专利名称：穿料指示系统和穿料指示控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及表面贴装技术领域，特别涉及一种穿料指示系统和穿料指示控制装置。
背景技术：
贴片机是电子制造业内在线路板上贴装元器件的常用设备，其采用的关键技术是 SMT (Surface Mount Technology，表面贴装技术)。备料是生产过程中的关键活动，是指贴 片机线体开工前，对贴片机的料架(Table/Trolley)进行物料上料准备。一个贴片机可以 包括一个或多个料架，料架分为固定和可拆装两种形式，通常都采用可拆装形式，以方便备 料。料架是贴片机备料时用于承载进料器(Feeder)的物理支架，通常一个料架可以承载多 个进料器。进料器是物料备料的载体，在备料时通过将物料装到进料器的相应位置进行备 料。目前，对于日趋小批量、多品种的产品发展趋势来说，为提高在线生产效率，减少 换线时间，离线备料成为备料的主要模式。离线备料是指贴片机线体开工的同时，对该线体 另外配备的一整套料架进行备料，此备料方式效率高，是普遍采用的方式。对于离线备料 的SMT生产模式，一条贴片机线体一般有两套装料系统，一套用于在线生产，另外一套则用 于离线备料。通常，一条线体上具有多台贴片机，每个贴片机具有几个分区(设备的物理位 置容器)，每个分区都配有一个料架，每个料架上装有多个进料器，每个进料器可以装1 3 个元器件。通常一条生产线的离线备料由一个小组(一般是2 5个成员)共同完成，小 组的每个成员负责一个或多个分区的元器件备料。离线备料时，成员将料架从机器拆离到 一个指定的区域，然后按照各自分配的料表数据纸件对负责的料架进行备料。具体过程如 下每个成员根据料表上的物料编码，到料箱中找到与该编码一致的物料料盘，然后 根据料表上的进料器站位型号和位置，找到目标料架，再肉眼从该料架内甚为相似且紧密 排布的多个进料器中找到指定进料器，将该物料装到该进料器的相应位置上；物料装好后， 操作员用离线条码采集器采集已经装好的物料编码的条码及进料器站位条码，其中，离线 条码采集器中预先存储有待备料的料表数据的关键字段，包括物料编码、该物料对应的进 料器站位等，从而可以与采集到的料表数据进行比对，以校验是否装料正确。在实现本实用新型的过程中，发明人发现上述现有技术至少具有以下缺点备料员每穿一个料，都要做一次料架和进料器的选择工作，例如，从12个料架中 选择一个目标料架，从60个进料器中选择一个目标进料器，则一次最多要做720 (12*60 = 720)选1的工作；而每个备料员平均每天要备约1000个料左右，因此，出错概率非常大，会 直接影响到产品的质量；而且，作业效率低、投入人员多、操作复杂、交付周期长，整个备料 交付周期长达2小时以上。
实用新型内容本实用新型实施例提供一种穿料指示系统和穿料指示控制装置，可节省备料的成 本和时间。本实用新型实施例提供了一种穿料指示系统，包括采集模块，用于无线采集待穿料的物料信息；控制模块，与所述采集模块相连，用于获取所述采集模块采集到的所述物料信息， 根据预设的映射关系找到所述物料信息对应的位置标识，并无线发送所述位置标识； 接收及解码模块，与所述控制模块采用无线方式进行通信，用于无线接收所述控制 模块发送的所述位置标识，根据所述位置标识指示相应的料架上的进料器上待穿料的位置。本实用新型实施例还提供了一种穿料指示控制装置，所述装置用于获取已采集到的待穿料的物料信息，根据预设的映射关系找到所述物料信息对应 的位置标识，并无线发送所述位置标识，所述位置标识用于指示相应的料架上的进料器上 待穿料的位置。本实用新型实施例通过无线传输的方式获取物料信息，并转换为对应的位置信息 来对进料器上的穿料位置进行标识，实现了穿料系统的智能指示，极大地节省了成本和人 员，缩短了交付周期，作业效率高，使产品的质量得到了保证。
