一种用于智能装配生产过程的诱导监测系统的制作方法

本发明涉及装配设备技术领域，尤其涉及一种用于智能装配生产过程的诱导监测系统。

背景技术：

目前，传统手工装配工作台只给操作工人提供一个集中的工作工位，通常具备物料存储、照明、防静电、工具箱、供电等功能，即使是流水线式的手工装配线，仅仅是通过优化装配工艺，将装配工序分拆，依然依靠传统的纸质图纸和纸质工艺文件，装配质量直接与操作工人的技术能力和熟练程度相关，装配过程不可控，信息无法记录，更谈不上智能化的装配指导和监测。

随着智能制造技术发展，越来越多的先进技术应用到装配领域，如图像识别、传感器技术、自动控制、人工智能等，自动化装配设备也越来越注重装配过程信息的采集和监控，但是装配开敞性差、复杂度高、多品种小批量的零件装配工作，手工装配依然无法被取代，传统装配工作台仍广泛应用，为了解决传统装配工作台的弊端，将智能制造先进技术应用到装配工作台上势在必行，但现有技术中缺乏这样的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于智能装配生产过程的诱导监测系统，该系统可根据产品装配工艺进行配置，为操作人员提供可视化的装配指导，从而有效提高装配工作台的智能化水平，提高手工装配效率和装配质量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于智能装配生产过程的诱导监测系统，所述系统包括诱导监测传感器、诱导监测显示互动设备、装配指导指示灯、电气控制柜和系统主机，所述诱导监测传感器、诱导监测显示互动设备、装配指导指示灯和电气控制柜分别接入所述系统主机，其中：

所述诱导监测传感器采用kinect体感感应器设计，通过usb口接入所述系统主机，具体利用所述kinect体感感应器捕捉和分析装配工作台范围内操作人员的身体动作，并监测装配过程中相关资源的运行情况，实现装配生产过程的诱导，并将监测的相关信息传输给所述系统主机；

所述诱导监测显示互动设备包含触控投影仪和触控显示屏，所述触控显示屏通过dp口接入所述系统主机，通过该触控显示屏观看装配生产过程演示动画或装配流程提示图画；所述触控投影仪通过hdmi接口接入所述系统主机，利用所述触控投影仪将装配生产过程中的画面投影到装配桌面的特定位置，以方便操作人员在装配过程中查看装配流程；

所述装配指导指示灯包含物料指示灯矩阵、工具指示灯矩阵和蜂鸣报警指示灯；

所述电气控制柜包含plc模块、低压电器元件，所述plc模块通过网口与所述系统主机进行通讯，通过profinet总线接收来自所述系统主机的控制指令，实现对所述装配指导指示灯、工作开关和扫码枪的逻辑控制；

在所述系统主机上加载安装有诱导监测系统软件，用于根据装配任务与其它各部件配合完成装配生产过程中的诱导监测工作。

所述装配生产过程的诱导具体包括：

操作人员上工，暂停和完工时间检测，身体动作轨迹采集、显示与重放，装配动作正确性判断，取料位置实时提示及结果判断，工具位置实时提示及结果判断，工具归位管理，装配到位情况判断，装配过程出错报警，装配过程控制，预测工作效率和产能。

所述系统主机根据装配任务与其它各部件配合完成装配生产过程中的诱导监测工作的过程具体为：

所述系统主机通过采集和分析所述诱导监测传感器传送来的数据，对外向所述触控投影仪、触控显示屏、物料指示灯矩阵、工具指示灯矩阵和蜂鸣报警指示灯进行数据信号输出，实现产品装配工艺配置、三维装配工艺动画指导、装配生产过程诱导、无纸化操作、装配过程质量数据自动采集、操作人员管理的智能装配诱导监测操作。

所述电气控制柜中的plc模块选用西门子s7-1200系列。

所述扫码枪选用霍尼韦尔1900ghd手持枪式扫描器，用于识别零件上的二维码信息。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述系统可根据产品装配工艺进行配置，为操作人员提供可视化的装配指导，并对装配过程中操作人员的装配动作、工具使用、物料的拣取进行指导和判断，记录装配过程信息和装配质量，进而改变传统装配工作台的工作模式，有效提高装配工作台的智能化水平，提高手工装配效率和装配质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的用于智能装配生产过程的诱导监测系统整体结构示意图；

