一种pcb拼板方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种PCB拼板方法及装置，该方法包括：将异形板溶入板间距后，区分第一类异形板和第二类异形板；利用预置的规则分别生成异形板不规则外围框线NFP，其中第一类异形板在对应的矩形生成异形板不规则外围框线NFP，第二类异形板在原异形板上生成异形板不规则外围框线NFP；当异形板的个数N大于1且不超过阈值时，将N个所述NFP两两合并生成N个异形板组合图；从N个异形板组合图中筛选出最优拼板组合图。通过利用预置的规则将已溶入板间距的异形板组合生成并筛选出最优拼板组合图，组合过程中将符合要求的异形板转化为矩形处理，提高了PCB生产的效率和组合方式的计算效率，并且降低了异形板的生产用料，降低了成本。
【专利说明】—种PCB拼板方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及PCB (PrintedCircuitBoard,印刷电路板)【技术领域】，具体是一种PCB拼板方法及装置。
【背景技术】
[0002]目前，在需要对多款同工艺的PCB产品进行合拼的情形下，通常使用人工把多款Pcs (一类PCB产品的最小出货单位)合并成I个Set (生产的最小单位，由Pcs合成)。在需要进行拼板的Pcs为异形板的情况下，但其排布在Set中的位置固定，使得Set的板材利用率通常较低。
【发明内容】
[0003]本发明的主要目的在于提供一种PCB拼板方法和装置，旨在降低PCB异形板拼板的生产用料成本，并快速生成拼板方案。
[0004]为了达到上述目的，本发明一方面提出一种PCB拼板方法，包括以下步骤:
[0005]将每一异形板溶入板间距后，区分第一类异形板和第二类异形板；
[0006]利用预置的规则分别生成异形板不规则外围框线NFP，其中第一类异形板在对应的矩形生成异形板不规则外围框线NFP，第二类异形板在原异形板上生成异形板不规则外围框线NFP ；
[0007]当异形板的个数N大于I且不超过阈值时，将N个所述NFP两两合并生成N个异形板组合图；
[0008]从N个异形板组合图中筛选出最优拼板组合图；
[0009]其中，所述第一类异形板为异形板的尺寸不超过阈值的异形板或异形板的面积占其外接矩形的面积超过阈值的异形板；第一类异形板之外的异形板为第二类异形板。
[0010]另一方面，本发明还提出一种PCB拼板装置，包括:
[0011]异形板分类模块，用于将每一异形板溶入板间距后，区分第一类异形板和第二类异形板；
[0012]NFP生成模块，用于利用预置的规则分别生成异形板NFP，其中第一类异形板在对应的矩形生成异形板不规则外围框线NFP，第二类异形板在原异形板上生成异形板不规则外围框线NFP ；
[0013]组合模块，用于当异形板的个数N大于I且不超过阈值时，将N个所述NFP两两合并生成N个异形板组合图；
[0014]筛选模块，用于从N个异形板组合图中筛选出最优拼板组合图；
[0015]其中，所述第一类异形板为异形板的尺寸不超过阈值的异形板或异形板的面积占其外接矩形的面积超过阈值的异形板；第一类异形板之外的异形板为第二类异形板。
[0016]本发明通过利用预置的规则将已溶入板间距的异形板组合生成拼板组合图，并筛选出最优拼板组合图，组合过程中将符合要求的异形板转化为矩形处理，提高了 PCB生产的效率和组合方式的计算效率，并且降低了异形板的生产用料，降低了成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明提供的PCB拼板方法一实施例的流程示意图；
[0018]图2为图1所示的方法中溶入板间距后的异形板示意图；
[0019]图3a为本发明一实施例中PCB拼板方法中选定的异形板A的示意图；
[0020]图3b为本发明一实施例中PCB拼板方法中选定的异形板B的示意图；
[0021]图3c为本发明一实施例中PCB拼板方法中异形板B沿异形板A运动一周的轨迹示意图；
[0022]图3d为本发明一实施例中PCB拼板方法中异形板A相对于异形板B的NFP示意图；
[0023]图4为图1所示的方法中生成异形板A的NFP过程中，异形板B滑动方向及距离示意图；
[0024]图5为本发明又一实施例提供的PCB拼板方法中利用预置的规则分别生成异形板不规则外围框线NFP的具体的流程示意图；
