CN202016728U - 智能服装生产悬挂设备系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能服装生产悬挂设备系统，包括控制中心、主轨、至少二个以上支轨、驱动机构；所述主轨上设置有多个推杆，所述推杆由驱动机构驱动并推动相应的RFID智能衣架在主轨上运行。控制中心通过进站读卡器和出站读卡器读取RFID智能衣架的内部信息，来控制进站执行机构和出站执行机构的执行动作，每个RFID智能衣架的RFID芯片内置有一个唯一的ID号使系统能够识别。采用该设备系统能够有效地简化生产管理，大幅提高生产效率，该系统技术先进，构思科学，结构合理，适用于老悬挂设备的改造和新悬挂设备的采用。

Description

智能服装生产悬挂设备系统

技术领域

本实用新型涉及一种服装生产线，尤其涉及一种用于智能服装生产悬挂设备的控制系统。

背景技术

服装加工属于劳动密切型行业，普遍存在生产效率低、现场管理难度大、不能实现多班生产、厂房设备利用率低等一系列制约企业发展的难题。很多年以来人们一直期盼着有一种高智能、高效率的服装生产流水设备能够问世；与此同时服装设备生产企业也一直不停地在从事这方面的研究和开发。

实现服装生产悬挂设备的智能化、自动化，需要运用现代先进的计算机、微电子、通讯等技术，采用可靠的数据采集方法，为软件控制提供实时的数据支持。从数据采集技术发展的过程看，服装生产悬挂设备经历了三个历史阶段：(一)、机械接触采集式悬挂设备：不能识别加工对象，仅能代替人工搬运，不智能，对生产效率提高不明显，实用性低；(二)、条形码采集式悬挂设备：能识别加工对象，可实现生产全过程的智能控制，对生产效率提高明显，但由于条形码技术对运动物体的识别能力差、易损坏、识别率低等缺点，严重影响设备的稳定性，不能被大部分服装企业所接受；(三)、RFID(Radio FrequencyIdentification，射频识别)采集式悬挂设备：能识别加工对象，能实现无接触的、快速的、稳定可靠的数据采集，因此RFID技术在各行各业得到快速运用。

中科院软件所率先将这一技术运用到智能物料配送及监控领域，并取得研究成果，同时申请了相应专利，专利号为：200610011949.7；该技术可用于服装悬挂系统的智能控制，但要使其产业化还存在以下问题：

1、该技术是采用附加读卡器来读取豁口上的RFID信息，用以检测豁口的位置，其他豁口的位置均根据此豁口的位置通过距离推算。其可能导致两个严重问题：1)整条流水线上的豁口必须均匀分布，如有误差还会累积，这将会影响衣架的出站，导致衣架无法放入计划放入的豁口；事实上设备的长度都是根据客户的厂房形状和要求设计的，特别是在异型生产线的情况下，最终长度很难是豁口间距的整数倍；2)如果其中一个读卡器发生故障，将引起整条流水线瘫痪。

2、成本高，与市场相同产品的竞争力低。如每站都用一个接近开关来判断豁口是否为空、在豁口上贴RFID芯片、附加读卡器用来检测豁口的位置、用PLC来控制执行元件等都大大增加了设备的成本，也会造成可靠性的降低。

3、工作站终端设备安装在操作工位附近，常会遭到碰撞，将与上位机通讯的模块设置在其中易引起通讯故障。

实用新型内容

为了克服上述不足，本实用新型提供一种智能服装生产悬挂设备系统，包括控制中心、主轨、至少二个以上支轨、驱动机构；所述主轨上设置有多个推杆，所述推杆由驱动机构驱动并推动相应的RFID智能衣架在主轨上运行；

所述支轨为回归式轨道，在所述支轨上设置有加工位，支轨进站端设置有进站执行机构，在进站执行机构前的主轨上设置有进站读卡器，支轨出站端设置有出站执行机构，出站执行机构上设置有出站读卡器；所述控制中心通过进站读卡器和出站读卡器读取RFID智能衣架的内部信息，来控制进站执行机构和出站执行机构的执行动作，每个RFID智能衣架的RFID芯片内置有一个唯一的ID号使系统能够识别。

