一種VR虛擬印刷電路板製造工廠的方法與流程
2024-03-31 10:45:05 1
本發明涉及一種VR虛擬印刷電路板製造工廠的方法。
背景技術：
印刷電路板製造是電子製造產業的基礎，印刷電路板製造技術主要包括：電路圖形轉移(制板)技術、鑽孔技術、電鍍(銅、錫、金)技術、印刷阻焊膜技術和成型技術。印刷電路板製造技術複雜，工藝種類和設備類型繁多，製造工程師必須反覆試生產，反覆修改直到最後定型，以確保操作規程的可行性和正確性，再投入實際的批量生產。這樣就使得生產準備時間很長，投入資金很大。隨著市場競爭的加劇，產品交貨周期必須縮短，生產成本必須控制。
大部分高校和職校設立印刷電路板技術相關專業和課程，但因印刷電路板製造設備投入大，高校實驗裝備差，缺乏先進教學手段，學生不可能進行較高水平的實訓，只能參觀，形成教學培訓的困境。
技術實現要素：
本發明的目的是解決現有高校職校的技術問題，提供一種VR虛擬印刷電路板製造工廠的方法。
實現本發明目的的技術方案是一種VR虛擬印刷電路板製造工廠的方法，包括以下步驟：
步驟一：建立印刷電路板製造VR虛擬車間以及位於車間內的設備的3D仿真模型，同時建立用戶資料庫、規則資料庫和工藝流程設計及設備選擇表，所述規則資料庫中存儲各類規則數據；
步驟二：按照印刷電路板的工藝類型和自動化程度，設計工藝流程和選擇設備，工藝流程設計和設備選擇存儲於用戶資料庫和工藝流程設計及設備選擇表；
步驟三：在步驟一的VR虛擬車間的虛擬實境環境中，按照步驟二所設計的工藝流程，完成每一個工序所選的設備的工藝參數設置和設備操作，工藝參數設置和設備操作存儲於用戶資料庫；
步驟四：將步驟二和步驟三存儲的數據與規則資料庫的數據進行比較，判斷對錯並打分；
步驟五：查看分數統計，找出錯誤，分析原因，修改步驟二和步驟三的設計和操作，並可根據需要增加或修改規則資料庫的規則數據。
所述步驟一的具體方法為：採用三維軟體工具建立印刷電路板製造設備的3D仿真模型，再採用面向對象技術、Unity 3D技術、OpenGL技術、圖形變換技術和雙緩存技術，構建VR虛擬製造車間的虛擬實境環境，將前述印刷電路板製造設備組合成三個VR虛擬車間：虛擬鑽孔與加工車間、虛擬電路制板車間和虛擬電鍍車間；所述虛擬鑽孔與加工車間包括：裁板機、半自動鑽孔機、全自動鑽孔機、雕刻機、絲網印刷機、熱層壓機；虛擬電路制板車間包括：覆膜機、曝光機、顯影機、蝕刻機、退膜機、半自動制板一體機、全自動制板一體機；虛擬電鍍車間包括：半自動鍍銅機、全自動鍍銅機、化學鍍錫機、噴錫機、清洗機。
所述步驟二的具體方法為：在基於VC++6.0的軟體環境下，按照印刷電路板的工藝類型和自動化程度，設計工藝流程和選擇設備；所述印刷電路板的工藝類型分為：單面板工藝、雙面板工藝、多層板工藝、柔性板工藝、陶瓷板工藝；所述印刷電路板的自動化程度分為：小批量少品種、小批量多品種、大批量少品種、大批量多品種；根據不同的工藝類型和自動化程度組合，印刷電路板的工藝流程及設備的種類共有16種；將工藝流程設計和設備選擇存儲於用戶資料庫和工藝流程設計及設備選擇表；所述工藝流程設計及設備選擇表用於步驟三的設備參數設置和設備作業系統的操作嚮導。
所述步驟三的具體方法為：在VR虛擬製造車間的虛擬實境環境中，按照步驟二所設計的工藝流程設計及設備選擇表，通過漫遊方式找到工藝流程中每一個工序所選擇的設備。先設置該設備工藝參數，再模擬實際設備工作過程，觸碰虛擬設備上按鈕及開關等裝置，完成開機、上料、加熱、生產模擬運行、取料和關機操作；若工藝流程的每步工序的設備均完成，則結束，若沒完成，則進行下一步工序；將設備的工藝參數設置及設備操作的數據存儲於用戶資料庫。
所述規則資料庫存儲的是基於步驟二所設計的16種印刷電路板的工藝流程及設備的類型的的工藝流程設計的規則數據和工序設備選擇的規則數據、基於步驟三所操作的設備參數最佳設置的規則數據和設備正確操作的規則數據。
所述步驟一採用3DMax、UG或ProE三維軟體工具建立印刷電路板製造設備的3D仿真模型。
