CN102491040B

CN102491040B - 数控刀具自动配送防错装置及自动配送方法

Info

Publication number: CN102491040B
Application number: CN 201110379724
Authority: CN
Inventors: 张丹; 左敦稳; 徐锋; 史晨红; 曾洁
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2011-11-25
Filing date: 2011-11-25
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2031-11-25
Also published as: CN102491040A

Abstract

本发明针对数控刀具自动配送效率及防错的需求，公开了一种数控刀具自动配送防错装置及实现方法，自动配送防错装置由支撑架（1）、刀具座（2）、车载计算机（4）、触摸屏显示器（5）和双色指示灯（3）组成；它们组成一个能够指示数控刀具的配送工位及拾拣状态、显示配送任务的自动配送防错装置，通过将该装置安装在自动配送车上，可有效对数控刀具的配送工位进行实时显示和领刀提醒，防止数控刀具的配送出错。本发明的装置结构紧凑，便于安装在自动配送车上，可以方便的接收和显示配送任务，并且能够有效地对数控刀具的配送任务进行监控，与自动配送车的工位识别技术配合，本发明的实施可提高车间数控刀具配送的自动化程度，提高工作效率。

Description

数控刀具自动配送防错装置及自动配送方法

技术领域

本发明涉及的是一种车间物料自动配送技术，尤其是一种用于自动配送车上的，可根据配送任务有效对数控刀具的配送工位进行实时显示和领刀提醒，防止刀具的配送出错的技术，具体地说是一种数控刀具自动配送防错装置及实现方法。

背景技术

有轨穿梭小车RGV(Rail Guide Vehicle)和自动引导小车AGV (Automatic Guided Vehicle)等无人驾驶自动化搬运车辆的出现，使得车间的自动化物料配送成为了可能。RGV和AGV可以在不需要人工引航的情况下，沿预定的路线自动行驶，自动将货物从起始点运送到目的地，并可以根据工位配置要求，生产工艺流程等改变而灵活改变，具有柔性好、自动化程度高和智能化水平高等优点。因此国内外对RGV和AGV展开了广泛的研究，并且逐步应用到车间的物料配送中。

物料的配送正确与否对生产的正常运行起着非常大的影响，目前针对物料自动配送的防错处理措施仅局限于物料准备阶段，尤其在目前的数控加工车间的数控刀具配送中，据申请人所知，目前尚没有一种公开的面向数控刀具自动配送的防错装置和实现方法。仅在领料阶段，即刀具从库房领取时，能够通过库位信息判断刀具型号的捡取是否正确，而在配送阶段，将刀具、刀杆、刀柄装配成一体化数控刀具后，根据配送单将数控刀具送往目标工位的数控机床的过程中，没有有效的防错手段。此时还要人为根据纸质配送单重新分辨应该配送的数控刀具，对经验要求很高。由于没有有效的防错措施，数控刀具的配送出错率较大。因此RGV和AGV难以有效地应用到数控刀具的自动配送中。

发明内容

本发明的目的是针对目前自动配送车在数控刀具配送应用中，由于缺少信息提示和有效防错手段而导致刀具领用效率低、出错率大的问题，发明一种可根据配送任务进行数控刀具的工位及领用状态提示的自动配送防错装置及实现方法。

本发明的技术方案之一是：

一种数控刀具自动配送防错装置，其特征是它包括：

一支撑架1，该支撑架1用于与配送车体固定相连；

一刀具座2，该刀具座2排列固定在支撑架1上，用于放置数控刀具11，每个刀具座2均拥有独立的编号；

一车载计算机4，该车载计算机4与支撑架1固定相连；

一触摸屏显示器5，该触摸屏显示器5也与支撑架1固定相连，度通过数据线与车载计算机4相连；

一双色指示灯3，每个双色指示灯3对应一个安装在支撑架1上的刀具座2，该双色指示灯3通过数据线与车载计算机4内的多路控制器相连，可以显示红色和绿色，用于指示数控刀具11的配送工位及拾拣状态；

上述各部件组成一个能够指示数控刀具11的配送工位及拾拣状态、显示配送任务的自动配送防错装置，通过将该装置安装在自动配送车上，可有效对数控刀具11的配送工位进行实时显示和领刀提醒，防止数控刀具11的配送出错。

所述的数控刀具11由刀片111、刀杆112和刀柄113组成，刀柄113放置在刀具座2上。

所述的刀具座2上设有凸台10，凸台10与放置在刀具座2内的压力传感器7通过弹簧垫片6相连，用于感知刀具座2上是否放置数控刀具11；该压力传感器7通过数据线8与车载计算机4内的多路数据采集器相连。