这种设备系统最关键的是可以实现以下控制方法：

控制中心设定每个RFID智能衣架将要进入的特定加工站；

推杆将相应的RFID智能衣架推至所述特定加工站前，进站读卡器根据所述特定加工站的条件，决定是否执行进站操作；

当加工站的进站读卡器判断推杆在经过该加工站后的支轨并入主轨处为空时，该加工站的出站执行机构在进站读卡器判断时的设定时间延迟后将加工好的衣架送出站。送出站的衣架可以挂入经过加工站后为空的推杆上。

每个站使用一个进站读卡器读取信息，完成衣架是否进站的操作和判断衣架出站进入主轨后所对应的推杆有没有其它衣架以确定出站执行机构工作的时间。这样一方面是节省简化了系统，另一方面出站执行机构工作的时间是以该站进站读卡器读到推杆上衣架的时刻作为计时起点，且每读到一次计时起点更新一次。如在一个推杆运行的时间间隔内未读到信息，则推杆的位置由系统推算得出。因此该控制方法允许推杆之间的距离有一定的误差，且这种误差不会象原来的技术一样造成累积。

作为本实用新型的优选技术方案，支轨进站端与加工位之间为待加工衣架的储存区，在部分进站读卡器上设置流量检测点，所述的加工站内的加工位上设有控制按钮，所述主轨为封闭形轨道，所述RFID智能衣架使用滚轮，所述滚轮一侧设有RFID芯片；第一个加工站默认设置为准备站，最后一个加工站默认设置为成品检验站；进站执行机构与支轨的进站端相连，出站执行机构与支轨的出站端相连，主轨设置在驱动机构的推杆下方，上述各部分通过设备框架连成整体。

为了提高整个系统的效率，让空推杆尽快把加工后的衣架推走，本实用新型的技术方案让进站读卡器来完成对空推杆的寻找，既要找到已经在主轨上运行的空推杆，又要利用原来挂有衣架但是该衣架在进站处被推入该加工站从而为空的推杆。

因为判断空推杆的时间是推杆经过进站读卡器时，而将加工后的衣架放入推杆则是在推杆到达衣架出站轨道端处，所以，系统在判断发现空推杆后，要使衣架在空推杆到达出站轨道端处前将衣架送至主轨，从而使推杆恰好能够将此处的衣架挂入。

加工站内的加工位上设有控制按钮，控制按钮将加工完成信号发送至控制中心，控制中心将该站加工完成数加1，同时通过相应的执行机构将加工好的衣架送入出站执行机构等待出站，然后放行一个待加工的衣架进入加工位进行加工，控制中心将加工站储存区内的衣架数减1；进入出站执行机构的衣架信息被出站读卡器所读取，通过通讯数据控制器向控制中心发送分配请求和出站请求，由控制中心分配该加工完成衣架的去向。

当某个加工站发生加工迟缓现象或者其他情况时，可能会出现原计划分配进入该站的衣架在衣架到达时，储存区未按原来的速度腾出储存位，从而进站读卡器不允许推杆上的衣架进入原来分配的加工站，所以每隔几个加工站要设置流量检测点以控制这些衣架，使整个系统高效运行。

通常将生产线端的第一个站设置为准备站，可以用以衣架的上线；当衣架进入结束站(即成品检验站)后，检验人员取下衣服开始对其检验，若合格，按下身旁的控制按钮空衣架执行出站动作，意味着该衣架全部工艺流程的结束，空衣架回准备站，等待下一工艺流程的开始；若不合格，检验人员将衣服夹回衣架，并在终端数据交互器上输入不合格工序的ID号，然后按下身旁的控制按钮此衣架执行出站动作，控制中心会将衣架送回原加工位实行返工。返工完成后衣架再次回到结束站复检。