採用了上述技術方案，本發明具有以下的有益效果：(1)本發明將實際製造採用虛擬製造工廠的形式在計算機上實現，採用計算機建模與仿真技術，通過三維模型和虛擬實境VR，實現產品設計、工藝設計、加工製造、質量檢驗等產品製造的本質過程，增強了製造過程各級的決策與控制能力。
(2)用戶通過使用本發明在印刷電路板VR虛擬製造工廠的虛擬實境環境中，完成印刷電路板工藝流程設計、設備選擇、設備參數設置和設備操作，並且自動判斷對錯並打分，適用於印刷電路板的試生產，具有一定的智能性和實操性，可降低成本和提高生產效率。
(3)本發明提供了一個全新的科技含量較高的教學培訓和考評模式，可廣泛應用於電子企業的培訓及考評和高校高職的電子製造技術教學中。
附圖說明
為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例並結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
圖1為本發明方法的流程圖；
圖2為本發明設計工藝流程和選擇設備的流程圖。
圖3為本發明參數設置和設備操作的流程圖。
具體實施方式
(實施例1)
見圖1，本實施例的一種VR虛擬印刷電路板製造工廠的方法，包括以下步驟：
步驟一：建立印刷電路板製造VR虛擬車間以及位於車間內的設備的3D仿真模型，同時建立用戶資料庫、規則資料庫和工藝流程設計及設備選擇表，所述規則資料庫中存儲各類規則數據，具體包括16種印刷電路板的工藝流程及設備的類型的的工藝流程設計的規則數據、設備選擇的規則數據、設備參數最佳設置的規則數據和設備正確操作的規則數據；採用3DMax、UG或ProE三維軟體工具建立印刷電路板製造設備的3D仿真模型，再採用面向對象技術、Unity 3D技術、OpenGL技術、圖形變換技術和雙緩存技術，構建VR虛擬製造車間的虛擬實境環境，將前述印刷電路板製造設備組合成三個VR虛擬車間：虛擬鑽孔與加工車間、虛擬電路制板車間和虛擬電鍍車間；所述虛擬鑽孔與加工車間包括：裁板機、半自動鑽孔機、全自動鑽孔機、雕刻機、絲網印刷機、熱層壓機；虛擬電路制板車間包括：覆膜機、曝光機、顯影機、蝕刻機、退膜機、半自動制板一體機、全自動制板一體機；虛擬電鍍車間包括：半自動鍍銅機、全自動鍍銅機、化學鍍錫機、噴錫機、清洗機。
步驟二：按照印刷電路板的工藝類型和自動化程度，設計工藝流程和選擇設備，工藝流程設計和設備選擇存儲於用戶資料庫和工藝流程設計及設備選擇表；如圖2所示：在基於VC++6.0的軟體環境下，按照印刷電路板的工藝類型和自動化程度，設計工藝流程和選擇設備；所述印刷電路板的工藝類型分為：單面板工藝、雙面板工藝、多層板工藝、柔性板工藝、陶瓷板工藝；所述印刷電路板的自動化程度分為：小批量少品種、小批量多品種、大批量少品種、大批量多品種；根據不同的工藝類型和自動化程度組合，印刷電路板的工藝流程及設備的種類共有16種；將工藝流程設計和設備選擇存儲於用戶資料庫和工藝流程設計及設備選擇表；所述工藝流程設計及設備選擇表用於步驟三的設備參數設置和設備作業系統的操作嚮導。
步驟三：在步驟一的VR虛擬車間的虛擬實境環境中，按照步驟二所設計的工藝流程，，完成每一個工序所選的設備的工藝參數設置和設備操作，工藝參數設置和設備操作存儲於用戶資料庫；如圖3所示，在VR虛擬製造車間的虛擬實境環境中，按照步驟二所設計的工藝流程設計及設備選擇表，通過漫遊方式找到工藝流程中每一個工序所選擇的設備。先設置該設備工藝參數，再模擬實際設備工作過程，觸碰虛擬設備上按鈕及開關等裝置，完成開機、上料、加熱、生產模擬運行、取料和關機操作；若工藝流程的每步工序的設備均完成，則結束，若沒完成，則進行下一步工序；將設備的工藝參數設置及設備操作的數據存儲於用戶資料庫。
步驟四：將步驟二和步驟三存儲的數據與規則資料庫的數據進行比較，判斷對錯並打分；
步驟五：查看分數統計，找出錯誤，分析原因，修改步驟二和步驟三的設計和操作，並可根據需要增加或修改規則資料庫的規則數據。
以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。