CN111307262B - 一种基于mes的物料余量检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于检测技术领域，尤其涉及一种基于MES的物料余量检测系统，通过物料信息采集端对通过托盘进行放置的物料的余量进行检测；物料信息采集端包括用于对托盘进行支撑的两称重小车,称重小车包括:支撑结构，在车体的带动下进入位于托盘底部的间隙内；动力装置，用于带动支撑结构对托盘进行举升；支撑结构包括连接座、支撑板和弹簧，弹簧局部嵌入位于连接座上的孔位内，孔位底部设置有应变片，支撑板顶部并列设置有若干滚动杆。通过本发明的技术方案，即便在托盘设置密集性较高的区域内仍可进行有效的工作，且通过简单计算即可较为快速的获得物料的数量，从而为基于MES的生产管理系统提供可靠的数据源。

Description

一种基于MES的物料余量检测系统

技术领域

本发明属于检测技术领域，尤其涉及一种基于MES的物料余量检测系统。

背景技术

制造执行系统简称MES，是一种面向车间的管理信息系统，包括订单数据下达、排产和生产指令数据下达、生产过程执行监控、现场生产数据采集和数据统计处理及上报等内容，通过上述管理系统可使得整个生产过程更加的有序化、标准化和可视化。

在目前所使用的MES生产管理系统中，具体的生产环节和各个环节之间的具体流程均通过对应的模型实现，且针对不同的生产环节需要对应相应的操作人员、相应的设备和相应的物料等，从而实现人、机和料的有效利用，生产完成后通过相应模型的实例化形成对应的生产执行数据。其中，物料的合理供给是整个生产过程的关键，在生产的各个环节中，及时有效的物料分配可以保证生产的顺利进行，因此物料的信息是MES系统在控制过程中的重要数据来源。目前，多种类的物料通过在托盘上码放的形式进行存储，以便于生产供给，为了尽可能高效的利用存储空间，托盘设置的密集性较高，且物料可能在托盘上非规则放置，因此给物料的余量统计带来的难度。

鉴于上述问题，本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种基于MES的物料余量检测系统，使其更具有实用性。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种基于MES的物料余量检测系统，从而有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于MES的物料余量检测系统，通过物料信息采集端对通过托盘进行放置的物料的余量进行检测；

所述物料信息采集端包括用于对所述托盘在第一方向两侧进行支撑的两称重小车,所述称重小车包括:

车体，底部安装有至少三个滚轮；

支撑结构，在所述车体的带动下进入位于所述托盘底部的间隙内；

动力装置，连接所述车体和支撑结构，用于带动所述支撑结构对所述托盘进行举升；

其中，所述支撑结构包括位于底层且与所述动力装置连接的连接座，位于上层的支撑板，以及对二者进行连接的至少两弹簧，所述弹簧局部嵌入位于所述连接座上的孔位内，所述孔位底部设置有应变片，所述应变片用于对所述托盘对所述支撑结构施加的压力进行感应，所述支撑板顶部沿与所述第一方向垂直的第二方向并列设置有若干滚动杆，所述滚动杆的轴向沿所述第一方向设置。

进一步地，所述动力装置包括：

气缸，其动力输出方向竖直设置；

连接臂，连接所述气缸的动力输出端和所述支撑结构。

进一步地，所述连接臂设置两个，且分别与所述气缸缸体的两侧贴合设置，两所述连接臂之间通过转轴连接，所述转轴与所述气缸的动力输出端转动连接，所述支撑结构安装于由两所述连接臂提供的支撑平面上，且与所述气缸另一侧贴合。

进一步地，所述动力装置包括：

第一连杆，其一端与所述车体上的设定位置转动连接，另一端与第二连杆一端转动连接，所述第二连杆的另一端与所述连接座长度方向的中间位置转动连接，所述第一连杆在伺服电机的带动下围绕所述设定位置转动，当第一连杆和第二连杆均成竖直状态时，所述连接座底部高于所述车体表面。

