CN104925437B - 一种面向smd的可扩展智能仓储系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向SMD的可扩展智能仓储系统，包括存料架组件、料盒组件、机械手组件、输送带组件以及检测区组件等，其中料盒组件包括一系列依序排列的料盒，并通过转动链组件安装在所述存料架组件上实现循环输送，各个料盒的前门和后门分别通过弹簧铰链在非存取料状态下保持封闭，并且为前门还配备有防止其开启的C型锁销；机械手组件包括触开杆、取料机械手和存料机械手，并通过对料盘前后门以及C型锁销的作用来实现存取料操作。通过本发明，能够以结构紧凑、便于操控的方式实现对现有SMD仓库中多料盘的监控和自动存取功能，同时具备同步性好、操作精度高、多单元扩展性强等多个优点。

Description

一种面向SMD的可扩展智能仓储系统

技术领域

本发明属于SMD储存设备相关领域，更具体地，涉及一种面向SMD的可扩展智能仓储系统。

背景技术

表面贴装元件(Surface Mounted Devices，也即SMD)作为表面贴装技术元器件中的一种，主要包括片式晶体管和集成电路等形式。在电子线路板生产的初级阶段，过孔装配完全由人工来完成；首批自动化机器推出后，它们可放置一些简单的引脚元件，但是复杂的元件仍需要手工放置方可进行波峰焊。大约二十年前，推出了表面贴装元件，并就此开创了一个新纪元。从无源元件到有源元件和集成电路，最终都变成了表面贴装元件并可通过拾放设备进行装配。

SMD通常存储在卷带上，卷带绕在专门的支撑料盘上，封装好的SMD料盘呈盘状。SMD元件由于尺寸小、种类多、管理难等特点，对SMD仓储系统提出了较高的要求：一方面，仓储系统既要保证料盘能够高效率地存取，又要保证能够准确地识别各种型号的料盘；另一方面，还要保证提供洁净、防氧化、防静电的存储环境等。

现有技术中已经提出了一些适用于SMD的仓储方案，例如，CN201420592840.7提出了一种SMT物料货架，CN200720046571.4提出了一种SMD器件排列分选叠装装置，等等。这些现有设备的结构和管理方法各不相同，但共同存在的缺陷主要包括：第一，每次仅能存储或取出一盘料盘，导致存取效率不高，而且在多单元扩展性方面做得不够；第二，对多料盘的管理不够智能和系统化，尤其是存储空间偏小、结构复杂，同时存在存储环境不达标等问题；第三、对多料盘的操作同步性不足，相应导致SMD整体存储输送过程中的控制精度往往难于令人满意。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种面向SMD的可扩展智能仓储系统，其中通过对其整体构造的组成，尤其是关键组件如料盒组件、存料架组件以及检测区组件等各自的具体结构及其设置方式进行研究和设计，相应能够以结构紧凑、便于操控的方式实现对现有SMD仓库中多料盘的监控和自动存取功能，同时具备同步性好、操作精度高、多单元扩展性强等多个优点。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种面向SMD的可扩展智能仓储系统，该仓储系统包括存料架组件、料盒组件、机械手组件、输送带组件以及检测区组件，其特征在于：

所述存料架组件整体呈立式的机架结构，并被划分为多个构造相同的存料仓库；各个存料仓库各自包括沿着竖直方向设置的滚珠轨道、以及设置在下部的第一安装板、第二安装板和底板；此外，在所述底板上安装有检测模块，该检测模块用于对输送至此处的料盒执行检测，并获得相应的位置坐标信息；

所述料盒组件包括一系列依序排列的料盒，并通过转动链组件实现沿着滚珠轨道循环输送；各个料盒分别包括料盒外壳、分设在料盒外壳左右两侧的前门和后门、贴合在料盒外壳外侧且包含有料盒位置坐标信息的识别牌、分别用于将前门和后门可转动开启地铰接在料盒外壳上的第一弹簧铰链和第二弹簧铰链、安装在后门一侧用于在所述滚珠轨道执行输送运动的钢珠滚轮，以及安装在前门与料盒外壳之间防止前门开启的C型锁销，最后通过带齿夹板25固定安装在并列的第一同步带和第二同步带上；

