CN107422385A - 一种生产线上的工装自动识别装置及其识别方法 - Google Patents

一种生产线上的工装自动识别装置及其识别方法 Download PDF

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刘发明
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Abstract

本发明公开一种生产线上的工装自动识别装置及其识别方法，包括计算机、信号采集模块、感应模块以及特征模块，所述感应模块用于对特征模块进行识别并将采集到的信息通过信号采集模块传递给计算机。多个接近开关分别处于导通或关断状态，导通生成“1”、关断生成“0”，多个接近开关生成的信号分别代表二进制数的各个位，二进制数的数值为特征模块所在工装的识别码，生成识别码的感应模块所在工位为检测工装所处工位。适用性强；通过对感应模块、特征模块、接近开关进行贴合生产线的适应性结构设计及选型；开放性好，利用计算机的处理、传输等功能，可实现生产线的在线实时监控等功能，能够最大限度的帮助企业搭建智能监控管理平台。

Description

一种生产线上的工装自动识别装置及其识别方法
技术领域
本发明涉及自动检测技术领域，具体的说，是一种生产线上的工装自动识别装置及其识别方法。
背景技术
表面处理生产线在线监控功能是表面处理生产线实现智能化、提高质量控制的基础技术之一。大多数民用表面处理生产线的特点是大批量、少品种（或单一品种）的生产特点，因此生产线在线监控的对象一般为产品。
而航空产业表面处理生产线的特点是小批量、多品种零件生产，为达到对生产产品的在线监控，最有效的办法是对生产批次及其工装进行在线监控，从而间接实现对产品的在线监控。通过在热处理生产线上安装工装自动识别装置后，然后结合生产线上的温度、电压、电流、浓度等等在线监测数据，就能实现对表面处理零件生产全过程的全方位监控，并能实现零件质量信息的溯源。因此实现对生产线上的每个工装的自动识别是航空产业表面处理生产线的在线监控的关键技术之一。
而航空产业表面处理生产线的工况环境恶劣，有腐蚀、高温，且工装种类多、工装定位精度低等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产线上的工装自动识别装置，具有良好的开放性，利用计算机的处理、传输等功能，可实现生产线的在线实时监控等功能，能够最大限度的帮助企业搭建智能监控管理平台。
本发明通过下述技术方案实现：一种生产线上的工装自动识别装置，包括用于工装自动识别的计算机、与计算机连接的信号采集模块、安装在工位上的感应模块以及安装在工装上的特征模块，所述感应模块用于对特征模块进行识别并将采集到的信息通过信号采集模块传递给计算机。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述感应模块、特征模块均为多个；所述特征模块与工装一一对应设置。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述每个感应模块包括作为终端检测元件的接近开关组。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述多个特征模块靠近接近开关的一侧设置有各不相同且能被感应模块上的接近开关检测的特征点。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述计算机的型号为西门子IPC3000的工控机；信号采集模块的型号为倍福EP1008-0001的数字量输入模块，防护等级为IP67；所述接近开关选用宜科的Ni30-G30-OD6L的接近开关。
一种生产线上的工装自动识别方法，当特征模块与感应模块耦合时，感应模块上的多个接近开关分别处于导通或关断状态，导通生成“1”、关断生成“0”，多个接近开关生成的信号分别代表二进制数的各个位，二进制数的数值大小即代表特征模块所在工装的识别码，生成识别码的感应模块所在工位即是检测工装所处工位。
进一步地，为了更好的实现本发明，在生产识别码之前还包括以下步骤：
步骤S1：感应模块、特征模块的安装；
步骤S2：在Twincat软件中完成信号采集模块、感应模块、特征模块、参数设置以及程序的调试，完成参数配置及程序调试，进行识别。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S1具体是指：将感应模块安装在生产线上的每个工位上，将特征模块安装在每个工装上，所述特征模块能够感应模块检测并生成不同二进制数。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明适用性强；通过对感应模块、特征模块、接近开关进行贴合生产线的适应性结构设计及选型，可实现耐腐蚀、耐高温、可靠性高等特点；
（2）本发明具有良好的开放性，利用计算机的处理、传输等功能，可实现生产线的在线实时监控等功能，能够最大限度的帮助企业搭建智能监控管理平台；
（3）本发明性能可靠，具备较强的抗电磁干扰能力。
附图说明
图1为本发明的连接关系示意图；
图2为本发明与表面处理生产线的结合示意图；
图3为本发明中感应模块、特征模块、接近开关、工装及工位结合的示意图；
图4为本发明中特征模块与工装结合后的示意图；
