMT工艺的优化控制系统，其特征在于，所述系统和SMT工艺产线通信连接，所述SMT工艺产线包括印刷焊膏单元、元件贴装单元，包括：
拆分模块，所述拆分模块用于将PCB线路板概念图进行拆分，获取焊盘概念图和焊接元件概念图，在第一坐标空间进行定位，获取第一定位结果；
概念图分布模块，所述概念图分布模块用于基于所述第一定位结果，在所述焊盘概念图上对所述焊接元件概念图进行分布，获取元件贴片坐标；
焊点焊膏分布模块，所述焊点焊膏分布模块用于基于所述元件贴片坐标和所述PCB线路板概念图进行焊点焊膏分布，生成焊膏分布坐标；
第一寻优模块，所述第一寻优模块用于根据所述焊膏分布坐标，构建焊膏控制适应度函数，进行焊膏控制寻优，生成焊膏印刷推荐控制参数，包括：所述焊膏控制适应度函数，与焊膏实际印刷分布坐标和所述焊膏分布坐标的非交集空间体积成反比；
其中，进行焊膏控制寻优，包括：
基于所述印刷焊膏单元搭建印刷焊膏数据孪生单元，基于所述第一坐标空间搭建焊膏印刷执行空间，将所述印刷焊膏数据孪生单元部署于所述焊膏印刷执行空间；
设定焊膏控制参数属性，其中，所述焊膏控制参数属性至少包括焊膏注入路径序列和焊膏注入流量序列；
基于所述第一定位结果，在所述焊膏印刷执行空间中对焊盘进行定位，并基于所述焊膏分布坐标，搭建焊膏分布基准区域；
激活所述印刷焊膏数据孪生单元和所述焊膏控制参数属性进行焊膏印刷仿真，获取多组焊膏印刷控制参数和多个焊膏印刷适应度；
提取所述多个焊膏印刷适应度的最大值的焊膏印刷控制参数，设为所述焊膏印刷推荐控制参数；
第二寻优模块，所述第二寻优模块用于根据所述元件贴片坐标，构建贴片控制适应度函数，进行贴片控制寻优，生成元件贴装推荐控制参数，包括：所述贴片控制适应度函数，与贴片完成后元件实际坐标与所述元件贴片坐标的非交集空间体积成反比；
其中，所述进行贴片控制寻优，包括：
基于所述元件贴装单元搭建元件贴装数据孪生单元，基于所述第一坐标空间搭建元件贴装执行空间，将所述元件贴装数据孪生单元部署于所述元件贴装执行空间；
设定元件贴装控制参数属性，其中，所述元件贴装控制参数属性至少包括元件夹持点和元件贴片路径；
基于所述第一定位结果，在所述元件贴装执行空间中对焊盘进行定位，并基于所述元件贴片坐标，搭建元件固定基准区域；
激活所述元件贴装数据孪生单元和所述元件贴装控制参数属性进行元件贴装仿真，获取多组元件贴装控制参数和多个元件贴装适应度；
提取所述多个元件贴装适应度的最大值的元件贴装控制参数，设为所述元件贴装推荐控制参数；
工艺控制模块，所述工艺控制模块用于根据所述焊膏印刷控制参数初始化印刷焊膏单元，根据所述元件贴装控制参数初始化元件贴装单元，进行SMT工艺控制。
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|---|---|---|---|
| CN202311159142.8A CN117202532B (zh) | 2023-09-09 | 2023-09-09 | 一种smt工艺的优化控制方法及系统 |
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