周進(jìn)群，劉義亞，馮勇

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基于外形數(shù)控程序的PCB Mapping可視化分析*

周進(jìn)群，劉義亞，馮勇

（深南電路股份有限公司，廣東 深圳 518000）

大數(shù)據(jù)分析是目前非常實(shí)用的一種分析手段，通過收集數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行清洗，能夠獲得大量的有效數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)后通過分類、聚類、尋優(yōu)等手段可獲得人工無法發(fā)現(xiàn)的隱藏在數(shù)據(jù)中的一些問題及特性，從而為產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率等方面改善提供思路和方向，這也是各行各業(yè)都在不斷推崇的一種分析途徑?，F(xiàn)階段，PCB工廠數(shù)據(jù)追述困難，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)只能記錄追溯到批次，無法實(shí)現(xiàn)PNL及拼版追溯管理，且數(shù)據(jù)需經(jīng)歷多次記錄匯總，才能錄入系統(tǒng)中，工作效率十分低下，且存在數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致無法進(jìn)行智能化管理。針對(duì)以上分析，現(xiàn)需根據(jù)外形數(shù)控的走刀程序結(jié)合二維碼坐標(biāo)程序進(jìn)行mapping追溯管理系統(tǒng)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)信息在線收集，利用成品拼版二維碼實(shí)現(xiàn)拼版信息追溯，為后期大數(shù)據(jù)清洗、分析、關(guān)聯(lián)、分類、聚類等操作提供基礎(chǔ)，提高工廠的生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來良好的效益。

大數(shù)據(jù)分析；PCB；Mapping；聚類

前言

隨著科技不斷進(jìn)步，大數(shù)據(jù)分析成為目前最火熱及使用的一種分析手段，通過對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理獲得隱藏在數(shù)據(jù)中的一些問題及特性，從而為改善提供方向，這也是各行各業(yè)都在不斷推崇的一種分析途徑。但大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)是有有效的數(shù)據(jù)，其第一步也是十分重要的一步便是大數(shù)據(jù)收集，數(shù)據(jù)的有效性直接關(guān)乎到后期分析的結(jié)果。但目前PCB工廠訂單多樣，多為不規(guī)則版型，工程部無法統(tǒng)一給出Center檔資料，且在開發(fā)過程中無法獲取具體Set或者Pcs的邊界，從而造成Mapping系統(tǒng)開發(fā)十分困難，目前，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)只能記錄追溯到批次，無法實(shí)現(xiàn)PNL及拼版追溯管理，且檢驗(yàn)數(shù)據(jù)需經(jīng)歷多次記錄匯總，才能錄入系統(tǒng)中。經(jīng)研究，外形數(shù)控加工設(shè)備會(huì)根據(jù)工程部做出的走刀程序進(jìn)行加工并根據(jù)自己的設(shè)備規(guī)則生成數(shù)控程序，本文對(duì)該數(shù)控程序進(jìn)行深入研究，推導(dǎo)出該數(shù)控程序規(guī)則后加以改進(jìn)修改，從而還原出板件的拼版圖，創(chuàng)建邏輯計(jì)算出Set范圍并結(jié)合工程部給出的Pcs中心點(diǎn)資料，以c#為工具開發(fā)出mapping追溯管理系統(tǒng)，將檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲(chǔ)管理，從而達(dá)到數(shù)據(jù)追溯及大數(shù)據(jù)收集的目的，為后期大數(shù)據(jù)分析操作提供基礎(chǔ)，從而提高產(chǎn)品品質(zhì)，降低成本，提高生產(chǎn)率。

1 外形數(shù)控程序解析

我司使用的外形數(shù)控設(shè)備的加工程序有其自身特定的規(guī)則，在無法詳細(xì)解讀其規(guī)則前無法對(duì)其有效利用，而由于PCB廠所生產(chǎn)的產(chǎn)品的多樣性、多變性，導(dǎo)致PCB廠的mapping追溯管理系統(tǒng)開發(fā)困難，因此我司在現(xiàn)有的數(shù)控加工程序的代碼基礎(chǔ)上對(duì)其規(guī)則進(jìn)行深入研究，并結(jié)合實(shí)際對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，從而生成屬于我司的特有規(guī)則[1]。

外形數(shù)控設(shè)備中大多數(shù)規(guī)則都屬于國(guó)際通用規(guī)則，符合國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，但偏移規(guī)則、鏡像規(guī)則屬于設(shè)備供應(yīng)商自身定義的規(guī)則，目前所有需要的規(guī)則有M70、M80、M90規(guī)則，其中M70指的是第一塊拼版以y=x線為鏡像軸進(jìn)行鏡像變化，M80指的是第一塊拼版以y軸為鏡像軸進(jìn)行鏡像變化，M90指的是第一塊拼版以x軸為鏡像軸進(jìn)行鏡像變化，再結(jié)合其他國(guó)際通用準(zhǔn)則并結(jié)合我司實(shí)際情況即可還原出拼版圖[2]。

