宋新建

（世之高智能裝備有限公司，江蘇 蘇州 215300）

0 背景

在印制電路板（PCB）生產(chǎn)過(guò)程中有數(shù)十道生產(chǎn)工序,由于在各工序之間不能組成自動(dòng)流水線運(yùn)作,通常每一道工序生產(chǎn)的PCB物料都需要暫時(shí)放置放在PCB板架上,當(dāng)PCB板架的物料堆放滿后再運(yùn)送到下一段工序進(jìn)行后續(xù)的生產(chǎn)作業(yè)。目前我國(guó)大部分PCB生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)物料運(yùn)轉(zhuǎn)基本上都是由人工拉車(chē)來(lái)完成運(yùn)送,隨著人工成本逐年增加,越來(lái)越多的PCB企業(yè)希望通過(guò)自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車(chē)（AGV,Automated Guided Vehicle）來(lái)代替人工的運(yùn)輸作業(yè),實(shí)現(xiàn)降低人工成本,提高生產(chǎn)效率。本公司研發(fā)了一種用于PCB物流運(yùn)送的AGV系統(tǒng)是根據(jù)PCB行業(yè)生產(chǎn)車(chē)間物料運(yùn)輸?shù)膶?shí)際情況而設(shè)計(jì)的解決方案,該系統(tǒng)自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、設(shè)備投入運(yùn)行成本低,可以滿足PCB廠商生產(chǎn)過(guò)程中的物料運(yùn)送。

1 技術(shù)方案

本公司研發(fā)的一種PCB物料運(yùn)送的AGV系統(tǒng),該系統(tǒng)包括AGV調(diào)度系統(tǒng)計(jì)算機(jī)、可升降式AGV、AGV二維碼讀取相機(jī)、暫存架、載板、AGV專(zhuān)用二維碼標(biāo)志、在制PCB板架。

AGV二維碼讀取相機(jī)安裝在可升降式AGV的機(jī)架上,AGV專(zhuān)用二維碼標(biāo)志粘貼在載板底面中心位置。AGV調(diào)度系統(tǒng)計(jì)算機(jī)采用無(wú)線通信方式與可升降式AGV進(jìn)行通信；本系統(tǒng)能夠在AGV調(diào)度系統(tǒng)的協(xié)調(diào)下,可以實(shí)現(xiàn)從暫存架到PCB收、放板機(jī)的PCB物料的自動(dòng)運(yùn)送。

本系統(tǒng)所具有的顯著優(yōu)點(diǎn)是：載板的確認(rèn)是采用二維碼的定位和識(shí)別方式,由于采用了AGV專(zhuān)用的二維碼,所述二維碼碼元尺寸大,數(shù)據(jù)信息量適中,是專(zhuān)為AGV物料運(yùn)送而定制的,二維碼制作簡(jiǎn)單、成本低、解碼速度快,具有極強(qiáng)的防污損功能,保證了物流運(yùn)送過(guò)程的穩(wěn)定和可靠。

2 技術(shù)功能

一種PCB物料運(yùn)送的AGV系統(tǒng)包括AGV調(diào)度系統(tǒng)計(jì)算機(jī)、可升降式AGV、AGV二維碼讀取相機(jī),以及暫存架和PCB板架。

圖1為可升降式AGV,其位于車(chē)體的底部安裝了用于讀取載板上二維碼的CCD相機(jī)（4）,該相機(jī)的四周安裝有4顆LED發(fā)光二極管（5）用于給相機(jī)補(bǔ)光照明,AGV的平臺(tái)（9）中部安裝有一個(gè)圓形的透明的玻璃窗（6）,可升降式AGV安裝有升降滑軌（7）和用于平臺(tái)升降的電機(jī),可以驅(qū)動(dòng)位于AGV上面的平臺(tái)的上升和下降。其平臺(tái)（9）的4個(gè)邊的中間各安裝1個(gè)定位柱（10）用于在平臺(tái)上升時(shí)準(zhǔn)確滑入到和載板底部對(duì)應(yīng)的4個(gè)定位孔,防止載板在AGV移動(dòng)過(guò)程中發(fā)生位置變動(dòng)。

圖1 AGV車(chē)體機(jī)構(gòu)示意圖

圖2為暫存架。通常每組暫存架根據(jù)產(chǎn)能需要設(shè)置2～10個(gè)暫存架工位,暫存架安裝有多個(gè)可以調(diào)整高度的固定孔地腳（1）,可以調(diào)節(jié)其高度來(lái)達(dá)到和各個(gè)生產(chǎn)工序設(shè)備的高度相一致。每個(gè)暫存架工位的左右兩側(cè)各有1條支撐板（3）,和4個(gè)L形直角定位塊（2）,這些定位塊用來(lái)在本工位放入載板時(shí)限定載板的位置,以確保在該工位的載板在下一次頂取時(shí)能準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)。