[0025]图6为本发明又一实施例提供的PCB拼板方法中将N个所述NFP两两合并生成N个异形板组合图的具体的流程示意图；
[0026]图7为本发明又一实施例提供的从N个异形板组合图中筛选出最优拼板组合图的具体的流程示意图；
[0027]图8为本发明实施例中提供的PCB拼板装置的结构示意图；
[0028]图9为本发明实施例中提供的NFP生成模块的具体的结构示意图；
[0029]图10为本发明又一实施例中提供的第一生成单元的具体的结构示意图；
[0030]图11为本发明又一实施例中提供的组合模块的具体的结构示意图；
[0031]图12为本发明又一实施例中提供的筛选模块的具体的结构示意图
[0032]图13为本发明又一实施例中PCB拼板装置的结构示意图。
[0033]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0034]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0035]本发明实施例涉及PCB开料时使用的拼板方法，具体涉及异形板的拼板方法。
[0036]请参照图1，为本发明实施例提出的PCB拼板方法，如图1所示，该方法包括以下步骤:
[0037]SlOO:将每一异形板溶入板间距后，区分第一类异形板和第二类异形板；
[0038]其中，所述第一类异形板为异形板的尺寸不超过阈值的异形板或异形板的面积占其外接矩形的面积超过阈值的异形板；第一类异形板之外的异形板为第二类异形板。
[0039]在组合异形板的过程中，板与板之间需要保留一定的间距，该间距被称为板间距。后续对异形板的操作的过程中(例如钻孔操作、切割操作)，板间距的存在可以保护异形板不被损害。在本实施例中，溶入板间距后的异形板宽高及相关参数对排样有决定性作用，故在异形板组合前，需要将板间距溶入异形板中。由一个宽高为D的矩形围绕异形板组合运动一圈，所产生的轨迹线即为包含了板间距的新图形，如图2所示，为溶入板间距后的异形板，其中图示阴影部分为溶入的板间距区域。
[0040]为了进一步提高拼板组合的效率，需要对融入板间距之后的异形板进行适当分类和处理，具体将尺寸不超过阈值的异形板或异形板的面积占其外接矩形的面积超过阈值的异形板分为第一类异形板，其它的异形板分为第二类异形板。并且得到第一类异形板的最小的外接矩形，以最小外接矩形作为拼板过程中的代表，相对于异形板，矩形的拼接更为方便快速，并且对于尺寸不超过10*10的异形板和异形板的面积占其外接矩形的面积超过99%的异形板而言，所多出的面积相对于提高的生产效率而言，代价是非常微小的。
[0041]S200:利用预置的规则分别生成N个异形板的NFP (NoFitPolygon,不规则多边形外框线)，其中第一类异形板在对应的矩形生成异形板不规则外围框线NFP，第二类异形板在原异形板上生成异形板不规则外围框线NFP ；
[0042]在溶入了板间距区域后，进一步利用预置规则分别生成异形板的NFP，每一 NFP为异形拼板两两交叉生成，如异形板A和异形板B可以生成两个NFP,为异形板B绕异形板A运动一周的轨迹以及异形板A绕异形板B运动一周的轨迹。其具体的形成过程为:任意选定第一异形板A (如图3a所不)和第二异形板B (如图3b所不),设定第一异形板A的一端点作为起始点、第二异形板B的一端点作为参考点，记录第二异形板B沿第一异形板的边线运动一周的运动轨迹(如图3c所示)，该运动轨迹即为异形板A相对于异形板B的外围NFP(如图3d所示)。若 需要对多个异形板进行拼板操作，则将其余异形板两两交叉生成相应的NFP，例如形成异形板B相对于异形板A的NFPBA等。这样，有N个异形板则会形成N个NFP。
[0043]S300:当异形板的个数N大于I且不超过阈值时，将N个NFP合并成N_1个组合NFP ；
[0044]将N个NFP两两合并生成N-1个组合NFP，对于个数N大于20时,此时的拍了组合方式将会大大增加，最优拼板组合图的获取时间将会大大提高，反而不利于提高计算效率，故限定个数超出阈值时，直接采用人工手动方式处理。
[0045]S400:从^1个组合NFP中筛选出最优拼板NFP ；
[0046]从生成的N-1个组合NFP中筛选出外框线面积最小的组合NFP，使得其占据Set的面积最小，从而提闻了每一 Set的利用率。
[0047]更为具体的，请参照图5及图6，图5为生成异形板A的示意图，图6为生成异形板CNFP的流程示意图，具体步骤:
