CN107368884B - 移动式生产效率监控终端装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式生产效率监控终端装置。包括固定底座、移动式定位卡、可调节旋转臂、旋转感应开关组、隐藏式托盘和远端PC机，移动式定位卡竖直插在固定底座上设有的插卡卡槽中，可调节旋转臂固定安装在固定底座中间位置，旋转感应开关组安装在可调节旋转臂末端，隐藏式托盘内活动地安装于固定底座，远端PC机和移动式定位卡经无线远程连接。本发明将固定位监测装置采集的信息通过无线传输模块实时传输至远端PC机，实现对车间生产线工序位生产效率的实时监控，极大地便利了生产管理者对现场生产状况的管控，具有定位准确、实时快捷、监测灵活、测量范围广等特点。

Description

移动式生产效率监控终端装置

技术领域

本发明涉及制造执行系统生产过程监控领域，尤其是涉及无线传输的一种移动式生产效率监控终端装置。

背景技术

目前，产品生产效率的统计一般采用单位时间内批次产品生产数来计算生产效率，由于批次产品往往需要多个工序位共同生产完成，而传统模式对生产过程中各工序位的生产效率缺少有效的监控。即便部分企业采用工序位生产效率监控装置，但装置投入成本较大、现场布置繁琐、采集到数据无法及时反馈给生产管理人员，给企业生产造成较大的影响。因此，设计一种能够监控到各工序位生产效率并在降低企业投入成本的前提下能够将实时数据上传的移动式生产效率监控终端装置就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有生产过程效率监控上存在的不足，提供了一种移动式生产效率监控终端装置，具有定位准确、实时快捷、监测灵活、测量范围广等特点，可满足企业对工序位生产效率的有效监控。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括固定底座、移动式定位卡、可调节旋转臂、旋转感应开关组、隐藏式托盘和远端PC机，移动式定位卡竖直插在固定底座上设有的插卡卡槽中，可调节旋转臂固定安装在固定底座中间位置，旋转感应开关组安装在可调节旋转臂末端，隐藏式托盘内活动地安装于固定底座，远端PC机和移动式定位卡经无线远程连接。

所述的固定底座顶面上开有插卡卡槽，插卡卡槽侧方设有八个定位开关，定位开关嵌装在固定底座上，固定底座一侧面设有底座接近开关凹槽和隐藏托盘凹槽，隐藏托盘凹槽位于底座接近开关凹槽下方，底座接近开关凹槽内安装有长短接近开关，隐藏托盘凹槽中安装PVC板，PVC板可活动地水平伸出和伸入隐藏托盘凹槽，PVC板上表面的外侧边缘开有托盘接近开关凹槽，托盘接近开关置于托盘接近开关凹槽内。

所述的固定底座内部装有CPU芯片，CPU芯片经5V变压器和电源接口连接，CPU芯片经底座无线通信模块导电片与插入插卡卡槽中的所述移动式定位卡的RS232串口连接，CPU芯片经底座LED显示屏导电片和插入插卡卡槽中的所述移动式定位卡的定位卡LED显示屏导电片连接，CPU芯片经底座导指示灯导电片与八个定位开关连接，八个定位开关经底座导指示灯导电片和定位卡指示灯导电片后与插入插卡卡槽中的所述移动式定位卡的八个定位指示灯分别对应连接，CPU芯片还连接有位移传感器导电线、托盘接近开关和长短接近开关，托盘接近开关经托盘接近开关导电线连接到CPU芯片，长短接近开关经接近开关导电线连接到CPU芯片。

所述的移动式定位卡包括无线通信模块、RS232串口和LED显示屏，LED显示屏和八个定位指示灯设置在移动式定位卡壳体的正面，LED显示屏经壳体内部的定位卡LED显示屏导电片和八个定位指示灯连接；无线通信模块和RS232串口均设置在移动式定位卡壳体的内部，无线通信模块分别与RS232串口和无线传输发射器连接，无线传输发射器竖直安装在移动式定位卡壳体的顶端，RS232串口依次经内部的定位卡无线通信模块导电片和所述固定底座内部的底座无线通信模块导电片连接。

