一种基于多机协同的SMT物料智能管理系统

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一种基于多机协同的smt物料智能管理系统
技术领域
1.本实用新型涉及表面组装(surfacemounttechnology,简称smt)技术,具体是一种基于多机协同的smt物料智能管理系统。


背景技术:



2.smt生产企业主要利用表面组装技术将各类电子元器件按照电路板设计原理图贴装并焊接在印制线路板上。电子元器件作为smt生产企业最常见的生产原材料,具有元器件种类多、各类元器件型号复杂和各类元器件标识辨识度较低的特点。采用传统人工取出、存放物料存在效率低、易出错的不足。电子技术本身就具有更新迭代速度快的特点,加之互联网技术的发展使得信息传播速度更快、信息获取途径更多,更加加剧了包括了电子制造业在内的生产企业的竞争。因此,采用人工取放smt物料的方式已不能满足smt生产企业的实际需求。
3.基于以上现状,smt生产企业迫切需要一种高效的smt物料管理系统,以提高企业的生产效率,进而提高企业的产品质量和企业核心竞争力。


技术实现要素:



4.本实用新型的目的是针对现有技术的不足,而提供一种基于多机协同的smt物料智能管理系统。这种系统组网方便、智能化度高、成本低。
5.实现本实用新型目的的技术方案是:
6.一种基于多机协同的smt物料智能管理系统,包括控制单元和与控制单元连接的人机交互单元、数据库单元、动作执行单元、驱动和传感器单元,动作执行单元与操作对象即物料盘连接,系统实施采用数据技术和多机协同作业技术,其中:
7.控制单元采用pc控制端与嵌入式相结合的分级控制系统;
8.系统操作对象为贴有射频识别rfid(radiofrequencyidentification简称rfid)标签的smt物料盘,rfid标签中写入了记录smt物料盘中电子元器件的类别信息和型号信息,该信息可通过射频识别器读出;
9.人机交互单元是实现操作者与系统交互的途径,人机交互单元设有计算机和射频识别器,人机交互单元是操作者与系统间的交互通道,操作者通过人机交互单元向系统中输入需要存放物料的信息和需要取出物料的信息,射频识别器是存放物料操作过程的物料信息输入口,会将从贴在smt物料盘上的rfid标签中的电子器件类别和型号信息读取到信息传输给pc控制模块,计算机是操作者发出操作指令和取出物料操作过程的物料信息输入口,操作者一方面通过计算机操作界面输入需要取出的物料信息及物料数量,另一方面通过计算机操作界面向系统发出存放物料操作和取出物料操作的动作指令,数据库单元的信息存储格式采用sqlserver数据库格式,数据库中记录了存放各类别、各型号的电子元器件的料盘存放箱编号、各料盘存放箱中已有料盘个数及还可存放料盘的个数;
10.动作执行单元基于多机协同的smt物料的智能仓库完成动作,所述智能仓库设有
料盘存放柜,料盘存放柜的正前方由远及近依次间隔设有带传送带的传送装置、操作桌、物料盘取放装置,所述料盘存放柜用于存放smt物料盘设有间隔设置的结构一致的一组单个料盘存放箱,每一个料盘存放箱只存放一种smt物料,料盘存放箱呈空心立方体状,在立方体面对传送装置的一个侧面的上部和下部分别设有物料盘进口和物料盘出口用于物料盘存入、取出料盘存放箱操作,在立方体内部的底面上设有第一物料盘输送带和第二物料盘输送带用于将物料盘从物料盘出口推出料盘存放箱,第一物料盘输送带包括第一直条,在第一直条的两端头分别设有垂直于第一直条向外延伸的第一拨条和第二拨条,第一拨条和第二拨条向外延伸的方向相反,第一拨条朝向立方体内部的底面中心方向延伸,第二拨条朝向立方体内部的底面边缘方向延伸,第二物料盘输送带包括第二直条,在第二直条的两端头分别设有垂直于第二直条向外延伸的第三拨条和第四拨条,第三拨条和第四拨条向外延伸的方向相反,第三拨条朝向立方体内部的底面中心方向延伸,第四拨条朝向立方体内部的底面边缘方向延伸,第一物料盘输送带与第二物料盘输送带和立方体内部两侧面存在间隙,保证第一物料盘输送带与第二物料盘输送带旋转时,第一拨条、第二拨条、第三拨条和第四拨条不与立方体内部两侧面接触,第一物料盘输送带可在立方体内部的底面上做顺时针旋转,第二物料盘输送带可在立方体内部的底面上做逆时针旋转,第一物料盘输送带和第二物料盘输送带的拨条同时作用将料盘存放箱物料盘出口位置处的物料盘推出料盘存放箱,第一物料盘输送带的第一直条和第二物料盘输送带的第二直条垂直物料盘进口和物料盘出口所在平面,立方体内部的逆时针方向3个不同侧面上分别设有垂直正方体底面的第三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第伍物料盘输送带,第伍物料盘输送带和第三物料盘输送带分别与第一物料盘输送带和第二物料盘输送带垂直不接触,第三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第伍物料盘输送带竖直方向上均设有间隔设置的一组隔片,每个隔片间隔的距离相同,第三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第伍物料盘输送带同一水平位置处的隔片作为放置一个smt物料盘的支撑架,所述传送装置为有牵引的带式输送机,传送装置用于运输料盘盛放筐,在存放smt物料操作过程,用于将装有待存放物料的物料盛放箱运输到第一机器人的物料盛放筐拾取点,在取出smt 物料操作过程,用于将装有待取出物料的物料盛放筐运输给操作者,传送装置的传送带一端连接计算机和射频识别器,操作桌位于传送带远离计算机和射频识别器的一端附近,操作桌上设有第一机器人和料盘盛放筐,第一机器人的第一机械爪抓持物品能够放置在传送带上,第一机器人为设有带第一机械爪的6自由度机械臂,料盘盛放筐为呈圆台状的塑料篮子,第一机器人用于搬运料盘盛放筐,在存放smt物料操作过程,第一机器人会将传送带上装有待存放物料的物料盛放筐搬运到第二机械爪上,并在第二机器人完成所有物料的存放动作后将空的物料盛放筐搬运到空的物料盛放筐存放处,在取出smt物料操作过程,第一机器人会将空物料盛放筐存放处的空物料盛放筐搬运到第二机械爪上,并在第二机器人完成所有物料的取出操作后将第二机械爪上的装有待取出物料的物料盛放筐搬运到传送带上;
11.所述物料盘取放装置用于实现smt物料盘的存放、取出操作,包括物料盘取放机构、第一支架和第二支架,第一支架和第二支架上分别设有间隔设置的第一滑道、第二滑道、第三滑道,第一滑道、第二滑道和第三滑道内分别设有固定连接第一支架和第二支架的第一导杆、第一丝杆和第二导杆,第一导杆、第一丝杆和第二导杆可在第一滑道、第二滑道、第三滑道内上下移动,物料盘取放机构设置在第一导杆、第一丝杆和第二导杆上可沿第一
