CN110609526B - 轮式拖拉机智能总装线空中物流排布多物料管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轮式拖拉机智能总装线空中物流排布多物料管理系统，根据零部件在拖拉机装配工艺的先后、在整车上的装配要求，确定轮式拖拉机的装配顺序和工位；根据零部件在拖拉机上的姿态，确定物料配送时的姿态；再根据装配工位的装配工艺对每个工位的送料高度和送料路线进行空中上下左右错开排布设计，缩短了装配线长度，减少了装配车间的使用面积，大大提高轮式拖拉机装配车间的空间利用率和装配效率，本发明的空中物流排布多物料管理系统还具有自动化管理功能，送料线的控制器和装配工位的信息录入系统由MES系统进行连接并实时控制，使送料情况和装配情况实时匹配，实现整车装配车间的高效智能化生产。
Description
技术领域
本发明涉及智能制造物流管理技术领域，具体涉及一种轮式拖拉机智能总装线空中物流排布多物料管理系统。
背景技术
轮式大马力拖拉机总装线是将多个体积较大、结构复杂的总成部件在一条生产线上组装成整机。如果将拖拉机零部件的组装，整机的装配集成到一起的时候，要保质保量的完成装配任务，就需要对每个装配工位的装配情况进行实时监控，并且要实时根据每个装配工位的装配状况对物料配送情况进行调配。
现有的拖拉机总成部件装配车间分布复杂，生产线冗长，有时会因为供料不及时影响生产效率，并且装配工位很多时，有时会因为配送路线选择不当而造成运输拥堵等情况，存在装配车间占地面积过大、物料配送与组装节拍不匹配、车间不整洁和安全隐患等问题，因此需要对拖拉机装配零部件的配送线路进行设计及优化，以便更好地提高整个工厂的生产效率。
MES(Manufacturing Execution System)即企业制造执行系统，是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统，是结合智能制造的规划要求、生产管理及调度流程标准、企业工艺编码规则，建立的一个技术先进适用、运行安全可靠的网络体系。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种轮式拖拉机智能总装线空中物流排布多物料管理系统，根据零部件在拖拉机装配工艺上的先后、在整车装配上的要求，确定装配顺序和工位，并实现空中上下左右分层的物料输送，送料信息和装配信息通过MES系统实现交互，有效解决现有技术装配车间占地面积大、生产线冗长、物料配送与装配不匹配等问题，提高装配车间的空间利用率和生产效率，实现整车装配车间的高智能化生产。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案。
轮式拖拉机智能总装线空中物流排布多物料管理系统，包括备料库、送料线、装配工位和MES系统，装配车间按照整车装配顺序设置多个装配工位，对应多个装配工位设置有多条送料线，送料线与备料库连接，多条送料线按照不同的送料高度和送料路线在空间的上下左右错开排布，对不同的物料进行空间排布分层运输，每条送料线还连接一个控制器，不同的控制器控制不同的送料线的启停、速度、物料数量，装配车间还包括信息录入系统，送料线的控制器与装配车间的信息录入系统通过MES系统连接，控制器将送料线的送料情况通过数据采集接口传输给MES系统进行存储和计算；信息录入系统能够收集每个装配工位的装配信息并传输给MES系统，MES系统进行分析后对送料情况进行计算并反馈给控制器，控制器对送料情况进行调整，实现装配信息、送料信息的实时交互。
