专利名称：一种产品螺钉加装数据监控的方法、系统和数据监控终端的制作方法
技术领域：
本发明属于产品数据监控技术领域，尤其是涉及一种产品螺钉加装数据监控的方
法、系统和数据监控终端。
背景技术：
目前，在产品的生产、制造过程中，加装螺钉是必须的一道加工工序。对于产品而 言，生产一批产品是需要分开很多工序的，而每个工序需要打一个或多个不同型号的螺钉， 这些工序需要分到各个工位去完成，而每个工位就对应在一位操作员工。目前，对于这种大 批量、机械式地加装螺钉通常对采用电批(电动起子)对螺钉加装，但是对于电批提供的正 转信号、反转信号、转动周期信号、启动信号和停止信号，现有技术方案只是利用这5种信 号做简单的打螺钉计数功能，即打一个螺钉到堵转认为打完一个螺钉。并没有对螺钉实际 是否打到位进行判断，如果螺钉打到一半就卡死了 ，也会认为该螺钉打好了 ，这在一定程度 上造成产品质量不高，引起的返工甚至报废，降低了生产效率，也增大了产品的生产成本。
因此，目前亟需一种实时的螺钉加装监控系统，对产品生产过程中螺钉加装进行 实时监控。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足和缺陷，提供一种产品生产过程中螺钉加 装数据监控的方法、系统和数据监控终端，有效提高了产品的质量，大大提高了生产效率， 降低了产品生产成本。 为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案一种产品螺钉加装监控的 方法，包括步骤 采集器采集螺钉加装数据，所述螺钉加装数据包括螺钉实际转动圈数，开始加装 时间以及结束加装时间； 数据解析单元对采集器采集到的螺钉加装数据进行数据解析，然后发送给中央处
理器，中央处理器将解析后的螺钉加装数据以文件格式存储在存储器上； 中央处理器将存储在存储器上的文件格式的螺钉加装数据发送给上位机，上位机
进行进一步分析处理。 本发明中，所述采集螺钉加装的数据之前还进一步包括 判断是否已经设定螺钉加装数量，如果没有，则通过数据输入设备输入需要设定 的螺钉加装数量，设定的螺钉加装数量存储在存储器上。 本发明中，所述将螺钉加装数据以文件格式存储在存储器上之前还进一步包括
判断是否已经存在与螺钉加装数据对应的文件目录；如果没有，则建立新的文件 目录结构。 本发明中，所述存储器为可擦写可编程存储器，所述中央处理器与上位机之间以 串口多主通讯方式通信。
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—种产品螺钉加装数据监控系统，包括 采集器，采集产品生产过程的螺钉加装数据，并发送给中央处理器，所述螺钉加装 数据包括螺钉实际转动圈数，开始加装时间以及结束加装时间； 监控终端，与采集器相连接，接收采集器采集的螺钉加装数据，解析、存储后上传 给上位机以及对螺钉加装进行生产设定。 上位机，用于对螺钉加装数据进行进一步分析处理。 本发明中，所述监控终端包括存储器，所述存储器进一步包括文件配置表单元，所 述文件配置表单元用于将数据解析单元解析后的数据转化为文件格式。
—种产品螺钉加装数据监控终端，包括 数据解析单元，对数据采集器采集的数据进行解析，解析完毕后发送给中央处理 器； 中央处理器，接收解析后的螺钉加装数据并存储在存储器上，以及将存储在存储 器上的文件格式的螺钉加装数据发送给上位机； 人机接口 ， 一端与中央处理器相连接，另一端连接显示界面和设定单元，螺钉加装 数据通过人机接口显示于显示界面上，以及设置单元设定的螺钉加装数量通过人机接口发 送给中央处理器； 存储器，与中央处理器相连接，存储文件格式的螺钉加装数据；
实时时钟单元，与中央处理器相连接，用于同步系统的时间。
