TWI789024B - 治具的使用週期管控系統及其方法 - Google Patents

Abstract

一種治具的使用週期管控系統及其方法，透過管控主機在偵測到治具被使用時，驅動掃描器掃描治具表面以獲得相應的治具識別碼，再根據治具識別碼向遠端主機查詢相應的管理訊息，並且在確認治具型號正確後，持續累計治具的投入使用時間，以及根據投入使用時間及使用週期計算出本週期剩餘時間，當本週期剩餘時間低於門檻值時，產生停止信號以關閉軌道裝置的繼電器開關，使軌道裝置停止移動，以及傳送更換訊息至顯示元件進行顯示以提示更換治具，避免使用品質不佳的治具影響生產質量，用以達到提升生產質量及管理效率之技術功效。

Description

治具的使用週期管控系統及其方法

本發明涉及一種管控系統及其方法，特別是治具的使用週期管控系統及其方法。

近年來，隨著自動化生產技術的普及與蓬勃發展，如何進一步提升生產質量及降低耗材損耗已經成為各家廠商亟欲解決的問題之一。

一般而言，傳統透過手插元件組裝後，在進入焊接工序，如：波峰焊接(Wave Soldering)之前，必須先將元件固定到位，以避免在焊接過程中移動或接觸不到位而導致焊接品質不良，而為了避免此問題，通常需要在印刷電路板及手插元件上加裝治具，如：壓桿或壓塊，用以固定元件以確保到位狀態。然而，前述治具在焊接完成後會被拆下，再送至前面工位循環重複使用。因此，隨著治具被不斷地循環使用，很容易導致治具被汙損而影響生產品質及造成耗材的浪費。另外，由於生產線的品種多樣且型號不一，所以不同的治具也有各自的型號匹配對應使用，但是有些治具的相似度非常高，所以造成使用管理上的困擾，故具有生產質量不佳及管理不易之問題。

綜上所述，可知先前技術中長期以來一直存在生產質量不佳及管理不易之問題，因此實有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。

本發明揭露一種治具的使用週期管控系統及其方法。

首先，本發明揭露一種治具的使用週期管控系統，應用在具有治具且治具的表面設置具唯一性的治具識別碼的環境中，此系統包含：掃描器、遠端主機及管控主機。其中，掃描器用以掃描治具的表面以獲得治具識別碼；遠端主機用以儲存與治具識別碼相應的管理訊息，此管理訊息包含治具型號及使用週期；管控主機通過輸入輸出埠電性連接顯示元件及軌道裝置的繼電器開關，以及通過網路與遠端主機相互連線，此管控主機包含：偵測模組用以在偵測到治具被使用時，驅動掃描器掃描治具的表面以獲得相應的治具識別碼，並且根據獲得的治具識別碼向遠端主機查詢相應的管理訊息；處理單元電性連接偵測模組，用以根據管理訊息確認治具型號正確後，持續累計治具的投入使用時間，以及根據投入使用時間及使用週期計算出相應的本週期剩餘時間；以及控制模組電性連接處理單元，用以在本週期剩餘時間低於門檻值時，產生停止信號以關閉繼電器開關，使軌道裝置停止移動，以及傳送更換訊息至顯示元件進行顯示以提示更換治具，其中，治具放置於軌道裝置上，當軌道裝置停止移動時，治具隨著軌道裝置而停止移動。

另外，本發明還揭露一種治具的使用週期管控方法，應用在具有治具且治具的表面設置具唯一性的治具識別碼的環境中，其步驟包括：提供掃描器、管控主機及遠端主機，其中，掃描器電性連接管控主機、管控主機通過 輸入輸出埠電性連接顯示元件及軌道裝置的繼電器開關，以及通過網路與遠端主機相互連線、遠端主機儲存與治具識別碼相應的管理訊息，此管理訊息包含治具型號及使用週期；管控主機偵測到治具被使用時，通過掃描器掃描治具的表面，用以獲得相應的治具識別碼，並且根據獲得的治具識別碼向遠端主機查詢相應的管理訊息；管控主機根據管理訊息確認治具型號正確後，持續累計治具的投入使用時間，以及根據投入使用時間及使用週期計算出相應的本週期剩餘時間；以及管控主機在本週期剩餘時間低於門檻值時，產生停止信號以關閉繼電器開關，使軌道裝置停止移動，以及傳送更換訊息至顯示元件進行顯示以提示更換治具，其中，治具放置於軌道裝置上，當軌道裝置停止移動時，治具隨著軌道裝置而停止移動。

