專利名稱：一種具有可視化監(jiān)控功能的混流裝配線智能料架裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于裝配線物料管理與裝配監(jiān)控技術(shù)，具體涉及一種用于混流 裝配線物料管理、配送同步控制和可視化監(jiān)控一體化的智能料架裝置，它 可以解決工廠混流裝配線上物料同步配送控制、可視化監(jiān)控及其錯(cuò)、漏裝 問(wèn)題，尤其適用于轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的混流裝配線。
背景技術(shù)：
轎車工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，發(fā)動(dòng)機(jī)作為關(guān)鍵零部件，其自 主制造水平的相對(duì)落后已經(jīng)成為制約我國(guó)轎車工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。為 了適應(yīng)整車的需求，目前我國(guó)自主品牌轎車發(fā)動(dòng)機(jī)大多采取大規(guī)?；炝魃?產(chǎn)模式，從而對(duì)轎車發(fā)動(dòng)機(jī)混流裝配線的物料管理與裝配監(jiān)控技術(shù)提出了 很高的要求。
轎車發(fā)動(dòng)機(jī)混流裝配線物料管理與裝配監(jiān)控技術(shù)的主要過(guò)程是利用 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)從底層控制系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)，經(jīng)由通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁鱾€(gè)數(shù)據(jù)終 端上進(jìn)行可視化顯示，從而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線的物料進(jìn)行管理并進(jìn)行同步配 送。在信息獲取的基礎(chǔ)上， 一些技術(shù)人員也設(shè)計(jì)和開發(fā)了相應(yīng)的可視化交 互解決方案和產(chǎn)品。賀德強(qiáng)等人發(fā)表的"基于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)化制造中信息
交互模式及其實(shí)現(xiàn)"(中國(guó)機(jī)械工程，2004， 15(3): 217-220.)針對(duì)網(wǎng)絡(luò)化制 造系統(tǒng)中底層信息交互所存在的障礙與問(wèn)題，開發(fā)了一種基于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)技 術(shù)的多功能交互式信息交互終端。靳松等人發(fā)表的"工具車間無(wú)紙化加工模 式及其應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)"(現(xiàn)代制造工程，2006 (8): 38-41.)針對(duì)單件小批量 多品種生產(chǎn)車間對(duì)無(wú)紙化生產(chǎn)的需求，開發(fā)了一種無(wú)紙化生產(chǎn)應(yīng)用系統(tǒng)。 該系統(tǒng)在機(jī)床上或機(jī)床旁邊安置嵌入式終端，通過(guò)局域網(wǎng)與車間服務(wù)器相連。日本森精機(jī)的CAPS (計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)管理系統(tǒng))可實(shí)現(xiàn)加工任務(wù)、圖 紙、NC代碼的網(wǎng)絡(luò)下達(dá)、監(jiān)督任務(wù)的完成進(jìn)度，完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí) 采集、實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，且具有很高的可視化水平，但CAPS僅適用 于森精機(jī)的數(shù)控機(jī)床。