所述机械手组件对应于各个存料仓库而设置，并包括触开杆、取料机械手和存料机械手，其中触开杆设置在所述第一安装板上且处于所述前门一侧，用于操作所述C型锁销以解除对前门的约束；存料机械手同样设置在所述第一安装板上处于所述前门一侧，并用于在所述C型锁销解除对前门的约束之后，推开前门且将待存入的SMD料盘送入至料盒内部；取料机械手设置在所述第二安装板上且处于所述后门一侧，并在所述C型锁销解除对前门的约束之后，推开后门并将待取出的SMD料盘从料盒内部继续经由所述前门推出；

所述输送带组件设置在所述存料架组件的下部前侧，用于对待执行存取操作的SMD料盘执行输入及输出操作，其包括基座、水平并列设置在基座上的第一传送带和第二传送带、用于驱动第一和第二传送带同步循环输送的驱动模块，以及沿着传送带运动方向间隔设置的挡销；

所述检测区组件设置在所述输送带组件附近，并用于对待执行存取操作的SMD料盘执行相关信息的读取、录入以及查找操作。

作为进一步优选地，所述转动链组件围绕于各个存料仓库的所述滚珠轨道而设置，并包括经由第一带轮轴并列设置在所述存料架组件上部的上带轮组、经由第二带轮轴并列设置在所述存料架组件下部的下带轮组、分别对应套设在上下带轮之间的第一同步带和第二同步带，以及用于驱动这两个同步带执行同步循环转动的驱动电机；此外，所述料盒经由带齿夹板联接在所述第一同步带与第二同步带之间，由此随同该同步带一同发生循环输送。

作为进一步优选地，所述取料机械手和存料机械手的结构相类似，它们均包括水平设置的圆弧型推手、与圆弧型推手的中央水平相连且呈铰链形式的行程放大机构、经由竖直连接杆与该行程放大机构相联接的直线轴承，以及与该直线轴承水平相联以提供驱动输出的气缸。

作为进一步优选地，对于所述输送带组件而言，在所述第一传送带和第二传送带两侧还分别安装有间隔设置有多个防偏弹性挡板，该防偏弹性挡板的端面呈向内突出的可调节弧形结构，由此可根据待输送料盘的规格来执行适应性调节。

作为进一步优选地，所述贴合在料盒外壳外侧的识别牌由条形码和内封装的RFID标签共同组成；相应地，安装在所述底板上的检测模块包括存料架传感器、存料架条码读头和存料架RFID读写器，其中存料架传感器用于对输送至存取料工位处的料盒进行检测和确认；存料架条码读头和存料架RFID读写器则共同用于对上述识别牌进行检测，并获得对应的料盒位置坐标信息。

作为进一步优选地，所述检测区组件包括检测区传感器、检测区RFID读写器和检测区条码读头，其中检测区传感器用于对待输送至所述输送带组件处的料盘进行检测和确认，同时具备数据统计功能；检测区RFID读写器和检测区条码读头则共同用于对待输送至所述输送带组件处的料盘的各种状态信息进行读写，进而实现对整个仓储系统的数据查询功能。

作为进一步优选地，当所述料盒组件存放在所述存料架组件时，其前门和后门均处于锁紧关闭状态。

作为进一步优选地，所述行程放大机构由多根杆共同组成铰链结构，并且各根杆的相连处由带有球形帽的铆钉相连；以此方式，所述取料机械手和存料机械手与其支撑面之间以多点接触的方式相接触。

作为进一步优选地，所述料盒组件在其外壳出口处设计为呈一定斜角的斜坡形式；此外，在各个料盒内层的上下侧均涂覆有缓冲硅胶。

作为进一步优选地，上述仓储系统还包括外壳组件，该外壳组件由多个不同尺寸规格的外壳安装板组成，并用于将上述存储系统组装成一个整体；此外，在外壳安装板上设置有多个扩展口，以便实现多个仓库系统的相互连接扩展，并可对其他机械结构及电气控制结构的扩展。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，通过对其整个构造组成，尤其是关键组件如料盒组件、存料架组件以及检测区组件等各自的具体结构及其设置方式进行研究和设计，相应能够有效改善现有方案中每次仅能存储或取出一盘料盘的问题，显著提高存储空间和操作便利性，同时确保SMD整体存储输送过程中的同步性和高控制精度；此外，本发明还能够实现对多料盘的智能管理，而且具备优良的多单元扩展性能。