图1是本实用新型实施例提供的穿料指示系统结构示意图；图2是本实用新型实施例提供的采集模块1的结构示意图；图3是本实用新型实施例提供的控制模块2的结构示意图；图4是本实用新型实施例提供的接收及解码模块3的结构示意图；图5是本实用新型实施例提供的穿料指示系统内部流程示意图；图6是本实用新型实施例提供的穿料指示系统应用场景示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新 型实施方式作进一步地详细描述。参见图1，本实用新型实施例提供了一种穿料指示系统，包括采集模块1，用于无线采集待穿料的物料信息；控制模块2，与采集模块1相连，用于获取采集模块1采集到的物料信息，根据预设 的映射关系找到该物料信息对应的位置标识，并无线发送该位置标识；接收及解码模块3，与控制模块2采用无线方式进行通信，用于无线接收控制模块 2发送的位置标识，根据该位置标识指示相应的料架上的进料器上待穿料的位置。本实施例中的物料信息具体包括料架标识和进料器标识，如料架ID和进料器 ID。本实施例中的穿料是指备料过程中的穿料。其中，料架标识中包含了贴片机的标识，通 过该料架标识可以同时识别出贴片机和料架。例如，有2个贴片机，每个贴片机有4个料架， 则料架的标识分别为1 8，因此，可以识别出贴片机和料架。上述采集模块1与控制模块2为有线连接，控制模块2与接收及解码模块3为无线连接，采用无线方式进行通信，如图1中的虚线所示。本实施例中，具体地，参见图2，采集模块1可以包括无线射频终端11，用于无线扫描料表和物料料盘，得到待穿料的物料信息，无线 发送该物料信息；其中，料表为预先生成的文件，包括穿料过程中要用到的料架和进料器 的信息，如料架标识、进料器标识等等，通常为条码的形式，以便于无线射频终端11进行扫 描；物料料盘也是预先生成的，通常由物料厂家提供，包括物料的相关信息，如物料的型号、 类型、编号等等，通常为条码的形式，以便于无线射频终端11进行扫描。通常，一个物料料 盘上可以装载有大量的物料信息，如5000个，物料的类型也可以有多种，包括但不限于电 容、电阻、二极管、三极管等等。采集服务器12，与无线射频终端11采用无线方式进行通信，用于无线接收无线射 频终端11发送的物料信息。其中，采集服务器12通过AP(ACCeSS Point，接入点)13与无线射频终端11进行 无线通信。进一步地，为了方便管理和维护，采集服务器12还可以将采集到的物料信息保 存到数据库14中。本实施例中，参见图3，具体地，控制模块2可以包括上位机21，与采集模块1相连，用于获取采集模块1采集到的物料信息，根据预设 的映射关系找到物料信息对应的位置标识和串口，按照预定的格式发送携带位置标识的控 制命令到该串口 ；具体地，上位机21可以为工控机；无线发送单元22，与上位机21的串口相连，用于接收上位机21发来的控制命令， 并无线发送控制命令。其中，预设的映射关系是指预先建立的物料信息与位置标识的映射关系，以及物 料信息与上位机串口的映射关系，存储于上位机21中。上位机21根据预设的物料信息与 位置标识的映射关系，可以找到与采集到的物料信息对应的位置标识，根据预设的物料信 息与上位机串口的映射关系，可以找到与采集到的物料信息对应的串口。所述预定的格式是预先定义的控制模块2与接收及解码模块3之间通信的控制命 令的格式，具体包括频段编码和位置标识，或者包括频段编码、位置标识和物料信息。其 中各个参数的位置关系和长度可以如图3所示，包括起始位、频段编码、物料信息、位置标 识、校验位和停止位；起始位为1个比特位，频段编码是指无线发送单元22的通信频点，长 度为1个字节，分区ID和进料器ID是指料架标识和进料器标识，共占用1个字节，位置标 识用于指示待穿料的位置，长度为1个字节，校验位可以采用现有的校验方式，如累加和， 长度为1个字节，停止位即结束符，为2个比特位。图中所示的例子中，起始位为0x02，结束 位为OxOD和OxOA。当采集模块1包括无线射频终端11和采集服务器12时，上位机21与其中的采集 服务器12相连。如果采集模块1还包括数据库14，则上位机21可以采用多线程轮询的方 式查询该数据库14，以获取数据库14保存的待穿料的物料信息，一旦查询到数据库14保存 有新的物料信息，则根据该物料信息生成相应的控制命令然后发送。本实施例中的无线发送单元22可以采用标准的无线发送单元，如433MHz的无线 发送单元。通常，无线发送单元22为多个，每个无线发送单元22都具有相同的功能，且分别 与上位机21的不同串口相连。上位机21的串口为多个，与多个无线发送单元22具有一一对应的关系。例如，有20个料架，则配备20个无线发送单元22，分别与上位机21的20个
