CN220215789U - 用于在车辆总装工厂中向多条生产线供应零部件的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于在车辆总装工厂中向多条生产线供应零部件的系统，所述系统包括多条传送带，其分别延伸至所述多条生产线之一，其中，所述系统包括位于所述多条传送带的输入端处的一个分拣区域，在所述分拣区域中设置有：工业相机，所述工业相机设置用于针对零部件的包装采集实时视频流；边缘计算设备，所述边缘计算设备设置用于从所述实时视频流提取零部件的包装上的标签信息，并且基于所述标签信息确定当前零部件所应输入的传送带；连接到所述边缘计算设备的PLC；配设给每条传送带的升降阻挡机构，其中，升降阻挡机构通过所述PLC的控制能够阻挡错误的零部件输入并且允许正确的零部件通行。本实用新型的系统能够简化零部件的分拣。

Description

用于在车辆总装工厂中向多条生产线供应零部件的系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于在车辆总装工厂中向多条生产线供应零部件的系统。

背景技术

在车辆总装工厂中通常并行地制造多种车型。为此，各个供应商往往同时为多种车型供应零部件。这造成在车辆总装工厂的收货处需要对用于不同车型的零部件进行分拣并且将相应的零部件分送至不同的生产线。通常，装卸工人需要仔细查看每个零部件的包装上的标签，并且凭借记忆和经验来判断零部件应送至哪个生产线。这样的操作不仅效率低下而且常常出错，并且无法避免错误的零部件分拣带来的问题，例如由于缺少正确零部件造成的生产停滞，将错误的零部件装配到车辆中带来的质量缺陷。此外，错误的零部件的后续流转也带来了人力物力的消耗。而且，随着现今个性化制造的普及，柔性生产更是使零部件种类倍增，装卸工人更是难以依靠记忆来准确判断零部件的目标生产线。

有鉴于此，如何简化零部件的分拣供应成为一项亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的任务在于，提供一种用于在车辆总装工厂中向多条生产线供应零部件的系统，其能够简化零部件的分拣，至少辅助装卸工人来判断零部件的目标生产线，实现准确且高效的零部件分配。

本实用新型规定了一种用于在车辆总装工厂中向多条生产线供应零部件的系统，所述系统包括多条传送带，这些传送带分别延伸至所述多条生产线之一，其中，所述系统包括位于所述多条传送带的输入端处的一个分拣区域，在所述分拣区域中设置有：

工业相机，所述工业相机设置用于针对零部件的包装采集实时视频流；

边缘计算设备，所述边缘计算设备设置用于从所述实时视频流提取零部件的包装上的标签信息，并且基于所述标签信息确定当前零部件所应输入的传送带；

连接到所述边缘计算设备的PLC；

配设给每条传送带的升降阻挡机构，其中，所述升降阻挡机构通过所述PLC的控制能够阻挡错误的零部件输入并且允许正确的零部件通行。

按照本实用新型，在多条传送带的输入端处设置有一个分拣区域，在该分拣区域通过工业相机的实时视频流的采集和边缘计算设备的运算来辅助对零部件的目标生产线的确定，从而装卸工人无需再仔细查看每个零部件的包装上的标签或是凭借记忆和经验来判断零部件应送至哪个生产线，借此能够高度简化零部件的分拣，有效辅助装卸工人来判断零部件的目标生产线，显著提升零部件分配的准确性并且提高分拣的效率。此外，为了保证错误的零部件不会意外地输入进传送带，在每条传送带上设置一个升降阻挡机构，以阻挡错误的零部件的进入，进一步保证零部件分配的准确性和安全性，最大程度地避免零部件分拣带来的上述各项问题。

在本实用新型中使用工业相机来采集零部件出现分拣区域的实时视频流，由此零部件不必在某一位置必须处于静止状态，由此能够顾及到装卸工人的操作动作，并且提高所处理的零部件的吞吐量。