进一步地，所述连接座底部设置有滚动杆。

进一步地，各所述滚轮的滚动方向平行于所述第一方向。

进一步地，所述弹簧与所述应变片之间设置有分隔片。

进一步地，所述支撑板上设置有截面为半圆形的槽体结构，所述槽体结构内设置有磁性条，所述磁性条对所述滚动杆进行吸附。

进一步地，所述磁性条为柔性结构，且贴附于所述槽体结构内表面。

通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

本发明中的物料信息采集端通过两称重小车的设置，即便在托盘设置密集性较高的区域内仍然可以进行工作，只需较为狭小的空间即可进行操作，且通过称重方式可获得托盘与物料的总重量，当明确托盘的重量和单一物料的重量后，即可较为快速的获得物料的数量，此种方式有效的降低了统计人员的工作强度，为基于MES的生产管理系统提供可靠的数据源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为称重小车相对于托盘的位置关系示意图；

图2为称重小车的一种结构示意图；

图3为称重小车的另一种结构示意图；

图4为支撑结构的结构示意图；

图5为弹簧相对于连接座的安装示意图；

图6为支撑结构的剖视图；

图7为图3中称重小车另一角度下的结构示意图；

图8为图2中称重小车的局部示意图；

图9为图2的正视图；

图10为图2中称重小车的工作流程示意图；

图11为图2中称重小车的一种平衡方式示意图；

图12为连接座上滚动杆安装处的局部剖视图；

附图标记：托盘1、物料2、称重小车A、车体3、滚轮31、支撑结构4、连接座41、支撑板42、弹簧43、应变片44、滚动杆45、磁性条46、动力装置5、气缸51、连接臂52、转轴53、第一连杆54、第二连杆55、伺服电机56。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1~12所示，一种基于MES的物料余量检测系统，通过物料信息采集端对通过托盘1进行放置的物料2的余量进行检测；物料信息采集端包括用于对托盘1在第一方向两侧进行支撑的两称重小车A,称重小车A包括:车体3，底部安装有至少三个滚轮31；支撑结构4，在车体3的带动下进入位于托盘1底部的间隙内；动力装置5，连接车体3和支撑结构4，用于带动支撑结构4对托盘1进行举升；其中，支撑结构4包括位于底层且与动力装置5连接的连接座41，位于上层的支撑板42，以及对二者进行连接的至少两弹簧43，弹簧43局部嵌入位于连接座41上的孔位内，孔位底部设置有应变片44，应变片44用于对托盘1对支撑结构4的压力进行感应，支撑板42顶部沿与第一方向垂直的第二方向并列设置有若干滚动杆45，滚动杆45的轴向沿第一方向设置。

如图1~6所示，本发明中的物料信息采集端通过两称重小车A的设置，即便在托盘设置密集性较高的区域内仍然可以进行工作，只需较为狭小的空间即可进行操作，且通过称重方式可获得托盘1与物料2的总重量，当明确托盘1的重量和单一物料2的重量后，即可较为快速的获得物料的数量，此种方式有效的降低了统计人员的工作强度，为基于MES的生产管理系统提供可靠的数据源。

在具体工作的过程中，两称重小车A分别沿第一方向相对进入托盘1两侧的底部，此动作可人为进行，也可通过动力系统带动称重小车A运动，两种方式可根据成本以及系统集成度等因素进行选择，通过现有技术均可实现。当移动到位后，启动动力装置5，使得支撑结构4的高度逐渐提升至与托盘1底部贴合并对托盘1进行举升；在此过程中，由于托盘1上码放的物料2可能非规则性摆放，因此难以极为精确的确定托盘1及物料2的重心，此种情况下本发明中通过将支撑结构4分体设计为连接座41和支撑板42，使得二者之间获得了缓冲的空间，且通过弹簧43实现缓冲的目的，此种方式使得托盘1在举升过程中可避免对应变片44硬性的施力，保证其测量精度和使用寿命；在缓冲的过程中，通过滚筒杆45的设置，可使得人为对托盘1位置的细微调整可简单方便的实现，在柔性缓冲的过程中，托盘1和弹簧43对支撑板42所施加的力也会较为柔性的实现平衡，直至调整至较为平稳的位置处，即可获得相对精确的测量数据，柔性调整的过程将众多不确定因素对称重小车A的影响减低到最低，有效的提升了其使用寿命和可靠性。