本发明中，所述存储器进一步包括 文件配置表单元，将数据解析单元解析后的数据转化为文件格式。 本发明中，所述中央处理器还进一步包括 第一判断单元，用于判断是否已经设定螺钉加装数据。
本发明中，所述文件配置表单元包括 第二判断单元，用于判断是否已经存在与螺钉加装数据对应的文件目录结构；
目录建立单元，用于建立文件目录结构。 与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案，首先采集器采集螺钉加装数据， 所述螺钉加装数据包括螺钉实际转动圈数，开始加装时间以及结束加装时间；解析单元对 采集器采集到的螺钉加装数据进行数据解析，解析完毕后发送给中央处理器；中央处理器 将解析后的螺钉加装数据以文件格式存储在存储器上，最后再将存储在存储器上的文件格 式的螺钉加装数据发送给上位机，进行进一步的分析处理，实现对产品质量进行有效监控 和管理，大大提高了生产效率，同时降低了产品生产成本。
图1为本发明实施例提供的一种产品螺钉加装数据监控系统结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种产品螺钉加装数据监控终端结构示意图；
图3为本发明实施例提供的文件配置表结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种产品螺钉加装数据监控的方法流程图。
具体实施例方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。 如图1所示，本发明实施例提供的一种产品螺钉数据加装监控系统，包括若干采 集器1，数据监控终端2以及上位机3。其中，所述采集器1为多口电批，通过电批采集螺钉 加装数据，所述螺钉加装数据包括螺钉实际转动圈数，开始加装时间以及结束加装时间。
对单个螺钉而言，记录加装每一个螺钉的全部过程。例如加装该螺钉的开始时间， 该螺钉的实际转动圈数，以及该螺钉加装结束时间。并把这些记录按照先后顺序记录到文 件结构中。通过对实际打进圈数的判断，可以判断这颗螺钉是否合格，合格则记录结束时 间，不合格则做出报警提示，并要求返工，直到螺钉合格才解除警告，做通过提示。这样根据 一颗螺钉开始加装和结束加装的时间、以及中间过程中返工的次数、或者螺钉转动的实际 圈数就可以对操作员工的熟练程度做统计。再通过统计前一个螺钉的结束加装时间与当前 螺钉的开始加装时间，可以判断打螺钉过程的准备工作是否充分合理。 对于产品而言，生产一批产品是需要分开很多工序的，而每个工序需要加装一个 或多个不同型号的螺钉，这些工序需要分到各个工位去完成，而每个工位就对应在一位电 批操作员工。 一个产品开始生产之前就已经把它的生产工序和工位都确定了，例如要生产 1000套产品，该生产线在第五个工位完成第7个工序，第7个工序要先打5号螺钉4个。在 生产前就把我们的螺钉加装系统设置好。在生产时在对应的工位输入操作员工号并调出预
先设好的工序，设定生产量为iooo套，设置完成后，操作员工就可以按本系统的照画面提
示按顺序打螺钉。直到生产完1000套产品，系统提示生产完成。这样就可以对的产品的每 一个工序进行监控，和统计该产品的生产效率，对产品的质量和持续改进提供数据支持。
如图2所示，本发明中所述监控终端2包括采集接口 20、数据解析单元21、中央处 理器22、存储器23、人机接口 24、显示单元25、设置单元26、与上位机3通讯的通讯接口 27 以及实时时钟单元28。其中，采集接口 20、数据解析单元21、存储器23、人机接口 24、通讯 接口 27均与中央处理器22连接，所述显示单元25和设置单元26通过人机接口 24与中央 处理器22连接。 数据解析单元21接收采集器1采集到的螺钉加装数据，然后对螺钉加装数据进行 数据解析，将模拟的数据信号转化为数字信号，解析完毕后，发送给中央处理器22，中央处 理器22将解析后的螺钉加装数据以文件格式存储在存储器23上。 