CN101833328A - 无线传感网smt生产制造执行控制系统 - Google Patents

Abstract

无线传感网SMT生产制造执行控制系统，含有SMT贴片机、印刷机、锡膏测厚仪、波峰焊机、光学测试仪和X光测试仪等加工设备，各自具有计算机控制并采集本身的运行工作参数，其特征在于：设置无线传感的环境数据采集节点，布置在生产环境的各个位置；在各加工设备的控制计算机上连接无线传感网络转发节点；并设置能接收无线节点信号的服务器，服务器上还安装有云计算系统，对各个加工设备进行控制。采用这种无线网络的生产控制系统，能实现生产数据的实时汇总、分析、监控，生产效率高、产品质量高，提高工业自动化程度。

Description

无线传感网SMT生产制造执行控制系统

技术领域

本发明涉及一种无线传感网生产制造执行控制系统，特别是一种具有无线数据采集功能的贴片生产(SMT)生产制造执行控制系统。

背景技术

贴片生产制造执行控制系统(SMT)是现在电子工业生产的重要工艺系统，能够完成精密的贴片式电子元件的自动焊接。其核心设备就是各种品牌型号的贴片机，配合印刷机及各种检测设备组成一个完整的生产控制系统。

现有的这套生产系统，每台设备都是相对独立的，虽然如今的自动化程度较高，每台设备能够对自身进行一定的智能化管理和控制，但各台设备没有联系，各自仍然需要专门的操作人员进行管理监控，以及时发现异常状况。这样，整个生产系统的管理监控效率比较低，需要的人员也较多，运行成本高。另一方面，生产数据统计和数据汇总也不方便，必须每台设备分别取数据，记录汇总，环节多，容易出错。

发明内容

本发明的目的是克服背景技术所述的现有贴片生产系统的缺点，发明一种利用无线传感网络进行数据采集、网络化管理的贴片生产控制制造执行系统。

这种无线数据采集的贴片生产控制制造执行系统，在生产场所内安排有SMT贴片机、印刷机、锡膏测厚仪、波峰焊机、光学测试仪和X光测试仪，组成流水线依次排列，各组成设备各自具有计算机控制并采集本身的运行工作参数。其特征在于：生产场所内还设有无线的环境数据采集节点，布置在生产环境的各个位置，监控整个生产系统的工作环境数据，主要就是温度和湿度；在各组成设备的控制计算机上连接无线传感网络转发节点；并设置服务器，服务器能够接收上述环境数据采集节点和无线转发节点的无线信号，服务器上还安装有云计算系统，对各个组成部件进行控制。

优选的：各组成设备上的无线传感网络转发节点通过设备的控制计算机的串口连接，来获取设备本身采集的参数。

进一步优选：服务器上安装短信发布设备，比如短信收发设备。服务器根据需要，把汇总的运行参数数据分析处理后，发出短信。短信的内容可以是警报也可以是数据告知。

这样，本发明利用无线传感网络技术，将生产系统的环境和各组成设备组成一个无线传感网络，设备数据实时汇总，自动分析，实时控制，只需要对服务器的操作就能了解整个生产系统的运行情况，并且通过MES系统软件完成对各组成设备的工艺调整和控制，大大提高了生产效率，对操作人员的数量要求也低，减少疲劳工作，提高生产质量。

附图说明

图1，本发明的无线网络原理图。

图2，本发明的具体应用实施例。

图中，1——贴片机，11——贴片机计算机，2——印刷机，21——印刷机电脑，3——锡膏厚度测试仪，4——波峰焊机，5——光学测试仪，6——X光测试仪，7——服务器，8——环境无线传感节点，9——无线传感网络节点。

具体实施方式

如图1所示的，说明本发明的一个具体应用例子。

本发明系统中，SMT贴片机为松下公司的sa 6M620的贴片机，这台设备本身含有计算机，由计算机控制运行，并且计算机直接采集本设备的运行参数储存在计算机中，这些参数是：贴片点数、丢料率、错误信息、物料使用数量和其他工艺参数，并且贴片机的压力管上有压力传感器，压力数据也被计算机获取；计算机上含有串口，在串口上连接一个无线传感网络的节点，本实施例优选的是采用Zigbee协议的无线传感节点。应用ZigBee技术构建的无线传输网络的主要有以下几个方面的优点：1.低功耗在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6-24个月，甚至更长。这是ZigBee的突出优势。相比较，蓝牙只能工作数周、WiFi可工作数小时。

