宋新建

（世之高智能装备有限公司，江苏 苏州 215300）

0 背景

在印制电路板（PCB）生产过程中有数十道生产工序,由于在各工序之间不能组成自动流水线运作,通常每一道工序生产的PCB物料都需要暂时放置放在PCB板架上,当PCB板架的物料堆放满后再运送到下一段工序进行后续的生产作业。目前我国大部分PCB生产企业的生产物料运转基本上都是由人工拉车来完成运送,随着人工成本逐年增加,越来越多的PCB企业希望通过自动导引运输车（AGV,Automated Guided Vehicle）来代替人工的运输作业,实现降低人工成本,提高生产效率。本公司研发了一种用于PCB物流运送的AGV系统是根据PCB行业生产车间物料运输的实际情况而设计的解决方案,该系统自动化程度高、运行稳定可靠、设备投入运行成本低,可以满足PCB厂商生产过程中的物料运送。

1 技术方案

本公司研发的一种PCB物料运送的AGV系统,该系统包括AGV调度系统计算机、可升降式AGV、AGV二维码读取相机、暂存架、载板、AGV专用二维码标志、在制PCB板架。

AGV二维码读取相机安装在可升降式AGV的机架上,AGV专用二维码标志粘贴在载板底面中心位置。AGV调度系统计算机采用无线通信方式与可升降式AGV进行通信；本系统能够在AGV调度系统的协调下,可以实现从暂存架到PCB收、放板机的PCB物料的自动运送。

本系统所具有的显著优点是：载板的确认是采用二维码的定位和识别方式,由于采用了AGV专用的二维码,所述二维码码元尺寸大,数据信息量适中,是专为AGV物料运送而定制的,二维码制作简单、成本低、解码速度快,具有极强的防污损功能,保证了物流运送过程的稳定和可靠。

2 技术功能

一种PCB物料运送的AGV系统包括AGV调度系统计算机、可升降式AGV、AGV二维码读取相机,以及暂存架和PCB板架。

图1为可升降式AGV,其位于车体的底部安装了用于读取载板上二维码的CCD相机（4）,该相机的四周安装有4颗LED发光二极管（5）用于给相机补光照明,AGV的平台（9）中部安装有一个圆形的透明的玻璃窗（6）,可升降式AGV安装有升降滑轨（7）和用于平台升降的电机,可以驱动位于AGV上面的平台的上升和下降。其平台（9）的4个边的中间各安装1个定位柱（10）用于在平台上升时准确滑入到和载板底部对应的4个定位孔,防止载板在AGV移动过程中发生位置变动。

图1 AGV车体机构示意图

图2为暂存架。通常每组暂存架根据产能需要设置2～10个暂存架工位,暂存架安装有多个可以调整高度的固定孔地脚（1）,可以调节其高度来达到和各个生产工序设备的高度相一致。每个暂存架工位的左右两侧各有1条支撑板（3）,和4个L形直角定位块（2）,这些定位块用来在本工位放入载板时限定载板的位置,以确保在该工位的载板在下一次顶取时能准确对准。

图2 暂存架结构示意图

图3为PCB板架。通常每个工序或车间都会根据需要配备一定数目（通常多达数百个）的PCB板架（2）用于PCB物料的暂存和流转用,PCB板架的下方有载板（1）作为支撑板架支架用；AGV专用二维码标志粘贴在载板底面中心位置。

图3 在制PCB板架示意图

AGV调度系统计算机采用无线通信方式与可升降式AGV进行通信。本系统能够在AGV调度系统的协调下,通过提前规划的运行路径,可以实现从暂存架到PCB收（放）板机的PCB物料的自动运送。

3 应用步骤

PCB物料运送的AGV系统具体流程如下：

首先PCB生产管理的ERP（企业资源计划）或MES（制造执行系统）等信息的管理系统把物料运转需求发送给AGV调度系统计算机,AGV调度系统计算机向空闲、可用、且距离开始站点最近的一个AGV发出任务,任务信息包含需要运送物料的开始站点（也即物料暂存架或收放板机坐标及位置信息）,以及需要运达的目的站点。被选定的AGV接收到任务后设置其状态为运行中,首先开始向开始站点运行,当所述AGV到达开始站点,确认AGV当前位置坐标正确无误,停止运行,通过位于AGV内部的二维码读取载板底面中间的二维码,确认该载板是需要运送的PCB物料；AGV升降平台上升,载板和PCB板架以及板架上的物料脱离暂存架或收放板机入出料架。这时AGV开始启动并向目的站点运行,当到达目的站点后,减速停止,并通过地面ID设备装置确认AGV当前位置坐标正确无误；AGV升降平台下降,载板和板架以及板架上的物料落在暂存架或收放板机入出料架上；AGV暂停运行,并设置其状态为空闲待命状态,等待调度系统的再次调度,如此反复运行,来实现PCB物料从一道工序到下一道工序的运送过程。其中AGV调度管理系统是PCB生产车间实现物流运输自动化核心部分,管理系统通过高效的数据传递、存储和信息处理为AGV运输系统的高效、有序运行提供了保障。

4 实施效果

本发明的显著优点是：AGV调度系统计算机是通过对载板的二维码的识别来进行对物料流转过程进行管理。本系统中采用了根据AGV运行物流运转需要而定制的专用的二维码,其码元尺寸比常见的二维码尺寸大,数据信息量小,二维码制作简单、成本低、解码速度快,具有极强的防污损功能,保证了PCB物料运送过程的稳定和可靠。