附图说明

图1是按照本发明优选实施方式所构建的面向SMD的可扩展智能仓储系统的整体三维结构示意图；

图2是图1中所示可扩展智能仓储系统去掉外壳组件之后的内部构造示意图；

图3是按照本发明一个优选实施例的外壳组件的结构示意图；

图4a是用于显示图2中所示料盒组件的立体结构示意图；

图4b是对图4a中所示C型锁销及相关元件的放大示意图；

图5是图1中所示料盒组件和转动链组件完成组装之后的立体结构示意图，其中隐藏了部分料盒；

图6是图1中所示检测区组件的整体结构示意图；

图7是按照本发明一个优选实施例的检测盒模块的结构示意图；

图8是图1中所示存料架组件的整体结构示意图；

图9是图8中所示存料架组件的各组成单元的主体结构及局部放大示意图；

图10是按照本发明一个优选实施例的机械手组件的整体结构示意图；

图11是图1中所示输送带组件的整体结构示意图；

图12是用于示范性说明按照本发明的可扩展智能仓储系统用于存料操作过程的动作流程图；

图13是用于示范性说明按照本发明的可扩展智能仓储系统用于取料操作过程的动作流程图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

10-外壳组件,11-第一外壳板，12-第二外壳板，13-第三外壳板，14-外壳门，15-第四外壳板，16-第五外壳板，17-第一扩展口，18-第二扩展口，19-氮气喷口；20-料盒组件，21-料盒外壳，22-后门，23-第二弹簧铰链，24-钢珠滚轮，25-带齿夹板，26-识别牌，27-前门，28-第一弹簧铰链,29-C型锁销，291-前门锁销291a-触开杆作用面，292-扭簧,293-锁销安装座；30-转动链组件，31-第一同步带，32-第二同步带，33-带轮，34-第二带轮轴，35-齿型V带，36-第一带轮轴；40-检测区组件，41-人机交互部件，42-读写器，43-承载箱，45-传感器，46-检测盒模块，461-限高门，462-限高门锁，463-检测盒体，464-第一连接口,47-输送带组件，48-RFID读写器，49-条码读头；50-存料架组件，51-滚珠轨道，52-机架，531-传感器，532-触开杆，533-第一安装板，54-第二安装板，55-第三安装板，56-底板，57-检测模块，571-RFID读写器，572-条码读头，573-传感器，574-检测支架；60-机械手组件，61-行程放大机构，62-圆弧形推手，63-连接杆，64-气缸，65-直线轴承，66-轴承座；70-输送带组件，71-第一输送带，72-防偏弹性挡板，73-驱动模块，74-输送带安装架，76-挡销，77-第二输送带，78-带轮；80-控制系统

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是按照本发明优选实施方式所构建的面向SMD的可扩展智能仓储系统的整体三维结构示意图，图2是图1中所示可扩展智能仓储系统去掉外壳组件之后的内部构造示意图。如图1和图2中所示，按照本发明的可扩展智能仓储系统主要包括存料架组件50、料盒组件20、机械手组件60、输送带组件70以及检测区组件40等，此外还可包括用于将上述组件封闭在其内部的外壳组件10，以及用于对整个系统实现电气控制的控制系统80等。

其总体安装布局可描述为：所述的外壳组件10是整个仓库的包装；所述的检测组件40是进行料盘信息的读取、录入以及查找，譬如位于整个仓库的最外侧；所述的输送带组件70位于检测组件之后，进行存、取料盘的输入及输出；所述的机械推手组件60包括取料机械手60a与存料机械手60b等，其分别位于每个机架对应的内、外侧，实现了料盘推入或者推出的动作；所述的存料架组件50实现了料盒带轮、皮带、滚珠轨道、料盒等零件的安装，位于输送带组件侧边，每个单元包括多个存料架，可进行自由扩展；所述的转动链组件30位于存料架组件的内侧，实现料盒的安装与转动；所述的料盒组件20用于料盘的存入、保护，多个料盒依次安装在存料架上的皮带上；所述的控制系统80(包括电控、气路控制等)则譬如位于输送带组件的下方，并用于对整个设备进行控制。