[0048]SlOl:选定起始点；
[0049]如图4所示,选定异形板C的端点Ci和异形板D的端点Dj为起始点。
[0050]S102:记录第一异形板从所述起始点沿所述第二异形板的边线运动时，第二异形板两端点的距离以及滑动方向；
[0051]如图4所示，以异形板D从Ci滑动至Ci+Ι为例，滑动距离为Ci至Ci+Ι的距离，滑动方向如箭头所示。
[0052]S103:生成以所述第二异形板所有坐标点为起点、方向为滑动方向旋转180度、长度为所述滑动距离的若干第一线段，得到第一线段与所述第二异形板边线相交点集合；[0053]生成以异形板C所有点坐标为起点、滑动方向旋转180度为方向、长度为Ci至Ci+Ι距离的若干线段，判断该线段与异形板D的边线是否有相交，若有，则将对应的交点添加至相交点集合LI。
[0054]S104:生成以所述第一异形板所有坐标点为起点，方向为滑动方向、长度为所述滑动距离的若干第二线段，得到第二线段与第一异形板边线相交点后加入相交点集合LI ；
[0055]生成以异形板D的所有点坐标为起点，方向为滑动方向、长度为Ci至Ci+Ι距离的若干线段，判断该线段与异形板C的边线是否有相交，若有，则将对应的交点加入相交点集合LI ο
[0056]S105:选取所述相交点集合中与第二异形板边线距离最小的交点及该交点对应的所述第一异形板和所述第二异形板的边线；
[0057]选取相交点集合LI中与异形板C边线距离最小的交点，以及该交点对应的异形板C和异形板D的边线。
[0058]S106:判断所述最小的交点是否为所述起始点，若是，则执行步骤S107，否则循环执行步骤S102、步骤S103、步骤S104、步骤S105 ；
[0059]当判断到最小的交点为起始点时，则已遍历了异形板C的所有端点。
[0060]S107:连接获取到的所有最小的交点生成所述第二异形板NFP ；
[0061]连接获取到的最小交点，生成异形板C的NFP ;采用快速筛选线段相交、限制提取线段、顶外围线不判断、非阻止线不判断等模式得到交点。交点连成线，则为NFP轨迹线，在轨迹线上可得到最佳定位点。取包含异形板C的NFP的面积最小矩形，异形板C的NFP的定位点即为最佳定位点。
[0062]更为具体的，快速筛选线段相交的实现过程为:提前利用2条线段的端点坐标值，来排除一定不相交的线段对，减少调用相交函数的运算时间。
[0063]限制提取线段的实现过程为:排除一些异形板C和异形板D的端点，使其不需引出线段，以减少线段相交的运算量。
[0064]顶外围线不判断的实现过程为:像异形板C和异形板D之类的外框，对象初始化后得到每条线段是否为顶外围线，顶外围线的定义线段的2个端点均在以XY轴为正方向的矩形的边线上。在生成相交集合LI的过程中，若异形板C的滑动线和异形板D的顶点逆时针对应的线段都为顶外围线，则不需引线段判断，以减少线段相交的运算量。
[0065]非阻止线不判断的实现过程为:为排除线段与线段是平行的情况，以减少线段相交的运算量。
[0066]在前述实施例的基础上，请参照图6，为另一实施例中将N个NFP合并生成若干组合NFP的步骤更为具体的流程示意图，如图5所示，具体包括:
[0067]S201:获得N个异形板的交叉组合NFP集合；将N个异形板分别交叉组合生成NFP
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[0068]S202:从交叉NFP集合中获取到第一异形板和第二异形板的第一组合NFP，得到最佳定位点，生成第一组合图并存储对应的定位点；
[0069]以异形板A和异形板B为例,从交叉NFP集合中获取到异形板A与异形板B的组合NFP,取最小包含组合NFP的矩形面积,异形板A和异形板B的定位为最佳定位点，生成异形板A和异形板B的组合图并存储对应的定位点。[0070]S203:从NFP集合中，调出第一异形板NFP和第三异形板NFP的第二组合NFP，调出第二异形板与第三异形板的第三组合NFP，组合获得第四组合NFP后，得到最佳定位点，生成第二组合图并存储对应的定位点；
[0071]以异形板A、异形板B和异形板C为例,从交叉NFP集合中分别获取到异形板A与异形板C的组合NFP以及异形板B与异形板C的组合NFP，两个组合NFP组合为包含三个异形板的组合NFP，进一步获得异形板A、异形板B以及异形板C的最佳定位点，生成三个异形板的组合图并存储对应的定位点。