圖2 暫存架結(jié)構(gòu)示意圖

圖3為PCB板架。通常每個(gè)工序或車(chē)間都會(huì)根據(jù)需要配備一定數(shù)目（通常多達(dá)數(shù)百個(gè)）的PCB板架（2）用于PCB物料的暫存和流轉(zhuǎn)用,PCB板架的下方有載板（1）作為支撐板架支架用；AGV專(zhuān)用二維碼標(biāo)志粘貼在載板底面中心位置。

圖3 在制PCB板架示意圖

AGV調(diào)度系統(tǒng)計(jì)算機(jī)采用無(wú)線通信方式與可升降式AGV進(jìn)行通信。本系統(tǒng)能夠在AGV調(diào)度系統(tǒng)的協(xié)調(diào)下,通過(guò)提前規(guī)劃的運(yùn)行路徑,可以實(shí)現(xiàn)從暫存架到PCB收（放）板機(jī)的PCB物料的自動(dòng)運(yùn)送。

3 應(yīng)用步驟

PCB物料運(yùn)送的AGV系統(tǒng)具體流程如下：

首先PCB生產(chǎn)管理的ERP（企業(yè)資源計(jì)劃）或MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）等信息的管理系統(tǒng)把物料運(yùn)轉(zhuǎn)需求發(fā)送給AGV調(diào)度系統(tǒng)計(jì)算機(jī),AGV調(diào)度系統(tǒng)計(jì)算機(jī)向空閑、可用、且距離開(kāi)始站點(diǎn)最近的一個(gè)AGV發(fā)出任務(wù),任務(wù)信息包含需要運(yùn)送物料的開(kāi)始站點(diǎn)（也即物料暫存架或收放板機(jī)坐標(biāo)及位置信息）,以及需要運(yùn)達(dá)的目的站點(diǎn)。被選定的AGV接收到任務(wù)后設(shè)置其狀態(tài)為運(yùn)行中,首先開(kāi)始向開(kāi)始站點(diǎn)運(yùn)行,當(dāng)所述AGV到達(dá)開(kāi)始站點(diǎn),確認(rèn)AGV當(dāng)前位置坐標(biāo)正確無(wú)誤,停止運(yùn)行,通過(guò)位于AGV內(nèi)部的二維碼讀取載板底面中間的二維碼,確認(rèn)該載板是需要運(yùn)送的PCB物料；AGV升降平臺(tái)上升,載板和PCB板架以及板架上的物料脫離暫存架或收放板機(jī)入出料架。這時(shí)AGV開(kāi)始啟動(dòng)并向目的站點(diǎn)運(yùn)行,當(dāng)?shù)竭_(dá)目的站點(diǎn)后,減速停止,并通過(guò)地面ID設(shè)備裝置確認(rèn)AGV當(dāng)前位置坐標(biāo)正確無(wú)誤；AGV升降平臺(tái)下降,載板和板架以及板架上的物料落在暫存架或收放板機(jī)入出料架上；AGV暫停運(yùn)行,并設(shè)置其狀態(tài)為空閑待命狀態(tài),等待調(diào)度系統(tǒng)的再次調(diào)度,如此反復(fù)運(yùn)行,來(lái)實(shí)現(xiàn)PCB物料從一道工序到下一道工序的運(yùn)送過(guò)程。其中AGV調(diào)度管理系統(tǒng)是PCB生產(chǎn)車(chē)間實(shí)現(xiàn)物流運(yùn)輸自動(dòng)化核心部分,管理系統(tǒng)通過(guò)高效的數(shù)據(jù)傳遞、存儲(chǔ)和信息處理為AGV運(yùn)輸系統(tǒng)的高效、有序運(yùn)行提供了保障。

4 實(shí)施效果

本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)是：AGV調(diào)度系統(tǒng)計(jì)算機(jī)是通過(guò)對(duì)載板的二維碼的識(shí)別來(lái)進(jìn)行對(duì)物料流轉(zhuǎn)過(guò)程進(jìn)行管理。本系統(tǒng)中采用了根據(jù)AGV運(yùn)行物流運(yùn)轉(zhuǎn)需要而定制的專(zhuān)用的二維碼,其碼元尺寸比常見(jiàn)的二維碼尺寸大,數(shù)據(jù)信息量小,二維碼制作簡(jiǎn)單、成本低、解碼速度快,具有極強(qiáng)的防污損功能,保證了PCB物料運(yùn)送過(guò)程的穩(wěn)定和可靠。