CN111238619A

CN111238619A - 零部件的称重计数方法

Info

Publication number: CN111238619A
Application number: CN202010129104.8A
Authority: CN
Inventors: 楼佩煌; 钱晓明; 周驰东; 陈建立; 武星
Original assignee: Suzhou Research Institute Of Nanjing University Of Aeronautics And Astronautics; Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Suzhou Research Institute Of Nanjing University Of Aeronautics And Astronautics; Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2020-06-05

Abstract

本发明公开了一种零部件的称重计数方法，在取放零部件的前后，分别对零部件储存箱进行称重，将两次称重的重量差与零部件的标准重量比较，计算出取走或放入的零部件的数量；每次都在零部件储存箱重心的正下方对零部件储存箱进行称重。本发明可以避免因零部件储存箱重心变化对称重精度产生影响，可提高计数结果的精确度。

Description

零部件的称重计数方法

技术领域

本发明涉及零部件的称重计数方法。

背景技术

在某些对零部件需要精确管控的领域，如航空维修中飞机种类繁多的小型零部件管理，零部件使用数量的监管一直是一个难题。在维修飞机过程中零部件的数量要按照需求拿取，不能任由工作人员任意地拿取，目的在于避免工作人员在维修过程中将多余的零部件遗忘在飞机内部，从而避免了遗忘的零部件在飞机飞行时对飞机造成的不必要的巨大损失。所以，对于飞机这些小型零部件的管理显得格外的重要，零部件的自动化的仓储物流系统随之而被设计出来，但是还是缺少对于每种零部件数量的智能化的精确的管理。传统的有使用机械手集成到仓储物流系统中，根据工作人员对于零部件需求的数量，机械手拿取相对应的数量的零部件。但是此方法的实现有较大的局限性，不同形状，不同大小的零部件机械手难以准确的抓取，该方法的偶然性较大，难以保障数量上的精确性管理。

针对上述问题，可以采用称重计数的方法管理零部件的数量，但是传统的称重计数平台，只是单纯的实现称重计数的功能，没有考虑在零部件拿取的过程中，零部件储存箱的重心的变化对于称重过程精度的影响，从而增大了最后计数的误差。可见的报道中，文献“基于单片机的智能型称重计数器的研究[硕士学位论文]，天津，天津科技大学，2012”讲述了智能称重计数的研究，但未考虑物体重心的改变对于传感器的测量精度的影响，无法满足零部件实时拿取的场景下实现精确的称重计数功能。中国专利CN201810093466.9中给出的对于棒材的称重计数的方法，亦未考虑棒材在移动过程中重心的改变对于计数结果的准确性的影响，对于重心改变的场景无法实现精确的计数。

因此，确有必要对于上述的称重计数进行改进以解决现有技术的不足。

发明内容

为解决现有技术的缺陷，本发明提供一种零部件的称重计数方法，在取放零部件的前后，分别对零部件储存箱进行称重，将两次称重的重量差与零部件的标准重量比较，计算出取走或放入的零部件的数量；每次都采用称重台对零部件储存箱进行称重；

所述称重台包括中空且顶端敞口的矩形底座，底座的顶端配有矩形称重板，称重板位于底座上方，且称重板的长度方向与底座的长度方向平行；底座内部设有四个第一称重传感器，称重板由该四个第一称重传感器支承，该四个第一称重传感器呈矩形分布，该四个第一称重传感器所在矩形的长度方向与称重板的长度方向平行，且该四个第一称重传感器所在矩形的中心与称重板的矩形中心位于同一竖直线；所述零部件储存箱平放在称重板顶面，零部件储存箱为矩形箱，零部件储存箱的长度方向与称重板的长度方向平行，且零部件储存箱的矩形中心与称重板的矩形中心位于同一竖直线；一对竖置限位挡板分别贴靠零部件储存箱长度方向的两端，该对限位挡板固定在称重板顶面；称重板开有矩形通孔，通孔所在矩形的长度方向与称重板的长度方向平行，通孔所在矩形的中心与称重板的矩形中心重合；底座内部还设有双轴平移台，双轴平移台位于称重板的通孔正下方，双轴平移台配有控制其沿底座的长度方向和/或宽度方向平移的控制器；双轴平移台的顶面中心设有可升降的第二称重传感器，且第二称重传感器的升降也由控制器控制；控制器和上述四个第一称重传感器分别与上位机连接；

