為滿足日益增長(zhǎng)的生產(chǎn)需求，我們公司新近引進(jìn)了一條新的SMT生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線的貼片設(shè)備由環(huán)球公司的HSP4796L高速貼片機(jī)和GSM高精度貼片機(jī)各一臺(tái)組成。HSP4796L貼片機(jī)屬轉(zhuǎn)塔式結(jié)構(gòu)，采用十六個(gè)一組的貼片頭，吸嘴視部品的不同，五種一組，貼片時(shí)工作平臺(tái)及供料器平臺(tái)移動(dòng)，貼片速度0.1秒/片。GSM是一種通用芯片貼片機(jī)，可根據(jù)裝配的元器件種類選裝各種應(yīng)用的貼裝頭，我們公司選用的是最新的Flex Jet貼裝頭，同以往貼裝頭相比，進(jìn)行了以下一系列改進(jìn)：把每個(gè)CCD攝像機(jī)內(nèi)至到每個(gè)貼裝頭里，各自獨(dú)立，以往的4 Spingdle Nozzle已進(jìn)化成7 Spingdle Nozzle；把這樣的7個(gè)貼裝頭都裝設(shè)在貼裝平臺(tái)系統(tǒng)上，并行運(yùn)行。在幾個(gè)月的生產(chǎn)調(diào)試過程中，我們總結(jié)出了一些有益的經(jīng)驗(yàn)，特提出來與同行交流，希望對(duì)擁有類似設(shè)備的廠家有所幫助。本文主要涉及貼片程序的轉(zhuǎn)換及編制方面。
1 貼片程序的生成
我們公司采用與華中科技大學(xué)合作開發(fā)的CIMS系統(tǒng)來直接生成貼片機(jī)程序，該系統(tǒng)為國(guó)家863項(xiàng)目。由于我公司原有的幾條SMT生產(chǎn)線均采用Siemens設(shè)備，所以該系統(tǒng)目前僅能生成適用于Siemens貼片機(jī)的貼片程序。而我公司產(chǎn)品種類很多（多達(dá)上百種），批量少，對(duì)貼片設(shè)備的準(zhǔn)備時(shí)間要求很高，因此如何縮短環(huán)球貼片機(jī)的編程時(shí)間，并實(shí)現(xiàn)與原有Siemens設(shè)備貼裝數(shù)據(jù)的共享是我們面臨的一個(gè)首要問題。經(jīng)過我們的仔細(xì)摸索，總結(jié)出了一套有效辦法：
1.1 CAD數(shù)據(jù)輸入（Import CAD Data）
由于Siemens設(shè)備的貼片程序已經(jīng)用于正式生產(chǎn)，是最為準(zhǔn)確的，所以我們選擇直接從Siemens貼片程序得到必要的CAD數(shù)據(jù)，再轉(zhuǎn)換成環(huán)球貼片程序。步驟如下：
第一步：從Siemens貼片程序得到必要的CAD數(shù)據(jù)。Siemens公司采用離線編程機(jī)來對(duì)整條線的Siemens貼片機(jī)進(jìn)行控制。該離線編程機(jī)采用UNIX操作系統(tǒng)，開機(jī)進(jìn)入程序操作界面后點(diǎn)擊OPTIONS菜單中的Operating system level后就進(jìn)入到UNIX的操作界面，在">"后輸入"scoedit"按回車鍵進(jìn)入文本編輯器，該編輯器類似于WINDOWS下的記事本，然后打開要轉(zhuǎn)換的Siemens貼片程序，選中所有貼片位置數(shù)據(jù)后，復(fù)制并粘貼到已打開的文本編輯器中，然后將該CAD數(shù)據(jù)文件保存到/u/ImportExport/路徑下，再點(diǎn)擊FILE菜單下的Data Manager，在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊Import/Export圖標(biāo)，就列出了/u/ImportExport/路徑下的文件，將剛保存的CAD數(shù)據(jù)文件拷貝到軟盤中，至此從Siemens貼片程序得到了必要的CAD數(shù)據(jù)。
