CN111354141B - 基于物联网的机床装配系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的机床装配系统及方法，其中系统，包括：生产管理单元、装配工具、识别单元、显示单元、采集单元、指示单元以及定时单元；本发明基于物联网的机床装配系统通过装配工具对生产管理单元发送的加工工序中预设使用者信息进行使用前期的身份验证。根据当前工序的装配信息，进行操作正确和错误的提示。保障了对装配工序的准确性。实现了对于机床整个装配过程的监控。

Description

基于物联网的机床装配系统及方法

技术领域

本发明涉及机床加工技术领域，尤其涉及一种基于物联网的机床装配系统及方法。

背景技术

高档数控机床的精度要求高，装配周期长，且装配工艺要求严格。对于常用的装配工具进行零部件装配。因此，对于常用的机床装配工具需要有严格的要求。

现有技术中对于装配过程中装配工具的使用和保养都依靠工人的技能和责任心，整个装配过程中缺少监控。

发明内容

本发明提供一种基于物联网的机床装配系统及方法，以克服上述技术问题。

本发明基于物联网的机床装配系统，包括：

生产管理单元、装配工具、识别单元、显示单元、采集单元、指示单元以及定时单元；

所述生产管理单元，用于根据机床加工工艺向所述装配工具发送预设使用者信息和当前工序的装配信息；接收所述实际使用信息，并向所述装配工具发送下一道工序的装配信息；根据所述所述装配工具的使用信息计算使用频率，并根据所述使用频率设定维护周期，并将所述维护周期发送至定时单元；

所述装配工具，用于接收所述生产管理单元发送的预设使用者信息、接收所述识别单元发送的实际使用者信息，并比较所述预设使用者信息与所述实际使用者信息是否一致，若一致，则解锁所述装配工具，若不一致，则向所述生产管理单元反馈所述实际使用者信息；接收所述采集单元发送的所述实际使用信息，并比较所述实际使用信息与所述装配信息是否一致，若一致，则向所述指示单元发送正确使用指示；若不一致，则向所述生产管理单元发送所述实际使用信息；

所述识别单元，用于识别实际使用者的信息，并将所述实际使用者信息发送至所述装配工具；

所述显示单元，用于接收和显示所述成产管理单元发送的当前工序的装配信息；

所述采集单元，用于采集所述装配工具的当前工序的实际使用信息，并将所述使用信息发送至所述装配工具；

所述指示单元，用于接收所述装配工具发送的正确/错误使用指示，并指示操作错误/正确；

所述定时单元，用于接收所述生产管理单元发送的维护周期，并根据所述维护周期向所述显示单元发送维护提示。

进一步地，所述识别单元还用于：

识别待装配器件的标识信息，并将所述标识信息发送至装配工具；

所述装配工具，用于接收所述装配器件的标识信息，并将所述标识信息发送至生产管理单元；

所述生产管理单元，用于接收所述装配器件的标识信息，并根据所述标识信息向所述装配工具发送当前工序的装配信息。

本发明还提供一种基于物联网的机床装配方法，包括：

生产管理单元根据机床加工工艺向装配工具发送预设使用者信息；

识别单元识别实际使用者的信息，并将所述实际使用者信息发送至所述装配工具；

所述装配工具接收所述生产管理单元发送的预设使用者信息、接收所述识别单元发送的实际使用者信息，并比较所述预设使用者信息与所述实际使用者信息是否一致，若一致，则解锁所述装配工具，若不一致，则向所述生产管理单元反馈所述实际使用者信息；

所述生产管理单元向所述显示单元发送当前工序的装配信息；

所述显示单元接收并显示所述成产管理单元发送的装配信息；

采集单元采集所述装配工具当前工序的实际使用信息，并将所述实际使用信息发送至所述装配工具；

所述装配工具接收所述采集单元发送的所述实际使用信息，并比较所述实际使用信息与所述装配信息是否一致，若一致，则向指示单元和所述成产管理单元发送正确使用指示；若不一致，则向所述生产管理单元发送所述实际使用信息；