[0072]S204:判断是否进行N-1次组合操作，若否，则循环执行步骤S202与S203，直到进行N-1次组合操作；若是，则结束流程，此时获取到N个异形板组合图。
[0073]请参照图7,为步骤S300更为具体的流程示意图,如图7所示，S300具体包括:
[0074]S301:选取最大面积的组合图作为起始图形；
[0075]S302:选取N个组合图中除起始图形外的任一组合图，计算得到次优模式定位点，生成组合图集合M ;
[0076]S303:遍历所述N个组合图,选取所述组合图集合M外的任一异形板组合图,得到最优模式定位点，放入组合图集合M ;
[0077]S304:判断是否完成N-1次循环，若是，则执行步骤S305，否则执行步骤S303 ；
[0078]S305:筛选外框面积最小的为最终拼板组合图。
[0079]优选地，当所述异形板的个数N大于阈值或在预设时间范围内没有筛选出最优拼板组合图时，将异形板由高到低横向摆放，生成用户手动摆放的操作界面；
[0080]其中，异形板的个数N的阈值为20 ;预设时间范围为5分钟。
[0081]一般而言，当个数N小于20时，能够顺利得到最优的拼板的组合方式，但是不能排除部分图形特别复杂，无法顺利得到最优拼板组合图，当在预设的时间范围内没有得到结果时，将停止运算过程，生成用户手动摆放的操作界面，直接通过手动摆放完成操作，手动生成的拼板具有更高的灵活性，相比于自动生成过程中每个异形板只能在90°、180°和270°选择，手动操作的时候可以选择更为精细的旋转角度。
[0082]进一步地，当在预设时间范围内没有筛选出最优拼板组合图时，采用最小最优比例的模式确定对各种异形板的比例关系重新筛选最优拼板组合图。具体来讲，假设有A、B、C三种异形板，所需的比例是5:2:3，如果第一次最优拼板组合图生成不成功，为了降低图形处理的复杂度，将比例调整为2:1:1进行筛选，如果在预设时间范围内还是没有筛选出最优拼板组合图，再将异形板由高到低横向摆放，生成用户手动摆放的操作界面。虽然将比例调整为2:1:1后会使得A和B两种异形板出现生产过量的情况，但是相对于拼板所带来的节约板材的效果，这个程度的生产过量是可以接受的。
[0083]本发明提出的PCB拼板方法，通过利用预置的规则将已溶入板间距的异形板组合生成拼板组合图，并筛选出最优拼板组合图，组合过程中将符合要求的异形板转化为矩形处理，提高了 PCB生产的效率和组合方式的计算效率，并且降低了异形板的生产用料，降低了成本。
[0084]请参照图8，为本发明实施例提出的PCB拼板装置100，如图8所示，该装置包括:
[0085]异形板分类模块110，用于将每一异形板溶入板间距后，区分第一类异形板和第二类异形板；[0086]NFP生成模块120，用于利用预置的规则分别生成异形板NFP，其中第一类异形板在对应的矩形生成异形板不规则外围框线NFP，第二类异形板在原异形板上生成异形板不规则外围框线NFP ；
[0087]组合模块1130，用于当异形板的个数N大于I且不超过阈值时，将N个所述NFP两两合并生成N个异形板组合图；
[0088]筛选模块1140，用于从N个异形板组合图中筛选出最优拼板组合图；
[0089]其中，所述第一类异形板为异形板的尺寸不超过阈值的异形板或异形板的面积占其外接矩形的面积超过阈值的异形板；第一类异形板之外的异形板为第二类异形板。
[0090]在组合异形板的过程中，板与板之间需要保留一定的间距，该间距被称为板间距。后续对异形板的操作的过程中(例如钻孔操作、切割操作)，板间距的存在可以保护异形板不被损害。在本实施例中，溶入板间距后的异形板宽高及相关参数对排样有决定性作用，故在异形板组合前，异形板分类模块110需要将板间距溶入异形板中。由一个宽高为D的矩形围绕异形板组合运动一圈，所产生的轨迹线即为包含了板间距的新图形，如图2所示，为溶入板间距后的异形板，其中图示阴影部分为溶入的板间距区域。
[0091]为了进一步提高拼板组合的效率，异形板分类模块10需要对融入板间距之后的异形板进行适当分类和处理，具体将尺寸不超过阈值的异形板或异形板的面积占其外接矩形的面积超过阈值的异形板分为第一类异形板，其它的异形板分为第二类异形板。并且得到第一类异形板的最小的外接矩形，以最小外接矩形作为拼板过程中的代表，相对于异形板，矩形的拼接更为方便快速，并且对于尺寸不超过10*10的异形板和异形板的面积占其外接矩形的面积超过99%的异形板而言，所多出的面积相对于提高的生产效率而言，代价是非常微小的。