采用称重台对零部件储存箱进行称重的过程如下：

步骤1）控制器控制第二称重传感器下降至不与零部件储存箱接触，零部件储存箱由四个第一称重传感器支撑，四个第一称重传感器分别测量出支撑力；

步骤2）上位机接收上述四个第一称重传感器所测量出的支撑力，根据力矩平衡原理计算出零部件储存箱重心的投影坐标，并将投影坐标输出给控制器；

步骤3）控制器根据上位机输出的投影坐标，控制双轴平移台沿底座的长度方向和/或宽度方向平移，使第二称重传感器定位到重心正下方，并控制第二称重传感器上升，将零部件储存箱托起，此时，零部件储存箱被托举的位置在零部件储存箱重心的正下方；

步骤4）第二称重传感器在将零部件储存箱托起后，在零部件储存箱重心的正下方对零部件储存箱进行称重。

优选的，步骤 2）中，计算零部件储存箱重心位置坐标的方法如下：

四个第一称重传感器呈矩形分布，设该矩形的长为a、宽为b，以该矩形的中心点为坐标原点建立X-Y坐标平面，X轴与该矩形的长度方向平行，Y轴与该矩形的宽度方向平行；

设四个第一称重传感器测得的力分别为F1、F2、F3、F4，则零部件储存箱的总的重力为G=F1+F2+F3+F4；

设储存箱的重心位置在X-Y平面的投影为（X，Y），根据力矩平衡原理，分别对Y轴、X轴取矩，则有：

X×G=(F1+F4)×a/2-(F2+F3)×a/2，

Y×G=(F3+F4)×b/2-(F1+F2)×b/2，

得:

X=(F1-F2-F3+F4)×a/2(F1+F2+F3+F4)，

Y=(-F1-F2+F3+F4)×b/2(F1+F2+F3+F4)，

求得的（X，Y）坐标即为零部件储存箱实际重心在X-Y坐标平面内的投影坐标。

本发明每次称重时，都是在零部件储存箱实际重心的正下方对零部件储存箱进行称重，可以避免因零部件储存箱重心变化对称重精度产生影响，可提高计数结果的精确度。

优选的，在四个第一称重传感器的固定端和受力端分布设置橡胶减震垫，可以减少零部件储存箱摆放时的震动对第一称重传感器带来的冲击，增加了第一称重传感器的使用寿命。

优选的，在四个第一称重传感器内部设置温度补偿电路，可减少由于环境温度的变化而带来的零点漂移。

本发明具有如下特点：

本发明解决了称重计数对象由于内部零部件的改变，导致该对象的重心发生变化，从而会影响最终的称重计数结果的问题；

本发明可通过对传感器采集的数据进行电路补偿和软件滤波补偿，减少传感器数据采集的误差；

本发明能够很好的集成到仓储物流管理系统之中，实现飞机零部件的全自动化的智能化的管理，实现了对于零部件的数量的无人监控管理，解决了传统的方法精确度达不到计数要求的问题。

附图说明

图1是称重台的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明提供一种零部件的称重计数方法，在取放零部件（从向零部件储存箱4中取走若干零部件，或将若干零部件放入零部件储存箱4中）的前后，分别对零部件储存箱4进行称重，将两次称重的重量差与零部件的标准重量比较，计算出取走或放入的零部件的数量；每次都采用称重台对零部件储存箱4进行称重；