第二步：導(dǎo)入CAD數(shù)據(jù)到環(huán)球貼片程序里。環(huán)球貼片機(jī)的控制軟件有自動(dòng)導(dǎo)入CAD數(shù)據(jù)的功能，具體操作如下：進(jìn)入程序編輯界面，點(diǎn)擊Product菜單中的Import CAD Data，進(jìn)入CAD Data Import的操作界面，選擇Format菜單中的Auto Detect，指定要導(dǎo)入的CAD文件所在的路徑（如A：），選中要導(dǎo)入的CAD文件，按確定鍵后自動(dòng)將CAD數(shù)據(jù)按空格或其它分隔符分段，然后定義每一字段的屬性，如X坐標(biāo)，Y坐標(biāo)，角度，位號(hào)等，定義好數(shù)據(jù)格式后點(diǎn)擊CAD File菜單中的Import，指定要導(dǎo)入的CAD文件所在的路徑（如A：），選中要導(dǎo)入的CAD文件，按確定鍵后自動(dòng)將CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入到環(huán)球貼片程序里。定義好的數(shù)據(jù)格式可保存下來，下次導(dǎo)入CAD數(shù)據(jù)時(shí)若格式一致可直接調(diào)入使用，而無需再定義。
1.2 元件庫(kù)（Component database）的輸入
在環(huán)球貼片程序的編制過程中，還涉及到新元件的元件庫(kù)的建立，同樣也可從Siemens貼片程序里得到。
Siemens程序里每種封裝類型都對(duì)應(yīng)有一個(gè)GF文件，如表1所示。
Package Form（GF）[L×W×H（mm）] GF FILE
SO 8[4.9×6.0×1.55] 502.gf
SO 14[8.65×6.0×1.55] 504.gf
… …
表1 Siemens定義的元件封裝類型與對(duì)應(yīng)GF文件
對(duì)于某種特定元件，如LM358，在設(shè)定元件封裝類型時(shí)直接選取502即可，而不需單獨(dú)為這個(gè)元件輸入尺寸參數(shù)。根據(jù)Siemens設(shè)備的這一特點(diǎn)，我們?cè)诃h(huán)球軟件元件庫(kù)里按Siemens GF文件建立對(duì)應(yīng)的元件庫(kù)，如502、504等。在轉(zhuǎn)換貼裝程序時(shí)，首先在Siemens元件庫(kù)里查找并記錄新元件的GF，然后直接將環(huán)球軟件里的對(duì)應(yīng)元件庫(kù)（如502、504等）復(fù)制成新元件，這樣就可極大縮短元件庫(kù)建立時(shí)間，提高編程效率。當(dāng)然開始階段按Siemens GF文件建立環(huán)球?qū)?yīng)的元件庫(kù)的工作量還比較大，但建立完畢后對(duì)工作效率的提高是顯而易見的。
2 一些數(shù)據(jù)處理方法
在CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中，有些時(shí)候有必要對(duì)CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以利于轉(zhuǎn)換的順利進(jìn)行和生產(chǎn)效率的提高。我們常常采用EXECEL作為處理軟件，這是因?yàn)槠渚哂袕?qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。下面將以使用EXECEL軟件為例，簡(jiǎn)要介紹一些處理方法：
2.1 Siemens貼片程序子板偏移量的處理
在Siemens貼片程序里，可定義子板，該子板包含該貼片程序放置數(shù)據(jù)（Placement position）的一部分，所有的子板構(gòu)成完整的貼片放置數(shù)據(jù)。為了編輯的方便，我們編程時(shí)將IC與chip元件放置數(shù)據(jù)分別定義成子板，有些時(shí)候根據(jù)chip元件放置角度又可分別定義成幾個(gè)子板。這樣作有其好處，可單獨(dú)針對(duì)某個(gè)子板的偏移情況輸入整體補(bǔ)償值，而無需進(jìn)行全局調(diào)整影響其他子板的放置情況。出現(xiàn)這種情況由于我們的CIMS系統(tǒng)有些BUG，有時(shí)在轉(zhuǎn)出CAD數(shù)據(jù)時(shí)不同角度的放置位置會(huì)出現(xiàn)不一樣的偏移。但這樣作也給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換帶來了麻煩，將這些子板數(shù)據(jù)合并在一起后無法再進(jìn)行整體偏移補(bǔ)償，分別單獨(dú)調(diào)整又比較繁瑣。當(dāng)出現(xiàn)類似情況我們采用以下方法解決：
用EXCEL打開已導(dǎo)出的某個(gè)Siemens的子板數(shù)據(jù)文件，在X上有1mm的整體補(bǔ)償值，如表2所示。
A B C D E F G F I ...
