CN105607587A - 一种智能生产吊挂系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能生产吊挂系统，主要用于服装或家纺等缝制加工企业。其主要包括主电脑、线电脑、吊挂线、料架、桥接机构；所述吊挂线包括主轨、驱动机构、和推动料架沿主轨运动的多个推杆；该系统使用设有智能标签的料架来承载加工对象以实现智能配送；所述主电脑作为系统服务器，通过以太网连接数据通信网络连接一台以上的线电脑，每台线电脑上安装有控制程序，能够接入多条所述吊挂线并对其进行控制；吊挂线之间能够通过成对使用的桥接机构连通，使料架能够通过桥接机构到达系统内连通的任一吊挂线上的任意位置。其能够实现物料从裁片到成品出货全过程的智能控制与跟踪，适用于对老吊挂设备的改造和新吊挂设备的采用。

Description

一种智能生产吊挂系统

技术领域

本发明涉及一种智能生产吊挂系统，尤其涉及一种用于智能服装或家纺等缝制加工企业生产吊挂系统的控制装置。

背景技术

近年来服装和家纺加工生产线的出现，彻底改变了传统的生产模式，实现了加工过程从捆包流向单件流的转变，提高了生产效率，方便了生产管理。但是目前的生产线都是建立在单条吊挂线基础上，使用一条闭环的主轨，在主轨的旁边以支轨的方式设置许多工作站，支轨与主轨的连接处使用进出站执行机构，并且使用电脑系统实现自动控制。这种生产线能够设置的工作站数量有限，生产线与生产线之间不能连通，使资源得不到最大限度的利用。如一台价格昂贵效率很高的加工设备，仅用在一条线上时会造成极大的浪费；由于加工对象的不同工序差异很大，有时一条吊挂线加工一款对象会引起某些工作站的浪费，有时又会出现一条吊挂线上的工作站不够用的情况；有时吊挂线加工的半成品和下道工序不能很好地衔接或其他原因，需要有一个临时的存储区自动周转，当条件许可时再自动出料。当遇到上述问题时，现有的单条吊挂线就显得无能为力。

现有单条吊挂线工作站资源一般很有限，很多厂家只能做到64站，最多不超过128站，不能满足较复杂加工对象对工作站的要求，更无法实现对整个工厂的吊挂线进行集中调配管理。

中科院软件所申请的专利200610011949.7；是用于服装吊挂系统控制单条流水线的典型代表。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供一种用于智能服装或家纺等缝制加工企业生产吊挂系统和控制方法。该智能生产吊挂系统，主要用于服装或家纺类的缝制加工企业，其主要包括主电脑、线电脑、吊挂线、料架、桥接机构；所述吊挂线包括主轨、驱动机构、和推动料架沿主轨运动的多个推杆；该系统使用设有智能标签的料架来承载加工对象以中实现智能配送；其特征在于：

所述主电脑作为系统服务器，通过以太网连接数据通信网络连接一台以上的线电脑，每台线电脑上安装有控制程序，能够接入多条所述吊挂线并对其进行控制；

吊挂线之间能够通过成对使用的桥接机构连通，使料架能够通过桥接机构到达系统内连通的任一吊挂线上的任意位置。

在上述技术方案中，所述吊挂线包括吊挂生产线、吊挂存储线、吊挂桥接线三种类型；

其中，吊挂生产线上设置有工作站，工作站的数量为至少二个；

当吊挂线上不设置工作站时，该吊挂线为吊挂存储线；

当吊挂线上通过设置桥接机构与其他至少两个吊挂线进行桥接时，该吊挂线为吊挂桥接线，所述吊挂桥接线能够选择性设置工作站或不设置工作站；

每个所述工作站包括通讯数据控制器、进站读卡器、出站读卡器、进站执行机构、出站执行机构、和支轨。

在上述技术方案中，所述主电脑、所述线电脑、所述吊挂线形成树状控制网络结构；即其中所述主电脑可以与任意多台所述线电脑进行数据交互，每台所述线电脑最多能够控制63条吊挂线，每条所述吊挂线上最多能够分布255个工作站。