作为本实用新型的优选技术方案，进站执行机构一端与支轨的进站端相连，另一端为自由端，所述自由端可与主轨接通和分离；出站执行机构一端与支轨的出站端相连，另一端为自由端，所述自由端可与主轨接通和分离。控制中心与设置在各加工站内的通讯数据控制器通过CAN总线并联，所述控制中心由电脑和智能服装生产悬挂系统控制软件组成，以对不同款式的加工对象按加工工艺要求进行编制任务。

支轨与主轨的可分离结构形式，使控制中心通过执行机构对支轨和主轨进行合并、分离操作，这样主轨上的衣架就可以进入、离开支轨上的加工站。当出现加工对象换款或需要对一个以上不同的加工对象同时加工时，可启用系统多任务运行模式。将不同款式的加工对象按加工工艺要求编制相应的任务，并给定一个ID号加以保存，使用时运行此任务即可。任务切换可以在控制中心的电脑上操作，也可在终端数据交互器上完成。考虑安装和成本因素，通讯数据控制器可以几个工作站共用一个。

有益效果

本实用新型能够取得以下技术效果：

1、进站读卡器除用于快速读取主轨上的RFID智能衣架上的信息，为控制中心准确地判断主轨上的衣架是否进站提供可靠的实时数据外，还具有如下二个功能：1)流量检测点功能根据流水线的长度，将部分站点的进站读卡器附加流量检测点功能，若全部站点都设置成流量检测点，会造成总线上通信数据量过大。当有衣架经过有流量检测功能的进站读卡器时，读卡器读取衣架上的RFID信息，系统会判断衣架是否是当前站点的衣架，若不是当前站点的衣架，会把该衣架信息通过CAN总线提交到控制中心，控制中心检索数据库，找到该衣架的目的地站点并告知该站点此衣架的信息。因此通过此方法，可以直接把衣架放到主轨上，并且该衣架会自动找到目的站点，极大地简化了流水线的控制流程，提高了控制系统的容错性。2)控制中心根据进站读卡器提供的信息和推杆速度判断衣架出站进入主轨后所对应的推杆有没有其它衣架和确定出站执行机构工作的时间，简化了流水线的结构，降低了成本，提高了控制精度。

2、出站读卡器除用于快速读取出站执行机构上的RFID智能衣架上的信息，为控制中心准确地判断出站执行机构上的衣架是否出站提供可靠的实时数据，同时控制中心根据加工工艺流程和下一工序站点的平衡情况为该衣架分配下一站点，提高了各个加工站的利用效率，避免加工瓶颈的产生。

3、将终端数据交互器与通讯数据控制器分开设计，既达到查询方便，又避免通讯模块遭到碰撞而导致通讯故障的产生。

4、控制中心根据进站读卡器提供的信息和推杆速度判断衣架出站进入主轨后所对应的推杆有没有其它衣架和确定出站执行机构工作的时间。而出站执行机构工作的时间是以该站进站读卡器读到推杆上衣架的时刻作为计时起点，且每读到一次计时起点更新一次。因此允许推杆距离有一定的误差，同时也不会造成累积。

