CN109709925A - 一种汽车顶棚配件装配控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车顶棚配件装配控制系统，包括控制器、上位机和人机界面；所述上位机通过以太网交换器分别与控制器和人机界面电性连接，控制器、上位机和人机界面之间相互通讯；所述上位机分别与条形码扫描设备、智能相机和投影仪电性连接；所述控制器分别与工件检测传感器、料箱指示灯、机械手和气动夹具电性连接，控制器接收工件检测传感器信号并控制料箱指示灯、机械手和气动夹具动作，具有新员工实习模式和熟练操作员模式的两种工作模式。本发明有新老员工两种工作向导，避免产生错装漏装问题，提高顶棚配件的装配合格率，提高产品生产效率，降低生产成本。

Description

一种汽车顶棚配件装配控制系统

技术领域

本发明涉及汽车配件装配设备技术领域，具体涉及一种汽车顶棚配件装配控制系统。

背景技术

汽车顶棚内饰是汽车整车内饰的重要组成部分，它的主要作用是提高车内的装饰性，同时顶棚还可提高与车外的隔热效果，降低车内噪声，提高吸音效果，提高乘员乘坐的舒适性和安全性。

汽车顶棚配件装配是汽车制造产品链的中游行业，汽车顶棚配件厂一般会给多家汽车厂商供货，即使同一车型的低配、中配和高配汽车顶棚的配件也有很大的差别，这就面临多品种产品共线生产的问题；正常的汽车顶棚的配件多达几十种，产品的多样化使得汽车顶棚配件需要装配的配件不同，工序也不同，即使是熟练的操作人员，在对不同产品装配时，也会出现配件漏装或者错装的问题；此外汽车顶棚配件装配生产线操作人员流动性大，生产中经常有新员工，操作人员的业务不熟练、操作疲劳或者粗心等原因，使得配件漏装或者错装的问题为更突出，从而导致汽车顶棚配件装配产品合格率低，出厂前检测和返工的工作量大，无形中降低了生产效率，增加了企业的生产成本。

发明内容

本发明的目的是：提供一种汽车顶棚配件装配控制系统，具有新老员工两种工作向导，避免产生错装漏装问题，提高顶棚配件的装配合格率，提高产品生产效率，降低生产成本。

为了实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：一种汽车顶棚配件装配控制系统，包括控制器、上位机和人机界面；所述上位机通过以太网交换器分别与控制器和人机界面电性连接，控制器、上位机和人机界面之间相互通讯；所述上位机分别与条形码扫描设备、智能相机和投影仪电性连接；所述控制器分别与工件检测传感器、料箱指示灯、机械手和气动夹具电性连接，控制器接收工件检测传感器信号并控制料箱指示灯、机械手和气动夹具动作。

进一步的，所述条形码扫描设备用于扫描汽车顶棚上的二维码获取装配信息，智能相机用于每一工位装配完成后的拍照检测，投影仪用于投射工位指示；所述工件检测传感器用于检测顶棚是否放置到位；所述料箱指示灯为多个具体设置在货架的每个料箱处，用于提示待装配配件在货架处的位置，机械手用于搬运顶棚从而实现顶棚上下料，气动夹具用于固定夹紧顶棚；所述人机界面用于接受控制器和上位机信号与发送操作员输入信号至控制器和上位机，并具有显示装配效果图功能。

一种汽车顶棚配件装配控制系统的工作模式，具有新员工实习模式和熟练操作员模式的两种工作模式。

进一步的，所述新员工实习模式为，控制器接收上位机发出的配件装配工序控制信号和确认操作员信息为新员工后，开启新员工实习模式：上位机控制投影仪投射当前工位的装配工位，当前工位所需配件的料箱处的料箱指示灯闪烁指示，人机界面上显示装配效果图，新员工按照工作向导逐步完成装配，每一工位装配完成后，由智能相机拍摄该工位装配情况，发送至上位机进行比对判断，返工或进入下一工位，直至装配结束。

进一步的，所述熟练操作员模式为，控制器接收上位机发出的配件装配工序控制信号和确认操作员信息为熟练操作员后，开启熟练操作员模式：上位机控制投影仪投射所有装配工位，按照投影指示完成装配，每一工位装配完成后，由智能相机拍摄该工位装配情况，发送至上位机进行比对判断，返工或进入下一工位，直至装配结束。

