CN116867260B - 一种smt生产线封闭式防错料装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SMT生产线封闭式防错料装置及其操作方法，包括防错料系统APP、后台管理系统、产线实时监控系统、智能线边仓系统、贴片机智能自锁系统、物料拆分模块、散料模块、物料标签管理系统和中央控制系统，所述防错料系统APP运行于树莓派，所述中央控制系统安装于树莓派，所述树莓派分别与报警器、电源连接，后台管理系统、产线实时监控系统、智能线边仓系统、贴片机智能自锁系统、物料拆分模块、散料模块、物料标签管理系统分别与所述中央控制系统连接。本发明利用SMT生产线智能封闭式防错料系统的贴片机智能自锁系统绑定FEEDER上的料盘，并与智能线边仓系统对接，有效杜绝了作业员不懂流程或不按规章操作扫错站位和拿错、接错，换错物料的隐患。

Description

一种SMT生产线封闭式防错料装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及SMT贴片技术领域，具体的说，是一种SMT生产线封闭式防错料装置及其操作方法。

背景技术

SMT是表面贴装技术(Surface Mount Technology的缩写) ，是目前电子组装行业里最常用的一种成熟的组装技术和工艺。SMT是通过贴片机，根据设定的程序，将各种不同型号、不同规格的电子元器件，贴装到PCB（印刷电路板）上。原材料入库、出库、上线、生产、补料、接料、换料、退料是SMT生产过程中的关键环节，因这些生产环节多，物料规格品种广，虽然SMT产线均配置有IPQC(品质控制)人员对生产全流程进行定时抽检和全检，但仍避免不了出错：发料异常、上料异常、换料异常、分料异常、散（尾）料管理异常、记录异常、客户追溯异常、操作流程异常等这些错误都会影响整个生产，同时，这一系列冗余的核对检验、日志记录等工作增加了劳动时间和劳动强度。

针对这些情况，国内外很多公司，一直致力于技术开发和突破，也取得了非常不错的成果，研发出了一系列实用性较强的防错料产品，有效降低了错料发生频率，减少了作业流程和劳动强度，用智能化的软硬件替代了作业员的工作。例如 ，国家专利公开号为CN103049770A、CN104570891A、CN106061132A及CN109819645.A等专利，实现了仓库出料到成品出货正常生产流程的自动化核检，利用物料、FEEDER（贴片机喂料器）及机器站位的条码绑定，利用智慧软件，贯穿了各个生产环节，产线的生产效率和质量大大提高，降低了出错率。然而，这些专利产品，并不能完全杜绝错料，主要原因是在以下几个环节存在监控盲区：一是机器站位排列紧密，扫描条码容易扫错站位；二是即使扫对站位，由于FEEDER排列紧密，一个挨着一个，很容易拿错料盘；三是线边仓储位也存在类似排列紧密的情况，容易出现错误；四是一把扫码枪管控整个流程，如果作业员不懂流程或不按规章操作，错料的问题依然难以避免；五是分料、散（尾）料管理缺失、不到位，容易出现分料、散（尾）料错误。SMT产线错料是非常大的责任事故，会给正常生产带来一系列不利影响。发生错料时，工作人员无法及时发现、及时止损，批量错料造成的损失则更大。

正是基于上述原因，本发明提供了一种SMT生产线封闭式防错料装置及其操作方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种SMT生产线封闭式防错料装置及其操作方法，利用SMT生产线智能封闭式防错料装置的贴片机智能自锁系统绑定FEEDER上的料盘，并与智能线边仓系统对接，有效杜绝了作业员不懂流程或不按规章操作扫错站位和拿错物料的隐患，同时，分料模块、散料模块则进一步规范了流程，能够避免错误的产生。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种SMT生产线封闭式防错料装置，包括软件和硬件，所述软件包括防错料系统APP、后台管理系统、产线实时监控系统、智能线边仓系统、贴片机智能自锁系统、物料拆分模块、散料模块、物料标签管理系统和中央控制系统；所述硬件包括过板感应器、警报灯、显示器、扫描枪、条码打印机、智能货架、智能线边仓、贴片机、贴片机智能自锁机构和进料器FEEDER；

所述防错料系统APP、中央控制系统均安装于树莓派，所述树莓派分别与报警器和电源连接，所述后台管理系统、产线实时监控系统、智能线边仓系统、贴片机智能自锁系统、物料拆分模块、散料模块、物料标签管理系统分别与所述中央控制系统连接；所述中央控制系统通过控制与其连接的各软件系统，进而控制与各软件系统连接的硬件实现整个SMT生产过程的防错料。

所述防错料系统APP用于存储物料计划，并核对物料和站位信息是否匹配，进而通过控制贴片机智能自锁机构的释放和自锁，来保证物料严格按照物料计划进料，以实现物料的防错料；所述后台管理系统用于实现人员管理、工单管理、物料管理、品质管理及基础数据管理；所述产线实时监控系统用于采集生产数据，自动上报需补料站位并发出信号指令；所述智能线边仓系统用于接收出库指令并执行条码校验、感应器实时监控、储位灯控制、锁位控制操作，从而实现物料的出库或中转；所述贴片机智能自锁系统用于在接换料时，识别所需接换料的站位、辨别物料对错、主动干预作业员不规范操作流程、提示线边仓取料储位，并在出错时自动将物料盘锁死；所述物料拆分模块用于拆分物料；所述散料模块用于当生产线产生物料需要及时清尾时，规范物料投入使用流程；所述物料标签管理系统用于根据仓库操作员上传的物料标准范例表，将原物料条码转换为SMT生产线的内部条码，并对转换后的内部条码进行打印，贴在原条码上；所述中央控制系统用于采集并存储生产线的出料、余料数据以及物料位置信息，并在数据或物料位置异常时控制贴片机智能自锁系统自锁，同时启动报警灯。

所述智能线边仓系统是由摆放在SMT生产线旁边的1个或多个智能货架组成，所述智能货架包括二维码式亮灯货架、感应式智能货架、智能自锁货架及智能塔式货仓，它具有信号接入和输出功能，能够提示物料储位，且能够实现物料与储位绑定，当操作失误，能够及时发出警报，起到智能防错功能的货架、货仓都可以称之为智能货架；所述二维码式亮灯货架是灯光引导与配套软件系统对接的SMT物料存放架，可以一次性存储一千多盘物料，每一个物料储位都对应一个二维码用来绑定储位信息，同时，每个储位还配备一组分别是待料、错误和正常的信号指示灯，用来提示作业员储位状态；所述感应式智能货架是二维码亮灯货架的升级版，每个物料储位都装有独立感测器，可以自动记录储位信息，具有按料定位、先进先出、LED Bin管理、物料全时监控、权限管理、错料报警及断电记忆功能；所述智能自锁货架包括货架、第一料盒、第一料盘和第一电子锁，所述货架由顶板、底板、支撑板和隔板组成，所述支撑板支撑于所述顶板和底板之间，所述顶板与底板之间等间隔设有若干隔板，所述隔板的中部设有铰接座，所述第一料盒呈扇形结构，第一料盒外端端面与内端端面相互垂直，所述第一料盒外端顶部设有指示灯，所述指示灯分别与第一电子锁和中央控制系统电连接，所述第一料盒外端底部与铰接座之间通过销轴铰接，所述第一料盒的顶部设有供第一料盘插入的料盘槽，所述第一料盒内端顶部设有延伸块，所述延伸块的外壁设有锁孔，所述第一电子锁固定于所述支撑板的外壁上，第一电子锁上设有用于延伸块插入的锁槽，所述第一电子锁与锁孔配合锁止时，所述第一料盒的外端与上方的隔板之间的距离小于第一料盘外径，所述第一料盒外端转动至与下方的隔板接触时，第一料盒的外端与上方的隔板之间的距离大于第一料盘外径，当第一料盘插入到第一料盒顶部的料盒槽后，通过第一料盒内部的锁孔与第一电子锁配合锁止，使得第一料盒外端与上方隔板之间的距离小于第一料盘外径，进而锁柱第一料盘，使其无法进出。

所述贴片机智能自锁机构主要有两种形式：一种是在贴片机FEEDER TABLE上加装与FEEDER一一对应的挡板，能锁死FEEDER及FEEDER上物料的挡板式自锁装置；另一种是类似于智能自锁货架并固定在贴片机FEEDER TABLE上且与FEEDER站位一一对应的仓储式自锁装置；

