CN107877582B - 一种电路板切割路径规划方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电路板切割路径规划方法，包括以下步骤：利用计算机对电路板进行数学建模；通过软件对电路板实际的情况进行边界条件初始化，并利用核心计算模块计算；决策模块根据该计算结果输出一条利用率最高的切割路径，最后得出电路板最佳利用率的切割路径。本发明具有计算准确、计算效率高、操作简单等特点，可以带来显著的经济效益。

Description

一种电路板切割路径规划方法
技术领域
本发明涉及电路板切割技术领域，尤其涉及一种电路板切割路径规划方法。
背景技术
电路板生产时都一般会进行中板(由若干小板拼板而成)切割作业，目的是为了增加SMT产线的生产效率。
现有电路板切割作业是通过人工计算电路板的切割路径进行规划从而提高利用率，人工计算的工作量大、计算过程复杂、耗时长、容易出错，甚至无法得出最佳利用率。
综上可知，所述电路板切割路径规划方法，实际中存在不便的问题，所以有必要加以改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种电路板切割路径规划方法，具有计算准确、计算效率高、操作简单等特点，可以带来显著的经济效益。
为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种电路板切割路径规划方法，包括以下步骤：利用计算机对电路板进行数学建模；通过软件对电路板实际的情况进行边界条件初始化，并利用核心计算模块计算；决策模块根据该计算结果输出一条利用率最高的切割路径，最后得出电路板最佳利用率的切割路径。
较佳地，所述边界条件初始化包括对电路整板的大小、电路小板的大小进行初始化；
较佳地，所述利用核心计算模块计算包括以下步骤：
第一步：根据边界条件初始化条件调用切割参数表，确定将电路整板切割为四等份电路大板或六等份电路大板；
第二步：根据第一步的条件，确定电路小板的长边与电路大板的长边平行或垂直切割；
第三步：根据第二步的条件，计算每一电路大板的长度方向和宽度方向各可容纳电路小板数量；
第四步：根据第三步的条件，计算所有可能的电路中板数量；
第五步：根据第三、四步的条件，查找满足条件的电路小板数量，计算当前电路小板数量是否为最大值，若是则输出该最大值对应的切割路径，否则返回第一步重新计算。
较佳地，所述切割参数表包括连接筋的长度参数、电路中板工艺边宽度参数、切割损耗的宽度参数。
较佳地，任意两电路小板之间、电路小板与电路中板工艺边之间均由连接筋连接；所述连接筋的长度为两电路小板之间的距离或电路小板与电路中板工艺边之间的距离。
较佳地，所述核心计算模块的每一切割路径均会存储至计算机，最后只输出电路小板数量的最大值对应的切割路径。
采用上述方案，本发明的有益效果是：采用人工计算的电路板利用率为70％，而采用本发明的电路板切割路径规划方法电路板利用率可以达到80％。利用软件算法自动计算，其运行速度是人工计算的十万倍以上，具有计算准确、计算效率高、操作简单等特点，可以带来显著的经济效益。
附图说明
图1为本发明的原理性流程图；
图2为本发明的核心计算模块算法流程图；
图3为本发明的电路整板结构示意图；
图4为本发明的电路大板结构示意图；
图5为本发明的电路中板结构示意图；
其中，附图标识说明：
1—电路整板， 2—电路大板，
3—电路中板， 4—电路小板，
5—连接筋。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
参照图1至5所示，本发明提供一种电路板切割路径规划方法，包括以下步骤：利用计算机对电路板进行数学建模；通过软件对电路板实际的情况进行边界条件初始化，并利用核心计算模块计算；决策模块根据该计算结果输出一条利用率最高的切割路径，最后得出电路板最佳利用率的切割路径。
其中，所述边界条件初始化包括对电路整板1的大小、电路小板4的大小进行初始化；
所述利用核心计算模块计算包括以下步骤：
第一步：根据边界条件初始化条件调用切割参数表，确定将电路整板1切割为四等份电路大板或六等份电路大板；
第二步：根据第一步的条件，确定电路小板4的长边与电路大板2的长边平行或垂直切割；
第三步：根据第二步的条件，计算每一电路大板的长度方向和宽度方向各可容纳电路小板4数量；
第四步：根据第三步的条件，计算所有可能的电路中板3数量；
第五步：根据第三、四步的条件，查找满足条件的电路小板4数量，计算当前电路小板4数量是否为最大值，若是则输出该最大值对应的切割路径，否则返回第一步重新计算。
所述切割参数表包括连接筋5的长度参数、电路中板3工艺边宽度参数、切割损耗的宽度参数。任意两电路小板4之间、电路小板4与电路中板3工艺边之间均由连接筋5连接；所述连接筋5的长度为两电路小板4之间的距离或电路小板4与电路中板3工艺边之间的距离。所述核心计算模块的每一切割路径均会存储至计算机，最后只输出电路小板4数量的最大值对应的切割路径。
