CN101308367A - 一种具有可视化监控功能的混流装配线智能料架装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于混流装配线物料管理与装配监控技术，涉及一种具有可视化监控功能的混流装配线智能料架装置。该装置由单片机、总线接口、RFID读写器、装配显示屏、指示灯、装配按钮、蜂鸣器等所组成。其中单片机与多个指示灯、多个装配按钮、一个蜂鸣器相连。RFID读写器和装配显示屏分别通过总线接口与单片机相连，构成与单片机串行通讯模式。本发明利用数据采集实时化和可视化技术对混流装配过程进行管理与监控，可有效降低发动机装配的出错率，提高产品质量和工作效率，降低制造成本。

Description

一种具有可视化监控功能的混流装配线智能料架装置

技术领域

本发明属于装配线物料管理与装配监控技术，具体涉及一种用于混流装配线物料管理、配送同步控制和可视化监控一体化的智能料架装置，它可以解决工厂混流装配线上物料同步配送控制、可视化监控及其错、漏装问题，尤其适用于轿车发动机的混流装配线。

背景技术

轿车工业是我国国民经济的支柱产业，发动机作为关键零部件，其自主制造水平的相对落后已经成为制约我国轿车工业进一步发展的瓶颈。为了适应整车的需求，目前我国自主品牌轿车发动机大多采取大规模混流生产模式，从而对轿车发动机混流装配线的物料管理与装配监控技术提出了很高的要求。

轿车发动机混流装配线物料管理与装配监控技术的主要过程是：利用自动识别技术从底层控制系统获取数据，经由通讯网络传输到各个数据终端上进行可视化显示，从而对发动机装配线的物料进行管理并进行同步配送。在信息获取的基础上，一些技术人员也设计和开发了相应的可视化交互解决方案和产品。贺德强等人发表的“基于对等网络的网络化制造中信息交互模式及其实现”(中国机械工程，2004，15(3)：217-220.)针对网络化制造系统中底层信息交互所存在的障碍与问题，开发了一种基于对等网络技术的多功能交互式信息交互终端。靳松等人发表的“工具车间无纸化加工模式及其应用系统开发”(现代制造工程，2006(8)：38-41.)针对单件小批量多品种生产车间对无纸化生产的需求，开发了一种无纸化生产应用系统。该系统在机床上或机床旁边安置嵌入式终端，通过局域网与车间服务器相连。日本森精机的CAPS(计算机辅助生产管理系统)可实现加工任务、图纸、NC代码的网络下达、监督任务的完成进度，完成现场设备数据的实时采集、实现设备的远程监控，且具有很高的可视化水平，但CAPS仅适用于森精机的数控机床。

以上数据采集和可视化监控方案存在以下问题：(1)没有将物料数据采集和物料装配很好的结合起来。(2)不能实现物料同步配送控制和可视化监控的一体化。(3)不能实现特定装配工位或工作站的防错装、漏装。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有可视化监控功能的混流装配线智能料架装置。该装置通过物料同步配送控制和可视化监控，能够实时、准确、形象化地指示工人在其工位所需装配的零配件种类和顺序，从而降低装配出错率。

本发明提供的具有可视化监控功能的混流装配线智能料架装置，其特征在于：该装置包括：单片机、总线接口、RFID读写器、装配显示屏、指示灯、装配按钮和蜂鸣器；

RFID读写器和装配显示屏分别通过总线接口与单片机相连；

指示灯、蜂鸣器和装配按钮均与单片机相连，指示灯和装配按钮的数量由该工位上所需装配的零部件的种类确定；

RFID读写器安装在所需工位的装配线旁，读取RFID卡中的信息，并提供给单片机；单片机对该信息进行处理，再分别向装配显示屏、指示灯和蜂鸣器发出指令，指示灯和蜂鸣器开始工作，装配显示屏将该产品品种和所需安装的零部件以图象的方式显示给装配员，装配按钮还将装配员的操作信息回传给单片机。

为了克服现有的轿车发动机混流装配线料架不能将数据采集和物料装配很好结合、不能实现物料同步配送控制和可视化监控的一体化以及不能实现特定工位或工作站的防错、防漏装的问题，本发明利用混流装配线工位数据实时采集和可视化技术，实时准确地指示工人在其工位所需装配的零配件的种类和顺序，有效降低装配出错率。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

图2为本发明装置的处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明具有可视化监控功能的混流装配线智能料架装置包括以下几部分：单片机1、总线接口2、RFID读写器3、装配显示屏4、指示灯5、装配按钮6、蜂鸣器7。

RFID读写器3安装在所需工位的装配线旁，用于读取RFID卡中的相关信息，从而实现数据的实时采集。RFID读写器3通过总线接口2和单片机1相连。

装配显示屏4通过总线接口2与单片机1相连，构成与单片机1串行通讯模式。装配显示屏4采用LCD发光屏，实现装配线产品品种和待装零配件的显示和其他信息显示。

指示灯5和装配按钮6的个数由该工位上所需装配的零部件的种类确定，指示灯5用于指示所需安装的零部件所在的料仓位置，装配按钮6用于进行取料和退料的确认。

蜂鸣器7与单片机1相连，用于对零部件错装和漏装的报警。

单片机1用于控制RFID读写器3、装配显示屏4、指示灯5、装配按钮6、蜂鸣器7的协调工作，实现混流装配工位的数据实时采集和可视化监控。单片机1的处理流程图如图2所示。