所述的固定底座顶面还设有报警开关凹槽，五个提示报警开关设置在报警开关凹槽中并且均连接到CPU芯片，分别是机器故障键、危险报警键、缺料键、维修键和复位键。

所述的固定底座上的四角均开有用于安装固定底座的底座固定孔。

所述的可调节旋转臂包括旋转臂支撑底座、水平旋转下段支撑杆臂、旋转臂大调节关节、中段杆臂、旋转臂小调节关节、上段杆臂，水平旋转下段支撑杆臂经旋转臂支撑底座竖直固定安装在固定底座中间，水平旋转下段支撑杆臂顶端经旋转臂大调节关节和中段杆臂下端铰接，中段杆臂上端经旋转臂小调节关节和上段杆臂铰接。

所述的旋转开关感应组包括旋转圆盘和三个位移传感器，旋转圆盘一端固定在可调节旋转臂的上段杆臂末端，三个位移传感器沿圆周等间距固定在旋转圆盘另一端的外缘。

所述的远端PC机包括主机电脑、显示屏和信号接收器，主机电脑分别与显示屏和信号接收器连接，信号接收器与移动式定位卡上的无线通信模块无线通信连接。

本发明通过移动式定位卡，将固定位监测装置采集的信息通过无线传输模块实时传输至远端PC机，实现对车间生产线工序位生产效率的实时监控，极大的便利了生产管理者对现场生产状况的管控，具有定位准确、实时快捷、监测灵活、测量范围广等特点。

与现有装置相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用定位插卡的方式，有效监控生产工序位，定位准确，节省成本。

2、本发明采用可调节旋转臂及隐藏式托盘，适应多种不同产品监测，提高监测灵活度。

3、本发明采用无线通信传输模块，实时监测传输现场生产状况。

4、本发明监测准确、传输稳定、操作便捷。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：

图1是本发明装置立体结构示意图；

图2是本发明的移动式定位卡内部结构示意图；

图3是本发明的固定底座内部结构示意图；

图4是本发明系统结构图。

图中：1.底座，2.底座固定孔，3.插卡卡槽，4.报警开关凹槽，5.机器故障键，6.危险报警键，7.缺料键，8.维修键，9.复位键，10.定位开关，11.底座接近开关凹槽，12.长短接近开关，13.隐藏式托盘凹槽，14.移动定位卡卡壳，15.LED显示屏，16.定位指示灯，17.无线传输发射器，18.旋转臂支撑底座，19.水平旋转下段支撑杆臂，20.旋转臂大调节关节，21.中段杆臂，22.旋转臂小调节关节，23.上段杆臂，24.旋转圆盘，25.位移传感器，26.托盘PVC板，27.托盘接近开关凹槽，28.托盘接近开关，29.定位卡指示灯导电片，30.定位卡LED显示屏导电片，31.定位卡无线通信模块导电片，32.RS232串口，33.无线通信模块，34.电源接口，35.电源转5V变压器，36.底座指示灯导电片，37.底座LED显示屏导电片，38.位移传感器导电线，39.接近开关导电线，40.CPU芯片，41.底座无线通信模块导电片，42.信号接收器，43.主机电脑，44.显示屏，45托盘接近开关导电线。

具体实施方式

下面结合附图，用实施例来进一步说明本发明。但这个实施例仅是说明性的，本发明的保护范围并不受这个实施例的限制。

如图1、图4所示，本发明具体实施包括固定底座1、移动式定位卡、可调节旋转臂、旋转感应开关组、隐藏式托盘和远端PC机，移动式定位卡竖直插在固定底座1上设有的插卡卡槽中3，可调节旋转臂固定安装在固定底座1中间位置，旋转感应开关组安装在可调节旋转臂末端，隐藏式托盘内活动地安装于固定底座1，远端PC机和移动式定位卡经无线远程连接。

如图1、图3所示，固定底座1顶面上开有插卡卡槽3，插卡卡槽3侧方设有八个定位开关10，定位开关10嵌装在固定底座1上，固定底座1一侧面设有底座接近开关凹槽11和隐藏托盘凹槽13，隐藏托盘凹槽13位于底座接近开关凹槽11下方，底座接近开关凹槽11内安装有长短接近开关12，隐藏托盘凹槽13中安装PVC板26，PVC板26可活动地水平伸出和伸入隐藏托盘凹槽13，PVC板26上表面的外侧边缘开有托盘接近开关凹槽27，托盘接近开关28置于托盘接近开关凹槽27内，托盘接近开关28在托盘接近开关凹槽27中具有上下可活动距离。