本发明的技术方案之二是：

一种基于自动配送防错装置的数控刀具自动配送方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，由库房的物料配送中心计算机根据生产任务生成数控刀具的配送计划数据，配送计划数据包括目标工位ID、配送刀具型号和数量和配送时间的配送信息，物料配送中心计算机再根据所使用的自动配送防错装置的型号生成配送任务数据，配送任务数据包括目标工位ID、配送刀具型号、配送刀具对应的刀具座编号和开始配送时间；

第二，将自动配送防错装置上的计算机4与物料配送中心计算机通过数据线相连，把配送任务数据传输到自动配送防错装置的计算机4上，并把配送任务以可视化方式显示在触摸屏显示器5上，此时指示灯全部熄灭；再配送人员将需配送的数控刀具根据显示的配送任务放置到相应的刀具座2上，压力传感器7受力发出信号，此时车载计算机4根据压力传感器7受力发出的信号和配送任务数据进行比较，判断刀具是否放置正确，如果正确，该刀具座2对应的双色指示灯3显示绿色，否则显示红色，提示放置错误；车载计算机4根据压力传感器7信号判断配送任务要求的数控刀具是否放置完毕；如果未放置完毕，可继续放置数控刀具；如果放置完毕，则由车载计算机4上的蜂鸣器发出声音提醒放置结束，双色指示灯3全部熄灭，触摸屏显示器5上显示开始配送按钮；

第三，配送人员点击触摸屏显示器5上显示的开始配送按钮，配送车搭载自动配送防错装置开始进行配送作业，当配送车到达工位时，配送车上安装的RFID读写器读取埋在加工工位附近位置的RFID芯片，识别到工位ID信息，并发送给车载计算机4，车载计算机4根据工位ID信息查找配送任务数据中对应的刀具座2编号，并控制刀具座2对应的指示灯3显示绿色，提示加工工位上的操作人员领取正确的数控刀具；如果车载计算机4根据工位ID信息查找不到与其配送任务数据中对应的刀具座2编号，则配送车自动行进到下一加工工位进行配送；

第四，加工工位上的操作人员根据指示灯领取自动配送防错装置上的数控刀具，当拿起数控刀具时，如果拿取位置正确，则双色指示灯3根据压力传感器7传出的信号进行熄灭操作；如果拿取位置错误，则相应的双色指示灯3根据压力传感器7传出的信号显示红色，同时车载计算机4上的蜂鸣器发出声音提醒领刀位置错误；

最后，当该工位对应的自动配送防错装置上的数控刀具全部领走后，配送车开始行走，前往下一工位，直至将自动配送防错装置上的数控刀具全部送达目标工位，完成配送任务。

所述的配送任务可视化显示方式为一对应自动配送防错装置上各刀具座2编号的软件界面，可动态显示刀具座编号相应的虚拟指示灯颜色，以及显示目标工位ID和配送刀具型号数据信息。

本发明的有益效果是：

本发明的装置结构紧凑，便于安装在自动配送车上，通过车载计算机可以方便的接受配送任务，并通过触摸屏显示器直观的显示，方便配送人员装载数控刀具，并且通过压力传感器和车载计算机，可有效地对数控刀具的配送任务进行监控，与自动配送车的工位识别技术配合，车载计算机控制下的双色指示灯和蜂鸣器可以对数控刀具的配送工位进行实时显示和领刀提醒，有效提高领刀效率和降低领刀出错率。

本发明的实施可提高车间数控刀具配送的自动化程度，提高工作效率。

附图说明

图1是本发明装置的立体结构示意图。

图2是刀具座编号示意图。

图3是刀具座的剖视结构示意图。

图4是数控刀具结构示意图。

图5是数控刀具自动配送防错方法示意图。

图6是根据配送任务放置数控刀具的流程图。

图7为本发明装置在配送工位的刀具提示流程图。

图8为根据配送任务领用刀具防错的流程图。

图9为触摸屏显示器配送任务的可视化显示界面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-9所示。

一种数控刀具自动配送防错装置，它包括：

一支撑架1，该支撑架1与配送车体固定相连。

一排固定在支撑架1上的刀具座2，该刀具座2进行了编号（如图2所示），用于放置数控刀具11，数控刀具11一般由刀片111、刀杆112和刀柄113组成，刀柄113支撑（插装）到刀具座2上（如图4所示）。刀具座2的座体中安装有凸台5，并与放置在刀具座2座体内的压力传感器7通过弹簧垫片6相连，用于感知刀具座2上是否放置刀具（如图3所示）。该压力传感器7通过数据线8与车载计算机4（以下简称计算机4）内的多路数据采集器相连。