下面将参照附图对以上关键组件逐一进行更为具体的解释和说明。

首先参见图8和图9，所述存料架组件50整体呈立式的机架结构，并譬如通过作为基本支撑架的机架52譬如可被划分为多个构造相同的存料仓库；各个存料仓库各自包括沿着竖直方向设置、并用于供料盒组件中的钢珠滚轮24运动的滚珠轨道51，设置在下部的第一安装板533、第二安装板54和底板56，以及第三安装板55等。

其中，第一安装板533实现了作用在前门C型锁销的触开杆532、检测输送带上料盘的传感器531与作用在输送带外侧的存料机械手60b的安装，第二安装板54实现了作用在料盒内侧的取料机械手60a的安装，第三安装板55实现了电机轴等的安装，另外底板56实现了存料架组件与输送带组件的连接与电路气路控制装置等零件的安装。此外，在底板56上还安装有检测模块57，其上优选安装有RFID读写器571、条码读头572、传感器573与用于安装的检测支架574，由此实现对料盒识别牌26的识别与相应的料盒停在存取料工位的检测。此外，为了去除存储仓库里的静电，还可以安装有如图所示的离子风棒等。

参见图4a和4b，作为本发明的另一关键组件，所述料盒组件20包括一系列依序排列的料盒，并通过转动链组件30实现沿着滚珠轨道51循环输送；各个料盒分别包括料盒外壳21、分设在料盒外壳左右两侧的前门27和后门22、贴合在料盒外壳外侧且包含有料盒位置坐标信息的识别牌26、分别用于将前门27和后门22可转动开启地铰接在料盒外壳21上的第一弹簧铰链28和第二弹簧铰链23、安装在后门22一侧用于在所述滚珠轨道51执行输送运动的钢珠滚轮24，以及安装在前门27与料盒外壳21之间防止前门开启的C型锁销29等，最后譬如通过带齿夹板25固定安装在并列的第一同步带31和第二同步带32上。

如图4所示的优选实施例所示范性所示地，该料盘组件20譬如包括料盒外壳21、后门22、连接后门与外壳的第二弹簧铰链23、外壳后端对角侧安装的钢珠滚轮24、通过螺栓将料盒组件与转动链组件连接并使料盒在仓库内随同步带一起转动的带齿夹板25、识别牌26、前门27、前门第一弹簧铰链28、C型锁销29，同时作用在C型锁销的扭簧292、锁销安装座293。按照本发明的上述料盘组件在存料架上平时是封闭的，能避免料盘在仓库存储时沾满灰尘。而前后门的设计能实现在存放料操作时，其在机械手的作用下顺利打开，而其他时候在弹簧力的作用下为锁紧关闭的状态，确保在整个皮带运动时候料盘可靠地储存在料盒中。

更具体而言，取料时候，相应信号驱动触开杆532作用于面291a，拨动前门锁销291，使前门C型锁销水平，前门变成自由铰接状态，取料机械手60a推动带第二弹簧铰链23的后门22开启，接着推动前门27开启，即可实现料盘的推出，机械手撤回后，触开杆脱离作用面，C型锁销在扭簧292作用下恢复竖直状态，拥有导向斜面的锁销使前门竖直并锁住前门，后门也在弹簧力作用下竖直锁紧；存料时候，同样地，相应信号驱动触开杆532作用于面291a，拨动前门锁销291，使前门C型锁销水平，前门变成自由铰接状态，存料机械手60b将前门推开，将料盘推入料盒，机械手撤回后，触开杆脱离作用面，C型锁销在扭簧作用下恢复竖直状态，拥有导向斜面的锁销使前门竖直并锁住前门。