八个定位开关10用于对工作模式进行编码，八个定位开关10前三位代表生产线，中间三位代表工序、后两位代表工位，利用定位开关10开闭实现准确定位，八个定位指示灯16便于员工操作确认定位，使得在不同的生产线、工序、工位进行不同设置实施不同的工作模式。

如图3所示，固定底座1内部装有CPU芯片40，CPU芯片40经5V变压器35和电源接口34连接，电源接口34可设置在固定底座1侧面，CPU芯片40经底座无线通信模块导电片41与插入插卡卡槽3中的所述移动式定位卡的RS232串口32连接，CPU芯片40经底座LED显示屏导电片37和插入插卡卡槽3中的所述移动式定位卡的定位卡LED显示屏导电片30连接，CPU芯片40经底座导指示灯导电片36与八个定位开关10连接，八个定位开关10经底座导指示灯导电片36和定位卡指示灯导电片29后与插入插卡卡槽3中的所述移动式定位卡的八个定位指示灯16分别对应连接，CPU芯片40还连接有位移传感器导电线38、托盘接近开关28和长短接近开关12，托盘接近开关28经托盘接近开关导电线45连接到CPU芯片40，长短接近开关12经接近开关导电线39连接到CPU芯片40。托盘接近开关28和长短接近开关12相互配合检测PVC板26上放置的流水线产品物件。

如图1、图2、图3、图4所示，移动式定位卡具体在生产线上可方便拔下和替换，移动式定位卡包括无线通信模块33、RS232串口32和LED显示屏15，LED显示屏15和八个定位指示灯16设置在移动式定位卡壳体的正面，LED显示屏15经壳体内部的定位卡LED显示屏导电片30和八个定位指示灯16连接；无线通信模块33和RS232串口32均设置在移动式定位卡壳体的内部，无线通信模块33分别与RS232串口32和无线传输发射器17连接，无线传输发射器17竖直安装在移动式定位卡壳体的顶端，RS232串口32依次经内部的定位卡无线通信模块导电片31和所述固定底座1内部的底座无线通信模块导电片41连接。

固定底座1顶面还设有报警开关凹槽4，五个提示报警开关设置在报警开关凹槽4中并且均连接到CPU芯片40，分别是机器故障键5、危险报警键6、缺料键7、维修键8和复位键9。

固定底座1上的四角均开有用于安装固定底座1的底座固定孔2。

如图1所示，可调节旋转臂包括旋转臂支撑底座18、水平旋转下段支撑杆臂19、旋转臂大调节关节20、中段杆臂21、旋转臂小调节关节22、上段杆臂23，水平旋转下段支撑杆臂19经旋转臂支撑底座18竖直固定安装在固定底座1中间，水平旋转下段支撑杆臂19顶端经旋转臂大调节关节20和中段杆臂21下端铰接，中段杆臂21上端经旋转臂小调节关节22和上段杆臂23铰接。

如图1、图3所示，旋转开关感应组包括旋转圆盘24和三个位移传感器25，旋转圆盘24一端固定在可调节旋转臂的上段杆臂23末端，三个位移传感器25沿圆周等间距固定在旋转圆盘24另一端端面的外缘处，到圆盘中心点连线夹角各为120度。

如图2、图3、图4所示，远端PC机包括主机电脑43、显示屏44和信号接收器42，主机电脑43分别与显示屏44和信号接收器42连接，信号接收器42与移动式定位卡上的无线通信模块33无线通信连接。无线通信模块33经无线传输发射器17发射出无线信号，信号接收器42接收无线信号，从而使得主机电脑43和监测设备利用信号接收器42与移动式定位卡通过无线网络实现连接。

本发明的具体实施工作过程如下：

如图1所示，底座1固定不动，可通过底座固定孔2固定在工作台面上，旋转臂支撑底座18固定在底座1上，水平旋转下段支撑杆臂19可在水平方向旋转，中段杆臂21和上段杆臂23通过旋转臂大调节关节20和旋转臂小调节关节22完成竖直方向上位置的调整，使连接在上段杆臂23上的旋转圆盘24和位移传感器25可灵活调整位置，以便适应不同生产情况并根据产品大小调整检出距离。

