CN211768426U - 一种基于结构化工艺精益制造系统的智能生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于结构化工艺精益制造系统的智能生产线，该生产线沿逆时针U型线布局，设置有多个依次邻接的智能工作台，每个智能工作台为一个工位；所述智能工作台包括工作台面、用于支撑工作台面的支撑腿、与后台服务器通过网络连接的触屏式终端以及与触屏式终端连接的智能设备；所述工作台面的背部固接有向上延伸的背板，所述背板的夹层内设有过线槽，所述背板上安装有线边仓架、空料盒摆放架和工具挂板，所述背板的顶部设安装有照明灯架；所述工作台面上设有与背板平行设置的两根导轨，所述工作台面的下方设有电气柜和储物柜。该生产线适用于多品种小批量生产、可进行快速换型。

Description

一种基于结构化工艺精益制造系统的智能生产线

技术领域

本实用新型涉及一种基于结构化工艺精益制造系统的智能生产线，属于智能制造技术领域。

背景技术

随着信息技术的发展，制造企业逐步实施ERP、MES等信息化管理系统，提高了生产管理的信息化水平，但生产现场没有相应硬件进行配合，无法将信息系统的管控落实到生产现场。而且，当前市场情况不断变化，客户要求趋于个性化，制造企业生产形势逐渐趋于多品种、小批量生产，当前一种产品一条生产线的形式无法满足生产需求。

制造企业现有的生产线不符合精益的思想，由于不合理布局导致生产过程中大量的动作浪费，并且没有与信息化系统相关联，无法辅助信息化系统将管控细化到生产过程中。开工前，无法辅助实现计划的获取，无法获取人员信息，当操作工需要使用物料、工具进行生产作业时，需要通过查看纸质工艺文件，根据文字描述，在工作台物料存储位置或工具摆放位置中寻找正确的物料或工具拿取使用，拿取错误时没有即时的方式进行提示，生产异常无法进行明显的提醒，生产过程中的影像无法记录，完工信息无法实时上传。

另外，现有生产线大多是为了某种产品定制设计，难以满足其他产品的生产要求，无法进行快速换型，当一个订单生产完成后，需要将原生产线拆除重新设计，造成巨大的时间、资源浪费。

发明内容

本实用新型要解决技术问题是：提供一种适用于多品种小批量生产、可进行快速换型的基于结构化工艺精益制造系统的智能生产线。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案是：一种基于结构化工艺精益制造系统的智能生产线，沿逆时针U型线布局，所述智能生产线上设置有多个依次邻接的智能工作台，每个智能工作台为一个工位；

所述智能工作台包括工作台面和用于支撑工作台面的支撑腿，所述工作台面的背部固接有向上延伸的背板，所述背板为夹层结构，所述背板的夹层内设有过线槽，所述背板上安装有线边仓架、空料盒摆放架和工具挂板，所述空料盒摆放架位于线边仓架上方，所述工具挂板位于线边仓架、空料盒摆放架的左侧，所述工具挂板上制有用于安装工具挂钩的方形开孔，所述背板的顶部设安装有照明灯架；所述工作台面上设有与背板平行设置的两根导轨，所述工作台面的下方设有电气柜和储物柜，所述电气柜和储物柜均与支撑腿、工作台面连接在一起，所述储物柜位于电气柜一侧；所述智能工作台还包括与后台服务器通过网络连接的触屏式终端以及与触屏式终端连接的智能设备，所述触屏式终端安装在工具挂板上，所述智能设备包括人脸识别设备、员工卡读卡器、二维码扫码枪、RFID读写器和网络摄像头，所述人脸识别设备安装在工作台面的一侧，所述员工卡读卡器安装在支撑腿上，所述RFID读写器设置在两根导轨之间，所述二维码扫码枪挂在背板上；

相邻两个智能工作台上的导轨相连从而为生产线形成物料传递轨道，所述智能生产线位于末工位的智能工作台上安装有标签打印机摆放架，方便打印产品的唯一单件码，便于追溯生产过程和所有操作。