在上述调整的过程中，为了尽可能的保证最终托盘1的摆放不受到检测过程的影响，滚动杆45的设置方向具有单一性，放置于托盘1上的物品重量不需要较高的精度即可确定最终的数量，因此使得位置调整的过程也在一个方向上实现微调即可满足发明的目的，调整完成后，托盘1还可保证相对整齐的摆放位置。

作为动力装置5的第一种实施方式，如图3和图7所示：

动力装置5包括：气缸51，其动力输出方向竖直设置；连接臂52，连接气缸51的动力输出端和支撑结构4。在工作的过程中，通过气缸51可带动连接臂52上下运动，运动到极限位置后完成支撑结构4的举升，此种方式简单易行。

作为上述实施例的优选，连接臂52设置两个，且分别与气缸51缸体两侧贴合设置，两连接臂52之间通过转轴53连接，转轴53与气缸51的动力输出端转动连接，支撑结构4安装于由两连接臂52提供的支撑平面上，且与气缸51另一侧贴合。

本优选方案中，可采用圆柱体状的气缸缸体，也可采用长方体状的气缸缸体，均可实现两连接臂52和支撑结构4在水平方向上的限位，但优选采用图3和7中所示的长方体状的气缸缸体，此种方式下可增加接触面积从而保证更好的导向。在支撑结构4未与托盘1底部贴合时，各个贴合面之间的摩擦力均相对较小，仅仅提到贴合导向的作用，当支撑结构4与托盘 1底部贴合并对其进行举升时，支撑结构4对气缸缸体的挤压力增大，在其限制下可有效的保证支撑平面的水平性，借助气缸缸体的结构优势对连接臂52进行限位可降低结构复杂程度。

作为动力装置5的第二种实施方式，如图2、8和9所示：

动力装置5包括：第一连杆54，其一端与车体3上的设定位置转动连接，另一端与第二连杆55一端转动连接，第二连杆55的另一端与连接座41长度方向的中间位置转动连接，第一连杆54在伺服电机56的带动下围绕设定位置转动，当第一连杆54和第二连杆55均成竖直状态时，连接座41底部高于车体3表面。

在本优选方案中，如图10所示，整个工作过程会经历四个阶段:

阶段A：收纳阶段。在此阶段第一连杆54和第二连杆55完全下落，支撑结构4贴合于车体3表面；

阶段B：滑移阶段。在此过程中，伴随第一连杆54的转动，支撑结构4沿车体3表面滑动，但并未离开车体3表面；

阶段C：举升阶段。此阶段支撑结构4离开车体3表面，并在第一连杆54转动的过程中而被逐渐的举升，直至与托盘1底部贴合后可带动托盘1上升，此过程为本优选方案的关键阶段，此阶段可通过对伺服电机56的控制而缓慢实现，相对于第一种实施方式中通过气缸51的快速顶升方式可使得整个过程更加平稳，在整个过程中，操作人员可获得对托盘1进行观察和调整的时间，图中所示的仅为结构的简化示意图，实际使用过程中，可尽可能的提高连接座41的长度，可使得其对托盘1的支撑更加稳定，在缓慢提升的过程中，可通过托盘1与滚动杆45之间的滚动较为方便的实现位置的调节。

阶段D：测量阶段，此阶段托盘1相对稳定，应变片44进行测量，关于数据如何转换和传递，可通过现有技术实现。

本优选方案中，需要强调的是，一组称重小车A的连杆摆动方向需要镜像设置，通过第一连杆54和第二连杆55的设置，使得最终进行称重时，可通过两连杆之间的转动连接，以及支撑结构4与第二连杆55之间的转动连接而实现杠杆原理，从而如图11所示，即便在重心不确定的前提下，通过相对转动角度的调节也可获得平衡，从而使得测量更加准确。此处需要说明的是，实际测量过程中，图11中托盘1的倾斜角度较小，在5°之内，因此不会使得托盘1沿支撑结构4滑落，同时由于滚动杆45直径较小，因此托盘1与支撑结构4的边缘处也会通过贴合而实现自锁。

其中，连接座41底部设置有滚动杆45，从而使得上述阶段B更加顺利的进行。

作为上述实施例的优选，各滚轮31的滚动方向平行于第一方向。称重小车A称重的过程中调整的方向均垂直于第一方向进行，因此通过限制滚轮31的滚动方向为第一方向，可实现调整过程中一定程度上的自锁，避免因车体移动而带来的误差。

