CN111086819A - 一种面向smt料盘的一体化储捡系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向SMT料盘的一体化储捡系统及方法，属于SMT料盘存储技术领域，包括SMT货格、货格框架、固定式天地轨、行走提升机构、机械臂。本发明货格框架上的货位可根据不同的料盘尺寸分区存储和管理，搭载不同的机械臂，可存储不同类型的物料的存储，使系统具有较高的兼容扩展性；窄巷道、高空间的执行机构，实现了大空间存储、提高了存储容量和空间利用率；对货位与SMT料盘进行信息绑定，实现了SMT料盘的准确存储，有效降低了人工存储模式下错料、呆滞料的风险；行走提升机构和机械臂等执行机构，实现了存储全过程的无人化、自动化，大大提高了存取效率，减少了人力投入。

Description

一种面向SMT料盘的一体化储捡系统及方法

技术领域

本发明涉及SMT料盘存储技术领域，具体涉及一种面向SMT料盘的一体化储捡系统及方法。

背景技术

SMT料盘广泛应用于电子、医药、食品、集成电路、连接器等各个行业，是解决工业自动化设备供料的必须设备，规格包括7寸、13寸等多个尺寸。在SMT工厂，对于不同种类的电子产品，需要涉及各种型号或标准的SMT料盘，种类繁多，因此需对其进行分类储存，以便于取用。

现有的SMT工厂大多采用SMT料盘架进行存储，SMT料盘架存储容量小、兼容扩展性差、自动化程度低，空间利用率低，实际使用时，需人工进行物料的查找、分拣、存放等，造成错料、滞料、呆料情况频发，返工、报废损失大，因此，提出一种面向SMT料盘的一体化储捡系统及方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决SMT料盘架存储容量小、兼容扩展性差、空间利用率低的问题，提供了一种面向SMT料盘的一体化储捡系统。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括SMT货格、货格框架、固定式天地轨、行走提升机构、机械臂；

所述SMT货格包括货格背板与多个货格插板，多个所述货格插板设置在所述货格背板上，所述货格背板设置在所述货格框架上；

所述固定式天地轨包括天轨、地轨与在轨取电组件，所述天轨与所述地轨平行，所述天轨、所述在轨取电组件均设置在所述货格框架顶部，所述地轨设置在所述货格框架底部；

所述行走提升机构包括底部行走机构、提升机构和顶部行走导向机构，所述底部行走机构设置在所述货格框架底部，与所述地轨滑动连接，所述顶部行走导向机构设置在所述货格框架顶部，与所述天轨滑动连接，所述底部行走机构通过所述提升机构与所述顶部行走导向机构连接；

所述机械臂设置在所述提升机构上。

更进一步的，所述货格框架包括多个门架与横架，多个所述门架通过横架连接。

更进一步的，所述货格背板设有多个与所述货格插板端部形状相适应的插槽，所述货格插板插入所述插槽中与所述货格背板连接。

更进一步的，所述面向SMT料盘的一体化储捡系统还包括机械臂安装板，所述机械臂通过所述机械臂安装板设置在所述提升机构上。

更进一步的，所述地轨包括地轨轨道、齿条、支座型直线轴承座、行走限位开关支架、防撞固定板，所述地轨轨道包括两根方管，分别对称设置在齿条两侧，所述支座型直线轴承座、所述行走限位开关支架均设置在所述方管上，所述防撞固定板设置在所述齿条端部，所述地轨轨道与所述货格框架连接。

更进一步的，所述底部行走机构包括行走底板、支座型直线轴承、电气控制箱、运动控制板卡、防撞缓冲板、行走限位开关、行走驱动齿轮，所述行走驱动齿轮与所述齿条啮合，所述支座型直线轴承设置在所述行走底板上，与所述支座型直线轴承座滑动连接，所述防撞缓冲板设置在所述行走底板上，与所述防撞固定板接触时所述行走底板的位置被限制，所述行走限位开关设置在所述行走底板上，与所述行走限位开关支架接触并挤压时所述行走驱动齿轮停止转动，所述电气控制箱、所述运动控制板卡均设置在所述行走底板上。