本發明所揭露之系統與方法如上，與先前技術的差異在於本發明是透過管控主機在偵測到治具被使用時，驅動掃描器掃描治具表面以獲得相應的治具識別碼，再根據治具識別碼向遠端主機查詢相應的管理訊息，並且在確認治具型號正確後，持續累計治具的投入使用時間，以及根據投入使用時間及使用週期計算出本週期剩餘時間，當本週期剩餘時間低於門檻值時，產生停止信號以關閉軌道裝置的繼電器開關，使軌道裝置停止移動，以及傳送更換訊息至顯示元件進行顯示以提示更換治具，避免使用品質不佳的治具影響生產質量。

透過上述的技術手段，本發明可以達成提升生產質量及管理效率之技術功效。

110:掃描器

120:遠端主機

130:管控主機

131:偵測模組

132:處理單元

133:控制模組

140:軌道裝置

141:繼電器開關

301:治具

302:條碼

310:掃描器

320:生產維護系統

330:管控主機

340:軌道裝置

341:繼電器開關

400:監控視窗

410:治具顯示區塊

420:本週期剩餘時間顯示區塊

430:圖形化顯示區塊

440:訊息顯示區塊

步驟210:提供一掃描器、一管控主機及一遠端主機，其中，該掃描器電性連接該管控主機、該管控主機通過一輸入輸出埠電性連接一顯示元件及一軌道裝置的一繼電器開關，以及通過網路與該遠端主機 相互連線、該遠端主機儲存與治具識別碼相應的一管理訊息，該管理訊息包含一治具型號及一使用週期

步驟220:該管控主機偵測到治具被使用時，通過該掃描器掃描該治具的表面，用以獲得相應的該治具識別碼，並且根據獲得的該治具識別碼向該遠端主機查詢相應的該管理訊息

步驟230:該管控主機根據該管理訊息確認該治具型號正確後，持續累計該治具的一投入使用時間，以及根據該投入使用時間及該使用週期計算出相應的一本週期剩餘時間

步驟240:該管控主機在該本週期剩餘時間低於一門檻值時，產生一停止信號以關閉該繼電器開關，使該軌道裝置停止移動，以及傳送一更換訊息至該顯示元件進行顯示以提示更換該治具

第1圖為本發明治具的使用週期管控系統的系統方塊圖。

第2圖為本發明治具的使用週期管控方法的方法流程圖。

第3圖為應用本發明進行治具的使用週期管控之示意圖。

第4圖為應用本發明提示更換治具之示意圖。

以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明之實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題並達成技術功效的實現過程能充分理解並據以實施。

請先參閱「第1圖」，「第1圖」為本發明治具的使用週期管控系統的系統方塊圖，應用在具有治具且治具的表面設置具唯一性的治具識別碼的環境中，此系統包含：、遠端主機120及管控主機130。其中，掃描器用以掃描治具的表面以獲得治具識別碼。在實際實施上，掃描器110可以通過掃描治具本身的條碼，如：一維條碼、二維條碼(即：QR code)等等的方式來獲得相應的治具識別碼。除此之外，掃描器110亦可透過無線射頻識別技術(Radio Frequency Identification,RFID)的方式獲得治具識別碼。

遠端主機120用以儲存儲存與治具識別碼相應的管理訊息，此管理訊息包含治具型號及使用週期。在實際實施上，所述管理訊息允許通過登入遠端主機120預先設置，或直接自治具耗材供應主機接收與治具相應的使用參數以儲存為治具型號及使用週期，舉例來說，以指定的時數為一個週期，如：1000分鐘為一個週期。要補充說明的是，遠端主機120可包含生產信息和控制系統及生產維護系統(Total Productive Maintenance,TPM)。