5、系统采用一个接近开关测算推杆速度，并即时更新。而接近开关为电磁感应类元件，不易损坏，寿命长。

6、各工作站的通讯数据控制器与CAN总线并联，即是有某一工作站出问题，也不会影响到其它站点的正常运行。

该实用新型技术先进，构思科学，结构合理，成本低，可靠性高，容错性强，适用于对老悬挂设备的改造和新悬挂设备的采用。

附图说明

图1、控制部分的连接关系框图；

图2、各组成部分的相互位置示意图；

图3、进、出站执行机构不工作时与主轨分离状态的示意图；

图4、进、出站执行机构工作时与主轨接通状态的示意图。

图中标记：进站读卡器1、出站读卡器2、终端数据交互器3、通讯数据控制器4、推杆接近开关5、进站执行机构6、出站执行机构7、RFID智能衣架8、控制中心(后台电脑)9、控制按钮10、主轨11、驱动机构12、推杆12-1、支轨13、设备框架14、放行机构15、提升机构16、准备站(第1加工站)101、第2加工站102、第N-1加工站111、结束站(第N加工站)112、推杆运动方向121。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1-2所示，本实用新型为一种智能服装生产悬挂设备系统。该系统采用RFID数据采集技术配合其它软硬件控制技术，实现对服装生产全过程的智能控制。该系统主要包括：进站读卡器1、出站读卡器2、终端数据交互器3、通讯数据控制器4、推杆接近开关5、进站执行机构6、出站执行机构7、RFID智能衣架8、控制中心及控制软件9、控制按钮10、主轨11、驱动机构12、推杆12-1、支轨13、设备框架14、放行机构15、提升机构16。

推杆接近开关5安装在能够检测到推杆的框架任一位置，进站读卡器1位于进站执行机构6前面，出站读卡器2安装在出站执行机构7上，控制按钮与终端数据交互器3连接，均安装在工人便于操作的位置，通讯数据控制器4安装在设备框架的上中部，进站执行机构6与支轨13的进站端相连，出站执行机构7与支轨13的出站端相连，每个推杆在驱动机构12的作用下驱动对应的RFID智能衣架8在主轨11上运行，RFID智能衣架8在进站执行机构6的作用下能够从主轨11进入支轨13上运行，在出站执行机构7的作用下能够从支轨13进入主轨11上运行，整个流水线上设置有一个主轨和多个支轨，每个支轨位置处根据需要设置有相应的加工站，放行机构设置在支轨13的中部，上述各部分通过设备框架连成整体。控制软件安装在控制中心9中，控制中心9根据需要设置在适当的位置。控制中心9与通讯数据控制器4通过CAN总线并联，控制部分的连接方框图如图1所示，各组成部分的相互位置示意图如图2所示。

如图1-2所示，夹有衣片的RFID智能衣架8(简称衣架)在推杆的驱动下在主轨11上运行，当经过某加工站进站执行机构前的进站读卡器1时，其内部信息被进站读卡器1所读取，并经由通讯数据控制器4上传到控制中心9，控制中心9根据以下两个条件迅速做出是否应该让该智能衣架8进入本加工站的判断：(1)上道工序完成时控制中心分配该衣架应进的加工站是否为本加工站；(2)本加工站衣架储存区是否未满。当条件1(上道工序完成时控制中心分配该衣架应进的加工站为本加工站)和条件2(本加工站衣架储存区未满)同时满足时，控制中心9向通讯数据控制器4发送衣架进站指令，通讯数据控制器4控制进站执行机构6动作，让该智能衣架8进入本加工站的衣架储存区，等待加工操作。如两个条件未同时满足，则控制中心9不发送进站信号或发送不进站信号，衣架在主轨11上继续运行。

智能衣架8进站前，进站执行机构6与主轨11由分离状态变为接通状态，以便于智能衣架8沿着支轨13在重力的作用下向下运行，如果支轨13内没有此前进站的衣架，则该智能衣架8接触到放行机构15而停止；如支轨13内有此前进站的衣架，则该智能衣架8接触到前面的衣架而停止；同时控制中心9将该加工站储存区内的衣架数加1。

当工人加工完毕后，按下身旁的控制按钮，通过终端数据交互器3将加工完成信号通过通讯数据控制器4发送给控制中心，一方面控制中心将该站加工完成数加1，同时通讯数据控制器4控制提升机构16工作，将加工好的衣架送入出站执行机构7等待出站；另一方面通讯数据控制器4控制放行机构15工作，放行一个衣架进入加工位加工，同时控制中心将加工站储存区内的衣架数减1，进入出站执行机构7的衣架信息被出站读卡器2所读取，通过通讯数据控制器4向控制中心9发送分配请求和出站请求，控制中心9收到信息后根据工序内各加工站加工任务平衡原则将衣架分配给下道工序的相应加工站。