位移传感器25是电容式接近开关，被检测物体不管是导体还是绝缘体，在达到位移传感器的检出距离后便会引起电容量变化，从而使电路状态发生变化，输出信号。

位移传感器25可单独安装在旋转圆盘24上，通过圆盘旋转调整位置，也可三个同时安装在旋转圆盘24上以扩大监测范围，提高监测精度。

长短接近开关12与托盘接近开关28相互配合检测PVC板26上放置的流水线产品物件。其中长短接近开关12是光电接近开关发射器，托盘接近开关28是光电接近开关接收器，属于对射式光电开关。长短接近开关12隐藏在底座接近开关凹槽11内，防止在产品放置过程中被触碰损坏。托盘接近开关28隐藏在托盘接近开关凹槽27内，可上下位移一段距离，并套有保护外壳，下移后可低于托盘PVC板26表面高度，连同托盘PVC板26一同推入托盘接近开关凹槽27内。

实施例应用场景：

生产现场，固定装置每个工位可配置一个，移动式定位卡有多个，但少于固定装置数。初次安装使用时工人首先对装置进行调整，装置固定在工位旁，一般固定在本工位与上工位之间，旋转臂根据装置固定位置通过人工调整使位移传感器25面向生产线，对流水线传来的产品进行检测和计数，将PCV板26从托盘接近开关凹槽27中拉出并上移托盘接近开关28，将移动定位卡插入底座插卡卡槽3中，完成准备工作。生产过程中，工人从流水线拿下产品，在本工位进行加工，工人加工完成后将产品放置到伸出的PVC板26上，此时，长短接近开关12与托盘接近开关28组成的对射式光电接近开关的光束被中断，产生开关信号变化，对产品进行计数，并对产品加工情况进行检测，检测情况及时反馈到PC机监测统计系统，经检测后产品放回流水线。位移传感器25与接近开关的计数理论上应保持一致，如果接近开关计数少于位移传感器计数或二者计数时间差过长，则表明本工位产品的加工速度低于流水线上各工位平均加工速度，同时根据计数差可快速准确得到本工位具体滞留产品数。

如图1、图2、图3、图4所示，各传感器采集到的数据通过位移传感器导电线38和接近开关导电线39传至CPU芯片40，操作员工在操作过程中遇到设备故障，车间生产过程出现危险状况、生产线上缺料、机器维修等情况，可按下相应按键，对应信息传至CPU芯片40，CPU芯片40通过底座LED显示屏导电片37和定位卡LED显示屏导电片30，将采集的信息显示到LED显示屏15上，显示信息包括产品生产数量、生产速度、设备运行情况以及生产线物料状况等。

采集到的信息通过RS232串口32及无线通信模块33，经由无线传输发射器17发送，信号接收器42接收，主机电脑43处理，显示屏44最终显示给管理员，实现现场数据的实时显示监控。

由此，本发明实现了对不同种类产品生产效率的实时监控，对生产效率的监测可具体到工序位，代替传统的整条流水线生产效率监控模式，实现对生产过程薄弱环节的有效监控。本发明为降低投入成本，将生产成本较大的无线定位传输系统设置成移动式，可在需要工序位投入使用并准确定位，除了将生产效率监测数据传输至远端PC机外，还将生产过程设备运行情况及物料情况进行确认显示并传输，为整个生产过程监控提供重要数据，提高企业生产效率。

以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种移动式生产效率监控终端装置，其特征在于：

包括固定底座（1）、移动式定位卡、可调节旋转臂、旋转感应开关组、隐藏式托盘和远端PC机，移动式定位卡竖直插在固定底座（1）上设有的插卡卡槽中（3），可调节旋转臂固定安装在固定底座（1）中间位置，旋转感应开关组安装在可调节旋转臂末端，隐藏式托盘内活动地安装于固定底座（1），远端PC机和移动式定位卡经无线远程连接；