导杆、第一丝杆和第二导杆左右移动,第二支架上还设有料盘取放工作台左右位置调节器和料盘取放工作台上下位置调节器,其中,物料盘取放机构设有料盘取放工作台,料盘取放工作台的边缘设有向内凹陷的呈圆弧状的缺口,料盘取放工作台的背面设有第二机械爪,第二机械爪的活动区域为向内凹陷的呈圆弧状的缺口区域,第二机器人为设有带操作器的6自由度机械臂,第二机器人位于料盘取放工作台的正面即朝上的一面的中心处,第二机器人将料盘存放箱推到料盘取放工作台上的物料盘搬运到料盘盛放筐中或将料盘盛放筐中的物料盘放进料盘存放箱中,料盘取放工作台左右位置调节器设有料盘取放工作台左右位置调节器支架,第一导杆、第一丝杆和第二导杆分别通过第一滑道、第二滑道、第三滑道固定在料盘取放工作台左右位置调节器支架上,第一电机固定在料盘取放工作台左右位置调节器支架上,第一齿轮固定在第一电机的转轴上,第二齿轮固定在第一丝杆上,第一电机与第一丝杆采用齿轮传动,第一丝杆与料盘取放工作台采用螺旋副传动,第一电机输出的转矩通过第一齿轮和第二齿轮构成的传动系统使第一丝杆转动,第一丝杆通过螺旋副使料盘取放工作台沿着第一导杆、第二导杆左右平动实现料盘取放工作台左右位置的调节,料盘取放工作台上下位置调节器设有固定在第二支架外侧的料盘取放工作台上下位置调节器支架,料盘取放工作台上下位置调节器支架上设有第二电机、第二丝杆、第三丝杆、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮,第二丝杆、第三丝杆螺旋线的螺距相等、旋向相反,都固定在料盘取放工作台上下位置调节器支架上,第三齿轮固定在第二电机的转轴上,第四齿轮、第六齿轮固定在料盘取放工作台上下位置调节器支架上,位于第三齿轮的不同的两侧、与第三齿轮啮合,第五齿轮固定在第二丝杆上与第四齿轮啮合,第七齿轮固定在第三丝杆上与第六齿轮啮合,第二电机与第二丝杆、第三丝杆采用齿轮传动,第二丝杆、第三丝杆与料盘取放工作台左右位置调节器支架采用螺旋副传动,第二电机输出的转矩通过第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮构成的传动系统使第二丝杆、第三丝杆转动,第二丝杆、第三丝杆通过螺旋副使料盘取放工作台沿着第二丝杆、第三丝杆上下平动,从而带动料盘取放工作台在竖直平面内做平移运动,实现料盘取放工作台上下位置的调节;
12.驱动单元包括传送带驱动电机、第一机器人驱动电机、第二机械爪驱动电机、第二机器人驱动电机、料盘取放工作台上下位置调节器的第二电机、料盘取放工作台左右位置调节器的第一电机、料盘存放箱内的第一物料盘输送带驱动电机、第二物料盘输送带驱动电机、第三物料盘输送带驱动电机、第四物料盘输送带驱动电机、第五物料盘输送带驱动电机,传送带驱动电机是用于驱动传送带转动的直流伺服电机,第一机器人驱动电机是用于驱动第一机器人各个关节运动的伺服步进电机,通过第一机器人每个关节的驱动电机控制第一机器人各个机械臂的运动,以完成第一机器人搬运料盘盛放筐的任务,第二机械爪驱动电机是驱动第二机械爪的伺服步进电机,是第二机械爪实现“开”、“合”动作的动力源,第二机器人驱动电机是用于驱动第二机器人各个关节运动的伺服步进电机,通过第二机器人每个关节的驱动电机控制第二机器人各个机械臂的运动,以完成第二机器人拾取smt物料盘的任务,盘取放工作台上下位置调节器的第二电机是用于驱动调节料盘取放工作台上下位置的第二丝杆、第三丝杆的直流伺服电机,盘取放工作台上下位置调节器第二电机的输出转矩通过齿轮传动使第二丝杆、第三丝杆转动,料盘取放工作台在第二丝杆、第三丝杆与料盘取放工作台左右位置调节器支架间的螺旋副作用下沿着第二丝杆、第三丝杆上下运
动,实现料盘取放工作台的高度调节,料盘取放工作台左右位置调节器的第一电机是用于驱动调节料盘取放工作台水平位置的第一丝杆的直流伺服电机,料盘取放工作台左右位置调节器的第一电机的输出转矩通过齿轮传动使第一丝杆转动,料盘取放工作台在第一丝杆与料盘取放工作台间的螺旋副作用下沿着第一导杆、第二导杆水平运动,实现料盘取放工作台左右位置的调节,料盘存放箱内的第一物料盘输送带驱动电机、第二物料盘输送带驱动电机是驱动第一物料盘输送带和第二物料盘输送带运动的伺服步进电机,是实现料盘从料盘存放箱出口推出到料盘取放工作台的动力来源,料盘存放箱内的第三物料盘输送带驱动电机、第四物料盘输送带驱动电机、第五物料盘输送带驱动电机是驱动第三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第五物料盘输送带运动的伺服步进电机,是调节料盘存放箱内物料盘支撑隔板位置的动力来源;
13.传感单元包括第一机器人上的第一摄像头、第二机器人上的第二摄像头、第二机器人上的第二射频识别器、第一机器人与传送带间的第一通讯传感器、第一机器人与第二机械爪间的第二通讯传感器、第一机器人与第二机器人间的第三通讯传感器、料盘取放工作台上下位置调节器的第一位置编码器、料盘取放工作台左右位置调节器的第二位置编码器、第二机器人与料盘存放柜间的第四通讯传感器、料盘存放箱内第一物料盘输送带驱动电机的第三位置编码器、第二物料盘输送带驱动电机的第四位置编码器和料盘存放箱内第三物料盘输送带驱动电机的第伍位置编码器、第四物料盘输送带驱动电机的第六位置编码器、第伍物料盘输送带驱动电机的第七位置编码器,其中,第一摄像头固定在第机器人的第一机械爪上,第一摄像头用于搬运料盘盛放筐时进行位置识别操作,在存放smt物料操作过程中,第一机器人在拾取传送上的料盘盛放筐时,第一摄像头用于识别传送带上装有物料盘的料盘盛放筐位置,第一机器人在将料盘盛放筐安放在第二机械爪上时,第一摄像头用于识别第二机械爪的位置,第一机器人在卸除第二机械爪上的空料盘盛放筐时,第一摄像头用于识别第二机械爪的位置和空料盘盛放筐的放置位置,在取出smt物料操作过程中,第一机器人在拾取空的料盘盛放筐时,第一摄像头用于识别空料盘盛放筐的放置位置,第一机器人在将料盘空的盛放筐安放在第二机械爪上时,第一摄像头用于识别第二机械爪的位置,第一机器人在将第二机械爪上装有料盘的料盘盛放筐搬运到传送带时,第一摄像头用于识别第二机械爪上装有料盘的料盘盛放筐位置和传送带的位置,第二摄像头、第二射频识别器固定在第二机器人的吸盘操作器上,用于第二机器人存放、取出物料时进行位置识别和物料类型识别,第二机器人在拾取料盘取放工作台上的物料盘时,第二射频识别器会从贴在物料盘上的rfid标签读取出物料信息,确定当前操作存放或取出的物料是否准确,第二机器人在将物料盘放入料盘存放柜或料盘盛放筐时,第二摄像头会通过视觉识别确定料盘存放柜入口位置和料盘盛放筐位置,第一机器人与传送带间的第一通讯传感器是安装在第一机器人与传送带上用于通讯的蓝牙通讯设备,一方面,传送带会在料盘盛放筐被运输到指定位置后停止运行并向第一机器人发出拾取装有料盘的料盘盛放筐的指令,另一方面,第一机器人会在将装有料盘的料盘盛放筐放在传送带后向传送带发出反向运输的指令将传送带上的物料运输给操作者,第一机器人与第二机械爪间的第二通讯传感器是安装在第一机器人与第二机械爪上用于通讯的蓝牙通讯设备,当第一机器人在第二机械爪上安放料盘盛放筐时,第一机器人会发出指令让第二机械爪收缩夹紧料盘盛放筐,当第一机器人从第二机械爪上卸除料盘盛放筐时,第一机器人会发出指令让第二机械爪张开,第一机器