更进一步的，所述提升机构包括立柱、交叉轮提升框架、惰轮、同步带、同步带驱动轮、提升限位开关与拖链，所述立柱的下端与所述行走底板连接，所述惰轮设置在所述立柱上，所述交叉轮提升框架设置在所述立柱上并与其滑动连接，所述同步带与所述交叉轮提升框架通过压板螺钉连接，所述同步带驱动轮设置在所述立柱的上端，所述同步带驱动轮通过所述同步带带动提升所述交叉轮提升框架，所述提升限位开关设置在所述立柱上，所述交叉轮提升框架向上提升或向下下降接触并挤压时所述同步带驱动轮停止转动，所述拖链设置在所述立柱与所述交叉轮提升框架之间。

更进一步的，所述顶部行走导向机构包括行走支座、导向轮、安装框架、支撑轮，所述安装框架通过所述行走支座与所述立柱的上端连接，所述导向轮与所述支撑轮均设置在所述安装框架上，所述天轨为矩形方管，所述导向轮设置在所述天轨的两侧并与其滑动连接，挤压所述天轨，所述支撑轮设置在所述天轨的下端并与其滑动连接。

更进一步的，所述顶部行走导向机构还包括集线器，所述集线器设置在所述安装框架上，所述在轨取电组件为滑触线，所述集线器与所述滑触线滑动连接。

更进一步的，所述面向SMT料盘的一体化储捡系统还包括处理单元与输出单元，所述处理单元用于处理料盘信息和货位坐标信息，所述输出单元用于接收所述处理单元输出的料盘信息和货位坐标信息，所述行走限位开关、提升限位开关、运动控制板卡均与所述处理单元电连接。

本发明还提供了一种面向SMT料盘的一体化储捡方法，包括以下步骤：

S1：存储SMT料盘

存储SMT料盘时，工作人员采用扫描枪扫描SMT料盘信息，将信息反馈到处理单元，并将SMT料盘放在入料口处；存储系统将货格框架上货位为空的信息传送到处理单元，处理单元汇总空货位的坐标信息并传送到输出单元，行走提升机构根据输出单元输出的坐标信息移动寻找空货位，机械臂进行存储操作；处理单元将料盘信息和货位坐标信息绑定，SMT料盘被正确存入对应货位后，此时正确存入的信息传送至处理单元，处理单元对此信息进行处理并传送到输出单元，从而完成SMT料盘的存储工作；

S2：取出SMT料盘

取出SMT料盘时，工作人员将取料单的信息录入处理单元，处理单元对录入的信息进行处理并按照设定的规则将处理结果传送至输出单元，输出单元输出需取SMT料盘的位置信息，工作人员根据输出单元输出的位置信息寻找需取，行走提升机构根据输出单元输出的坐标信息移动寻找SMT料盘所在的货位，通过机械臂进行取料操作，并送至出料口处；工作人员采用扫描枪扫描SMT料盘信息并反馈到处理单元，处理单元确认取料正确后，将料盘信息和货位坐标信息解除绑定，并将货位状态设置为空；处理单元对此信息进行处理并输出至输出单元，从而完成SMT料盘的取出工作。

本发明相比现有技术具有以下优点：该面向SMT料盘的一体化储捡系统，货格框架上的货位可根据不同的料盘尺寸分区存储和管理，搭载不同的机械臂，可存储不同类型的物料的存储，使系统具有较高的兼容扩展性；窄巷道、高空间的执行机构，实现了大空间存储、提高了存储容量和空间利用率；对货位与SMT料盘进行信息绑定，实现了SMT料盘的准确存储，有效降低了人工存储模式下错料、呆滞料的风险；行走提升机构和机械臂等执行机构，实现了存储全过程的无人化、自动化，大大提高了存取效率，减少了人力投入。

附图说明

图1为本发明实施例中面向SMT料盘的一体化储捡系统的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中面向SMT料盘的一体化储捡系统的内部结构(隐藏外观)结构示意图；

