CN101770227B - 流水线监测控制装置、监测控制方法及流水线 - Google Patents

Abstract

一种流水线监测控制装置，包括：传感器，用于检测流水线是否有工件通过并提供相应数据；编码器，用于提供一连续的触发信号；及控制装置，该控制装置包括一存储器。该控制装置还包括：存储空间分配模块，用于在该存储器内分配具有多个存储单元的存储空间，该多个存储单元包括一个基准存储单元；移位及存储模块，用于检测到触发信号时将该多个存储单元的数据以该基准存储单元为基准依次移位以及读取该传感器提供的数据并存储在该基准存储单元内；及控制模块，用分析该存储空间内的数据并依此控制该流水线上的各加工设备。该监测控制装置结构简单成本低廉。本发明还提供一处流水线的监测方法以及一种流水线。

Description

流水线监测控制装置、监测控制方法及流水线

技术领域

本发明涉及流水线自动生产控制领域，尤其涉及一种流水线监测控制装置、流水线监测控制方法及包含该流水线监测控制装置的流水线。

背景技术

电路板作为各种电子组件的载体以及信号传输载体对于各种电子装置是不可缺少的组件。目前电路板的各种制作工艺已经非常成熟，自动化的流水线也在电路板的制作过程中得到广泛应用。而在电路板的制作过程中，一旦流水线被启动就一直运行。然而实际生产过程中，由于各种原因流水线的工件不可能完全连续提供。在此种情形下流水线中的各种加工设备、输送机等一直在运行，因此不可避免的会造成能源浪费。

为节省能源，目前在电路板自动流水线中都会要求设置省电装置。其省电方式通常是当10(可设定)分钟内，没有板件进入时，停止输送机、酸洗泵、水洗泵、烘干冷风段、风切等随时启动即可以达到工艺要求的工站，其它不可一启动即可以达到工艺要求的工站，则必须保持，如温度控制及药水搅拌(可停两分钟搅拌一分钟)、烘干热风段等。当有板件进入时再依序启动，以达到节能之功效。

由于只知道板件进入并不知板件的位置，所以只能以各工站分别停止与启动，另以10分钟做为其暂停之基准，并不合理。最理想的方式应依各工站实际状况来进行暂停动作，如输送机、烘干冷风段、风切等装置只要启动很快就可以进入稳定状态，只要其重新启动所需之耗能小于等待时间所需之耗能，加上其寿命等相关考虑，即可得知不同装置之最适等待时间，如此可将等待时所需的电能降至最小。但采用此种方案必须知道板件在流水线的位置，才可做到何时该启动，何时该停止。

因此，有必要提供一种流水线监测控制装置，用以监测流水线工件的位置，并依此控制流水线以达成最佳节电功能。

发明内容

以下将以实施例说明一种流水线监测控制装置、流水线监测控制方法及包含该流水线监测控制装置的流水线。

一种流水线监测控制装置，该流水线包括多个加工设备，该流水线监测控制装置包括：传感器，其用于检测流水线是否有工件通过并提供表征流水线上是否有数据；编码器，其用于提供一连续的触发信号；及控制装置，该控制装置包括一存储器；该控制装置还包括：存储空间分配模块，用于在该存储器内分配具有多个存储单元的存储空间，该多个存储单元包括一个基准存储单元；移位及存储模块，用于检测到该触发信号时将该多个存储单元的数据以该基准存储单元为基准依次移位以及读取该传感器提供的数据并存储在该基准存储单元内；及控制模块，用于分析该存储空间内的数据并依此控制该流水线上的各加工设备。

一种流水线的监测控制方法，其包括以下步骤：提供一控制装置，该控制装置包括一存储器；在该存储器内分配具有多个存储单元的存储空间，该多个存储单元包括一个基准存储单元；提供一触发信号；采用一传感器检测流水线是否有工件通过并提供相应数据；如果检测到该触发信号则将该多个存储单元存储的数据以该基准存储单元为基准依次移位，并读取该传感器的数据存储在该基准存储单元内；及分析该存储空间内的数据并依此控制该流水线上的各加工设备。

