mervasys leiterplatten-barcode inserter

Systembeschreibung

1. Die Aufgabe

2. Die Beschreibung des Systems merlin

     2.1 Systemlauf

     2.2 Nebenbedingungen

     2.3 Kommunication- and Kontroll-Komponenten

          2.3.1 Umsetzung des seriellen Signals

          2.3.2 Sensoren für Leiterplattenfluß

          2.3.3 Datenbankanbindung

     2.4 Hardware Komponenten

3. System-Voraussetzungen Kontrollrechner

1. Die Aufgabe

Das bereits im Ansatz vorhandene Traceability-System der Leiterplattenbestückung muß um die Zuordnung der einzelnen Leiterplatte (PCB) zu einem bereits erfassten Bauteilverbrauchsdatensatz ergänzt werden.

Die Verbrauchsdatensätze werden in einer Datenbank erfasst und über
Transfertabellen dem MES übermittelt.

Die Leiterplatte trägt ihre Seriennummer als Barcode.
Diese Barcodeinformation muss nach dem Bestückende der PCB in die passenden Datensätze der Transfertabellen eingetragen werden.

Dadurch wird die Traceability-Information vollständig.

Die Beschreibung des Systems merlin

2.1 Systemlauf

Der Kontrollrechner jeder Bestücklinie ist das Gastsystem für merlin.
merlin überwacht den Leiterplattenfluß für jede Maschine.
Dazu ist jede Maschine in maximal vier Zonen aufgeteilt, in denen
photoelektriche Sensoren den Leiterplattenlauf beobachten.

Zone 1 ist der Conveyor, Zone 2 bis Zone 4 sind die Haltepunkte in der Maschine:

Zone 1 - Conveyor
Zone 2 – Einlaufzone der Maschine
Zone 3 – Bestückposition der Maschine
Zone 4 - Auslaufzone der Maschine

Der Convevor vor jeder Maschine trägt einen Barcode-Leser.
Wird der Sensor 1 bedeckt, erwartet merlin den Empfang des Leiter- platten-Barcodes und trägt ihn in die interne Datenstruktur ein.
(Informationsschlange nach dem FIFO-Prinzip), sobald Sensor 1 wieder frei wird und Sensor 2 bedeckt wird.
Die Leiterplatte ist in die Maschine eingefahren (Zone 2).
Ist kein Barcode empfangen worden, bleibt der FIFO-Eintrag leer.

Läuft die Leiterplatte von Zone 2 in die Zone 3 (Bestückposition),
wird die Barcodeinformation in der FIFO in den Slot für Zone 3 verschoben. Die Leiterplatte wird bestückt.

Nach dem Bestückende sendet die Maschine die Bauteilverbrauchsinformation, die in den Transfertabellen des Datenbank-Servers eingelagert wird.

Das Verfahren der Leiterplatte von Zone 3 zur Zone 4 (Auslaufzone),
gemessen über die jeweiligen Sensoren, veranlasst merlin, die zu dieser Leiterplatte dazugehörigen, zeitnahen Einträge in der Datenbank zu suchen und die Seriennummer aus dem Barcode dort einzu- tragen.

Die Barcode-Information wird in den Slot für Zone 4 verschoben und
wird aus der FIFO geschoben, wenn der Sensor 4 wieder frei wird.

Ist kein geeigneter, zeitnaher Eintrag in der Datenbank zu finden, bleibt das Ende der Bestückung aktionsfrei; es wird keine Seriennummer in die Datenbank eingetragen.

2.2 Nebenbedingungen

Zur Verbesserung Datenqualität sollte der Barcode-Leser
am Conveyor getriggert lesen.
Eine Möglichkeit zur Korrektur bei Nichtlesung wäre von Vorteil.

Alle Leiterplatten sollten eine eindeutige Seriennummer als Barcode tragen. Dieser sollte für den Barcode-Leser immer auffindbar sein.

2.3 Kommunication- and Kontroll-Komponenten

              2.3.1 Umsetzung des seriellen Signals

Da merlin zentral für eine ganze Linie zuständig ist,
kann es zu großen Kabellängen für die serielle Daten-
übertragung von den Barcode-Lesern zum Kontrollrechner
kommen. Zur Beseitigung der damit vorhandenen Signal-
probleme kommen 'Serial to LAN'-Adapter zum Einsatz.
Der Kontrollrechner 'sieht' die 'Serial to LAN'-Adapter als
lokale COM-Ports und kann sie standardisiert behandeln.
Vorschläge dazu enthält 2.4 Hardware-Komponenten.

              2.3.2 Sensoren für Leiterplattenfluß

Zur Vermeidung von Signalproblemen bei langen Kabel-
wegen (alle Sensoren einer Linie sind an dem zentralen
Kontrollrechner angeschlossen) werden die vier Sensoren
einer Maschine jeweils mit 24 Volt durch ein externes,
spannungsstabilisiertes Netzteil versorgt.
Vorschläge dazu enthält 2.4 Hardware-Komponenten.

              2.3.3 Datenbankanbindung

Der Datenbank-Server benutzt eine Struktur der Transfer-
tabellen gleich der des Universal-Systems DMM und LCB.
Schnittstellen für weitere, sich von DMM und LCB unter- scheidende Datenbänke sind nicht Teil des Systems merlin,
können jedoch später implementiert werden.
Dazu bedarf es eines gesonderten Auftrages.

Der oder die Datenbankserver müssen über Netzwerk durch merlin erreichbar sein, die erteilten Zugriffs rechte müssen Schreiben, Lesen und Ändern der Tabellen
erlauben.
       2.4 Hardware Komponenten

Die nachfolgende Liste enthält Vorschläge für die Hardware-Komponenten
für merlin.

-  pro Linie/Kontrollrechner 1 Stück
Digitale I/O-Karte APCI-1032 mit Treiber

-  pro Maschine 4 Stück
photoelektrische Sensoren Omron E3S-LS3PW

-  pro Maschine 1 Stück
stabilisiertes Netzteil 24 Volt DC für Sensoren

- pro Maschine 120 m Data Cable shielded twisted pair min. 2 pairs

- pro Maschine 2 Stück Barcode Reader for PCB Barcode, Communication link RS232 (serial) with cable

- pro Maschine 1 Stück RS232 zu Ethernet
(Serial to LAN) Adapter mit Treiber

- pro Linie 1 Stück Switched Ethernet Hub
(min.5 Ports frei)

- pro Maschine 1 Stück Netzwerkkabel
'RS232 to Ethernet's zu 'Switched Ethernet Hub's
in geeigneter Länge

- pro Linie 1 Stück PC (XP oder WIN 7),
für Dauerlauf geeignet (wird vom Kunden gestellt)

3. System-Voraussetzungen Kontrollrechner

Der Kunde stellt die Kontrollrechner bereit, ein Stück für jede Linie.

Der zentrale Kontrollrechner einer Linie muß für den Dauerlauf geeignet sein
und folgende Minimal-Konfiguration besitzen:

- 4096 MB RAM
- Dual oder Quad Core CPU
- 500 GB Hard Disk
- Standard-Graphics Card
- Network Card, 1 Gbit/s
- Keyboard und Mouse
- 1 freier PCI Slot für die Digitale I/O-Karte
- 1 TFT- Flat Screen
- Betriebssystem Windows XP / 7 (32 bit)
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