本发明工作原理：
本实施例采用MATLAB软件工具，需要找到一种由电路小板4拼接组成电路中板3，并由电路中板3组成四等份电路大板，使电路板最佳利用率的切割路径。
电路整板1为未切割前的一整块电路板；将电路整板1进行分为四等份，每一等份为大电路板；若干电路小板4由连接筋5连接组成电路中板3。
核心计算模块中的计算公式如下：
[(n+y)*r+y+2x]*t+(t-1)*c≤b，
[(m+y)*s+y+2x]*u+(u-1)*c≤a，
其中，a＝(A-c)/2，b＝(B-c)/2；
式中：
n为电路小板4的长度，m为电路小板4的宽度；
y为连接筋5的长度；x为电路中板3工艺边宽度；c为切割损耗宽度；
u为每一电路大板的长度方向可容纳电路中板3数量，t为每一电路大板的宽度方向可容纳电路中板3数量；
s为每一电路中板3的长度方向各可容纳电路小板4数量，r为每一电路中板3的宽度方向各可容纳电路小板4数量；
A为电路整板1的长度，B为电路整板1的宽度；
a为电路大板的长度，b为电路大板的宽度；
除了r、s、t、u之外，其他的都是常数。当4*u*t*s*r(电路小板4数量)最大时，求r、s、t、u的值(自然数)。
本实施例中，电路整板1的尺寸A*B为1245mm*1040mm，需将电路整板1进行四等分得到四等份电路大板2，切割损耗宽度c为2mm。电路小板4的尺寸是固定的，典型值n*m为30mm*20mm，电路小板4通过一定的方式拼成电路中板3，最小电路中板3数量为2*2＝4个，最大电路中板3数量为10*10＝100个。电路小板4之间由长度y为2mm的连接筋5固定，电路中板3四周有宽度为5mm的电路中板3工艺边。
图2的算法流程图是本发明的核心内容。数学建模和边界条件初始化之后，开始计算每一种电路板切割路径的整板利用效率。从2*2、2*3、2*4以此类推……到10*8、10*9、10*10。
本实施例中采用2*2的电路大板2方法，确定电路小板4的长边与电路大板2的长边平行或垂直切割，即电路小板4的长边对电路大板2的长边或电路小板4的长边对电路大板2的短边，本实施例中为电路小板4的长边与电路大板2的长边垂直切割。
然后开始计算，首先计算电路大板2长度方向的电路小板4数量，然后计算电路大板2宽度方向的电路小板4数量，接着计算所有可能的中板数目，计算以上环节中每一条路径的电路小板4利用率。
决策模块只需选出所有路径的电路小板4最高利用率即可，最后输出最大值对应的切割路径。计算过程中，会将每条路径(切割方法)记录到计算机内存中，这里只需输出利用率最高的路径即可。
例如输出电路小板4尺寸为25.2mm*19.2mm，得出最佳拼接成中板的方式：
整板的分为四等份电路大板2，
电路大板2宽度方向摆3个电路中板3，电路中板3的一条边上含7个电路小板4；
电路大板2长度方向摆4个电路中板3，电路中板3一条边上含5个电路小板4；
电路小板4竖着摆(即电路小板4的长边与电路大板2的长边平行)。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电路板切割路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用计算机对电路板进行数学建模；
通过软件对电路板实际的情况进行边界条件初始化，并利用核心计算模块计算；决策模块根据该计算结果输出一条利用率最高的切割路径，最后得出电路板最佳利用率的切割路径；
所述边界条件初始化包括对电路整板的大小、电路小板的大小进行初始化；
所述利用核心计算模块计算包括以下步骤：
第一步：根据边界条件初始化条件调用切割参数表，确定将电路整板切割为四等份电路大板或六等份电路大板；
第二步：根据第一步的条件，确定电路小板的长边与电路大板的长边平行或垂直切割；
第三步：根据第二步的条件，计算每一电路大板的长度方向和宽度方向各可容纳电路小板数量；
第四步：根据第三步的条件，计算所有可能的电路中板数量；
第五步：根据第三、四步的条件，查找满足条件的电路小板数量，计算当前电路小板数量是否为最大值，若是则输出该最大值对应的切割路径，否则返回第一步重新计算。
2.根据权利要求1所述的电路板切割路径规划方法，其特征在于，所述切割参数表包括连接筋的长度参数、电路中板工艺边宽度参数、切割损耗的宽度参数。
3.根据权利要求2所述的电路板切割路径规划方法，其特征在于，任意两电路小板之间、电路小板与电路中板工艺边之间均由连接筋连接；所述连接筋的长度为两电路小板之间的距离或电路小板与电路中板工艺边之间的距离。
4.根据权利要求3所述的电路板切割路径规划方法，其特征在于，所述核心计算模块的每一切割路径均会存储至计算机，最后只输出电路小板数量的最大值对应的切割路径。
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