[0092]在溶入了板间距区域后，NFP生成模块120进一步利用预置规则分别生成异形板的NFP,每一 NFP为异形拼板两两交叉生成,如异形板A和异形板B可以生成两个NFP,为异形板B绕异形板A运动一周的轨迹以及异形板A绕异形板B运动一周的轨迹。
[0093]组合模块130将N个NFP两两合并生成N个异形板组合图，筛选模块1140从生成的N个异形板组合图中筛选出外框线面积最小的最优拼板组合图，使得其占据Set的面积最小，从而提闻了每一 Set的利用率。
[0094]更为具体的，请参照图9，为NFP生成模块120更为具体的结构示意图，如图8所示，NFP生成模块120具体包括:
[0095]第一生成单元121，用于选定任意两个异形板，将第一异形板的一端点作为起始点，将第二异形板的一端点作为参考点，使所述第二异形板沿所述第一异形板的边线运动，记录所述第二异形板的运动轨迹为NFP ；
[0096]第二生成单元122，用于其余异形板两两交叉生成相应的NFP。
[0097]任意选定第一异形板A (如图3a所示)和第二异形板B (如图3b所示)，设定第一异形板A的一端点作为起始点、第二异形板B的一端点作为参考点，记录第二异形板B沿第一异形板的边线运动一周的运动轨迹(如图3c所示)，该运动轨迹即为异形板A相对于异形板B的外围NFP (如图3d所示)。
[0098]若需要对多个异形板进行拼板操作，则第二生成单元12将其余异形板两两交叉生成相应的NFP，例如形成异形板B相对于异形板A的NFPBA等。这样，有N个异形板则会形成N个NFP。
[0099]进一步地,如图10所示,第一生成单元121具体包括:
[0100]第一生成子单元121a，用于选定起始点，记录第一异形板从所述起始点沿所述第二异形板的边线运动时，第二异形板两端点的距离以及滑动方向；
[0101]第二生成子单元121b，用于生成以所述第二异形板所有坐标点为起点、方向为所述滑动方向旋转180度、长度为滑动距离的若干第一线段，得到第一线段与所述第二异形板边线相交点集合；
[0102]第三生成子单元121c，用于生成以第一异形板所有坐标点为起点，方向为滑动方向、长度为滑动距离的若干第二线段，得到第二线段与第一异形板边线相交点后加入所述相交点集合；
[0103]第四生成子单元121d，用于选取所述相交点集合L中与第二异形板边线距离最小的交点及该交点对应的所述第一异形板和所述第二异形板的边线；
[0104]第五生成子单元121e，用于连接获取到的所有最小的交点生成所述第二异形板NFP。
[0105]第一生成子单元121a选定异形板C的端点Ci和异形板D的端点Dj为起始点，使异形板D从起始点沿异形板C的边线运动，滑动距离为异形板C两端点的距离，并记录滑动方向；
[0106]如图4所示，以异形板D从Ci滑动至Ci+Ι为例，滑动距离为Ci至Ci+Ι的距离，滑动方向如箭头所示。
[0107]第二生成子单元121b生成以异形板C所有点坐标为起点、方向为滑动方向旋转180度、程度为Ci至Ci+Ι距离的若干第一线段，判断该第一线段与异形板B的边线是否有相交，若有，则将对应的交点添加至相交点集合L2 ；
[0108]第三生成子单元121c生成以异形板B的所有点坐标为起点，方向为滑动方向、长度为Ci至Ci+Ι距离的若干线段，判断该线段与异形板A的边线是否有相交，若有，则将对应的交点加入相交点集合L2 ；
[0109]第四生成子单元121d选取相交点集合L2中与异形板A边线距离最小的交点，以及该交点对应的异形板C和异形板D的边线，判断该交点是否为起始点，若否，则由第二生成子单元121b、第三生成子单元121c遍历异形板C的所有端点，若是，则获取到了若干最小交占.[0110]第五生成子单元121e连接获取到的最小交点，生成异形板A的NFP ;采用快速筛选线段相交、限制提取线段、顶外围线不判断、非阻止线不判断等模式得到交点。交点连成线，则为NFP轨迹线，在轨迹线上可得到最佳定位点。取包含异形板C的NFP的面积最小矩形，异形板C的NFP的定位点即为最佳定位点。
[0111]快速筛选线段相交的实现过程为:提前利用2条线段的端点坐标值，来排除一定不相交的线段对，减少调用相交函数的运算时间。
[0112]限制提取线段的实现过程为:排除一些异形板C和异形板D的端点，使其不需引出线段，以减少线段相交的运算量。