所述指示单元接收并指示所述装配工具发送的正确使用指示；

所述生产管理单元接收和存储所述实际使用信息，并向所述装配工具发送下一道工序的装配信息；

所述生产管理单元根据所述所述装配工具的使用信息计算使用频率，并根据所述使用频率设定维护周期，并将所述维护周期发送至定时单元；

定时单元接收所述生产管理单元发送的维护周期，并根据所述维护周期向所述显示单元发送维护提示。

本发明基于物联网的机床装配系统通过装配工具对生产管理单元发送的加工工序中预设使用者信息进行使用前期的身份验证。根据当前工序的装配信息，进行操作正确和错误的提示。保障了对装配工序的准确性。实现了对于机床整个装配过程的监控。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明基于物联网的机床装配系统结构示意图；

图2是本发明基于物联网的装配方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明基于物联网的机床装配系统结构示意图，如图1所示，本实施例的系统，包括：

生产管理单元101、装配工具102、识别单元103、显示单元107、采集单元104、指示单元105以及定时单元106；

所述生产管理单元，用于根据机床加工工艺向所述装配工具发送预设使用者信息和当前工序的装配信息；接收所述实际使用信息，并向所述装配工具发送下一道工序的装配信息；根据所述所述装配工具的使用信息计算使用频率，并根据所述使用频率设定维护周期，并将所述维护周期发送至定时单元；

所述装配工具，用于接收所述生产管理单元发送的预设使用者信息、接收所述识别单元发送的实际使用者信息，并比较所述预设使用者信息与所述实际使用者信息是否一致，若一致，则解锁所述装配工具，若不一致，则向所述生产管理单元反馈所述实际使用者信息；接收所述采集单元发送的所述实际使用信息，并比较所述实际使用信息与所述装配信息是否一致，若一致，则向所述指示单元发送正确使用指示；若不一致，则向所述生产管理单元发送所述实际使用信息；

所述识别单元，用于识别实际使用者的信息，并将所述实际使用者信息发送至所述装配工具；

所述显示单元，用于接收和显示所述成产管理单元发送的当前工序的装配信息；

所述采集单元，用于采集所述装配工具的当前工序的实际使用信息，并将所述使用信息发送至所述装配工具；

所述指示单元，用于接收所述装配工具发送的正确/错误使用指示，并指示操作错误/正确；

所述定时单元，用于接收所述生产管理单元发送的维护周期，并根据所述维护周期向所述显示单元发送维护提示。

具体而言，机床加工工艺中的每道装配工序都对应具体的装配工具使用者信息和装配数据，该信息可以为使用者的编码。生产管理单元将该编码发送至装配工具。本实施例的装配工具为力矩扳手，该力矩扳手的主控单元采用意法半导体公司的控制芯片。该芯片需要具备3路Uart通信，2路SPI通信，ADC模拟量采集，使能蜂鸣器，LED小灯提示等功能。该装配工具与生产管理单元之间通信通过无线传输zigbee模块。显示单元为液晶显示屏。采集单元可以为力矩传感器。识别单元为摄像头或者射频识别单元。指示单元为LED指示灯或者蜂鸣器。

使用者在使用该力矩扳手之前，摄像头采集使用者的面部图像，通过图像识别对比该使用者的预存图像。预存图像对应使用者的编码，判断后将使用者的编码发送至力矩扳手。力矩扳手将实际使用者的编码与生产管理单元发送的编码进行对比，若实际使用者的编码与装配工序中的使用者编码一致，则解锁该力矩扳手。识别实际使用者身份也可以通过射频识别实际使用者的工作卡，该工作卡内存储使用者的编码。若一致，则解锁该力矩扳手。指示灯会亮绿色，蜂鸣器会响三声。若实际使用者未通过身份识别，失败指示灯会亮红色，蜂鸣器响一声。则力矩扳手将该实际使用者的编码发送至生产管理单元。该生产管理单元对该力矩扳手的使用情况做记录。

该力矩扳手解锁后，将当前工序对应的装配数据显示在显示单元的液晶屏幕上。该液晶屏还可以显示当前该力矩扳手的电池存储电量。使用者根据该数据对机床进行装配。力矩传感器采集实际使用者的调节该力矩扳手对应的扭矩。并将该扭矩发送至力矩扳手，该力矩扳手将当前扭矩与装配信息中的使用扭矩进行比较，若一致，则指示单元的指示灯闪烁绿灯，指示当前状态为正确使用。力矩扳手上的指示灯会亮绿色，蜂鸣器会响三声。若不一致，失败指示灯会亮红色，蜂鸣器响一声。则将力矩扳手的当前扭矩发送至生产管理单元，生产管理单元记录该力矩扳手的当前使用的扭矩值。生产管理单元接收当前使用的扭矩值后，确认当前装配工序已完成，将下一道工序对应的扭矩值发送至该力矩扳手。