挡板式的贴片机智能自锁机构，其料盒板包括横向板和纵向板，所述横向板的底部固定于所述上料台底座的顶部，相邻的两个横向板之间形成供所述料盒手柄插入的腔体，所述横向板的顶部设有与横向板一体成型的纵向板，相邻的两个纵向板之间通过所述限高板进行连接；所述料盒手柄的右端设有手柄部，所述手柄部底部设有弧形凹槽，所述手柄部的端部为半圆形结构，所述料盒手柄的中部两侧通过螺栓连接有限位板，相邻两块限位板之间形成供所述第二料盘插入的半圆形凹槽，所述挡板式贴片机智能自锁机构通过增加限位板，在错料时能够起到锁死物料的作用。

其中仓储式的贴片机智能自锁机构包括上料台底座、第二料盒和料盒手柄，所述第二料盒设置于上料台底座顶部，所述第二料盒包括若干料盒板和限高板，相邻的两个料盒板之间形成供所述料盒手柄插入的腔体，相邻的两个料盒板顶部之间连接有所述限高板，所述料盒手柄呈半圆结构，料盒手柄中部设有供第二料盘插入的半圆形凹槽，所述料盒手柄两侧外壁的下端与相邻的料盒板铰接，所述料盒手柄的左端设有锁孔，所述锁孔通过第二电子锁锁止，所述锁孔与第二电子锁锁止时，所述料盒手柄的右端与所述限高板之间的距离小于所述第二料盘的外径，当料盒手柄右端顺时针转动至与所述上料台底座顶部接触时，所述料盒手柄的右端与所述限高板之间的距离大于所述第二料盘的外径，所述第二料盘使用完毕后，中央控制系统控制第二电子锁开启，使用者将第二料盘对应的料盒手柄顺时针转动，取出第二料盘，避免错料。

另一方面，本发明还提供了上述SMT生产线封闭式防错料装置的操作方法，所述防错料装置，既能在完全自动化AGV+机械手的状态下实现，也可以在人工操作的状态下实现，具体包括以下步骤：

步骤S1、生产开始前，物料标签管理系统根据仓库操作员上传的物料清单，通过扫描枪扫描原物料条码后自动转换为SMT生产线的内部条码，并利用条码打印机将转换后的内部条码贴打印出来贴在物料原本的条码上；

步骤S2、物料转运车将贴好条码的物料，根据中央控制系统指令，将物料存放于相对应的储位上，并将物料的入库时间和储位信息录入至中央控制系统，管理员根据物料清单上传站位表到后台管理系统；

步骤S3、后台管理系统向智能线边仓系统发送出库指令，智能线边仓系统接收出库指令并对物料的条码进行校验，并在校验无误后，控制机械手从货架上抓取物料放至转运车上，随后转运车将物料运送至SMT生产线的指定位置；

步骤S4、生产开始，SMT生产线操作员核对物料清单，确认所需物料全部运送至指定位置的情况下，执行上料操作，并根据物料当前的站位和对应的料号判断上料操作是否正确，若正确，则操作员将进料器FEEDER安装至贴片机指定位置，执行步骤S5；否则重新执行上料操作；

步骤S5、各机台均上料完成后，SMT生产线开始生产，生产过程中操作员对各机台剩余物料进行逐一扫码，并通过后台管理系统向智能线边仓系统发送入库指令，智能线边仓系统接收入库指令，在对物料条码校验无误后，将物料存储于智能线边仓指定位置；

步骤S6、产线实时监控系统依据贴片机端口对接过板感应器，采集生产数据，当产线实时监控系统监测到一个或多个机台需要进行补料时，系统自动上报需补料站位并发出信号指令，操作员查看树莓派的界面信息提示，选定补料站位，智能线边仓系统向线边仓储位信号灯发出指令，亮灯提示，或智能自锁线边仓自动解锁；

步骤S7、操作员依据智能线边仓储位信号，在智能线边仓提取物料，智能线边仓系统向贴片机智能自锁系统传输信息，贴片机智能自锁系统解锁补料站位FEEDER料盘，进行补料作业，若操作员取错物料，则贴片机智能自锁系统不能解锁补料站位FEEDER料盘，补料作业则无法进行。

进一步地，步骤S3所述控制机械手从货架上抓取物料放至转运车上，随后转运车将物料运送至SMT生产线的指定位置，当同一个物料分配到两个或更多机台时，料盘数量不足，则通过物料拆分模块进行物料拆分，具体步骤如下：

步骤S31、当同一个物料分配到两个或更多机台时，料盘数量不足时，操作员向物料拆分模块输入操作员ID、物料储位和分料盘数；

步骤S32、物料拆分模块根据物料储位和分料盘数，调取相应数量的空料盘，由操作员将所调取料盘的原条码清除干净；

步骤S33、条码打印机根据物料的储位信息及分料盘数信息，打印相应分料盘数的条码，贴在准备好的空料盘上；

步骤S34、智能线边仓系统将物料取出，由操作员进行物料拆分，在核对物料及料盘条码信息无误后，将拆分好的物料分别卷于贴好条码的料盘中，并在扫码后放入智能线边仓，等待智能线边仓系统转运。

进一步地，步骤S4中所述确认所需物料全部运送至指定位置的情况下，执行上料操作，并根据贴片机当前的站位和料盘对应的料号判断上料操作是否正确，若正确，则操作员将进料器FEEDER安装至贴片机指定位置，具体过程如下：

步骤S41、首先将贴片机智能自锁机构安装至贴片机上料台，并清空贴片机智能自锁机构内的所有杂物，根据站位表将贴片机智能自锁机构内的上料盒插入到对应的位置上；

步骤S42、利用扫描机扫描贴片机上的条码得到站位，扫描料盘条码得到料号，根据站位表上的站位和料盘对应的料号判断上料操作是否正确，并由操作员将物料装入进料器FEEDER内；

步骤S43、扫描装入进料器FEEDER内的物料条码，当该站位的上料盒处于合并状态时该上料盒弹开，操作员根据贴片机智能自锁机构的信号灯提示，将进料器FEEDER安装至贴片机指定位置；

步骤S44、将物料插入贴片机智能自锁机构的料盒并合上料盒，当放错位置时，料盒无法合上，贴片机智能自锁机构信号灯亮起，并语音播报上料错误，当位置正确时，语音播报上料正确，上料操作完成。

进一步地，步骤S6中所述当产线实时监控系统监测到一个或多个机台需要进行补料时，操作员通过后台管理系统向智能线边仓发送出库指令，具体过程如下：

步骤S61、产线实时监控系统，根据贴片机端口对接的过板感应器，采集生产数据，并在监测到一个或多个机台需要进行补料时发出信号指令，操作员查看树莓派的界面信息提示，通过后台管理系统选定补料站位，并向智能线边仓发送出库指令；

步骤S62、智能线边仓系统接收出库指令并对物料条码进行校验，并在校验无误后，控制机械手从货架上抓取物料放至转运车上，随后转运车将物料运送至SMT生产线的指定位置；

步骤S63、当生产线产生物料需要及时清尾使用时，当智能线边仓监测到智能货架上物料库存不足时，则通过散料模块调取物料进行使用。

进一步地，步骤S63中所述通过散料模块调取散料进行使用，具体过程如下：

步骤S631、尾料有料盘的，扫料盘条码，存储于智能线边仓；

步骤S632、尾料没有料盘的，需要操作员测试阻容值，经IPQC核对无误后，手写标签，再由主管确认后，由主管在树莓派操作界面，进入散料模块，输入尾料在智能线边仓的储位、数量、操作员ID、IPQC ID信息，散料模块发出指令给标签打印机打印新标签，操作员将标签贴于空料盘上，将尾料卷入料盘。

步骤S633、将卷有尾料的物料盘，重新扫码，存储于智能线边仓。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过系统控制设备→设备防呆引导作业员→设备动作完成信息反馈给系统等程序，来实现SMT生产过程的全封闭式防错料管理，这种以系统和设备为主导、软硬件同时防呆的人机交互，能够有效实现人与机器的有机协调，确保SMT生产过程中百分百不会错料；

2、本发明利用SMT生产线智能封闭式防错料装置的贴片机智能自锁系统绑定FEEDER上的料盘，并与智能线边仓系统对接，有效杜绝了作业员不懂流程或不按规章操作扫错站位和拿错物料的隐患，同时，分料模块、散（尾）料模块则进一步规范了流程，能够避免错误的产生。