进一步地，所述装配车间按照“机架→发动机→前后箱→驾驶室→轮胎”的顺序进行装配，装配工位包括前箱装配工位、后箱装配工位、驾驶室装配工位和轮胎装配工位，所述送料线包括前箱送料线、后箱送料线、驾驶室送料线和轮胎送料线，各送料线沿装配线按照从下往上、从前往后的顺序依次排布，对物料进行空间上下左右错开排布分层运输，装配了发动机的拖拉机机架由传送带运送至前、后箱装配工位，前后箱部件由送料线从备料库传输至前、后箱装配工位进行装配，装配线就这样依次顺序进行装配。
进一步地，每条送料线的控制器都配备有数据采集接口，送料线每从备料库取料后控制器都会进行记录并将取料信息发送给装配工位和MES系统，装配工位核对送料信息是否正确， MES系统根据取料记录对备料库的库存情况进行自动计算，当物料缺少时发出物料缺省警告，实现提前备料。
进一步地，所述取料信息包括：物料的数量清单、实际出库时间、预计送达时间、剩余情况以及输送路线故障报警。
进一步地，装配车间的信息录入系统通过在每个装配工位设置客户端，人工通过扫描枪录入每个装配工位的零件装配记录，客户端将这些信息分类、整理后传输到MES数据库，MES系统根据反馈的信息，对工单的执行状况进行更新。
进一步地，工单的执行状况包括：工单实际的开始时间、结束时间、工单完成量、工单状态和工单异常报警。
进一步地，根据每个装配工位正常装配情况下的时间，先计算出时间差，再在装配时间较短的装配工位安排一些小零部件装配任务，如果该装配工位的大部件先装配完毕，则可以进行小零部件的装配，以此保证每个装配工位的装配时间总体上相等。
进一步地，根据零部件在拖拉机上的姿态确定物料配送时的姿态。
有益效果：
本发明的轮式拖拉机智能总装线空中物流排布多物料管理系统，在设计时考虑了以下因素： 1）根据拖拉机整机装配工艺的先后，确定装配生产线的装配工位和顺序； 2）根据部件在整车上从下至上、从里至外的装配要求，确定被输送总成部件在配送中的顺序；3）根据部件在拖拉机上需要的装配位姿，确定被输送总成部件在配送中的姿态； 4）根据物料配送效率、工厂安全整洁要求，确定空中上下左右错开排布不同的物料流动高度，最终设计的空中物流排布多物料管理系统能够大大提高轮式拖拉机装配车间的空间利用率和装配效率，缩短了装配线长度，减少了装配车间的使用面积。
本发明的空中物流排布多物料管理系统具有自动化管理功能， MES系统与送料线的控制器和装配车间的信息录入系统连接，能够对装配线的每个工位的物流输入、装机数据进行信息录入和实时控制，使送料情况和装配情况实时匹配，实现整车装配车间的高效智能化生产，并能够根据工厂装配线的每个装配工位当前的生产状况智能预估该工位进出物料数量情况，并可实现对零部件总成的备料数量进行自动确定，构建了一个高效、智能的空中物流多物料管理系统，从而能够在有限的空间中有序、有效地进行生产，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例中的空中物流排布多物料管理系统；
图2为本发明实施例中的轮式拖拉机整机装配流水线平面图；
图3为本发明实施例中的空中物流排布多物料管理系统的空间送料线的平面示意图；
图4为本发明实施例中的空中物流排布多物料管理系统的空间送料线的立体示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
一种轮式拖拉机智能总装线空中物流排布多物料管理系统，如图1所示，包括备料库、送料线、装配工位和MES系统，所述送料线分多条不同的空间送料线对物料进行空间上下左右错开排布分层运输，每条送料线连接一个控制器，不同的控制器控制不同的送料线的启停、速度、物料多少等情况，装配车间设有多个装配工位及信息录入系统，送料线的控制器与装配车间的信息录入系统通过MES系统连接，每条送料线的控制器都配备有数据采集接口，送料线每从仓库取料后都会进行记录并将取料信息发送给装配工位和MES系统，控制器将送料线的送料情况通过数据采集接口传输给MES系统进行存储和计算；信息录入系统能够收集每个装配工位的装配信息并传输给MES系统，MES系统进行分析后对送料情况进行计算并反馈给控制器，控制器对送料情况进行调整，实现装配信息、送料信息的实时交互。