在上述技术方案中，每条所述吊挂生产线内各工作站的通讯数据控制器通过工业控制总线进行并联，然后再将各个吊挂生产线的工业控制总线并联连接到对应的线电脑；设置有所述桥接机构的吊挂线上还进一步包括有桥接通讯数据控制器，各桥接通讯数据控制器通过工业控制总线并联连接到对应的线电脑；所述工业控制总线优选为CAN总线。

在上述技术方案中，每个所述桥接机构都具有按规定方向单向运行的入口和出口，其包括入口前的读卡器、出口前的读卡器、入口处的变轨机构、出口处的变轨机构、以及在入口和出口之间的桥接存储区；所述桥接存储区用于缓存经过所述桥接机构的料架；一个桥接机构的入口前的读卡器、入口处的变轨机构和与其成对使用的另一个桥接机构的出口前的读卡器、出口处的变轨机构受同一桥接通讯数据控制器控制；并且成对设置的桥接机构中，用于将料架移除吊挂线的桥接机构位于将料架导入吊挂线的桥接机构的上游。

在该智能生产吊挂系统中应用的控制方法为，任一料架在从吊挂生产线通过桥接机构进入吊挂桥接线时，在经过吊挂生产线最后工序工作站的出站读卡器时，该出站读卡器将读取的料架信息经该工作站的通讯数据控制器上传给线电脑，线电脑将此信息转发给主电脑，主电脑根据编制任务时安排的加工工艺流程和站点平衡规则分配此料架途经的吊挂线和目标工作站，同时通过相应的线电脑将此分配信息下传到此料架所要经过的桥接机构相对应的桥接通讯数据控制器和目标工作站的通讯数据控制器进行存储，作为料架进入吊挂线和进入工作站的判断依据之一。

在上述技术方案中，主电脑分配料架目标工作站的信息内容包括吊挂线号、工作站号和料架ID号。

在上述技术方案中，任一料架从吊挂生产线或吊挂存储线经桥接机构进入吊挂桥接线的条件为：1)该吊挂桥接线为主电脑分配要进入的线；)桥接机构的桥接存储区中料架未满；当上述二个条件同时满足时，桥接入口端的桥接通讯数据控制器控制桥接入口处的变轨机构工作使料架进入桥接存储区。

在上述技术方案中，桥接机构的桥接存储区中的料架从桥接出口进入吊挂线的条件为：1)桥接出口有料架；)料架进入吊挂线主轨后所对应的推杆为空闲；当上述二个条件同时满足时，将料架送入主轨；判断推杆空闲方法为，如果推杆到达用于将料架移除吊挂线的桥接机构的桥接入口前的读卡器在一定时间内未读取到推杆对应料架的内部信息，则判定该推杆为空闲状态；或者上述读卡器虽在一定时间内读到所述推杆对应料架的内部信息，但此桥接入口处的桥接通讯数据控制器根据此前存储的主电脑下传信息决定对料架执行进入桥接的操作，并且桥接操作成功，则也判定该推杆为空闲状态；在上述读卡器读取信息成功后，延时指定时间T时上述桥接入口端的桥接通讯数据控制器控制桥接出口处的变轨机构工作将料架送入吊挂线的主轨。

在上述技术方案中，所述指定时间T的确定方法为T＝T1-T2-LA2*V)，式中：为驱动机构推动吊挂线上推杆的运行速度，L为吊挂线上推杆的间距，T1为空闲推杆从用于将料架移除吊挂线的桥接机构的桥接入口前的读卡器位置处运行到用于将料架导入吊挂线的桥接机构的桥接出口处的变轨机构与吊挂线主轨相交处的时间，T2为料架从桥接出口处的变轨机构进入吊挂线主轨所需要的时间。

本发明取得了以下有益技术效果：

1、系统方案灵活，适应性强，能实现工作站的无限扩张。从理论上讲一台线电脑最多可控制63条线，一条吊挂线最多可分布255个工作站。因此当吊挂线在1～63条之间时，可将主电脑和线电脑合并成一台电脑，当吊挂线为一条时就方便地实现了我们现在单条线的控制功能；当系统只有吊挂存储线和桥接线时，可用于仓库实现智能化存储。当系统只有吊挂生产线和吊挂桥接线时，可用于车间实现智能化生产。如果工作站需大于255时，可采用桥接的方法任意扩展。

