CN117910489A - 一种工件识别系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化生产和物料管理技术领域，公开了一种工件识别系统，包括输送设备，用于携带工件；一系列载码板，每个载码板固定于相应的工件，载码板上有一组通过孔和无孔表示的二进制编码；一组光电传感器，配置为读取所述载码板上的二进制编码；编程逻辑控制器，电连接所述光电传感器，并配置为基于所读取的二进制编码进行工件识别和后续处理操作。本发明工件识别系统的设计不仅提升了工作效率，减少了操作时间，还通过其高耐久性的载码板和成本效益的技术选择，实现了长期运营成本的节约。此外，系统的高数据准确性和可靠性进一步确保了生产线上的顺畅运作，为维持和提升产品质量提供了坚实的技术支持。

Description

一种工件识别系统

技术领域

本发明涉及自动化生产和物料管理技术领域，具体为一种工件识别系统。

背景技术

在现代自动化工业生产中，实现高效的物料跟踪和管理对于提升生产效率、降低成本、保证产品质量至关重要。随着工业4.0的兴起，智能制造系统越来越多地采用物联网(I oT)技术、射频识别(RFID)标签和二维码等电子信息载体来实现对工件的识别和信息管理。这些技术能够存储大量数据，并通过无线方式实时更新和检索信息，极大地提高了生产流程的自动化和信息化水平。

然而，现有技术仍存在一些局限性和挑战。例如，RFID标签和二维码在恶劣的工业环境下，如高温、有腐蚀性化学品或强磁场等条件下，可能会损坏，从而导致信息的丢失或读取失败。此外，这些电子信息载体的成本在大规模生产中可能会累积成为显著的投资。而且，需要专门的读取设备和软件系统来解码，增加了系统的复杂性。在全球竞争日益激烈的市场环境下，企业迫切需要一种更为可靠、经济且易于集成的方法来改善物料跟踪和管理。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种工件识别系统，通过使用载码板，其具有编码信息的孔和无孔，以及与载码板配合的光电传感器和编程逻辑控制器，实现在恶劣的工业环境中进行高效、可靠的工件识别处理。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种工件识别系统，包括：

输送设备，用于携带工件；

一系列载码板，每个载码板固定于相应的工件，载码板上有一组通过孔和无孔表示的二进制编码；

一组光电传感器，配置为读取所述载码板上的二进制编码；

编程逻辑控制器，电连接所述光电传感器，并配置为基于所读取的二进制编码进行工件识别和后续处理操作；

其中，所述二进制编码包括数据位和至少一个用于错误检测的校验位。

优选的，所述校验位包括奇校验位和偶校验位，以确保所述二进制编码符合预定的奇偶校验规则。

优选的，所述奇校验位和偶校验位分别设定为使所述二进制编码中的1的总数为奇数或偶数。

优选的，所述光电传感器配置为在所述输送设备移动过程中实时读取所述载码板上的二进制编码。

优选的，所述系统还包括警告模块，其配置为在所述校验位不符合预定的奇偶校验规则时发出警告信号。

优选的，所述数据位用于表示与工件相关的信息，所述信息包括但不限于工件类型、目的地或处理优先级。

优选的，所述载码板通过至少一种方式选择性地添加或移除物质来形成所述孔和无孔。

本发明还提供一种工件识别方法，包括以下步骤：

提供一系列载码板，每个载码板固定于相应的工件，载码板上具有一组通过孔和无孔表示的二进制编码，所述二进制编码包括数据位和至少一个校验位；

使用一组光电传感器读取所述载码板上的二进制编码；

使用编程逻辑控制器基于所述二进制编码进行工件识别和后续处理操作；

通过所述校验位进行错误检测；

在所述校验位指示数据错误时，采取纠正措施。

本发明提供了一种工件识别系统。具备以下有益效果：

1、本发明工件识别系统的载码板以及光电传感器的设计不仅提升了工作效率，减少了操作时间，还通过其高耐久性的载码板和成本效益的技术选择，实现了长期运营成本的节约。此外，系统的高数据准确性和可靠性进一步确保了生产线上的顺畅运作，为维持和提升产品质量提供了坚实的技术支持。

