CN103224122B - 一种混线柔性化供给系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混线柔性化供给系统，用于实现以一个集配区为n条柔性化生产线自动供给零件，其中n≥2，该系统包括：控制器、集配区、信号装置；分别对应于n条生产线的n种料盒；分别对应于n种料盒的n组自动引导车；其中，集配区包括：料盒合流通道，其包括入口段、拣料段、出口段；拣料区，其包括具有若干零件存储位置的料架；料盒入口区，其设有分别对应于n种料盒的n条入口分流通道，该n条入口分流通道均连接至料盒合流通道的入口段，从入口分流通道进入的多个料盒在料盒合流通道的入口段排队并依次进入料盒合流通道的拣料段；料盒出口区，其设有分别对应于n种料盒的n条出口分流通道，该n条出口分流通道均连接至料盒合流通道的出口段。本发明同时提供了相应的混线柔性化供给方法。

Description

一种混线柔性化供给系统及方法

技术领域

本发明涉及一种混线柔性化供给系统及方法。

背景技术

柔性制造系统是以统一的信息控制系统和自动物料储运系统连接起来的加工设备，能在设备不停机或者生产线不停线的情况下实现多品种工件的加工。

现有的自动物料储运系统，例如KIT集配技术能实现单线柔性供给，即一个KIT集配区只能给一条柔性化生产线服务。其具有如下特点：

1、一套KIT集配体系由1套KIT集配系统和1套自动引导车供给系统以及若干人员、料架组成；

2、自动引导车系统负责将集配好的零件送上生产线制定位置，并将空料盒从生产线带回集配区；

3、KIT集配系统将一条生产线的生产顺序信息生成订单信息，并根据空料盒进入集配区的进度转换成拣料指示，作业人员按指示拣料；

4、自动引导车的运行周期以及数量已经设定好，集配区只要根据自动引导车带回空料盒的速度进行集配作业即可保证节拍一致；

5、一套KIT集配体系仅能为一条生产线服务。

该技术方案的缺陷在于，当生产线的数目超过一条，则必须设置相同数目的集配区。例如，某一装配车间有2条主线同时生产，在不进行技术革新的情况，必须设置2个单独的KIT集配区。这样势必产生额外的设备投入以及人员投入。

因此，如何提供一种以一套集配体系为多条生产线服务的系统或方法成为了业界需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种混线柔性化供给系统及方法，其可实现以一个集配区为至少两条柔性化生产线自动供给零件。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种混线柔性化供给系统，用于实现以一个集配区为n条柔性化生产线自动供给零件，其中n≥2，该系统包括：

控制器，用于判断料盒所属生产线，根据该生产线的生产顺序确定该料盒所指向产品的产品型号，进而确定该型号产品所需的零件清单，并根据该零件清单生成拣料指示信号(这里的“料盒所指向产品”是指该料盒所装载的零件在生产线上组装之后而形成的产品，而料盒所装载的零件是组装该产品所必需的零件)；

分别对应于n条生产线的n种料盒，该n种料盒各不相同，每种料盒均具有用于系统识别的特征或结构；

分别对应于n种料盒的n组自动引导车，其中每组自动引导车均包含若干辆自动引导车,且输送对应种类的料盒；

用于对作业员或者拣料机械手发出拣料指示信号以及对系统发出拣料完毕反馈信号的信号装置(在集配区中，可以通过作业员对料盒进行人工装料，也可以通过拣料机械手对料盒进行自动装料；信号装置所发出的信号为作业员或者拣料机械手能够识别的信号，例如光信号、声音信号、抖动或震动信号等；相应地，信号装置为光信号装置、声音信号装置；优选地，信号装置为光信号装置例如可见光信号装置、红外线信号装置等)；

集配区，其包括：

仅容一排料盒通行的料盒合流通道，该料盒合流通道包括入口段、拣料段、出口段，入口段、拣料段、出口段分别位于料盒入口区、拣料区、料盒出口区，拣料段位于入口段和出口段之间，拣料段的始端以及终端均设有料盒识别装置；

拣料区，其包括具有若干零件存储位置的料架；

料盒入口区，其设有分别对应于n种料盒的n条入口分流通道；n条入口分流通道均连接至料盒合流通道的入口段；从入口分流通道进入的多个料盒在料盒合流通道的入口段排队并依次进入料盒合流通道的拣料段；