进一步的，所述投影仪按照1:1的比例投射装配工位指示。

本发明的有益效果为：本发明的一种汽车顶棚配件装配控制系统具有以下优点：一、通过二维码扫描设备采集汽车顶棚的条形码信息确定产品的型号、配件的种类、数量和装配工艺，给控制器发出配件装配工序的控制要求自动逐步完成装配控制；操作人员省去了判断装配的配件品种和数量，有效解决了因为产品种类多，配件配置不同，造成的漏装和错装问题。二、通过人机界面的工号输入，上位机可以判断采用“新员工实习”模式”还是“熟练操作员”模式，从而选择最佳的辅助方式，提高工作效率和装配质量。三、通过人机界面上的触摸屏的工作向导提示当前的装配效果图、投影仪提示的当前工位装配的位置、货架上所需配件箱旁料箱指示灯提示的所需配件，良好的人机操作界面，新员工即使不熟悉装配工序，也能按照逐步工作向导的提示正确完成配件安装，从而提高了装配的效率，节约了生产成本。四、通过摄像头采集每个装配工位的图像，上位机判断工位的装配工艺是否达到工艺要求，当前工位的工艺不合格，触摸屏会自动提示“返回重新装配”，系统具有自动查错和返工的工作向导，保证装配的合格率达到100％。

附图说明

图1为本发明一种汽车顶棚配件装配控制系统的电性连接框图；

图2为本发明一种汽车顶棚配件装配控制系统的运行的流程图；

图3为本发明使用该系统的设备结构图；

图中:1、控制器；2、以太网交换器；3、上位机；4、条形码扫描设备；5、智能相机；6、投影仪；7、人机界面；8、工件检测传感器；9、配件箱指示灯；10、机械手；11、气动夹具。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1至图3，一种汽车顶棚配件装配控制系统，包括控制器1、上位机3和人机界面7；所述上位机3通过以太网交换器2分别与控制器1和人机界面7电性连接，控制器1、上位机3和人机界面7之间相互通讯；所述上位机3分别与条形码扫描设备4、智能相机5和投影仪6电性连接；所述控制器1分别与工件检测传感器8、料箱指示灯9、机械手10和气动夹具11电性连接，控制器1接收工件检测传感器8信号并控制料箱指示灯9、机械手10和气动夹具11动作。

所述条形码扫描设备4用于扫描汽车顶棚上的二维码获取装配信息，智能相机5用于每一工位装配完成后的拍照检测，投影仪6用于投射工位指示；所述工件检测传感器8用于检测顶棚是否放置到位；所述料箱指示灯9为多个具体设置在货架的每个料箱处，用于提示待装配配件在货架处的位置，机械手10用于搬运顶棚从而实现顶棚上下料，气动夹具11用于固定夹紧顶棚；所述人机界面7用于接受控制器1和上位机3信号与发送操作员输入信号至控制器1和上位机3，并具有显示装配效果图功能。

一种汽车顶棚配件装配控制系统的工作模式，具有新员工实习模式和熟练操作员模式的两种工作模式。

所述新员工实习模式为，控制器1接收上位机3发出的配件装配工序控制信号和确认操作员信息为新员工后，开启新员工实习模式：上位机3控制投影仪6投射当前工位的装配工位，当前工位所需配件的料箱处的料箱指示灯9闪烁指示，人机界面7上显示装配效果图，新员工按照工作向导逐步完成装配，每一工位装配完成后，由智能相机5拍摄该工位装配情况，发送至上位机3进行比对判断，返工或进入下一工位，直至装配结束。

所述熟练操作员模式为，控制器1接收上位机3发出的配件装配工序控制信号和确认操作员信息为熟练操作员后，开启熟练操作员模式：上位机3控制投影仪6投射所有装配工位，按照投影指示完成装配，每一工位装配完成后，由智能相机5拍摄该工位装配情况，发送至上位机3进行比对判断，返工或进入下一工位，直至装配结束。

所述投影仪6按照1:1的比例投射装配工位指示。

本发明的一具体实施列：本实施列中控制器1型号为PLC系列的S7-1200，以太网交换器2型号为CMS1227,上位机3型号为研华的IPC-173，人机界面7采用型号SMART700IE。

工作开始时，控制器1控制机械手10将顶棚搬运至装配台，工件检测传感器8检测到顶棚放置到位，发动信号至控制器1，进而控制器1控制气动夹具11夹紧顶棚，操作员拿取条形码扫描设备4扫描顶棚上的条形码采集顶棚的装配信息，发送至上位机3进行数据库信息比对，确定该顶棚的装配工序；操作员至人机界面7处输入工号，人机界面7通过以太网交换器2将信号传输至上位机3进行工号判断是否为新员工，从而确定采用新员工实习模式熟练操作员模式。