特别是规定了，由边缘计算设备从所采集的实时视频流提取零部件的包装上的标签信息并且基于所述标签信息确定当前零部件所应输入的传送带。相比于远程计算设备或者中央服务器等，设置在本地的边缘计算设备更能满足实时性、带宽利用率、处理能力等需求。在此，边缘计算设备又称为边缘算力盒子、IoT盒、智能边缘计算盒、AI算力盒、AIoT盒、边缘智盒、边缘智能物联网盒等，其具备高计算性能和大容量存储，并且配置灵活、支持温度范围宽、环境适应性强、易于维护管理等。在此，所述边缘计算设备例如可以从实时视频流提取清晰的帧图像、截取包装上的标签区域并且对标签区域中的字符进行识别。特别是，基于边缘计算设备的高性能，上述流程可以根据公知的算法或协议利用现有的硬件条件并结合现有的编程手段加以实现。示例性地，在所述边缘计算设备中可以集成有现有技术中成熟的计算机视觉算法，如特征提取、匹配或识别算法(例如SIFT特征提取算法、EasyOCR识别算法)，从而精准地提取出标签信息、特别是零部件编号(Part number)。接着，边缘计算设备又可以根据标签信息、特别是零部件编号与生产线的映射关系来确定零部件所应输入的传送带，其中，所述映射关系例如可以以查找表、数据库等形式存储在边缘计算设备中或者对于边缘计算设备是可访问的。

按照本实用新型的一种实施方案，所述升降阻挡机构构成为升降柱，所述升降柱能够伸出于传送带的传送面并且能够回缩为与传送面齐平；或者所述升降阻挡机构构成为升降架，所述升降架能够下降至接近传送带的传送面并且能够抬起为远离传送面。

按照本实用新型的一种实施方案，在所述分拣区域中还设置有灯光指示装置和/或显示装置，所述灯光指示装置和/或所述显示装置与所述PLC连接。通过所述灯光指示装置和/或所述显示装置向装卸工人提供指示，以辅助其对零部件的目标生产线的确定。

按照本实用新型的一种实施方案，所述灯光指示装置用于指示：当前零部件是否应输送给当前传送带以及标签信息是否成功提取；和/或所述显示装置用于显示所提取的标签信息以及当前的零部件所应输入的传送带。

按照本实用新型的一种实施方案，在所述分拣区域中设置有急停开关，以此来保证系统运行的安全性。

按照本实用新型的一种实施方案，在所述分拣区域中设置有将零部件转移到相应的传送带上的分配装置。通过所述分配装置能够实现全自动地将零部件分配到相应的传送带上，从而进一步简化零部件的分拣供应操作，提高供应效率。

按照本实用新型的一种实施方案，所述分配装置构成为将零部件拨动至相邻的传送带上的摆动杆。

按照本实用新型的一种实施方案，所述分配装置构成为转盘输送机。

按照本实用新型的一种实施方案，所述分配装置包括垂直于所述多条传送带设置的横向输送带以及在所述横向传送带上分别配置给每条传送带的推杆。

按照本实用新型的一种实施方案，在分拣区域中设置有称重装置。借此可以记录零部件的重量信息，以便追溯。

按照本实用新型的一种实施方案，所述边缘计算设备与生产系统通信，以用于从生产系统获取零部件与传送带的映射关系和/或向生产系统上传关于零部件的数据。

本实用新型的其它特征从附图以及对具体实施方式得出。所有上述在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在具体实施方式中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅能以相应给出的组合使用，而且能以其它组合使用，或者能在单独状态下使用。

附图说明

图1示出按照本实用新型的用于在车辆总装工厂中向多条生产线供应零部件的系统的一种实施方式的局部；

图2示出按照本实用新型的用于在车辆总装工厂中向多条生产线供应零部件的系统的一种实施方式的示意性框图；

图3示出按照本实用新型的用于在车辆总装工厂中向多条生产线供应零部件的系统的另一种实施方式的俯视图；

图4示出按照本实用新型的用于在车辆总装工厂中向多条生产线供应零部件的系统的再一种实施方式的正视图；以及

图5示出按照本实用新型的用于在车辆总装工厂中向多条生产线供应零部件的系统的又一种实施方式的正视图。

具体实施方式

以下将参照附图描述本发明，其中的附图示出了本发明的若干实施例。然而应当理解的是，本发明可以以多种不同的方式呈现出来，并不局限于下文描述的实施例；事实上，下文描述的实施例旨在使本发明更为完整，并向本领域技术人员充分说明本发明的保护范围。还应当理解的是，本文公开的实施例能够以各种方式进行组合，从而提供更多额外的实施例。

应当理解的是，本文中的用语仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本发明。本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另外定义，均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见，公知的功能或结构可以不再详细说明。

在本文中，用语“A或B”包括“A和B”以及“A或B”，而不是排他地仅包括“A”或者仅包括“B”，除非另有特别说明。

在本文中，用语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本发明不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。