人与第二机器人间的第三通讯传感器是安装在第一机器人与第二机器人上用于通讯的蓝牙通讯设备,在存放smt物料时,第一机器人在安放好料盘盛放筐后会向第二机器人发送开始拾取并存放料盘的指令,在取出smt物料时,第二机器人会在完成所有物料取出操作后向第一机器人发出将第二机械爪上的物料盘盛放筐搬运到传送带的指令,料盘取放工作台上下位置调节器的第一位置编码器是安装在第二电机上的绝对编码器,是一个用于确定料盘取放工作台在竖直方向位置的绝对编码器,用以保证第二机器人在取出或存放物料时,可以到达准确的高度处,料盘取放工作台左右位置调节器的第二位置编码器是安转在第一电机上的绝对编码器,是一个用于确定料盘取放工作台在水平方向位置的绝对编码器,用以保证第二机器人在取出或存放物料时,可以到达准确的左右处,第二机器人与料盘存放柜间的第四通讯传感器是安转在第二机器人与料盘存放柜间用于通讯的蓝牙通讯设备,用于第二机器人在存放或取出物料时与对应编号的料盘存放柜进行通讯,使料盘存放柜内的物料盘输送带运动,从而实现物料的取出操作和物料的存放操作,料盘存放箱内的第一物料盘输送带驱动电机的第三位置编码器、第二物料盘输送带驱动电机的第四位置编码是用于确定第一物料盘输送带、第二物料盘输送带转动角度的相对编码器,以保证当前待取出的物料可以被第一物料盘输送带、第二物料盘输送带从料盘存放箱推到料盘取放工作台上,料盘存放箱内的第三物料盘输送带驱动电机的第伍位置编码器、第四物料盘输送带驱动电机的第六位置编码器、第五物料盘输送带驱动电机的第七位置编码器是安装第三物料盘输送带驱动电机、第四物料盘输送带驱动电机和第五物料盘输送带驱动电机上的相对编码器,一方面保证三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第五物料盘输送带上的最下面的料盘在取出物料操作时可以被传输到料盘存放箱的出口位置处,另一方面保证三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第五物料盘输送带在存放物料时只有一个空的料盘存放处,且保证该料盘存放处位于料盘存放箱的进口位置处。
14.上述基于多机协同的smt物料智能管理系统的管理过程包括如下步骤:
15.1)存放smt物料操,包括:
16.1-1)录入需要存放的smt物料盘上的物料信息,并按录入信息的顺序将料盘放入料盘盛放筐;
17.1-2)将装好料盘的料盘盛放筐放在传送带上;
18.1-3)第一机器人将传送带上装有料盘的料盘盛放筐安放在第二机械爪上;
19.1-4)第二机械爪收缩夹紧装有料盘的料盘盛放筐;
20.1-5)第二机器人逐个将料盘盛放筐中的料盘从物料盘进口放入对应的料盘存放箱中;
21.1-5-1)第三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第伍物料盘输送带分别在第三物料盘输送带驱动电机、第四物料盘输送带驱动电机和第伍物料盘输送带驱动电机驱动下,使得第三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第伍物料盘输送带上背离料盘存放箱内侧的隔片向上运动,使得第三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第伍物料盘输送带上的隔板支撑只有一个空格在料盘存放箱的物料盘进口下;
22.1-5-2)第二机器人将料盘盛放筐中的物料盘从料盘存放箱的物料盘进口放进料盘存放箱内第三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第伍物料盘输送带上的隔板支撑上;
23.1-5-3)第三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第伍物料盘输送带分别在第三物
料盘输送带驱动电机、第四物料盘输送带驱动电机和第伍物料盘输送带驱动电机驱动下,使得第三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第伍物料盘输送带上背离料盘存放箱内侧的隔片向下运动一格,使得第三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第伍物料盘输送带上的隔板支撑只有一个空格在料盘存放箱的物料盘进口下;
24.1-5-4)重复步骤1-5-2)和步骤1-5-3)将料盘盛放筐中的所有物料都放进料盘存放箱内;
25.2)取出smt物料操作,包括:
26.2-1)录入需要取出的smt物料信息;
27.2-2)第一机器人将空的料盘盛放筐安放在第二机械爪上;
28.2-3)第二机械爪收缩夹紧料盘盛放筐;
29.2-4)料盘取放机构运动到存放待取出物料的物料存放箱的出口;
30.2-5)物料存放箱通过物料盘输送带将待取出的料盘从物料存放箱出口推出到料盘取放工作台上;
31.2-5-1)第一物料盘输送带、第二物料盘输送带分别在第一物料盘输送带驱动电机、第二物料盘输送带驱动电机驱动下分别顺时针旋转和逆时针旋转,物料存放箱内最底下的物料盘被第一物料盘输送带、第二物料盘输送带上的拨条从物料盘存放箱的物料盘出口推出到料盘取放工作台上;
32.2-5-2)第三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第伍物料盘输送带分别在第三物料盘输送带驱动电机、第四物料盘输送带驱动电机和第伍物料盘输送带驱动电机驱动下,使得第三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第伍物料盘输送带上背离料盘存放箱内侧的隔片向下运动,使得第三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第伍物料盘输送带上隔板支撑的最底下的一个物料盘被传输到料盘存放箱的物料盘出口处;
33.2-5-3)重复步骤2-5-1)和步骤2-5-2),取出需要从当前料盘存放箱取出的所有物料盘;
34.2-6)重复步骤2-4)和步骤2-5),取出所有需要取出的物料盘;
35.2-7)待取料操作完成后,第一机器人将第二机械爪上的料盘盛放筐搬运到传送带上;
36.2-8)传送带将装有需要取出物料的料盘盛放筐传送给操作者,完成物料的取出操作。
37.这种系统组网方便、智能化度高、成本低。
附图说明
38.图1为实施例中系统整体构成结构示意图;
39.图2为实施例中smt物料智能仓库整体布局示意图;
40.图3实施例中第一机器人的结构示意图;
41.图4实施例中料盘取放装置示意图;
42.图5为实施例中料盘取放工作台上下位置调节器的结构示意图;
43.图6为实施例中料盘取放工作台左右位置调节器的结构示意图;
44.图7为实施例中料盘取放工作台左右位置调节器轴侧图;
45.图8为实施例中料盘取放机构的结构示意图;
46.图9为实施例中物料盘存放箱外观示意图;
47.图10为物料盘存放箱内部结构示意图;
48.图11为物料盘存放箱工作原理意图。