一与支撑架1固定相连的计算机4。

一与支撑架1固定相连的触摸屏显示器5。该触摸屏显示器5通过数据线与计算机4相连。

每个刀具座2对应一个安装在支撑架1上的双色指示灯3（以下简称指示灯3），该指示灯3通过数据线与车载计算机4内的多路控制器相连，可以显示红色和绿色，用于指示数控刀具的配送工位及拾拣状态。

上述各部件组成一个如图1所示的能够指示数控刀具的配送工位及拾拣状态、显示配送任务的自动配送防错装置，通过将该装置安装在自动配送车上，可有效对数控刀具的配送工位进行实时显示和领刀提醒，防止刀具的配送出错。

一种基于自动配送防错装置的数控刀具自动配送方法，它包括以下步骤：

首先，库房的物料配送中心计算机根据生产任务生成数控刀具的配送计划数据，配送计划数据包括目标工位ID、配送刀具型号和数量、配送时间等信息。然后根据自动配送防错装置型号生成配送任务数据，配送任务数据包括目标工位ID、配送刀具型号、配送刀具对应的刀具座编号、开始配送时间等信息。其中配送任务的数据传输协议如下：

名称	指令类型	目标工位ID	刀具型号	刀具座编号	配送时间
						长度	1	1	8	1	8
类型	Byte	Byte	Double	Byte	Double

指令类型：1字节，具体数据协议为：

指令类型	备注
		0x01	配送任务

目标工位ID：1字节，具体数据协议为：

指令类型	备注
		0x01	工位1
0x02	工位2
		…	…

刀具型号：8字节，为刀具的标示ID。

刀具座编号：1字节，具体数据协议为：

指令类型	备注
		0x01	编号1
0x02	编号2
		…	…

配送时间：8字节，为配送任务的计划时间，使用双浮点型表示。

第二，将自动配送防错装置上的计算机4与配送中心计算机通过数据线相连，把配送任务数据传输到自动配送防错装置上安装的计算机4上，并把配送任务以可视化方式显示在触摸屏显示器5上，此时指示灯全部熄灭。然后配送人员将数控刀具根据显示的配送任务放置到相应的刀具座2上，压力传感器受力发出信号，此时计算机4根据该信号和配送任务数据进行比较，判断刀具是否放置正确，如果正确，该刀具座2对应的指示灯3显示绿色，否则显示红色，提示放置错误。计算机4根据压力传感器7信号判断配送任务要求的数控刀具是否放置完毕。如果未放置完毕，可继续放置数控刀具。如果放置完毕，则由计算机4上的蜂鸣器发出声音提醒放置结束，指示灯3全部熄灭，触摸屏显示器5上显示开始配送按钮。该过程如图6所示。

第三，配送人员点击触摸屏显示器5上显示的开始配送按钮，配送车搭载自动配送防错装置开始进行配送作业，当配送车到达工位时，车上的RFID读写器读取埋在配送车工位附近位置的RFID芯片，识别到工位ID信息，如图5所示，并发送给计算机4，计算机根据工位ID信息查找配送任务中对应的刀具座2编号，并控制刀具座2对应的指示灯3显示绿色，提示工位上的操作人员领取正确的数控刀具。该过程如图7所示。

第四，工位上的操作人员根据指示灯领取自动配送防错装置上的数控刀具，当拿起数控刀具时，如果拿取位置正确，则指示灯3根据压力传感器7传出的信号进行熄灭操作；如果拿取位置错误，则相应的指示灯3根据压力传感器7传出的信号显示红色，同时计算机4上的蜂鸣器发出声音提醒领刀位置错误。该过程如图8所示。

所述的数控刀具自动配送防错装置及实现方法，其特征是所述的配送任务可视化显示方式为一对应自动配送防错装置上各刀具座2编号的软件界面，可动态显示刀具座编号相应的虚拟指示灯颜色，以及显示目标工位ID和配送刀具型号数据信息，如图9所示。

下面结合一个实例作进一步的说明：

刀具放置阶段：刀具配送中心计算机根据配送计划生成配送任务，共有4个工位的9把刀具需要配送，并通过串口把配送任务数据发送给本发明装置上的计算机，然后触摸屏在图9所示的界面上对配送任务进行显示。按照图6所示的流程，配送人员把刀具放置到本发明装置上。