附图说明

图1为本发明一种SMT生产线封闭式防错料装置的中央控制系统工作流程图；

图2为本发明一种SMT生产线封闭式防错料装置的防错料功能的逻辑架构图；

图3为本发明一种SMT生产线封闭式防错料装置的车间布局示意图

图4为本发明一种SMT生产线封闭式防错料装置的工作过程示意图；

图5为本发明中智能自锁货架的结构示意图；

图6为图5中智能自锁货架的局部放大图；

图7为本发明仓储式贴片机智能自锁机构的结构示意图；

图8为本发明仓储式贴片机智能自锁机构的剖面图；

图9为本发明挡板式贴片机智能自锁机构的结构示意图；

图10为本发明挡板式贴片机智能自锁机构内部结构示意图；

图11为本发明挂盘式贴片机智能自锁机构的结构示意图（正面）；

图12为本发明挂盘式贴片机智能自锁机构的结构示意图（反面）

图13为本发明一种SMT生产线封闭式防错料装置的操作方法流程图；

图14为本发明防错料装置的物料拆分流程图；

图15为本发明防错料装置的上料操作流程图；

图16为本发明防错料装置的补料操作流程图；

图17为本发明防错料装置的使用物料进行补料操作的流程图。

图中：101、货架；102、第一料盒；103、第一料盘；104、第一电子锁；105、铰接座；106、销轴；108、脚轮；111、顶板；112、底板；113、支撑板；114、隔板；121、延伸块；122、指示灯；201、上料台底座；202、第二料盒；203、料盒手柄；205、第二料盘；206、第二电子锁；211、横向板；212、纵向板；221、料盒板；222、限高板；231、半圆形凹槽；232、锁孔；233手柄部；234、弧形凹槽；235、限位板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示，本实施例中提供了一种SMT生产线封闭式防错料装置，包括软件和硬件，所述软件包括防错料系统APP、后台管理系统、产线实时监控系统、智能线边仓系统、贴片机智能自锁系统、物料拆分模块、散料模块、物料标签管理系统和中央控制系统；所述硬件包括过板感应器、警报灯、显示器、扫描枪、条码打印机、智能货架、智能线边仓、贴片机、贴片机智能自锁机构和进料器FEEDER；

如图2所示，所述防错料系统APP、中央控制系统均安装于树莓派，所述树莓派分别与报警器和电源连接，所述后台管理系统、产线实时监控系统、智能线边仓系统、贴片机智能自锁系统、物料拆分模块、散料模块、物料标签管理系统分别与所述中央控制系统连接；所述中央控制系统通过控制与其连接的各软件系统，进而控制与各软件系统连接的硬件实现整个SMT生产过程的防错料。

所述过板感应器，一般安装于SMT生产线回流炉前一个工序的轨道上，主要用于采集生产数据，并与中央控制系统对接；所述报警灯安装在智能货架、智能线边仓及SMT贴片机智能自锁机构上，当操作异常或违规操作时，报警灯发出警报，用于提示操作员；所述显示器用于显示数字信息，实现人机交互；所述扫描枪用于识别物料条码、进料器FEEDER站位及智能线边仓储位等功能，并将识别的数据信息传输到中央控制系统；所述条码打印机用于打印条码；所述智能货架用于提示物料储位，且能够实现物料与储位绑定，本实施例中，智能货架指包含现有技术中的二维码式亮灯货架、感应式智能货架、智能自锁货架及智能塔式货仓等，具有信号接入和输出功能，能够提示物料储位，能够实现物料与储位绑定，当操作员操作失误，能够及时发出警报，起到智能防错功能的货架、货仓都可以称之为智能货架。

为了使上述智能货架的结构和功能更为清楚，下面对三种智能货架的结构和工作过程作进一步说明：

①二维码式亮灯货架

二维码式亮灯货架是灯光引导与配套软件系统对接的SMT物料存放架，可以一次性存储一千多盘物料，每一个物料储位都对应一个二维码用来绑定储位信息，同时，每个储位还配备一组分别是待料、错误和正常的信号指示灯，用来提示作业员储位状态。具体操作流程是：

物料上架: 操作员先用扫描枪扫描物料标签信息，货架储位灯点亮，再将物料料盘放入亮灯的储位，并用扫描枪扫描亮灯储位的二维码。这时，物料与储位绑定，完成物料上架；

物料下架：SMT生产线封闭式防错料装置提示缺料站位，亮灯，即货架储位信号灯点亮，操作员根据灯光指引，取出物料，并用扫描枪扫描物料标签信息，确认无误后，完成物料下架；

亮灯货架系统对接：与制造执行系统MES对接

二维码亮灯货架的缺点：需要人工扫码存储信息，因储位排列紧密，人工扫码储位信息容易出错，操作过程容易疏漏，物料上下架应对储位存放容易出错。

本实施例中针对二维码亮灯货架储位排列紧密，物料上下架应对储位存放易出错的问题进行了系统修正，通过防错料系统APP，让亮灯货架系统和贴片机智能自锁系统对接，规范了作业程序，操作员对SMT产线进行接换料前，必须先扫描物料标签，如果物料标签信息和系统信息不一致，则防错料系统APP会提示贴片机智能自锁机构锁死进料器FEEDER和物料盘并发出错料报警，操作员也无法再执行接换料工作，杜绝了错料的发生。

②感应式智能货架

感应式智能货架是二维码亮灯货架的升级版，每个物料储位都装有独立感测器，可以自动记录储位信息，具有按料定位、先进先出、LED Bin管理、物料全时监控、权限管理、错料报警及断电记忆等功能。

具体操作流程是：

物料上架: 操作员先用扫描枪扫描物料标签信息 ，将物料料盘放入空缺的任何储位，物料自动与储位绑定，并上传系统，完成物料上架（储位信息通过储位感测器自动绑定物料不存在出错）；

物料下架：SMT生产线封闭式防错料装置提示缺料站位，感应式智能货架储位信号灯点亮，操作员根据灯光指引，取出物料，若操作员取错物料，则系统会自动报警。

2智能自锁货架是感应式智能货架的改进版，在感应式智能货架的基础上，给每个储位安装了一套独立的智能自锁装置，所述智能自锁装置主要由料盘支撑座、转轴支架、转轴、卡扣、指示灯和电子感应锁等部分组成。

当操作员扫码将物料放入智能自锁货架储位，并扣上自锁装置时，系统将根据自锁机构的信息会自动绑定物料及储位信息，并上传系统。在未收到系统指令时，自锁机构无法解锁物料料盘，操作员也无法取出任何物料，当系统提示接换料时，系统自动解锁所需的物料料盘，智能自锁货架堵住了所有环节的漏洞；

智能自锁货架的工作流程：

上料：扫描料盘二维码，将物料放入自锁装置的支撑架顺手往前推，推到位后电子锁自动锁死，同时该站位的指示灯会短暂闪烁提醒物料储存OK，被自锁的物料就会因物料进出口的距离小于料盘的直径，使物料盘无法进出，从而实现防错防呆功能。

出料：系统下发叫料指令，智能自锁货架接受叫料指令后自动解锁目标储位，目标储位中的物料盘自动弹出，弹出后物料进出口的距离会增大，同时该站位的指示灯会点亮，操作员就可自由取出或更换物料，当物料取出时指示灯就会熄灭。

防错料系统APP

所述防错料系统APP基于B/S架构系统，其核心在于数据库服务器，数据库服务器中存储着物料计划清单、人员管理、接换料模块、分料模块及散料模块等，能够通过WEB服务器和数据库服务器，根据需要设置的提前叫料、物料剩余时间或剩余数量，发出相应的叫料指令，指挥相关硬件根据发出的叫料指令相应做出亮灯、解锁、出柜、出仓等动作。

数据库服务器的数据获取主要来源于三种方式：与贴片机端口对接来获取数据；设备不提供端口对接的，在贴片机上加装PCB计数装置来获取数据；既不提供端口又无法加装PCB计数装置的，利用扫码枪通过扫描进料器FEEDER、料盘条码以及操作员按自锁站位按键等方式来收集数据。

数据库服务器系统主要由生产计划排程、物料管理（含标签管理）、品质管理、人员管理、防错料管理、基础数据管理等模块组成，所有模块均有接口、功能、逻辑和状态四种属性。防错料管理模块通过指挥硬件释放锁扣，并核对物料和站位信息是否匹配来达到防错料目的；