图3为本发明实施例中面向SMT料盘的一体化储捡系统的内部结构(隐藏一侧货格)结构示意图；

图4为本发明实施例中面向SMT料盘的一体化储捡系统的内部结构(隐藏所有货格)结构示意图；

图5为本发明实施例中面向SMT料盘的一体化储捡系统的内部结构(隐藏所有货格、货格框架)结构示意图；

图6为本发明实施例中面向SMT料盘的一体化储捡系统顶部的结构示意图；

图7为本发明实施例中SMT货格的结构示意图；

图8为本发明实施例中地轨的结构示意图；

图9为本发明实施例中底部行走机构的结构示意图；

图10为本发明实施例中提升机构的结构示意图；

图11为本发明实施例中提升机构的局部结构示意图；

图12为本发明实施例中顶部行走导向机构的结构示意图；

图13为本发明实施例中机械臂安装板、地轨、与行走提升机构的相结合示意图；

图14为本发明实施例中机械臂安装板与提升机构的相结合示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1～14所示，一种面向SMT料盘的一体化储捡系统，包括SMT货格1、货格框架2、固定式天地轨3、行走提升机构4、机械臂安装板5、机械臂6和处理单元；所述SMT货格1安装在货格框架2上，包括货格背板101和货格插板102，所述货格插板102插接在所述货格背板101上，所述货格背板101与所述货格框架2固定连接；所述货格框架2，包括门架、横架，通过地脚螺栓固定于地面；所述固定式天地轨3垂直连接到货格框架2上，包括天轨301、地轨302和在轨取电机构303；所述行走提升机构4包括底部行走机构401、提升机构402和顶部行走导向机构403，所述底部行走机构401与所述顶部行走导向机构403通过所述提升机构402连接；所述机械臂安装板5连接在所述行走提升机构4中的提升机构402上，所述机械臂安装板5包括机械臂安装的框架；所述机械臂6通过机械臂安装板5安装在所述提升机构402上。

如图1～5所示，所述货格框架2，包括门架、横架，通过地脚螺栓固定于地面。门架采用标准的80方管拼焊而成，横架为30方管，将4个门架与地轨302焊接，并固定在地面上，门架之间通过多根30方管横架连接，确保货格框架2的稳定性。

如图6所示，天轨301为矩形方管，固定于货格框架2顶部内侧相应位置，与门架固定连接；所述地轨302为3根方管并行间隔排布，分别设有地轨轨道30201、行走限位开关支架30202、齿条30203、支座型直线轴承座30204和防撞固定板30205；所述在轨取电机构303为滑触线，固定于货格框架2顶部内侧相应位置。

如图7所示，SMT货格1安装在货格框架2上，包括货格背板101和货格插板102。货格背板101为钣金成型件，通过螺钉固定在货格框架2上；货格插板102为钣金件，直接接插在货格背板101的空隙处(货格背板101设有与货格插板102形状相适应的插槽)。

如图8所示，地轨302为3根方管并行间隔排布，地轨302包括地轨轨道30201、行走限位开关支架30202、齿条30203、支座型直线轴承座30204和防撞固定板30205。地轨轨道30201由两根平行设置的方管以及安装在其上的支座型直线轴承座30204构成，齿条30203安装在位于两根平行设置方管之间的另一根方管上，防撞固定板30205安装在齿条30203的端部附近。

如图9所示，底部行走机构401包括行走底板40101，支座型直线轴承40102、电气控制箱40103、运动控制板卡40104、防撞缓冲板40105、行走限位开关40106和行走驱动齿轮40107；所述行走驱动齿轮40107与地轨302上的齿条30203配合，通过电机驱动行走；当行走限位开关40106运动至行走限位开关支架30202处，行走限位开关支架30202对行走限位开关40106产生挤压，从而触发行走限位开关40106，使行走驱动齿轮40107的驱动电机停转，所述行走限位开关40106与地轨302上的行走限位开关支架30202配合，从控制逻辑上避免行走的行程超差；所述防撞缓冲板40105安装在行走底板40101和地轨302上的防撞固定板30205配合，从机械结构上避免行走的行程超差，实现行走安全防护。

如图10、图11所示，所述提升机构402包括立柱40201、交叉轮提升框架40202、惰轮40203、同步带40204、同步带驱动轮40205、提升限位开关40206和拖链40207；所述惰轮40203固定于立柱40201上，立柱40201固定于行走底板40101上；所述交叉轮提升框架40202采用正交压迫安装方式与立柱40201连接；所述同步带40204穿过同步带驱动轮40205、以及安装在立柱内外部的惰轮40203并通过压板螺钉固定于交叉轮提升框架40202上；所述同步带驱动轮40205固定于立柱40201上，通过电机驱动，牵引同步带40204进而提升交叉轮提升框架40202；所述提升限位开关40206固定于立柱40201上，当交叉轮提升框架40202运动至指定高度时，向上或向下挤压所述提升限位开关40206，触发提升限位开关40206，控制同步带驱动轮40205的驱动电机停转，从控制逻辑上避免提升的行程超差；所述拖链40207安装在立柱40201的侧面，连接交叉轮提升框架40202与立柱40201，起到限定和保护机械臂6电机线缆的作用。