此外，上述料盒组件譬如可在料盒外壳后端对角侧设置有两个钢珠滚轮24，由此与上述的存料架组件上安装的滚珠轨道51进行配合，可避免因料盒重量造成皮带弹性变形使得料盒整体倾斜、出口不水平问题，相应保证料盒位置的水平性及整体运动的稳定性。另一方面，料盒出口处设计为有一定倾角斜坡的形式，保证即使有微量的不平行或高度差异也能顺利进出料。料盒里层上、下端均涂覆一层缓冲硅胶，在运动时保护料盒并且减噪。料盒通过带齿夹板25、螺栓与垫圈夹在并列的两同步带31、32上，夹板的齿形和带轮内侧齿形相对应，保证料盒的可靠固定。料盒外壳上的识别牌26其内封装有RFID标签，外面贴有条形码，使得每个料盒均有一个位置坐标信息，由存料架组件上的RFID读写器571、条码读头572辨识。

参见图5，显示了按照本发明优选实施例的传动链组件的立体结构图。如图5中所示，第一同步带31、第二同步带32分居于转动链组件的两侧，与转动链组件内左右上下带轮33连接，同步带超出带轮宽的部分以所述带齿夹板25与料盒连接，电机通过齿型V带35带动第二带轮轴34转动，实现料盒随带在仓库单元内转动；所有料盘均存放于相应料盒之中，每个料盒均有一个位置坐标信息。当需要某位置坐标的料盒时，皮带轮带动皮带将相应的料盒运送到指定的出口端，为料盘的存、取动作做准备。所述的转动链组件，可以扩大其尺寸参数，通过安装不同尺寸的料盒或采用大料盒内存储不同尺寸料盘的方法，使其能适应不同规格的料盘，提高系统的扩展性能。

接着参见图10，显示了按照本发明优选实施例的机械手组件的基本结构。该机械手组件60对应于各个存料仓库而设置，并可包括触开杆532、取料机械手60a和存料机械手60b等。其中，触开杆532设置在所述第一安装板533上且处于前门27一侧，用于操作C型锁销29以解除对前门27的约束；存料机械手60b同样设置在第一安装板533上处于前门27一侧，并用于在所述C型锁销29解除对前门27的约束之后，推开前门27且将待存入的SMD料盘送入至料盒内部；取料机械手60a设置在所述第二安装板54上且处于后门22一侧，并在所述C型锁销29解除对前门27的约束之后，推开后门22并将待取出的SMD料盘从料盒内部继续经由前门27推出。

更具体而言，如图10中所示，该取料机械手60a和存料机械手60b的结构类似，其差别仅在于运动行程不同，各具体结构参数有所差异，但两者均包括以下基本结构特征：其行程放大机构61与圆弧形推手62固连，气缸64与直线轴承65配合后与所述的行程放大机构连接，提高了机械手运动的直线性和稳定性。气缸缸杆运动，通过放大行程，使圆弧形推手完成存取料动作。

接着参见图11，显示了按照本发明的输送带组件的结构组成。该输送带组件70譬如可设置在所述存料架组件50的下部前侧，用于对待执行存取操作的SMD料盘执行输入及输出操作，其包括基座、水平并列设置在基座上的第一传送带71和第二传送带77、用于驱动第一和第二传送带同步循环输送的驱动模块73，以及沿着传送带运动方向间隔设置的挡销76等。

更具体而言，第一传送带71、第二传送带77并列安装，由驱动模块73驱动，两带中间有适当间隙，在下方安装有离子风棒，用于除静电。每隔一个工位(一个单元)安装有一对挡销76以及检测传感器531，传感器斜着从侧面检测料盘中部，检测结果可靠，可避免从上面检测或从下面检测因料盘中空隙而出现检测结果错误的问题。挡销76可避免料盘发生追尾碰撞。存料过程中，料盘在输送带上到达相应存取料工位，控制此工位与前一个工位处的挡销上升，料盘停止，当前一个工位检测到有料盘时，则控制其前一个工位挡销升起，以此类推，避免料盘的碰撞。取料过程中，相应工位处挡销升起，当前一工位检测到有料盘时，则控制该工位处挡销升起，以此类推，避免料盘的碰撞。带的两侧每隔一个工位固定一对防偏弹性挡板72，圆弧形的导向面能实现料盘运输时候处在两输送带中间，其在输送带安装架74上对应的安装孔，一端呈腰圆形，可调节防偏弹性挡板的圆弧，以此可根据相应料盘大小进行挡板间距地适应性调节，提高系统的扩展性。进一步地，输送带两端都安装有带轮76，后端的带轮可用于与下一个仓库的输送带上前端的带轮以同步带连接，也可提高系统的扩展性。