本发明将轮式拖拉机的装配分成多工位顺序装配，拖拉机总体上由机架、发动机、前后箱、驾驶室、轮胎等部件组成，整车装配总体上按照由下往上（机架→发动机→前后箱→驾驶室→轮胎等）的顺序进行装配，考虑到发动机部件比较精密且质量较大，不适合用空中运输小车进行传输，在本实施例中发动机利用机械手进行送料，按照整车的装配顺序，装配工位1进行前后箱的装配，装配工位2进行驾驶室的装配，装配工位3进行轮胎的装配，对应地，所述送料线1为前、后箱送料线，送料线2为驾驶室送料线，送料线3为轮胎送料线，各送料线沿装配线的方向从下往上、从前往后（此处的前后是相对装配线上零部件的装配顺序而言，本发明中即从机架或前后箱装配工位往轮胎装配工位的方向）依次排布，对物料进行分层运输。
如图2所示，装配车间的信息录入系统通过在每个装配工位设置客户端，人工通过扫描枪录入每个装配工位的零件装配记录，将这些信息分类、整理后传输到MES数据库，MES系统根据反馈的信息，对工单的执行状况进行更新，工单的执行状况包括：工单实际的开始时间、结束时间、工单完成量、工单状态、工单异常报警。
每条送料线的控制器都配备有数据采集接口，送料线每从备料库取料后控制器都会进行记录并将取料信息发送给装配工位和MES系统，装配工位核对送料信息是否正确，MES系统根据取料记录对备料库的库存情况进行自动计算，当物料缺少时发出物料缺省警告，实现提前备料。
取料信息包括：物料的数量清单、实际出库时间、预计送达时间、剩余情况、输送路线故障报警。
如图3和4为本发明实施例中的空中物流排布多物料管理系统的空间送料线的示意图，送料线包括前箱送料线、后箱送料线、驾驶室送料线，和轮胎送料线，各送料线分别与相应的零部件仓库（备料库）连接，各送料线沿装配线的方向从下往上、从前往后依次排布，在空间上下左右分层对物料进行分层输送，将物料输送至相应的装配工位，装配线上首先进行机架配送和发动机安装，然后依次设置前箱装配工位、后箱装配工位、驾驶室装配工位和轮胎装配工位，装配了发动机的拖拉机机架由传送带运送至前后箱装配工位，前后箱等部件由送料线从备料仓传输至前后箱装配工位进行装配，同时，新的机架将被移动到发动机装配工位进行装配；前后箱装配完毕后，整体将会被移动到驾驶室装配工位，同时，已装配好发动机的拖拉机机架将被移动至前后箱装配工位，新的机架将被移动到发动机装配工位；驾驶室安装完毕后，整体将被移动到轮胎装配工位进行装配，同时，安装好发动机和前后箱等装置的拖拉机和新的机架将会被移动至下一工位进行装配。装配线就这样依次顺序进行装配，通过对物料进行空间上下左右错开排布分层运输，根据轮式拖拉机的装配顺序用不同的空间送料层进行送料，有效避免现有技术中配送线路选择不当造成的运输拥堵或物料配送与组装节拍不匹配的问题，可以提高装配车间的空间利用率和装配效率，实现轮式拖拉机的高效智能装配。
例如，轮胎送料线每次会由4辆空中运输小车运送拖拉机的4个轮胎到达装配工位，前面两辆小车放下拖拉机的后面两个轮胎后，小车继续往前行驶为后面的小车让出位置，运送拖拉机的前面两个轮胎的小车再放下轮胎；虽然每个装配工位的装配速度都不完全相同，但是在每个装配工位的最大时间差并不长，可以根据每个装配工位正常装配情况下的时间，先计算出时间差，再在装配时间较短的工位安排一些其他的小零部件装配任务，如果该装配工位的大部件先装配完毕，则可以进行小零部件的装配，以此保证每个装配工位的装配时间总体上相等。