力矩扳手在使用一段时间后，需要进行维护。以保证延长力矩扳手的使用寿命。本实施例的生产管理单元根据力矩扳手的全部使用信息，包括使用时间、使用频率和使用正确率等设定力矩扳手的维护周期，维护周期发送至定时单元。该定时单元在力矩扳手使用时间到该维护周期后，显示屏会显示需校准扭矩扳手。

进一步地，所述识别单元还用于：

识别待装配器件的标识信息，并将所述标识信息发送至装配工具；

所述装配工具，用于接收所述装配器件的标识信息，并将所述标识信息发送至生产管理单元；

所述生产管理单元，用于接收所述装配器件的标识信息，并根据所述标识信息向所述装配工具发送当前工序的装配信息。

具体而言，本实施例的识别单元可以为条码识别单元：通过该条码识别单元识别待装配器件的上的二维码，识别成功后力矩扳手上的指示灯会亮绿色，蜂鸣器会响三声，失败指示灯会亮红色，蜂鸣器响一声。此时需重新识别条码。力矩扳手将识别的二维码对应的待装配器件的标识信息通过zigbee模块发送至生产管理单元。生产管理单元将接收到的该装配器件的标识信息与加工工序中的力矩扳手对应的标识信息进行对比，若一致，将该工序对应的力矩扳手的力矩值发送至装配工具。并通过显示屏显示该力矩值。本实施例的机床装配系统通过装配工具对待装配器件的识别，避免了装配工具的误装配，提高了装配工作的精准性。保证了装配工作的顺利完成。

图2是本发明基于物联网的装配方法流程图，如图2所示，本实施例的方法，包括：

步骤101、生产管理单元根据机床加工工艺向装配工具发送预设使用者信息；

具体而言，机床加工工艺中的装配工艺对应具体的使用者信息，该信息可以为使用者对应的编码。生产管理单元将该编码值发送至装配工具。

步骤102、识别单元识别实际使用者的信息，并将所述实际使用者信息发送至所述装配工具；

具体而言，本实施例的识别单元可以为摄像头或者射频识别单元，该识别单元识别装配工具的实际使用者的图像或者工作卡，进行该实际使用者的身份识别，并将该实际使用者的信息发送至所述装配工具。

步骤103、所述装配工具接收所述生产管理单元发送的预设使用者信息、接收所述识别单元发送的实际使用者信息，并比较所述预设使用者信息与所述实际使用者信息是否一致，若一致，则解锁所述装配工具，若不一致，则向所述生产管理单元反馈所述实际使用者信息；

具体而言，本实施例的装配工具接收生产管理单元发送的使用者信息，该信息可以为使用者工作卡内的识别码，或者使用者的图像等。同时，装配工具接收识别单元发送的实际使用者的信息。装配工具将生产管理单元和识别单元两者之间的使用者信息进行比对。若一致，则解锁该装配工具，使用者可以使用该装配工具。若不一致，则向将该实际使用者的信息反馈至生产管理单元。生产管理单元可以对该实际使用者的信息进行存储。

步骤104、所述生产管理单元向所述显示单元发送当前工序的装配信息；

步骤105、所述显示单元接收并显示所述成产管理单元发送的装配信息；

具体而言，生产管理单元将当前工序对应的装配信息发送至显示单元，用于指导实际使用者的现场装配工作。

步骤106、采集单元采集所述装配工具当前工序的实际使用信息，并将所述实际使用信息发送至所述装配工具；

具体而言，本实施例的采集单元为多个传感器，该些传感器将采集到的实际使用者的操作装配数据发送至装配工具。

步骤107、所述装配工具接收所述采集单元发送的所述实际使用信息，并比较所述实际使用信息与所述装配信息是否一致，若一致，则向指示单元和所述成产管理单元发送正确使用指示；若不一致，则向所述生产管理单元发送所述实际使用信息；

步骤108、所述指示单元接收并指示所述装配工具发送的正确使用指示；

具体而言，装配工具将传感器采集的实时装配数据，并将该些装配数据与生产管理单元发送的装配数据进行比对，若一致，则通过指示单元反馈正确使用指示。该指示单元可以为指示灯，也可以为语音提示。若不一致，则想生产管理单元发送实时的实际装配信息。生产管理单元存储该实际装配信息。

