CN108942843A - 一种适用于项目型装配的智能工具箱系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于项目型装配的智能工具箱系统，包括纸质二维码打印系统、工具箱系统、工具检测系统、二维码扫描设备、RFID读写系统、工具箱智能化管理系统、工具箱数据库，工具箱系统存储工具；纸质二维码打印系统打印二维码标签将二维码标签贴附在工具上；二维码扫描设备识别工具上的二维码标签并传输给工具箱智能化管理系统；工具检测系统检测工具存放状态情况并将传输给工具箱智能化管理系统；RFID读写系统读取站位处的工具箱系统上的RFID标签并传递给工具箱智能化管理系统；工具箱智能化管理系统检测记录工具箱系统中的工具存放状况。本发明能够实现对各种不同物理属性的工具以及多个数量工位与工具箱进行全方位的管控。

Description

一种适用于项目型装配的智能工具箱系统

技术领域

本发明涉及一种智能工具箱，具体地说，涉及的是一种适用于项目型装配的智能工具箱系统。

背景技术

项目型装配过程中往往需要用到功能、尺寸、形状等等属性各不相同的多种工具，工人需要在装配动作展开之前，了解到目前装配站位的工具箱中具有哪些工具。对于一些特殊的、不能做到每个站位都配备的工具，还需要知道这些工具的存放位置。而随着工具数量的增加，对工具的智能化管理就变得不可或缺。

同时，项目型装配的产品具有生产成本高、生产周期长、装配工艺会随着项目单号变化等特点，对于一些不同的或者重要的操作，往往需要在装配工艺中指定某些具体工具进行操作。为了对工艺数据进行管控，则需要工人能够在装配动作进行时对所用工具进行确认与记录。

另外，项目型装配的生产计划往往会经常变更，需要工作站位的工具箱能够进行物理地址的转移，所以需要对多站位，多个工具箱进行整体的管控。

经检索，发现已有一部分针对智能工具箱的发明专利。例如申请号为201620085811.0的专利：一种智能工具箱，其中提出了一种利用工具上的RFID标签管理工具的工具箱系统。申请号为201710749309.4的专利：智能工具箱，其中也类似地提出了利用无源射频标签对工具箱中工具进行管理的系统。但是，这种方法对于工具的检测，需要大量的RFID标签与读写器，成本高。对于一些项目型装配的某些特殊工具，难以实现标签的附着，或者由于工具形状和材质的限制，影响标签读写效果。此外现有的一些发明专利，专注于工具的检测，忽略了工具箱的管控，对于项目型装配，工具箱可能需要移动和更换站位。

因此，急需研发一种智能工具箱系统。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于项目型装配的智能工具箱系统，实现对各种不同物理属性的工具以及多个数量工位与工具箱进行全方位的管控。

为实现以上目的，本发明提供一种适用于项目型装配的智能工具箱系统，包括：工具箱系统、纸质二维码打印系统、二维码扫描设备、工具检测系统、RFID读写系统、工具箱智能化管理系统、工具箱数据库，其中：