2、能实现物料从裁片到成品出货全过程的智能控制与跟踪。桥接线可以将任意几条吊挂线联通，方便被加工对象在线与线之间任意调配，方便人员安排，便于设备调节。一个系统中可以有多个桥接线，裁剪车间的物料可通过桥接线输送到缝制车间吊挂线，吊挂生产线完成加工对象的缝制加工，吊挂线可以根据需要在缝制车间进行任意组合，缝制车间的成品可通过桥接线输送到仓库，仓库可设置多条通过桥接线相互联通的吊挂存储线，为了利用空间，吊挂存储线可做成多层，仓库的成品可通过桥接线输送到出货口。

附图说明

图1是本发明中智能生产吊挂系统的整体结构示意图；

图2是吊挂生产线与吊挂桥接线相连通的结构图；

图3是桥接控制部分的连接方框图。

图中标记：主电脑-1，线电脑-2,吊挂线-3,料架-4,桥接机构-5,吊挂线进入吊挂桥接线入口前的读卡器5-1、吊挂生产线进入吊挂桥接线出口前的读卡器5-2、吊挂生产线进入吊挂桥接线入口处的变轨机构5-3、吊挂生产线进入吊挂桥接线出口处的变轨机构5-4、吊挂桥接线进入吊挂生产线入口前的读卡器5-5、吊挂桥接线进入吊挂生产线出口前的读卡器5-6、吊挂桥接线进入吊挂生产线入口处的变轨机构5-7、吊挂桥接线进入吊挂生产线出口处的变轨机构5-8、吊挂生产线上的桥接通讯数据控制器5-9、吊挂桥接线上的桥接通讯数据控制器5-10,以太网-11，CAN总线-12,料架运行方向13,桥接入口-14,桥接出口-15。

图中，2(1)表示第一台线电脑；2(2)表示第二台线电脑；3(1)表示第一个吊挂线(类型为吊挂生产线)；3(2)表示第二个吊挂线(类型为吊挂生产线)；3(3)表示第三个吊挂线(类型为吊挂存储线)；3(4)表示第四个吊挂线(类型为吊挂生产线)；3(5)表示第五个吊挂线(类型为吊挂生产线)；3(6)表示第六个吊挂线(类型为吊挂桥接线)；5(1)表示第一对桥接机构；5(2)表示第二对桥接机构；5(3)表示第三对桥接机构；14(1)表示一对桥接机构中第一个桥接机构中的桥接入口；14(2)表示一对桥接机构中第二个桥接机构中的桥接入口；15(1)表示一对桥接机构中第一个桥接机构中的桥接出口；15(2)表示一对桥接机构中第二个桥接机构中的桥接出口。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

本发明涉及一种用于智能服装或家纺等缝制加工企业生产吊挂系统的结构和控制方法，如图1所示，该系统主要包括主电脑1、线电脑2、吊挂线3、料架4、桥接机构5,其控制方法采用RFID数据采集技术配合单片机和软件控制等先进技术，使设有智能RFID标签的料架承载加工对象在吊挂系统中智能配送，实现对生产全过程的智能控制。

其中主电脑1相当于系统服务器，整个吊架系统仅用一台主电脑，主电脑与多台线电脑2通过数据通信网络进行连接，所述数据通信网络优选采用以太网。线电脑用来安装系统控制软件，用以完成任务编制、数据统计、报表生成等任务。

—台线电脑可按入多条吊挂线3,而每条吊挂线3仅受一台线电脑控制，即主电脑与线电脑、线电脑与吊挂线3均为一对多的映射关系，形成树状结构。每条吊挂线3均包括主轨、驱动机构、和推动料架的多个推杆。当吊挂线3上设置工作站时，吊挂线3成为吊挂生产线，一般包括至少二个以上的工作站；当吊挂线3上不设置工作站时，吊挂线3成为吊挂存储线；一条吊挂线3可通过桥接机构5与其他吊挂线3进行桥接，与至少两个其他吊挂线3进行桥接的吊挂线3成为吊挂桥接线。