[0113]顶外围线不判断的实现过程为:像异形板C和异形板D之类的外框，对象初始化后得到每条线段是否为顶外围线，顶外围线的定义线段的2个端点均在以XY轴为正方向的矩形的边线上。在生成相交点集合L2的过程中，若异形板C的滑动线和异形板D的顶点逆时针对应的线段都为顶外围线，则不需引线段判断，以减少线段相交的运算量。
[0114]非阻止线不判断的实现过程为:为排除线段与线段是平行的情况，以减少线段相
交的运算量。
[0115]在前述实施例的基础上，请参照图11，为另一实施例中组合模块130的具体结构示意图，如图12所示,具体包括:
[0116]交叉集合单元131，用于获得N个异形板的交叉组合NFP集合；
[0117]组合图生成单元132，用于从所述交叉NFP集合中获取到所述第一异形板和所述第二异形板的第一组合NFP，得到最佳定位点，生成第一组合图并存储对应的定位点；还用于，
[0118]从NFP集合中，调出第一异形板NFP和第三异形板NFP的第二组合NFP，调出第二异形板与第三异形板的第三组合NFP，将所述第二组合NFP与所述第三组合NFP组合获得第四组合NFP后，得到最佳定位点，生成第二组合图并存储对应的定位点；
[0119]判断单元133，用于判断是否进行N-1次组合操作，若否，则发送指令使组合图单元生成组合图，直到得到N个组合图。
[0120]交叉集合单元131将N个异形板分别交叉组合生成NFP集合。
[0121]以异形板D和异形板E为例，组合图生成单元132从交叉NFP集合中获取到异形板D与异形板E的组合NFP,取最小包含组合NFP的矩形面积,异形板D和异形板E的定位为最佳定位点，生成异形板D和异形板E的组合图并存储对应的定位点。
[0122]以异形板D、异形板E和异形板F为例，组合图生成单元132从交叉NFP集合中分别获取到异形板D与异形板F的组合NFP以及异形板E与异形板F的组合NFP，两个组合NFP组合为包含三个异形板的组合NFP，进一步获得异形板D、异形板E以及异形板F的最佳定位点，生成三个异形板的组合图并存储对应的定位点。
[0123]判断单元133判断是否进行N-1次组合操作，若否，则发送指令至组合图单元132进一步生成其他异形板的组合图，直到获得N个组合图；
[0124]请参照图6,为筛选模块140的具体结构示意图,如图6所示，筛选模块140具体包括:
[0125]第一筛选子单元141，用于取最大面积的组合图作为起始图形；
[0126]第二筛选子单元142，用于取N个组合图中除所述起始图形外的任一组合图，计算得到次优模式定位点，生成组合图集合M ；
[0127]第三筛选子单元143，用于.遍历所述N个组合图，取所述组合图集合M外的任一异形板组合图，得到最优模式定位点，放入所述组合图集合M ;
[0128]第四筛选子单元144，用于筛选外框面积最小的为最终拼板组合图
[0129]第五筛选子单元145，。用于判断是否完成N-1次循环，若是，则发送指令至第四筛选子单元生成最终拼板组合图，否则发送指令至第三筛选子单元遍历组合图。
[0130]第一筛选子单元141取最大面积的组合图作为起始图形；
[0131]第二筛选子单元142取N个组合图中除所述起始图形外的任一组合图，计算得到次优模式定位点，生成组合图集合M ；
[0132]第三筛选子单元143遍历所述N个组合图，取所述组合图集合M外的任一异形板组合图，得到最优模式定位点，放入所述组合图集合M ；
[0133]第五筛选子单元145判断是否完成N-1次循环，若是，则发送指令至第四筛选子单元144筛选出外框面积最小的组合图为最终拼板组合图，否则发送指令至第三筛选子单元143遍历组合图。
[0134]进一步地，如图13所示，还包括手动界面生成模块150，用于当所述异形板的个数N大于阈值或在预设时间范围内没有筛选出最优拼板组合图时，将异形板由高到低横向摆放，生成用户手动摆放的操作界面；
[0135]其中，异形板的个数N的阈值为20 ;预设时间范围为5分钟；异形板的尺寸的阈值为10*10 ;异形板的面积占其外接矩形的面积的阈值为99%。
[0136]一般而言，当个数N小于20时，能够顺利得到最优的拼板的组合方式，但是不能排除部分图形特别复杂，无法顺利得到最优拼板组合图，当在预设的时间范围内没有得到结果时，将停止运算过程，生成用户手动摆放的操作界面，直接通过手动摆放完成操作，手动生成的拼板具有更高的灵活性，相比于自动生成过程中每个异形板只能在90°、180°和270°选择，手动操作的时候可以选择更为精细的旋转角度。