49.图中:1.第一射频识别器、2.计算机、3.传送带、4.第一机器人、5.操作桌、6.料盘盛放筐、7.第二支架、8.物料盘、9.第二机器人、10.第二机械爪、11.料盘取放工作台、12.第二导杆、13.第一丝杆、14.第一导杆、15.第一支架、16.料盘存放柜、17.第一机械爪、18、料盘取放工作台上下位置调节器、19.料盘取放工作台左右位置调节器、20.第二丝杆、21.第三丝杆、22.第五齿轮、23.第四齿轮、24.第三齿轮、25.第六齿轮、26.第七齿轮、27.第二电机、28.料盘取放工作台左右位置调节器支架、29.第一电机、30.第一齿轮、31.第二齿轮、32.物料盘出口、33.物料盘存放箱、34.物料盘进口、35.第一物料盘输送带、36.第二拨条、37.第一直条、38.第一拨条、39.第四拨条、40.第二物料盘输送带、41.第二直条、42.第三拨条、43.隔片、44.第三物料盘输送带、45.第四物料盘输送带、46.第五物料盘输送带、47.物料盘-1、48.物料盘-2、49.第一滑道、50.第二滑道、51.第三滑道、52.操作器、53.料盘取放工作台上下位置调节器支架。
具体实施方式
50.下面结合附图和实施例对本实用新型内容做进一步阐述,但不是对本实用新型的限定。
51.实施例:
52.参照图1,一种基于多机协同的smt物料智能管理系统,包括控制单元和与控制单元连接的人机交互单元、数据库单元、动作执行单元、驱动和传感器单元,动作执行单元与操作对象即物料盘连接,系统实施采用数据技术和多机协同作业技术,其中:
53.控制单元采用pc控制端与嵌入式相结合的分级控制系统;
54.系统操作对象为贴有射频识别rfid标签的smt物料盘,rfid标签中写入了记录smt物料盘中电子元器件的类别信息和型号信息,该信息可通过射频识别器读出;
55.人机交互单元是实现操作者与系统交互的途径,人机交互单元设有计算机和射频识别器,人机交互单元是操作者与系统间的交互通道,操作者通过人机交互单元向系统中输入需要存放物料的信息和需要取出物料的信息,射频识别器是存放物料操作过程的物料信息输入口,会将从贴在smt物料盘上的rfid标签中的电子器件类别和型号信息读取到信息传输给pc控制模块,计算机是操作者发出操作指令和取出物料操作过程的物料信息输入口,操作者一方面通过计算机操作界面输入需要取出的物料信息及物料数量,另一方面通过计算机操作界面向系统发出存放物料操作和取出物料操作的动作指令,数据库单元的信息存储格式采用sqlserver数据库格式,数据库中记录了存放各类别、各型号的电子元器件的料盘存放箱编号、各料盘存放箱中已有料盘个数及还可存放料盘的个数;
56.动作执行单元基于多机协同的smt物料的智能仓库完成动作,如图2所示,所述智能仓库设有料盘存放柜16,料盘存放柜16的正前方由远及近依次间隔设有带传送带3的传送装置、操作桌5、物料盘取放装置,如图9、图10、图11所示,所述料盘存放柜16用于存放smt物料盘8,设有间隔设置的结构一致的一组单个料盘存放箱33,每一个料盘存放箱33只
存放一种smt物料,料盘存放箱33呈空心立方体状,在立方体面对传送装置的一个侧面的上部和下部分别设有物料盘进口34和物料盘出口32用于物料盘存入、取出料盘存放箱操作,在立方体内部的底面上设有第一物料盘输送带35和第二物料盘输送带40用于将物料盘-147 从物料盘出口32推出物料盘存放箱33,第一物料盘输送带35包括第一直条37,在第一直条 37的两端头分别设有垂直于第一直条37向外延伸的第一拨条38和第二拨条36,第一拨条 38和第二拨条36向外延伸的方向相反,第一拨条38朝向立方体内部的底面中心方向延伸,第二拨条36朝向立方体内部的底面边缘方向延伸,第二物料盘输送带40包括第二直条41,在第二直条41的两端头分别设有垂直于第二直条41向外延伸的第三拨条42和第四拨条39,第三拨条42和第四拨条39向外延伸的方向相反,第三拨条42朝向立方体内部的底面中心方向延伸,第四拨条39朝向立方体内部的底面边缘方向延伸,第一物料盘输送带35和第二物料盘输送带40和立方体内部两侧面存在间隙,保证第一物料盘输送带35与第二物料盘输送带40旋转时,第一拨条38、第二拨条36、第三拨条42和第四拨条39不与立方体内部两侧面接触,第一物料盘输送带35可在立方体内部的底面上做顺时针旋转,第二物料盘输送带 40可在立方体内部的底面上做逆时针旋转,第一物料盘输送带35和第二物料盘输送带40的拨条同时作用将料盘存放箱33物料盘出口32位置处的物料盘-1 47推出料盘存放箱,第一物料盘输送带35的第一直条37和第二物料盘输送带40的第二直条41垂直物料盘进口34和物料盘出口32所在平面,立方体内部的逆时针方向3个不同侧面上分别设有垂直正方体底面的第三物料盘输送带44、第四物料盘输送带45和第伍物料盘输送带46,第伍物料盘输送带 46和第三物料盘输送带44分别与第一物料盘输送带35和第二物料盘输送带40垂直不接触,第三物料盘输送带44、第四物料盘输送带45和第伍物料盘输送带46竖直方向上均设有间隔设置的一组隔片43,每个隔片43间隔的距离相同,第三物料盘输送带44、第四物料盘输送带45和第五物料盘输送带46同一水平位置处的隔片43作为放置一个smt物料盘的支撑架,所述传送装置为有牵引的带式输送机,传送装置用于运输料盘盛放筐6,在存放smt物料操作过程,用于将装有待存放物料的物料盛放筐6运输到第一机器人4的物料盛放筐拾取点,在取出smt物料操作过程,用于将装有待取出物料的物料盛放筐运输给操作者,传送装置的传送带一端连接计算机2和第一射频识别器1,操作桌5位于传送带远离计算机2和射频识别器1的一端附近,操作桌5上设有第一机器人4和料盘盛放筐6,第一机器人4的第一机械爪17抓持物品能够放置在传送带3上,如图3所示,第一机器人4为设有带第一机械爪 17的6自由度机械臂,第一机械爪17上设有第一摄像头,料盘盛放筐6为呈圆台状的塑料篮子,第一机器人4用于搬运料盘盛放筐6,在存放smt物料操作过程,第一机器人4会将传送带上装有待存放物料的料盘盛放筐6搬运到第二机械爪10上,并在第二机器人9完成所有物料的存放动作后将空的料盘盛放筐6搬运到空的物料盛放筐存放处,在取出smt物料操作过程,第一机器人4会将空物料盛放筐存放处的空料盘盛放筐6搬运到第二机械爪10上,并在第二机器人9完成所有物料的取出操作后将第二机械爪10上的装有待取出物料的料盘盛放筐6搬运到传送带3上;
57.如图4所示,所述物料盘取放装置用于实现smt物料盘的存放、取出操作,包括如图8 所示的物料盘取放机构、第一支架15和第二支架7,第一支架15和第二支架7上分别设有间隔设置的第一滑道49、第二滑道50、第三滑道51,第一滑道49、第二滑道50和第三滑道 51内分别设有固定连接第一支架15和第二支架7的第一导杆14、第一丝杆13和第二导杆 12,