步骤109、所述生产管理单元接收和存储所述实际使用信息，并向所述装配工具发送下一道工序的装配信息；

具体而言，本实施例的生产管理接收装配工具发送的实际使用信息后，确认已完成当前装配工序，将下一道工序对应的装配信息发送至装配工具。

步骤110、所述生产管理单元根据所述装配工具的使用信息计算使用频率，并根据所述使用频率设定维护周期，并将所述维护周期发送至定时单元；

步骤111、定时单元接收所述生产管理单元发送的维护周期，并根据所述维护周期向所述显示单元发送维护提示。

具体而言，生产管理单元对于装配工具发送的实时使用信息进行统计：该装配工具的使用频率，并根据该使用频率设定装配工具的维护周期。并将该维护周期发送至定时单元。定时单元在装配工具到达该维护周期时发出维护提示。提示该装配工具需要进行维护。从而更好的延长了装配工具的使用寿命。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (2)

1.一种基于物联网的机床装配系统，其特征在于，包括：

生产管理单元、装配工具、识别单元、显示单元、采集单元、指示单元以及定时单元；

所述生产管理单元，用于根据机床加工工艺向所述装配工具发送预设使用者信息和当前工序的装配信息；接收实际使用信息，并向所述装配工具发送下一道工序的装配信息；根据所述装配工具的使用信息计算使用频率，并根据所述使用频率设定维护周期，并将所述维护周期发送至定时单元；

所述装配工具，用于接收所述生产管理单元发送的预设使用者信息、接收所述识别单元发送的实际使用者信息，并比较所述预设使用者信息与所述实际使用者信息是否一致，若一致，则解锁所述装配工具，若不一致，则向所述生产管理单元反馈所述实际使用者信息；接收所述采集单元发送的所述实际使用信息，并比较所述实际使用信息与所述装配信息是否一致，若一致，则向所述指示单元发送正确使用指示；若不一致，则向所述生产管理单元发送所述实际使用信息；

所述识别单元，用于识别实际使用者信息，并将所述实际使用者信息发送至所述装配工具；

所述显示单元，用于接收和显示所述生产管理单元发送的当前工序的装配信息；

所述采集单元，用于采集所述装配工具的当前工序的实际使用信息，并将所述实际使用信息发送至所述装配工具；

所述指示单元，用于接收所述装配工具发送的正确/错误使用指示，并指示操作错误/正确；

所述定时单元，用于接收所述生产管理单元发送的维护周期，并根据所述维护周期向所述显示单元发送维护提示；

所述识别单元还用于：

识别待装配器件的标识信息，并将所述标识信息发送至装配工具；

所述装配工具，用于接收所述装配器件的标识信息，并将所述标识信息发送至生产管理单元；

所述生产管理单元，用于接收所述装配器件的标识信息，并根据所述标识信息向所述装配工具发送当前工序的装配信息。

2.一种基于物联网的机床装配方法，其特征在于，包括：

生产管理单元根据机床加工工艺向装配工具发送预设使用者信息；

识别单元识别实际使用者信息，并将所述实际使用者信息发送至所述装配工具；

所述装配工具接收所述生产管理单元发送的预设使用者信息、接收所述识别单元发送的实际使用者信息，并比较所述预设使用者信息与所述实际使用者信息是否一致，若一致，则解锁所述装配工具，若不一致，则向所述生产管理单元反馈所述实际使用者信息；

所述生产管理单元向显示单元发送当前工序的装配信息；

所述显示单元接收并显示所述生产管理单元发送的装配信息；

采集单元采集所述装配工具当前工序的实际使用信息，并将所述实际使用信息发送至所述装配工具；

所述装配工具接收所述采集单元发送的所述实际使用信息，并比较所述实际使用信息与所述装配信息是否一致，若一致，则向指示单元和所述生产管理单元发送正确使用指示；若不一致，则向所述生产管理单元发送所述实际使用信息；

所述指示单元接收并指示所述装配工具发送的正确使用指示；

所述生产管理单元接收和存储所述实际使用信息，并向所述装配工具发送下一道工序的装配信息；

所述生产管理单元根据所述装配工具的使用信息计算使用频率，并根据所述使用频率设定维护周期，并将所述维护周期发送至定时单元；

定时单元接收所述生产管理单元发送的维护周期，并根据所述维护周期向所述显示单元发送维护提示。

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