CN115847085A - 生产线自动防错设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产线自动防错设备及其控制方法，涉及生产设备技术领域，包括安装在所述生产线的输送轨道侧部的机器人，所述机器人的手臂上安装有检测相机；还包括检测开关；还包括安装在所述输送轨道上的定位装置；还包括控制器，所述控制器分别与所述机器人、所述检测相机、所述检测开关和所述定位装置连接，根据所述检测开关的信号控制所述机器人、所述检测相机和所述定位装置工作，并将所述检测相机的检测结果通过显示装置进行显示。本发明解决了现有技术中产品的装配错误不能够及时发现的技术问题，本发明能够及时的发现产品的装配不良，大大的降低了产品的返修率，降低了人工成本，提高了生产效率和企业的经济效益。

Description

生产线自动防错设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及生产设备技术领域，特别涉及一种装配生产线的自动防错设备及自动防错设备的控制方法。

背景技术

一些精密机械产品的其结构非常复杂，零部件众多，如变速箱等。这种产品在装配过程中极易出现多装、漏装、错装等现象，因此防错措施是至关重要的。目前，在此类产品的装配生产线上为了防止多装、漏装、错装等质量事故的发生，一般采用当前工位上的工人自检的方式，或者下工序工人对上工序进行互检的方式。然而无论是自检还是互检都存在一定的风险，无法实现100％无错误，在装配过程中还是经常出现工人漏件、错装等问题，而这些问题通常会在产品装配完成，在产品性能测试时才能被发现，这就需要对产品进行返修重新装配，这不仅降低产品性能测试的合格率，还增加了人力成本，浪费了时间，降低了产品的生产效率，影响了企业的经济效益。

发明内容

针对以上缺陷，本发明的目的是提供一种生产线自动防错设备及其控制方法，此生产线自动防错设备及其控制方法在产品装配的过程中就能够准确的检测出多装、漏装、错装等不良，大大的降低了产品的返修率，提高了测试合格率，同时降低了人工成本，节省了生产时间，提高了生产效率，提高了企业的经济效益。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种生产线自动防错设备，包括安装在所述生产线的输送轨道侧部的机器人，所述机器人的手臂上安装有检测相机；还包括检测开关；还包括安装在所述输送轨道上的定位装置；还包括控制器，所述控制器分别与所述机器人、所述检测相机、所述检测开关和所述定位装置连接，根据所述检测开关的信号控制所述机器人、所述检测相机和所述定位装置工作，并将所述检测相机的检测结果通过显示装置进行显示。

其中，所述检测开关包括用于检测产品托盘是否到位的到位检测开关。

其中，所述检测开关还包括用于检测所述产品托盘上是否装有待检产品的有无产品检测开关。

其中，所述有无产品检测开关包括分别设置在所述输送轨道两侧的有无产品检测开关A和有无产品检测开关B。

其中，所述有无产品检测开关A和所述有无产品检测开关B中的一个为光线的发射和接收端，一个为光线的反射端；或一个为光线的发射端，一个为光线的接收端。

其中，所述定位装置包括设置在所述产品托盘前进方向上的挡料装置，所述挡料装置包括挡料气缸，用于阻挡所述产品托盘前进。

其中，所述定位装置还包括设置在所述待检产品的检测工位下方的托起定位装置，所述托起定位装置包括托起气缸，用于在所述产品托盘到位后将所述产品托盘托起，使所述产品托盘离开所述输送轨道。

其中，所述控制器为PLC，所述显示装置为触摸屏。

上述生产线自动防错设备的控制方法，包括如下步骤：检测产品托盘是否到位；检测所述产品托盘上是否有待检产品；读取RFID中的数据信息；托起定位装置将所述产品托盘托起；机器人带动检测相机运动到各检测位，所述检测相机拍照，对图像进行分析，确定各所述检测位的零部件是否安装正确，然后将分析结果发送给控制器；各所述检测位均检测完成后，所述机器人复位，所述托起定位装置复位，挡料装置缩回，对所述产品托盘放行。

其中，所述数据信息包括产品SN码、托盘号、机型号和程序号。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于本发明生产线自动防错设备包括机器人、检测相机、检测开关、定位装置和控制器，控制器分别与机器人、检测相机、检测开关和定位装置连接，根据检测开关的信号控制机器人、检测相机和定位装置工作，并将检测相机的检测结果通过显示装置进行显示。本发明生产线自动防错设备设置在产品的装配生产线中，在产品完成一部分装配工序后，对前序工序的装配工作进行检测，通过检测相机对每一个装配零部件的装配位置进行检测，能够及时的发现零部件多装、漏装、错装等不良，在产品还是半成成品的时候就能够发现产品的装配错误，不用再等到成品性能测试时才发现，从而大大的降低了变速箱的返修率，提高了测试合格率，同时大大的减少了返修的人工，降低了人工成本，节省了生产时间，提高了生产效率，进而提高了企业的经济效益。