管控主機130通過輸入輸出埠(Input/Output Port)電性連接顯示元件及軌道裝置的繼電器開關，以及通過網路與遠端主機120相互連線，所述管控主機130包含：偵測模組131、處理單元132及控制模組133。其中，偵測模組131用以在偵測到治具被使用時，驅動掃描器110掃描治具的表面以獲得相應的治具識別碼，並且根據獲得的治具識別碼向遠端主機120查詢相應的管理訊息。在實際實施上，可透過感應器偵測治具是否被使用，而查詢管理訊息的方式可透過結構化查詢語言(Structured Query Language,SQL)來查詢與治具識別碼相對應的管理訊息，進而獲得治具型號、使用週期等等。另外，所述可使用有線或無線的方式傳輸，以有線為例，其可使用銅導線、同軸電纜、光纖、雙絞線或其相似物作為傳輸媒介；以無線為例，其可使用如無線電波、微波、紅外線、雷射或其相似物作為傳輸媒介。

處理單元132連接偵測模組131，用以根據管理訊息確認治具型號正確後，持續累計治具的投入使用時間，以及根據投入使用時間及使用週期計算出相應的本週期剩餘時間。舉例來說，治具型號與生產工序相匹配及代表正確，反之則代表不正確。另外，假設持續累計的投入使用時間為100分鐘、使用週期為一個週期1000分鐘，則計算出的本週期剩餘時間為900分鐘(即：1000-100=900)。在實際實施上，所述處理單元132可以是微控制單元(Micro Controller Unit,MCU)、微處理器(Microprocessor)、中央處理器(Central Processing Unit,CPU)、系統單晶片(System on a Chip,SoC)等等，用以執行指令以計算本週期剩餘時間。

控制模組133電性連接處理單元132，用以在本週期剩餘時間低於門檻值時，產生停止信號以關閉繼電器開關，使軌道裝置停止移動，以及傳送 更換訊息至顯示元件進行顯示以提示作業人員更換治具。在實際實施上，顯示元件可以是螢幕、觸控螢幕、電子紙等等，稍後將配合圖式說明顯示元件的顯示方式。另外，當停止信號產生時，控制模組133可以致能與管控主機130電性連接的塔燈、蜂鳴器及揚聲器至少其中之一以進行警示。除此之外，管控主機130可在接收到暫停信號時，停止累計投入使用時間且關閉繼電器開關以使軌道裝置停止移動，以及在接收到恢復信號時，恢復累計投入使用時間且開啟繼電器開關以使軌道裝置恢復移動。