所述工具箱系统，用于存储工具；

所述纸质二维码打印系统，用于打印二维码标签，将二维码标签贴附在工具上；

所述二维码扫描设备，用于识别工具上的二维码标签，并将识别到的信号传输给工具箱智能化管理系统；

所述工具检测系统，用于检测工具箱系统中固定位置的工具存放状态情况，并将检测到的信息传输给工具箱智能化管理系统；

所述RFID读写系统，用于读取站位处的工具箱系统上的RFID标签，并将读取到的RFID标签内的工具箱系统编码信息传递给工具箱智能化管理系统；

所述工具箱智能化管理系统，用于检测记录工具箱系统中的工具存放状况，并提供对工具进行存入、移出工具箱系统的操作；

所述工具箱数据库，用于存储所有工具箱系统以及工具箱系统中和使用中的所有工具的编号及属性信息。

优选地，所述纸质二维码打印系统包括：二维码打印机、纸质标签、带有打印机上位软件的电脑，其中：

在给工具完成编号后，电脑访问工具箱数据库，将工具的编号数据转换为二维码，并驱动二维码打印机将二维码打印在纸质标签上，纸质标签被贴附在对应的工具表面。

优选地，所述二维码扫描设备包括：二维码扫描枪、二维码扫描仪通信接口，其中：

所述二维码扫描枪用于识别工具表面纸质标签上的二维码，并将采集到的信息通过二维码扫描仪通信接口传输到工具箱智能化管理系统中。

优选地，所述工具箱系统包括工具箱，工具箱作为容纳各个组分的物理空间，并能够移动；

工具箱内设有常用工具存放空间和特殊工具存放空间，其中：

所述常用工具存放空间用于存放常用工具，其采用紧凑的分层抽屉布局，各层中各存放位置具有适合于工具形状的泡沫凹模；

所述特殊工具存放空间用于存放体积大、形状不规则，或者需要领用的特殊工具。

更优选地，所述特殊工具存放空间采用钩子，或支架，或大平板方式。

优选地，所述工具检测系统包括：光电传感器、数字I/O，其中：

光电传感器安装在工具箱工具存放空间处，工具的放置/取出会引起光信号变化，光电传感器检测后将信号传输给数字I/O，数字I/O将传入的传感器信号转变为开关量信号，经由现场以太网传输给工具箱智能化管理系统中，从而实现工具检测。

更优选地，所述光电传感器采用对射式光电传感器。

优选地，所述RFID读写系统包括：RFID读写器、抗金属RFID标签、读写器通信线接口，其中：

所述抗金属RFID标签贴附在工具箱的表面，用于承载工具箱的编号信息；所述RFID读写器设置在装配站位处，用于自动识别站位处的工具箱上的抗金属RFID标签，检测到信息后，通过读写器通信线接口传送到工具箱智能化管理系统中。

优选地，所述工具箱智能化管理系统包括：站位电脑、RFID通信线接口、网线接口、二维码扫描仪通信接口，其中：

所述站位电脑通过RFID通信线接口、网线接口、二维码扫描仪通信接口分别接收RFID读写系统、工具检测系统、二维码扫描设备传输过来的信号，继而访问工具箱数据库，更改站位所在的工具箱编号、工具箱中工具的存放状态、工具的存放位置数据。

优选地，所述工具箱数据库包括：数据库服务器、数据库与管理系统接口，其中：

所述数据库服务器中存放所有工具的编号、物理存放位置、存放时间、操作人员、物理性质、名称、功能描述、操作说明数据，存放所有工具箱的编号、实际物理号码、包含的工具、所在站位、负责人数据，存放所有站位的操作人员、停放的工具箱编号、使用中的工具编号信息；

所述数据库与管理系统接口用于所述工具箱智能化管理系统访问所述数据库服务器，并对所述数据库服务器存储的数据进行修改。

本发明所述的工具，是指：项目型装配中需要使用到的工具，表面贴有唯一的纸质二维码。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明所述系统可以实现对各种不同物理属性的工具以及多个数量工位与工具箱进行全方位的管控，实现工具信息的可视化，方便工人查询，具有重要工具的使用记录，实现工艺数据的采集。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例中结构框图；

图中：纸质二维码打印系统1，工具箱系统2，工具检测系统3，二维码扫描设备4，RFID读写系统5，工具箱智能化管理系统6，工具箱数据库7。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，一种适用于项目型装配的智能工具箱系统，包括：纸质二维码打印系统1，工具箱系统2，工具监测系统3，二维码扫描设备4，RFID读写系统5，工具箱智能化管理系统6，工具箱数据库7；其中：

所述RFID读写系统5的功能为：读取站位处的工具箱上的RFID标签，将标签内的工具箱编码信息传递给工具箱智能化管理系统6；

所述工具箱系统2具有存储工具的功能；

所述工具监测系统3能够检测工具箱中固定位置的工具存放状态情况，并将信息传输给系统；

所述工具箱智能化管理系统6，用来检测记录工具箱中的工具存放状况，可以让操作人员访问管理系统，对工具进行存入工具箱，移出工具箱，为装配作业做好准备等等操作；

所述工具箱数据库7包含所有工具箱以及工具箱中和使用中的所有工具的编号及属性信息；

所述二维码扫描设备4具有识别工具上的二维码标签，并将信号传输给系统的功能；

所述纸质二维码打印系统1具有打印二维码标签，将标签贴附在工具上的功能。

作为一优选的实施方式，所述纸质二维码打印系统1包括：二维码打印机、纸质标签、带有打印机上位软件的电脑，其中：

在给工具完成编号后，电脑访问工具箱数据库7，将工具的编号数据转换为二维码，并驱动二维码打印机将二维码打印在纸质标签上，纸质标签被贴附在对应的工具表面。

作为一优选的实施方式，所述工具箱系统2包含如下的子系统：箱体，常用工具存放空间，特殊工具存放空间，工具；其中：

箱体：作为容纳各个组分的物理空间，能够移动；

常用工具存放空间：用于存放常用工具，采用紧凑的分层抽屉布局，各层中各个存放位置具有适合于工具形状的泡沫凹模；

特殊工具存放空间：用于存放体积较大，形状不规则，或者需要领用的特殊工具，采用钩子，支架，大平板等方式；

工具：项目型装配中需要使用到的工具，表面贴有唯一的纸质二维码。

作为一优选的实施方式，所述工具检测系统3包括：光电传感器，数字I/O；其中：

光电传感器采用对射式光电传感器，安装在工具箱常用工具存放位置处，工具放置上去后，光信号被阻隔，传感器信号传输给单片机，信号通过转化，传输给站位电脑中；常用工具取出时，原理类似。