本发明中根据零部件在拖拉机装配工艺的先后、在整车上的装配要求，确定轮式拖拉机的装配顺序和工位；根据零部件在拖拉机上的姿态，确定物料配送时的姿态；再根据装配工位的装配工艺对每个工位的送料高度和送料路线进行空中上下左右错开排布设计，缩短了装配线长度，减少了装配车间的使用面积，大大提高轮式拖拉机装配车间的空间利用率和装配效率。本发明的空中物流排布多物料管理系统还具有自动化管理功能，送料线的控制器和装配工位的信息录入系统由MES系统进行连接并实时控制，使送料情况和装配情况实时匹配，实现整车装配车间的高效智能化生产。
Claims (8)
1.轮式拖拉机智能总装线空中物流排布多物料管理系统，包括备料库、送料线、装配工位和MES系统，其特征在于：
装配车间按照整车装配顺序设置多个装配工位，对应多个装配工位设置有多条送料线，送料线与备料库连接，多条送料线按照不同的送料高度和送料路线沿装配线按照从下往上、从前往后的顺序在空间的上下左右错开排布，对不同的物料进行排布分层运输，每条送料线还连接一个控制器，不同的控制器控制不同的送料线的启停、速度、物料数量，装配车间还包括信息录入系统，送料线的控制器与装配车间的信息录入系统通过MES系统连接，控制器将送料线的送料情况通过数据采集接口传输给MES系统进行存储和计算；信息录入系统能够收集每个装配工位的装配信息并传输给MES系统，MES系统进行分析后对送料情况进行计算并反馈给控制器，控制器对送料情况进行调整，实现装配信息、送料信息的实时交互。
2.如权利要求1所述的轮式拖拉机智能总装线空中物流排布多物料管理系统，其特征在于，所述装配车间按照“机架→发动机→前后箱→驾驶室→轮胎”的顺序进行装配，装配工位包括前箱装配工位、后箱装配工位、驾驶室装配工位和轮胎装配工位，所述送料线包括前箱送料线、后箱送料线、驾驶室送料线和轮胎送料线，各送料线沿装配线按照从下往上、从前往后的顺序依次排布，对物料进行空间上下左右错开排布分层运输，装配了发动机的拖拉机机架由传送带运送至前、后箱装配工位，前后箱部件由送料线从备料库传输至前、后箱装配工位进行装配，装配线就这样依次顺序进行装配。
3.如权利要求1所述的轮式拖拉机智能总装线空中物流排布多物料管理系统，其特征在于，每条送料线的控制器都配备有数据采集接口，送料线每从备料库取料后控制器都会进行记录并将取料信息发送给装配工位和MES系统，装配工位核对送料信息是否正确， MES系统根据取料记录对备料库的库存情况进行自动计算，当物料缺少时发出物料缺省警告，实现提前备料。
4.如权利要求3所述的轮式拖拉机智能总装线空中物流排布多物料管理系统，其特征在于，所述取料信息包括：物料的数量清单、实际出库时间、预计送达时间、剩余情况以及输送路线故障报警。
5.如权利要求1所述的轮式拖拉机智能总装线空中物流排布多物料管理系统，其特征在于，装配车间的信息录入系统通过在每个装配工位设置客户端，人工通过扫描枪录入每个装配工位的零件装配记录，客户端将这些信息分类、整理后传输到MES数据库，MES系统根据反馈的信息，对工单的执行状况进行更新。
6.如权利要求5所述的轮式拖拉机智能总装线空中物流排布多物料管理系统，其特征在于，工单的执行状况包括：工单实际的开始时间、结束时间、工单完成量、工单状态和工单异常报警。
7.如权利要求1所述的轮式拖拉机智能总装线空中物流排布多物料管理系统，其特征在于，根据每个装配工位正常装配情况下的时间，先计算出时间差，再在装配时间较短的装配工位安排一些小零部件装配任务，如果该装配工位的大部件先装配完毕，则可以进行小零部件的装配，以此保证每个装配工位的装配时间总体上相等。
8.如权利要求1所述的轮式拖拉机智能总装线空中物流排布多物料管理系统，其特征在于，根据零部件在拖拉机上的姿态确定物料配送时的姿态。
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| GR01 | Patent grant | ||
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