每个工作站均包括进站读卡器、出站读卡器、进站执行机构、出站执行机构、和支轨等设备。一条吊挂生产线内的各个工作站上均分别各自设置有通讯数据控制器，一条吊挂生产线内通讯数据控制器通过工业控制总线进行串联，然后将各个吊挂生产线的工业控制总线并联连接到对应的线电脑。或者一条吊挂生产线内的各个工作站公用一个通讯数据控制器；各吊挂生产线中的通讯数据控制器通过工业控制总线并联连接到对应的线电脑。设置有桥接机构5的吊挂线3上还进一步包括有桥接通讯数据控制器5-9,各吊挂线上的桥接通讯数据控制器5-9通过工业控制总线并联连接到对应的线电脑。所采用的工业控制总线优选为CAN总线。

线电脑用来安装系统控制软件，用以完成任务编制、数据统计、报表生成等任务。[35]图1所示为本发明的一个典型实施方式，下面据此作进一步的详细说明。主电脑1通过以太网连接多台线电脑2,图1中示出两台线电脑2,实际应用中的线电脑2的接入数量从理论上讲没有任何限制。第一台线电脑2(1)与三条吊挂线3通过CAN总线连接，其中吊挂线3(1)和吊挂线3(2)为吊挂生产线，吊挂线3(3)为吊挂存储线，每条吊挂生产线上最多可分布255个工作站。上述三条吊挂线通过桥接机构5与吊挂桥接线3(6)连通，料架可到达通过桥接连接的任一吊挂线的任意工作站或任意位置。第二台线电脑2(2)与三条吊挂线-3通过CAN总线连接，其中吊挂线3(4)和吊挂线3(5)为吊挂生产线，吊挂线3(6)为吊挂桥接线。

每台线电脑2最多可接入63条吊挂线3。从图1中可看出，当吊挂线3的个数在1～63条之间时，也可以将主电脑和线电脑合并成一台电脑，当吊挂线3的数量为一条时还可以方便地实现了目前现有的针对单条吊挂线的控制功能。

图2为吊挂生产线与吊挂桥接线相连通的结构示意图，图2中标明了料架运行的方向和各组成件的位置，从图2中可清楚看出桥接机构包括入口前的读卡器5-1和5-5、出口前的读卡器5-2和5-6、入口处的变轨机构5-3和5-7、出口处的变轨机构5-4和5-8,桥接机构通常成对使用，一个桥接机构的入口前的读卡器、入口处的变轨机构与对应成对使用的另一个桥接机构的出口前的读卡器、出口处的变轨机构受同一桥接通讯数据控制器控制。

下面以图2中的典型实施方式为例说明料架从吊挂生产线进入桥接线的详细控制过程。

其中，料架从生产吊挂线进入吊挂桥接线的过程：料架4在吊挂生产线上运行，当行至吊挂生产线进入吊挂桥接线入口前的读卡器5-1时，读卡器5-1将读到的信息上传到吊挂生产线上的桥接通讯数据控制器5-9,吊挂生产线上的桥接通讯数据控制器5-9将根据以下二个条件是否同时满足做出进桥接机构判断：1)所需进入的吊挂桥接线3(6)是主电脑分配料架所要进入的吊挂线；2)该桥接机构的桥接存储区料架未满，即该桥接机构的桥接入口到桥接出口区间内的料架数未超过设置值；如果上述两条件同时满足，吊挂生产线上的桥接通讯数据控制器5-9将控制吊挂生产线进入吊挂桥接线入口处的变轨机构5-3工作，料架进入桥接存储区。

上述的条件1)所需进入的吊挂桥接线3(6)是主电脑分配料架所要进入的吊挂线，是指此料架在工作站完成加工处理之后在出站时由此工作站的出站读卡器将读到的料架信息上传到主电脑，由主电脑根据编制任务时安排的加工工艺流程和站点平衡规则分配此料架需要途经的吊挂线和目标工作站的信息，同时将此分配信息下传到此料架所要经过的桥接入口处的桥接通讯数据控制器(此例中为吊挂生产线的桥接通讯数据控制器5-9)和目标工作站的通讯数据控制器存储。主电脑分配料架目标工作站的信息格式为目标吊挂线的线号+工作站号+料架ID号，代表此料架的运行轨迹，料架在系统中将严格按此路径运行。