一种具有监测控制装置的流水线，包括：多个工站，每个工站具有至少一个加工设备；该流水线还包括一个与每个工站的加工设备相连的监测控制装置，该监测控制装置包括：传感器，其用于检测流水线上是否有工件通过并提供表征是否有工件通过的数据；编码器，其用于提供一连续的触发信号；及控制装置，该控制装置包括一存储器；其特征是，该控制装置还包括：存储空间分配模块，用于在该存储器内分配具有多个存储单元的存储空间，该多个存储单元包括一个基准存储单元；移位及存储模块，用于检测到触发信号时该多个存储单元的数据以该基准存储单元为基准依次移位以及读取该传感器提供的数据并存储在该基准存储单元内；及控制模块，用于分析该存储空间内的数据并依此控制该流水线上的各加工设备。

采用上述流水线监测控制装置，只需要在流水线一端设置一个传感器，即可监视整条流水线上工件所在的位置，进而可依据工件的分布控制流水线上的各装置，可达成最佳节电方式，结构简单，成本低廉。

附图说明

图1是一种生产电路板的流水线的示意图。

图2是图1的流水线中一输送机的结构示意图。

图3是图2的输送机中的一控制装置的控制流程图。

图4是图2的输送机的控制装置中一存储空间内存储数据与图1的流水线上工件的位置对应关系图。

图5是图2的输送机的控制装置的控制程序模块图。

图6是本技术方案第二实施例中输送机的控制装置的控制程序模块图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例，对本技术方案提供的流水线监测控制装置、流水线监测控制方法及包含该流水线监测控制装置的流水线作进一步的详细说明。

请参阅图1，其为一用于生产电路板的流水线100的示意图。流水线100包括分别对应于多个工序的工站101、102、103、104及105。工站101、102、103、104、105内依据实际的加工工艺可包括各种加工设备，例如输送机、酸洗泵、水洗泵、冷却用鼓风机、加热(烘干)用鼓风机、风切装置、药水搅拌泵、加热器等等。其中输送机、酸洗泵、水洗泵、冷却用鼓风机、风切装置一开动即可进入工作状态。为维持稳定的工件条件药水搅拌泵、加热器、加热(烘干)用鼓风机启动后不能随意停止。工站101内设有输送机10。

参阅图2，输送机10包括控制装置11、传输模块12(例如传送带或者传送滚轮)、用于驱动该输送机的伺服马达13及一光电编码器14。控制装置11为可编程逻辑控制装置(Programmable logic controller，PLC)，其包括存储器。伺服马达13与传输模块12相连，用于驱动传输模块12工作以达到传输工件(例如电路板)之功能。光电编码器14包括安装在伺服马达13输出轴上的光栅盘141及光电传感器142。光电传感器142与控制装置相连，用于向控制装置提供表示伺服马达13转动状态的编码信息。光电传感器142所提供的编码信息的频率依赖于光栅盘142的分辨率以及伺服马达的转动速率。在光栅盘142的分辨率已经确定的情形下，该编码信息的数量可表示伺服马达13转动的角度以及传输模块12传动的距离。对于该编码信息，可用1、0不停变化表示马达在转动，连续的1或0表示伺服马达13未转动。因此在伺服马达13被启动后，光电编码器14就持续提供一表征伺服马达是否转动的编码信息。

在输送机10靠近流水线100入口的一端设有传感器15。传感器15用于扫描及感测传输模块12上正对该传感器15的位置是否有工件传输通过，并向控制装置11提供表示是否有工件通过的信息。例如用1表示传输模块12正对光电传感器15的位置有工件通过，用0表示没有工件通过。

参阅图3，以下将详细说明控制装置11的具体控制过程：

首先，在控制装置11的存储器内分配具有多个存储单元的存储空间。具体地，该存储空间的位数B可用以下公式计算：B＝(流水线的长度/伺服马达转动一圈时该传输模块12传输的距离)*光栅盘142的分辨率。由此，如果将流水线的长度分配为B个单元，每个单元的长度相当于在光电编码器14一个触发信号周期的时间内传输模块12传输的距离，则该B个存储单元与流水线的B个单元就对应起来。本实施例中，存储空间的位数B与流水线的单元数相同，因此该B个存储单元与流水线的B个单元一一对应。然而还可以采用多位存储空间对应于一个流水线的单元，或者多个流水线单对应于一位存储空间的方式。该多个存储单元的每个单元均可表示二种状态，例如0或1。该多个存储单元包括一基准存储单元。

