贴片机供料控制条码应用案例

项目背景

　　SMT是表面安装技术（Surface Mounted Technology）的简称，是新一代电子线路板组装技术，它将传统的分立式电子元器件压缩成体积很小的片状器件，从而实现了电子产品组装的高密度、高可靠性、小型化、低成本，以及生产的自动化。SMT现已成为现代电子信息产品制造业的核心技术和关键设备。表面安装工艺设备主要有丝网印刷机、贴片机、再流焊炉、返修工作台及X射线检测仪等。表面安装技术中SMT设备的更新和发展代表着表面安装技术的水平，新的SMT设备向着高效、灵活、智能、环保方向发展。

　　在IT产业的推动下，我国贴片机进口呈连年增长态势。表一是我国SMT设备进口数量和进口金额变化，可以看到，目前我国进口贴片机金额已经占到全世界贴片机销售总额的四分之一。据估计，随着计算机、手机和彩电等电子产品的增长，近几年国内对贴片机的需求还会增长。

　　我国SMT大生产的良好局面，一方面得益于我国发达地区电子工业的高速发展，需要大量引进和购置各种SMT生产线；另一方面，国际著名的电子制造企业，如伟创力、旭电纷纷来中国建厂从事电子制造，也带动了我国SMT产业的发展。目前，国内对贴片机需求最大的是外企，其次是民营企业，第三是国企。

　　领先的贴片机生产厂家有日本的松下Panasonic、富士FUJI、三洋SANYO、雅马哈YAMAHA、JUKI、索尼和卡西欧CASIO，欧美地区的西门子SIEMENS、环球UNIVERSAL、菲利浦PHILIPS。

　　贴片机供料控制是保证生产质量的关键环节。目前，一些新出厂的贴片机附带了供料控制功能，但价格较贵，而早期的贴片机没有此功能。根据用户提出的要求，南开戈德开发了一套贴片机供料控制条码应用系统。

项目实施目的与意义

系统要求实现的目标是：
   1、保证贴片机使用正确原料进行操作；
   2、操作简便，系统可靠，逻辑严密；
   3、系统可排除人为因素，如不扫描，忘记扫描等；
   4、所有扫描记录及SMT的操作都应存入到给定数据库中以备查询；
   5、发现上料错误及没有扫条码时应能报警并使此SMT为不可用或停机；
   6、系统成本低。

系统总体方案

　　每台贴片机配备一台手持式条码扫描枪（Barcode scanner），一台控制器控制一台贴片机，一台控制计算机控制3-4台贴片机。

　　操作员在贴片生产时，首先将材料（芯片、电阻、电容等）装入送料器（Feeder）中，装入的顺序就是贴片的顺序，这顺序与设计的顺序必须一致。用扫描器按照特定的工序先后顺序扫描料盘、送料盒和插槽上的条码，控制计算机根据采集的数据信息和从生产系统（Line Computer主机）中下载的Feederlist信息进行比较，判断操作员是否有错误操作。如果有，提示报警信息并使SMT停机/锁住，操作员可根据报警信息进行错误处理；如果没有误操作，SMT进行生产。所有操作日志均记录在数据库中。

　　FeedList从Line Computer中得到，控制SMT的开/停机通过控制器的开关实现。控制器有一个RS232串口，通过串口和控制计算机进行数据通讯。此外，控制器可提供声光报警和数码管显示功能，以便操作员更好地处理误操作。控制计算机通过TCP/IP与数据库服务器连接。

系统主要功能

（1）基本功能描述

　　上料控制：通过条码识别杜绝贴片机由于人工上料或换料造成的误操作。

　　缺料预警：系统可以自由设定缺料预警的百分比数，当物料数量小于设定数值时，系统进行预警，提示操作员及时上料。

　　库房备料和送料：系统自动判断物料的使用情况，当物料数量小于设定数值时，系统提示库房操作员及时备料和送料。

　　产品追溯：当用户需要进行产品追溯时，典型的情况是产品出现问题时，用户通过系统可以方便地查出该产品的生产日期、操作人员、所用物料的型号、种类、批次等详细信息，及时找出问题的原因所在。