料盒出口区，其设有分别对应于n种料盒的n条出口分流通道；n条出口分流通道均连接至料盒合流通道的出口段。

本发明中，料盒合流通道仅容一排料盒通行，是指不能有超过两个以上的料盒在料盒合流通道上并排通行。

本发明中，自动引导车到达料盒入口区之后，其输送的料盒自动分离并卸载到入口分流通道上。可通过多种方式实现该自动分离。例如，入口分流通道为入口端较低的斜坡，自动引导车到达入口分流通道的正下方之后，料盒的前端下部接触到入口分流通道；自动引导车继续前进，推动料盒在入口分流通道上前进，进而逐渐与自动引导车分离。又如，自动引导车在入口分流通道的侧方停止，其高度与入口分流通道的高度平齐，采用气缸推动的摆料机构实现料盒从自动引导车上转移至入口分流通道上。

本发明中，多个料盒在料盒合流通道的入口段进行排序时，属于不同生产线的料盒间隔设置。例如，当生产线有A、B两条时，入口段的料盒为A线料盒、B线料盒、A线料盒、B线料盒……；当生产线有A、B、C三条时，入口段的料盒为A线料盒、B线料盒、C线料盒、A线料盒、B线料盒、C线料盒……。可通过在各入口分流通道的出口端设置挡料器来实现，当挡料器拦截时，该入口分流通道的料盒不能进入料盒合流通道的入口段；当挡料器不拦截时，该入口分流通道的料盒能够进入料盒合流通道的入口段。

本发明中，控制器可为例如可编程逻辑控制器PLC。本发明可进一步包括系统服务器，用于输入各生产线的生产顺序(例如以excel表格的形式输入)。

本发明中，其中n≥2，即本发明的集配区可为至少两条生产线服务。在此基础上进一步优选，n可为2-5，即本发明的集配区可为2-5条生产线服务。

本发明中，各生产线均为柔性化生产线，同一条生产线可以同时生产不同型号的产品。所谓的生产顺序是指，计划生产的不同型号的产品在生产计划中的序列。例如，当生产线为汽车发动机生产线，同一条生产线可以同时生产不同型号的发动机；此时的生产顺序是指，某一时段中，计划生产的发动机型号分别为A1、A5、A4、A4、A1、A2、A3、A1、A5……

本发明中，拣料区的料架具有若干零件存储位置，每一零件存储位置均存储不同的零件。一个生产车间的集配区为该车间内所有生产线提供零件供应，即拣料区的料架上存储了该车间内所有生产线所需的零件。

本发明中，一个集配区为至少两条柔性化生产线供料。同样以汽车发动机为例，例如一个发动机车间内有三条柔性化生产线，结构相似的发动机由同一条生产线制造。

本发明中，一条生产线有其专用的一组自动引导车(AGV小车)、专用的自动引导车导航轨道、以及专用的料盒，该专用料盒由自动引导车背负，沿着导航轨道往来于该生产线和集配区之间。自动引导车背负空料盒到达集配区，然后自动引导车与料盒分离；在集配区，作业员将该料盒所需的零件放进该料盒之后，该料盒又装载到自动引导车上，并由自动引导车背负返回其对应的生产线。

本发明中，拣料区中，例如，料架与料盒合流通道可平行设置。

本发明中，集配区的入口即为入口分流通道的入口，集配区的出口即为出口分流通道的出口。

本发明中，为了便于区分，可将各生产线的自动引导车涂成不同的颜色，或者在车体上喷涂不同的标记。

本发明中，为了改造的方便，各生产线的料盒可具有相同的形状、尺寸。每种料盒均具有用于系统识别的特征或结构，例如，生产车间内设有三条生产线，该三条生产线使用三种料盒，其一的顶部具有用于挡光的遮光板，其二的底部具有一凸块，其三既不具有遮光板又不具有凸块。

本发明中，料盒识别装置设置于料盒合流通道的拣料段的始端以及终端，优选为设置于料盒合流通道拣料段的始端之前以及终端之前，即，每个料盒进入拣料段之前，以及拣料之后的料盒离开拣料段之前，均对料盒所属的线别进行识别。