若判断工号为新员工，进入新员工实习模式，同时人机界面7显示“开始”按钮，点击“开始”按钮，人机界面7显示顶棚的正确安装效果图，并显示“确认”按钮，操作员阅读安装效果图并明白后，按下“确认”按钮，投影仪6按照1:1的比例投射当前装配工位，同时货架上所需配件处的料箱指示灯9亮起，人机界面7显示“完成”按钮，操作人员按照以上工作向导，完成装配后，按下“完成”按钮，发送信号至上位机3，上位机3控制智能相机5拍照并反馈至上位机3与标准装配工艺比对，判断是否合格，若不合格，人机界面7显示“返回重新装配”按钮，操作员按下“返回重新装配”按钮，返回至人机界面显示正确安装效果图，并显示“确认”按钮步骤拆卸重新装配，若合格控制器1判断下一工位是否为是最后一个工位，若不是最后一个工位，人机界面7显示“下一工位”按钮，操作员按下“下一工位”按钮，进入下一工位安装，与第一工位工作向导相同，若是最后一个工位，人机界面显示“结束”按钮，气动夹具11松开，机械手10将装配完成的顶棚移出，操作员按下“结束”按钮，装配完成。

若判断工号为非新员工，进入熟练操作员模式，同时人机界面7显示“开始”按钮，点击“开始”按钮，投影仪6按照1:1的比例投射所有装配工位，同时人机界面7显示“完成”按钮，操作人员按照以上工作向导，完成装配后，按下“完成”按钮，发送信号至上位机3，上位机3控制智能相机5拍照并反馈至上位机3与标准装配工艺比对，判断是否合格，若不合格，人机界面7显示“返回重新装配”按钮，操作员按下“返回重新装配”按钮，返回至人机界面显示正确安装效果图，并显示“确认”按钮步骤拆卸重新装配，若合格控制器1判断下一工位是否为是最后一个工位，若不是最后一个工位，人机界面7显示“下一工位”按钮，操作员按下“下一工位”按钮，进入下一工位安装，与第一工位工作向导相同，若是最后一个工位，人机界面显示“结束”按钮，气动夹具11松开，机械手10将装配完成的顶棚移出，操作员按下“结束”按钮，装配完成。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

上述实施例用于对本发明作进一步的说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应理解为在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种汽车顶棚配件装配控制系统，其特征在于：包括控制器(1)、上位机(3)和人机界面(7)；所述上位机(3)通过以太网交换器(2)分别与控制器(1)和人机界面(7)电性连接，控制器(1)、上位机(3)和人机界面(7)之间相互通讯；所述上位机(3)分别与条形码扫描设备(4)、智能相机(5)和投影仪(6)电性连接；所述控制器(1)分别与工件检测传感器(8)、料箱指示灯(9)、机械手(10)和气动夹具(11)电性连接，控制器(1)接收工件检测传感器(8)信号并控制料箱指示灯(9)、机械手(10)和气动夹具(11)动作。

2.根据权利要求1所述的一种汽车顶棚配件装配控制系统，其特征在于：所述条形码扫描设备(4)用于扫描汽车顶棚上的二维码获取装配信息，智能相机(5)用于每一工位装配完成后的拍照检测，投影仪(6)用于投射工位指示；所述工件检测传感器(8)用于检测顶棚是否放置到位；所述料箱指示灯(9)为多个具体设置在货架的每个料箱处，用于提示待装配配件在货架处的位置，机械手(10)用于搬运顶棚从而实现顶棚上下料，气动夹具(11)用于固定夹紧顶棚；所述人机界面(7)用于接受控制器(1)和上位机(3)信号与发送操作员输入信号至控制器(1)和上位机(3)，并具有显示装配效果图功能。

3.一种汽车顶棚配件装配控制系统的工作模式，其特征在于：具有新员工实习模式和熟练操作员模式的两种工作模式。

4.根据权利要求3所述的一种汽车顶棚配件装配控制系统的工作模式，其特征在于：所述新员工实习模式为，控制器(1)接收上位机(3)发出的配件装配工序控制信号和确认操作员信息为新员工后，开启新员工实习模式：上位机(3)控制投影仪(6)投射当前工位的装配工位，当前工位所需配件的料箱处的料箱指示灯(9)闪烁指示，人机界面(7)上显示装配效果图，新员工按照工作向导逐步完成装配，每一工位装配完成后，由智能相机(5)拍摄该工位装配情况，发送至上位机(3)进行比对判断，返工或进入下一工位，直至装配结束。

5.根据权利要求3所述的一种汽车顶棚配件装配控制系统的工作模式，其特征在于：所述熟练操作员模式为，控制器(1)接收上位机(3)发出的配件装配工序控制信号和确认操作员信息为熟练操作员后，开启熟练操作员模式：上位机(3)控制投影仪(6)投射所有装配工位，按照投影指示完成装配，每一工位装配完成后，由智能相机(5)拍摄该工位装配情况，发送至上位机(3)进行比对判断，返工或进入下一工位，直至装配结束。

6.根据权利要求4或5中的任意一项所述的一种汽车顶棚配件装配控制系统的工作模式，其特征在于：所述投影仪(6)按照1:1的比例投射装配工位指示。