贴片机编程的结构

　　对于各种不同生产厂家、不同类型的贴片机，所用来控制机器运动、按照产品所需实现元件贴装的产品程序的基本结构大体相同，如图1所示。

图1 产品程序结构

　　（1）贴片程序设置
　　贴片程序设置是指贴片程序的环境设置，如机器的配置、坐标参考原点、元件数据库的选择和送料器数据库的选择等。
　　①机器的配置是贴片程序的基本设置环境。贴片机的配置包括：
　　·贴片头的类型；
　　·相机的位置、类型和精度；
　　·线路板传送的参数；
　　·机器所储存的吸嘴型号和数量；
　　·自动托盘送料器的参数；
　　·机器各坐标轴的参数；
　　·其他参数。
　　②坐标参考原点是指线路板的坐标原点和贴片元件坐标原点之间的差距。如图2所示，不同设备的坐标系方向不同，当线路板的坐标原点在线路板的一角时，而贴片元件的坐标以拼板相同方向的一角或者一个基准点为原点。

图2 坐标系的参考零点

　　③元件数据库：有的机器可以根据不同的产品系列而设置存储多个元件数据库，在需要时可以调用不同的数据库。
　　④送料器数据库有如元件数据库，也可以存储多个送料器数据库，根据需要选用。
　　（2）线路板规格——指线路板尺寸和拼板方式
　　贴片机需要根据线路板的尺寸来调整线路板输送轨道的宽度和传输距离，线路板的支撑装置也可以根据线路板的厚度来调整支撑高度。一般产品的线路板采用单个产品；有部分产品由于单个线路板的尺寸太小，不利于贴片设备的生产，或者为了提高设备的生产效率、减少线路板的传送时间，故采用多个产品拼板方式（如图3所示）。对于多个产品拼板，在元件贴装清单输入时，只需要输入首个拼板的元件，其他拼板的元件位置可以自动复制。

图3 单个产品与多个产品拼板

　　（3）线路板偏移校正——指利用线路板的基准J点进行贴片坐标的校正
　　基准点是线路板上的一些特征点，一般是采用同印刷线路和元件的金属焊盘相同的工艺在线路板的制作同时产生的，它能提供固定、准确的位置，是用来对元件的贴装位置进行整体校正的特征点。线路板上的基准点的校正方式可分为3种（如图4所示）：利用全面校正的基准点对线路板上的所有元件进行整板校正（Global Correction）；利用拼板上的基准点对拼板以及它的偏置板上的元件进行校正（Circuit Correction）；利用元件旁的基准点对局部单个高精度元件进行校正（Local Correction）。在实际贴装程序中，将根据实际需要来选用基准点和校正方法来实现元件的精密贴装。

图4 线路板校正基准点

　　（4）吸嘴的配置
　　贴片机程序可根据现机器中所储存的吸嘴或者不限定吸嘴进行贴装步序的优化。如果是根据现机器中所储存的吸嘴进行优化，那么吸嘴就不需要再重新配置；如果是不限定吸嘴进行优化，那么吸嘴就需要根据优化完后产生的吸嘴清单重新进行吸嘴的配置。
　　（5）产品的元件贴装清单（如图5所示）
　　贴装清单包括元件的位号（Ref ID）、物料代码（Component ID）、X坐标、y坐标和贴装角度（Theta）等，这是表面贴装所需要的关键数据之一，决定元件贴装在线路板上的准确位置。物料代码连接到元件数据库，贴片头上的吸嘴在送料器的特定位置上吸取元件后，通过元件的照相和识别，按照贴片元件的坐标和角度等，再加上通过校正而得到的元件的取料偏差，准确地将元件贴装在线路板上的指定位置。
　　元件的贴装顺序是元件贴装的先后次序，对于转塔式贴片机，元件的取料顺序和元件的贴装顺序相同；而对于平台式贴片机，若贴片头上有多个吸嘴，元件的取料顺序和贴装顺序可以不一样。由于计算机应用的发展，现在各种贴片机的贴装顺序都可以自动优化，也有一些通用软件可以对各种不同贴片机的贴片顺序进行自动优化。

图5 元件贴装清单

　　元件数据库如图6所示。贴片元件一般可以分为Chip，Melf，QFP，SOlO，PLCC，SOJ，SOT和BGA等不同类型。元件数据库包含元件的长、宽和厚度，元件特征的尺寸、跨距及元件的包装等。另外，对于不同的机器，元件的数据库还包括贴片头和吸嘴的型号，识别照相机的灯光强度、元件的默认送料器的型号和方向，以及识别的方式和特殊要求等（如图7所示）。元件的数据库所包含的所有数据将对元件的输送、取料、识别、校正和贴装起到关键的作用。

图6 元件数据库

图7 元件数据库结构

　　（6）送料器清单（如图8所示）
　　当在元件贴装清单中加入一个新的元件时，这个元件就会根据元件数据库中的默认送料器的型号在送料器清单中自动加入一条记录。送料器清单包括各种元件的元件代码、所用的送料器的型号、所在位置的识别代码和元件在送料器上的正确方向。如果有个别元件在识别中不能通过，这个元件就会按照元件数据库或者程序中抛料站的设置抛掉。

图8 送料器清单

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余少华

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