　　统计查询：系统根据日志信息和Feederlist解析信息，进行操作员工作量、产品分布、贴片机性能、每种物料的掉件率等方面的统计分析。统计分析以报表形式显示，可以打印输出等。系统同时提供多种信息的多种角度的查询功能。

　　系统管理：提供用户管理、路径设置、物料设置、数据采集设置、声音设置、机型设置、Feeder绑定设置、数据校正。还有系统监视功能、日志功能。

　　外接程序：实现与其他系统程序的连接。

　　FeederList 的数据取得与解析。

　　串口对应关系的设置功能。

　　系统实时性：Control Pc 采用多线程串口监控程序，保证来自每个串口的数据信息得到及时的响应分析；数据解析程序（解析Line Computer）实时监控各个文件的大小变化，并提交到数据库中。

（2）控制器功能

　　控制器软件的目的是驱动相应硬件并完成：错误代码LED显示，声音报警，继电器驱动以及与PC端软件进行串行通信等工作。控制器要求具有自动上电复位，自动错误恢复，7×24工作的稳定性。

控制器完成的功能如下：
 错误代码LED显示；
 声音报警；
 继电器驱动；
 与PC端软件进行串行通信；
 控制器要求具有自动上电复位；
 自动错误恢复；
 7×24工作的稳定性。

业务流程

　　生产系统主机（Line Computer）中的Feederlist记录了贴片生产的详细信息，在贴片操作时可以下载到控制计算机中。

　　操作员工作证、贴片机插槽、送料盒、料盘及贴片机上都有对其进行唯一标示的条形码，在上料时操作员使用扫描器按照特定的工序依次扫描这些条码，控制计算机根据所采集到的条码信息和Feederlist信息进行比较，判断操作员是否有错误操作。如果有，则系统给出报警提示，同时报警控制盒也进行声、光报警并停止贴片机，操作员可根据报警信息进行错误处理；当再次扫描信息并确认正确后，将启动贴片机。如果没有误操作，贴片机进行正常生产。

　　系统能够解析Feederlist信息，实时了解每种物料的实际使用情况，当某种物料数量少于预先设定的警报线时，即发出缺料报警，并通过局域网通知原料库房进行备料和送料。
系统将所有实际操作信息和Feederlist信息记录在数据库，为贴片机性能分析提供原始数据。同时，系统记录了每一种产品的所用物料、操作人员、操作时间等详细，可以方便地进行产品追溯和数据管理。

系统特点

　　系统采用先进的条形码技术，实现了贴片机上料、供料过程的自动控制，杜绝由于人工上料或换料造成误操作，提高了工作的正确性，大大降低了次品率。

　　库房管理系统与SMT控制系统通过局域网相连，库房操作员可实时掌握物料的实际使用情况，并据此进行备料和送料，减少了备料和送料时间，降低了备件在生产线上的积压，保证了贴片机的高效运转。

　　系统操作简便，提供软件系统报警、声光报警和控制盒数码管显示等准确明晰的警示功能，使操作员在遇到问题时能迅速了解问题所在，并能及时改正，降低了操作员的工作强度，提高了工作效率。

　　完善的系统安全控制：系统提供两种角色，普通用户适用于一般操作员，具有完成日常工作的功能，系统管理员拥有系统的全部权限。

　　系统提供多角度的数据统计和查询功能，提供产品追溯功能，便于用户在产品出现问题时能迅速找出问题的原因所在。

　　系统对工作环境适应性强，安装简便，总体成本低，具有极高的性能价格比。

　　系统可直接用于西门子S20和S50贴片机生产线，对西门子其他型号的贴片机生产线需要进行参数配置，对其他品牌的贴片机需要进行本地化的工作。本系统成功在天津Motorola公司手机生产基地使用。

项目实施效果

　　本系统于2003年10月成功在天津Motorola公司手机生产基地使用，系统运<