2 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

圖1 mapping追溯管理系統(tǒng)框架圖

mapping追溯管理系統(tǒng)以外形數(shù)控加工程序及二維碼坐標(biāo)為基礎(chǔ)[3]，在.NET框架基礎(chǔ)上進(jìn)行整個(gè)軟件系統(tǒng)的構(gòu)建，通過WebService進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，基于現(xiàn)有MES系統(tǒng)架構(gòu)上，構(gòu)建出簡(jiǎn)單、直觀、人性化的軟件系統(tǒng)。主體框架如圖1所示。

3 mapping追溯管理系統(tǒng)

通過以上分析，本文以PCB廠外形數(shù)控程序?yàn)榛A(chǔ)，結(jié)合我司工程部生成的二維碼坐標(biāo)資料，以C#.NET為開發(fā)工具進(jìn)行mapping追溯管理系統(tǒng)的開發(fā)[4]。根據(jù)業(yè)務(wù)部門對(duì)該系統(tǒng)的需求，整個(gè)軟件系統(tǒng)包含三個(gè)模塊：

（1）登陸模塊；

（2）信息采集模塊；

（3）拼版mapping處理模塊。

3.1 登陸模塊

運(yùn)行軟件，進(jìn)入登陸模塊（圖2），掃描讀取工卡號(hào)（或人員鍵盤手動(dòng)輸入工卡號(hào)），識(shí)別掃描槍回車符（或點(diǎn)擊回車鍵）自動(dòng)進(jìn)入信息采集模塊（圖3）：

圖2 登陸模塊

3.2 信息采集模塊

使用智能工業(yè)相機(jī)掃描panel二維碼，識(shí)別智能工業(yè)相機(jī)回車符（或點(diǎn)擊回車鍵），程序自動(dòng)讀取公盤中的“外形機(jī)臺(tái)程序”（如文件c222272.r），同時(shí)讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中“Set二維碼坐標(biāo)程序”、“pcs中心坐標(biāo)程序”[5]。

讀取完上述3個(gè)程序后進(jìn)入拼版mapping處理模塊,同時(shí)根據(jù)“外形機(jī)臺(tái)程序”用藍(lán)色線條顯示拼版背景，同時(shí)后臺(tái)將3個(gè)程序（“外形機(jī)臺(tái)程序”、“Set二維碼坐標(biāo)程序”、“pcs中心坐標(biāo)程序”）進(jìn)行對(duì)應(yīng)。

圖4 拼版二維碼

pcs/set/panel的長(zhǎng)*寬從數(shù)據(jù)庫(kù)中抓取。若讀取set二維碼（如圖4），則執(zhí)行上述步驟同時(shí)需用黑色框顯示該set位置，若該set已廢，則set內(nèi)所有pcs需用紅色框顯示。

針對(duì)復(fù)雜的多變性的產(chǎn)品，本系統(tǒng)仍能夠有效還原出其拼版圖，如圖5所示：

圖5 復(fù)雜產(chǎn)品拼版還原圖

3.3 拼版mapping處理模塊

3.3.1簽廢按鈕

操作人員點(diǎn)擊按鈕Pcs/Set/Panel,待相應(yīng)按鈕點(diǎn)亮后（每次只能點(diǎn)亮一個(gè)按鈕），通過鼠標(biāo)單擊mapping圖中對(duì)應(yīng)報(bào)廢Pcs/Set/Panel的位置來報(bào)廢Pcs/Set/Panel，同時(shí)相應(yīng)圖形將用紅色框顯示[6]（pcs廢則pcs變紅，如圖6；set廢則set內(nèi)所有pcs廢，圖中該set內(nèi)的所有pcs變紅，如圖7；panel廢則panel內(nèi)所有set、pcs廢，圖中該panel內(nèi)所有pcs變紅，如圖8），再點(diǎn)擊已報(bào)廢的Pcs/Set/Panel則取消報(bào)廢，同時(shí)圖中取消變紅區(qū)域[7]。

圖6 pcs廢圖

圖7 set廢圖

操作人員選中需報(bào)廢的Pcs/Set/Panel后，選擇缺陷代碼（或手動(dòng)輸入缺陷代碼），程序自動(dòng)獲取缺陷名稱、缺陷代碼從MES中抓取，點(diǎn)擊簽廢按鈕，Pcs/Set/Panel對(duì)象在程序中記錄相應(yīng)屬性[8-9]。

