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）生產過程中有數十道生產工序,由于在各工序之間不能組成自動流水線運作,通常每一道工序生產的PCB物料都需要暫時放置放在PCB板架上,當PCB板架的物料堆放滿后再運送到下一段工序進行后續(xù)的生產作業(yè)。目前我國大部分PCB生產企業(yè)的生產物料運轉基本上都是由人工拉車來完成運送,隨著人工成本逐年增加,越來越多的PCB企業(yè)希望通過自動導引運輸車（AGV,Automated Guided Vehicle）來代替人工的運輸作業(yè),實現降低人工成本,提高生產效率。本公司研發(fā)了一種用于PCB物流運送的AGV系統(tǒng)是根據PCB行業(yè)生產車間物料運輸的實際情況而設計的解決方案,該系統(tǒng)自動化程度高、運行穩(wěn)定可靠、設備投入運行成本低,可以滿足PCB廠商生產過程中的物料運送。

1 技術方案

本公司研發(fā)的一種PCB物料運送的AGV系統(tǒng),該系統(tǒng)包括AGV調度系統(tǒng)計算機、可升降式AGV、AGV二維碼讀取相機、暫存架、載板、AGV專用二維碼標志、在制PCB板架。

AGV二維碼讀取相機安裝在可升降式AGV的機架上,AGV專用二維碼標志粘貼在載板底面中心位置。AGV調度系統(tǒng)計算機采用無線通信方式與可升降式AGV進行通信；本系統(tǒng)能夠在AGV調度系統(tǒng)的協調下,可以實現從暫存架到PCB收、放板機的PCB物料的自動運送。

本系統(tǒng)所具有的顯著優(yōu)點是：載板的確認是采用二維碼的定位和識別方式,由于采用了AGV專用的二維碼,所述二維碼碼元尺寸大,數據信息量適中,是專為AGV物料運送而定制的,二維碼制作簡單、成本低、解碼速度快,具有極強的防污損功能,保證了物流運送過程的穩(wěn)定和可靠。

2 技術功能

一種PCB物料運送的AGV系統(tǒng)包括AGV調度系統(tǒng)計算機、可升降式AGV、AGV二維碼讀取相機,以及暫存架和PCB板架。

圖1為可升降式AGV,其位于車體的底部安裝了用于讀取載板上二維碼的CCD相機（4）,該相機的四周安裝有4顆LED發(fā)光二極管（5）用于給相機補光照明,AGV的平臺（9）中部安裝有一個圓形的透明的玻璃窗（6）,可升降式AGV安裝有升降滑軌（7）和用于平臺升降的電機,可以驅動位于AGV上面的平臺的上升和下降。其平臺（9）的4個邊的中間各安裝1個定位柱（10）用于在平臺上升時準確滑入到和載板底部對應的4個定位孔,防止載板在AGV移動過程中發(fā)生位置變動。

圖1 AGV車體機構示意圖

圖2為暫存架。通常每組暫存架根據產能需要設置2～10個暫存架工位,暫存架安裝有多個可以調整高度的固定孔地腳（1）,可以調節(jié)其高度來達到和各個生產工序設備的高度相一致。每個暫存架工位的左右兩側各有1條支撐板（3）,和4個L形直角定位塊（2）,這些定位塊用來在本工位放入載板時限定載板的位置,以確保在該工位的載板在下一次頂取時能準確對準。

圖2 暫存架結構示意圖

圖3為PCB板架。通常每個工序或車間都會根據需要配備一定數目（通常多達數百個）的PCB板架（2）用于PCB物料的暫存和流轉用,PCB板架的下方有載板（1）作為支撐板架支架用；AGV專用二維碼標志粘貼在載板底面中心位置。

圖3 在制PCB板架示意圖

AGV調度系統(tǒng)計算機采用無線通信方式與可升降式AGV進行通信。本系統(tǒng)能夠在AGV調度系統(tǒng)的協調下,通過提前規(guī)劃的運行路徑,可以實現從暫存架到PCB收（放）板機的PCB物料的自動運送。

3 應用步驟

PCB物料運送的AGV系統(tǒng)具體流程如下：

首先PCB生產管理的ERP（企業(yè)資源計劃）或MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）等信息的管理系統(tǒng)把物料運轉需求發(fā)送給AGV調度系統(tǒng)計算機,AGV調度系統(tǒng)計算機向空閑、可用、且距離開始站點最近的一個AGV發(fā)出任務,任務信息包含需要運送物料的開始站點（也即物料暫存架或收放板機坐標及位置信息）,以及需要運達的目的站點。被選定的AGV接收到任務后設置其狀態(tài)為運行中,首先開始向開始站點運行,當所述AGV到達開始站點,確認AGV當前位置坐標正確無誤,停止運行,通過位于AGV內部的二維碼讀取載板底面中間的二維碼,確認該載板是需要運送的PCB物料；AGV升降平臺上升,載板和PCB板架以及板架上的物料脫離暫存架或收放板機入出料架。這時AGV開始啟動并向目的站點運行,當到達目的站點后,減速停止,并通過地面ID設備裝置確認AGV當前位置坐標正確無誤；AGV升降平臺下降,載板和板架以及板架上的物料落在暫存架或收放板機入出料架上；AGV暫停運行,并設置其狀態(tài)為空閑待命狀態(tài),等待調度系統(tǒng)的再次調度,如此反復運行,來實現PCB物料從一道工序到下一道工序的運送過程。其中AGV調度管理系統(tǒng)是PCB生產車間實現物流運輸自動化核心部分,管理系統(tǒng)通過高效的數據傳遞、存儲和信息處理為AGV運輸系統(tǒng)的高效、有序運行提供了保障。

4 實施效果

本發(fā)明的顯著優(yōu)點是：AGV調度系統(tǒng)計算機是通過對載板的二維碼的識別來進行對物料流轉過程進行管理。本系統(tǒng)中采用了根據AGV運行物流運轉需要而定制的專用的二維碼,其碼元尺寸比常見的二維碼尺寸大,數據信息量小,二維碼制作簡單、成本低、解碼速度快,具有極強的防污損功能,保證了PCB物料運送過程的穩(wěn)定和可靠。