图2为本发明实施例所述监测系统的工作原理图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，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，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例所述诱导监测系统是智能装配生产过程诱导监测工作台的核心部分，是工作台执行任务装配任务，并对装配过程起到诱导监测作用的最关键的应用系统。下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例提供的用于智能装配生产过程的诱导监测系统整体结构示意图，所述系统包括诱导监测传感器、诱导监测显示互动设备、装配指导指示灯、电气控制柜和系统主机，所述诱导监测传感器、诱导监测显示互动设备、装配指导指示灯和电气控制柜分别接入所述系统主机，其中：

所述诱导监测传感器采用kinect体感感应器(集彩色摄像机、红外摄像机、深度(红外)摄像头、麦克风于一体)设计，通过usb口接入所述系统主机，具体利用所述kinect体感感应器捕捉和分析装配工作台范围内操作人员的身体动作，并监测装配过程中相关人、机、物、法、环等资源的运行情况，实现装配生产过程的诱导，并将监测的相关信息传输给所述系统主机；

具体实现中，上述装配生产过程的诱导具体包括：

操作人员上工，暂停和完工时间检测，身体动作轨迹采集、显示与重放，装配动作正确性判断，取料位置实时提示及结果判断，工具位置实时提示及结果判断，工具归位管理，装配到位情况判断，装配过程出错报警，装配过程控制，预测工作效率和产能。

所述诱导监测显示互动设备包含触控投影仪和触控显示屏，所述触控显示屏通过dp口接入所述系统主机，通过该触控显示屏观看装配生产过程演示动画或装配流程提示图画；所述触控投影仪通过hdmi接口接入所述系统主机，利用所述触控投影仪将装配生产过程中的画面投影到装配桌面的特定位置，以方便操作人员在装配过程中查看装配流程；

所述装配指导指示灯包含物料指示灯矩阵、工具指示灯矩阵和蜂鸣报警指示灯；

所述电气控制柜包含plc模块、低压电器元件，所述plc模块通过网口与所述系统主机进行通讯，通过profinet总线接收来自所述系统主机的控制指令，实现对所述装配指导指示灯、工作开关和扫码枪的逻辑控制；具体实现中，该plc模块可以选用西门子s7-1200系列；所述扫码枪选用霍尼韦尔1900ghd手持枪式扫描器，用于识别零件上的二维码信息。

如图2所示为本发明实施例所述监测系统的工作过程示意图，参考图2：在所述系统主机上加载安装有诱导监测系统软件，用于根据装配任务与其它各部件配合完成装配生产过程中的诱导监测工作。具体来说：所述系统主机通过采集和分析所述诱导监测传感器传送来的数据，对外向所述触控投影仪、触控显示屏、物料指示灯矩阵、工具指示灯矩阵和蜂鸣报警指示灯进行数据信号输出，实现产品装配工艺配置、三维装配工艺动画指导、装配生产过程诱导、无纸化操作、装配过程质量数据自动采集、操作人员管理的智能装配诱导监测操作。

具体来说，产品装配工艺配置是指提供产品装配工艺流程配置界面，用户根据产品装配工艺流程可以灵活配置每个装配工步所涉及的零件、标准件、工具、装配动作、三维装配动画、检测标准、电子表格数据要求等信息，作为软件系统其它功能的输入信息；

无纸化操作是指装配工艺过程表格电子化，预置在相应的工艺步骤中，操作人员可通过数据键盘、鼠标、触摸屏录入；

装配过程质量数据自动采集是指装配过程质量视频数据自动采集、显示与回溯；

操作人员管理是指操作人员管理功能包括身份认证、派工、报工管理。

除上述实施例所描述的功能外，本监测系统还可以实现：

零件装配信息追溯，用于对装配的零件信息、操作人员信息、装配时长、在线检验结果等信息进行记录，用于后续质量信息追溯的来源。

同时，本监测系统还可以为其他系统提供集成接口，例如车间制造执行管理系统集成接口、质量数据采集系统集成接口等。

值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

综上所述，本发明所述诱导监测系统具有如下优点：

1)解决传统手工装配过程中，由于人员因素带来的装配不可控性，全程对操作工人的操作动作进行捕捉、分析和指导，系统自动判断正确性，有效指导装配工作；

2)能够根据产品已配置的工艺流程，自动判断装配过程中物料、工具的使用情况，有效防止误操作；

3)全程采集的装配过程信息和装配质量信息，提供可追踪的信息记录。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。