生产线补料方法及补料装置与流程

本发明涉及一种生产线补料方法及补料装置，尤其涉及一种可应用在生产线上而可有效降低人工与人为操作的生产线补料方法及补料装置。

背景技术：

传统的生产线通常是由生产线的操作员以手动的方式拿取料件进行组装操作或加工，换言之，生产线操作员除了生产线组装操作或加工作业之外，还需手动拿取料件以及当料件不足时进行走动与用手搬运料件箱以补料，不但造成作业复杂度的增加与人力的负担，并且也可能造成在组装操作或加工时产生错误的机率上升，降低生产线的效率与良率。

另外，由于传统生产线需要依靠操作员或备料员的人工巡检或计算以预先得知料件是否将欠缺或是甚至已欠缺，因此容易发生因生产线操作员或备料员的疏忽或误判，在料件即将耗尽的时候未及时汇报或发现以进行补料作业或是补料错误时，即会造成生产线停摆与连锁效应，进而影响整条生产线的产品产能。

因此，现有生产线补料的技术实有改善的必要。

因此，需要提供一种生产线补料方法及装置来解决上述问题。

技术实现要素：

因此，本发明在于提供一种可有效降低人工与人为操作以避免补料不及时或错误的可能性的补料装置以及方法，以改善公知技术的缺点。

本发明提供了一种补料装置的补料方法，该补料方法适用于一生产线，其中该补料装置定义有存放第一料件组的一使用存放区以及存放第二料件组的一备用存放区，该补料装置在该使用存放区具有一固定平台以及在该备用存放区具有一移动平台，该补料方法包括：判断承载于该固定平台上的该第一料件组所包括的料件的一剩余数量是否为零；判断该固定平台上的该第一料件组是否被移除；当判断该剩余数量为零并且该第一料件组已被移除时，驱动该移动平台将该备用存放区的该第二料件组移动至该使用存放区的该固定平台上；以及将该移动平台移动以离开该固定平台而回复至该备用存放区。

本发明还提供了一种补料装置，该补料装置用于一生产线，定义有一使用存放区与一备用存放区，该补料装置包括：一固定平台，该固定平台位于该使用存放区，该固定平台用来存放一第一料件组；一计数器，该计数器用来计算该使用存放区中该第一料件组所包括的料件的一剩余数量；一移动平台，该移动平台位于该备用存放区，该移动平台用来存放一第二料件组，可依需要移动位置而将该第二料件组由该备用存放区移动至该使用存放区的该固定平台上；一控制器，该控制器用以执行下列步骤：判断该剩余数量是否为零；判断该固定平台上的该第一料件组是否被移除；当判断该剩余数量为零并且该第一料件组已被移除时，驱动该移动平台将该备用存放区的该第二料件组移动至该使用存放区的该固定平台上；以及将该移动平台移动以离开该固定平台而回复至该备用存放区。

本发明实施例的补料方法及补料装置可在使用存放区中料件组所包括的料件剩余数量为零，而操作员已要求进行补料，且使用存放区已被清空而使用存放区有物体的情况下，会将存放于备用存放区的料件组移动至使用存放区，以实时提供料件给生产线生产产品，避免生产线停摆，提升作业效率。

