CN114444856A - 一种辅助装配系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种救生伞辅助装配系统，包括装配现场终端和后台服务器；所述装配现场终端用于采集救生伞装配过程中的图像，所述服务器用于图像处理及工艺过程数据管理。所述装配现场终端在装配过程中的数据将会通过信息物理系统实时上传至所述后台服务器；所述后台服务器根据工单编号、日期、人员方式实现装配数据的分类储存，从而实现数据追溯。本发明运用智能制造技术，结合救生伞装配的具体工艺流程，与装配现场一线人员的需求有机结合，通过装配过程辅助系统，有效提高装配效率，降低装配中出错可能，实现装配过程可追溯。
Description
技术领域
本发明涉及智能制造领域，具体地，涉及一种救生伞辅助装配系统。
背景技术
救生伞是现代战机的重要组成部分，是飞行员飞行安全的重要保障。目前救生伞的装配耗时长、工艺复杂、效率低、易出错、对装配人员的技术及经验要求高、装配过程无法追溯，导致产品良率较低，成本居高不下，出现质量事故无法有效溯源。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种救生伞辅助装配系统。
为实现上述发明目的，本发明提供一种救生伞辅助装配系统，包括装配现场终端和后台服务器；所述装配现场终端用于采集救生伞装配过程中的图像，所述服务器用于图像处理及工艺过程数据管理。
可选地，所述装配现场终端在装配过程中的数据将会通过信息物理系统实时上传至所述后台服务器；所述后台服务器根据工单编号、日期、人员方式实现装配数据的分类储存，从而实现数据追溯。
可选地，所述后台服务器还进行数据统一管理，即对作业数据进行统一管理：
-利用工厂工控网及5G专网，建立终端设备、现场工作站、内网MES系统之间的连接，实现作业数据实时同步；
-利用信息化管理手段，建立数据信息管理平台统一提取、整合、管理作业数据。
可选地，所述后台服务器与智能终端连接，实现基础数据导入功能。
可选地，所述智能终端通过无线或有线的方式实现基础数据的导入，其中，通过在智能终端设置下载功能，或是连接后台服务器进行基础数据导入工作；
所述基础数据包括用户信息、工艺信息、图像特征文件信息。
可选地，所述后台服务器包括用户管理模块，该模块用于建立用户信息数据库表，定义工号、密码、姓名、部门、职务、权限，并提供相应用户权限；提供添加用户、删减用户、修改信息、查看用户列表功能，根据不同权限来进行职能划分。
可选地，所述后台服务器还包括工艺数据管理模块，该模块用于实现：
-对工艺数据的标记功能，工艺数据包括装配公差，装配应力；
-对具体的工艺数据的操作内容、操作要求、检验标准、注意事项信息进行编写修改；
-对其他实时采集的装配图像的上传进行关联。
可选地，所述工艺数据管理模块支持结构化工艺文档诸如XML、EXCEL文件的导入和解析，提供导入模块，实现已有工艺文件的快速导入。
可选地，所述后台服务器还包括设备监控模块，该模块实时采集各终端设备的设备状态、当前登录人、当前执行工艺工序、最后操作时间信息，并进行可视化展示。
可选地，所述后台服务器还包括日志管理模块，用于记录所有人员操作记录，支持按时间区间、类别、操作人工号、操作人姓名、工艺名称、动作信息模糊查询展现；日志可按需批量选择导出Excel文档。
与现有技术相比，本发明实施例具有如下至少一种有益效果：
1.本发明，运用智能制造技术，结合救生伞装配的具体工艺流程，与装配现场一线人员的需求有机结合，通过装配过程辅助系统，有效提高装配效率，降低装配中出错可能，实现装配过程可追溯。
2.本发明系统具有整体性、可用性、稳定性、成熟性、灵活性和开放性，辅助装配人员智能化完成装配工艺，以智能制造能力边界实现装配过程的数字化、智能化。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明系统一个实施例的原理框图；
图2为本发明系统一个实施例中AR眼镜端操作流程图；
图3为本发明一个实施例服务端操作流程图；
图4为本发明一个实施例指针式cv算法流程图；
图5为本发明一个实施例AR装配展示3D效果图；
图6为本发明一个实施例辅助装配操作示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明救生伞辅助装配系统的一个实施例，包括装配现场终端和后台服务器；装配现场终端用于采集救生伞装配过程中的图像，服务器用于图像处理及工艺过程数据管理。本实施例可以很好适用于救生伞装配过程，有效提高装配效率。