通过判断下面两个条件是否满足，做出是否应该让该智能衣架8从本加工站出站的判断：(1)衣架进入主轨11后所对应的推杆上没有挂智能衣架8，为空推杆；(2)驱动机构12上的推杆虽有智能衣架，但在这之前已被控制中心分配进入了该站(即由于该智能衣架进入加工站进行处理，所以该推杆在到达执行机构6的出站轨道端时，其上已没有对应的智能衣架了)。当满足两个条件之一时，控制中心9发送出站指令给通讯数据控制器4控制出站执行机构6工作，将已完成加工的智能衣架8送入主轨11，否则继续等待空闲推杆的到达。至此智能衣架8完成一个进出站的工作流程。

其中，控制中心9根据进站读卡器1提供的信息和推杆速度(可由推杆接近开关5测得推杆的运行速度)判断衣架出站进入主轨11后所对应的推杆有没有其它衣架和确定出站执行机构7工作的时间。而出站执行机构7工作的时间是以该加工站进站读卡器1读到推杆上衣架的时刻作为计时起点，且每读到一次计时起点更新一次。因此允许推杆距离有一定的误差同时也不会造成累积。即通过进站读卡器1获得推杆状态，判断该推杆是否空闲，同时通过推杆速度计算空闲推杆的动态位置。设推杆从进站读卡器运行到出站轨道端所需的时间为T1，衣架从出站执行机构运行到出站轨道端的时间为T2，推杆运行一个间距的时间为T3，则当需要对智能衣架8执行出站操作时，出站执行机构工作的时刻为T1-T2＞T＞T1-T2-T3，确保智能衣架8挂入对应的推杆。当衣架在准备站夹持衣片后，系统对衣架的控制方法同上述当工人加工完毕后，按下身旁的控制按钮后的控制方法相同；当衣架进入结束站(默认成品检验站)后，检验人员取下衣服开始对其检验，若合格，按下身旁的控制按钮空衣架执行出站动作，意味着该衣架全部工艺流程的结束，并进入准备站，等待下一工艺流程的开始；若不合格，检验人员将衣服夹回衣架，并在终端数据交互器上输入不合格工序的ID号，然后按下身旁的控制按钮此衣架执行出站动作，系统会根据数据库中的历史记录将衣架送回原加工位实行返工。返工完成后衣架再次回到结束站复检。

当出现加工对象换款或需要对一个以上不同的加工对象同时加工时，可启用系统多任务运行模式。将不同款式的加工对象按加工工艺要求编制相应的任务，并给定一个ID号加以保存，使用时运行此任务即可。任务切换可以在控制中心的电脑上操作，也可在终端数据交互器上完成。

实践中通常把生产流水线的第一个站设置为准备站，用以衣架的上线；生产线的最后一个站默认为成品检验站，用以成品下线。而中间的各工作站均可设置成准备站、加工站和半成品检验站。

考虑安装和成本因素，通讯数据控制器可以一个工作站为单位设计，也可以几个工作站为单位设计。

优选地，进站读卡器固定在设备框架上，位于进站执行机构前，并与通讯数据控制器相连，用于快速读取主轨上的RFID智能衣架上的信息，为控制中心准确地判断主轨上的衣架是否进站、出站执行机构上的衣架是否出站提供可靠的实时数据。另外根据流水线的长度，将部分站点的进站读卡器附加流量检测点功能，若全部站点都设置成流量检测点，会造成总线上通信数据量过大。当有衣架经过有流量检测功能的进站读卡器时，读卡器读取衣架上的RFID信息，系统会判断衣架是否是当前站点的衣架，若不是当前站点的衣架，会把该衣架信息通过CAN总线提交到控制中心，控制中心检索数据库，找到该衣架的目的地站点并告知该站点此衣架的信息。因此通过此方法，可以直接把衣架放到主轨上，并且该衣架会找到目的站点。