需要说明的是，本实用新型中后台服务器是指结构化工艺精益制造系统的服务器，通过触屏式终端与后台服务器交互信息。

本实用新型带来的有益效果是：

1）本实用新型的生产线布局符合精益要求，采用逆时针U型线，便于产品、承载工装的流转和多能工的跨工位生产，能够减少产品流转过程中的动作浪费。

2）本实用新型所使用的工作台基于标准化设计，不同工作台可快速组合，结合结构化工艺精益制造系统内的快速调整，能够快速组成新的智能生产线，对于已有产线，也可增加、减少工位、拆分重组，并在系统内进行相应调整，实现对生产线的柔性配置。

3）本实用新型基于通用性设计，工作台智能设备可按需求配置，所生产产品不限定于某一种或某一类产品，可根据不同的产品工艺要求开展工步引导、物料指引、工具指引等功能，柔性化强，适应多品种、小批量生产。

4）本实用新型通过触屏式终端，可根据生产计划快速切换工具指引、物料指引、工步引导内容，工位线边仓采用多层次设计，在生产任务执行时，可在当前使用的线边料盒后方，提前配送下一生产任务所需要的物料，执行新的生产任务时，可快速切换，实现快速换型。

5）本实用新型通过触屏式终端以及与触屏式终端连接的多种智能设备，从而可在触摸显示器上展示结构化工艺内容，实现生产过程文字、影像、音频指导，可实现生产过程资源使用的硬件引导。

6）本实用新型通过与后台服务器可靠对接，在员工生产作业开始时，通过人脸识别设备或员工卡读卡器登陆后，通过系统驱动开启摄像录制功能，对生产全过程影像进行留存，当发生质量问题或其他情况需要查找原因时，可通过系统进行追溯。同时，还可以上传员工所有硬件操作记录和作业影像，并与为产品生成的单件绑定，当发生质量问题或其他情况需要查找原因时，可按单件码追溯生产过程的所有操作的内容、时间和影像。

上述技术方案的进一步改进是：所述料盒内设有与触屏式终端连接的称重传感器，所述料盒的端部设有显示称重传感器示数的数显电子标签。称重传感器和数显电子标签用以测量线边物料余量并进行展示。

上述技术方案的再进一步改进是：所述线边仓架远离背板的一端向下倾斜，所述线边仓架由可拆卸的挡板分隔为多个与料盒大小、形状相匹配的线边仓；所述空料盒摆放架远离背板的一端向上倾斜。当线边仓料盒中的物料使用完时，作业人员可将空料盒取出，放置在空料盒摆放架上，线边仓后端的料盒会自动向前滑动，供作业人员取用。

优选的，所述工作台面的两根导轨之间设有若干部分陷入至工作台面内的万向球。台面安装导轨和万向球，可以方便生产过程中承载工装在工作台间顺畅转运。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

图2是图1的俯视示意图。

图3是智能工作台的结构示意图。

图4是图3的主视示意图。

图5是图3的侧视示意图。

附图说明：1-员工卡读卡器，2-确认按键，3-电子标签，4-数显电子标签，5-人脸识别设备，6-照明灯架，7-空料盒摆放架，8-线边仓架，9-二维码扫码枪，10-网络摄像头，11-报警灯，12-背板，13-触屏式终端，14-工具挂钩，15-工具挂板，16-万向球，17-导轨，18-工作台面，19-储物柜，20-电气柜，21-RFID识别设备，22-支撑腿，23-方形开孔，30-普通工作台，31-标签打印机摆放架，61-工位一，62-工位二，63-工位三，64-工位四，65-工位五，66-工位六，67-工位七。

具体实施方式

实施例

本实施例的基于结构化工艺精益制造系统的智能生产线，如图1和图2所示，沿逆时针U型线布局，U型线中间过道宽1700mm，避免背对背作业的人员相互影响，并便于多能工跨工位生产。所述智能生产线上设置有多个依次邻接的智能工作台，每个智能工作台为一个工位，图1中所示共有七个工位，分别是工位一61、工位二62、工位三63、工位四64、工位五65、工位六66和工位七67，每个工位对应一个智能工作台，生产时自右向左流转。