2.低成本通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10)，降低了对通信控制器的要求，按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB代码，而且ZigBee免协议专利费。

3.低速率ZigBee工作在250kbps的通讯速率，满足低速率传输数据的应用需求。

4.短距离传输范围一股介于10～100m之间，在增加RF发射功率后，亦可增加到1～3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。

5.短时延ZigBee的响应速度较快，一股从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3～10s、WiFi需要3s。

6.高容量ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网。

7.高安全ZigBee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码，以灵活确定其安全属性。

8.免执照频段采用直接序列扩频在工业科学医疗2.4GHz(全球)(ISM)频段。

印刷机选用松下公司的NM-EJPIA，它的控制电脑获取的本身数据有：压力、基板夹紧度、清洗参数、刮板上升力、基板上升力、运行压力等，印刷机上有SD卡接口，上述数据已经被其电脑收集处理，可以通过SD卡读出，在印刷机的电脑的串口上也设置上述采用Zigbee的无线传感节点。

锡膏厚度测试仪的电脑串口上设置无线传感节点，采集测试数据和工艺参数。

波峰焊机选用的是SunSDA公司的SRO-430A81，该设备影响工艺的主要参数是：风速、温度和链速，在该设备上设置温度传感的无线节点和链速感应的无线节点。

自动光学测试仪为VCTA-A380，它的串口上连接无线传感节点，获取它测试到的产品短路、开路等表面焊接工艺数据。

X光测试仪，型号为Mirtel公司的MX-9CL，串口上连接无线传感节点，获取的是产品三维立体图像数据，主要检测电子产品的虚焊、短路等工艺质量信息。

上述各设备构成一条生产流水线，产品在各设备上顺序加工。

在生产流水线的工作场所中，设置温、湿度传感无线节点，再设置有服务器，服务器上设有无线网络协调器、短信收发设备和云计算系统。

整个生产系统中，各台加工设备、环境传感器和服务器，通过zigbee协议的无线传感节点，组成一个无线传感网络，所有的影响工艺的参数、数据都被自动传送到服务器，服务器通过云计算系统对整个生产系统进行分析、控制和监测。服务器发现生产系统的异常情况，将通过短信收发设备，将有关异常信息通过现有的GSM短信通讯网络传送给相关人员，有关质量控制人员可以实时得知生产情况。服务器的云计算系统还具有强大的数据库功能，对数据汇总和分析的操作也十分便利。

上述实施例，是利用zigbee无线协议的无线传感网络节点在SMT贴片生产系统的一个具体应用。本发明不局限于zigbee协议，任何无线传感网络都能适用本发明。也不局限于SMT生产系统，也可以应用到其他的各种工业生产制造执行系统。

并且，本发明组成的无线网络，通过无线网关，可以与其他网络联系，如工业网络或者互联网，实现更大范围的网络连接。

Claims (4)

1.无线传感网SMT生产制造执行控制系统，含有SMT贴片机、印刷机、锡膏测厚仪、波峰焊机、光学测试仪和X光测试仪，组成流水线依次排列，各加工设备各自具有计算机控制并采集本身的运行工作参数，其特征在于：还设有无线传感的环境数据采集节点，布置在生产环境的各个位置；在各加工设备的控制计算机上连接无线传感网络转发节点；并设置服务器，服务器能够接收上述环境数据采集节点和无线转发节点的无线信号，服务器上还安装有云计算系统，对各个加工设备进行控制。

2.根据权利要求1所述的无线传感网SMT生产制造执行控制系统，其特征是：所述无线传感网络转发节点通过各加工设备的计算机的串口连接，来获取设备本身采集的参数。

3.根据权利要求1或2所述的无线传感网SMT生产制造执行控制系统，其特征是：服务器上安装短信收发设备。

4.根据权利要求1所述的无线传感网SMT生产制造执行控制系统，其特征是：所述的无线传感网络转发节点是基于Zigbee协议的无线传感网节点。

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