以上數(shù)據(jù)采集和可視化監(jiān)控方案存在以下問(wèn)題(1)沒(méi)有將物料數(shù)據(jù) 采集和物料裝配很好的結(jié)合起來(lái)。(2)不能實(shí)現(xiàn)物料同步配送控制和可視 化監(jiān)控的一體化。(3)不能實(shí)現(xiàn)特定裝配工位或工作站的防錯(cuò)裝、漏裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有可視化監(jiān)控功能的混流裝配線智能料 架裝置。該裝置通過(guò)物料同步配送控制和可視化監(jiān)控，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確、 形象化地指示工人在其工位所需裝配的零配件種類和順序，從而降低裝配 出錯(cuò)率。
本發(fā)明提供的具有可視化監(jiān)控功能的混流裝配線智能料架裝置，其特
征在于該裝置包括單片機(jī)、總線接口、 RFID讀寫器、裝配顯示屏、指
示燈、裝配按鈕和蜂鳴器；
RFID讀寫器和裝配顯示屏分別通過(guò)總線接口與單片機(jī)相連；
指示燈、蜂鳴器和裝配按鈕均與單片機(jī)相連，指示燈和裝配按鈕的數(shù)
量由該工位上所需裝配的零部件的種類確定；
RFID讀寫器安裝在所需工位的裝配線旁，讀取RFID卡中的信息，并
提供給單片機(jī)；單片機(jī)對(duì)該信息進(jìn)行處理，再分別向裝配顯示屏、指示燈
和蜂鳴器發(fā)出指令，指示燈和蜂鳴器開始工作，裝配顯示屏將該產(chǎn)品品種
和所需安裝的零部件以圖象的方式顯示給裝配員，裝配按鈕還將裝配員的
操作信息回傳給單片機(jī)。
為了克服現(xiàn)有的轎車發(fā)動(dòng)機(jī)混流裝配線料架不能將數(shù)據(jù)采集和物料裝 配很好結(jié)合、不能實(shí)現(xiàn)物料同步配送控制和可視化監(jiān)控的一體化以及不能實(shí)現(xiàn)特定工位或工作站的防錯(cuò)、防漏裝的問(wèn)題，本發(fā)明利用混流裝配線工 位數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和可視化技術(shù)，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地指示工人在其工位所需裝配的 零配件的種類和順序，有效降低裝配出錯(cuò)率。


圖l為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明裝置的處理流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
如圖1所示，本發(fā)明具有可視化監(jiān)控功能的混流裝配線智能料架裝置
包括以下幾部分單片機(jī)l、總線接口2、 RFID讀寫器3、裝配顯示屏4、
指示燈5、裝配按鈕6、蜂鳴器7。
RFID讀寫器3安裝在所需工位的裝配線旁，用于讀取RFID卡中的相
關(guān)信息，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。RFID讀寫器3通過(guò)總線接口 2和單片
機(jī)1相連。
裝配顯示屏4通過(guò)總線接口 2與單片機(jī)1相連，構(gòu)成與單片機(jī)1串行 通訊模式。裝配顯示屏4采用LCD發(fā)光屏，實(shí)現(xiàn)裝配線產(chǎn)品品種和待裝零 配件的顯示和其他信息顯示。
指示燈5和裝配按鈕6的個(gè)數(shù)由該工位上所需裝配的零部件的種類確 定，指示燈5用于指示所需安裝的零部件所在的料倉(cāng)位置，裝配按鈕6用 于進(jìn)行取料和退料的確認(rèn)。
蜂鳴器7與單片機(jī)1相連，用于對(duì)零部件錯(cuò)裝和漏裝的報(bào)警。
單片機(jī)1用于控制RFID讀寫器3、裝配顯示屏4、指示燈5、裝配按 鈕6、蜂鳴器7的協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)混流裝配工位的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和可視化監(jiān) 控。單片機(jī)1的處理流程圖如圖2所示。
當(dāng)需要裝配某一個(gè)產(chǎn)品品種時(shí)，RFID讀寫器3將產(chǎn)品托盤上粘貼的 RFID卡中的信息讀入，通過(guò)總線接口2將該信息傳送到單片機(jī)1。單片機(jī)l將該信息進(jìn)行處理，然后向裝配顯示屏4、指示燈5、蜂鳴器7發(fā)出指令， 即指示燈5開始閃爍，蜂鳴器7開始報(bào)警，同時(shí)裝配顯示屏4將該產(chǎn)品品 種和所需安裝的零部件以圖象的方式進(jìn)行顯示。裝配員根據(jù)顯示屏圖象以 及聲光指示拾取相應(yīng)零部件，同時(shí)對(duì)裝配按鈕6給予相應(yīng)的操作。裝配按 鈕6將有關(guān)操作信息回傳給單片機(jī)1，通過(guò)單片機(jī)1對(duì)物料的裝配進(jìn)行實(shí)時(shí) 的控制。 實(shí)例