2、本发明载码板具有抗机械冲击力强，使用寿命长，耐高温性能好，宜于安装，读取信息准确可靠，且相比于视觉系统成本低的优点。带校验的功能使得系统数据更加准确。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明的方法流程示意图。

其中，10、输送设备；20、载码板；30、光电传感器；40、编程逻辑控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明说明书中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

请参阅附图1，本发明实施例提供一种工件识别系统，适合于在恶劣的工业环境中进行高效、可靠的工件处理。系统主要包括输送设备10、载码板20，以及与载码板20配合的光电传感器30和编程逻辑控制器40(PLC)。具体如下：

输送设备10，用于携带工件；

输送设备10负责携带工件经过识别区域。输送设备10可以是传统的输送带、滚筒输送器或任何其他适合搬运特定工件的机械装置。输送设备10的速度可以调节，以适应不同的工作节奏和工件类型。

一系列载码板20，每个载码板20固定于相应的工件，载码板20上有一组通过孔和无孔表示的二进制编码；

每个载码板20固定于相应的工件。载码板20上刻有一组通过孔和无孔表示的二进制编码，这些编码可以代表工件的型号、批次号、目的地或任何其他必要的信息。孔和无孔的设计使得光电传感器30能够轻易地区分编码的二进制状态，即1(有孔)和0(无孔)。

载码板20设计有足够的强度和韧性，能够承受机械加工过程中可能遇到的各种冲击和振动，从而保证了其使用的可靠性和稳定性。同时与传统的视觉系统相比，载码板20与光电传感器30的组合在成本上更具优势，为企业在成本控制方面提供了更多的灵活性。

一组光电传感器30，配置为读取载码板20上的二进制编码；

光电传感器30的作用是读取载码板20上的二进制编码。传感器对光的穿透或反射进行检测，以此来识别孔(1)和无孔(0)。这些传感器高度灵敏且能够在高速运转的输送设备10上实时读取编码。

编程逻辑控制器40，电连接光电传感器30，并配置为基于所读取的二进制编码进行工件识别和后续处理操作；

PLC是系统的大脑，它接收光电传感器30传来的数据，并将二进制编码转换为有用的信息，进而进行工件识别和指导后续的处理操作。PLC可以根据预设的逻辑来决定如何处理每个工件，例如，将工件分流到不同的加工区域或直接进行包装。

其中，二进制编码包括数据位和至少一个用于错误检测的校验位；

载码板20上的二进制编码不仅包括表示工件信息的数据位，还包括至少一个校验位。这个校验位用于错误检测，确保在识别过程中数据的准确性。校验位可以采用奇校验、偶校验或其他更加复杂的错误检测和纠正算法。

本实施例的工作原理是：当工件进入识别区域时，光电传感器30读取载码板20上的二进制编码并将其传输给PLC。PLC通过解析二进制编码获得工件信息，并进行错误检查。一旦确认编码无误，PLC便根据工件信息进行相应的后续处理操作。如果检测到错误，系统可以采取多种措施，如停止输送带、发出警报、或将工件移至检查区域。

此工件识别系统的设计不仅提升了工作效率，减少了操作时间，还通过其高耐久性的载码板20和成本效益的技术选择，实现了长期运营成本的节约。此外，系统的高数据准确性和可靠性进一步确保了生产线上的顺畅运作，为维持和提升产品质量提供了坚实的技术支持。

总而言之，本发明提供的工件识别系统在保证高效率和高准确性的同时，还考虑了工业环境的挑战，提供了一种经济实用的解决方案，适用于各种需要快速、精确工件识别的场合。

作为本发明的一种实施方式，校验位包括奇校验位和偶校验位，以确保二进制编码符合预定的奇偶校验规则。

具体的，在奇校验中，二进制编码(包括数据位和校验位)中'1'的总数必须是奇数。如果数据位中'1'的数量已经是奇数，则校验位将设置为'0'；如果数据位中'1'的数量是偶数，则校验位设置为'1'，以确保整个编码中'1'的总数为奇数。