特別要說明的是，在實際實施上，本發明所述的模組皆可利用各種方式來實現，包含軟體、硬體或其任意組合，例如，在某些實施方式中，各模組可利用軟體及硬體或其中之一來實現，除此之外，本發明亦可部分地或完全地基於硬體來實現，例如，系統中的一個或多個模組可以透過積體電路晶片、系統單晶片、複雜可程式邏輯裝置(Complex Programmable Logic Device,CPLD)、現場可程式邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)等來實現。本發明可以是系統、方法及/或電腦程式。電腦程式可以包括電腦可讀儲存媒體，其上載有用於使處理器實現本發明的各個方面的電腦可讀程式指令，電腦可讀儲存媒體可以是可以保持和儲存由指令執行設備使用的指令的有形設備。電腦可讀儲存媒體可以是但不限於電儲存設備、磁儲存設備、光儲存設備、電磁儲存設備、半導體儲存設備或上述的任意合適的組合。電腦可讀儲存媒體的更具體的例子(非窮舉的列表)包括：硬碟、隨機存取記憶體、唯讀記憶體、快閃記憶體、光碟、軟碟以及上述的任意合適的組合。此處所使用的電腦可讀儲存媒體不被解釋為瞬時信號本身，諸如無線電波或者其它自由傳播的電磁波、通過波導或其它傳輸媒介傳播的電磁波(例如，通過光纖電纜的光 信號)、或者通過電線傳輸的電信號。另外，此處所描述的電腦可讀程式指令可以從電腦可讀儲存媒體下載到各個計算/處理設備，或者通過網路，例如：網際網路、區域網路、廣域網路及/或無線網路下載到外部電腦設備或外部儲存設備。網路可以包括銅傳輸電纜、光纖傳輸、無線傳輸、路由器、防火牆、交換器、集線器及/或閘道器。每一個計算/處理設備中的網路卡或者網路介面從網路接收電腦可讀程式指令，並轉發此電腦可讀程式指令，以供儲存在各個計算/處理設備中的電腦可讀儲存媒體中。執行本發明操作的電腦程式指令可以是組合語言指令、指令集架構指令、機器指令、機器相關指令、微指令、韌體指令、或者以一種或多種程式語言的任意組合編寫的原始碼或目的碼(Object Code)，所述程式語言包括物件導向的程式語言，如：Common Lisp、Python、C++、Objective-C、Smalltalk、Delphi、Java、Swift、C#、Perl、Ruby與PHP等，以及常規的程序式(Procedural)程式語言，如：C語言或類似的程式語言。所述電腦程式指令可以完全地在電腦上執行、部分地在電腦上執行、作為一個獨立的軟體執行、部分在客戶端電腦上部分在遠端電腦上執行、或者完全在遠端電腦或伺服器上執行。

請參閱「第2圖」，「第2圖」為本發明治具的使用週期管控方法的方法流程圖，應用在具有治具且治具的表面設置具唯一性的治具識別碼的環境中，其步驟包括：提供掃描器110、管控主機130及遠端主機120，其中，掃描器110電性連接管控主機130、管控主機130通過輸入輸出埠電性連接顯示元件及軌道裝置140的繼電器開關141，以及通過網路與遠端主機120相互連線、遠端主機120儲存與治具識別碼相應的管理訊息，此管理訊息包含治具型號及使用週期(步驟210)；管控主機130偵測到治具被使用時，通過掃描器110掃描治具的表 面，用以獲得相應的治具識別碼，並且根據獲得的治具識別碼向遠端主機120查詢相應的管理訊息(步驟220)；管控主機130根據管理訊息確認治具型號正確後，持續累計治具的投入使用時間，以及根據投入使用時間及使用週期計算出相應的本週期剩餘時間(步驟230)；以及管控主機130在本週期剩餘時間低於門檻值時，產生停止信號以關閉繼電器開關141，使軌道裝置140停止移動，以及傳送更換訊息至顯示元件進行顯示以提示更換治具(步驟240)。如此一來，便能透過管控主機130在偵測到治具被使用時，驅動掃描器110掃描治具表面以獲得相應的治具識別碼，再根據治具識別碼向遠端主機120查詢相應的管理訊息，並且在確認治具型號正確後，持續累計治具的投入使用時間，以及根據投入使用時間及使用週期計算出本週期剩餘時間，當本週期剩餘時間低於門檻值時，產生停止信號以關閉軌道裝置140的繼電器開關141，使軌道裝置140停止移動，以及傳送更換訊息至顯示元件進行顯示以提示更換治具，避免使用品質不佳的治具影響生產質量。