2、后台管理系统

所述后台管理系统用于实现人员管理、工单管理、物料管理、品质管理及基础数据管理；

人员管理：上料、接料、换料、退料、分料和散料时通过此模块获取操作员信息，并可用于追溯；

工单管理：用户在此模块上传生产计划，包括生产数量，开始、结束时间等信息，用于物料配料；

物料管理：记录出入库动作，并保存物料信息及相关位置信息，相当于一个库存管理模块，能够调度货架指挥其亮灯，能够解析物料的二维码信息，能够生成相关的站位标签；

品质管理：计算工单物料损耗，展示每张工单的损耗情况；

基础数据管理：管理每个机种的BOM物料清单和站位数据等。

需要说明的是，如图3、图4所示，现有的一般化流程主要为：

1）在基础数据管理模块中制作BOM物料清单，保证各种物料规格和数量与订单数据匹配，人工校验数据正确性；

2）物料到达码头后，根据订单/采购信息检查物料型号规格和数量是否匹配，确认无误后进入原材料仓库，并在物料管理中录入来料信息，在WMS中录入存放位置的信息；

3）生产计划下达工单任务给各个部门，原料仓收到任务后需要根据工单信息提前准备好物料，此时需用WMS进行找料和物料完整性和正确性校验，SMT生产部门需根据工单开始时间提前从原料仓领取对应物料，物料管理模块在原料仓生成了发料单，SMT生产部门生成了领料单；

4）SMT生产部门领料后，利用物料管理对实物物料进行人工校验，保证领取的物料无误后，重新将物料上架（此处一般用传统的物料存放货架摆放，可能会有WMS记录上架信息，也可能直接用Excel来管理）；

5）生产即将开始时，SMT部门需提前将工单对应的物料重新找出，并在物料管理系统中做备料登记，并找到首套料以方便将物料上到飞达上，上飞达时，接料员利用防错料管理PDA扫描检验系统，通过PDA扫码，针对每盘物料核对其站位信息和物料信息是否匹配，如果不匹配则系统报警；

6）生产即将开始时，接料员将整套飞达卡入各个模组中，并利用防错料管理PDA扫描再次检验其正确性；

7）生产开始后，当料盘即将耗尽，接料员需要找到新的料盘替换空盘，利用防错料管理PDA扫描来校验上料位置是否正确；

8）在生产的过程中，巡检人员利用防错料管理PDA扫描，定期抽查所有站位的物料正确性；

9）生产结束后，未用完的物料下线，录入物料管理系统，并归还到SMT部门仓库或者原料仓。

而在本实施例中对现有一般化流程进行改进后，改进后流程如图3、图4所示：

t1）物料清单的制作与校验：在基础数据管理模块中制作物料清单，保证各种物料规格和数量与订单数据匹配，利用关联关系借助算法来实现对物料清单的校验，关联关系具体是指：站位表和物流清单表有一个对应关系，一般站位表的物料加总信息与物料清单表一致，并且呈整数倍数关系；例如：物料加总信息的数值为N，若物料清单最终的物料总数值为N或者N的整数倍，则校验通过。

实际项目中，客户经常因为物料清单错误导致备料错误而影响生产进度和交货期，该种方法能够从源头杜绝站位信息出错，减少业务部门因为基础数据出错机会，缩短备料时间和物控环节流程；

t2）物料到达码头后，根据订单/采购信息检查物料型号规格和数量是否匹配，确认无误后进入原材料仓库，直接将物料入库到智能货架，智能货架将信息同步至智能线边仓系统和物料管理模块，将来料录入和上架两步合二为一，并且实时同步硬件与系统，从入库环节就开始实时监控物料状态，减少了人工录入环节，实时绑定物料与位置信息，杜绝了因为入库错误引起的丢料，减少了盘点流程和时间，杜绝了扫A料放B料的可能；

t3）生产计划下达工单任务给各个部门，原料仓收到任务后需要根据工单信息提前准备好物料，此时利用物料管理模块，与智能货架联动，可实现主动式亮灯引导取料，因为智能货架与物料有一一对应关系，每取出一盘物料，智能货架都与智能线边仓系统和物料管理模块实现信息同步，无需操作员手动录入料盘信息，避免了错料的可能性，并且取料的效率是传统找料效率的10倍左右；

t4）SMT生产部门领料后，直接将物料上到智能货架，中央控制系统会根据物料清单一一比对自动校验原料仓领到的物料是否漏料和多料；整个过程系统主动监控，杜绝了调拨时因物料位置改变引起的漏料和错料，解决了一次领多个物料清单上的物料，容易出现混料漏料的情况；

t5）生产即将开始时，SMT部门利用物料管理模块和智能货架，可通过主动亮灯的方式找到对应物料，并且每盘物料拿出的同时，系统信息会实时更新，一旦取错物料，智能货架会报警，物料取出后，重新将物料上到智能线边仓，将此智能线边仓推至进料器FEEDER旁边，智能线边仓可根据进料器FEEDER的摆放顺序，每次只出一盘物料，依次亮灯提示操作员取出对应的首盘物料，杜绝了操作员在生产过程接料扫A料接B料的可能；生产即将开始时，接料员将整套飞达卡入各个模组中，并利用防错料管理APP扫描再次检验其正确性；

t6）生产开始后，当料盘即将耗尽，手动/自动释放飞达卡口，智能货架会根据卡口动作，每次亮一盘物料的储位灯，接料员取出物料后直接换料即可；此处采用预防式的接料方式，每次只释放一个站位的物料接棒权，来避免物料接错，同时对于大物料清单多人同时接料的情况，可以安排多个智能线边仓同时发料，并且每个人负责不同的模组接料，每个人在同一条线上只能绑定一个智能线边仓，这样可以保证物料不会接错，改善点：联合锁定同一条产线所有站位的飞达卡扣，每次只允许操作一个站位的物料，接料流程更加清晰，不会接错物料，作业追溯更加便捷；

t7）在生产的过程中，巡检人员利用扫描机扫描，定期或随机抽查所有站位的物料正确性；

t8）生产结束后，未用完的物料下线后，直接通过点料机生成新的物料标签，上架到智能货架，货架会将信息同步至物料管理模块和智能线边仓系统；无需手动记录余料信息，上货架即入库，减少人工信息录入，杜绝了退料引起的错料和漏料。

本发明对现有一般化流程进行了改进，主要对物料计划、人员管理、防错料管理和基础数据管理进行整合，本着“尽量减少人对系统操作、由事后纠正改为主动预防”的思路，基本上杜绝了系统出错的可能性。

3、产线实时监控系统

产线实时监控系统（依据贴片机端口对接或所述过板感应器），采集生产数据，系统自动上报需补料站位并发出信号指令，操作员查看树莓派的界面信息提示，选定补料站位，智能线边仓系统向线边仓储位信号灯发出指令，亮灯提示，实现物料的出库或中转；

物料拆分模块

该模块运行于防错料系统APP，在树莓派界面可登入该模块，通过中央控制系统从物料出库、扫描条码、拆分物料、标签打印、分级核对、贴标入库全流程来管控作业员进行拆分物料，系统与智能线边仓系统、贴片机智能自锁系统、后台管理系统及EMS系统深度对接，有效杜绝了拆分物料的错料的发生。

散料模块

该模块运行于防错料系统APP，在树莓派界面可登入模块，通过系统将散料分级核对、标签打印、卷盘贴标、扫码入库全流程管控操作员进行散料的错料预防。

中央控制系统

用于提供启动和关闭报警灯、统计并显示通过接驳台的PCB板数目和控制智能货架、智能线边仓和贴片机智能自锁机构等功能。包含以下内容：

①主动采集每条产线的物料过板实时数据；

②主动计算每条产线的余料实时数据；

③记录贴片机自锁卡扣状态变化明细；

④记录物料在智能货架中的位置移动信息；

⑤对外提供数据查询接口，供中央控制系统追溯历史数据。

7、智能线边仓系统

所述智能线边仓系统是由摆放在SMT生产线旁边带有自锁机构且由1个或多个智能自锁货架组合而成，是SMT智能线边仓和生产线的物料储备及中转站，该系统与后台管理系统、贴片机智能自锁机构、分料、散料模块及中央控制系统对接。当后台管理系统没有出库指令，操作员提取物料时会发出警报（自锁货架时，则无法取出物料，系统发出指令后，自锁装置弹开并亮灯进行引导取料）。取出物料时，条码打印机会自动打印物料条码，操作员贴好条码并关闭仓门或自锁机构，智能自锁线边仓会同时发送信号给贴片机的物料智能自锁系统。其中：智能自锁货架的工作逻辑包含以下部分：