上述的条件2)该吊挂桥接线的桥接存储区料架未满的判断，可通过计数的方法或通过开关等控制元件的方法实现。

料架从桥接存储区进入吊挂桥接线的过程：进入桥接区的料架信息被吊挂生产线进入吊挂桥接线出口前的读卡器5-2读取并上传到吊挂桥接线的桥接通讯数据控制器5-10,如出现料架进入主轨后所对应的推杆为空闲条件时，吊挂桥接线的桥接通讯数据控制器5-10会在上述空闲推杆到达读卡器5-5时再延时一段时间T控制吊挂生产线进入吊挂桥接线出口处的变轨机构5-4工作，料架进入吊挂桥接线。

料架从上述桥接出口进吊挂桥接线时的空闲推杆判断方法：如果推杆到达读卡器5-5的一定时间内未读取到所述推杆对应料架的内部信息，则判定该推杆为空闲状态；或者读卡器5-5虽在一定时间内读到所述推杆对应料架内部信息，但桥接通讯数据控制器5-10根据此前存储的主电脑下传信息决定对料架执行进入桥接的操作，也判定该推杆为空闲状态。

假设驱动机构推动吊挂线上推杆的运行速度为V吊挂线上推杆的间距为L，假设空闲推杆从吊挂桥接线上的读卡器5-5位置运行到桥接出口处的变轨机构5-4与吊挂桥接线主轨相交处向后的时间为T1，料架从桥接出口处的变轨机构5-4进入主轨所需要的时间为T2,则可计算出上述的延迟时间T＝T1-T2-L^2*V)，即空闲推杆到达读卡器5-5时延迟的适当时间，这样能从理论上保证料架进入吊挂桥接线的主轨时位于空闲推杆与前一推杆的中间，即使实际料架从桥接出口处的变轨机构5-4进入主轨所需要的时间与理论值有出入，也能保证料架进入桥接线主轨时的位置位于空闲推杆与前一推杆之间。

吊挂桥接线上根据需要可设置工作站或者不设置工作站，可对一个车间内部的吊挂线桥接，也可跨车间进行桥接，例如从缝制车间延伸到其它缝制车间、裁片车间和仓库，从而实现从裁片到出货全过程的智能控制和跟踪，使生产与仓储融为一体。

以上详述了料架从吊挂生产线或吊挂存储线通过桥接机构进入吊挂桥接线的控制方法，同理可知料架从吊挂存储线通过桥接机构进入吊挂桥接线的控制方法与之相同，在从吊挂桥接线通过桥接机构进入吊挂生产线或吊挂存储线的控制方法也与上述方法等同。同理不难理解，吊挂线进入吊挂桥接线入口前的读卡器5-1、吊挂生产线进入吊挂桥接线出口前的读卡器5-2、吊挂桥接线进入吊挂生产线入口前的读卡器5-5、吊挂桥接线进入吊挂生产线出口前的读卡器5-6这几个读卡器完全可以采用相同型号和功能的读卡设备，仅由于其安装位置不同而适用于不同的控制步骤中；类似的，吊挂生产线进入吊挂桥接线入口处的变轨机构5-3、吊挂生产线进入吊挂桥接线出口处的变轨机构5-4、吊挂桥接线进入吊挂生产线入口处的变轨机构5-7、吊挂桥接线进入吊挂生产线出口处的变轨机构5-8也完全可以采用相同型号和功能的变轨装置，仅由于其安装位置不同而适用于不同的控制步骤和控制方法；吊挂生产线上的桥接通讯数据控制器5-9、吊挂桥接线上的桥接通讯数据控制器5-10、吊挂存储线上的桥接通讯数据控制器、各工作站上的通讯数据控制器都可以采用相同型号和功能的通信控制器，仅由于其安装位置不同而适用于不同的控制步骤和控制方法。当然上述各组相同功能的装置也可以采用不同型号的设备，仅需要匹配各自的功能需求即可，一般而言，采用相同型号设备可以降低系统成本。