第一导杆14、第一丝杆13和第二导杆12可在第一滑道49、第二滑道50、第三滑道51 内上下移动,物料盘取放机构设置在第一导杆14、第一丝杆13和第二导杆12上可沿第一导杆14、第一丝杆13和第二导杆12左右移动,如图5、图6所示,第二支架7上还设有料盘取放工作台左右位置调节器19和料盘取放工作台上下位置调节器18,其中,物料盘取放机构设有料盘取放工作台11,料盘取放工作台11的边缘设有向内凹陷的呈圆弧状的缺口,料盘取放工作台11的背面设有第二机械爪10,第二机械爪10的活动区域为向内凹陷的呈圆弧状的缺口区域,第二机器人9为设有带操作器52的6自由度机械臂,操作器52上设有第二摄像头和第二射频识别器,第二机器人9位于料盘取放工作台11的正面即朝上的一面的中心处,第二机器人9将物料盘存放箱33推到料盘取放工作台11上的物料盘8搬运到料盘盛放筐6中或将料盘盛放筐6中的物料盘8放进物料盘存放箱33中,料盘取放工作台左右位置调节器19设有料盘取放工作台左右位置调节器支架28,第一导杆14、第一丝杆13和第二导杆 12分别通过第一滑道49、第二滑道50、第三滑道51固定在料盘取放工作台左右位置调节器支架28上,如图7所示,第一电机29固定在料盘取放工作左右位置调节器支架28上,第一齿轮30固定在第一电机29的转轴上,第二齿轮31固定在第一丝杆13上,第一电机29与第一丝杆13采用齿轮传动,第一丝杆13与料盘取放工作台11采用螺旋副传动,第一电机29 输出的转矩通过第一齿轮30和第二齿轮31构成的传动系统使第一丝杆13转动,第一丝杆 13通过螺旋副使料盘取放工作台11沿着第一导杆14、第二导杆12左右平动实现料盘取放工作台11左右位置的调节,料盘取放工作台上下位置调节器18设有固定在第二支架7外侧的料盘取放工作台上下位置调节器支架53,料盘取放工作台上下位置调节器支架53上设有第二电机27、第二丝杆20、第三丝杆21、第三齿轮24、第四齿轮23、第五齿轮22、第六齿轮 25、第七齿轮26,第二丝杆20、第三丝杆21螺旋线的螺距相等、旋向相反,都固定在料盘取放工作台上下位置调节器支架上53,第三齿轮24固定在第二电机27的转轴上,第四齿轮 23、第六齿轮25固定在料盘取放工作台上下位置调节器支架上53,位于第三齿轮24的不同的两侧、与第三齿轮24啮合,第五齿轮22固定在第二丝杆20上与第四齿轮23啮合,第七齿轮26固定在第三丝杆21上与第六齿轮25啮合,第二电机27与第二丝杆20、第三丝杆21 采用齿轮传动,第二丝杆20、第三丝杆21与料盘取放工作台左右位置调节器支架28采用螺旋副传动,第二电机27输出的转矩通过第三齿轮24、第四齿轮23、第五齿轮22、第六齿轮 25、第七齿轮26构成的传动系统使第二丝杆20、第三丝杆21转动,第二丝杆20、第三丝杆 21通过螺旋副使料盘取放工作台11沿着第二丝杆20、第三丝杆21上下平动,从而带动料盘取放工作台11在竖直平面内做平移运动,实现料盘取放工作台11上下位置的调节;
58.驱动单元包括传送带3驱动电机、第一机器人4驱动电机、第二机械爪10驱动电机、第二机器人9驱动电机、料盘取放工作台上下位置调节器18的第二电机27、料盘取放工作台左右位置调节器19的第一电机29、物料盘存放箱33内的第一物料盘输送带35驱动电机、第二物料盘输送带40驱动电机、第三物料盘输送带44驱动电机、第四物料盘输送带45驱动电机、第五物料盘输送带46驱动电机,传送带3驱动电机是用于驱动传送带转动的直流伺服电机,第一机器人4驱动电机是用于驱动第一机器人4各个关节运动的伺服步进电机,通过第一机器人4每个关节的驱动电机控制第一机器人4各个机械臂的运动,以完成第一机器人 4搬运料盘盛放筐6的任务,第二机械爪10驱动电机是驱动第二机械爪10的伺服步进电机,是第二机械爪10实现“开”、“合”动作的动力源,第二机器人9驱动电机是用于驱动第二机器人
9各个关节运动的伺服步进电机,通过第二机器人9每个关节的驱动电机控制第二机器人9各个机械臂的运动,以完成第二机器人9拾取smt物料盘的任务,盘取放工作台上下位置调节器18的第二电机27是用于驱动调节料盘取放工作台11上下位置的第二丝杆20、第三丝杆21的直流伺服电机,盘取放工作台上下位置调节器18的第二电机27的输出转矩通过齿轮传动使第二丝杆20、第三丝杆21转动,料盘取放工作台11在第二丝杆20、第三丝杆21与料盘取放工作台左右位置调节器支架28间的螺旋副作用下沿着第二丝杆20、第三丝杆 21上下运动,实现料盘取放工作台11的高度调节,料盘取放工作台左右位置调节器支架28 的第一电机29是用于驱动调节料盘取放工作台11水平位置的第一丝杆13的直流伺服电机,料盘取放工作台左右位置调节器19的第一电机29的输出转矩通过齿轮传动使第一丝杆13转动,料盘取放工作台11在第一丝杆13与料盘取放工作台11间的螺旋副作用下沿着第一导杆 14、第二导杆12水平运动,实现料盘取放工作台11左右位置的调节,物料盘存放箱33内的第一物料盘输送带35驱动电机、第二物料盘输送带40驱动电机是驱动第一物料盘输送带35 和第二物料盘输送带40运动的伺服步进电机,是实现物料盘-1 47从物料盘存放箱33的物料盘出口32推出到料盘取放工作台11的动力来源,物料盘存放箱33内的第三物料盘输送带 44驱动电机、第四物料盘输送带45驱动电机、第五物料盘输送带46驱动电机是驱动第三物料盘输送带44、第四物料盘输送带45和第五物料盘输送带46运动的伺服步进电机,是调节物料盘存放箱33内物料盘支撑隔板位置的动力来源;
59.传感单元包括第一机器人4上的第一摄像头、第二机器人9上的第二摄像头、第二机器人9上的第二射频识别器、第一机器人4与传送带间的第一通讯传感器、第一机器人4与第二机械爪10间的第二通讯传感器、第一机器人4与第二机器人9间的第三通讯传感器、料盘取放工作台上下位置调节器18的第一位置编码器、料盘取放工作台左右位置调节器19的第二位置编码器、第二机器人9与料盘存放柜16间的第四通讯传感器、物料盘存放箱33内第一物料盘输送带35驱动电机的第三位置编码器、第二物料盘输送带40驱动电机的第四位置编码器和物料盘存放箱33内第三物料盘输送带44驱动电机的第伍位置编码器、第四物料盘输送带45驱动电机的第六位置编码器、第五物料盘输送带46驱动电机的第七位置编码器,其中,第一摄像头固定在第机器人的第一机械爪17上,第一摄像头用于搬运料盘盛放筐6时进行位置识别操作,在存放smt物料操作过程中,第一机器人4在拾取传送上的料盘盛放筐 6时,第一摄像头用于识别传送带上装有物料盘的料盘盛放筐6位置,第一机器人4在将料盘盛放筐6安放在第二机械爪10上时,第一摄像头用于识别第二机械爪10的位置,第一机器人4在卸除第二机械爪10上的空料盘盛放筐6时,第一摄像头用于识别第二机械爪10的位置和空料盘盛放筐6的放置位置,在取出smt物料操作过程中,第一机器人4在拾取空的料盘盛放筐6时,第一摄像头用于识别空料盘盛放筐6的放置位置,第一机器人4在将料盘空的盛放筐安放在第二机械爪10上时,第一摄像头用于识别第二机械爪10的位置,第一机器人4在将第二机械爪10上装有料盘的料盘盛放筐6搬运到传送带时,第一摄像头用于识别第二机械爪10上装有料盘的料盘盛放筐6位置和传送带3的位置,第二摄像头、第二射频识别器固定在第二机器人9的吸盘操作器52上,用于第二机器人9存放、取出物料时进行位置识别和物料类型识别,第二机器人9在拾取料盘取放工作台11上的物料盘8时,第二射频识别器会从贴在物料盘上的rfid标签读取出物料信息,确定当前操作存放或取出的物料是否准确,第二机器人9在将物料盘8放入料盘存放柜16或料盘盛放筐6时,第二摄像头会通过视觉识别确