附图说明

图1为本发明实施例一补料装置的示意图。

图2为图1的补料装置中一固定平台及一移动平台的等视角示意图。

图3为本发明实施例一补料方法流程的示意图。

图4a至图4d为图1的补料装置进行补料的一运作实施例的示意图。

图5为本发明实施例另一补料装置的示意图。

主要组件符号说明：

1、4生产线

10、10_1～10_3补料装置

100固定平台

101计数器

102移动平台

1020转轴

103驱动装置

104控制器

106储存单元

1060程序代码

1080、1082清空感测装置

110补料信号产生装置

30流程

300～320步骤

a1、a2、a1_1～a1_3、a2_1～a2_3存放区

s1、s2、s1_1～s1_3、s2_1～s2_3料件组

p1作业平台

s_num剩余数量

s_a1、s_a2感测信号

l1指示灯

s_rp补料信号

具体实施方式

请参考图1，其为本发明一实施例的补料装置10的示意图，其中补料装置10是一生产线1的一部分。生产线1是用来进行料件的组装或是加工以生产出产品或半成品，而补料装置10即是用来补给料件给生产线1，使生产线1可实时取得料件并通知补料，使生产流程顺畅，以提升产品生产效率。为了使补料装置10补给料件，在本实施例中补料装置10至少包含有一使用存放区a1与一备用存放区a2，可以分别存放有料件组s1、s2。在本实施例中，使用存放区a1在下而备用存放区a2在上而呈上下垂直方向上的层叠关系，但在本发明其他实施例中，亦可改为备用存放区a2设置在使用存放区a1的下方。本发明的另一其他实施例中，亦不排除使用存放区a1与备用存放区a2可以采水平方向或横向移动的并排关系设置。而每一料件组(s1、s2)可以是指存放有多个料件的料件箱。如此一来，生产线1的作业员或是组装器械可以提取放置在使用存放区a1的料件组s1中的一个或多个料件，在生产线1的一作业平台p1进行组装操作或加工。除此之外，补料装置10可以计算或协助计算放置在使用存放区a1的料件组s1内的料件剩余数量s_num，以在料件组s1的料件剩余数量s_num等于零且料件组s1全部移出使用存放区a1之时，实时将存放于备用存放区a2的料件组s2下降而移动至使用存放区a1以填补用完并移除掉料件组s1的空间，进行补料作业，使生产线可以持续运作而不中断。

详细而言，补料装置10包含有一固定平台100、一计数器101、一移动平台102、一驱动装置103、一控制器104、一储存单元106、清空感测装置1080、1082、一补料信号产生装置110以及一指示灯l1。固定平台100上形成使用存放区a1，用以承载料件组s1。计数器101及清空感测装置1080设置于固定平台100中，计数器101用来计算或辅助计算放置于使用存放区a1的料件组s1的料件剩余数量s_num，而清空感测装置1080则用来感测使用存放区a1是否已清空，以产生相对应的感测信号s_a1至控制器104。移动平台102固定于一转轴1020，其上形成备用存放区a2，用以存放料件组s2。清空感测装置1082则设置于移动平台102中，用来感测备用存放区a2是否清空，以产生感测信号s_a2至控制器104。驱动装置103可包含一驱转单元与一移动单元，其中驱转单元可以是一汽缸、油压缸或马达等任何可以相对于特定轴心产生转动的电机元件，用来依需要驱动移动平台102沿转轴1020转动；移动单元可以是齿条、链条、皮带、汽缸、油压缸等任何可以产生沿特定方向移动的电机元件，使移动平台102可依需要移动而将存放于备用存放区a2的料件组s2移动至使用存放区a1，之后再驱动移动平台102回到备用存放区a2。补料信号产生装置110可为一按钮或触摸开关等，用来感测生产线1的操作员的操作，以产生一补料信号s_rp至控制器104。而指示灯l1则受控于控制器104，用来反映补料装置10的操作情形。储存单元106中储存有一程序代码1060，其可用来指示控制器104执行流程的步骤。控制器14可为可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller,plc)、微控制器(microcontrolunit，mcu)或特定应用集成电路(application-specificintegratedcircuit，asic)。储存单元106可为只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(random-accessmemory，ram)、光盘(cd-rom)、光学数据储存装置(opticaldatastoragedevice)、非挥发性存储器(non-volatilememory)(例如电子擦除式可编程只读存储器(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，eeprm)或闪存(flashmemory))等且不限于此。

在本实施例中，当进行补料时，补料装置10将存放于备用存放区a2的料件组s2下降而移动至使用存放区a1。为了达成此操作，本发明一实施例中，固定平台100及移动平台102为互补式的牙叉结构。详细来说，请进一步参考图2，图2为固定平台100及移动平台102的等视角示意图。为求简洁，图2仅显示固定平台100及移动平台102的相对位置，并以虚线描绘两者的相对关系。由图2可知，固定平台100与移动平台102的牙叉结构互为互补，即固定平台100的牙叉结构中凸出部对应于移动平台102的牙叉结构中缺口部，而固定平台100的牙叉结构中缺口部对应于移动平台102的牙叉结构中凸出部。然而，本发明固定平台100与移动平台102相互搭配的具体实施结构不限于此，只要是移动平台可正确将存放于备用存放区a2的料件组s2下降而移动至使用存放区a1并且可以脱离固定平台100再回到原位的设计皆为本发明诉求的保护范围。

关于补料装置10的运作方式，请继续参考图3，图3为本发明实施例一补料方法流程30的示意图。补料方法流程30用于生产线1中，用以当补料装置10中使用存放区a1的料件组s1耗尽时，将备用存放区a2的料件组s2补充至使用存放区a1。补料方法流程30可被编译为程序代码1060而由控制器104执行，补料方法流程30包含有以下步骤：