还应理解，“包括/包含”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。除非另有定义，否则所有术语(包括技术术语和科学术语)在本文中均按它们在示例所属领域的一般含义使用。

图1示出按照本实用新型的用于在车辆总装工厂中向多条生产线供应零部件的系统的一种实施方式的局部。在图1中所示的用于在车辆总装工厂中向多条生产线供应零部件2的系统中，为了清楚起见仅仅示出一条传送带1，该传送带1延伸至所述多条生产线之一。

在图1所示的右部为按照本实用新型的位于所述多条传送带的输入端处的分拣区域。在所述分拣区域中设置有工业相机4，所述工业相机4设置用于针对零部件2的包装采集实时视频流。所述实时视频流提供给未示出的边缘计算设备，所述边缘计算设备设置用于从所述实时视频流提取零部件2的包装上的标签信息，并且基于所述标签信息确定当前零部件2所应输入的传送带1。在此可以看到零部件2被装卸工人摆放在一个分拣平台3上。架设在门型架5上的工业相机4的镜头对准该分拣平台3上的零部件2。在此，装卸工人在摆放零部件2时应将其包装的标签朝向工业相机4。在此，分拣平台3特别是可以斜向下地延伸至传送带1，使得零部件2可以借助重力作用下降到传送带1上。

在所述分拣区域中还设置有配设给传送带1的升降阻挡机构，其中，所述升降阻挡机构能够阻挡错误的零部件2输入到传送带1中并且允许正确的零部件2通行。所述升降阻挡机构由未示出的PLC控制，所述PLC与边缘计算设备连接。在图1中所示的实施方式中，升降阻挡机构构成为升降柱6，所述升降柱6能够伸出于传送带1的传送面(图1所示的状态)并且能够回缩为与传送带1的传送面齐平。借助于当前伸出于传送带1的传送面的升降柱6，可以阻挡错误的零部件2、亦即阻挡不应输入到该传送带1上的零部件2向下游的生产线继续输送。与此相反地，当存在正确的零部件2时，则升降柱6将相应下降，直至其顶端与传送面齐平，从而不再阻碍零部件2在传送带1上继续输送。在此，升降柱6可以通过齿轮齿条机构、曲轴、丝杠或链条等驱动。

通过图1所示的系统的局部可知，在本实用新型中通过工业相机4的实时视频流的采集和(未示出的)边缘计算设备的运算来辅助对零部件2的目标生产线的确定，从而装卸工人无需再仔细查看每个零部件2的包装上的标签或是凭借记忆和经验来判断零部件2应送至哪个生产线，借此能够高度简化零部件2的分拣，有效辅助装卸工人来判断零部件2的目标生产线显著提升零部件分配的准确性并且提高分拣的效率。

在图1中所示的分拣区域中还特别有利地设置灯光指示装置7，所述灯光指示装置7用于指示：当前零部件是否应输送给当前传送带以及标签信息是否成功提取。示例性地，灯光指示装置7如图所示构成有上下相叠的以不同阴影表示的三个灯光区段、如红、黄、绿三色灯光区段，其中，以红色灯光区段的点亮表示当前零部件2不应输送给当前传送带2；以绿色灯光区段的点亮表示当前零部件2应输送给当前传送带2；并且以黄色灯光区段的点亮表示未成功提取到标签信息。通过这样的灯光指示装置7能够特别简单地向装卸工人指示零部件的分配以及是否应重新放置零部件2以便重新采集其图像。

在图1所示的系统中，装卸工人可以简单地将零部件2摆放到分拣平台3上，在这个过程中仅需将零部件2的包装上的标签朝向工业相机4。通过边缘计算设备判断当前零部件是否属于当前的传送带1。如果判断为是，则升降柱6下降，灯光指示装置7点亮绿色灯光区段，接着零部件2可通过传送带1继续运输至相应的生产线，并且装卸工人可以良好得知当前零部件2无需他进一步操作。而如果边缘计算设备判断当前零部件不属于当前的传送带1，则升降柱6保持伸出于传送带以阻挡零部件2通过，并且灯光指示装置7点亮红色灯光区段。于是装卸工人便知晓当前零部件2不应被当前的传送带1输送，接着装卸工人可以将该零部件2移至另一传送带或者所述另一传送带的分拣平台3上。在此，该零部件2例如可以被配设给所述另一传送带的工业相机再次采集并相应判断。然而出于成本考虑，也可以不配设附加的工业相机，装卸工人可以通过其他传送带上的升降柱6的状态来简单地确定当前零部件2应被哪个传送带输送。在存在更多个传送带的情况下还可能有利地是：通过附加设置的显示装置的信息显示或者配设给其他传送带的其他灯光指示装置来找到所属的传送带。