如图12所示，顶部行走导向机构403包括行走支座40301、导向轮40302、安装框架40303、集线器40304和支撑轮40305，顶部行走导向机构403采用偏心夹抱安装方式与天轨301进行连接；所述集线器40304与在轨取电机构303连接，实现在线取电。

如图13、14所示，机械臂6是通过机械臂安装板5安装在行走提升机构4上。机械臂6通过行走提升机构4的运动，负责SMT料盘的存取操作。

工作原理：在存储SMT料盘时，工作人员采用扫描枪扫描SMT料盘信息，将信息记录在数据库中并通过数据传输接口反馈到处理单元，并将SMT料盘放在入料口处；存储系统将货格框架2上货位为空的信息通过数据传输接口传送到处理单元，处理单元汇总空货位的坐标信息通过数据传输接口传送到输出单元，行走提升机构4根据输出单元输出的坐标信息移动寻找空货位，机械臂6执行动作进行存储操作；处理单元将料盘信息和货位坐标信息采用数据表列项的形式进行绑定，SMT料盘被正确存入对应货位后，此时正确存入的信息传送至处理单元，处理单元对此信息进行处理并将所存储SMT料盘信息采用数据字段的形式传送到输出单元，从而完成SMT料盘的存储工作；

取出SMT料盘时，工作人员将取料单的信息采用手工录入或者从其他信息系统自动获取的方式传递至处理单元，处理单元对传递的信息进行处理并按照设定的规则将处理结果传送至输出单元，输出单元通过数据库中信息查询提供所有需取SMT料盘的位置信息，行走提升机构4根据输出单元提供的坐标信息移动至寻找SMT料盘所在的货位，通过机械臂进行取料操作，并送至出料口处；工作人员采用扫描枪扫描SMT料盘信息，通过数据库记录并通过数据传输接口反馈到处理单元，处理单元确认取料正确后，将料盘信息和货位坐标信息解除绑定，并将货位状态设置为空；处理单元对此信息进行处理并将所取出SMT料盘信息采用数据字段的形式传送到输出单元，从而完成SMT料盘的取出工作。

综上所述，本实施例的面向SMT料盘的一体化储捡系统，货格框架上的货位可根据不同的料盘尺寸分区存储和管理，搭载不同的机械臂，可存储不同类型的物料的存储，使系统具有较高的兼容扩展性；窄巷道、高空间的执行机构，实现了大空间存储、提高了存储容量和空间利用率；对货位与SMT料盘进行信息绑定，实现了SMT料盘的准确存储，有效降低了人工存储模式下错料、呆滞料的风险；行走提升机构和机械臂等执行机构，实现了存储全过程的无人化、自动化，大大提高了存取效率，减少了人力投入。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种面向SMT料盘的一体化储捡系统，其特征在于：包括SMT货格、货格框架、固定式天地轨、行走提升机构、机械臂；所述SMT货格包括货格背板与多个货格插板，多个所述货格插板设置在所述货格背板上，所述货格背板设置在所述货格框架上；所述固定式天地轨包括天轨、地轨与在轨取电组件，所述天轨与所述地轨平行，所述天轨、所述在轨取电组件均设置在所述货格框架顶部，所述地轨设置在所述货格框架底部；所述行走提升机构包括底部行走机构、提升机构和顶部行走导向机构，所述底部行走机构设置在所述货格框架底部，与所述地轨滑动连接，所述顶部行走导向机构设置在所述货格框架顶部，与所述天轨滑动连接，所述底部行走机构通过所述提升机构与所述顶部行走导向机构连接；所述机械臂设置在所述提升机构上。

2.根据权利要求1所述的一种面向SMT料盘的一体化储捡系统，其特征在于：所述货格框架包括多个门架与横架，多个所述门架通过所述横架连接。

3.根据权利要求1所述的一种面向SMT料盘的一体化储捡系统，其特征在于：所述面向SMT料盘的一体化储捡系统还包括机械臂安装板，所述机械臂通过所述机械臂安装板设置在所述提升机构上。

4.根据权利要求1所述的一种面向SMT料盘的一体化储捡系统，其特征在于：所述地轨包括地轨轨道、齿条、支座型直线轴承座、行走限位开关支架、防撞固定板，所述地轨轨道包括两根方管，分别对称设置在齿条两侧，所述支座型直线轴承座、所述行走限位开关支架均设置在所述方管上，所述防撞固定板设置在所述齿条端部，所述地轨轨道与所述货格框架连接。