二维码校验：校验物料二维码是否有效合法；

感应器监控：监控智能货架中感应器的状态变化；

储位灯控制：可对储位灯实现批量调度控制；

锁位控制：可对锁位实现批量调度控制；

逻辑控制：入库动作通知系统/出库指令解析/出库交通管制/出库动作通知系统/出入库异常判断/拉动式补料计算/物料卡扣解锁通知；

货架绑定控制：可绑定到具体某一个操作员，每次只允许绑定一个人员；

基础数据管理：根据正在生产的工单主动获取物料清单和站位表，用于补料逻辑计算。

智能自锁货架

如图5、图6所示，所述智能自锁货架包括货架101、第一料盒102、第一料盘103和第一电子锁104，所述货架101由顶板111、底板112、支撑板113和隔板114组成，所述支撑板113支撑于所述顶板111和底板112之间，所述顶板111与底板112之间等间隔设有若干隔板114，所述隔板114的中部设有铰接座105，所述第一料盒102呈扇形结构，第一料盒102外端端面与内端端面相互垂直，所述第一料盒102外端顶部设有指示灯122，所述指示灯122分别与第一电子锁104和中央控制系统电连接，所述第一料盒102外端底部与铰接座105之间通过销轴106铰接，所述第一料盒102的顶部设有供第一料盘103插入的料盘槽，所述第一料盒102内端顶部设有延伸块121，所述延伸块121的外壁设有锁孔，所述第一电子锁104固定于所述支撑板113的外壁上，第一电子锁104上设有用于延伸块121插入的锁槽，所述第一电子锁104与锁孔配合锁止时，所述第一料盒102的外端与上方的隔板114之间的距离小于第一料盘103外径，所述第一料盒102外端转动至与下方的隔板114接触时，第一料盒102的外端与上方的隔板114之间的距离大于第一料盘103外径，当第一料盘103插入到第一料盒102顶部的料盒槽后，通过第一料盒102内部的锁孔与第一电子锁104配合锁止，使得第一料盒102外端与上方隔板114之间的距离小于第一料盘103外径，进而锁柱第一料盘103，使其无法进出。

智能自锁货架的工作流程：

上料：扫描第一料盘103的二维码，将物料放入自锁装置的第一料盒102内顺手往内推，推到位后第一电子锁104自动锁死，同时该站位的指示灯122会短暂闪烁提醒物料储存OK，被自锁的物料就会因物料进出口的距离小于第一料盘103的直径，使第一料盘103无法进出，从而实现防错防呆功能。

出料：智能线边仓系统下发出料指令，智能货架接受出料指令后通过第一电子锁104自动解锁目标储位，目标储位中的第一料盘103自动弹出，弹出后物料进出口的距离会增大，同时该站位的指示灯122会点亮，操作员就可自由取出或更换第一料盘103，当第一料盘103取出时指示灯122就会熄灭。

进一步的，将支撑板113支撑于所述顶板111与底板112的中间位置，支撑板113的顶部与所述顶板111的底部中间相连，所述支撑板113的底部与所述底板112的顶部中间相连；所述支撑板113的两侧外壁上均等间隔设有若干所述隔板114，使得一个货架1的两侧均可以放置第一料盘103，提升第一料盘103的储存空间，并且不影响第一料盘103的取用。

进一步的，底板112的底部四个角设有脚轮108，便于货架101的移动。

实施例

贴片机智能自锁机构主要有两种形式：一种是在贴片机FEEDER TABLE上加装与FEEDER一一对应的挡板，能锁死FEEDER及FEEDER上物料的挡板式自锁装置；另一种是类似于智能自锁货架并固定在贴片机FEEDER TABLE上且与FEEDER站位一一对应的仓储式自锁装置。

本实施例中，主要介绍仓储式的贴片机智能自锁机构，如图7、图8所示为仓储式的贴片机智能自锁机构的结构示意图，该仓储式的贴片机智能自锁机构包括上料台底座201、第二料盒202和料盒手柄203，所述第二料盒202设置于上料台底座201顶部，所述第二料盒202包括若干料盒板221和限高板222，相邻的两个料盒板221之间形成供所述料盒手柄203插入的腔体，相邻的两个料盒板221顶部之间连接有所述限高板222，所述料盒手柄203呈半圆结构，料盒手柄203中部设有供料盘205插入的半圆形凹槽231，所述料盒手柄203两侧外壁的下端与相邻的料盒板221铰接，所述第二料盒202手柄的左端设有锁孔232，所述锁孔232通过第二电子锁206锁止，所述锁孔232与第二电子锁206锁止时，所述料盒手柄203的右端与所述限高板222之间的距离小于所述第二料盘205的外径，当料盒手柄203右端顺时针转动至与所述上料台底座201顶部接触时，所述料盒手柄203的右端与所述限高板222之间的距离大于所述第二料盘205的外径，所述第二料盘205使用完毕后，中央控制系统控制第二电子锁206开启，使用者将第二料盘205对应的料盒手柄203顺时针转动，取出第二料盘205，避免错料。

仓储式的贴片机智能自锁机构换料流程

人工换料流程（即主动式换料流程）：操作员根据贴片机欠料提示或通过开仓键，进行换料，其流程为：按上料键——料盒自动弹开同时控制面板1提示灯亮黄灯——取出物料——自锁货架解锁目标物料——操作员换料——推上挡板换料提示灯亮绿灯结束上料。

系统引导换料流程（即被动式换料流程）：系统根据贴片机物料的实时使用数量、首次物料上料数量，人为对系统的剩余物料水位设定进行核算，当物料达到预警水位时，系统会直接通知贴片机自锁机构，自锁机构的料盒会自动弹开同时提示灯亮黄灯，操作员取出物料，自锁货架解锁目标物料，操作员换料，推上料盒换料提示灯亮绿灯结束上料；或当物料达到预警水位时系统直接通知智能自锁货架，智能自锁货架物料支架自动弹开，操作员提取物料的同时系统会通知贴片机自锁机构进行解锁，自锁机构的料盒会自动弹开同时提示灯亮黄灯，取出物料，操作员换料，推上料盒，换料提示灯亮绿灯结束上料。

实施例

所述贴片机智能自锁机构主要有两种形式：一种是在贴片机FEEDER TABLE上加装与FEEDER一一对应的挡板，能锁死FEEDER及FEEDER上物料的挡板式自锁装置；另一种是类似于智能自锁货架并固定在贴片机FEEDER TABLE上且与FEEDER站位一一对应的仓储式自锁装置。

本实施例是在实施例2的基础上，通过在贴片机FEEDER TABLE上加装与FEEDER一一对应的挡板，在错料时能够起到锁死物料的作用，该挡板式的贴片机智能自锁机构，如图9、图10所示，其料盒板221包括横向板211和纵向板212，所述横向板211的底部固定于所述上料台底座201的顶部，相邻的两个横向板211之间形成供所述料盒手柄203插入的腔体，所述横向板211的顶部设有与横向板211一体成型的纵向板212，相邻的两个纵向板212之间通过所述限高板222进行连接；所述料盒手柄203的右端设有手柄部233，所述手柄部233底部设有弧形凹槽234，所述手柄部233的端部为半圆形结构，所述料盒手柄203的中部两侧通过螺栓连接有限位板235，相邻两块限位板235之间形成供所述第二料盘205插入的半圆形凹槽231。

挡板式的贴片机智能自锁机构换料流程

人工换料流程（即主动式换料流程）：操作员根据贴片机欠料提示或通过开仓键，进行换料，其流程为：按上料键——挡板自动弹开同时控制面板1提示灯亮黄灯——取出物料——自锁货架解锁目标物料——操作员换料——推上挡板换料提示灯亮绿灯结束上料。

系统引导换料流程（即被动式换料流程）：系统根据贴片机物料的实时使用数量、首次物料上料数量，人为对系统的剩余物料水位设定进行核算，当物料达到预警水位时，系统会直接通知贴片机自锁机构，自锁机构的挡板会自动弹开同时提示灯亮黄灯，操作员取出物料，自锁货架解锁目标物料，操作员换料，推上挡板换料提示灯亮绿灯结束上料；或当物料达到预警水位时系统直接通知智能货架，智能货架物料支架自动弹开，操作员提取物料的同时系统会通知贴片机自锁机构进行解锁，自锁机构的挡板会自动弹开同时提示灯亮黄灯，取出物料，操作员换料，推上挡板换料提示灯亮绿灯结束上料。