如图1所示，所述称重台包括中空且顶端敞口的矩形底座1，底座1的顶端配有矩形称重板2，称重板2位于底座1上方，且称重板2的长度方向与底座1的长度方向平行；底座1内部设有四个第一称重传感器3，称重板2由该四个第一称重传感器3支承，该四个第一称重传感器3呈矩形分布，该四个第一称重传感器3所在矩形的长度方向与称重板2的长度方向平行，且该四个第一称重传感器3所在矩形的中心与称重板2的矩形中心位于同一竖直线；所述零部件储存箱4平放在称重板2顶面，零部件储存箱4为矩形箱，零部件储存箱4的长度方向与称重板2的长度方向平行，且零部件储存箱4的矩形中心与称重板2的矩形中心位于同一竖直线；一对竖置限位挡板5分别贴靠零部件储存箱4长度方向的两端，该对限位挡板5固定在称重板2顶面；称重板2开有矩形通孔，通孔所在矩形的长度方向与称重板2的长度方向平行，通孔所在矩形的中心与称重板2的矩形中心重合；底座1内部还设有双轴平移台6，双轴平移台6位于称重板2的通孔正下方，双轴平移台6配有控制其沿底座1的长度方向和/或宽度方向平移的控制器；双轴平移台6的顶面中心设有可升降的第二称重传感器7，且第二称重传感器7的升降也由控制器控制；控制器和上述四个第一称重传感器3分别与上位机连接；

采用称重台对零部件储存箱4进行称重的过程如下：

步骤1）控制器控制第二称重传感器7下降至不与零部件储存箱4接触，零部件储存箱4由四个第一称重传感器3支撑，四个第一称重传感器3分别测量出支撑力；

步骤2）上位机接收上述四个第一称重传感器3所测量出的支撑力，根据力矩平衡原理计算出零部件储存箱4重心的投影坐标，并将投影坐标输出给控制器；

步骤3）控制器根据上位机输出的投影坐标，控制双轴平移台6沿底座1的长度方向和/或宽度方向平移，使第二称重传感器7定位到重心正下方，并控制第二称重传感器7上升，将零部件储存箱4托起，此时，零部件储存箱4被托举的位置在零部件储存箱4重心的正下方；

步骤4）第二称重传感器7在将零部件储存箱4托起后，在零部件储存箱4重心的正下方对零部件储存箱4进行称重。

步骤 2）中，计算零部件储存箱4重心位置坐标的方法如下：

四个第一称重传感器3呈矩形分布，设该矩形的长为a、宽为b，以该矩形的中心点为坐标原点建立X-Y坐标平面，X轴与该矩形的长度方向平行，Y轴与该矩形的宽度方向平行；

设四个第一称重传感器3测得的力分别为F1、F2、F3、F4，则零部件储存箱4的总的重力为G=F1+F2+F3+F4；

X×G=(F1+F4)×a/2-(F2+F3)×a/2，

Y×G=(F3+F4)×b/2-(F1+F2)×b/2，

得:

X=(F1-F2-F3+F4)×a/2(F1+F2+F3+F4)，

Y=(-F1-F2+F3+F4)×b/2(F1+F2+F3+F4)，

求得的（X，Y）坐标即为零部件储存箱4实际重心在X-Y坐标平面内的投影坐标。

本发明每次称重时，都是在零部件储存箱4实际重心的正下方对零部件储存箱4进行称重，可以避免因零部件储存箱4重心变化对称重精度产生影响，可提高计数结果的精确度。

优选的，在四个第一称重传感器3的固定端和受力端分布设置橡胶减震垫，可以减少零部件储存箱4摆放时的震动对第一称重传感器3带来的冲击，增加了第一称重传感器3的使用寿命。

优选的，在四个第一称重传感器3内部设置温度补偿电路，可减少由于环境温度的变化而带来的零点漂移。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.零部件的称重计数方法，在取放零部件的前后，分别对零部件储存箱进行称重，将两次称重的重量差与零部件的标准重量比较，计算出取走或放入的零部件的数量；其特征在于，每次都采用称重台对零部件储存箱进行称重；

采用称重台对零部件储存箱进行称重的过程如下：

2.根据权利要求1所述的零部件的称重计数方法，其特征在于，步骤 2）中，计算零部件储存箱重心位置坐标的方法如下：

X×G=(F1+F4)×a/2-(F2+F3)×a/2，

Y×G=(F3+F4)×b/2-(F1+F2)×b/2，

得:

X=(F1-F2-F3+F4)×a/2(F1+F2+F3+F4)，

Y=(-F1-F2+F3+F4)×b/2(F1+F2+F3+F4)，

3.根据权利要求1所述的零部件的称重计数方法，其特征在于，在四个第一称重传感器的固定端和受力端分布设置橡胶减震垫。

4.根据权利要求1所述的零部件的称重计数方法，其特征在于，在四个第一称重传感器内部设置温度补偿电路。