其中1-计算机，2-信号采集模块，3-感应模块，4-特征模块，5-接近开关，6-工装，7-生产线，8-工位。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
本发明通过下述技术方案实现，如图1-图4所示，一种生产线上的工装自动识别装置，包括用于工装6自动识别的计算机1、与计算机1连接的信号采集模块2、安装在工位8上的感应模块3以及安装在工装6上的特征模块4，所述感应模块3用于对特征模块4进行识别并将采集到的信息通过信号采集模块2传递给计算机1。
需要说明的是，通过上述改进，一种生产线上的工装自动识别装置，尤其适用于工况环境恶劣，要求耐腐蚀、耐热且工装6定位精度较低的场合。其主要由计算机1、信号采集模块2、感应模块3和特征模块4等构成。计算机1是工装6自动识别装置的运算中心同时又是自动识别程序的硬件载体。信号采集模块2则负责对感应模块3的信息进行采集并传输给计算机1，起到信息的传输作用。特征模块4安装于每个工装6上。感应模块3安装于生产线7上的每个工位8上，用于对特征模块4进行识别。感应模块3通过对特征模块4耦合，生成不同的识别码，并被信号采集模块2采集并传输给计算机1，从而实现工装6自动识别功能。具有良好的开放性，利用计算机的处理、传输等功能，可实现生产线的在线实时监控等功能，能够最大限度的帮助企业搭建智能监控管理平台；
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例2：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，所述感应模块3、特征模块4均为多个；所述特征模块4与工装6一一对应设置。所述每个感应模块3包括作为终端检测元件的接近开关组。所述多个特征模块4靠近接近开关5的一侧设置有各不相同且能被感应模块3上的接近开关5检测的特征点。
需要说明的是，通过上述改进，每个特征模块4具有能被感应模块3区别的特征点，且每个特征模块4与每个工装6一一对应，从而实现不同工装6的区分。感应模块3由多个接近开关5排列组合而成，接近开关5是自动识别装置的终端检测元件。
优选的，特征模块4的特征点为设置在靠近接近开关5的一侧的不同位置的凸起点。感应模块5上的多个接近开关5与不同的凸起点耦合，识别出特征模块所对应的工装6。
优选的，多个接近开关5感应模块靠近特征模块的一侧且安装位置相同，便于后期维护。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，所述计算机1的型号为西门子IPC3000的工控机；信号采集模块2的型号为倍福EP1008-0001的数字量输入模块，防护等级为IP67；所述接近开关5选用宜科的Ni30-G30-OD6L的接近开关5。
计算机1型号为西门子IPC3000，信号采集模块2为倍福EP1008-0001数字量输入模块，防护等级为IP67，适用于潮湿、腐蚀、多尘的工作环境。接近开关5选用宜科的Ni30-G30-OD6L接近开关5，检测距离最大能够达到30mm，安装方便，反应灵敏，可靠性高
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例4：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，步骤S1：感应模块3、特征模块4的安装；所述步骤S1具体是指：将多个感应模块3安装在生产线7上的每个工位8上，将多个特征模块4安装在每个工装6上，特征模块4能够本感应模块3检测并生成不同二进制数；并按感应模块3上的接近开关5的检测范围设计成不同特征形状。
感应模块3与特征模块4耦合时，接近开关5产生的通断信号“1”、“0”分别代表二进制数的各个位，计算机1将二进制数转换为十进制数即为识别的工装6识别码。
步骤S2：在Twincat软件中完成信号采集模块2、感应模块3、特征模块4、参数设置以及程序的调试，完成参数配置及程序调试，进行识别。
步骤S3：当特征模块4与感应模块3耦合时，感应模块3上的多个接近开关5分别处于导通或关断状态，导通生成“1”、关断生成“0”，多个接近开关5生成的信号分别代表二进制数的各个位，二进制数的数值大小即代表特征模块4所在工装6的识别码，生成识别码的感应模块3所在工位8即是检测工装6所处工位8。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例5：
如图1-图4所示，假设生产线7上工装6总数为6个，工位8数量为22个，则感应模块3采用3个为一组的接近开关5构成3个二进制位对工装6进行识别，编码范围在1-7即001-111之间（000表示没有工装6），即可覆盖全部6个工装6。在表面处理线的每个工位8上均配置一个感应模块3，共计22个。另外，在六个工装6上分别安装六个可被感应模块3检测并生成不同二进制数的特征模块4。
本实施案例选用的计算机1型号为西门子IPC3000，信号采集模块2为倍福EP1008-0001数字量输入模块，防护等级为IP67，适用于潮湿、腐蚀、多尘的工作环境。接近开关5选用宜科的Ni30-G30-OD6L接近开关5，检测距离最大能够达到30mm，安装方便，反应灵敏，可靠性高。每个感应模块3上设置3个接近开关5，并将其分别安装22个工位8上。特征模块4共计6个，分别安装在6个工装6上，并按感应模块3上的接近开关5的检测范围设计成6个不同特征形状。