串口相连。无线发送单元22发送控制命令的方式有多种，优选地，采用广播的方式，以降低 成本。具体地，无线发送单元22采用广播方式发送控制命令时，该控制命令中还携带物料 信息，以备多个接收及解码模块3收到后根据该物料信息确定当前的物料是否为自己负责 的范围。本实施例中，具体地，参见图4，接收及解码模块3可以包括无线接收单元31，与无线发送单元22采用无线方式进行通信，用于无线接收无线 发送单元22发送的携带位置标识的控制命令，然后发送该控制命令；单片机32，与无线接收单元31相连，用于接收无线接收单元31发来的控制命令， 从该控制命令中解析出位置标识，然后发送该位置标识；解码芯片33，与单片机32相连，用于接收单片机32发来的位置标识，对该位置标 识进行解码，按照解码的结果指示相应的料架上的进料器上待穿料的位置，以备穿料人员 根据该位置进行穿料。当无线发送单元22采用广播方式发送控制命令时，相应地，单片机32具体用于接 收无线接收单元31发来的控制命令，从该控制命令中解析出物料信息和位置标识，将解析 出的物料信息与接收及解码模块3预先存储的物料信息进行比对，如果一致，则表明当前 待穿料的物料为当前接收及解码模块3负责的范围，因此发送解析出的位置标识给解码芯 片33，如果不一致，则表明当前待穿料的物料不是当前接收及解码模块3负责的范围，因此 丢弃该控制命令，不进行处理。其中，接收及解码模块3预先存储的自己负责的物料信息，可以采用拨码开关来 设置，拨码开关的个数可以根据接收及解码模块3负责的物料多少来设置，如设置为1个或 2个等等。单片机32的型号本实施例不做具体限定，如可以采用单片机P89LPC933F等。解 码芯片33的个数根据接收及解码模块3负责的进料器的个数而定。例如，接收及解码模块 3负责1个料架，其上有60个进料器，则解码芯片33负责指示这60个进料器的穿料位置， 因此，可以在接收及解码模块3上为每个进料器设置一个指示灯，总共为60个灯，则解码芯 片33负责分别指示这60个指示灯，这种情况下，可以选用4个4-16的解码芯片33，即4个 输入信号，16个输出信号，从而可以使输出信号达到64个，来完成60个指示灯的指示。解 码芯片33的型号本实施例也不做具体限定，如采用解码芯片CD4514BE等。另外，接收及解 码模块3上的指示灯亮时，可以照射到相应的进料器，供穿料人员可以识别出该进料器，从 而进行穿料。本实施例中的接收及解码模块3可以集成于一个独立的装置中，该装置还可以包 括给接收及解码模块3供电的电源，并且该装置可以采用可拆装的方式安装在料架上，即 当对料架上的进料器进行穿料时，将该装置安装到该料架上，完成该料架上进料器的穿料 后，将该装置拆下来，以备其它料架的使用。参见图5，本实施例提供的上述系统内部的具体流程如下首先，将料表和物料料盘按照负责穿料的人员进行分组，通常一个穿料人员会负 责多个料表和物料料盘；穿料人员利用无线射频终端11扫描分到的料表和物料料盘，获取 到物料信息，如果分组还未完成，则继续分组，如果分组已经完成，则将获取的物料信息保存到数据库14中；其次，控制模块2中的上位机21定期扫描数据库14，一旦扫描到新保 存的物料信息，则根据预设的映射关系找到与该物料信息对应的位置标识，发送携带该位 置标识的命令到相应的串口，再由与串口相连的无线发送单元22无线发送；然后，接收及 解码模块3无线接收该命令，解析出命令中的位置标识，将上次指示穿料位置的等熄灭，并 根据该位置标识点亮当前穿料位置的灯，判断全部的物料是否均已完成扫描，如果是，则结 束，否则，继续由采集模块1扫描物料信息。参见图6，为本实施例提供的上述系统应用场景示意图。生产作业现场有多个料架，物料周转车上备有多个物料、料表和物料料盘。穿料人 员手持无线射频终端11，进行物料信息的采集，然后通过AP 13无线发送给采集服务器12。 采集服务器12将物料信息保存到数据库14中，并发送给相连的上位机21。上位机21根据 映射关系找到对应的位置标识，由相应的串口发送给相连的无线发送单元22。