其次，监测光电编码器14提供的触发信号，如果检测到光电编码器14提供的触发信号则进行移位动作及存储动作。

触发信号是指伺服马达转动时光电编码器14发出的编码信息，而伺服马达是否在转动可经由光电编码器14发出的编码信息是否交替变化来判断。移位动作是指将该多个存储单元存储的数据以该基准存储单元为基准依次移位。例如，如果将该多个存储单元依次记为1、2、3...N的话，存储单元1为基准存储单元，移位时可将第i(n为自然数且1≤i＜N)个存储单元内的数据移至第i+1个存储单元内。存储动作是指读取传感器提供的表征流水线上是否有工件通过的信息并将该信息存储在该基准存储单元内。

再次，在进行移位动作与存储动作以后对存储在该B个存储单元内的数据进行分析并实现对流水线100中各种装置的控制。

由于光电编码器14每发出一个触发信号就代表伺服马达13转过一定角度，也就意味着传输模块12传输过一定的距离。请参阅图4，其为光电编码器14已经发出N个触发信号140后该多个存储单元存储的数据示意图。其中1(高位)表示传感器15感测到有工件经过。而在该存储空间内，对应于每个触发信号(即传输模块12走过一定距离)，该多个存储单元内的数据进行一次移位，因此该多个存储单元内的数据就反应当前状态下流水线工件的位置。所以要想知道流水线工件的位置，扫描该多个存储单元内的数据并分析即可。具体地，如果第m个存储单元至第n个存储单元内的数据均为1(m，n为自然数，且1≤m≤n≤N)，则表示该流水线离传感器15所在入口处m*d到n*d的区域内有工件，其中d为电编码器14每发出一个触发信号传输模块12走过的距离。依次分析该多个存储单元内的数据即可得知流水线所有工件所在的位置。根据类似的方法同样可计算出流水线相邻工件之间的距离。控制装置11即可根据相邻工件之间的距离控制是否关闭流水线某些设置或才改变这些设备的工件模式。

具体地，光电编码器14每发出一个信号，控制装置11执行一次边界检测动作并相应控制流水线的各种装置。即，第一、对于该流水线的每个需要控制的装置检测是否有一段时间段内该装置内无工件通过，即该装置有一空档期。由于流水线上各装置的位置一般是固定的，因此可将各装置的位置信息存储在存储器中，而根据上述可计算出流水线上没有工件的区域，将其与各装置的位置相比较即可得知是否有工件要通过。控制装置。第二、计算该空档期的时间长短进而判断是否需要关闭或改变该装置的工件模式。而具体工作模式的改变或者打开/关闭则依赖于该装置所在工站的特性决定。例如，输送机、酸洗泵、水洗泵、冷却用鼓风机、风切装置等皆可一开动即进入工作状态，因此只要关闭期间(空档期的时长)所节省的电能大于启动时增加的能耗时即可关闭。而药水搅拌泵、加热器除非整个流水线长时间停止，否则均应保持稳定的操作条件。因此不能直接关闭，或根据情况控制其间歇性工件或者降低输出功率。

本实施例中，控制动作是在移位及存储动作后进行，也就是说，控制动作同样是由光电编码器14提供的触发信号所触发。然而，控制动作与移位存储动作还可独立进行。只要以足够的频率(例如与光电编码器14的频率相同或更高)分析该多个存储单元内的数据即可。

参阅图5，根据上述描述，控制装置11内运行的控制程序110包括存储空间分配模块112、移位及记录模块114、及控制模块116，其分别用于执行上述存储空间的分配、移位及存储动作及控制动作。

可以理解，采用上述流水线监测控制装置，只需要在流水线一端设置一个传感器，以及利用输送机10的控制装置即可监视整条流水线上工件所在的位置，进而可依据工件的分布控制流水线上的各装置，可达成最佳节电方式，结构简单，成本低廉。