所述吊挂存储线相对于桥接线来说就相当于一个工作站，所不同的是料架需出线时还可以在线电脑上点击相应吊挂存储线的出线按钮实现自动出线，其控制过程与上述相同。

桥接控制部分的连接方框图如图3所示，吊挂线之间可通过桥接机构5连通，结合软件的控制，使料架4能到达系统中任一吊挂线的任意工作站(位置)。

在本发明中，主电脑主要负责存储各线电脑提交上来的数据，如衣架加工进度数据，员工产量数据，生产方案数据等，同时保持与各线电脑之间的数据同步，特别是在多条吊挂线之间存在桥接情况下，及时的将各吊挂线之间的数据进行同步，确定加工的衣架从吊挂线A到吊挂线B时，其加工的进度等数据信息，能及时传递到吊挂线B的线电脑。线电脑主要负责存储最近一段时间，如3天，的生产相关数据信息，负责与吊挂线上各通讯数据控制器之间的通讯，各通讯数据控制器过CAN总线将信息提交到线电脑，线电脑根据最近时间内的信息对接收到的数据进行处理，并将结果反馈给各通讯数据控制器，以使其执行相应的指令。同时，线电脑将收集到的相应吊挂线上的各种最新状态信息提交到主电脑。通过这种方式，在一个生产车间或几个生产车间的多台线电脑之间的数据保持了一致性。用户即使拿着一个衣架或料架从车间A挪到车间B后，在车间B的线电脑上仍然能查到该衣架或料架的相关生产信息，确保了衣架信息的唯一性，和生产数据的正确性。

本发明中的料架为对加工对象的夹持装置，当将本发明用于智能服装吊挂系统时，料架可优选地采用专利号为200920118889.8的专利产品；当将本发明用于智能家纺吊架系统时，其料架可采用专利申请号为201120286650.9的专利产品。

以上实施例仅为本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。其具体结构和方案可根据实际需要进行相应的调整，并可做出无数种方案。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如吊挂线根据需要还可以包括自动分拣线，桥接线可设计成非吊挂的其它形式等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种智能生产吊挂系统，包括主电脑、线电脑、吊挂线、料架、桥接机构；所述吊挂线包括主轨、驱动机构、和推动料架沿主轨运动的多个推杆；该系统使用设有智能标签的料架来承载加工对象以实现智能配送；其特征在于：

所述主电脑作为系统服务器，通过以太网连接数据通信网络连接一台以上的线电脑，每台线电脑上安装有控制程序，能够接入多条所述吊挂线并对其进行控制；吊挂线之间能够通过成对使用的桥接机构连通。

2.根据权利要求1所述的智能生产吊挂系统，其特征在于：所述吊挂线为吊挂生产线、吊挂存储线、吊挂桥接线三种类型之一；其中吊挂生产线上设置有工作站，每个所述工作站包括通讯数据控制器、进站读卡器、出站读卡器、进站执行机构、出站执行机构、和支轨。

3.根据权利要求1中任意一项所述的智能生产吊挂系统，其特征在于：所述主电脑与所述线电脑进行数据交互，所述线电脑控制所述吊挂线，形成树状控制网络结构。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的智能生产吊挂系统，其特征在于：每条所述吊挂生产线内各工作站的通讯数据控制器通过工业控制总线进行并联，然后将各个吊挂生产线的工业控制总线并联连接到对应的线电脑；设置有所述桥接机构的吊挂线上还进一步包括有桥接通讯数据控制器，各桥接通讯数据控制器通过工业控制总线并联连接到对应的线电脑；所述工业控制总线优选为CAN总线。

5.根据权利要求2或3中任意一项所述的智能生产吊挂系统，其特征在于：每个所述桥接机构都具有按规定方向单向运行的入口和出口，其包括入口前的读卡器、出口前的读卡器、入口处的变轨机构、出口处的变轨机构、以及在入口和出口之间的桥接存储区；所述桥接存储区用于缓存经过所述桥接机构的料架；一个桥接机构的入口前的读卡器、入口处的变轨机构和与其成对使用的另一个桥接机构的出口前的读卡器、出口处的变轨机构受同一桥接通讯数据控制器控制；并且成对设置的桥接机构中，用于将料架移除吊挂线的桥接机构位于将料架导入吊挂线的桥接机构的上游。