[0137]进一步地，当在预设时间范围内没有筛选出最优拼板组合图时，采用最小最优比例的模式确定对各种异形板的比例关系重新筛选最优拼板组合图。具体来讲，假设有A、B、C三种异形板，所需的比例是5:2:3，如果第一次最优拼板组合图生成不成功，为了降低图形处理的复杂度，将比例调整为2:1:1进行筛选，如果在预设时间范围内还是没有筛选出最优拼板组合图，再将异形板由高到低横向摆放，生成用户手动摆放的操作界面。虽然将比例调整为2:1:1后会使得A和B两种异形板出现生产过量的情况，但是相对于拼板所带来的节约板材的效果，这个程度的生产过量是可以接受的。
[0138]本发明提出的PCB拼板装置，通过利用预置的规则将已溶入板间距的异形板组合生成拼板组合图，并筛选出最优拼板组合图，组合过程中将符合要求的异形板转化为矩形处理，提高了 PCB生产的效率和组合方式的计算效率，并且降低了异形板的生产用料，降低了成本。
[0139]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种PCB拼板方法，其特征在于，包括以下步骤: 将每一异形板溶入板间距后，区分第一类异形板和第二类异形板； 利用预置的规则分别生成异形板不规则外围框线NFP，其中第一类异形板在对应的矩形生成异形板不规则外围框线NFP，第二类异形板在原异形板上生成异形板不规则外围框线NFP ；当异形板的个数N大于I且不超过阈值时，将N个所述NFP两两合并生成N个异形板组合图； 从N个异形板组合图中筛选出最优拼板组合图； 其中，所述第一类异形板为异形板的尺寸不超过阈值的异形板或异形板的面积占其外接矩形的面积超过阈值的异形板；第一类异形板之外的异形板为第二类异形板。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用预置的规则分别生成N个异形板的不规则外围框线NFP的步骤具体包括: 选定第一异形板和第二异形板板，将第一异形板的一端点作为起始点，将第二异形板的一端点作为参考点，记录所述第二异形板沿所述第一异形板的边线运动一周的运动轨迹为 NFP ； 将其余异形板两两交叉生成相应的NFP。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述选定第一异形板和第二异形板，分别将第一异形板和第二异形板的一端点作为起始点，记录所述第二异形板沿所述第一异形板的边线运动一周的运动轨迹为NFP的步骤具体包括: Al.选定起始点； A2.记录第一异形板从所述起始点沿所述第二异形板的边线运动时，第二异形板两端点的距离以及滑动方向； A3.生成以所述第二异形板所有坐标点为起点、方向为所述滑动方向旋转180度、长度为所述滑动距离的若干第一线段，得到第一线段与所述第二异形板边线相交点集合； A4.生成以所述第一异形板所有坐标点为起点、方向为所述滑动方向、长度为所述滑动距离的若干第二线段，得到第二线段与所述第一异形板边线相交点后加入所述相交点集合； A5.选取所述相交点集合中与第二异形板边线距离最小的交点及该交点对应的所述第一异形板和所述第二异形板的边线，判断所述最小的交点是否为所述起始点，若是，则执行步骤A6，否则循环执行步骤A2、步骤A3、步骤A4、步骤A5 ； A6.连接获取到的所有最小的交点生成所述第二异形板NFP。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述将N个所述NFP两两合并生成N个异形板组合图的步骤具体包括: B1.获得N个异形板的交叉组合NFP集合； B2.从所述交叉NFP集合中获取到所述第一异形板和所述第二异形板的第一组合NFP，得到最佳定位点，生成第一组合图并存储对应的定位点； B3.从NFP集合中，调出第一异形板NFP和第三异形板NFP的第二组合NFP，调出第二异形板与第三异形板的第三组合NFP，将所述第二组合NFP与所述第三组合NFP组合获得第四组合NFP后，得到最佳定位点，生成第二组合图并存储对应的定位点； B4.判断是否进行N-1次组合操作，若否，则循环步骤B2、B3。