由于本发明生产线自动防错设备控制方法是在产品的装配过程中对装配质量进行检测，从而能够及时的发现零部件多装、漏装、错装等不良，在产品还是半成成品的时候就能够发现产品的装配错误，不用再等到成品性能测试时才发现，大大的降低了产品的返修率，提高了测试合格率，同时大大的减少了返修的人工，降低了人工成本，节省了生产时间，提高了生产效率，进而提高了企业的经济效益。

综上所述，本发明生产线自动防错设备及其控制方法解决了现有技术中产品的装配错误不能够及时发现的技术问题，本发明生产线自动防错设备及其控制方法能够及时的发现产品的装配不良，大大的降低了产品的返修率，降低了人工成本，提高了生产效率和企业的经济效益。

附图说明

图1是本发明生产线自动防错设备的结构示意图；

图2是图1中输送轨道的结构示意图；

图3是本发明生产线自动防错设备的控制系统的结构框图；

图4是图3中触摸屏上显示的检测结果示意图；

图5是本发明生产线防错设备控制方法的流程图；

图中：10、输送轨道，12、滚轮，14、避让口，20、机器人，22、手臂，30、检测相机，40a、有无产品检测开关A，40b、有无产品检测开关B，50、挡料装置，52、缓冲器，60、托起定位装置，62、托板，70、产品托盘，80、待检产品。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。

本说明书中涉及到的方位均以附图所示方位为准，仅代表相对的位置关系，不代表绝对的位置关系。

实施例一：

如图1、图2和图3共同所示，一种生产线自动防错设备，包括机器人20、检测相机30、检测开关、定位装置和控制器，控制器分别与机器人20、检测相机30、检测开关和定位装置连接，控制器根据检测开关的信号控制机器人20、检测相机30和定位装置工作，并将检测相机30的检测结果通过显示装置进行显示。本发明生产线自动防错设备安装在产品的装配生产线上，用于在产品还是半成品时检测前序工序中是否有多装、漏装、错装等不良，以便及时发现和纠正产品的装配错误。

如图1和图3共同所示，机器人20安装在生产线的输送轨道10的一侧，检测相机30安装在机器人20的手臂22上，本实施方式优选检测相机30为工业相机，进一步的优选为CMOS相机。工作时，机器人20在控制器的控制下带动检测相机30按照设定的各检测位置的坐标移动，每到一个检测位置，检测相机30拍一张照片，并将拍摄的照片与标准图像进行比较分析，从而判断该检测位置的零部件安装是否正确，将判断结果发送给控制器。需要说明的是，机器人20中设定的各检测位置的坐标及检测相机30中的标准图像均是根据待检测的产品的具体结构设定的，产品的具体结构不同，检测位置的数量、坐标及标准图像也不同，因此各检测位置的数量、坐标及标准图像的具体数据在此不再列举，技术人员可根据实际需要进行设定。

如图1和图3共同所示，检测开关包括用于检测产品托盘70是否到位的到位检测开关（图中未示出），到位检测开关安装在输送轨道10上，待检产品80放置在产品托盘70上，输送轨道10的两侧设有滚轮12，产品托盘70的两侧搭在滚轮12上，由输送轨道10输送从图1所示的左侧向右侧前行，当到位检测开关检测到产品托盘70到位后就会向控制器发送一个产品托盘到位信号。本实施方式中到位检测开关可以是行程开关、接近开关或光电开关等，只要能实现到位触发就可以，本实施例在此对到位检测开关的种类不作限制，同时关于行程开关、接近开关或光电开关等的应用均为现有技术，故关于到位检测开关的安装方法，与控制器的连接方式在此不到详述。

如图1和图3共同所示，检测开关还包括有无产品检测开关，有无产品检测开关用于检测产品托盘70上是否装有待检产品80。本实施方式优选有无产品检测开关为光电开关，进一步的优选有无产品检测开关为镜反射式光电开关或对射式光电开关。即本实施方式中有无产品检测开关包括有无产品检测开关A40a和有无产品检测开关B40b两部分，有无产品检测开关A40a和有无产品检测开关B40b分别设置在输送轨道10的两侧，进一步的优选有无产品检测开关A40a和有无产品检测开关B40b呈对角设置，即分别设置在产品托盘70的对角线的两端延长线上。本实施方式中：当有无产品检测开关为镜反射式光电开关时，有无产品检测开关A40a与有无产品检测开关B40b中的一个为光线的发射和接收端，一个为光线的反射端；当有无产品检测开关为对射式光电开关时，有无产品检测开关A40a与有无产品检测开关B40b中的一个为光线的发射端，一个为光线的接收端。当产品托盘70上有待检产品80时，有无产品检测开关A40a与有无产品检测开关B40b之间的光线会被阻挡，有无产品检测开关则发出有产品信号给控制器。