1 C0805_223K 102.48 120.45 90 Bk # # C5 ...
2 C0805_223K 100.48 120.45 90 Bk # # C6 ...
3 C0805_223K 98.48 120.45 90 Bk # # C4 ...
4 C0805_103K 52.53 100.25 90 Bk # # C14 ...
5 C0805_103K 52.53 100.25 90 Bk # # C13 ...
... ...
80 R0805_103J 50.53 60.25 90 Bk # R15 ...
表2 Siemens的數(shù)據(jù)格式
其中A列為元件名，B列為X坐標(biāo)，C列為Y坐標(biāo)，D列為放置角度，E、F、G列為Siemens程序中的特定指令，H列為位號(hào)。我們欲在I列上得到經(jīng)過補(bǔ)償后的數(shù)值，可通過建立自動(dòng)計(jì)算公式得到。
建立自動(dòng)計(jì)算公式的過程如下：
擇包含數(shù)組公式的范圍I1：I80。
輸入范圍的公式：用鍵盤輸入或用鼠標(biāo)點(diǎn)。I1單元格中的公式是：＝B1：B80+1.0
按Shift + Ctrl + Enter 鍵將公式作為數(shù)組的形式輸入，I列上自動(dòng)得到經(jīng)過補(bǔ)償后的數(shù)值。
然后將該文件存成CSV（逗號(hào)分隔）格式文件，為方便起見有時(shí)可將無用的數(shù)列刪除，如B、E、F、G列。
同樣可對(duì)其他子板進(jìn)行類似處理，但需要注意的是文件格式要保持一致。然后用記事本將各個(gè)子板數(shù)據(jù)粘貼在一起得到一個(gè)整板數(shù)據(jù)，就可進(jìn)行環(huán)球貼片程序CAD數(shù)據(jù)的導(dǎo)入了。
利用EXCEL我們還可以進(jìn)行一些其他調(diào)整，如：
1）采用上述介紹的方法還可以將拼板數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成整板數(shù)據(jù)，即作為一塊整板來處理，這樣可大幅提高貼片機(jī)的生產(chǎn)效率。
2）由于環(huán)球HSP4796L貼裝程序不能接受負(fù)坐標(biāo)值，而有時(shí)我們從Siemens程序中得到的CAD數(shù)據(jù)中有負(fù)坐標(biāo)，這時(shí)我們也可以用EXCEL建立數(shù)組公式，通過坐標(biāo)系位置的調(diào)整得到正的坐標(biāo)值。
2.2 整體偏移的調(diào)整
有時(shí)在生產(chǎn)過程中會(huì)發(fā)生貼片位置整體偏移的情況，HSP4796L的調(diào)整很方便，可以直接在Placement data中輸入整體補(bǔ)償值；GSM未提供這一功能，但可通過修改MARK點(diǎn)坐標(biāo)來調(diào)整，例如所有元件X坐標(biāo)要加上0.2mm，則只需將所有MARK X坐標(biāo)減去0.2mm就可實(shí)現(xiàn)，Y坐標(biāo)偏移的調(diào)整方法也一樣。這個(gè)方法同時(shí)適用于其它機(jī)型貼片位置整體偏移的調(diào)整。
2.3 PCB進(jìn)板方向的調(diào)整
有些時(shí)候由于一些原因需要調(diào)整PCB的進(jìn)板方向（如PCB上有缺口，傳感器感應(yīng)不到）。GSM的調(diào)整很方便，可直接輸入PCB旋轉(zhuǎn)角度；HSP就沒有該功能，但可以這樣實(shí)現(xiàn)：將該P(yáng)CB設(shè)成拼板（只有一塊），再對(duì)該拼板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)角度設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)整塊PCB方向調(diào)整。
3 結(jié)束語
本文介紹了從Siemens到環(huán)球貼片程序的轉(zhuǎn)換過程及一些數(shù)據(jù)處理的經(jīng)驗(yàn)，相信對(duì)從事這方面工作的同行會(huì)有所幫助。同時(shí)需要指出的是目前有關(guān)CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換經(jīng)驗(yàn)技巧的文章還不多，希望此文能起到一個(gè)拋磚引玉的作用，并希望有更多的朋友撰寫相關(guān)內(nèi)容的文章，共同交流進(jìn)步，從而促進(jìn)我國(guó)SMT行業(yè)的蓬勃發(fā)展。