参照图1所示，在一些实施例中，装配现场终端包括采集终端，装配过程中的图像采集终端可以为AR眼镜和固定式摄像头，该采集终端用于对救生伞装配的现场画面实时拍摄，这一过程中依赖机器视觉与人工智能算法。
装配现场终端进行数据录入，装配过程中需要读取监测数据，可以通过视觉方式来快速读取。其中，可以使用视觉识别实现量具、表盘、指针示值的数值化记录。实际中可以综合使用深度学习和传统CV算法进行读表。这种检测数据识别准确率大于90％，如识别失败也可以使用语音录入。其他需要录入文字等数据的场景，也可以使用语音识别录入方式，然后离线识别，准确率达到95％以上。通过语音录入装配过程中的信息，起到信息互联的作用。
参照图1所示，在一些实施例中，装配现场终端在装配过程中的数据将会通过信息物理系统实时上传至后台服务器，后台服务器根据工单编号、日期、人员等方式实现装配数据的分类储存，从而实现数据追溯。
参照图1所示，在一些实施例中，后台服务器还进行数据统一管理，即对作业数据进行统一管理，保证质量数据检查的完整高效，提高作业结果的可追溯性；利用工厂工控网及5G专网，建立终端设备、现场工作站、内网MES等系统之间的连接，实现作业数据实时同步；利用信息化管理手段，建立数据信息管理平台统一提取、整合、管理作业数据。
在一些实施例中，还可以通过后台服务器与具体的智能终端连接，实现基础数据导入功能。具体的，智能终端可以通过无线或有线的方式实现基础数据(包括用户信息、工艺信息、图像特征文件等信息)的导入，通过在智能终端(移动端，比如手机或者AR眼镜)设置下载功能，或是连接PC端(服务器)进行基础数据导入工作。
在一些实施例中，后台服务器包括用户管理模块，该模块用于建立用户信息数据库表，定义工号、密码、姓名、部门、职务、权限(操作员、检验员、技术员、管理员、审计员等)，并提供相应用户权限。根据需要提供添加用户、删减用户、修改信息、查看用户列表等诸多功能，根据不同权限来进行职能划分。
在一些实施例中，后台服务器还包括工艺数据管理模块，该模块用于实现对工艺数据的相关标记功能，工艺数据包括装配公差，装配应力等等，对具体的工艺数据的操作内容、操作要求、检验标准、注意事项等信息进行编写修改，对其他多媒体数据(实时采集的装配图像)的上传进行关联。
另外，工艺数据管理模块支持结构化工艺文档诸如XML、EXCEL文件的导入(导入辅助装配系统，相当于对现有装配数据的补充)和解析(用户可以查询相关信息文档)，提供导入模块，实现已有工艺文件的快速导入，并做好控制，不影响系统中已有工艺。
在另一实施例中，后台服务器还包括设备监控模块，该模块实时采集各终端设备(AR眼镜和固定摄像头)的设备状态(正常运行、故障、待机)、当前登录人、当前执行工艺工序、最后操作时间等信息，并进行可视化展示。管理员可一目了然快速掌握所有设备(服务器、相机、AR眼镜)状态。
系统需建立完备的日志管理功能，在另一实施例中，后台服务器还包括日志管理模块，用于记录所有人员操作记录，支持按时间区间、类别、操作人工号、操作人姓名、工艺名称、动作等信息模糊查询展现。日志可按需批量选择导出Excel文档。
下面结合附图及具体实施例对本发明方案进行进一步的详细说明。
如图1、2、3所示，终端侧以AR眼镜为主，由操作员佩戴，在作业工程中实现作业过程引导、作业过程记录的业务功能。为实现业务功能，AR眼镜的主要基础能力有：图像识别、语音识别、数据通信等。另外，为弥补AR眼镜处于操作员头部，其摄像头视角有限的缺陷，增加固定式摄像头增加图像采集视角，为图像识别和拍摄录制等提供帮助。
服务器侧为终端侧业务提供支撑，并进行管理和接入工作。其业务功能包括：用户管理、工业数据管理、作业数据包管理、设备监控、日志管理、数据备份与恢复、数据跨网同步。服务器侧还负责固定式摄像头图像的数据录入和识别工作，AR眼镜的高计算量识别算法也运行于服务器侧。服务器还提供通讯和外部数据接口以对接MES系统，并提供基于web浏览器的系统操作界面。
a)电子交互式手册
如图5所示，使用AR眼镜+后端工艺数据的方式实现多媒体引导系统。多媒体引导系统可包括语音、文字、图像、视频等提示方式，根据文件大小和网络情况决定AR眼镜端采用预先加载或实时传输的模式。
在装配现场为工作人员佩戴AR眼镜，通过在AR设备上呈现作业过程步骤，实现对作业过程的引导。同时，AR设备将装备语音引擎，实现文字信息语音播报功能，并且支持操作人员通过语音实现操作内容、方法、要求、检验标准及注意事项等完整信息的显示与隐藏。
b)导航功能