步骤300：开始。

步骤302：位于使用存放区a1的固定平台100承载料件组s1，而位于使用存放区a2的移动平台102承载料件组s2。

步骤304：生产线1的操作员进行捡料作业，以组装相关产品。

步骤306：判断料件组s1的料件剩余数量s_num是否为零。若是，进行步骤308：若否，回到步骤304。

步骤308：判断是否有补料信号s_rp。若是，进行步骤310；若否，回到步骤304。

步骤310：判断使用存放区a1是否有物体。若是，进行步骤312；若否，进行步骤314。

步骤312：停止补料并发出警示，并回到步骤310。

步骤314：判断备用存放区a2是否有物体。若是，进行步骤318；若否，进行步骤316。

步骤316：停止补料并发出警示。

步骤318：控制移动平台102将料件组s2移动至使用存放区a1，并控制移动平台102回复至备用存放区a2。

步骤320：发出指示信号，要求对备用存放区a2进行补料。

根据补料方法流程30，在初始状态下，即步骤302，料件组s1存放于使用存放区a1的固定平台100，而料件组s2存放于使用存放区a2的移动平台102。接着，在步骤304中，生产线1的操作员进行捡料作业，即从料件组s1取得料件，以组装相关产品。随着捡料作业的进行，料件组s1的料件将逐渐减少，与此同时，计数器101会计算或辅助计算料件组s1的料件剩余数量s_num。在步骤306中，当控制器104根据计数器101的计算结果而判断料件剩余数量s_num为零时，表示料件组s1已无料件，此时操作员或通过机器装置响应于料件剩余数量s_num为零的信号移除料件组s1的空箱，接着按压补料信号产生装置110，以产生补料信号s_rp来通知控制器104启动补料。当控制器104收到补料信号s_rp(步骤308)后，控制器104接着根据清空感测装置1080产生的感测信号s_a1，判断使用存放区a1是否有物体而尚未清空(步骤310)。若感测信号s_a1显示使用存放区a1尚未清空，例如料件组s1的空箱或包装仍留在使用存放区a1，或操作员正在清理使用存放区a1，则控制器104将停止补料并发出警示(步骤312)，例如控制指示灯l1闪烁。另一方面，若感测信号s_a1显示使用存放区a1已清空，则控制器104进一步根据清空感测装置1082产生的感测信号s_a2，判断备用存放区a2是否有物体(步骤314)，即料件组s2是否存放于使用存放区a2。若感测信号s_a2显示备用存放区a2无物体，表示后端补料人员未正确补料，或(已正确补料但)清空感测装置1082发生故障，则控制器104将停止补料并发出警示(步骤316)，以指示相关人员排除缺料或故障情形。反之，若感测信号s_a2显示备用存放区a2有物体，表示料件组s2存放于使用存放区a2，则控制器104将进行补料作业(步骤318、320)。在进行补料作业时，控制器104通过驱动装置103控制移动单元去移动移动平台102下降而将料件组s2移动至使用存放区a1的固定平台100上，接着控制驱转单元转动移动平台102后再藉由移动单元上升而将移动平台102回复至备用存放区a2(步骤318)。最后，控制器104发出指示信号，例如本实施例中指示信号控制指示灯l1以特定频率闪烁或持续发光等，要求补料人员(或补料机台)对备用存放区a2进行补料(步骤320)。

进一步而言，补料装置10利用计数器101计算或辅助计算料件组s1的料件剩余数量s_num，当控制器104判断料件剩余数量s_num为零，而操作员已要求进行补料，且使用存放区a1已被清空而使用存放区a2存放有料件组s2的情况下，控制器104将指示移动平台102如上述的方式动作，以将存放于备用存放区a2的料件组s2移动至使用存放区a1，使补料装置10可实时提供料件给生产线1组装产品。而当移动平台102将料件组s2补货至使用存放区a1后，控制器104亦指示计数器101更新剩余数量s_num，使控制器104可正确地取得放置于使用存放区a1的料件组s2剩余数量s_num。