3.3.2修理按鈕

修理流程同簽廢流程，操作人員點(diǎn)擊按鈕Pcs/Set/Panel,待相應(yīng)按鈕點(diǎn)亮后（每次只能點(diǎn)亮一個(gè)按鈕），通過鼠標(biāo)單擊mapping圖中對(duì)應(yīng)修理Pcs/Set/Panel的位置來修理Pcs/Set/Panel，同時(shí)相應(yīng)圖形將變紅（pcs修理則pcs變紅，如圖6；set修理則set內(nèi)所有pcs修理，圖中該set內(nèi)的所有pcs變紅，如圖6；panel修理則panel內(nèi)所有set、pcs修理，圖中該panel內(nèi)所有pcs變紅，如圖8），再點(diǎn)擊已確定修理的Pcs/Set/Panel則取消修理，同時(shí)圖中取消變紅區(qū)域。

圖8 panel廢圖

操作人員選中需修理的Pcs/Set/Panel后，選擇缺陷代碼（或手動(dòng)輸入缺陷代碼），程序自動(dòng)獲取缺陷名稱，缺陷代碼從MES中抓取，點(diǎn)擊修理按鈕，Pcs/Set/Panel對(duì)象將記錄相應(yīng)屬性。

檢測(cè)完成后點(diǎn)擊檢測(cè)完成按鈕，程序?qū)⑺衟cs/set/panel的數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)退出拼版mapping處理模塊，返回信息采集模塊，開始下一次檢測(cè)[10]。

注：已報(bào)廢的Pcs/Set/Panel無法再改為修理；已修理的Pcs/Set/Panel可以再改為報(bào)廢。

4 結(jié)論

本文獨(dú)創(chuàng)性的通過外形數(shù)控程序來還原板件的拼版圖，并結(jié)合工程部生成的二維碼坐標(biāo)文件從而開發(fā)出mapping追溯管理系統(tǒng)，有效的解決了PCB廠生產(chǎn)中由于產(chǎn)品多樣性、多變性而導(dǎo)致的mapping追溯管理系統(tǒng)無法開發(fā)的難題，極大的提高了數(shù)據(jù)的安全性、完整性和規(guī)范性，并在檢驗(yàn)過程中設(shè)置簽廢站點(diǎn)，對(duì)廢點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行人員的處理，減少了數(shù)據(jù)冗余，避免了設(shè)備重復(fù)檢驗(yàn)。最終做到了廢點(diǎn)數(shù)據(jù)在各種設(shè)備間的高效傳遞，提高了設(shè)備的廢點(diǎn)率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低了人力成本、材料成本，為大數(shù)據(jù)提供了基礎(chǔ)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)能的提升，為企業(yè)帶來了良好的效益。（本系統(tǒng)能夠覆蓋95%以上的產(chǎn)品，但若幾片pcs的中心點(diǎn)在同一點(diǎn)時(shí)本系統(tǒng)無法進(jìn)行人工報(bào)廢處理，本系統(tǒng)將不斷完善中，最終將能夠覆蓋所有產(chǎn)品。）

[1] 蔣玉想,張志強(qiáng),阮星華. PCB設(shè)計(jì)與制作在電子工藝實(shí)習(xí)中的實(shí)踐[J].黑龍江科技信息. 2014(13).

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Visualiaztion Analysis Of PCB Mapping Based On Contour NC Program*

Zhou Jinqun, Liu Yiya, Feng Yong

（ShenNan Circuits co., LTD, Guangdong Shenzhen 518000 )

Big data analysis is a very practical analysis method at present. By collecting and cleaning the data, a large amount of effective data can be obtained. After associating these data, some hidden problems and characteristics in the data that can not be found manually can be obtained by means of calssification, clustering and optimization. So as to provide ideas and directions for improving product quality, production efficiency and other aspects. This is also a way of analysis that all walks of life are admiring. At present, PCB factory data traceability is difficult. The existing data collection system can only be traced back to batches, and can not be accurate to each board. Data need to be recorded and aggregated many times before it can enter the system. The work efficiency is very low, and there is the risk of losing data, so it can not be managed intelligently. In view of the above analysis, it is necessary to develop mapping traceability management system based on NC tool-walking program and two-dimensional code coordinate program. Realize online information collection, use two-dimensional code traceboard information, provide the basis for later large data cleaning, analysis, association, clustering and other operations, improve the production efficiency of the factory, and bring good benefits to the enterprise.

Big data analysis; PCB; Mapping; Cluster

U467

A

1671-7988(2019)07-169-04

U467

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1671-7988(2019)07-169-04

周進(jìn)群(1973-)，男，高級(jí)工程師，就職于深南電路股份有限公司。從事自動(dòng)化設(shè)備、PCB智能制造研究工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.07.056