无线发送单 元22无线发送控制命令，其中携带有位置标识，通常其无线传输范围可达30米以内。位于 料架上方的接收及解码模块3，即图中所示料架上的长方形装置，无线接收该控制命令，解 析出位置标识，从而控制相应的灯亮以指示相应的料架上的穿料位置，供穿料人员根据指 示进行穿料。本实施例提供的上述系统还可以应用在制造物流和自动化设备开发领域，对于用 到控制点数较多的开关量输出应用场景，上述系统采用无线传输控制多数字量输出，成本 极大降低，且布线简化，有很好的应用价值和前景。本实用新型实施例提供的上述系统，通过无线传输的方式获取物料信息，并转换 为对应的位置信息来对进料器上的穿料位置进行标识，实现了穿料系统的智能指示，极大 地节省了成本和人员，缩短了交付周期，作业效率高，使产品的质量得到了保证。无线方式 控制，免去了布线的困扰，接收及解码装置安装和拆卸简单方便、轻巧可以挪移、不受各种 连接电缆的约束，而且灵活性高、实用性强、性价比高。上述系统可以控制大量数字量的输 出，可达上千个，不需要PLC、或工控+1/0插卡、或总线型控制方式，节省一大笔的设备投资 费用并可免去复杂且影响作业的各种布线。上述系统的备料周期由原来的平均备料周期2 小时，缩短到现在只要1.5小时即可完成，能够缩短25%，并节省20%的备料人员。上述系 统的投入也较低，举例如下除共用的硬件部分数据库和AP的投入外，接收及解码装置(约 200元一个，每一套系统20个，共4000元)、上位机(4000元一台)、及简单夹具组成，合共 9000元左右。如果不采用上述系统，而是采用PLC控(可编程逻辑控制器)制模式来取代 的话，则按照1个点100元计算，每套系统需投入12. 8万，可见成本非常大，还需要进行复 杂的布线才能完成。因此，本实用新型实施例提供的系统极大地成本了节省，可以节省90% 左右o本实用新型实施例还提供了一种穿料指示控制装置，具体用于获取已采集到的待穿料的物料信息，根据预设的映射关系找到该物料信息对应的 位置标识，并无线发送该位置标识，其中，该位置标识用于指示相应的料架上的进料器上待 穿料的位置。所述预设的映射关系是指预先建立的物料信息与位置标识的映射关系，以及物料 信息与上位机串口的映射关系。具体地，参见图3，本实施例提供的上述装置可以具体包括[0057]上位机21，用于获取已采集到的待穿料的物料信息，根据上述预设的映射关系找 到物料信息对应的位置标识和串口，按照预定的格式发送携带该位置标识的控制命令到该 串口，该位置标识用于指示相应的料架上的进料器上待穿料的位置；无线发送单元22，与上位机21的串口相连，用于接收上位机21发来的控制命令， 并无线发送该控制命令。其中，上位机21与采集模块相连，其获取的物料信息是由采集模块采集的。无线 发送单元22与接收及解码模块相连，通过无线方式将控制命令发送给接收及解码模块，由 接收及解码模块根据位置标识指示相应的料架上的进料器上待穿料的位置。具体过程同上 述系统实施例中的描述，此处不再赘述。上述预定的格式为控制命令包括频段编码、位置标识和物料信息。上述物料信息包括料架标识和进料器标识。本实用新型实施例提供的上述装置，通过将待穿料的物料信息转换为对应的位置 信息，并发送该位置信息，从而控制相应的模块来对进料器上的穿料位置进行标识，实现了 穿料系统的智能指示，极大地节省了成本和人员，缩短了交付周期，作业效率高，使产品的 质量得到了保证。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用 新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保 护范围之内。