偶校验的机制与奇校验相反，它要求二进制编码中'1'的总数必须是偶数。如果数据位中'1'的数量已经是偶数，则校验位将设置为'0'；如果数据位中'1'的数量是奇数，则校验位设置为'1'，以确保整个编码中'1'的总数为偶数。

通过奇偶校验位，系统能够检测并纠正单个位的错误，这对于防止数据在传输过程中由于电气噪声、硬件故障或其他干扰而发生改变至关重要。且奇偶校验为系统提供了简单而有效的错误检测机制，即使在极端的工业环境中也能保持数据的完整性，提高系统的鲁棒性。

在本发明的这种实施方式中，光电传感器30读取载码板20上的编码，并将数据传输至PLC。PLC内部的软件将自动执行奇偶校验算法，检查接收到的二进制编码是否符合预定的奇偶校验规则。如果编码不符合规则，系统可以采取相应的措施，如发出警告信号、停止生产线或将工件移至专门的检查区域进行进一步的检验。

通过这种方式，本发明确保了在整个生产过程中，每个工件的信息都经过了校验，大大降低了因数据错误而导致的生产风险，保障了产品质量和生产安全。

作为本发明的一种实施方式，奇校验位和偶校验位分别设定为使二进制编码中的1的总数为奇数或偶数。

具体的，在这种实施方式中，载码板20上的每个二进制编码都包括数据位和校验位。数据位代表工件的相关信息，而校验位则用于验证数据的完整性。奇校验位和偶校验位的设置如下：

奇校验位：该校验位设置是为了确保包括校验位在内的整个二进制编码中1的总数为奇数。如果不包括校验位的数据位中1的数量已经是奇数，奇校验位将设置为0；如果是偶数，则校验位设置为1。

偶校验位：与奇校验位相反，偶校验位的设置是为了确保整个编码中1的总数为偶数。如果数据位中1的数量已经是偶数，偶校验位将设置为0；如果是奇数，则校验位设置为1。

当光电传感器30读取载码板20上的编码时，它首先确定编码中1的总数。然后，根据预定的奇偶校验规则，传感器或PLC的逻辑判断校验位的状态是否正确。如果检测到校验位不符合应有的状态，系统将认定为发生了错误。这种错误可能是由于载码板20上的编码被损坏或传感器读取错误引起的。

通过使用奇校验位和偶校验位，本发明提供了一种简单且有效的方式来确保数据的准确性和完整性，特别是在自动化高速生产环境中，这种校验机制对于维持生产质量和效率至关重要。此外，这种方法不需要复杂的硬件或软件，易于实现并且成本效益高，为制造业提供了一种可靠的工件识别和校验解决方案。

作为本发明的一种实施方式，光电传感器30配置为在输送设备10移动过程中实时读取载码板20上的二进制编码。

具体的，光电传感器30必须能够快速地识别和处理编码信息，以便与输送设备10的运动同步。传感器与输送设备10之间可以设置一个同步机制，以确保数据的准确读取。

作为本发明的一种实施方式，系统还包括警告模块，其配置为在校验位不符合预定的奇偶校验规则时发出警告信号。

具体的，警告模块的加入为系统提供了一种错误检测和提示的机制。可以通过以下步骤进行实施：

1.警告模块被设计为与光电传感器30和控制系统(如PLC)集成。接收来自光电传感器30的数据，并与预定的奇偶校验规则进行比较。

2.在系统初始化时，根据需要对奇偶校验规则进行设定。这些规则被编程在PLC或警告模块的固件中。

3.当光电传感器30读取载码板20上的二进制编码时，警告模块实时地进行奇偶校验。校验过程包括计算二进制编码中的1的数量，并判断其是否符合预定的奇偶性。

4.如果检测到校验位与预定的奇偶校验规则不符，警告模块将激活警告信号。警告信号可以是视觉的(如闪烁的灯光)、听觉的(如蜂鸣器声音)或者两者的组合。

5.发出警告信号后，系统可以配置为自动执行特定操作，如停止输送带、标记相关的工件、通知操作员或启动故障排除程序。

通过警告模块的加入，本发明能够提高生产线的质量控制能力，减少因错误编码导致的缺陷产品流入市场，同时也能够辅助提高生产效率。如此一来，生产过程中的监控和质量保证变得更加严格和自动化。