一种生产线上的工装自动识别装置，以表面处理生产线7为实例来具体说明软件程序的设计步骤。软件程序采用的是TwinCat软件平台来开发，所有的模块参数配置及程序调试都是在TwinCat中完成。系统共有6个工装6，22个工位8。
首先定义一个结构体将工位8模型化，程序语句如下：
TYPE DATA：
STRUCT
b0：BOOL；
b1：BOOL；
b2：BOOL；
END_STRUCT
END_TYPE
其中结构体“DATA”表示的工位8数据类型。由于表面处理生产线7共有22个工位8，所以要新建22个槽的数据，我们以数组的方式来定义，程序语句如下：
TYPE product_line：
STRUCT
Tank：ARRAY[1..22] OF DATA；
END_STRUCT
END_TYPE
至此，Tank[1]表示1#槽，Tank[2]表示2#槽…Tank[22]表示22#槽。
数据结构定义完毕后，新建工装6号识别功能块，程序语句如下：
FUNCTION_BLOCK PACK
VAR_INPUT
b0：BOOL；
b1：BOOL；
b2：BOOL；
END_VAR
VAR_OUTPUT
ID：BYTE；
END_VAR
ID：=BOOL_TO_BYTE(b2)；
ID：=ID*2+ BOOL_TO_BYTE(b1)；
ID：=ID*2+ BOOL_TO_BYTE(b0)；
通过对功能块程序的循环调用，实现22个槽的同时识别功能，程序语句如下：
FOR nTank：=1 TO 22 DO
fbpack[nTank]
(
b0：=line.Tank[nTank].b0，
b1：=line.Tank[nTank].b1，
b2：=line.Tank[nTank].b2，
ID=>Tank_NO[nTank].ID，
)；
END_FOR
当1#工装6位于1#槽，5#工装6位于11#槽，2#工装6位于21#槽上时，上述程序被调用后，Tank_NO[1].ID=1“001”，Tank_NO[11].ID=5“101”，Tank_NO[21].ID=2“010”。即实现工装6在工位8上的自动识别。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例6：
感应模块3为现有技术，可直接在市场上进行购买，故不赘述其内部结构，本发明的改进点不在于此；感应模块3与计算机1连接并调试，即可；多个接近开关5以并联方式安装在感应模块3上，有效的实现在接近开关5和特征模块耦合时，多个接近开关5将有部分接通，部分断开，从而使得传输到感应模块3的二进制数据不同，从而实现识别。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种生产线上的工装自动识别装置，其特征在于：包括用于工装（6）自动识别的计算机（1）、与计算机（1）连接的信号采集模块（2）、安装在工位（8）上的感应模块（3）以及安装在工装（6）上的特征模块（4），所述感应模块（3）用于对特征模块（4）进行识别并将采集到的信息通过信号采集模块（2）传递给计算机（1）。
2.根据权利要求1所述一种生产线上的工装自动识别装置，其特征在于：所述感应模块（3）、特征模块（4）均为多个；所述特征模块（4）与工装（6）一一对应设置。
3.根据权利要求1所述一种生产线上的工装自动识别装置，其特征在于：所述感应模块（3）包括作为终端检测元件的接近开关组；所述接近开关组包括多个接近开关（5）。
4.根据权利要求2所述一种生产线上的工装自动识别装置，其特征在于：所述多个特征模块（4）靠近接近开关（5）的一侧设置有各不相同且能被感应模块（3）上的接近开关（5）检测的特征点。
5.根据权利要求4所述一种生产线上的工装自动识别装置，其特征在于：所述计算机（1）的型号为西门子IPC3000的工控机；信号采集模块（2）的型号为倍福EP1008-0001的数字量输入模块，防护等级为IP67；所述接近开关（5）选用宜科的Ni30-G30-OD6L的接近开关（5）。
6.根据权利要求5所述一种生产线上的工装自动识别方法，其特征在于：当特征模块（4）与感应模块（3）耦合时，感应模块（3）上的多个接近开关（5）分别处于导通或关断状态，导通生成“1”、关断生成“0”，多个接近开关（5）生成的信号分别代表二进制数的各个位，二进制数的数值大小即代表特征模块（4）所在工装（6）的识别码，生成识别码的感应模块（3）所在工位（8）即是检测工装（6）所处工位（8）。
7.根据权利要求6所述一种生产线上的工装自动识别方法，其特征在于：在生产识别码之前还包括以下步骤：
步骤S1：感应模块（3）、特征模块（4）的安装；
步骤S2：在Twincat软件中完成信号采集模块（2）、感应模块（3）、特征模块（4）、参数设置以及程序的调试，完成参数配置及程序调试，进行识别。
8.根据权利要求7所述一种生产线上的工装自动识别方法，其特征在于：所述步骤S1具体是指：将感应模块（3）安装在生产线（7）上的每个工位（8）上，将特征模块（4）安装在每个工装（6）上，所述特征模块（4）能够感应模块（3）检测并生成不同二进制数。
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