当移动平台102将存放于备用存放区a2的料件组s2移动至使用存放区a1进行补料时，为让移动平台102可以返回备用存放区a2进行循环使用，本发明实施例利用固定平台100与移动平台102的互补式牙叉结构，使料件组s2在移动至使用存放区a1后其开口可配合生产线1的提取方向。详细来说，请参考图4a至图4d，其为补料装置10进行补料的运作示意图。首先，图4a绘示控制器104即将进行补料方法流程30中步骤318前的状态，即料件组s1的料件剩余数量s_num为0，生产线1的操作员已将料件组s1的空箱取下，并已按压补料信号产生装置110来通知控制器104启动补料，同时清空感测装置1080判断使用存放区a1无物体，而清空感测装置1082判断备用存放区a2有物体。当开始进行补料时，控制器104通过移动单元降下移动平台102直至料件组s2摆放在固定平台100上，之后再控制驱转单元转动移动平台102而使其从水平状态往下转动至垂直状态，如图4b所示。由于固定平台100与移动平台102的互补式牙叉结构的错开设计，使移动平台102的各凸出部在往下旋转过程中可穿过固定平台100的对应缺口部。如此一来，如图4c所示，移动单元会将已呈垂直状态的移动平台102往上拉至原位置。最后，如图4d所示，驱转单元将向上转动移动平台102已令其由垂直状态回复成水平状态的初始状态，同时通知补料人员对备用存放区a2进行补料。

由上述可知，当使用存放区a1中料件组s1的料件剩余数量s_num为零，而操作员已要求进行补料，且使用存放区a1已被清空而使用存放区a2有物体的情况下，补料装置10会将存放于备用存放区a2的料件组s2移动至使用存放区a1，以实时提供料件给生产线1组装产品。

值得注意的是，补料装置10或补料方法流程30为本发明的一实施例，本领域普通技术人员可据以做不同的显而易见的变化或修饰，而不限于此。举例而言，在本发明其他实施例中，计数器101可为一红外线感测器，用来在每次感测到料件组s1被操作员提取时计算料件组s1的料件剩余数量s_num。或者，料件组s1中的每个料件可配置有感应标签，而计数器101可为一无线感测器，用以感测感应标签，以计算料件剩余数量s_num。另外，在另一实施例中，计数器101亦可为一重量感测装置，且储存有料件组s1的包装以及单个料件的重量；如此一来，计数器101可通过感测料件组s1的重量，来判断料件组s1的料件剩余数量s_num。另外，计数器101亦可为一条码读取器，用来在每次生产线1的操作员或装置提取料件组s1的料件时，读取料件上的条形码，以产生相对应的料件剩余数量s_num。又或者，计数器101可为一触控开关，用来在每次生产线1的操作员拿取料件时接收操作员的按压，据以计算料件组s1的料件剩余数量s_num。上述藉由不同计数器101的实施例以判断料件组s1的料件剩余数量s_num应属本领域公知的技术，而非用以限制本发明。

此外，在本发明一实施例中，清空感测装置1080、1082用来判断使用存放区a1及备用存放区a2中是否有物体，其可为光遮断器、接近感测器、压力感测器等，且不限于此。指示灯l1用以反映补料装置10的操作状态，其亦可由喇叭、显示器或其他各种可传递指示信号给备料人员知悉的任何指示装置所取代。

再者，前述实施例说明单一操作平台的情况，实际上，本领域普通技术人员应当可适当修改而应用于多操作平台，而不限于此。举例而言，请参考图5，其为本发明实施例一补料装置50的示意图。补料装置50相似于补料装置10，故相同元件沿用相同符号表示。如图5所示，在此实施例中，补料装置50是生产线5的一部分，补料装置50整合三个补料装置10_1～10_3，以增加容纳空间。使用存放区a1_1～a1_3用来放置装有不相同料件的料件组s1_1～s1_3，用来提供生产线5的操作员分别提取料件。同样地，备用存放区a2_1～a2_3用来放置料件组s2_1～s2_3，以分别补货至使用存放区a1_1～a1_3。如此一来，补料装置50容纳料件的容纳空间可被有效的扩增，而生产线5可在备用存放区a2_1～a2_3皆清空时再进行补货即可，降低生产线5料件组耗尽的机率。在本实施例中，控制器104可以将上述图3的步骤310修改为判断是否所有使用存放区a1_1～a1_3皆无物体存在((也就是料件组s1_1～s1_3皆被移除))后才会继续进行后续步骤，但不以此为限，制造商可以依据实际需求决定判断标准。

相较于公知技术，传统的生产线仅能通过生产线的操作员手动补货以及判断料件组是否耗尽，造成操作员的额外负担，降低了操作员的效率。更有甚者，若操作员疏忽造成料件耗尽未补货，将造成生产线全面停摆，因而降低生产线产能。相较之下，本发明的补料装置可计算料件的剩余数量，且在备用存放区有存货时补货，在料件耗尽时产生补货提示，便利生产线进行相关的补货操作。因此，本发明的补料装置可有效地提升操作员或是操作装置的作业效率，进而提升生产线产能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡是根据本发明权利要求书所做的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。