参见图6，显示了按照本发明的检测区组件40的结构示意图。如图所示，该检测区组件40设置在所述输送带组件70附近，譬如处于整个存储系统的最外侧，并用于对待执行存取操作的SMD料盘执行相关信息的读取、录入和查找操作等。

更具体而言，该检测区组件40譬如包括检测区传感器45、检测区RFID读写器48和检测区条码读头49等，其中检测区传感器45用于对待输送至所述输送带组件处的料盘进行检测和确认，同时还可具备数据统计功能，例如若所放料盘数量过多会产生报警，同时若长时间无料盘进入，则可控制整个系统待机；检测区RFID读写器48和检测区条码读头49共同用于对待输送至所述输送带组件处的料盘的各种状态信息进行读写，进而实现对整个仓储系统的数据查询功能。

通过以上设计，根据存取料盘的信息，管理系统可进行及时更新，并且所建立数据库记录所有料盘存取记录，可根据料盘使用频率，进行相应效率最大化的位置调整。承载箱43上还包括第二连接口可与外壳组件10上第二扩展口18相连，实现检测区组件与仓库的连接。

参见图7，在检测盒46上还可优选包括调节高度的限高门461，通过限高门上圆弧凹条与限高门锁462上的圆弧凸块来调节高度与锁门，来保证进入仓库的料在一定的高度范围，防止不合适的料盘或者其他物品进入。第一连接口464可与外壳组件10上第一扩展口17相连，也可实现检测区组件与仓库的连接。

此外，本发明还可以包括离子风棒装置，其分别安装在在所述的存料架组件上方和输送带组件的前端，达到消除静电的目的。进一步的，还可包括氮气喷口，该喷口位于外壳可开门侧的下方，可通过该氮气喷口向仓库内喷入一定量的氮气，以提高氮气浓度降低仓库内存储的SMD元件的氧化速度。

按照本发明的一个优选实施方式，还对作为外部包装的外壳组件10进一步进行了设计和改进。具体而言，参见图3，该外壳组件10譬如可由前后左右上共五块板子构成，依次简称为第一外壳板11、第二外壳板12、第三外壳板13、第四外壳板15、第五外壳板16，外壳板上有机械扩展口17与控制扩展口18。扩展口用于与下一个仓库的扩展口相连，以此扩展。每个外壳均设有扩展接口，以实现多个单元的机械和电气的互联。输送带两端带轮轴中间均安装有带轮，便于与下一个仓库的输送带进行扩展。机械上以进出口为接口，进出口设有专门进行对接的装置。电气上设有航插以及转接板等扩展口，实现多个单元的电气互联。外壳组件使仓库成为一个整体，第四外壳板15上可操作的区域内，安装透明的外壳门14，可用于查看仓库的运行情况，门打开时，也可进行部分操作，符合人机工程。

下面将按照图12和图13来分别具体解释按照本发明的仓储系统的存取料操作过程。

如图12所示，系统存料的动作顺序为：①料盘放入——②检测区传感器45感知，输送带转动——③料盘进入检测区，条码读头49与RFID读写器48进行信息检测——④识别成功后，系统分配储存位置(若识别不成功，系统报警)——⑤料盘进入传送带，相应存放架内转动链30运动，存料架内条码读头572与RFID读写器571辨识转动链上料盒的识别牌26，传感器573检测到相应的料盒运动到存取料工位处，转动链停止，相应信号控制触开杆532拨动前门锁销291开启——⑥传感器531检测到料盘在输送带上到达相应存取料工位，控制此工位与前一个工位处的挡销76上升，料盘停止——⑦接收到相应料盒已到达指定工位前门锁销已开启信号后，气缸推动存料机械手60b运动，料盘推入料盒中——⑧相应信号检测到料盘已存入料盒，存料机械手收回——⑨触开杆脱离前门锁销，前门锁销在扭簧292的作用下使前门闭合——⑩传感器531检测到当前工位无料盘，该工位与前一个工位的挡销撤回。存料过程中，当前一个工位检测到有料盘时，则控制其前一个工位挡销升起，以此类推，避免料盘的碰撞。