作为一优选的实施方式，所述二维码扫描设备4包括：二维码扫描枪，二维码扫描仪通信接口；其中：

二维码扫描枪识别工具表面纸质标签上的二维码，将采集到的信息通过二维码扫描仪通信接口传输到工具箱智能化管理系统6的站位电脑中。

作为一优选的实施方式，所述RFID读写系统包括：RFID读写器，抗金属RFID标签，读写器通信线接口；其中：

抗金属RFID标签贴附在工具箱表面，承载工具箱的编号信息；RFID读写器设置在装配站位处，用于自动识别站位处的工具箱上的RFID标签，检测到信息后，通过读写器通信线接口传送到工具箱智能化管理系统6的站位电脑中。

作为一优选的实施方式，所述包括：站位电脑，RFID通信线接口，网线接口，二维码扫描仪通信接口；其中：

站位电脑通过RFID通信线接口、网线接口、二维码扫描仪通信接口接受信号，继而访问工具箱数据库7，更改站位所在的工具箱编号、工具箱中工具的存放状态、工具的存放位置数据。

作为一优选的实施方式，所述工具箱数据库7包括：数据库服务器，数据库与管理系统接口；其中：

数据库服务器中存放所有工具的编号，物理存放位置，存放时间，操作人员，物理性质，名称，功能描述，操作说明数据；存放所有工具箱的编号，实际物理号码，包含的工具，所在站位，负责人等数据；存放所有站位的操作人员，停放的工具箱编号，使用中的工具编号等信息。

数据库与管理系统接口使工具箱智能化管理系统6能够访问工具箱数据库，并对存储数据进行修改。

所述系统的工作过程：

对所有工具进行编号，并且将工具的编号、名称、参数属性数据输入到工具箱数据库7中，工具箱数据库7将工具的编号信息传输到二维码打印系统1中，二维码打印系统1打印出带有背胶的纸质二维码；这样每个工具就有了和数据库中数据以一一对应的唯一的二维码标签。

对所有工具箱进行编号，同时将工具箱的编号，实际物理工具箱号码，工位信息等数据输入到工具箱数据库7中，在工具箱上粘贴已经写入了对应的工具箱编号的抗金属RFID标签。

常用工具放入工具箱中的指定位置时，工具检测系统3中的传感器把信息传递给工具箱智能化管理系统6，提醒工人当前工具入箱操作，经确认后，将信息传入工具箱数据库7，改变工具的存放位置数据，以及工具箱的包含工具数据。特殊工具由于尺寸与形状等原因不方便固定其放置位置，工人使用二维码扫描设备4扫描工具上的二维码标签，然后放置到具有开阔空间的特殊工具存放空间；二维码扫描设备4同样把信息传递给工具箱智能化管理系统6做同样的工具入箱操作。

工具箱在到达装配站位时，RFID读写系统5识别到工具箱上的RFID标签，将获得的工具箱编号信息传达到工具箱智能化管理系统6，工具箱智能化管理系统6将工具箱的站位信息写入工具箱数据库7中，这样每个工具的实际物理特性、站位和工具箱信息，以及最后接触工具的负责人都得到了实时的管控，便于工人进行查看，也便于工人在不同站位和工具箱中寻找特定的工具。

在某些重要装配操作需要指定工具时，工人可以访问工具箱智能化管理系统6，查询该工具的存放位置；获得后，使用二维码扫描设备4扫描工具上的二维码，同时常用工具直接取用，二维码扫描设备4和工具检测系统3的光电传感器将信息传达至工具箱智能化管理系统6，工人将工具出箱操作确认后，工具箱智能化管理系统6访问工具箱数据库7，修改工具的使用状态数据，同时更新其目前物理位置数据为当前装配站位。

通过本发明所述系统，能够实现工具箱层级和工具箱中工具的一体化管控，同时方便工具箱系统的扩展与移动。同时对于一些装配作业中的重要工具，通过工具箱智能管理系统实现了对工具使用状况的管理，实现了生产数据的采集。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种适用于项目型装配的智能工具箱系统，其特征在于，包括：工具箱系统、纸质二维码打印系统、二维码扫描设备、工具检测系统、RFID读写系统、工具箱智能化管理系统、工具箱数据库，其中：

