一种适用于smd可扩展智能仓储系统的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于SMD储存设备相关领域，更具体地，涉及一种适用于SMD可扩展智能仓储系统的控制方法。
【背景技术】
[0002]表面贴装元件(Surface Mounted Devices，也即SMD)作为表面贴装技术元器件中的一种，主要包括片式晶体管和集成电路等形式。在电子线路板生产的初级阶段，过孔装配完全由人工来完成；首批自动化机器推出后，它们可放置一些简单的引脚元件，但是复杂的元件仍需要手工放置方可进行波峰焊。大约二十年前，推出了表面贴装元件，并就此开创了一个新纪元。从无源元件到有源元件和集成电路，最终都变成了表面贴装元件并可通过拾放设备进行装配。
[0003]SMD通常存储在卷带上，卷带绕在专门的支撑料盘上，封装好的SMD料盘呈盘状。SMD元件由于尺寸小、种类多、管理难等特点，对SMD仓储系统提出了较高的要求:一方面，仓储系统既要保证料盘能够高效率地存取，又要保证能够准确地识别各种型号的料盘；另一方面，还要保证提供洁净、防氧化、防静电的存储环境等。
[0004]现有技术中已经提出了一些适用于SMD的仓储方案，例如，CN201420592840.7提出了一种SMT物料货架，CN200720046571.4提出了一种SMD器件排列分选叠装装置，等等。这些现有设备的结构和控制方法各不相同，但共同存在的缺陷主要包括:第一，每次仅能存储或取出一盘料盘，导致存取效率不高，而且在多单元扩展性方面做得不够；第二，对多料盘的控制或管理不够智能和系统化，尤其是存储空间偏小、结构复杂，同时存在存储环境不达标等问题；第三、对多料盘的操作同步性不足，相应导致SMD整体存储输送过程中的控制精度往往难于令人满意。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适用于SMD可扩展智能仓储系统的控制方法，其中通过对SMD料盘和料盒在存取料操作过程中的各个步骤进行系统化控制，相应能够以便于操控、高精度的方式实现对现有SMD仓库中多料盘的同步监控和自动存取功能，同时具备存取效率高、识别准确、多单元扩展性强等多个优点。
[0006]为实现上述目的，按照本发明，提供了一种适用于SMD可扩展智能仓储系统的控制方法，其特征在于，该仓储系统包括检测区组件、输送带组件、存料架组件、料盒组件以及机械手组件，其中检测区组件与输送带组件通过水平传送带彼此相连，在该水平传送带下方设置有料盘传感器，并在检测位的上部设置有料盘RFID读写器和料盘条码扫描器；存料架组件设置在所述输送带组件后侧与其相连，并呈现被划分成多个料仓形式的立式框架机构；料盒组件包括多个依序排列的料盒，其经由转动链组件可循环转动地安装在各个料仓中，并且各个料盒的两侧分别具有可开启的前门和后门，其外侧贴装有包含其位置坐标信息的识别牌；机械手组件则设置在所述输送带组件与所述存料架组件之间，并用于执行存取料的操作动作。
[0007]对于将料盘存放至料盒的存料过程，其包括以下步骤:
[0008](I)将需要存放的料盘放置在所述水平传送带上，经由所述料盘传感器确认其已经放入后输送至检测位，所述RFID读写器和料盘条码扫描器则对此料盘的相关信息进行读取，然后为此料盘分配存储位置。
[0009](2)所述输送带组件继续将料盘运送至料盘出入口位置，并经由设置在此处的工位传感器判定料盘已到达指定工位且予以计数处理，然后由位于该指定工位处的挡板阻挡料盘继续前进；与此同时，此料盘应存入的对应料盒在料仓中开始转动，并通过对其识别牌的检测来确认其已到达与所述料盘出入口相对应的料仓出入口。
[0010](3)通过所述机械手组件将所述料盘经由所述前门推入至料盒内部，由此完成存料过程。
[0011]对于将料盘从料盒取出的取料过程，其包括以下步骤:
[0012](a)输入需要取出的料盘信息，搜寻获得该料盘的存储位置，由此相应确定待执行取料操作的料盒。
[0013](b)使步骤(a)所确定的料盒在料仓中转动，并通过对其识别牌的检测来确认料盒已到达料仓出入口。