5.根据权利要求4所述的一种面向SMT料盘的一体化储捡系统，其特征在于：所述底部行走机构包括行走底板、支座型直线轴承、电气控制箱、运动控制板卡、防撞缓冲板、行走限位开关、行走驱动齿轮，所述行走驱动齿轮与所述齿条啮合，所述支座型直线轴承设置在所述行走底板上，与所述支座型直线轴承座滑动连接，所述防撞缓冲板设置在所述行走底板上，与所述防撞固定板接触时所述行走底板的位置被限制，所述行走限位开关设置在所述行走底板上，与所述行走限位开关支架接触并挤压时所述行走驱动齿轮停止转动，所述电气控制箱、所述运动控制板卡均设置在所述行走底板上。

6.根据权利要求5所述的一种面向SMT料盘的一体化储捡系统，其特征在于：所述提升机构包括立柱、交叉轮提升框架、惰轮、同步带、同步带驱动轮、提升限位开关与拖链，所述立柱的下端与所述行走底板连接，所述惰轮设置在所述立柱上，所述交叉轮提升框架设置在所述立柱上并与其滑动连接，所述同步带与所述交叉轮提升框架通过压板螺钉连接，所述同步带驱动轮设置在所述立柱的上端，所述同步带驱动轮通过所述同步带带动提升所述交叉轮提升框架，所述提升限位开关设置在所述立柱上，所述交叉轮提升框架向上提升或向下下降接触并挤压时所述同步带驱动轮停止转动，所述拖链设置在所述立柱与所述交叉轮提升框架之间。

7.根据权利要求6所述的一种面向SMT料盘的一体化储捡系统，其特征在于：所述顶部行走导向机构包括行走支座、导向轮、安装框架、支撑轮，所述安装框架通过所述行走支座与所述立柱的上端连接，所述导向轮与所述支撑轮均设置在所述安装框架上，所述天轨为矩形方管，所述导向轮设置在所述天轨的两侧并与其滑动连接，挤压所述天轨，所述支撑轮设置在所述天轨的下端并与其滑动连接。

8.根据权利要求7所述的一种面向SMT料盘的一体化储捡系统，其特征在于：所述顶部行走导向机构还包括集线器，所述集线器设置在所述安装框架上，所述在轨取电组件为滑触线，所述集线器与所述滑触线滑动连接。

9.根据权利要求7所述的一种面向SMT料盘的一体化储捡系统，其特征在于：所述面向SMT料盘的一体化储捡系统还包括处理单元与输出单元，所述处理单元用于处理料盘信息和货位坐标信息，所述输出单元用于接收所述处理单元输出的料盘信息和货位坐标信息所述行走限位开关、提升限位开关、运动控制板卡均与所述处理单元电连接。

10.一种面向SMT料盘的一体化储捡方法，其特征在于，利用如权利要求1～9任一所述的面向SMT料盘的一体化储捡系统进行SMT料盘的存取工作，包括以下步骤：

S1：存储SMT料盘

存储SMT料盘时，采用扫描枪扫描SMT料盘信息，将信息反馈到处理单元，并将SMT料盘放在入料口处；存储系统将货格框架上货位为空的信息传送到处理单元，处理单元汇总空货位的坐标信息并传送到输出单元，行走提升机构根据输出单元输出的坐标信息移动寻找空货位，机械臂进行存储操作；处理单元将料盘信息和货位坐标信息绑定，SMT料盘被正确存入对应货位后，此时正确存入的信息传送至处理单元，处理单元对此信息进行处理并传送到输出单元，从而完成SMT料盘的存储工作；

S2：取出SMT料盘

取出SMT料盘时，将取料单的信息录入处理单元，处理单元对录入的信息进行处理并按照设定的规则将处理结果传送至输出单元，输出单元输出需取SMT料盘的位置信息，根据输出单元输出的位置信息寻找需取，行走提升机构根据输出单元输出的坐标信息移动寻找SMT料盘所在的货位，通过机械臂进行取料操作，并送至出料口处；再采用扫描枪扫描SMT料盘信息并反馈到处理单元，处理单元确认取料正确后，将料盘信息和货位坐标信息解除绑定，并将货位状态设置为空；处理单元对此信息进行处理并输出至输出单元，从而完成SMT料盘的取出工作。

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