定料盘存放柜16入口位置和料盘盛放筐6位置,第一机器人4与传送带3间的第一通讯传感器是安装在第一机器人4与传送带3上用于通讯的蓝牙通讯设备,一方面,传送带 3会在料盘盛放筐6被运输到指定位置后停止运行并向第一机器人4发出拾取装有料盘的料盘盛放筐6的指令,另一方面,第一机器人4会在将装有料盘的料盘盛放筐6放在传送带3 后向传送带3发出反向运输的指令将传送带3上的物料运输给操作者,第一机器人4与第二机械爪10间的第二通讯传感器是安装在第一机器人4与第二机械爪10上用于通讯的蓝牙通讯设备,当第一机器人4在第二机械爪10上安放料盘盛放筐6时,第一机器人4会发出指令让第二机械爪10收缩夹紧料盘盛放筐6,当第一机器人4从第二机械爪10上卸除料盘盛放筐6时,第一机器人4会发出指令让第二机械爪10张开,第一机器人4与第二机器人9间的第三通讯传感器是安装在第一机器人4与第二机器人9上用于通讯的蓝牙通讯设备,在存放 smt物料时,第一机器人4在安放好料盘盛放筐6后会向第二机器人9发送开始拾取并存放料盘的指令,在取出smt物料时,第二机器人9会在完成所有物料取出操作后向第一机器人 4发出将第二机械爪10上的物料盘盛放筐6搬运到传送带3的指令,料盘取放工作台上下位置调节器18的第一位置编码器是安装在第二电机27上的绝对编码器,是一个用于确定料盘取放工作台11在竖直方向位置的绝对编码器,用以保证第二机器人9在取出或存放物料时,可以到达准确的高度处,料盘取放工作台左右位置调节器19的第二位置编码器是安转在第一电机29上的绝对编码器,是一个用于确定料盘取放工作台11在水平方向位置的绝对编码器,用以保证第二机器人9在取出或存放物料时,可以到达准确的左右处,第二机器人9与料盘存放柜16间的第四通讯传感器是安转在第二机器人9与料盘存放柜16间用于通讯的蓝牙通讯设备,用于第二机器人9在存放或取出物料时与对应编号的物料盘存放箱33进行通讯,使物料盘存放箱33内的物料盘输送带运动,从而实现物料的取出操作和物料的存放操作,物料盘存放箱33内的第一物料盘输送带35驱动电机的第三位置编码器、第二物料盘输送带40驱动电机的第四位置编码是用于确定第一物料盘输送带35、第二物料盘输送带40转动角度的相对编码器,以保证当前待取出的物料可以被第一物料盘输送带35、第二物料盘输送带40 的拨条从物料盘存放箱33推到料盘取放工作台11上,物料盘存放箱33内的第三物料盘输送带44驱动电机的第伍位置编码器、第四物料盘输送带45驱动电机的第六位置编码器、第五物料盘输送带46驱动电机的第七位置编码器是安装第三物料盘输送带44驱动电机、第四物料盘输送带45驱动电机和第五物料盘输送带46驱动电机上的相对编码器,一方面保证三物料盘输送带、第四物料盘输送带45和第五物料盘输送带46上的最下面的料盘在取出物料操作时可以被传输到物料盘存放箱33的物料盘出口32位置处,另一方面保证三物料盘输送带、第四物料盘输送带45和第五物料盘输送带46在存放物料时只有一个空的料盘存放处,且保证该料盘存放处位于物料盘存放箱33的物料盘进口34位置处。
60.上述基于多机协同的smt物料智能管理系统的管理过程包括如下步骤:
61.1)存放smt物料操,包括:
62.1-1)将需要存放的smt物料经过如图2所示第一射频识别器1扫描后依次放入空的料盘盛放筐6中;
63.1-2)在完成所有物料盘8的扫描操作后,查看计算机2操作界面上显示的需要存放的 smt物料类别、型号及对应的数量是否正确,并在确认以上信息无误的情况下通过计算机2 操作界面向系统发出物料存放指令后,将装有smt物料盘的料盘盛放筐6放置在图2实
施例中smt物料智能仓库整体布局示意图中的传动带3上;
64.1-3)pc控制模块在收到计算机2操作界面发出的物料存放指令和需要存放的smt物料类别、型号及对应的数量后,通过储存在数据库单元中的存放每种物料的料盘存放箱编号根据计算机2操作界面发出的信息得出完成存放当前物料操作的所有动作指令信息,并将该动作指令信息发送给嵌入式控制模块;
65.1-4)嵌入式控制模块在接收到pc控制模块的信息后,会向驱动模块的驱动电机发出动作信息,图2中传送带3在接收到嵌入式控制模块发出的动作信息后,开始向左运动将放置在传送带右端的料盘盛放筐6运输到传送带左端的料盘盛放筐6拾取位置处,如图6所示、图7中的料盘取放工作台左右位置调节器19和图5中的料盘取放工作台上下位置调节器18 在接收到嵌入式控制模块发出的动作信息后,将图8中的料盘取放工作台11移动到第二机械爪10上料盘盛放筐6的安放位置处;
66.1-5)传动带3将料盘盛放筐6运输到左端的料盘盛放筐6拾取位置处后,传动带3通过第一机器人4与传送带间的第一通讯传感器向图3实施例中第一机器人的结构示意图所示第一机器人4发出拾取料盘盛放筐6的指令;
67.1-6)第一机器人4收到传送带3发出的料盘盛放筐6拾取指令后,第一机器人4的驱动电机驱动第一机器人4各个关节运动,如图3所示第一机械爪17将料盘盛放筐6拾取位置处的料盘盛放筐6搬运到第二机械爪10上的料盘盛放筐6安放位置处后,等待图8实施例中料盘取放机构的结构示意图所示第二机械爪10发出料盘盛放筐6的安放指令;
68.1-7)第二机械爪10在料盘取放工作台11移动到第二机械爪10上料盘盛放筐6的安放位置处后,通过第一机器人4与第二机械爪10间的第二通讯传感器向第一机器人4发出料盘盛放筐6安放指令;
69.1-8)第一机器人4收到料盘盛放筐6安放指令后,将第一机械爪17拾取的料盘盛放筐 6安放到第二机械爪10上,同时通过第一机器人4与第二机械爪10间的第二通讯传感器向第二机械爪10发出夹紧料盘盛放筐6的指令;
70.1-9)第二机械爪10收到夹紧料盘盛放筐6指令后,第二机械爪10的驱动电机使第二机械爪10收缩夹紧第一机器人4安放在第二机械爪10上的料盘盛放筐6,同时通过第一机器人4与第二机械爪10间的第二通讯传感器向第一机器人4发出复位指令;
71.1-10)第一机器人4收到复位指令后,第一机器人4的驱动电机驱动第一机器人4松开第一机械爪17夹取的料盘盛放筐6并将各机械臂恢复到复位状态的位置;
72.1-11)如图4所示,物料盘取放装置的料盘取放工作台左右位置调节器19和料盘取放工作台上下位置调节器18将根据嵌入式控制模块发出的指令,依次将料盘取放工作台11移动到对应编号的图9所示物料盘存放箱33的物料盘进口34位置处;
73.1-12)如图8所示第二机器人9通过第二机器人9与料盘存放柜16间的第四通讯传感器向图2所示料盘存放柜16发出物料存放指令;
74.1-13)料盘存放柜16收到物料存放指令后,如图10、图11所示,第三物料盘输送带44 驱动电机、第四物料盘输送带45驱动电机和第五物料盘输送带46驱动电机转动,使得物料盘存放箱33的物料盘进口34下的第三物料盘输送带44、第四物料盘输送带45和第五物料盘输送带46上没有空的料盘存放位置,保证物料盘存放箱33内的所有料盘位置都可以得到有效利用,物料盘存放箱33在第三物料盘输送带44、第四物料盘输送带45和第五物料盘输
送带46完成料盘存放箱内物料盘位置调整任务后通过第二机器人9与料盘存放柜16间的第四通讯传感器向第二机器人9发出物料存放指令;