本发明中，各生产线的料盒到达集配区之后在料盒合流通道的入口段进行排队，并排队依次进入料盒合流通道的拣料段，系统判断进入料盒合流通道拣料段的料盒所属生产线线别，根据该生产线的生产顺序确定该料盒所供给的产品型号，进而确定该型号产品所需的零件清单，并根据该零件清单对作业员生成拣料指示信号；拣料完成后，系统再次识别料盒所属线别，根据识别结果自动送入各线别专属的出口分流通道，然后将集配好的料盒装载到自动引导成上并运送到各生产线；从而实现一个集配区为多条生产线服务，即混线柔性化供给，既避免了设置多个集配区，节省集配占地，又提高集配效率，减少集配作业人员。

根据本发明另一具体实施方式，每辆自动引导车装载1-6个料盒，在此基础上进一步优选为3-4个料盒。

根据本发明另一具体实施方式，入口分流通道、料盒合流通道、出口分流通道为滚道或传送带。

根据本发明另一具体实施方式，信号装置为可发光以及可被拍灭的发光装置(例如发光钮)；料架的每一零件存储位置均设有该发光装置。

根据本发明另一具体实施方式，每种料盒具有至少两种用于系统识别的特征或结构；料盒合流通道的入口处以及出口处均对应设有至少两种料盒识别装置。

另一方面，本发明提供了一种混线柔性化供给方法，用于实现一个集配区为n条柔性化生产线自动供给零件，其中n≥2，该方法包括如下步骤：

A、将n条柔性化生产线的生产顺序信息导入控制器；

B、多个自动引导车背负空料盒到达集配区的料盒入口区，每个自动引导车在与其对应的入口分流通道的入口处卸载料盒；

C、卸载后的多个空料盒在料盒合流通道的入口段排队，并依次进入料盒合流通道的拣料段；系统判断进入拣料段的料盒所属生产线线别，根据该生产线的生产顺序确定该料盒所供给的产品型号，进而确定该型号产品所需的零件清单，并根据该零件清单生成拣料指示信号；

D、作业员根据拣料指示信号拣取所需零件至当前料盒，并在拣料完毕之后向系统发送拣料完毕反馈信号；

E、拣料完毕之后的料盒在料盒合流通道的拣料段继续前行至出口段，在系统判断其所属生产线线别之后，进入对应于该生产线的出口分流通道；

F、拣料完毕之后的料盒在出口分流通道的出口处装载到自动引导车上，并由自动引导车输送至对应的生产线后卸载。

进一步地，拣料指示信号为，当前料盒所需零件所在的零件存储位置的发光装置发光。

进一步地，拣料完毕反馈信号为，作业员拍灭所有发光的发光装置。

进一步地，每条生产线的自动引导车均分为两队，第一队在集配区的入口和生产线的出口之间往返，第二队在集配区的出口和生产线的入口之间往返。

进一步地，在料盒合流通道的拣料段的始端以及终端，至少两种料盒识别装置对料盒进行至少两重识别，且该至少两重识别的结论一致，方确定该料盒所属的生产线线别。

与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：

本发明中，各生产线的料盒到达集配区之后在料盒合流通道的入口段进行排队，并排队依次进入料盒合流通道的拣料段，系统判断进入料盒合流通道拣料段的料盒所属生产线线别，根据该生产线的生产顺序确定该料盒所供给的产品型号，进而确定该型号产品所需的零件清单，并根据该零件清单对作业员生成拣料指示信号；拣料完成后，系统再次识别料盒所属线别，根据识别结果自动送入各线别专属的出口分流通道，然后将集配好的料盒装载到自动引导成上并运送到各生产线；从而实现一个集配区为多条生产线服务，即混线柔性化供给，既避免了设置多个集配区，节省集配占地，又提高集配效率，减少集配作业人员。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是实施例1的混线柔性化供给系统的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例的混线柔性化供给系统，用于实现以一个集配区为两条柔性化汽车发动机装配生产线(装配A线和装配C线，以下简称A线和C线)自动供给零件，其中A线生产型号为A1、A2、A3、A4四种型号的发动机，C线生产型号为C1、C2、C3、C4四种型号的发动机。该系统包括系统服务器、控制器、集配区、对应于A线的A线料盒以及A线自动引导车、对应于C线的C线料盒以及C线自动引导车。其中，A线料盒与C线料盒的区别在于，A线料盒的顶部设有用于感光识别的遮光板，而C线料盒未设置遮光板。