以视觉识别+口令跳转的方式实现电子指导手册的导航浏览。系统识别操作者所处工序，对工序跳转场景使用深度学习分类算法(工序画面分类识别可信度达到阈值时激活)识别。识别准确率90％以上，若未正确识别时，操作员可以使用口令方式跳转到正确工序。如图6所示，以高亮文字和语音播报的方式提示操作者下一步应该执行的动作或必要的工作事项，起到导航指引的效果。针对复杂、易错的关键节点，系统能实时调取关联的图纸、视频、动画等参考信息，提供更详尽的作业指导和现场培训。
c)关键节点显示方式
在装配过程中的关键节点，需要对装配成果进行检查判断。系统将通过图片、视频、3D动画演示等多种方式，通过AR设备将信息传输给一线操作人员，帮助操作人员实现关键节点的精确检查。
d)装配关键点检查
在装配的过程中将会对关键位置进行装配检验，系统通过视觉自动对关键位置触发检验，检测过程如图4所示，并将结果信息实时反馈给一线操作人员。通过机器视觉定位及人工智能算法识别，将大幅提高判断的准确度，实现对关键节点的快速检查和反馈。。检验触发成功率将保持在90％以上，若未成功触发也可通过口令进入检验。如未检验不能继续进行下一步操作。
综合使用深度学习分类(NG、OK)、目标检测、图像处理等算法，确定装配是否正确，及装配错误的部件位置。当发现检查点状态与工艺要求不符时，通过红框标记、语音播报等方式提醒操作者复查，且工序不可跳过。实现对关键步骤的人机双重检验确认，以保障现场作业的第一手工作质量。
当装配检验结果为通过时，系统将抓取识别过程中该帧的图像信息以此作为该关键检查点的图像记录，并关联此工序作为质量记录自动存储上传。抓拍处理时间小于100ms，操作者无明显感觉卡顿。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。上述各优选特征在互不冲突的情况下，可以任意组合使用。
Claims (10)
1.一种辅助装配系统，其特征在于，包括装配现场终端和后台服务器；所述装配现场终端用于采集救生伞装配过程中的图像，所述服务器用于图像处理及工艺过程数据管理。
2.根据权利要求1所述的救生伞辅助装配系统，其特征在于，所述装配现场终端在装配过程中的数据将会通过信息物理系统实时上传至所述后台服务器；
所述后台服务器根据工单编号、日期、人员方式实现装配数据的分类储存，从而实现数据追溯。
3.根据权利要求2所述的救生伞辅助装配系统，其特征在于，所述后台服务器还进行数据统一管理，即对作业数据进行统一管理：
-利用工厂工控网及5G专网，建立终端设备、现场工作站、内网MES系统之间的连接，实现作业数据实时同步；
-利用信息化管理手段，建立数据信息管理平台统一提取、整合、管理作业数据。
4.根据权利要求3所述的救生伞辅助装配系统，其特征在于，所述后台服务器与智能终端连接，实现基础数据导入功能。
5.根据权利要求1所述的救生伞辅助装配系统，其特征在于，所述智能终端通过无线或有线的方式实现基础数据的导入，其中，通过在智能终端设置下载功能，或是连接后台服务器进行基础数据导入工作；
所述基础数据包括用户信息、工艺信息、图像特征文件信息。
6.根据权利要求1所述的救生伞辅助装配系统，其特征在于，所述后台服务器包括用户管理模块，该模块用于建立用户信息数据库表，定义工号、密码、姓名、部门、职务、权限，并提供相应用户权限；提供添加用户、删减用户、修改信息、查看用户列表功能，根据不同权限来进行职能划分。
7.根据权利要求1所述的救生伞辅助装配系统，其特征在于，所述后台服务器还包括工艺数据管理模块，该模块用于实现：
-对工艺数据的标记功能，工艺数据包括装配公差，装配应力；
-对具体的工艺数据的操作内容、操作要求、检验标准、注意事项信息进行编写修改；
-对其他实时采集的装配图像的上传进行关联。
8.根据权利要求7所述的救生伞辅助装配系统，其特征在于，所述工艺数据管理模块支持结构化工艺文档诸如XML、EXCEL文件的导入和解析，提供导入模块，实现已有工艺文件的快速导入。
9.根据权利要求1-8任一项所述的救生伞辅助装配系统，其特征在于，所述后台服务器还包括设备监控模块，该模块实时采集各终端设备的设备状态、当前登录人、当前执行工艺工序、最后操作时间信息，并进行可视化展示。
10.根据权利要求1-8任一项所述的救生伞辅助装配系统，其特征在于，所述后台服务器还包括日志管理模块，用于记录所有人员操作记录，支持按时间区间、类别、操作人工号、操作人姓名、工艺名称、动作信息模糊查询展现；日志可按需批量选择导出Excel文档。
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