为了保证系统运行的安全性，还可以考虑的是，在所述分拣区域中设置有急停开关。

图2示出按照本实用新型的用于在车辆总装工厂中向多条生产线供应零部件的系统的一种实施方式的示意性框图。在该框图中仅示出有关于分拣区域的部分。在按照本实用新型的系统100中包括工业相机4、边缘计算设备8、PLC 9以及通过PLC 9控制的升降柱6和灯光指示装置7，其中，工业相机4将其针对零部件2的包装采集的实时视频流发送给边缘计算设备8。边缘计算设备8能够从所述实时视频流提取零部件的包装上的标签信息并且基于所述标签信息确定当前零部件2所应输入的传送带1。连接到所述边缘计算设备8的PLC 9则可以根据从边缘计算设备8传来的确定结果相应地控制升降柱6的升降和灯光指示装置7的点亮。

在图2中所示的边缘计算设备8例如是IoT盒或者说物联网盒，其基于分散式计算架构，绝大部分或者全部的计算处理是发生在分布式的设备节点、亦即边缘计算设备8处。边缘计算使得应用程序、数据以及算力(服务)远离中心节点而更靠近执行位置。设置边缘计算设备8的目标在于使应用程序、功能或服务更靠近执行位置、在此为按照本实用新型的系统100。在此，边缘计算设备8例如可以包括：模糊检测模块，其可以从实时视频流提取清晰的帧图像；图像校正模块，其可以纠正帧图像中的失真、如歪斜和/或变形；特征提取模块，其可以从纠正后的帧图像中截取零部件2的包装上的标签区域；以及字符识别模块，其可以对标签区域中的字符进行识别。在此，上述模块均可以根据公知的算法或协议利用现有的硬件条件并结合现有的编程手段加以实现。示例性地，在所述边缘计算设备中可以集成有现有技术中成熟的计算机视觉算法，如特征提取、匹配或识别算法(例如SIFT特征提取算法、EasyOCR识别算法)，从而精准地提取出标签信息、特别是零部件编号，为此还优选可以应用机器学习算法或深度学习算法，以简化例如特征提取模块等的构建。在提取出标签信息之后，边缘计算设备8又可以根据标签信息、特别是零部件编号与生产线的映射关系来确定零部件2所应输入的传送带1，其中，所述映射关系例如可以以查找表、数据库等形式存储在边缘计算设备8中或者对于边缘计算设备8是可访问的。如图2所示，边缘计算设备8优选地可以与生产系统IPS通信，以用于从生产系统IPS获取零部件2与传送带1的映射关系。备选地或附加地，边缘计算设备8可以向生产系统IPS上传关于零部件2的数据、如标签信息、帧图像等，以便在生产过程中追踪零部件2的收货和入库等。

图3示出按照本实用新型的用于在车辆总装工厂中向多条生产线供应零部件的系统的另一种实施方式的俯视图。在所述分拣区域中设置有将零部件2转移到相应的传送带1上的分配装置。如图3所示，所述分配装置包括垂直于所述三条传送带1设置的横向输送带10以及在所述横向传送带10上分别设有配置给每条传送带1的推杆11。在该实施方式中，横向输送带10横向于各条传送带1地设置在它们的输入端处。在横向输送带10的一端上设置有分拣位置3'，在分拣位置3'的下游安装有门型架5和架设在门型架5上的工业相机4。在此，装卸工人将零部件2以其包装的标签面向工业相机4地摆放在分拣位置3'处，使得工业相机4能够采集在横向输送带10上前进的零部件2(未示出)的实时视频流，并且边缘计算设备8如上所述地确定当前零部件2应输入到哪个传送带1上。该确定结果被发送到控制各个推杆11的PLC 9上，从而PLC 9可以在当前零部件2前进到对应的传送带1处时驱动推杆11推出，以便将当前零部件2推上到相应的传送带1上。