实施例

本实施例中给出了一种挂盘式的贴片机智能自锁机构，该挂盘式的贴片机智能自锁机构无需依赖于前述各实施例的一整套完整的贴片机智能自锁机构，可应用于单个贴片机飞达的自锁，在生产线没有一整套的控制系统去控制贴片机智能自锁机构的前提下，可将其直接挂在飞达的尾部，其结构如图11、图12所示，该飞达挂盘式贴片机智能自锁机构包括料盒和料盒手柄，所述料盒设置于料盒手柄底部，所述料盒呈半圆结构，料盒内设有供料盘插入的半圆形凹槽，所述料盒手柄的左端设有锁孔，所述锁孔通过电子锁锁止，电子锁通过独立的控制系统控制其锁死和释放，所述锁孔与电子锁锁止后，料盘将被完全锁死在料盒内。

实施例

所述贴片机智能自锁系统，采用如实施例2和实施例3中的贴片机智能自锁机构，可将贴片机进料器FEEDER上的物料盘锁死，在没有收到智能线边仓系统信号指令时，贴片机上的进料器FEEDER及物料锁死，无法进行接换料。该系统与智能线边仓及中央控制系统对接，具有主动识别所需接换料的站位、辨别物料对错、主动干预作业员不规范操作流程、提示线边仓取料储位等功能。

具体的，贴片机智能自锁机构与智能货架、智能线边仓对接，通过制造执行系统MES形成一套全封闭式防错料管理系统，该系统会自动在智能线边仓中找到对应物料，操作员从智能线边仓提取物料后，智能线边仓会通过系统发出信号给贴片机智能自锁机构，贴片机智能自锁机构接到信号后，会自动解锁相对应的进料器FEEDER及物料料盘。操作员完成接换料后，需及时关闭贴片机物料智能自锁机构的仓门，否则系统会报警，且无法进行下次工作指令；系统每次只接收一条指令，贴片机智能自锁机构也只解锁相应的一站物料；贴片机智能自锁机构与进料器FEEDER一一对应，并用挡板按进料器FEEDER站位隔开，进料器FEEDER上的料盘必须放置在贴片机智能自锁机构范围内，贴片机智能自锁机构、智能线边仓、制造执行MES系统自成一体，确保一对一防呆式换料。

本实施例中，根据用户的实际生产线配置，给出了以下几种情景的对接方式：

与贴片机端口对接：通过端口与制造执行系统MES对接，并同时与SMT生产线第三方管理软件对接，SMT仓通过制造执行系统MES发首套物料给贴片机进行生产，在生产过程中制造执行系统MES系统会实时通过贴片机端口获取物料使用数据，同时根据首套发出的物料数量进行扣数，制造执行系统MES再设置一个物料剩余数量水位，当扣数达到这个水位时，制造执行系统MES就会自动告知智能线边仓，该低水位的物料需要续料，智能线边仓相应储位的物料就会自动解锁弹出，同时该储位的物料指示灯闪烁，并会语音提醒操作员需要续料。操作员提取物料时，标签打印机会自动打印物料标签，操作员贴好标签，智能线边仓会同时发送信号给贴片机的智能自锁机构和SMT仓，SMT仓会根据制造执行系统MES的生产实际情况进行自动补料，而贴片机自锁机构接到智能线边仓物料提走的指令后，防错料系统APP会立即通知贴片机智能自锁机构解锁，操作员就可以进行一对一的续料，同时将该站物料再次控制加以锁定。

贴片机设备不支持端口对接：在贴片机上加装过板感应器，通过过板感应器来与制造执行系统MES对接，并同时与SMT生产线第三方管理软件对接，SMT仓通过制造执行系统MES发首套物料给贴片机进行生产，在生产过程中生产线加装的过板感应器会实时传送过板数据给制造执行系统MES，制造执行系统MES会根据首套发出的物料数量、BOM用量、过板数量进行核算扣数。制造执行系统MES可以设置一个物料剩余数量水位，当扣数达到这个水位时，制造执行系统MES就会自动告知智能线边仓，该低水位的物料需要续料，智能线边仓相应储位的物料就会自动解锁弹出，同时该储位的物料指示灯闪烁，并会语音提醒操作员需要续料。操作员提取物料时，标签打印机会自动打印物料标签，作业员贴好标签后，智能线边仓会同时发送信号给贴片机的智能自锁机构和SMT仓，SMT仓会根据制造执行系统MES的生产实际情况进行自动补料，而贴片机自锁机构接到智能线边仓物料提走的指令后，防错料系统APP会立即通知贴片机智能自锁机构解锁，操作员就可以进行一对一的续料，同时将该站物料再次控制加以锁定。

贴片机设备不支持端口对接且未加装过板感应器：利用扫码枪，通过扫进料器FEEDER及物料二维或条码与制造执行系统MES对接，并同时与SMT生产线第三方管理软件对接，操作员可通过四种人工操作方式（扫站位二维码、扫进料器FEEDER二维码、扫料盘二维码、按自锁站位按键）来激活防错料系统APP。扫描枪或者智能自锁机构会将续料信息告知制造执行系统MES，制造执行系统MES就会自动告知智能线边仓，该扫码的物料或按键储位的物料就会自动解锁弹出、同时该储位的物料指示灯闪烁；操作员提取物料时，标签打印机会自动打印物料标签，作业员贴好标签后，智能线边仓会同时发送信号给贴片机的智能自锁机构和SMT仓，SMT仓会根据制造执行系统MES的生产实际情况进行自动补料，而贴片机智能自锁机构接到智能线边仓物料提走的指令后，防错料系统APP会立即通知贴片机自锁机构解锁，操作员就可以进行一对一的续料，同时将该站物料再次控制加以锁定。

当用户没有智能线边仓时，上述的操作流程变更为：操作员根据SMT产线缺料信息，在物料存放区找到对应的物料，并扫描物料条码信息，防错料系统APP收到信息后，发出信号指令给贴片机智能自锁系统，智能自锁机构再依据系统指令，解锁所需接换料的进料器FEEDER及物料料盘，操作员取出料盘，进行接换料作业。

需要说明的是，上述四种情景下，全封闭换料流程都是系统先激活智能线边仓，当操作员从智能线边仓提取物料时，智能线边仓瞬间发出物料出库指令给系统（无智能线边仓时，可通过扫描或激活物料条码信息，瞬间发出物料出库指令给系统）,系统接到指令后会自动激活贴片机智能自锁机构。该系统也涵盖了以下功能：当接到续料指令时，系统会同时通知贴片机智能自锁机构和智能线边仓，贴片机智能自锁机构根据所需要控制的物料进行解锁，配合智能线边仓出料。

实施例

如图13所示，本实例中进一步给出了实施例1中所述SMT生产线封闭式防错料装置的操作方法，包括以下步骤：

步骤S1、生产开始前，物料标签管理系统根据仓库操作员上传的物料清单，通过扫描枪扫描原物料条码后自动转换为SMT生产线的内部条码，并利用条码打印机将转换后的内部条码贴打印出来贴在物料原本的条码上；

步骤S2、物料转运车将贴好条码的物料，根据中央控制系统指令，将物料存放于相对应的储位上，并将物料的入库时间和储位信息录入至中央控制系统，管理员根据物料清单上传站位表到后台管理系统；

步骤S3、后台管理系统向智能线边仓系统发送出库指令，智能线边仓系统接收出库指令并对物料的条码进行校验，并在校验无误后，控制机械手从货架上抓取物料放至转运车上，随后转运车将物料运送至SMT生产线的指定位置；

步骤S4、生产开始，SMT生产线操作员核对物料清单，确认所需物料全部运送至指定位置的情况下，执行上料操作，并根据物料当前的站位和对应的料号判断上料操作是否正确，若正确，则操作员将进料器FEEDER安装至贴片机指定位置，执行步骤S5；否则重新执行上料操作；

步骤S5、各机台均上料完成后，SMT生产线开始生产，生产过程中操作员对各机台剩余物料进行逐一扫码，并通过后台管理系统向智能线边仓系统发送入库指令，智能线边仓系统接收入库指令，在对物料条码校验无误后，将物料逐一存储于智能线边仓指定位置；