参阅图6，第二实施例提供的流水线监测控制装置的控制程序210中还进一步包括记录模块118。记录模块118用于记录控制模块216对流水线上各装置进行的控制动作。该记录即可保存在控制装置11内部的存储器内，以供在输送机10的界面上查看，还可以将记录经由网络发送至远程终端以供记端程终端监视、记录。由此，可以方便的查看流水线上各装置具体的运行状况。此外除向远程终端发送对流水线上各装置的控制的记录外，还可发送该存储空间内存储的数据，此时远程终端同样可依据上述分析方法对该数据进行处理而得到流水线上工件所在的位置，方便位于远端的工件人员监测查看流水线上的状态。

在上述实施例中，控制装置直接采用输送机内建的控制装置，然而可以理解，还可采用独立的控制装置。此外，除采用安装于输送机伺服马达上的光电编码器14外，还可采用可直接产生固定频率的触发信号的装置，例如采用晶振以及倍频器获取所要频率的触发信号。此时，只要伺服马达以恒定速度运行则每个触发信号同样代表输送机走过一定距离，可按照上述方法对流水线进行控制。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种流水线监测控制装置，该流水线包括多个加工设备，该流水线监测控制装置包括：

传感器，其用于检测流水线上是否有工件通过并提供表征是否有工件通过的数据；

编码器，其用于提供一连续的触发信号；

及控制装置，该控制装置包括一存储器；

其特征是，该控制装置还包括：

存储空间分配模块，用于在该存储器内分配具有多个存储单元的存储空间，该多个存储单元包括一个基准存储单元；

移位及存储模块，用于检测到触发信号时该多个存储单元的数据以该基准存储单元为基准依次移位以及读取该传感器提供的数据并存储在该基准存储单元内；

及控制模块，用于分析该存储空间内的数据并依此控制该流水线上的各加工设备。

2.如权利要求1所述的流水线监测控制装置，其特征是，该控制装置进一步包括记录模块，用于将对该流水线中各加工设备控制过程记录在存储器内。

3.如权利要求1所述的流水线监测控制装置，其特征是，该控制装置进一步包括将该存储空间存储的数据发送给远程终端的模块。

4.如权利要求1所述的流水线监测控制装置，其特征是，该编码器为光电编码器。

5.一种流水线的监测控制方法，其包括以下步骤：

提供一控制装置，该控制装置包括一存储器；

在该存储器内分配具有多个存储单元的存储空间，该多个存储单元包括一个基准存储单元；

提供一触发信号；

采用一传感器检测流水线是否有工件通过并提供相应数据；

如果检测到该触发信号则将该多个存储单元存储的数据以该基准存储单元为基准依次移位，并读取该传感器的数据存储在该基准存储单元内；

及分析该存储空间内的数据并依此控制该流水线上的各加工设备。

6.如权利要求5所述的流水线监测控制方法，其特征是，进一步包括将对该流水线中各加工设备控制过程记录在存储器内的步骤。

7.如权利要求5所述的流水线监测控制方法，其特征是，进一步包括将该存储空间存储的数据发送给远程终端的步骤。

8.一种具有监测控制装置的流水线，包括：

多个工站，每个工站具有至少一个加工设备；

该流水线还包括一个与每个工站的加工设备相连的监测控制装置，该监测控制装置包括：

传感器，其用于检测流水线上是否有工件通过并提供表征是否有工件通过的数据；

编码器，其用于提供一连续的触发信号；

及控制装置，该控制装置包括一存储器；

其特征是，该控制装置还包括：

存储空间分配模块，用于在该存储器内分配具有多个存储单元的存储空间，该多个存储单元包括一个基准存储单元；

移位及存储模块，用于检测到触发信号时该多个存储单元的数据以该基准存储单元为基准依次移位以及读取该传感器提供的数据并存储在该基准存储单元内；

及控制模块，用于分析该存储空间内的数据并依此控制该流水线上的各加工设备。

9.如权利要求8所述的流水线，其特征是，该流水线包括一输送机，该控制装置为该输送机内建的控制装置。

10.如权利要求9所述的流水线，其特征是，该传感器安装在该输送机靠近该流水线入口一端。

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