一種VR虛擬印刷電路板制造工廠的方法與流程

本發明涉及一種VR虛擬印刷電路板制造工廠的方法。

背景技術：

印刷電路板制造是電子制造產業的基礎，印刷電路板制造技術主要包括：電路圖形轉移(制板)技術、鉆孔技術、電鍍(銅、錫、金)技術、印刷阻焊膜技術和成型技術。印刷電路板制造技術復雜，工藝種類和設備類型繁多，制造工程師必須反復試生產，反復修改直到最后定型，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，但因印刷電路板制造設備投入大，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虛擬印刷電路板制造工廠的方法。

實現本發明目的的技術方案是一種VR虛擬印刷電路板制造工廠的方法，包括以下步驟：

步驟一：建立印刷電路板制造VR虛擬車間以及位于車間內的設備的3D仿真模型，同時建立用戶數據庫、規則數據庫和工藝流程設計及設備選擇表，所述規則數據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于用戶數據庫和工藝流程設計及設備選擇表；

步驟三：在步驟一的VR虛擬車間的虛擬現實環境中，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于用戶數據庫；

步驟四：將步驟二和步驟三存儲的數據與規則數據庫的數據進行比較，判斷對錯并打分；

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，并可根據需要增加或修改規則數據庫的規則數據。

所述步驟一的具體方法為：采用三維軟件工具建立印刷電路板制造設備的3D仿真模型，再采用面向對象技術、Unity 3D技術、OpenGL技術、圖形變換技術和雙緩存技術，構建VR虛擬制造車間的虛擬現實環境，將前述印刷電路板制造設備組合成三個VR虛擬車間：虛擬鉆孔與加工車間、虛擬電路制板車間和虛擬電鍍車間；所述虛擬鉆孔與加工車間包括：裁板機、半自動鉆孔機、全自動鉆孔機、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：在基于VC++6.0的軟件環境下，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于用戶數據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于步驟三的設備參數設置和設備操作系統的操作向導。

所述步驟三的具體方法為：在VR虛擬制造車間的虛擬現實環境中，按照步驟二所設計的工藝流程設計及設備選擇表，通過漫游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于用戶數據庫。

所述規則數據庫存儲的是基于步驟二所設計的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、基于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。

所述步驟一采用3DMax、UG或ProE三維軟件工具建立印刷電路板制造設備的3D仿真模型。

采用了上述技術方案，本發明具有以下的有益效果：(1)本發明將實際制造采用虛擬制造工廠的形式在計算機上實現，采用計算機建模與仿真技術，通過三維模型和虛擬現實VR，實現產品設計、工藝設計、加工制造、質量檢驗等產品制造的本質過程，增強了制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虛擬制造工廠的虛擬現實環境中，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，并且自動判斷對錯并打分，適用于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，可廣泛應用于電子企業的培訓及考評和高校高職的電子制造技術教學中。

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并結合附圖，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虛擬印刷電路板制造工廠的方法，包括以下步驟：

步驟一：建立印刷電路板制造VR虛擬車間以及位于車間內的設備的3D仿真模型，同時建立用戶數據庫、規則數據庫和工藝流程設計及設備選擇表，所述規則數據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；采用3DMax、UG或ProE三維軟件工具建立印刷電路板制造設備的3D仿真模型，再采用面向對象技術、Unity 3D技術、OpenGL技術、圖形變換技術和雙緩存技術，構建VR虛擬制造車間的虛擬現實環境，將前述印刷電路板制造設備組合成三個VR虛擬車間：虛擬鉆孔與加工車間、虛擬電路制板車間和虛擬電鍍車間；所述虛擬鉆孔與加工車間包括：裁板機、半自動鉆孔機、全自動鉆孔機、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于用戶數據庫和工藝流程設計及設備選擇表；如圖2所示：在基于VC++6.0的軟件環境下，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于用戶數據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于步驟三的設備參數設置和設備操作系統的操作向導。

步驟三：在步驟一的VR虛擬車間的虛擬現實環境中，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于用戶數據庫；如圖3所示，在VR虛擬制造車間的虛擬現實環境中，按照步驟二所設計的工藝流程設計及設備選擇表，通過漫游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于用戶數據庫。

步驟四：將步驟二和步驟三存儲的數據與規則數據庫的數據進行比較，判斷對錯并打分；

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，并可根據需要增加或修改規則數據庫的規則數據。

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，并不用于限制本發明，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范圍之內。