当需要装配某一个产品品种时，RFID读写器3将产品托盘上粘贴的RFID卡中的信息读入，通过总线接口2将该信息传送到单片机1。单片机1将该信息进行处理，然后向装配显示屏4、指示灯5、蜂鸣器7发出指令，即指示灯5开始闪烁，蜂鸣器7开始报警，同时装配显示屏4将该产品品种和所需安装的零部件以图象的方式进行显示。装配员根据显示屏图象以及声光指示拾取相应零部件，同时对装配按钮6给予相应的操作。装配按钮6将有关操作信息回传给单片机1，通过单片机1对物料的装配进行实时的控制。

实例：

本实施例为国内某发动机制造公司的发动机长发装配线的LB140.2工序，该工序需要为11种不同型号的发动机：1.8FC铸铁发动机总成(481FC联电T11用)，1.8FC铸铁发动机总成(481FC联电B11用)，1.8FC铸铁发动机总成(481FC联电A21用)，1.6FD铸铁发动机总成(481FD联电A21用)，1.6LC发动机总成(481F联电出口)，1.6LC发动机总成(481F联电配T11)，2.0NALC发动机总成T11用，2.0NALC发动机总成B11用，2.0NALC发动机总成A21用，1.6LCBR发动机总成A21用，1.6LLC发动机总成A21用。分别安装满足各自发动机型号要求的：进气管垫片、线束支架、排气管。这些零部件存放在料架的料仓中，安装时由装配人员从料仓取出。

例如：当载有1.8FC铸铁发动机总成(481FC联电T11用)的托盘经过LB140.2工位时，RFID读写器3将托盘上RFID卡中1.8FC铸铁发动机总成(481FC联电T11用)的相关信息读入，然后通过ProfiBUS总线接口2将该信息传送给ATmega8单片机1。ATmega8单片机1则将该信息进行有关的算法运算，确定1.8FC铸铁发动机总成(481FC联电T11用)所需装配的零配件：进气管垫片、线束支架、排气管的先后顺序和数量，然后向装配显示屏4发送指令，装配显示屏4将显示第一个需要装配的零件-进气管垫片的图象和需求的数量1个，同时ATmega8单片机1向指示灯5、发出指令。指示灯5开始点亮。装配员根据闪烁的指示灯5到对应的料仓拾取进气管垫片，拾取进气管垫片后的同时按压相应的操作按钮6。这时，操作按钮6将操作命令信息反馈给ATmega8单片机1，则ATmega8单片机1根据反馈的按钮信息进行运算，若取料正确，ATmega8单片机1发出指示灯5熄灭的指令。若取料错误，则ATmega8单片机1发出指示灯开始闪烁的命令，同时，ATmega8单片机1向蜂鸣器7发出指令，此时蜂鸣器7开始报警，这样通过指示灯的闪烁和蜂鸣器的报警，给装配员以“错装”的声光提示。装配员必须马上退还物料，当物料放回料仓后，再按压相应操作按钮6，则ATmega8单片机1根据相应的算法对指示灯5和蜂鸣器7进行控制，让其停止闪烁和报警。当装配好进气管垫片后，装配员再按压确认的操作按钮6，此时ATmega8单片机1进行下一步算法的循环，并给装配显示屏4发出显示第二个零件-线束支架的指令，同时所需的数量和相关信息一并显示。这时指示灯得到指令开始点亮，装配员开始装配线束支架，以下步骤依次跟装配进气管垫片一样。这样循环反复，直到将1.8FC铸铁发动机总成(481FC联电T11用)所需的进气管垫片、线束支架、排气管全部装完，若当下一台发动机有效托盘到达该工位时，装配员仍没有进行完相应的按钮操作，则ATmega8单片机1根据计算认为该工位没有进行装配操作或者有零件漏装，这时蜂鸣器7开始报警以提示“漏装”。若没有出现错、漏装，则开始下一台发动机的装配。

本发明的特点在于，为混流装配过程提供一种用于混流装配线物料管理、配送同步控制和可视化监控一体化的智能料架装置，对混流装配线上的零部件装配实现信息采集的实时化、可视化，可以满足手工混流装配过程中防止错装漏装的需要。而且本发明制造成本较低，可对关键工位进行灵活配置，为混流装配提供一种好的配料方式，可以降低出错率，提高工作质量，并降低劳动成本。

本发明可应用于多品种轿车发动机的混流装配线，按照不同发动机每个工位的装配工件和装配顺序，为操作人员的装配过程进行配送同步控制及可视化监控，防止零部件的错装、漏装，保证产品的装配质量。

Claims (1)

1、一种具有可视化监控功能的混流装配线智能料架装置，其特征在于：该装置包括：单片机(1)、总线接口(2)、RFID读写器(3)、装配显示屏(4)、指示灯(5)、装配按钮(6)和蜂鸣器(7)；

RFID读写器(3)和装配显示屏(4)分别通过总线接口(2)与单片机(1)相连；

指示灯(5)、蜂鸣器(7)和装配按钮(6)均与单片机(1)相连，指示灯(5)和装配按钮(6)的数量由该工位上所需装配的零部件的种类确定；

RFID读写器(3)安装在所需工位的装配线旁，读取RFID卡中的信息，并提供给单片机(1)；单片机(1)对该信息进行处理，再分别向装配显示屏(4)、指示灯(5)和蜂鸣器(7)发出指令，指示灯(5)和蜂鸣器(7)开始工作，装配显示屏(4)将该产品品种和所需安装的零部件以图象的方式显示给装配员，装配按钮(6)还将装配员的操作信息回传给单片机(1)。

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