所述的固定底座（1）顶面上开有插卡卡槽（3），插卡卡槽（3）侧方设有八个定位开关（10），定位开关（10）嵌装在固定底座（1）上，固定底座（1）一侧面设有底座接近开关凹槽（11）和隐藏托盘凹槽（13），隐藏托盘凹槽（13）位于底座接近开关凹槽（11）下方，底座接近开关凹槽（11）内安装有长短接近开关（12），隐藏托盘凹槽（13）中安装PVC板（26），PVC板（26）可活动地水平伸出和伸入隐藏托盘凹槽（13），PVC板（26）上表面的外侧边缘开有托盘接近开关凹槽（27），托盘接近开关（28）置于托盘接近开关凹槽（27）内；

所述的固定底座（1）内部装有CPU芯片（40），CPU芯片（40）经5V变压器（35）和电源接口（34）连接， CPU芯片（40）经底座无线通信模块导电片（41）与插入插卡卡槽（3）中的所述移动式定位卡的RS232串口（32）连接，CPU芯片（40）经底座LED显示屏导电片（37）和插入插卡卡槽（3）中的所述移动式定位卡的定位卡LED显示屏导电片（30）连接，CPU芯片（40）经底座导指示灯导电片（36）与八个定位开关（10）连接，八个定位开关（10）经底座导指示灯导电片（36）和定位卡指示灯导电片（29）后与插入插卡卡槽（3）中的所述移动式定位卡的八个定位指示灯（16）分别对应连接，CPU芯片（40）还连接有位移传感器导电线（38）、托盘接近开关（28）和长短接近开关（12），托盘接近开关（28）经托盘接近开关导电线（45）连接到CPU芯片（40），长短接近开关（12）经接近开关导电线（39）连接到CPU芯片（40）；

所述的移动式定位卡包括无线通信模块（33）、RS232串口（32）和LED显示屏（15），LED显示屏（15）和八个定位指示灯（16）设置在移动式定位卡壳体的正面，LED显示屏（15）经壳体内部的定位卡LED显示屏导电片（30）和八个定位指示灯（16）连接；无线通信模块（33）和RS232串口（32）均设置在移动式定位卡壳体的内部，无线通信模块（33）分别与RS232串口（32）和无线传输发射器（17）连接，无线传输发射器（17）竖直安装在移动式定位卡壳体的顶端，RS232串口（32）依次经内部的定位卡无线通信模块导电片（31）和所述固定底座（1）内部的底座无线通信模块导电片（41）连接。

2.根据权利要求1所述的一种移动式生产效率监控终端装置，其特征在于：

所述的固定底座（1）顶面还设有报警开关凹槽（4），五个提示报警开关设置在报警开关凹槽（4）中并且均连接到CPU芯片（40），分别是机器故障键（5）、危险报警键（6）、缺料键（7）、维修键（8）和复位键（9）。

3.根据权利要求1所述的一种移动式生产效率监控终端装置，其特征在于：

所述的固定底座（1）上的四角均开有用于安装固定底座（1）的底座固定孔（2）。

4.根据权利要求1所述的一种移动式生产效率监控终端装置，其特征在于：

所述的可调节旋转臂包括旋转臂支撑底座（18）、水平旋转下段支撑杆臂（19）、旋转臂大调节关节（20）、中段杆臂（21）、旋转臂小调节关节（22）、上段杆臂（23），水平旋转下段支撑杆臂（19）经旋转臂支撑底座（18）竖直固定安装在固定底座（1）中间，水平旋转下段支撑杆臂（19）顶端经旋转臂大调节关节（20）和中段杆臂（21）下端铰接，中段杆臂（21）上端经旋转臂小调节关节（22）和上段杆臂（23）铰接；

所述的旋转感应开关组包括旋转圆盘（24）和三个位移传感器（25），旋转圆盘（24）一端固定在可调节旋转臂的上段杆臂（23）末端，三个位移传感器（25）沿圆周等间距固定在旋转圆盘（24）另一端的外缘。

5.根据权利要求1所述的一种移动式生产效率监控终端装置，其特征在于：

所述的远端PC机包括主机电脑（43）、显示屏（44）和信号接收器（42），主机电脑（43）分别与显示屏（44）和信号接收器（42）连接，信号接收器（42）与移动式定位卡上的无线通信模块（33）无线通信连接。