如图1、图2和图3共同所示，定位装置安装在输送轨道10上，包括设置在产品托盘70前进方向上的挡料装置50，还包括设置在待检产品80的检测工位下方的托起定位装置60。

如图1和图3共同所示，挡料装置50包括挡料气缸（图中未示出），挡料气缸的活塞杆上固定安装有缓冲器52。挡料气缸的活塞杆常态是伸出状态，用于阻挡产品托盘70前进，即当产品托盘70过来时会碰到缓冲器52上，不能再前进，当检测相机30完成检测工作后，挡料气缸的活塞杆缩回，对产品托盘70放行，产品托盘70才会前进，当产品托盘70通过后，挡料气缸的活塞杆将再次伸出，用于阻挡下一个产品托盘。

如图1、图2和图3共同所示，托起定位装置60包括托起气缸（图中未示出），托起气缸的活塞杆上固定有水平设置的托板62，输送轨道10对应托板62的位置设有避让口14，托板62能够从避让口14处抬起、落下，用于在产品托盘70到位后将产品托盘70托起，使产品托盘70离开输送轨道10。即当产品托盘70到位后，托起气缸的活塞杆伸出，托板62将产品托盘70托起，使其离开输送轨道10，以防止因输送轨道10的运行造成产品托盘70晃动，从而影响检测的准确性，托板62将产品托盘70托起能够保证产品托盘70非常稳定，不会受输送轨道10的影响，当检测相机30完成检测工作后，托起气缸的活塞杆缩回，产品托盘70落回滚轮12上，由输送轨道10带动继续前进。

如图1、图2和图3共同所示，本实施方式优选控制器为PLC（Programmable LogicController，可编程逻辑控制器），显示装置为触摸屏，检测结果通过触摸屏能够非常直观的进行显示，如图4所示，检测结果合格的部位显示绿色，检测结果不合格的部位显示红色。

实施例二：

如图1、图2、图3和图5共同所示，一种用于实施例一所述生产线自动防错设备的控制方法，包括如下步骤：

检测产品托盘70是否到位；

检测产品托盘70上是否有待检产品80；

读取RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）中的数据信息；

托起定位装置60将产品托盘70托起；

机器人20带动检测相机30运动到各检测位，检测相机30拍照，对图像进行分析，确定各检测位的零部件是否安装正确，然后将分析结果发送给控制器；

各检测位均检测完成后，机器人20复位，托起定位装置60复位，挡料装置50缩回，对产品托盘70放行。

下面对上述控制方法进行详细的阐述，如图1、图2、图3和图5共同所示，具体包括如下步骤：

步骤S100、此步骤为初始化步骤，在此步骤中机器人20位于原点，即检测相机30位于原点，挡料气缸的活塞杆处于伸出状态，托起气缸的活塞杆处于缩回状态。

步骤S101、到位检测开关检测产品托盘70是否到位，若否则返回继续检测；若是则向控制器发送产品托盘70到位的信号，然后进入步骤S102。

步骤S102、有无产品检测开关检测产品托盘70上是否有待检产品80，若否则进入步骤S107；若是则向控制器发送有待检产品80的信号，然后进入步骤S103。

步骤S103、控制器读取RFID中的数据信息，如产品SN码（Serial Number，产品序列号）、托盘号、机型号和程序号等，并将这些数据信息显示到触摸屏上，信息读取完成后进入步骤S104。

步骤S104、控制器控制托起定位装置将产品托盘70托起，即控制器向托起气缸发出控制信号，托起气缸的活塞杆伸出，由托板62将产品托盘70向上托起定位，使得产品托盘70离开输送轨道10，然后进入步骤S105。

步骤S105、控制器控制机器人20工作，控制器先将程序号发送给机器人20。

机器人20按照程序中预先设定的位置坐标开始运动，将检测相机30送到第一个检测位置，到达第一个检测位置后，机器人20向控制器发送到位信号，控制器接收到机器人20的到位信号后，将相机程序号发送给检测相机30，触发检测相机30拍照，检测相机30将拍得的图像与标准图像进行数据分析、对比，判断装配是否正确，并将判断结果反馈给控制器，如果控制器接收到的是合格信号，则触摸屏会在对应零件的位置显示绿色；若控制器接收到的是不合格信号，则触摸屏会在对应零件的位置显示红色，如图4所示。