其中，系统服务器，用于输入各生产线的生产顺序。控制器(例如可编程逻辑控制器PLC)，用于判断料盒所属生产线，根据该生产线的生产顺序确定该料盒所供给的产品型号，进而确定该型号产品所需的零件清单，并根据该零件清单生成拣料指示信号。

集配区包括料盒合流通道、拣料区、料盒入口区、料盒出口区。

其中，料盒合流通道仅容一排料盒通行，其包括入口段、拣料段、出口段，入口段、拣料段、出口段分别位于料盒入口区、拣料区、料盒出口区，拣料段位于入口段和出口段之间，拣料段的始端以及终端均设有料盒识别装置；拣料区包括料架，料架与料盒合流滚道平行设置，料架具有若干零件存储位置。料架的每一零件存储位置均设有可发光以及可被拍灭的可见光发光装置(例如发光钮)。料盒入口区设有分别对应于两种料盒的A线入口分流滚道和C线入口分流滚道；该两条入口分流滚道均连接至料盒合流滚道的入口段；从入口分流通道进入的多个料盒在料盒合流通道的入口段排队并依次进入料盒合流通道的拣料段。料盒出口区设有分别对应于两种料盒的A线出口分流滚道和C线出口分流滚道；该两条出口分流滚道均连接至料盒合流滚道的出口段。

本实施例混线柔性化供给系统的运行方法包括如下步骤：

A、将A、C两条柔性化生产线的生产顺序信息输入系统服务器，并上传到控制器的缓存区，例如某一时段中，A线的生产顺序为A4、A4、A1、A2、A3、A1，C线的生产顺序为C1、C2、C1、C2、C3、C4；值得注意的是，在该时段中，若料盒在料盒合流滚道拣料段的始端被系统识别为A线第一个料盒，则系统自动产生装配A4型号发动机的所需的零件清单；若料盒在料盒合流滚道拣料段的始端被系统识别为A线第三个料盒，则系统自动产生装配A1型号发动机的所需的零件清单；若料盒在料盒合流滚道拣料段的始端被系统识别为C线第六个料盒，则系统自动产生装配C4型号发动机的所需的零件清单；

B、自动引导车背负空料盒到达集配区的料盒入口区，A线自动引导车在A线入口分流滚道的入口处自动卸载料盒，C线自动引导车在C线入口分流滚道的入口处自动卸载料盒；

C、卸载后的多个空料盒在料盒合流滚道的入口段排队，并依次进入料盒合流滚道的拣料段；每一料盒均在拣料段的始端停止，系统通过料盒识别装置判断待进入拣料段的料盒为A线料盒还是C线料盒，假定系统判断该料盒为A线料盒，然后系统根据A线的生产顺序确定该料盒所供给的发动机产品为该时段的第一个产品，其型号为A4，进而确定A4型发动机所需的零件清单，并根据该零件清单生成拣料指示信号(假定装配A4发动机需要10个零件，则料架上该10个零件的存储位置的发光钮发光)；

D、作业员在料架上发光的零件存储位置处拣取零件至当前A线料盒，拣完一处零件，则拍灭该处的发光钮，当拍灭10个发光钮，系统接收到该A线料盒拣料完毕的拣料完毕反馈信号；

E、拣料完毕之后的该A线料盒在拣料段继续前行，其到达拣料段的终端处停止，系统通过料盒识别装置判断其为A线料盒之后，该A线料盒进入A线出口分流滚道；

F、拣料完毕之后的该A线料盒在出口分流滚道的出口处装载到一辆A线自动引导车上，当该A线自动引导车装载满四个料盒，其启动并运行至A生产线后卸载。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：(1)生产车间内设有A、B、C三条生产线；(2)集配区内的料盒通过传送带输送。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于：A线料盒与C线料盒具有两个区别，A线料盒的顶部具有用于挡光的遮光板，且其底部具有一凸块，C线料盒既不具有遮光板又不具有凸块；在拣料段的始端以及终端，均设有两种料盒识别装置对料盒进行两重识别，且该两重识别的结论一致，方确定该料盒所属的生产线线别。