75.1-14)第二机器人9收到物料存放指令后,第二机器人9通过安装在操作器52上的第二摄像头识别出第二机械爪10上安放的料盘盛放筐6中的物料盘位置,并通过安装在操作器上 52的第二射频识别器判断当前拾取的物料是否准确,第二机器人9在判断当前物料准确后,第二机器人9的驱动电机驱动操作器根据第二摄像头识别的物料盘位置拾取料盘存放筐中的料盘,并将拾取到的料盘从物料盘存放箱33的物料盘进口34放入对应编号的物料盘存放箱 33;
76.1-15)重复步骤1-11)到步骤1-14)将料盘存放筐中所有的料盘都存放到对应编号的物料盘存放箱33中;
77.1-16)在完成料盘盛放筐6中所有料盘的存放操作后,第二机器人9的各机械臂在第二机器人9的驱动电机驱动下恢复到复位状态的位置处,料盘取放工作台左右位置调节器19和料盘取放工作台上下位置调节器18在将料盘取放工作台11移动到第二机械爪10上料盘盛放筐6的安放位置处,第二机械爪10通过第一机器人4与第二机械爪10间的第二通讯传感器向第一机器人4发出拾取料盘盛放筐6的指令;
78.1-17)第一机器人4收到料盘盛放筐6拾取指令后,第一机器人4的驱动电机驱动各个关机运动,使第一机器人4上的第一机械爪17运动到第二机械爪10上料盘盛放筐6的安放位置处并使第一机械爪17收缩夹紧第二机械爪10上的料盘盛放筐6,同时通过第一机器人4 与第二机械爪10间的第二通讯传感器向第二机械爪10发出复位指令;
79.1-18)第二机械爪10收到复位指令后,第二机械爪10的驱动电机驱动第二机械爪10放开夹取的料盘盛放筐6并将第二机械爪10恢复到复位状态的位置,同时通过第一机器人4与第二机械爪10间的第二通讯传感器向第一机器人4发出拾取料盘盛放筐6的指令;
80.1-19)第一机器人4收到料盘盛放筐6拾取指令后,将第一机械爪17上抓取的料盘盛放筐6搬运并放置在空料盘盛放筐6的放置位置处,并驱动个机械臂恢复到复位状态的位置,完成smt物料的存放操作。
81.1)取出smt物料操,包括:
82.2-1)操作者通过图2所示计算机2的操作界面向系统输入需要取出的smt物料类别、型号及需要的数量,并在确认输入信息无误的情况通过计算机2操作界面发出物料取出指令;
83.2-2)pc控制模块在收到计算机2操作界面发出的物料取出指令和需要取出的smt物料类别、型号及对应的数量后,通过储存在数据库单元中的存放每种物料的料盘存放箱编号根据计算机2操作界面发出的信息得出完成取出当前物料操作的所有动作指令信息,并将该动作指令信息发送给嵌入式控制模块;
84.2-3)嵌入式控制模块在接收到pc控制模块的信息后,会向驱动模块的驱动电机发出动作信息,如图3所示第一机器人4上的第一机械爪17抓取图2所示空料盘盛放筐6放置位置处的料盘盛放筐6,并将抓取的料盘盛放筐6搬运到第二机械爪10上料盘盛放筐6的安放位置处,如图6所示、图7中的料盘取放工作台左右位置调节器19和图5中的料盘取放工作台上下位置调节器18同时调节图8所示料盘存放机构的左右位置和上下位置,使得图4所示料盘取放工作台11移动到第二机械爪10上料盘盛放筐6的安放位置处后,第二机械爪10通过
第一机器人4与第二机械爪10间的第二通讯传感器向第一机器人4发出安放料盘盛放筐6的指令;
85.2-4)第一机器人4收到料盘盛放筐6的安放指令后,第一机器人4的驱动电机驱动第一机器人4各关节转动将第一机械爪17上的料盘盛放筐6安放在第二机械爪10上,并通过第一机器人4与第二机械爪10间的第二通讯传感器向第二机械爪10发出收缩夹紧料盘盛放筐6的指令;
86.2-5)第二机械爪10收到料盘盛放筐6的夹紧指令后,第二机械爪10的驱动电机驱动第二机械爪10收缩夹紧料盘盛放筐6,同时通过第一机器人4与第二机械爪10间的第二通讯传感器向第一机器人4发出复位指令;
87.2-6)第一机器人4收到复位指令后,第一机器人4的驱动电机驱动第一机器人4松开第一机械爪17夹取的料盘盛放筐6并将各机械臂恢复到复位状态的位置;
88.2-7)图4所示物料盘取放装置的料盘取放工作台左右位置调节器19和料盘取放工作台上下位置调节器18将根据嵌入式控制模块发出的指令,依次将料盘取放工作台11移动到对应编号的图9所示物料盘存放箱33的物料盘出口32位置处;
89.2-8)图8实施例中料盘取放机构的结构示意图所示第二机器人9通过第二机器人9与料盘存放柜16间的第四通讯传感器向图2所示料盘存放柜16发出物料取出指令;
90.2-9)料盘存放柜16收到物料取出指令后,对应编号的图10所示第一物料盘输送带35 驱动电机、第二物料盘输送带40驱动电机驱动第一物料盘输送带35、第二物料盘输送带40 运动,使图11所示的料盘-1 47从物料盘出口32被推出到料盘取放工作台11上;
91.2-10)对应编号的图10所示第三物料盘输送带44驱动电机、第四物料盘输送带45驱动电机和第五物料盘输送带46驱动电机驱动第三物料盘输送带44、第四物料盘输送带45和第五物料盘输送带46往下运动一格,将图11所示物料盘-2 48运输到步骤2-9)中的料盘-1 47 的位置处;
92.2-11)料盘取放工作台左右位置调节器19和料盘取放工作台上下位置调节器18根据嵌入式控制模块发出的动作指令运动到存放下一个待取出物料的物料盘存放箱33的物料盘出口32位置处,同时第二机器人9的驱动电机驱动各关节转动,将步骤2-9)料盘取放工作台 11上的物料盘1搬运到安放在第二机械爪10上的料盘盛放筐6中;
93.2-12)重复步骤2-7)到2-11)将待取出的smt物料都搬运到安放在第二机械爪10上的料盘盛放筐6中;
94.2-13)在完成料盘存放筐中所有料盘的取出操作后,第二机器人9的各机械臂在第二机器人9的驱动电机驱动下恢复到复位状态的位置处,料盘取放工作台左右位置调节器19和料盘取放工作台上下位置调节器18将料盘取放工作台11移动到第二机械爪10上料盘盛放筐6 的安放位置处,第二机械爪10通过第一机器人4与第二机械爪10间的第二通讯传感器向第一机器人4发出拾取料盘盛放筐6的指令;
95.2-14)第一机器人4收到拾取料盘盛放筐6的指令后,第一机器人4的驱动电机驱动各个关机运动,使第一机器人4上的第一机械爪17运动到第二机械爪10上料盘盛放筐6的安放位置处并使第一机械爪17收缩夹紧第二机械爪10上的料盘盛放筐6,同时通过第一机器人4与第二机械爪10间的第二通讯传感器向第二机械爪10发出复位指令;
96.2-15)第二机械爪10收到复位指令后,第二机械爪10的驱动电机驱动第二机械爪
10松开夹取的料盘盛放筐6并将第二机械爪10恢复到复位状态的位置,同时通过第一机器人4与第二机械爪10间的第二通讯传感器向第一机器人4发出搬运料盘盛放筐6的指令;
97.2-16)第一机器人4收到料盘盛放筐6搬运指令后,将第一机械爪17上抓取的料盘盛放筐6搬运并放置到传送带3左端位置,同时通过第一机器人4与传送带3间的第一通讯传感器向传送带3发出料盘盛放筐6的运送指令;
98.2-17)传送带3收到运送料盘盛放筐6的指令后,传送带3的驱动电机驱动传送带3向右运动将装有待取出物料的料盘盛放筐6运送给操作者,完成smt物料取出操作。