如图13所示，系统取料的动作顺序为：①检测区外读写器42录入所需料盘信息——②系统统计相应料盒坐标位置——③输送带反向运动——④相应存放架内转动链30运动，条码读头572与RFID读写器571辨识转动链上料盒的识别牌，传感器573检测到相应的料盒运动到存取料工位处，转动链停止，相应信号控制触开杆532拨动前门锁销291开启——⑤相应工位处挡销76升起——⑥传感器531检测到存取料工位处无料盘，气缸推动取料机械手60a运动，料盒后门22、前门27在机械手作用下依次打开，机械手将料盘推出到传送带上——⑧相应信号检测到料盘已送到输送带上，存料机械手收回——⑨触开杆532脱离前门锁销291，前门锁销在扭簧292的作用下使前门闭合，后门在弹簧力23作用下闭合——⑩料盘在输送带上运输，当传感器531检测到该工位无料盘时，该工位处挡销撤回，料盘运出并在出口处检验收取。取料过程中，当该工位检测到有料盘时，则控制该工位挡销升起，以此类推，避免料盘的碰撞。

综上所述，按照本发明的可扩展智能仓储系统可实现对多个料盘的同步自动检测、取料、送料以及存放的工作；扩展性较强，每个仓库由多个单元组成，每个仓库都具有扩展接口，方便延伸扩展；具有RFID读写器及条码扫描双重管理识别系统，实现料盘的识别、扫描、信息录入；并能进行自动整料功能。相应地，能够从整体上较好地解决现有SMD仓库中多料盘自动取料同步性难度较大、自动整料库存信息自动化程度较低、多单元扩展性较差等问题。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种面向SMD的可扩展智能仓储系统，该仓储系统包括存料架组件(50)、料盒组件(20)、机械手组件(60)、输送带组件(70)以及检测区组件(40)，其特征在于：

所述存料架组件(50)整体呈立式的机架结构，并被划分为多个构造相同的存料仓库；各个存料仓库各自包括沿着竖直方向设置的滚珠轨道(51)、以及设置在下部的第一安装板(533)、第二安装板(54)和底板(56)；此外，在所述底板(56)上安装有检测模块(57)，该检测模块用于对输送至此处的料盒执行检测，并获得相应的位置坐标信息；

所述料盒组件(20)包括一系列依序排列的料盒，并通过转动链组件(30)实现沿着所述滚珠轨道(51)上循环输送；各个料盒分别包括料盒外壳(21)、分设在该料盒外壳左右两侧的前门(27)和后门(22)、贴合在该料盒外壳外侧且包含有料盒位置坐标信息的识别牌(26)、分别用于将所述前门(27)和所述后门(22)可转动开启地铰接在该料盒外壳(21)上的第一弹簧铰链(28)和第二弹簧铰链(23)、安装在所述后门(22)一侧用于在所述滚珠轨道(51)执行输送运动的钢珠滚轮(24)，以及安装在所述前门(27)与所述料盒外壳(21)之间防止该前门开启的C型锁销(29)；

所述机械手组件(60)对应于各个所述存料仓库而设置，并包括触开杆(532)、取料机械手(60a)和存料机械手(60b)，其中该触开杆(532)设置在所述第一安装板(533)上且处于所述前门(27)一侧，用于操作所述C型锁销(29)以解除对所述前门(27)的约束；该存料机械手(60b)同样设置在所述第一安装板(533)上处于所述前门(27)一侧，并用于在所述C型锁销(29)解除对所述前门(27)的约束之后，推开所述前门(27)且将待存入的SMD料盘送入至料盒内部；该取料机械手(60a)设置在所述第二安装板(54)上且处于所述后门(22)一侧，并在所述C型锁销(29)解除对所述前门(27)的约束之后，推开所述后门(22)并将待取出的SMD料盘从料盒内部继续经由所述前门(27)推出；