以下配合「第3圖」及「第4圖」以實施例的方式進行如下說明，請先參閱「第3圖」，「第3圖」為應用本發明進行治具的使用週期管控之示意圖。在實際實施上，管控主機330可通過外接的方式(如：使用連接線)連接掃描器310，用以掃描治具301表面的條碼302。除此之外，管控主機330可使用無線方式連接遠端主機，如：生產維護系統320，並且電性連接軌道裝置340的繼電器開關341。當管控主機330偵測到治具301被使用時，將驅動掃描器310掃描治具301表面的條碼302以獲得相應的治具識別碼，並且根據獲得的治具識別碼向遠端主機(即：生產維護系統320)查詢相應的管理訊息。舉例來說，假設獲得的治具識別碼為「1979T0001」，其相應的管理訊息包含：治具型號為「M1」 及使用週期為「2000分鐘」。那麼，管控主機330會在確認治具型號正確後，持續累計治具301的投入使用時間，以及根據投入使用時間及使用週期計算出相應的本週期剩餘時間，例如：當治具301的投入使用時間為「20分鐘」時，將使用週期「2000分鐘」減去投入使用時間「20分鐘」，即可計算出本週期剩餘時間為「1980分鐘」。接著，管控主機330會在本週期剩餘時間低於門檻值(如：50分鐘)時，產生停止信號以關閉軌道裝置340的繼電器開關341，使得軌道裝置340停止移動，讓作業員更換治具301，避免在生產過程中使用到質量不佳的治具301，導致降低生產品質及增加耗材消耗。換句話說，管控主機330通過輸入輸出埠控制繼電器開關341，利用繼電器開關341控制交流電源的通斷來實現軌道裝置340的啟停控制。另外，管控主機330還會傳送更換訊息至顯示元件進行顯示以提示作業員更換治具301，甚至致能塔燈、蜂鳴器、揚聲器等等來進行警示。特別要說明的是，當治具301完成保養後，管控主機330將重置其投入使用時間，例如：整為數值零。除此之外，當遠端主機為生產信息和控制系統(簡稱為「FIS」)時，管控主機330可與生產信息和控制系統整合，在停止手工插件(Hand Insert,H/I)的作業時，要求必須處理治具301異常的問題，例如：確認治具狀態、保養計時、換線等等，接著再繼續作業。

如「第4圖」所示意，「第4圖」為應用本發明提示更換治具之示意圖。在實際實施上，可在顯示元件上顯示一個監控視窗400，其中，可包含：治具顯示區塊410、本週期剩餘時間顯示區塊420及圖形化顯示區塊430，分別用以顯示治具名稱、本週期剩餘時間及其圖形化呈現方式。從圖中可以清楚看到，當治具為「壓塊」時，其本週期剩餘時間為「59分鐘」，而圖形化顯示區塊430則可以看到「本週期剩餘時間」占「使用週期」的比例，其中網點部分即代表 本週期剩餘時間的比例示意。假設門檻值為「60分鐘」，由於治具(即：壓塊)的本週期剩餘時間(即：59分鐘)已經低於門檻值。此時，管控主機330將傳送更換訊息(例如：「請更換壓塊。」)至顯示元件，以便如「第4圖」所示意在監控視窗400的訊息顯示區塊440中顯示此更換訊息，進而提示作業員更換此壓塊以進行保養。

綜上所述，可知本發明與先前技術之間的差異在於透過管控主機在偵測到治具被使用時，驅動掃描器掃描治具表面以獲得相應的治具識別碼，再根據治具識別碼向遠端主機查詢相應的管理訊息，並且在確認治具型號正確後，持續累計治具的投入使用時間，以及根據投入使用時間及使用週期計算出本週期剩餘時間，當本週期剩餘時間低於門檻值時，產生停止信號以關閉軌道裝置的繼電器開關，使軌道裝置停止移動，以及傳送更換訊息至顯示元件進行顯示以提示更換治具，避免使用品質不佳的治具影響生產質量，藉由此一技術手段可以解決先前技術所存在的問題，進而達成提升生產質量及管理效率之技術功效。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

110:掃描器

120:遠端主機

130:管控主機

131:偵測模組

132:處理單元

133:控制模組

140:軌道裝置

141:繼電器開關

Claims (10)