作为本发明的一种实施方式，数据位用于表示与工件相关的信息，信息包括但不限于工件类型、目的地或处理优先级。

具体的，在这种实施方式中，数据位不仅仅用于简单的识别功能，而是携带了更丰富的与工件相关的信息。这样的设计可以极大地提高生产和物流系统的智能化程度。

通过这种方式，数据位成为了一个强大的信息载体，它不仅使得自动化生产线能够更加智能地处理工件，还能够为生产管理和追踪提供重要的数据支持。这种系统的实现将提升整个生产流程的效率和透明度。

作为本发明的一种实施方式，载码板20通过至少一种方式选择性地添加或移除物质来形成孔和无孔。

具体的，载码板20使用物理特征——孔和无孔——来表示信息。这种方法的核心优势在于其简单性和物理耐用性，使得在各种环境下都能可靠地存储和读取数据。通过开发一种机制，用于在载码板20上选择性地添加或移除物质来形成孔。这种机制可以是机械钻孔、激光刻蚀或其他适合的材料加工技术。添加物质的方法可以包括焊接、胶合或使用其他粘合技术来填充预制的孔。

通过这种方式，载码板20可以在不依赖复杂电子系统的情况下，提供一种可靠且耐用的数据存储和传输方法。这种方法特别适用于恶劣环境或要求高可靠性的应用场景。

下文描述的工件识别方法与上文描述的工件识别系统可相互对应参照。

请参阅附图2，本发明还提供一种工件识别方法，包括以下步骤：

S1、提供一系列载码板20，每个载码板20固定于相应的工件，载码板20上具有一组通过孔和无孔表示的二进制编码，二进制编码包括数据位和至少一个校验位；

S2、使用一组光电传感器30读取载码板20上的二进制编码；

S3、使用编程逻辑控制器40基于二进制编码进行工件识别和后续处理操作；

S4、通过校验位进行错误检测；

S5、在校验位指示数据错误时，采取纠正措施。

本实施例方法可以用于执行上述系统实施例，其原理和技术效果类似，此处不再赘述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种工件识别系统，其特征在于，包括：

输送设备，用于携带工件；

一系列载码板，每个载码板固定于相应的工件，载码板上有一组通过孔和无孔表示的二进制编码；

一组光电传感器，配置为读取所述载码板上的二进制编码；

编程逻辑控制器，电连接所述光电传感器，并配置为基于所读取的二进制编码进行工件识别和后续处理操作；

其中，所述二进制编码包括数据位和至少一个用于错误检测的校验位。

2.根据权利要求1所述的一种工件识别系统，其特征在于，所述校验位包括奇校验位和偶校验位，以确保所述二进制编码符合预定的奇偶校验规则。

3.根据权利要求2所述的一种工件识别系统，其特征在于，所述奇校验位和偶校验位分别设定为使所述二进制编码中的1的总数为奇数或偶数。

4.根据权利要求1所述的一种工件识别系统，其特征在于，所述光电传感器配置为在所述输送设备移动过程中实时读取所述载码板上的二进制编码。

5.根据权利要求1所述的一种工件识别系统，其特征在于，还包括警告模块，其配置为在所述校验位不符合预定的奇偶校验规则时发出警告信号。

6.根据权利要求1所述的一种工件识别系统，其特征在于，所述数据位用于表示与工件相关的信息，所述信息包括但不限于工件类型、目的地或处理优先级。

7.根据权利要求1所述的一种工件识别系统，其特征在于，所述载码板通过至少一种方式选择性地添加或移除物质来形成所述孔和无孔。

8.一种工件识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一系列载码板，每个载码板固定于相应的工件，载码板上具有一组通过孔和无孔表示的二进制编码，所述二进制编码包括数据位和至少一个校验位；

使用一组光电传感器读取所述载码板上的二进制编码；

使用编程逻辑控制器基于所述二进制编码进行工件识别和后续处理操作；

通过所述校验位进行错误检测；

在所述校验位指示数据错误时，采取纠正措施。