一種適用于smd可擴展智能倉儲系統(tǒng)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于SMD儲存設(shè)備相關(guān)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種適用于SMD可擴展智能倉儲系統(tǒng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]表面貼裝元件(Surface Mounted Devices，也即SMD)作為表面貼裝技術(shù)元器件中的一種，主要包括片式晶體管和集成電路等形式。在電子線路板生產(chǎn)的初級階段，過孔裝配完全由人工來完成；首批自動化機器推出后，它們可放置一些簡單的引腳元件，但是復(fù)雜的元件仍需要手工放置方可進行波峰焊。大約二十年前，推出了表面貼裝元件，并就此開創(chuàng)了一個新紀(jì)元。從無源元件到有源元件和集成電路，最終都變成了表面貼裝元件并可通過拾放設(shè)備進行裝配。
[0003]SMD通常存儲在卷帶上，卷帶繞在專門的支撐料盤上，封裝好的SMD料盤呈盤狀。SMD元件由于尺寸小、種類多、管理難等特點，對SMD倉儲系統(tǒng)提出了較高的要求:一方面，倉儲系統(tǒng)既要保證料盤能夠高效率地存取，又要保證能夠準(zhǔn)確地識別各種型號的料盤；另一方面，還要保證提供潔凈、防氧化、防靜電的存儲環(huán)境等。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出了一些適用于SMD的倉儲方案，例如，CN201420592840.7提出了一種SMT物料貨架，CN200720046571.4提出了一種SMD器件排列分選疊裝裝置，等等。這些現(xiàn)有設(shè)備的結(jié)構(gòu)和控制方法各不相同，但共同存在的缺陷主要包括:第一，每次僅能存儲或取出一盤料盤，導(dǎo)致存取效率不高，而且在多單元擴展性方面做得不夠；第二，對多料盤的控制或管理不夠智能和系統(tǒng)化，尤其是存儲空間偏小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時存在存儲環(huán)境不達標(biāo)等問題；第三、對多料盤的操作同步性不足，相應(yīng)導(dǎo)致SMD整體存儲輸送過程中的控制精度往往難于令人滿意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種適用于SMD可擴展智能倉儲系統(tǒng)的控制方法，其中通過對SMD料盤和料盒在存取料操作過程中的各個步驟進行系統(tǒng)化控制，相應(yīng)能夠以便于操控、高精度的方式實現(xiàn)對現(xiàn)有SMD倉庫中多料盤的同步監(jiān)控和自動存取功能，同時具備存取效率高、識別準(zhǔn)確、多單元擴展性強等多個優(yōu)點。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種適用于SMD可擴展智能倉儲系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，該倉儲系統(tǒng)包括檢測區(qū)組件、輸送帶組件、存料架組件、料盒組件以及機械手組件，其中檢測區(qū)組件與輸送帶組件通過水平傳送帶彼此相連，在該水平傳送帶下方設(shè)置有料盤傳感器，并在檢測位的上部設(shè)置有料盤RFID讀寫器和料盤條碼掃描器；存料架組件設(shè)置在所述輸送帶組件后側(cè)與其相連，并呈現(xiàn)被劃分成多個料倉形式的立式框架機構(gòu)；料盒組件包括多個依序排列的料盒，其經(jīng)由轉(zhuǎn)動鏈組件可循環(huán)轉(zhuǎn)動地安裝在各個料倉中，并且各個料盒的兩側(cè)分別具有可開啟的前門和后門，其外側(cè)貼裝有包含其位置坐標(biāo)信息的識別牌；機械手組件則設(shè)置在所述輸送帶組件與所述存料架組件之間，并用于執(zhí)行存取料的操作動作。
[0007]對于將料盤存放至料盒的存料過程，其包括以下步驟:
[0008](I)將需要存放的料盤放置在所述水平傳送帶上，經(jīng)由所述料盤傳感器確認(rèn)其已經(jīng)放入后輸送至檢測位，所述RFID讀寫器和料盤條碼掃描器則對此料盤的相關(guān)信息進行讀取，然后為此料盤分配存儲位置。
[0009](2)所述輸送帶組件繼續(xù)將料盤運送至料盤出入口位置，并經(jīng)由設(shè)置在此處的工位傳感器判定料盤已到達指定工位且予以計數(shù)處理，然后由位于該指定工位處的擋板阻擋料盤繼續(xù)前進；與此同時，此料盤應(yīng)存入的對應(yīng)料盒在料倉中開始轉(zhuǎn)動，并通過對其識別牌的檢測來確認(rèn)其已到達與所述料盤出入口相對應(yīng)的料倉出入口。
[0010](3)通過所述機械手組件將所述料盤經(jīng)由所述前門推入至料盒內(nèi)部，由此完成存料過程。
[0011]對于將料盤從料盒取出的取料過程，其包括以下步驟:
[0012](a)輸入需要取出的料盤信息，搜尋獲得該料盤的存儲位置，由此相應(yīng)確定待執(zhí)行取料操作的料盒。