优选地，出站读卡器固定在出站执行机构上，并与通讯数据控制器相连，用于快速读取出站执行机构上的RFID智能衣架上的信息，为控制中心准确地判断出站执行机构上的衣架是否出站提供可靠的实时数据，同时控制中心根据加工工艺流程和下一工序站点的平衡情况为该衣架分配下一站点。

优选地，终端数据交互器安装在工人加工位置附近的框架上，并与通讯数据控制器相连，用于实时反映控制中心反馈的各种信息，并上传设备调试的各种数据。

优选地，通讯数据控制器安装在设备顶部中间对称位置，以站点为单元分别与对应的信号采集元件、动作执行元件、终端数据交互器相连。用于将各站点信号采集元件采集的信息上传到控制中心，将控制中心发出的指令下传到各动作执行元件以完成相应的动作。

优选地，推杆接近开关安装在能够检测到推杆的设备框架任一位置，用于测量二相邻推杆运行所需的时间，从而计算出推杆的速度，每条流水线仅用一个。

优选地，进站执行机构一端与支轨的进站端相连，另一端为自由端，其自由端可通过控制实现与主轨的接通和分离。出站执行机构一端与支轨的出站端相连，另一端为自由端，其自由端可通过控制实现与主轨的接通和分离。

优选地，RFID智能衣架滚轮一侧设有RFID芯片，用于对加工对象的识别。控制中心及控制软件为整个系统的控制中心，RFID智能衣架在系统软件的控制下按加工工艺流程在各工序站点间自动运行，实现服装生产全过程的智能控制。

优选地，控制按钮与终端数据交互器相连，设置在工人便于操作的位置，用于向控制中心发送一个加工完成信号。放行机构安装在支轨的中部，用于将进站缓存区内的衣架逐一放行到加工位。

综上所述，该智能服装生产悬挂设备的衣架进站、出站的控制方法完全是一种全新的设计。

以上实施例仅为本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。其具体结构和尺寸可根据实际需要进行相应的调整。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种智能服装生产悬挂设备系统，包括控制中心、主轨、至少二个以上支轨、驱动机构；所述主轨上设置有多个推杆，所述推杆由驱动机构驱动并推动相应的RFID智能衣架在主轨上运行；其特征在于：

所述支轨为回归式轨道，在所述支轨上设置有加工位，支轨进站端设置有进站执行机构，在进站执行机构前的主轨上设置有进站读卡器，支轨出站端设置有出站执行机构，出站执行机构上设置有出站读卡器；所述控制中心通过进站读卡器和出站读卡器读取RFID智能衣架的内部信息，来控制进站执行机构和出站执行机构的执行动作，每个RFID智能衣架的RFID芯片内置有一个唯一的ID号使系统能够识别。

2.根据权利要求1所述的智能服装生产悬挂设备系统，其特征在于：所述支轨进站端与加工位之间为待加工衣架的储存区，在部分进站读卡器上设置流量检测点。

3.根据权利要求1或2所述的智能服装生产悬挂设备系统，其特征在于：所述的加工站内的加工位上设有控制按钮，所述主轨为封闭形轨道，所述RFID智能衣架使用滚轮，所述滚轮一侧设有RFID芯片；流水线第一个加工站默认设置为准备站，最后一个加工站默认设置为成品检验站；进站执行机构与支轨的进站端相连，出站执行机构与支轨的出站端相连，主轨设置在驱动机构的推杆下方，上述各部分通过设备框架连成整体。

4.根据权利要求1或2所述的智能服装生产悬挂设备系统，其特征在于：进站执行机构一端与支轨的进站端相连，另一端为自由端，所述自由端可与主轨接通和分离；出站执行机构一端与支轨的出站端相连，另一端为自由端，所述自由端可与主轨接通和分离。

5.根据权利要求1或2所述的智能服装生产悬挂设备系统，其特征在于：控制中心与设置在各加工站内的通讯数据控制器通过CAN总线并联。 

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