1. 一種治具的使用週期管控系統，應用在具有一治具且該治具的表面設置具唯一性的一治具識別碼的環境中，該系統包含：一掃描器，該掃描器用以掃描該治具的表面以獲得該治具識別碼；一遠端主機，用以儲存與該治具識別碼相應的一管理訊息，該管理訊息包含一治具型號及一使用週期；以及一管控主機，通過一輸入輸出埠電性連接一顯示元件及一軌道裝置的一繼電器開關，以及通過網路與該遠端主機相互連線，該管控主機包含：一偵測模組，用以在偵測到該治具被使用時，驅動該掃描器掃描該治具的表面以獲得相應的該治具識別碼，並且根據獲得的該治具識別碼向該遠端主機查詢相應的該管理訊息；一處理單元，電性連接該偵測模組，用以根據該管理訊息確認該治具型號正確後，持續累計該治具的一投入使用時間，以及根據該投入使用時間及該使用週期計算出相應的一本週期剩餘時間；以及一控制模組，電性連接該處理單元，用以在該本週期剩餘時間低於一門檻值時，產生一停止信號以關閉該繼電器開關，使該軌道裝置停止移動，以及傳送一更換訊息至該顯示元件進行顯示以提示更換該治具，其中，該治具放 置於該軌道裝置上，當該軌道裝置停止移動時，該治具隨著該軌道裝置而停止移動。
2. 如請求項1之治具的使用週期管控系統，其中該停止信號產生時，該控制模組致能一塔燈、一蜂鳴器及一揚聲器至少其中之一以進行警示。
3. 如請求項1之治具的使用週期管控系統，其中該管理訊息允許通過登入該遠端主機預先設置，或直接自一治具耗材供應主機接收與該治具相應的使用參數以儲存為該治具型號及該使用週期。
4. 如請求項1之治具的使用週期管控系統，其中該管控主機接收到一暫停信號時，停止累計該投入使用時間且關閉該繼電器開關以使該軌道裝置停止移動，以及在接收到一恢復信號時，恢復累計該投入使用時間且開啟該繼電器開關以使該軌道裝置恢復移動。
5. 如請求項1之治具的使用週期管控系統，其中該遠端主機包含一生產信息和控制系統及一生產維護系統(Total Productive Maintenance,TPM)。
6. 一種治具的使用週期管控方法，應用在具有一治具且該治具的表面設置具唯一性的一治具識別碼的環境中，其步驟包括：提供一掃描器、一管控主機及一遠端主機，其中，該掃描器電性連接該管控主機、該管控主機通過一輸入輸出埠電性連接一顯示元件及一軌道裝置的一繼電器開關，以及通過網路與 該遠端主機相互連線、該遠端主機儲存與該治具識別碼相應的一管理訊息，該管理訊息包含一治具型號及一使用週期；該管控主機偵測到該治具被使用時，通過該掃描器掃描該治具的表面，用以獲得相應的該治具識別碼，並且根據獲得的該治具識別碼向該遠端主機查詢相應的該管理訊息；該管控主機根據該管理訊息確認該治具型號正確後，持續累計該治具的一投入使用時間，以及根據該投入使用時間及該使用週期計算出相應的一本週期剩餘時間；以及該管控主機在該本週期剩餘時間低於一門檻值時，產生一停止信號以關閉該繼電器開關，使該軌道裝置停止移動，以及傳送一更換訊息至該顯示元件進行顯示以提示更換該治具，其中，該治具放置於該軌道裝置上，當該軌道裝置停止移動時，該治具隨著該軌道裝置而停止移動。
7. 如請求項6之治具的使用週期管控方法，其中該停止信號產生時，該管控主機致能一塔燈、一蜂鳴器及一揚聲器至少其中之一以進行警示。
8. 如請求項6之治具的使用週期管控方法，其中該管理訊息允許通過登入該遠端主機預先設置，或直接自一治具耗材供應主機接收與該治具相應的使用參數以儲存為該治具型號及該使用週期。
9. 如請求項6之治具的使用週期管控方法，其中該管控主機接收到一暫停信號時，停止累計該投入使用時間且關閉該繼電器開關 以使該軌道裝置停止移動，以及在接收到一恢復信號時，恢復累計該投入使用時間且開啟該繼電器開關以使該軌道裝置恢復移動。
10. 如請求項6之治具的使用週期管控方法，其中該遠端主機包含一生產信息和控制系統及一生產維護系統(Total Productive Maintenance,TPM)。

Images