步骤S6、产线实时监控系统依据贴片机端口对接过板感应器，采集生产数据，当产线实时监控系统监测到一个或多个机台需要进行补料时，系统自动上报需补料站位并发出信号指令，操作员查看树莓派的界面信息提示，选定补料站位，智能线边仓系统向线边仓储位信号灯发出指令，亮灯提示，或智能自锁线边仓自动解锁；

步骤S7、操作员依据智能线边仓储位信号，在智能线边仓提取物料，智能线边仓系统向贴片机智能自锁系统传输信息，贴片机智能自锁系统解锁补料站位FEEDER料盘，进行补料作业，若操作员取错物料，则贴片机智能自锁系统不能解锁补料站位FEEDER料盘，补料作业则无法进行。

进一步地，如图14所示，步骤S3所述控制机械手从货架上抓取物料放至转运车上，随后转运车将物料运送至SMT生产线的指定位置，当同一个物料分配到两个或更多机台时，料盘数量不足，则通过物料拆分模块进行物料拆分，具体步骤如下：

步骤S31、当同一个物料分配到两个或更多机台，导致料盘数量不足时，操作员向物料拆分模块输入操作员ID、物料储位和分料盘数；

步骤S32、物料拆分模块根据物料储位和分料盘数，调取相应数量的空料盘，由操作员将所调取料盘的原条码清除干净；

步骤S33、条码打印机根据物料的储位信息及分料盘数信息，打印相应分料盘数的条码，贴在准备好的空料盘上；

步骤S34、智能线边仓系统将物料取出，由操作员进行物料拆分，在核对物料及料盘条码信息无误后，将拆分好的物料分别卷于贴好条码的料盘中，并在扫码后放入智能线边仓，等待智能线边仓系统转运。

进一步地，如图15所示，步骤S4中所述确认所需物料全部运送至指定位置的情况下，执行上料操作，并根据贴片机当前的站位和料盘对应的料号判断上料操作是否正确，若正确，则操作员将进料器FEEDER安装至贴片机指定位置，具体过程如下：

步骤S41、首先将贴片机智能自锁机构安装至贴片机上料台，并清空贴片机智能自锁机构内的所有杂物，根据站位表将贴片机智能自锁机构内的上料盒插入到对应的位置上；

步骤S42、利用扫描机扫描贴片机上的条码得到站位，扫描料盘条码得到料号，根据站位表上的站位和料盘对应的料号判断上料操作是否正确，并由操作员将物料装入进料器FEEDER内；

步骤S43、扫描装入进料器FEEDER内的物料条码，当该站位的上料盒处于合并状态时该上料盒弹开，操作员根据贴片机智能自锁机构的信号灯提示，将进料器FEEDER安装至贴片机指定位置；

步骤S44、将物料插入贴片机智能自锁机构的料盒并合上料盒，当放错位置时，料盒无法合上，贴片机智能自锁机构信号灯亮起，并语音播报上料错误，当位置正确时，语音播报上料正确，上料操作完成。

进一步地，如图16所示，步骤S6中所述当产线实时监控系统监测到一个或多个机台需要进行补料时，操作员通过后台管理系统向智能线边仓发送出库指令，具体过程如下：

步骤S61、产线实时监控系统，根据贴片机端口对接的过板感应器，采集生产数据，并在监测到一个或多个机台需要进行补料时发出信号指令，操作员查看树莓派的界面信息提示，通过后台管理系统选定补料站位，并向智能线边仓发送出库指令；

步骤S62、智能线边仓系统接收出库指令并对物料条码进行校验，并在校验无误后，控制机械手从货架上抓取物料放至转运车上，随后转运车将物料运送至SMT生产线的指定位置；

步骤S63、当生产线产生散料需要及时清尾使用时，则通过散料模块调取尾料进行使用。（具体步骤请参考原始资料中的9.13散尾料作业操作方法，且图15散料流程图需要根据操作方法调整）。

进一步地，如图17所示，步骤S63中所述通过散料模块调取散料进行使用，具体过程如下：

步骤S631、尾料有料盘的，扫料盘条码，存储于智能线边仓；

步骤S632、尾料没有料盘的，需要操作员测试阻容值，经IPQC核对无误后，手写标签，再由主管确认后，由主管在树莓派操作界面，进入散料模块，输入尾料在智能线边仓的储位、数量、操作员ID、IPQC ID信息，散料模块发出指令给标签打印机打印新标签，操作员将标签贴于空料盘上，将尾料卷入料盘。

步骤S633、将卷有尾料的物料盘，重新扫码，存储于智能线边仓。

以上对本发明的较佳实现方法进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种SMT生产线封闭式防错料装置，包括软件和硬件，其特征在于，所述软件包括防错料系统APP、后台管理系统、产线实时监控系统、智能线边仓系统、贴片机智能自锁系统、物料拆分模块、散料模块、物料标签管理系统和中央控制系统；所述硬件包括过板感应器、报警灯、显示器、扫描枪、条码打印机、智能货架、智能线边仓、贴片机、贴片机智能自锁机构和进料器FEEDER；

所述防错料系统APP、中央控制系统均安装于树莓派，所述树莓派分别与报警器和电源连接，所述后台管理系统、产线实时监控系统、智能线边仓系统、贴片机智能自锁系统、物料拆分模块、散料模块、物料标签管理系统分别与所述中央控制系统连接；

所述过板感应器安装于SMT生产线回流炉前一个工序的轨道上，用于采集生产数据，并与中央控制系统对接；所述报警灯安装在智能货架、智能线边仓及SMT贴片机智能自锁机构上，当操作异常或违规操作时，报警灯发出警报，用于提示操作员；所述显示器用于显示数字信息，实现人机交互；所述扫描枪用于识别物料条码、进料器FEEDER站位及智能线边仓储位功能，并将识别的数据信息传输到中央控制系统；所述条码打印机用于打印条码；所述智能货架用于提示物料储位，且能够实现物料与储位绑定；

所述贴片机智能自锁机构包括仓储式自锁装置和挡板式自锁装置；

所述仓储式自锁装置，包括上料台底座、第二料盒和料盒手柄，所述第二料盒设置于上料台底座顶部，所述第二料盒包括若干料盒板和限高板，相邻的两个料盒板之间形成供所述料盒手柄插入的腔体，相邻的两个料盒板顶部之间连接有所述限高板，所述料盒手柄呈半圆结构，料盒手柄中部设有供第二料盘插入的半圆形凹槽，所述料盒手柄两侧外壁的下端与相邻的料盒板铰接，所述料盒手柄的左端设有锁孔，所述锁孔通过第二电子锁锁止，所述锁孔与第二电子锁锁止时，所述料盒手柄的右端与所述限高板之间的距离小于所述第二料盘的外径，当料盒手柄右端顺时针转动至与所述上料台底座顶部接触时，所述料盒手柄的右端与所述限高板之间的距离大于所述第二料盘的外径，所述第二料盘使用完毕后，中央控制系统控制第二电子锁开启，使用者将第二料盘对应的料盒手柄顺时针转动，取出第二料盘，避免错料；

所述挡板式自锁装置，料盒板包括横向板和纵向板，所述横向板的底部固定于所述上料台底座的顶部，相邻的两个横向板之间形成供所述料盒手柄插入的腔体，所述横向板的顶部设有与横向板一体成型的纵向板，相邻的两个纵向板之间通过所述限高板进行连接；所述料盒手柄的右端设有手柄部，所述手柄部底部设有弧形凹槽，所述手柄部的端部为半圆形结构，所述料盒手柄的中部两侧通过螺栓连接有限位板，相邻两块限位板之间形成供所述第二料盘插入的半圆形凹槽。