本實(shí)施例為國(guó)內(nèi)某發(fā)動(dòng)機(jī)制造公司的發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)發(fā)裝配線的LB140.2工 序，該工序需要為11種不同型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)1.8FC鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)總成—(481FC 聯(lián)電Tll用)，1.8FC鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)總成—(481FC聯(lián)電Bll用)，1.8FC鑄鐵發(fā) 動(dòng)機(jī)總成—.(481FC聯(lián)電A21用)，1.6FD鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)總成—(481FD聯(lián)電A21 用)，1.6LC發(fā)動(dòng)機(jī)總成(481F聯(lián)電出口)， 1.6LC發(fā)動(dòng)機(jī)總成(481F聯(lián)電配 T11)，2.0NALC發(fā)動(dòng)機(jī)總成—Tll用，2.0NALC發(fā)動(dòng)機(jī)總成—Bll用，2.0NALC 發(fā)動(dòng)機(jī)總成—A21用，1.6LCBR發(fā)動(dòng)機(jī)總成—A21用，1.6LLC發(fā)動(dòng)機(jī)總成—A21 用。分別安裝滿足各自發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)要求的進(jìn)氣管墊片、線束支架、排氣 管。這些零部件存放在料架的料倉(cāng)中，安裝時(shí)由裝配人員從料倉(cāng)取出。
例如當(dāng)載有1.8FC鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)總成(481FC聯(lián)電Tll用)的托盤經(jīng)過(guò) LB140.2工位時(shí)，RFID讀寫器3將托盤上RFID卡中1.8FC鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)總 成(481FC聯(lián)電Tll用)的相關(guān)信息讀入，然后通過(guò)ProfiBUS總線接口 2將 該信息傳送給ATmega8單片機(jī)1。 ATmega8單片機(jī)1則將該信息進(jìn)行有關(guān) 的算法運(yùn)算，確定1.8FC鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)總成(481FC聯(lián)電Tll用)所需裝配的零 配件進(jìn)氣管墊片、線束支架、排氣管的先后順序和數(shù)量，然后向裝配顯 示屏4發(fā)送指令，裝配顯示屏4將顯示第一個(gè)需要裝配的零件一進(jìn)氣管墊 片的圖象和需求的數(shù)量1個(gè)，同時(shí)ATmega8單片機(jī)1向指示燈5、發(fā)出指 令。指示燈5開始點(diǎn)亮。裝配員根據(jù)閃爍的指示燈5到對(duì)應(yīng)的料倉(cāng)拾取進(jìn) 氣管墊片，拾取進(jìn)氣管墊片后的同時(shí)按壓相應(yīng)的操作按鈕6。這時(shí)，操作按 鈕6將操作命令信息反饋給ATmega8單片機(jī)1 ，則ATmega8單片機(jī)1根據(jù) 反饋的按鈕信息進(jìn)行運(yùn)算，若取料正確，ATmega8單片機(jī)1發(fā)出指示燈5熄滅的指令。若取料錯(cuò)誤，則ATmega8單片機(jī)l發(fā)出指示燈開始閃爍的命 令，同時(shí)，ATmega8單片機(jī)1向蜂鳴器7發(fā)出指令，此時(shí)蜂鳴器7開始報(bào) 警，這樣通過(guò)指示燈的閃爍和蜂鳴器的報(bào)警，給裝配員以"錯(cuò)裝"的聲光提示。 裝配員必須馬上退還物料，當(dāng)物料放回料倉(cāng)后，再按壓相應(yīng)操作按鈕6，則 ATmega8單片機(jī)1根據(jù)相應(yīng)的算法對(duì)指示燈5和蜂鳴器7進(jìn)行控制，讓其 停止閃爍和報(bào)警。當(dāng)裝配好進(jìn)氣管墊片后，裝配員再按壓確認(rèn)的操作按鈕6， 此時(shí)ATmega8單片機(jī)1進(jìn)行下一步算法的循環(huán)，并給裝配顯示屏4發(fā)出顯 示第二個(gè)零件—線束支架的指令，同時(shí)所需的數(shù)量和相關(guān)信息一并顯示。