所述工具箱系统，用于存储工具；

所述纸质二维码打印系统，用于打印二维码标签，将二维码标签贴附在工具上；

所述二维码扫描设备，用于识别工具上的二维码标签，并将识别到的信号传输给工具箱智能化管理系统；

所述工具检测系统，用于检测工具箱系统中固定位置的工具存放状态情况，并将检测到的信息传输给工具箱智能化管理系统；

所述RFID读写系统，用于读取站位处的工具箱系统上的RFID标签，并将读取到的RFID标签内的工具箱系统编码信息传递给工具箱智能化管理系统；

所述工具箱智能化管理系统，用于检测记录工具箱系统中的工具存放状况，并提供对工具进行存入、移出工具箱系统的操作；

所述工具箱数据库，用于存储所有工具箱系统以及工具箱系统中和使用中的所有工具的编号及属性信息。

2.根据权利要求1所述的一种适用于项目型装配的智能工具箱系统，其特征在于，所述纸质二维码打印系统包括：二维码打印机、纸质标签、带有打印机上位软件的电脑，其中：

在给工具完成编号后，电脑访问工具箱数据库，将工具的编号数据转换为二维码，并驱动二维码打印机将二维码打印在纸质标签上，纸质标签被贴附在对应的工具表面。

3.根据权利要求2所述的一种适用于项目型装配的智能工具箱系统，其特征在于，所述二维码扫描设备包括：二维码扫描枪、二维码扫描仪通信接口，其中：

所述二维码扫描枪用于识别工具表面纸质标签上的二维码，并将采集到的信息通过二维码扫描仪通信接口传输到工具箱智能化管理系统中。

4.根据权利要求1所述的一种适用于项目型装配的智能工具箱系统，其特征在于，所述工具箱系统包括工具箱，工具箱作为容纳各个组分的物理空间，并能够移动；

工具箱内设有常用工具存放空间和特殊工具存放空间，其中：

所述常用工具存放空间用于存放常用工具，其采用紧凑的分层抽屉布局，各层中各存放位置具有适合于工具形状的泡沫凹模；

所述特殊工具存放空间用于存放体积大、形状不规则，或者需要领用的特殊工具。

5.根据权利要求4所述的一种适用于项目型装配的智能工具箱系统，其特征在于，所述特殊工具存放空间采用钩子，或支架，或大平板方式。

6.根据权利要求4所述的一种适用于项目型装配的智能工具箱系统，其特征在于，所述工具检测系统包括：光电传感器、数字I/O，其中：

光电传感器安装在工具箱工具存放空间处，工具的放置/取出会引起光信号变化，光电传感器检测后将信号传输给数字I/O，数字I/O将传入的传感器信号转变为开关量信号，经由现场以太网传输给工具箱智能化管理系统中，从而实现工具检测。

7.根据权利要求6所述的一种适用于项目型装配的智能工具箱系统，其特征在于，所述光电传感器采用对射式光电传感器。

8.根据权利要求1所述的一种适用于项目型装配的智能工具箱系统，其特征在于，所述RFID读写系统包括：RFID读写器、抗金属RFID标签、读写器通信线接口，其中：

所述抗金属RFID标签贴附在工具箱的表面，用于承载工具箱的编号信息；所述RFID读写器设置在装配站位处，用于自动识别站位处的工具箱上的抗金属RFID标签，检测到信息后，通过读写器通信线接口传送到工具箱智能化管理系统中。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种适用于项目型装配的智能工具箱系统，其特征在于，所述工具箱智能化管理系统包括：站位电脑、RFID通信线接口、网线接口、二维码扫描仪通信接口，其中：

所述站位电脑通过RFID通信线接口、网线接口、二维码扫描仪通信接口分别接收RFID读写系统、工具检测系统、二维码扫描设备传输过来的信号，访问工具箱数据库，更改站位所在的工具箱编号、工具箱中工具的存放状态、工具的存放位置数据。

10.根据权利要求9所述的一种适用于项目型装配的智能工具箱系统，其特征在于，所述工具箱数据库包括：数据库服务器、数据库与管理系统接口，其中：

所述数据库服务器中存放所有工具的编号、物理存放位置、存放时间、操作人员、物理性质、名称、功能描述、操作说明数据，存放所有工具箱的编号、实际物理号码、包含的工具、所在站位、负责人数据，存放所有站位的操作人员、停放的工具箱编号、使用中的工具编号信息；

所述数据库与管理系统接口用于所述工具箱智能化管理系统访问所述数据库服务器，并对所述数据库服务器存储的数据进行修改。