所述输送带组件(70)设置在所述存料架组件(50)的下部前侧，用于对待执行存取操作的SMD料盘执行输入及输出操作，其包括基座、水平并列设置在该基座上的第一传送带(71)和第二传送带(77)、用于驱动所述第一传送带(71)和所述第二传送带(77)同步循环输送的驱动模块(73)，以及沿着传送带运动方向间隔设置的挡销(76)；

所述检测区组件(40)设置在所述输送带组件(70)附近，并用于对待执行存取操作的SMD料盘执行相关信息的读取、录入以及查找操作。

2.如权利要求1所述的可扩展智能仓储系统，其特征在于，所述转动链组件(30)围绕于各个所述存料仓库的所述滚珠轨道(51)而设置，并包括经由第一带轮轴(36)并列设置在所述存料架组件(50)上部的上带轮组、经由第二带轮轴(34)并列设置在所述存料架组件(50)下部的下带轮组、分别对应套设在上带轮与下带轮之间的第一同步带(31)和第二同步带(32)，以及用于驱动这两个同步带执行同步循环转动的驱动电机；此外，所述料盒经由带齿夹板(25)联接在所述第一同步带(31)与第二同步带(32)之间，由此随同该同步带一同发生循环输送。

3.如权利要求1或2所述的可扩展智能仓储系统，其特征在于，所述取料机械手(60a)和存料机械手(60b)的结构相类似，它们均包括水平设置的圆弧型推手(62)、与该圆弧型推手(62)的中央水平相连且呈铰链形式的行程放大机构(61)、经由竖直连接杆(63)与该行程放大机构(61)相联接的直线轴承(65)，以及与该直线轴承(65)水平相联以提供驱动输出的气缸(64)。

4.如权利要求1或2所述的可扩展智能仓储系统，其特征在于，对于所述输送带组件(70)而言，在所述第一传送带(71)和第二传送带(77)两侧还分别安装有间隔设置的多个防偏弹性挡板(72)，这些防偏弹性挡板(72)的端面呈向内突出的可调节弧形结构，由此可根据待输送料盘的规格来执行适应性调节。

5.如权利要求1或2所述的可扩展智能仓储系统，其特征在于，所述识别牌(26)由条形码和内封装的RFID标签共同组成；相应地，安装在所述底板(56)上的所述检测模块(57)包括存料架传感器(573)、存料架条码读头(572)和存料架RFID读写器(571)，其中该存料架传感器(573)用于对输送至存取料工位处的料盒进行检测和确认；该存料架条码读头(572)和该存料架RFID读写器(571)则共同用于对上述识别牌(26)进行检测，并获得对应的料盒位置坐标信息。

6.如权利要求5所述的可扩展智能仓储系统，其特征在于，所述检测区组件(40)包括检测区传感器(45)、检测区RFID读写器(48)和检测区条码读头(49)，其中该检测区传感器(45)用于对待输送至所述输送带组件处的料盘进行检测和确认，同时具备数据统计功能；该检测区RFID读写器(48)和该检测区条码读头(49)则共同用于对待输送至所述输送带组件处的料盘的各种状态信息进行读写，进而实现对整个仓储系统的数据查询功能。

7.如权利要求3所述的可扩展智能仓储系统，其特征在于，当所述料盒组件(20)存放在所述存料架组件(50)时，所述前门(27)和所述后门(22)均处于锁紧关闭状态。

8.如权利要求7所述的可扩展智能仓储系统，其特征在于，所述行程放大机构(61)由多根杆共同组成铰链结构，并且各根杆的相连处由带有球形帽的铆钉相连；以此方式，所述取料机械手(60a)和存料机械手(60b)与其支撑面之间以多点接触的方式相接触。

9.如权利要求1或2所述的可扩展智能仓储系统，其特征在于，所述料盒组件(20)在其外壳出口处设计为呈一定斜角的斜坡形式；此外，在各个料盒内层的上下侧均涂覆有缓冲硅胶。