刀具配送阶段：自动配送小车到达工位1时，感应到工位1上的RFID发出的信号，计算机对配送任务进行查询，查询到工位1有3把刀具需要配送，并分别在1、2、3号刀具座上，此时1,2,3号刀具座对应的双色指示灯显示绿色，工位人员根据提示从1,2,3号刀具座领走刀具，同时指示灯熄灭，触摸屏界面上的相应虚拟指示灯也熄灭。如果此时工位人员拿走10号刀具座的刀具，计算机则根据压力传感器信号进行判断，将10号刀具座对应的双色指示灯显示红色，同时蜂鸣器发出警报，触摸屏界面上的10号虚拟指示灯也显示红色，直至人员把刀具重新放回。当1,2,3号位的刀具领用完毕时，小车继续前进。直至刀具全部领用完毕。

本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims

1.一种数控刀具自动配送方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，由库房的物料配送中心计算机根据生产任务生成数控刀具的配送计划数据，配送计划数据包括目标工位ID、配送刀具型号和数量和配送时间的配送信息，物料配送中心计算机再根据所使用的自动配送防错装置的型号生成配送任务数据，配送任务数据包括目标工位ID、配送刀具型号、配送刀具对应的刀具座编号和开始配送时间；所述的自动配送防错装置包括：

支撑架（1），该支撑架（1）用于与配送车体固定相连；

刀具座（2），该刀具座（2）排列固定在支撑架（1）上，用于放置数控刀具（11），每个刀具座（2）均拥有独立的编号；

车载计算机（4），该车载计算机（4）与支撑架（1）固定相连；

触摸屏显示器（5），该触摸屏显示器（5）也与支撑架（1）固定相连，它通过数据线与车载计算机（4）相连；

双色指示灯（3），每个双色指示灯（3）对应一个安装在支撑架（1）上的刀具座（2），该双色指示灯（3）通过数据线与车载计算机（4）内的多路控制器相连，可以显示红色和绿色，用于指示数控刀具（11）的配送工位及拾拣状态；

上述各部件组成一个能够指示数控刀具（11）的配送工位及拾拣状态、显示配送任务的自动配送防错装置，通过将该装置安装在自动配送车上，可有效对数控刀具（11）的配送工位进行实时显示和领刀提醒，防止数控刀具（11）的配送出错；

第二，将车载计算机（4）与物料配送中心计算机通过数据线相连，把配送任务数据传输到自动配送防错装置的车载计算机（4）上，并把配送任务以可视化方式显示在触摸屏显示器（5）上，此时指示灯全部熄灭；再配送人员将需配送的数控刀具根据显示的配送任务放置到相应的刀具座（2）上，压力传感器（7）受力发出信号，此时车载计算机（4）根据压力传感器（7）受力发出的信号和配送任务数据进行比较，判断刀具是否放置正确，如果正确，该刀具座（2）对应的双色指示灯（3）显示绿色，否则显示红色，提示放置错误；车载计算机（4）根据压力传感器（7）信号判断配送任务要求的数控刀具是否放置完毕；如果未放置完毕，可继续放置数控刀具；如果放置完毕，则由车载计算机（4）上的蜂鸣器发出声音提醒放置结束，双色指示灯（3）全部熄灭，触摸屏显示器（5）上显示开始配送按钮；

第三，配送人员点击触摸屏显示器（5）上显示的开始配送按钮，配送车搭载自动配送防错装置开始进行配送作业，当配送车到达工位时，配送车上安装的RFID读写器读取埋在加工工位附近位置的RFID芯片，识别到工位ID信息，并发送给车载计算机（4），车载计算机（4）根据工位ID信息查找配送任务数据中对应的刀具座（2）编号，并控制刀具座（2）对应的指示灯（3）显示绿色，提示加工工位上的操作人员领取正确的数控刀具；如果车载计算机（4）根据工位ID信息查找不到与其配送任务数据中对应的刀具座（2）编号，则配送车自动行进到下一加工工位进行配送；

第四，加工工位上的操作人员根据指示灯领取自动配送防错装置上的数控刀具，当拿起数控刀具时，如果拿取位置正确，则双色指示灯（3）根据压力传感器（7）传出的信号进行熄灭操作；如果拿取位置错误，则相应的双色指示灯（3）根据压力传感器（7）传出的信号显示红色，同时车载计算机（4）上的蜂鸣器发出声音提醒领刀位置错误；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的配送任务可视化显示方式为一对应自动配送防错装置上各刀具座（2）编号的软件界面，可动态显示刀具座编号相应的虚拟指示灯颜色，以及显示目标工位ID和配送刀具型号数据信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的数控刀具（11）由刀片（111）、刀杆（112）和刀柄（113）组成，刀柄（113）放置在刀具座（2）上。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的刀具座（2）上设有凸台（10），凸台（10）与放置在刀具座（2）内的压力传感器（7）通过弹簧垫片（6）相连，用于感知刀具座（2）上是否放置数控刀具（11）；该压力传感器（7）通过数据线（8）与车载计算机（4）内的多路数据采集器相连。