2.根据权利要求1所述的一种SMT生产线封闭式防错料装置，其特征在于，所述防错料系统APP用于存储物料计划，并核对物料和站位信息是否匹配，进而通过控制贴片机智能自锁机构的释放和自锁，来保证物料严格按照物料计划进料，以实现物料的防错料；所述后台管理系统用于实现人员管理、工单管理、物料管理、品质管理及基础数据管理；所述产线实时监控系统用于采集生产数据，自动上报需补料站位并发出信号指令；所述智能线边仓系统用于接收出库指令并执行条码校验、感应器实时监控、储位灯控制、锁位控制操作，从而实现物料的出库或中转；所述贴片机智能自锁系统用于在接换料时，识别所需接换料的站位、辨别物料对错、主动干预作业员不规范操作流程、提示线边仓取料储位，并在出错时自动将物料盘锁死；所述物料拆分模块用于拆分物料；所述散料模块用于在物料库存不足时，将剩余物料投入使用；所述物料标签管理系统用于根据仓库操作员上传的物料标准范例表，将原物料条码转换为SMT生产线的内部条码，并对转换后的内部条码进行打印，贴在原条码上；所述中央控制系统用于采集并存储生产线的出料、余料数据以及物料位置信息，并在数据或物料位置异常时控制贴片机智能自锁系统自锁，同时启动报警灯。

3.根据权利要求1所述的一种SMT生产线封闭式防错料装置，其特征在于，所述智能自锁货架包括货架、第一料盒、第一料盘和第一电子锁，所述货架由顶板、底板、支撑板和隔板组成，所述支撑板支撑于所述顶板和底板之间，所述顶板与底板之间等间隔设有若干隔板，所述隔板的中部设有铰接座，所述第一料盒呈扇形结构，第一料盒外端端面与内端端面相互垂直，所述第一料盒外端顶部设有指示灯，所述指示灯分别与第一电子锁和中央控制系统电连接，所述第一料盒外端底部与铰接座之间通过销轴铰接，所述第一料盒的顶部设有供第一料盘插入的料盘槽，所述第一料盒内端顶部设有延伸块，所述延伸块的外壁设有锁孔，所述第一电子锁固定于所述支撑板的外壁上，第一电子锁上设有用于延伸块插入的锁槽，所述第一电子锁与锁孔配合锁止时，所述第一料盒的外端与上方的隔板之间的距离小于第一料盘外径，所述第一料盒外端转动至与下方的隔板接触时，第一料盒的外端与上方的隔板之间的距离大于第一料盘外径，当第一料盘插入到第一料盒顶部的料盒槽后，通过第一料盒内部的锁孔与第一电子锁配合锁止，使得第一料盒外端与上方隔板之间的距离小于第一料盘外径，进而锁柱第一料盘，使其无法进出。

4.一种如权利要求1-3所述的SMT生产线封闭式防错料装置的操作方法，其特征在于，所述防错料系统，既能在完全自动化AGV+机械手的状态下实现，也能够在人工操作的状态下实现，具体包括以下步骤：

步骤S1、生产开始前，物料标签管理系统根据仓库操作员上传的物料清单，通过扫描枪扫描原物料条码后自动转换为SMT生产线的内部条码，并利用条码打印机将转换后的内部条码贴打印出来贴在物料原本的条码上；

步骤S2、物料转运车将贴好条码的物料，根据中央控制系统指令，将物料存放于相对应的储位上，并将物料的入库时间和储位信息录入至中央控制系统，管理员根据物料清单上传站位表到后台管理系统；

步骤S3、后台管理系统向智能线边仓系统发送出库指令，智能线边仓系统接收出库指令并对物料的条码进行校验，并在校验无误后，控制机械手从货架上抓取物料放至转运车上，随后转运车将物料运送至SMT生产线的指定位置；

步骤S4、生产开始，SMT生产线操作员核对物料清单，确认所需物料全部运送至指定位置的情况下，执行上料操作，并根据物料当前的站位和对应的料号判断上料操作是否正确，若正确，则操作员将进料器FEEDER安装至贴片机指定位置，执行步骤S5；否则重新执行上料操作；

步骤S5、各机台均上料完成后，SMT生产线开始生产，生产过程中操作员对各机台剩余物料进行逐一扫码，并通过后台管理系统向智能线边仓系统发送入库指令，智能线边仓系统接收入库指令，在对物料条码校验无误后，将物料存储于智能线边仓指定位置；

步骤S6、产线实时监控系统依据贴片机端口对接过板感应器，采集生产数据，当产线实时监控系统监测到一个或多个机台需要进行补料时，系统自动上报需补料站位并发出信号指令，操作员查看树莓派的界面信息提示，选定补料站位，智能线边仓系统向线边仓储位信号灯发出指令，亮灯提示，或智能自锁线边仓自动解锁；

步骤S7、操作员依据智能线边仓储位信号，在智能线边仓提取物料，智能线边仓系统向贴片机智能自锁系统传输信息，贴片机智能自锁系统解锁补料站位FEEDER料盘，进行补料作业，若操作员取错物料，则贴片机智能自锁系统不能解锁补料站位FEEDER料盘，补料作业则无法进行。

5.根据权利要求4所述的SMT生产线封闭式防错料装置的操作方法，其特征在于，步骤S3所述控制机械手从货架上抓取物料放至转运车上，随后转运车将物料运送至SMT生产线的指定位置，当同一个物料分配到两个或更多机台时，料盘数量不足，则通过物料拆分模块进行物料拆分，具体步骤如下：

步骤S31、当同一个物料分配到两个或更多机台时，料盘数量不足时，操作员向物料拆分模块输入操作员ID、物料储位和分料盘数；

步骤S32、物料拆分模块根据物料储位和分料盘数，调取相应数量的空料盘，由操作员将所调取料盘的原条码清除干净；

步骤S33、条码打印机根据物料的储位信息及分料盘数信息，打印相应分料盘数的条码，贴在准备好的空料盘上；

步骤S34、智能线边仓系统将物料取出，由操作员进行物料拆分，在核对物料及料盘条码信息无误后，将拆分好的物料分别卷于贴好条码的料盘中，并在扫码后放入智能线边仓，等待智能线边仓系统转运。

6.根据权利要求4所述的SMT生产线封闭式防错料装置的操作方法，其特征在于，步骤S4中所述确认所需物料全部运送至指定位置的情况下，执行上料操作，并根据贴片机当前的站位和料盘对应的料号判断上料操作是否正确，若正确，则操作员将进料器FEEDER安装至贴片机指定位置，具体过程如下：

步骤S41、首先将贴片机智能自锁机构安装至贴片机上料台，并清空贴片机智能自锁机构内的所有杂物，根据站位表将贴片机智能自锁机构内的上料盒插入到对应的位置上；

步骤S42、利用扫描机扫描贴片机上的条码得到站位，扫描料盘条码得到料号，根据站位表上的站位和料盘对应的料号判断上料操作是否正确，并由操作员将物料装入进料器FEEDER内；

步骤S43、扫描装入进料器FEEDER内的物料条码，当该站位的上料盒处于合并状态时该上料盒弹开，操作员根据贴片机智能自锁机构的信号灯提示，将进料器FEEDER安装至贴片机指定位置；

步骤S44、将物料插入贴片机智能自锁机构的料盒并合上料盒，当放错位置时，料盒无法合上，贴片机智能自锁机构信号灯亮起，并语音播报上料错误，当位置正确时，语音播报上料正确，上料操作完成。

7.根据权利要求4所述的SMT生产线封闭式防错料装置的操作方法，其特征在于，步骤S6中所述当产线实时监控系统监测到一个或多个机台需要进行补料时，系统自动上报需补料站位并发出信号指令，具体过程如下：

步骤S61、产线实时监控系统，根据贴片机端口对接的过板感应器，采集生产数据，并在监测到一个或多个机台需要进行补料时发出信号指令，操作员查看树莓派的界面信息提示，通过后台管理系统选定补料站位，并向智能线边仓发送出库指令；

步骤S62、智能线边仓系统接收出库指令并对物料条码进行校验，并在校验无误后，控制机械手从货架上抓取物料放至转运车上，随后转运车将物料运送至SMT生产线的指定位置；

步骤S63、当智能线边仓监测到智能货架上物料库存不足时，则通过散料模块调取物料进行使用。

8.根据权利要求7所述的SMT生产线封闭式防错料装置的操作方法，其特征在于，步骤S63中所述通过散料模块调取物料进行使用，具体过程如下：

步骤S631、尾料有料盘的，扫料盘条码，存储于智能线边仓；

步骤S632、尾料没有料盘的，需要操作员测试阻容值，经IPQC核对无误后，手写标签，再由主管确认后，由主管在树莓派操作界面，进入散料模块，输入尾料在智能线边仓的储位、数量、操作员ID、IPQC ID信息，散料模块发出指令给标签打印机打印新标签，操作员将标签贴于空料盘上，将尾料卷入料盘；

步骤S633、将卷有尾料的物料盘，重新扫码，存储于智能线边仓。