权利要求一种穿料指示系统，其特征在于，所述系统包括采集模块，用于无线采集待穿料的物料信息；控制模块，与所述采集模块相连，用于获取所述采集模块采集到的所述物料信息，根据预设的映射关系找到所述物料信息对应的位置标识，并无线发送所述位置标识；接收及解码模块，与所述控制模块采用无线方式进行通信，用于无线接收所述控制模块发送的所述位置标识，根据所述位置标识指示相应的料架上的进料器上待穿料的位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集模块包括无线射频终端，用于无线扫描料表和物料料盘，得到待穿料的物料信息，无线发送所述 物料信息；采集服务器，与所述无线射频终端采用无线方式进行通信，用于无线接收所述无线射 频终端发送的所述物料信息。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预设的映射关系是指预先建立的物 料信息与位置标识的映射关系，以及物料信息与上位机串口的映射关系。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制模块包括上位机，与所述采集模块相连，用于获取所述采集模块采集到的所述物料信息，根据所 述预设的映射关系找到所述物料信息对应的位置标识和串口，按照预定的格式发送携带所 述位置标识的控制命令到所述串口；无线发送单元，与所述上位机的串口相连，用于接收所述上位机发来的所述控制命令， 并无线发送所述控制命令。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述接收及解码模块包括无线接收单元，与所述无线发送单元采用无线方式进行通信，用于无线接收来自所述 无线发送单元的所述控制命令，发送所述控制命令；单片机，与所述无线接收单元相连，用于接收所述无线接收单元发来的所述控制命令， 解析出所述位置标识，发送所述位置标识；解码芯片，与所述单片机相连，用于接收所述单片机发来的所述位置标识，对所述位置 标识进行解码，按照解码的结果指示相应的料架上的进料器上待穿料的位置。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制命令中携带所述物料信息，所述 无线发送单元采用广播方式发送所述控制命令，相应地，所述单片机具体用于接收所述无 线接收单元发来的所述控制命令，解析出所述物料信息和位置标识，将所述物料信息与本 地预先存储的物料信息进行比对，如果一致，则发送所述位置标识。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述物料信息包括 料架标识和进料器标识。
8.—种穿料指示控制装置，其特征在于，所述装置用于获取已采集到的待穿料的物料信息，根据预设的映射关系找到所述物料信息对应的位 置标识，并无线发送所述位置标识，所述位置标识用于指示相应的料架上的进料器上待穿 料的位置。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述预设的映射关系是指预先建立的物 料信息与位置标识的映射关系，以及物料信息与上位机串口的映射关系。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置包括上位机，用于获取已采集到的待穿料的物料信息，根据所述预设的映射关系找到所述物料信息对应的位置标识和串口，按照预定的格式发送携带所述位置标识的控制命令到所 述串口，所述位置标识用于指示相应的料架上的进料器上待穿料的位置；无线发送单元，与所述上位机的串口相连，用于接收所述上位机发来的所述控制命令， 并无线发送所述控制命令。
专利摘要本实用新型实施例公开了一种穿料指示系统和穿料指示控制装置，属于表面贴装技术领域。所述系统包括采集模块，用于无线采集待穿料的物料信息；控制模块，与采集模块相连，用于获取采集模块采集到的物料信息，根据预设的映射关系找到物料信息对应的位置标识，并无线发送该位置标识；接收及解码模块，与控制模块采用无线方式进行通信，用于无线接收控制模块发送的位置标识，根据该位置标识指示相应的料架上的进料器上待穿料的位置。所述装置用于获取物料信息，根据预设的映射关系找到对应的位置标识并无线发送。本实用新型实现了穿料系统的智能指示，极大地节省了成本和人员，缩短了交付周期，作业效率高，使产品的质量得到了保证。
文档编号H05K13/00GK201590992SQ20092021868
公开日2010年9月22日 申请日期2009年10月14日 优先权日2009年10月14日
发明者张松, 涂望成, 罗文广 申请人:华为技术有限公司