[0014](C)所述工位传感器检测所述料盘出入口位置处是否存在料盘并执行以下操作:若已存在料盘，则通过所述输送带组件将其送走；若不存在料盘，则通过所述机械手组件推开所述后门，将待取出的料盘从料盒内部继续经由所述前门推出，并使其沿着所述输送带组件送走，由此完成存料过程。
[0015]作为进一步优选地，设料盘的型号编号为Ni，料盒的位置编号为Mj，型号为Ni的料盘所对应的使用频率为Fi,各存储位置也即各料盒所对应的存取时间为Ir i =1，2，3，...，p，j = 1，2，3，...，q ;上述存取料过程优选通过以下算法执行进一步优选处理:
[0016]当所述仓储系统处于工作状态时，将各个料盘按照其使用频率从大到小排序，并获得其升序排序函数Α(&，Ni) ο同时将各个料盒按照其存取时间从小到大排序，并获得其降序排序函数D (Tj, Mj)。结合上述升序排序函数和降序排序函数执行求解，并使得使用频率高的料盘被分配至存取时间短的料盒之。
[0017]而当所述仓储系统处于空闲状态时，结合上述升序排序函数和降序排序函数执行求解，并使得使用频率低的料盘被分配至存取时间长的时间，从而提高整个仓储系统的工作效率。
[0018]作为进一步优选地，各个料盒分别包括料盒外壳、分设在料盒外壳左右两侧的所述前门和所述后门、贴合在料盒外壳外侧且包含有料盒位置坐标信息的所述识别牌、分别用于将所述前门和所述后门可转动开启地铰接在料盒外壳上的第一弹簧铰链和第二弹簧铰链，以及安装在所述前门与料盒外壳之间防止前门开启的C型锁销；
[0019]与此相对应地，所述机械手组件包括触开杆、取料机械手和存料机械手，其中触开杆处于所述前门一侧，用于操作所述C型锁销以解除对前门的约束；存料机械手同样设置在所述前门一侧，并用于在所述C型锁销解除对前门的约束之后，推开前门且将待存入的料盘送入至料盒内部；取料机械手设置在所述后门一侧，并在所述C型锁销解除对前门的约束之后，推开后门并将待取出的料盘从料盒内部继续经由所述前门推出。
[0020]作为进一步优选地，所述取料机械手和存料机械手的结构相类似，它们均包括水平设置的圆弧型推手、与圆弧型推手的中央水平相连且呈铰链形式的行程放大机构、经由竖直连接杆与该行程放大机构相联接的直线轴承，以及与该直线轴承水平相联以提供驱动输出的气缸。此外，所述行程放大机构由多根杆共同组成铰链结构，并且各根杆的相连处由带有球形帽的铆钉相连。以此方式，所述取料机械手和存料机械手与其作用面之间以多点接触的方式相接触。
[0021]作为进一步优选地，所述料仓彼此独立，且各自由单独的电机控制，由此实现无相互干扰的同步工作。
[0022]作为进一步优选地，所述料仓优选以三个料仓架作为一个单元，各个单元被划分与料仓架分别相对应的三个工位。此外，各个单元分别设有可扩展的机械接口和电气接口，由此可实现多单元的扩展。
[0023]总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点:
[0024]1、通过对其存取料的操作过程进行设计和控制，相应能够实现对料盘在水平方向上的输送和定位，并经由挡板独立控制定位，易实现多工位彼此无干扰的同时工作；与此同时，还能够实现对料仓架料盒位置的准确、高效调整，各个料仓可独立运动，合理利用了其空间机构，并易实现多个料仓的同时进出料盒。
[0025]2、通过对存取料过程基于使用频率和存取动作所耗费时间来设计其优化算法，测试表明能够进一步提高整个控制过程的效率，显著提高了大批量运用时的适用性；
[0026]3、按照本发明的控制方法整体智能化程度高，并能准确、高效地执行对料盘和料盒及其位置状态的识别检测。此外，各个料仓彼此作为独立单元，同时提供有可扩展的对接结构，由此实现了良好的扩展性能。
【附图说明】
[0027]图1是按照本发明的控制方法的整体工艺流程示意图；
[0028]图2a是按照本发明的用于SMD可扩展智能仓储系统的存料过程控制流程图；
[0029]图2b是按照本发明的用于SMD可扩展智能仓储系统的取料过程控制流程图；