图4示出按照本实用新型的用于在车辆总装工厂中向多条生产线供应零部件的系统的再一种实施方式的正视图。在所述分拣区域中也设置有将零部件2转移到相应的传送带1上的分配装置。在此，三条传送带1并列设置，在中间的传送带1上安装有门型架5和架设在门型架5上的工业相机4。在门型架5上还安装有用作升降阻挡机构的升降架12。如图4中的上下箭头所表示的那样，升降架12可以沿高度方向改变位置。升降架在图4所示的状态中下降至接近传送带1的传送面，从而可以通过位于升降架12中央的结构来阻挡错误的零部件2输入到中间的传送带1上。在当前零部件2属于中间的传送带1时，升降架12可以抬起为远离传送面，由此，当前零部件2可以不受阻碍地通行过门型架5。

在一种高度集成化的实施方式中，位于升降架12中央的结构特别有利地构成为用作分配装置的摆动杆13。如图4所示，两个摆动杆13可以分别围绕图4中所标记的各自的轴线旋转，从而能够将零部件2拨动至相邻的传送带1上。

图5示出按照本实用新型的用于在车辆总装工厂中向多条生产线供应零部件的系统的又一种实施方式的正视图。在所述分拣区域中也设置有将零部件2转移到相应的传送带1上的分配装置。在此，所述分配装置构成为转盘输送机14。如图所示，三条传送带1分别成角度地围绕转盘输送机14设置，在转盘输送机14中央安装有门型架5和架设在门型架5上的工业相机4。工业相机所面对的区域为分拣位置3'。在分拣位置3'下方构成有可旋转的辊筒15。在此，装卸工人可以将零部件2摆放在分拣位置3'处，使得工业相机4能够采集零部件2(未示出)的实时视频流，并且边缘计算设备8如上所述地确定当前零部件2应输入到哪个传送带1上。该确定结果被发送到控制转盘输送机14的PLC 9上，从而PLC 9可以驱动转盘输送机14如箭头所示方向旋转，以便将零部件2移动到对准相应的传送带1的位置，接着零部件2下方的辊筒可以旋转，从而将当前零部件2带动到相应的传送带1上。

本发明不限于所示的实施例，而是包括或者延及可落入所附权利要求书的有效范围内的所有技术上的等效物。在说明书中所选择的位置说明如例如上、下、左、右等等参照直接的描述以及示出的附图并且在位置变化时按照意义能转用到新的位置上。

本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (11)

1.用于在车辆总装工厂中向多条生产线供应零部件的系统，所述系统包括多条传送带，这些传送带分别延伸至所述多条生产线之一，

其特征在于，

所述系统包括位于所述多条传送带的输入端处的一个分拣区域，在所述分拣区域中设置有：

工业相机，所述工业相机设置用于针对零部件的包装采集实时视频流；

边缘计算设备，所述边缘计算设备设置用于从所述实时视频流提取零部件的包装上的标签信息，并且基于所述标签信息确定当前零部件所应输入的传送带；

连接到所述边缘计算设备的PLC；

配设给每条传送带的升降阻挡机构，其中，所述升降阻挡机构通过所述PLC的控制能够阻挡错误的零部件输入并且允许正确的零部件通行。

2.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述升降阻挡机构构成为升降柱，所述升降柱能够伸出于传送带的传送面并且能够回缩为与传送面齐平；或者

所述升降阻挡机构构成为升降架，所述升降架能够下降至接近传送带的传送面并且能够抬起为远离传送面。

3.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述分拣区域中还设置有灯光指示装置和/或显示装置，所述灯光指示装置和/或所述显示装置与所述PLC连接。

4.按照权利要求3所述的系统，其特征在于，所述灯光指示装置用于指示：当前零部件是否应输送给当前传送带以及标签信息是否成功提取；和/或所述显示装置用于显示所提取的标签信息以及当前的零部件所应输入的传送带。

5.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述分拣区域中设置有急停开关。

6.按照权利要求1至5之一所述的系统，其特征在于，在所述分拣区域中设置有将零部件转移到相应的传送带上的分配装置。

7.按照权利要求6所述的系统，其特征在于，所述分配装置构成为将零部件拨动至相邻的传送带上的摆动杆。

8.按照权利要求6所述的系统，其特征在于，所述分配装置构成为转盘输送机。

9.按照权利要求6所述的系统，其特征在于，所述分配装置包括垂直于所述多条传送带设置的横向输送带以及在所述横向输送带上分别配置给每条传送带的推杆。

10.按照权利要求1至5之一所述的系统，其特征在于，在分拣区域中设置有称重装置。

11.按照权利要求1至5之一所述的系统，其特征在于，所述边缘计算设备与生产系统通信，以用于从生产系统获取零部件与传送带的映射关系和/或向生产系统上传关于零部件的数据。