5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述利用预置条件从所述若干NFP中筛选出拼板NFP的步骤具体包括: Cl.取最大面积的组合图作为起始图形； C2.取N个组合图中除所述起始图形外的任一组合图，计算得到次优模式定位点，生成组合图集合M ; C3.遍历所述N个组合图，取所述组合图集合M外的任一异形板组合图，得到最优模式定位点，放入所述组合图集合M ; C4.判断是否完成N-1次循环，若是，则执行步骤C5，否则执行步骤C3 ； C5.筛选外框面积最小的为最终拼板组合图。
6.一种PCB拼板装置，其特征在于，包括: 异形板分类模块，用于将每一异形板溶入板间距后，区分第一类异形板和第二类异形板； NFP生成模块，用于利用预置的规则分别生成异形板NFP，其中第一类异形板在对应的矩形生成异形板不规则外围框线NFP，第二类异形板在原异形板上生成异形板不规则外围框线NFP ； 组合模块，用于当异形板的个数N大于I且不超过阈值时，将N个所述NFP两两合并生成N个异形板组合图； 筛选模块，用于从N个异形板组合图中筛选出最优拼板组合图； 其中，所述第一类异形板为异形板的尺寸不超过阈值的异形板或异形板的面积占其外接矩形的面积超过阈值的异形板；第一类异形板之外的异形板为第二类异形板。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述NFP生成模块具体包括: 第一生成单元，用于选定第一异形板和第二异形板，将第一异形板的一端点作为起始点，将第二异形板的一端点作为参考点，记录所述第二异形板沿所述第一异形板的边线运动一周的运动轨迹为NFP ； 第二生成单元，用于将其余异形板两两交叉生成相应的NFP。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一生成单元具体包括: 第一生成子单元，用于选定起始点，记录第一异形板从所述起始点沿所述第二异形板的边线运动时，第二异形板两端点的距离以及滑动方向； 第二生成子单元，用于生成以所述第二异形板所有坐标点为起点、方向为所述滑动方向旋转180度、长度为所述滑动距离的若干第一线段，得到第一线段与所述第二异形板边线相交点集合； 第三生成子单元，用于生成以所述第一异形板所有坐标点为起点，方向为所述滑动方向、长度为所述滑动距离的若干第二线段，得到第二线段与所述第一异形板边线相交点后加入所述相交点集合； 第四生成子单元，用于选取所述相交点集合L中与第二异形板边线距离最小的交点及该交点对应的所述第一异形板和所述第二异形板的边线； 第五生成子单元，用于连接获取到的所有最小的交点生成所述第二异形板NFP。
9.根据权利要求6、7或8所述的装置，其特征在于，所述组合模块具体包括: 交叉集合单元，用于获得N个异形板的交叉组合NFP集合；组合图生成单元，用于从所述交叉NFP集合中获取到所述第一异形板和所述第二异形板的第一组合NFP，得到最佳定位点，生成第一组合图并存储对应的定位点；以及从NFP集合中，调出第一异形板NFP和第三异形板NFP的第二组合NFP，调出第二异形板与第三异形板的第三组合NFP，将所述第二组合NFP与所述第三组合NFP组合获得第四组合NFP后，得到最佳定位点，生成第二组合图并存储对应的定位点； 判断单元，用于判断是否进行N-1次组合操作，若否，则发送指令至组合图单元生成组合图，直到得到N个组合图。
10.根据权利要求6、7或8所述的装置，其特征在于，所述筛选模块具体包括: 第一筛选子单元，用于取最大面积的组合图作为起始图形；第二筛选子单元，用于取N个组合图中除所述起始图形外的任一组合图，计算得到次优模式定位点，生成组合图集合M ； 第三筛选子单元，用于遍历所述N个组合图，取所述组合图集合M外的任一异形板组合图，得到最优模 式定位点，放入所述组合图集合M ; 第四筛选子单元，用于筛选外框面积最小的为最终拼板组合图第五筛选子单元，用于判断是否完成N-1次循环，若是，则发送指令至第四筛选子单元生成最终拼板组合图，否则发送指令至第三筛选子单元遍历组合图。
【文档编号】H05K3/36GK103957672SQ201410075218
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月3日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】曾宪雄 申请人:深圳市百能信息技术有限公司