本实实施例中单工位外形尺寸为：长1000mm，宽800mm，高1990mm，台面高865mm。如图1所示，生产线总体尺寸长3650mm*宽2960mm*高1990mm，当然外形尺寸可根据实际情况调整，满足现场柔性化生产的需要。

如图3-5所示，智能工作台包括工作台面18和用于支撑工作台面18的支撑腿22（支撑腿22采用侧板的形式）。所述工作台面18的背部固接有向上延伸的背板12，所述背板12为夹层结构，所述背板12的夹层内设有过线槽（过线槽为现有技术，图中未示出），用于容纳工业用平板电脑电源、电缆、网线及插座等。

背板12作为支撑结构，采用高强度不锈钢制成，表面喷涂工业防护涂料。背板12上安装有线边仓架8、空料盒摆放架7和工具挂板15，所述空料盒摆放架7位于线边仓架8上方，所述工具挂板15位于线边仓架8、空料盒摆放架7的左侧，所述工具挂板15上制有用于安装工具挂钩14的方形开孔23。工具挂板15上的方形开孔便于安装各型标准工具挂钩14，每个工具挂钩位置配备一个激光传感器和一个指示灯（图中未示出），激光传感器与触屏式终端连接，用来识别工具状态，指示灯用以在生产过程中引导作业人员使用相应工具。

所述背板12的顶部设安装有照明灯架6，照明灯架6斜向上延伸至超过1990mm高度，防止阻挡作业人员站立、通行，照明灯架6上安装照明灯，为生产作业提供稳定光源。

所述线边仓架8由可拆卸的挡板分隔为多个与料盒大小、形状相匹配的线边仓，线边仓中放置料盒，用以承载物料。空料盒摆放架7安装于线边仓架8的上方，前端向上倾斜，当线边仓上的料盒中的物料使用完时，作业人员可将空料盒取出，放置在空料盒摆放7架上，线边仓后端的料盒会自动向前滑动，供作业人员取用。每个线边仓配备一个电子标签3或一套称重传感器（图中未示出）加数显电子标签4，电子标签3用以引导人员拿取物料并确认，称重传感器和数显电子标签4用以测量线边物料余量并展示。

所述工作台面18上设有与背板12平行设置的两根导轨17，生产线的拐弯处通过普通工作台30来连接两个相邻的智能工作台，普通工作台30不同于智能工作台，普通工作台30上仅设有导轨而无其他的智能设备等，用于连接拐弯处两个智能工作台上的导轨，这样普通工作台30还可以为工位间留出适当空间并方便流转。

所述工作台面的两根导轨之间设有若干部分陷入至工作台面内的万向球。台面安装导轨和万向轮，可以方便生产过程中承载工装在工作台间顺畅转运。

所述工作台面18的下方设有电气柜20和储物柜19，所述电气柜20和储物柜19均与支撑腿22、工作台面18连接在一起，所述储物柜19位于电气柜20一侧。电气柜20用以放置工控机、IO板等电气设备，实现对智能设备的控制，为了便于电气元器件安装和维修，电气柜采用柜门式结构，即设有柜门。储物柜19安装于电气柜20旁，侧边进行开孔，方便放置智能工具控制器和布线。工作台面18采用高强度板材，其表面可根据需要安装防静电胶垫等材料。

本实施例还包括与后台服务器通过网络连接的触屏式终端13以及与触屏式终端13连接的智能设备，所述触屏式终端13安装在工具挂板15上，所述智能设备包括人脸识别设备5、员工卡读卡器1、二维码扫码枪9、RFID读写器21和网络摄像头10，所述人脸识别设备5安装在工作台面18的一侧，所述员工卡读卡器1安装在支撑腿22上，所述RFID读写器21设置在两根导轨17之间，所述二维码扫码枪9挂在背板12上。

本实施例还在背板12上设有报警灯11和扬声器，报警灯11和扬声器均与触屏式终端13连接，在出现异常时进行报警。另外，在工作平台18上设有与触屏式终端13连接的确认按键2，通达该按键可以方便上传规定的信息，一键确认即可完成。