第一次拍照完成后，控制器反馈给机器人20一个完成信号，机器人20接收到信号后将检测相机30送到第二个检测位置，到达第二个检测位置后，机器人20向控制器发送到位信号，控制器接收到机器人20的到位信号后，将相机程序号发送给检测相机30，触发检测相机30拍照，检测相机30将拍得的图像与标准图像进行数据分析、对比，判断装配是否正确，并将判断结果反馈给控制器，如果控制器接收到的是合格信号，则触摸屏会在对应零件的位置显示绿色；若控制器接收到的是不合格信号，则触摸屏会在对应零件的位置显示红色。

以此循环动作，直至所有检测位均检测完成，进入步骤S106。

步骤S106、控制器向机器人20发送完成信号，机器人20复位回到原点，控制器控制托起定位装置60复位，即托起气缸的活塞杆缩回，托板62落下，产品托盘70落回到滚轮12上，进入步骤S107。

步骤S107、控制器控制挡料气缸的活塞杆缩回，对产品托盘70放行，合格品随着输送轨道10直接进入到下一工序，不合格品和空盘由人工捡拣出，挡料气缸的活塞杆再次伸出，然后程序再从步骤S101重新执行。

综上所述，本发明生产线防错设备及控制方法能够及时的发现零部件多装、漏装、错装等不良，在产品还是半成成品的时候就能够发现产品的装配错误，不用再等到成品性能测试时才发现，从而大大的降低了变速箱的返修率，提高了测试合格率，同时大大的减少了返修的人工，降低了人工成本，节省了生产时间，提高了生产效率，进而提高了企业的经济效益。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.生产线自动防错设备，其特征在于，

包括安装在所述生产线的输送轨道（10）侧部的机器人（20），所述机器人（20）的手臂（22）上安装有检测相机（30）；

还包括检测开关；

还包括安装在所述输送轨道（10）上的定位装置；

还包括控制器，所述控制器分别与所述机器人（20）、所述检测相机（30）、所述检测开关和所述定位装置连接，根据所述检测开关的信号控制所述机器人（20）、所述检测相机（30）和所述定位装置工作，并将所述检测相机（30）的检测结果通过显示装置进行显示。

2.根据权利要求1所述的生产线自动防错设备，其特征在于，所述检测开关包括用于检测产品托盘（70）是否到位的到位检测开关。

3.根据权利要求2所述的生产线自动防错设备，其特征在于，所述检测开关还包括用于检测所述产品托盘（70）上是否装有待检产品（80）的有无产品检测开关。

4.根据权利要求3所述的生产线自动防错设备，其特征在于，所述有无产品检测开关包括分别设置在所述输送轨道（10）两侧的有无产品检测开关A（40a）和有无产品检测开关B（40b）。

5.根据权利要求4所述的生产线自动防错设备，其特征在于，所述有无产品检测开关A（40a）和所述有无产品检测开关B（40b）中的一个为光线的发射和接收端，一个为光线的反射端；或一个为光线的发射端，一个为光线的接收端。

6.根据权利要求3所述的生产线自动防错设备，其特征在于，所述定位装置包括设置在所述产品托盘（70）前进方向上的挡料装置（50），所述挡料装置（50）包括挡料气缸，用于阻挡所述产品托盘（70）前进。

7.根据权利要求6所述的生产线自动防错设备，其特征在于，所述定位装置还包括设置在所述待检产品（80）的检测工位下方的托起定位装置（60），所述托起定位装置（60）包括托起气缸，用于在所述产品托盘（70）到位后将所述产品托盘（70）托起，使所述产品托盘（70）离开所述输送轨道（10）。

8.根据权利要求1所述的生产线自动防错设备，其特征在于，所述控制器为PLC，所述显示装置为触摸屏。

9.权利要求1至8任一项所述的生产线自动防错设备的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

检测产品托盘（70）是否到位；

检测所述产品托盘（70）上是否有待检产品（80）；

读取RFID中的数据信息；

托起定位装置（60）将所述产品托盘（70）托起；

机器人（20）带动检测相机（30）运动到各检测位，所述检测相机（30）拍照，对图像进行分析，确定各所述检测位的零部件是否安装正确，然后将分析结果发送给控制器；

各所述检测位均检测完成后，所述机器人（20）复位，所述托起定位装置（60）复位，挡料装置（50）缩回，对所述产品托盘（70）放行。

10.根据权利要求9所述的生产线自动防错设备控制方法，其特征在于，所述数据信息包括产品SN码、托盘号、机型号和程序号。

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