技术特征:


1.一种基于多机协同的smt物料智能管理系统,其特征在于,包括控制单元和与控制单元连接的人机交互单元、数据库单元、动作执行单元、驱动和传感器单元,动作执行单元与操作对象即物料盘连接,系统实施采用数据技术和多机协同作业技术,其中:控制单元采用pc控制端与嵌入式相结合的分级控制系统;操作对象为贴有射频识别rfid标签的smt物料盘;人机交互单元设有计算机和射频识别器,计算机提供人机交互界面,射频识别器识别射频识别rfid标签;数据库单元的信息存储格式采用sql server数据库格式;动作执行单元基于多机协同的smt物料的智能仓库完成动作,所述智能仓库设有料盘存放柜,料盘存放柜的正前方由远及近依次间隔设有带传送带的传送装置、操作桌、物料盘取放装置,所述料盘存放柜设有间隔设置的结构一致的一组单个料盘存放箱,每一个料盘存放箱只存放一种smt物料,料盘存放箱呈空心立方体状,在立方体面对传送装置的一个侧面的上部和下部分别设有物料盘进口和物料盘出口,在立方体内部的底面上设有第一物料盘输送带和第二物料盘输送带,第一物料盘输送带包括第一直条,在第一直条的两端头分别设有垂直于第一直条向外延伸的第一拨条和第二拨条,第一拨条和第二拨条向外延伸的方向相反,第一拨条朝向立方体内部的底面中心方向延伸,第二拨条朝向立方体内部的底面边缘方向延伸,第二物料盘输送带包括第二直条,在第二直条的两端头分别设有垂直于第二直条向外延伸的第三拨条和第四拨条,第三拨条和第四拨条向外延伸的方向相反,第三拨条朝向立方体内部的底面中心方向延伸,第四拨条朝向立方体内部的底面边缘方向延伸,第一物料盘输送带与第一物料盘输送带和立方体内部两侧面存在间隙,保证第一物料盘输送带与第一物料盘输送带旋转时,第一拨条、第二拨条、第三拨条和第四拨条不与立方体内部两侧面接触,第一物料盘输送带的第一直条和第二物料盘输送带的第二直条垂直物料盘进口和物料盘出口所在平面,立方体内部的逆时针方向3个不同侧面上分别设有垂直正方体底面的第三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第伍物料盘输送带,第伍物料盘输送带和第三物料盘输送带分别与第一物料盘输送带和第二物料盘输送带垂直不接触,第三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第伍物料盘输送带竖直方向上均设有间隔设置的一组隔片,每个隔片间隔的距离相同,第三物料盘输送带、第四物料盘输送带和第伍物料盘输送带同一水平位置处的隔片作为放置一个smt物料盘的支撑架,所述传送装置为有牵引的带式输送机,传送装置的传送带一端连接计算机和射频识别器,操作桌位于传送带远离计算机和射频识别器的一端附近,操作桌上设有第一机器人和料盘盛放筐,第一机器人的第一机械爪抓持物品能够放置在传送带上,第一机器人为设有带第一机械爪的6自由度机械臂,料盘盛放筐为呈圆台状的塑料篮子;所述物料盘取放装置包括物料盘取放机构、第一支架和第二支架,第一支架和第二支架上分别设有间隔设置的第一滑道、第二滑道、第三滑道,第一滑道、第二滑道和第三滑道内分别设有固定连接第一支架和第二支架的第一导杆、第一丝杆和第二导杆,第一导杆、第一丝杆和第二导杆可在第一滑道、第二滑道、第三滑道内上下移动,物料盘取放机构设置在第一导杆、第一丝杆和第二导杆上可沿第一导杆、第一丝杆和第二导杆左右移动,第二支架上还设有料盘取放工作台左右位置调节器和料盘取放工作台上下位置调节器,其中,物料盘取放机构设有料盘取放工作台,料盘取放工作台的边缘设有向内凹陷的呈圆弧状的缺口,料盘取放工作台的背面设有第二机械爪,第二机械爪的
活动区域为向内凹陷的呈圆弧状的缺口区域,第二机器人为设有带第三机械爪的6自由度机械臂,第二机器人位于料盘取放工作台的正面即朝上的一面的中心处,第二机器人将料盘存放箱推到料盘取放工作台上的物料盘搬运到料盘盛放筐中或将料盘盛放筐中的物料盘放进料盘存放箱中,料盘取放工作台左右位置调节器设有料盘取放工作台左右位置调节器支架,第一导杆、第一丝杆和第二导杆分别通过第一滑道、第二滑道、第三滑道固定在料盘取放工作台左右位置调节器支架上,第一电机固定在料盘取放工作台左右位置调节器支架上,第一齿轮固定在第一电机的转轴上,第二齿轮固定在第一丝杆上,第一电机与第一丝杆采用齿轮传动,第一丝杆与料盘取放工作台采用螺旋副传动,第一电机输出的转矩通过第一齿轮和第二齿轮构成的传动系统使第一丝杆转动,第一丝杆通过螺旋副使料盘取放工作台沿着第一导杆、第二导杆左右平动实现料盘取放工作台左右位置的调节,料盘取放工作台上下位置调节器设有固定在第二支架外侧的料盘取放工作台上下位置调节器支架,料盘取放工作台上下位置调节器支架上设有第二电机、第二丝杆、第三丝杆、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮,第二丝杆、第三丝杆螺旋线的螺距相等、旋向相反,都固定在料盘取放工作台上下位置调节器支架上,第三齿轮固定在第二电机的转轴上,第四齿轮、第六齿轮固定在料盘取放工作台上下位置调节器支架上,位于第三齿轮的不同的两侧、与第三齿轮啮合,第五齿轮固定在第二丝杆上与第四齿轮啮合,第七齿轮固定在第三丝杆上与第六齿轮啮合,第二电机与第二丝杆、第三丝杆采用齿轮传动,第二丝杆、第三丝杆与料盘取放工作台左右位置调节器支架采用螺旋副传动,第二电机输出的转矩通过第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮构成的传动系统使第二丝杆、第三丝杆转动,第二丝杆、第三丝杆通过螺旋副使料盘取放工作台沿着第二丝杆、第三丝杆上下平动,从而带动料盘取放工作台在竖直平面内做平移运动,实现料盘取放工作台上下位置的调节;驱动单元包括传送带驱动电机、第一机器人驱动电机、第二机械爪驱动电机、第二机器人驱动电机、料盘取放工作台上下位置调节器的第二电机、料盘取放工作台左右位置调节器的第一电机、料盘存放箱内的第一物料盘输送带驱动电机、第二物料盘输送带驱动电机、第三物料盘输送带驱动电机、第四物料盘输送带驱动电机、第五物料盘输送带驱动电机;传感单元包括第一机器人上的第一摄像头、第二机器人上的第二摄像头、第二机器人上的第二射频识别器、第一机器人与传送带间的第一通讯传感器、第一机器人与第二机械爪间的第二通讯传感器、第一机器人与第二机器人间的第三通讯传感器、料盘取放工作台上下位置调节器的第一位置编码器、料盘取放工作台左右位置调节器的第二位置编码器、第二机器人与料盘存放柜间的第四通讯传感器、料盘存放箱内第一物料盘输送带驱动电机的第三位置编码器、第二物料盘输送带驱动电机的第四位置编码器和料盘存放箱内第三物料盘输送带驱动电机的第伍位置编码器、第四物料盘输送带驱动电机的第六位置编码器、第伍物料盘输送带驱动电机的第七位置编码器,其中,第一摄像头固定在第机器人的第一机械爪上,第二摄像头固定在第二机器人的吸盘操作器上,第二机器人上的第二射频识别器是固定在第二机器人上的吸盘操作器上的rfid标签信息读取器,第一机器人与传送带间的第一通讯传感器是安装在第一机器人与传送带上用于通讯的蓝牙通讯设备,第一机器人与第二机械爪间的第二通讯传感器是安装在第一机器人与第二机械爪上用于通讯的蓝牙通讯设备,第一机器人与第二机器人间的第三通讯传感器是安装在第一机器人与第二机器人上用于通讯的蓝牙通讯设备,料盘取放工作台上下位置调节器的第一位置编码器是安装
在第二电机上的绝对编码器,料盘取放工作台左右位置调节器的第二位置编码器是安转在第一电机上的绝对编码器,第二机器人与料盘存放柜间的第四通讯传感器是安转在第二机器人与料盘存放柜间用于通讯的蓝牙通讯设备,料盘存放箱内第一物料盘输送带驱动电机的第三位置编码器、第二物料盘输送带驱动电机的第四位置编码、第三物料盘输送带驱动电机的第伍位置编码器、第四物料盘输送带驱动电机的第六位置编码器、第五物料盘输送带驱动电机的第七位置编码器是安装在第一物料盘输送带驱动电机、第二物料盘输送带驱动电机、第三物料盘输送带驱动电机、第四物料盘输送带驱动电机和第五物料盘输送带驱动电机上的相对编码器。

技术总结


本实用新型公开了一种基于多机协同的SMT物料智能管理系统,所述系统包括控制单元和与控制单元连接的人机交互单元、数据库单元、动作执行单元、驱动和传感器单元,动作执行单元与操作对象即物料盘连接,系统实施采用数据技术和多机协同作业技术。这种系统组网方便、智能化度高、成本低。成本低。成本低。


技术研发人员:

黄春跃 张怀权 王卓 李茂林 龚锦锋

受保护的技术使用者:

桂林电子科技大学

技术研发日:

2022.08.25

技术公布日:

2023/3/3

本文发布于:2023-03-05 21:45:30,感谢您对本站的认可!

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