所述智能工作台上的导轨17与相邻智能工作台上的导轨17相连从而为生产线形成物料传递轨道，所述智能生产线位于末工位的智能工作台上安装有标签打印机摆放架31，从而可以通过标签打印机打印产品的唯一单件码，便于追溯生产过程和所有操作。

本实施例中工作台采用通用设计，不同工作台可快速组合，结合结构化工艺精益制造系统内的快速调整，快速组成新的智能生产线，所生产产品不限定于某一种或某一类产品，可根据不同的产品工艺要求开展工步引导、物料指引、工具指引等功能，柔性化强，适应多品种小批量生产。

本实施例的生产线采用符合精益要求的逆时针U型线布局，作业人员背靠背站立或坐姿生产，相邻工位间距保证作业人员互不干扰且可方便的进行产品传递，各工位距离合适，在需要时，支持多能工跨工位生产；工作台台面为生产作业区域，背板上配备线边仓和工具挂架，线边仓用来存放标准件等物料，工具挂架用来挂装工具；通过人脸识别设备、员工卡识别器与精益制造系统可靠对接实现人脸识别登录、员工卡识别登录；通过二维码扫码枪、RFID识别设备、光电传感器实现生产任务的识别；通过电子标签、数显电子标签、称重传感器实现对线边物料的指引和余量管控；通过RFID识别设备、激光传感器和指示灯，实现工具状态管理和工具指引；通过报警灯和扬声器，实现对生产过程异常的声光报警；通过网络摄像头实现生产过程的影像留存；通过标签打印机与精益制造系统对接，为产品打印唯一单件码，便于进行生产追溯和全生命周期追溯；综上，本实施例通过各类智能设备与精益制造系统可靠对接，实现产品生产过程记录和全生命周期追溯。

本实用新型不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于结构化工艺精益制造系统的智能生产线，其特征在于：所述智能生产线沿逆时针U型线布局，所述智能生产线上设置有多个依次邻接的智能工作台，每个智能工作台为一个工位；

所述智能工作台包括工作台面和用于支撑工作台面的支撑腿，所述工作台面的背部固接有向上延伸的背板，所述背板为夹层结构，所述背板的夹层内设有过线槽，所述背板上安装有线边仓架、空料盒摆放架和工具挂板，所述空料盒摆放架位于线边仓架上方，所述工具挂板位于线边仓架、空料盒摆放架的左侧，所述工具挂板上制有用于安装工具挂钩的方形开孔，所述背板的顶部设安装有照明灯架；所述工作台面上设有与背板平行设置的两根导轨，所述工作台面的下方设有电气柜和储物柜，所述电气柜和储物柜均与支撑腿、工作台面连接在一起，所述储物柜位于电气柜一侧；

所述智能工作台还包括与后台服务器通过网络连接的触屏式终端以及与触屏式终端连接的智能设备，所述触屏式终端安装在工具挂板上，所述智能设备包括人脸识别设备、员工卡读卡器、二维码扫码枪、RFID读写器和网络摄像头，所述人脸识别设备安装在工作台面的一侧，所述员工卡读卡器安装在支撑腿上，所述RFID读写器设置在两根导轨之间，所述二维码扫码枪挂在背板上；

相邻两个智能工作台上的导轨相连；所述智能生产线位于末工位的智能工作台上安装标签打印机摆放架。

2.根据权利要求1所述的基于结构化工艺精益制造系统的智能生产线，其特征在于：所述料盒内设有与触屏式终端连接的称重传感器，所述料盒的端部设有显示称重传感器示数的数显电子标签。

3.根据权利要求1所述的基于结构化工艺精益制造系统的智能生产线，其特征在于：所述线边仓架远离背板的一端向下倾斜，所述线边仓架由可拆卸的挡板分隔为多个与料盒大小、形状相匹配的线边仓；所述空料盒摆放架远离背板的一端向上倾斜。

4.根据权利要求1所述的基于结构化工艺精益制造系统的智能生产线，其特征在于：所述工作台面的两根导轨之间设有若干部分陷入至工作台面内的万向球。

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