這時(shí)指示燈得到指令開始點(diǎn)亮，裝配員開始裝配線束支架，以下步驟依次 跟裝配進(jìn)氣管墊片一樣。這樣循環(huán)反復(fù)，直到將1.8FC鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)總成 (481FC聯(lián)電T11用)所需的進(jìn)氣管墊片、線束支架、排氣管全部裝完，若當(dāng) 下一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)有效托盤到達(dá)該工位時(shí)，裝配員仍沒(méi)有進(jìn)行完相應(yīng)的按鈕操 作，則ATmega8單片機(jī)1根據(jù)計(jì)算認(rèn)為該工位沒(méi)有進(jìn)行裝配操作或者有零 件漏裝，這時(shí)蜂鳴器7開始報(bào)警以提示"漏裝"。若沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)、漏裝，則開
始下一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于，為混流裝配過(guò)程提供一種用于混流裝配線物料管 理、配送同步控制和可視化監(jiān)控一體化的智能料架裝置，對(duì)混流裝配線上 的零部件裝配實(shí)現(xiàn)信息采集的實(shí)時(shí)化、可視化，可以滿足手工混流裝配過(guò) 程中防止錯(cuò)裝漏裝的需要。而且本發(fā)明制造成本較低，可對(duì)關(guān)鍵工位進(jìn)行 靈活配置，為混流裝配提供一種好的配料方式，可以降低出錯(cuò)率，提高工 作質(zhì)量，并降低勞動(dòng)成本。
本發(fā)明可應(yīng)用于多品種轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的混流裝配線，按照不同發(fā)動(dòng)機(jī)每 個(gè)工位的裝配工件和裝配順序，為操作人員的裝配過(guò)程進(jìn)行配送同步控制 及可視化監(jiān)控，防止零部件的錯(cuò)裝、漏裝，保證產(chǎn)品的裝配質(zhì)量。
權(quán)利要求
1、一種具有可視化監(jiān)控功能的混流裝配線智能料架裝置，其特征在于該裝置包括單片機(jī)(1)、總線接口(2)、RFID讀寫器(3)、裝配顯示屏(4)、指示燈(5)、裝配按鈕(6)和蜂鳴器(7)；RFID讀寫器(3)和裝配顯示屏(4)分別通過(guò)總線接口(2)與單片機(jī)(1)相連；指示燈(5)、蜂鳴器(7)和裝配按鈕(6)均與單片機(jī)(1)相連，指示燈(5)和裝配按鈕(6)的數(shù)量由該工位上所需裝配的零部件的種類確定；RFID讀寫器(3)安裝在所需工位的裝配線旁，讀取RFID卡中的信息，并提供給單片機(jī)(1)；單片機(jī)(1)對(duì)該信息進(jìn)行處理，再分別向裝配顯示屏(4)、指示燈(5)和蜂鳴器(7)發(fā)出指令，指示燈(5)和蜂鳴器(7)開始工作，裝配顯示屏(4)將該產(chǎn)品品種和所需安裝的零部件以圖象的方式顯示給裝配員，裝配按鈕(6)還將裝配員的操作信息回傳給單片機(jī)(1)。
全文摘要
本發(fā)明屬于混流裝配線物料管理與裝配監(jiān)控技術(shù)，涉及一種具有可視化監(jiān)控功能的混流裝配線智能料架裝置。該裝置由單片機(jī)、總線接口、RFID讀寫器、裝配顯示屏、指示燈、裝配按鈕、蜂鳴器等所組成。其中單片機(jī)與多個(gè)指示燈、多個(gè)裝配按鈕、一個(gè)蜂鳴器相連。RFID讀寫器和裝配顯示屏分別通過(guò)總線接口與單片機(jī)相連，構(gòu)成與單片機(jī)串行通訊模式。本發(fā)明利用數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)化和可視化技術(shù)對(duì)混流裝配過(guò)程進(jìn)行管理與監(jiān)控，可有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的出錯(cuò)率，提高產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率，降低制造成本。
文檔編號(hào)G06K17/00GK101308367SQ200810048278
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日
發(fā)明者何遵祥, 瓊 劉, 劉倫洪, 偉 周, 張超勇, 佳 王, 王孟昌, 王昆鵬, 饒運(yùn)清 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)