[0013](b)使步驟(a)所確定的料盒在料倉中轉(zhuǎn)動，并通過對其識別牌的檢測來確認(rèn)料盒已到達料倉出入口。
[0014](C)所述工位傳感器檢測所述料盤出入口位置處是否存在料盤并執(zhí)行以下操作:若已存在料盤，則通過所述輸送帶組件將其送走；若不存在料盤，則通過所述機械手組件推開所述后門，將待取出的料盤從料盒內(nèi)部繼續(xù)經(jīng)由所述前門推出，并使其沿著所述輸送帶組件送走，由此完成存料過程。
[0015]作為進一步優(yōu)選地，設(shè)料盤的型號編號為Ni，料盒的位置編號為Mj，型號為Ni的料盤所對應(yīng)的使用頻率為Fi,各存儲位置也即各料盒所對應(yīng)的存取時間為Ir i =1，2，3，...，p，j = 1，2，3，...，q ;上述存取料過程優(yōu)選通過以下算法執(zhí)行進一步優(yōu)選處理:
[0016]當(dāng)所述倉儲系統(tǒng)處于工作狀態(tài)時，將各個料盤按照其使用頻率從大到小排序，并獲得其升序排序函數(shù)Α(&，Ni) ο同時將各個料盒按照其存取時間從小到大排序，并獲得其降序排序函數(shù)D (Tj, Mj)。結(jié)合上述升序排序函數(shù)和降序排序函數(shù)執(zhí)行求解，并使得使用頻率高的料盤被分配至存取時間短的料盒之。
[0017]而當(dāng)所述倉儲系統(tǒng)處于空閑狀態(tài)時，結(jié)合上述升序排序函數(shù)和降序排序函數(shù)執(zhí)行求解，并使得使用頻率低的料盤被分配至存取時間長的時間，從而提高整個倉儲系統(tǒng)的工作效率。
[0018]作為進一步優(yōu)選地，各個料盒分別包括料盒外殼、分設(shè)在料盒外殼左右兩側(cè)的所述前門和所述后門、貼合在料盒外殼外側(cè)且包含有料盒位置坐標(biāo)信息的所述識別牌、分別用于將所述前門和所述后門可轉(zhuǎn)動開啟地鉸接在料盒外殼上的第一彈簧鉸鏈和第二彈簧鉸鏈，以及安裝在所述前門與料盒外殼之間防止前門開啟的C型鎖銷；
[0019]與此相對應(yīng)地，所述機械手組件包括觸開桿、取料機械手和存料機械手，其中觸開桿處于所述前門一側(cè)，用于操作所述C型鎖銷以解除對前門的約束；存料機械手同樣設(shè)置在所述前門一側(cè)，并用于在所述C型鎖銷解除對前門的約束之后，推開前門且將待存入的料盤送入至料盒內(nèi)部；取料機械手設(shè)置在所述后門一側(cè)，并在所述C型鎖銷解除對前門的約束之后，推開后門并將待取出的料盤從料盒內(nèi)部繼續(xù)經(jīng)由所述前門推出。
[0020]作為進一步優(yōu)選地，所述取料機械手和存料機械手的結(jié)構(gòu)相類似，它們均包括水平設(shè)置的圓弧型推手、與圓弧型推手的中央水平相連且呈鉸鏈形式的行程放大機構(gòu)、經(jīng)由豎直連接桿與該行程放大機構(gòu)相聯(lián)接的直線軸承，以及與該直線軸承水平相聯(lián)以提供驅(qū)動輸出的氣缸。此外，所述行程放大機構(gòu)由多根桿共同組成鉸鏈結(jié)構(gòu)，并且各根桿的相連處由帶有球形帽的鉚釘相連。以此方式，所述取料機械手和存料機械手與其作用面之間以多點接觸的方式相接觸。
[0021]作為進一步優(yōu)選地，所述料倉彼此獨立，且各自由單獨的電機控制，由此實現(xiàn)無相互干擾的同步工作。
[0022]作為進一步優(yōu)選地，所述料倉優(yōu)選以三個料倉架作為一個單元，各個單元被劃分與料倉架分別相對應(yīng)的三個工位。此外，各個單元分別設(shè)有可擴展的機械接口和電氣接口，由此可實現(xiàn)多單元的擴展。
[0023]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點:
[0024]1、通過對其存取料的操作過程進行設(shè)計和控制，相應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對料盤在水平方向上的輸送和定位，并經(jīng)由擋板獨立控制定位，易實現(xiàn)多工位彼此無干擾的同時工作；與此同時，還能夠?qū)崿F(xiàn)對料倉架料盒位置的準(zhǔn)確、高效調(diào)整，各個料倉可獨立運動，合理利用了其空間機構(gòu)，并易實現(xiàn)多個料倉的同時進出料盒。
[0025]2、通過對存取料過程基于使用頻率和存取動作所耗費時間來設(shè)計其優(yōu)化算法，測試表明能夠進一步提高整個控制過程的效率，顯著提高了大批量運用時的適用性；
[0026]3、按照本發(fā)明的控制方法整體智能化程度高，并能準(zhǔn)確、高效地執(zhí)行對料盤和料盒及其位置狀態(tài)的識別檢測。此外，各個料倉彼此作為獨立單元，同時提供有可擴展的對接結(jié)構(gòu)，由此實現(xiàn)了良好的擴展性能。
【附圖說明】
[0027]圖1是按照本發(fā)明的控制方法的整體工藝流程示意圖；
[0028]圖2a是按照本發(fā)明的用于SMD可擴展智能倉儲系統(tǒng)的存料過程控制流程圖；
[0029]圖2b是按照本發(fā)明的用于SMD可擴展智能倉儲系統(tǒng)的取料過程控制流程圖；