实施例4

本实施例与实施例1的不同之处在于：通过拣料机械手对料盒进行自动装料，该拣料机械手可识别红外线信号；相应地，信号装置为红外线信号装置。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种混线柔性化供给系统，用于实现以一个集配区为n条柔性化生产线自动供给零件，其中n≥2，所述系统包括：

控制器，用于判断料盒所属生产线，根据该生产线的生产顺序确定该料盒所指向产品的产品型号，进而确定该型号产品所需的零件清单，并根据该零件清单生成拣料指示信号；

分别对应于n条生产线的n种料盒，所述n种料盒各不相同，每种料盒均具有用于系统识别的特征或结构；

分别对应于n种料盒的n组自动引导车，其中每组自动引导车均包含若干辆自动引导车,且输送对应种类的料盒；

用于对作业员或者拣料机械手发出拣料指示信号以及对系统发出拣料完毕反馈信号的信号装置；

集配区，其包括：

仅容一排料盒通行的料盒合流通道，所述料盒合流通道包括入口段、拣料段、出口段，所述入口段、拣料段、出口段分别位于料盒入口区、拣料区、料盒出口区，所述拣料段位于所述入口段和所述出口段之间，所述拣料段的始端以及终端均设有料盒识别装置；

拣料区，其包括具有若干零件存储位置的料架；

料盒入口区，其设有分别对应于n种料盒的n条入口分流通道；所述n条入口分流通道均连接至所述料盒合流通道的入口段；从所述入口分流通道进入的多个料盒在所述料盒合流通道的入口段排队并依次进入所述料盒合流通道的拣料段；

料盒出口区，其设有分别对应于n种料盒的n条出口分流通道；所述n条出口分流通道均连接至所述料盒合流通道的出口段。

2.如权利要求1所述的系统，其中，每辆所述自动引导车装载1-6个料盒。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述入口分流通道、料盒合流通道、出口分流通道为滚道或传送带。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述信号装置为可发光以及可被拍灭的发光装置；所述料架的每一零件存储位置均设有该发光装置。

5.如权利要求1所述的系统，其中，每种料盒具有至少两种用于系统识别的特征或结构；所述料盒合流通道的入口处以及出口处均对应设有至少两种料盒识别装置。

6.一种混线柔性化供给方法，用于实现以一个集配区为n条柔性化生产线自动供给零件，其中n≥2，所述方法包括如下步骤：

A、将n条柔性化生产线的生产顺序信息导入控制器；

B、多个自动引导车背负空料盒到达集配区的料盒入口区，每个自动引导车在与其对应的入口分流通道的入口处卸载料盒；

C、卸载后的多个空料盒在料盒合流通道的入口段排队，并依次进入料盒合流通道的拣料段；系统判断进入拣料段的料盒所属生产线线别，根据该生产线的生产顺序确定该料盒所供给的产品型号，进而确定该型号产品所需的零件清单，并根据该零件清单生成拣料指示信号；

D、作业员根据拣料指示信号拣取所需零件至当前料盒，并在拣料完毕之后向系统发送拣料完毕反馈信号；

E、拣料完毕之后的料盒在料盒合流通道的拣料段继续前行至出口段，在系统判断其所属生产线线别之后，进入对应于该生产线的出口分流通道；

F、拣料完毕之后的料盒在出口分流通道的出口处装载到自动引导车上，并由自动引导车输送至对应的生产线后卸载。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述拣料指示信号为，当前料盒所需零件所在的零件存储位置的发光装置发光。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述拣料完毕反馈信号为，作业员拍灭所有发光的发光装置。

9.如权利要求6所述的方法，其中，每条生产线的自动引导车均分为两队，第一队在集配区的入口和生产线的出口之间往返，第二队在集配区的出口和生产线的入口之间往返。

10.如权利要求6所述的方法，其中，在所述料盒合流通道的拣料段的始端以及终端，至少两种料盒识别装置对料盒进行至少两重识别，且该至少两重识别的结论一致，方确定该料盒所属的生产线线别。