为了增大应变片44的受力面积，弹簧43与应变片44之间设置有分隔片，分隔片可设置为橡胶结构或金属结构。

作为上述实施例的优选，如图12所示，支撑板42上设置有截面为半圆形的槽体结构，槽体结构内设置有磁性条46，磁性条46对滚动杆45进行吸附。在本优选方案中，目的在于降低滚动杆45的安装难度，槽体结构便于加工，磁性条46一方面不会对滚动杆45的滚动造成影响，另一方面还可保证滚动杆45的安装稳定性。

磁性条46为柔性结构，且贴附于槽体结构内表面，此种方式进一步的降低了磁性条46的加工和安装难度，且对滚动杆45的吸附面积增大，吸附效果更优。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种基于MES的物料余量检测系统，其特征在于，通过物料信息采集端对通过托盘（1）进行放置的物料（2）的余量进行检测；所述物料信息采集端包括用于对所述托盘（1）在第一方向两侧进行支撑的两称重小车（A）；

所述称重小车（A）包括：车体（3），底部安装有至少三个滚轮（31）；支撑结构（4），在所述车体（3）的带动下进入位于所述托盘（1）底部的间隙内；动力装置（5），连接所述车体（3）和支撑结构（4），用于带动所述支撑结构（4）对所述托盘（1）进行举升；其中，所述支撑结构（4）包括位于底层且与所述动力装置（5）连接的连接座（41），位于上层的支撑板（42），以及对二者进行连接的至少两弹簧（43），所述弹簧（43）局部嵌入位于所述连接座（41）上的孔位内，所述孔位底部设置有应变片（44），所述应变片（44）用于对所述托盘（1）对所述支撑结构（4）施加的压力进行感应，所述支撑板（42）顶部沿与所述第一方向垂直的第二方向并列设置有若干滚动杆（45），所述滚动杆（45）的轴向沿所述第一方向设置；

所述动力装置（5）包括：第一连杆（54），其一端与所述车体（3）上的设定位置转动连接，另一端与第二连杆（55）一端转动连接，所述第二连杆（55）的另一端与所述连接座（41）长度方向的中间位置转动连接，所述第一连杆（54）在伺服电机（56）的带动下围绕所述设定位置转动，当第一连杆（54）和第二连杆（55）均成竖直状态时，所述连接座（41）底部高于所述车体（3）表面；

整个工作过程会经历四个阶段：阶段A：收纳阶段；在此阶段所述第一连杆（54）和第二连杆（55）完全下落，所述支撑结构（4）贴合于所述车体（3）表面；阶段B：滑移阶段；在此过程中，伴随所述第一连杆（54）的转动，所述支撑结构（4）沿车体（3）表面滑动，但并未离开车体（3）表面；阶段C：举升阶段；此阶段支撑结构（4）离开车体（3）表面，并在所述第一连杆（54）转动的过程中而被举升，直至与所述托盘（1）底部贴合后可带动托盘（1）上升，此阶段通过对所述伺服电机（56）的控制而实现，在整个过程中，操作人员获得对所述托盘（1）进行观察和调整的时间，通过所述托盘（1）与滚动杆（45）之间的滚动实现位置的调节；阶段D：测量阶段，此阶段所述托盘（1）相对稳定，所述应变片（44）进行测量。

2.根据权利要求1所述的基于MES的物料余量检测系统，其特征在于，所述连接座（41）底部设置有滚动杆（45）。

3.根据权利要求1或2所述的基于MES的物料余量检测系统，其特征在于，各所述滚轮（31）的滚动方向平行于所述第一方向。

4.根据权利要求1所述的基于MES的物料余量检测系统，其特征在于，所述弹簧（43）与所述应变片（44）之间设置有分隔片。

5.根据权利要求1所述的基于MES的物料余量检测系统，其特征在于，所述支撑板（42）上设置有截面为半圆形的槽体结构，所述槽体结构内设置有磁性条（46），所述磁性条（46）对所述滚动杆（45）进行吸附。

6.根据权利要求5所述的基于MES的物料余量检测系统，其特征在于，所述磁性条（46）为柔性结构，且贴附于所述槽体结构内表面。

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