本发明实施例中，所述中央处理器22包括第一判断单元，所述第一判断单元用于 判断系统是否已经对螺钉加装数量进行生产设定，如果没有，则启动中央处理器22中的系 统设置功能，并输出至通过人机接口 24与中央处理器22连接的显示单元25，所述显示单元 25以人机对话界面的形式显示。此时，操作人员可以根据显示单元25的显示界面，通过设 置单元26(比如键盘，手写屏或手写板)输入需要设定的螺钉加装数量。本实施例中采用 键盘，键入需要设定的螺钉加装数量。本发明实施例中的显示单元25为常用显示器，其提 供一个人机界面，为用户提供输入指示，也为生产中数据的实时变化提供一个数值的显示。
由于在用电批安装一个螺钉的实际过程中，可能不能一次性打好这个螺钉，中间 会存在返工。即可能在中间过程中，电批需要工作很多次，电批需先暂停关闭，要重新调整 好螺钉位置后，再启动电批，直至这个螺钉正常安装完毕。 本发明中所述需设定的螺钉加装数据既包括螺钉装配数量，还包括用电批一次性将一个螺钉正常加装完毕时该螺钉应转动的实际圈数、该螺钉开始加装时间、该螺钉结束 加装时间，其中这个螺钉开始加装时间指电批启动时间，螺钉结束加装时间指电批结束时 间。 而本发明所述数据采集器1采集的螺钉加装数据包括螺钉转动圈数、开始加装时 间、结束加装时间等，其中所述螺钉转动圈数、开始加装时间、结束加装时间是指用电批加 装螺钉，电批工作一次时驱动螺钉转动的圈数，在该一次工作过程中电批的启动时间、电批 的结束时间。 优选的，为了能显示不同大小的字体，系统中采用了一个16MB的闪存(FLASH)以 存放字库，装入了 GB2312字库及ASC字库的16点阵、24点阵、32点阵，且中央处理器20通 过串行外围器接口 (Serial Peripherallnterface， SPI)访问字库，发送信号给显示单元 25，操作人员通过设置单元26在显示单元25上设置螺钉加装数量。 所述数据解析单元22对螺钉加装数据进行解析，将模拟的数据转换为数字的数 据。因为电批所提供的5个信号仅仅是信号，而需要的信息是转动的圈数，堵转信号等。如 转动圈数这个信息的获得就是对在开始信号出现后到停止信号出现前转动周期信号出现 的次数进行统计而得出转动的圈数这个信息。解析完毕后，中央处理器21将解析后的数据 存储在存储器23上。 所述存储器23还进一步包括文件配置表(FAT)单元230。如图3所示，本发明实 施例中，所述FAT单元230包括一第二判断单元2301和目录建立单元2302，所述FAT单元 230在存储数据之前第二判断单元2301会通过遍历的方式判断是否已经存在与螺钉加装 数据对应的文件目录结构，如果没有，则目录建立单元2302建立新的文件目录结构，建立 这些文件目录是为了方便统计和储存上述的螺钉信息。把每一个螺钉的信息对应到其对应 的工序、工位、操作员工和产品上。然后FAT单元230将螺钉加装数据存储在存储器23上， 本发明实施例中所述存储器23优选可擦写可编程存储器，比如SD (Secure DigitalMemory Card,安全数码卡)、CF (Compact Flash,小型闪存)卡等。 本发明中，在生产中对所需螺钉的数据采集与设置可以进行实时数据分类存储，
如表1为例
工件编号工位编号螺钉转动圈数开始加装时间结束加装时间螺钉状态
外壳左上1010:30:0910:30:14正常
外壳左下1010:32:1710:32:22正常
外壳右上1010:40:2010:40:25正常
外壳右下610:50:3510:50:38异常 表1 本发明所述系统采用在工业控制领域中常用的CAN(Controller AreaNetwork，控
7制器局域网)总线来组网，通过联网，上位机3实时地获得生产中的数据，掌握生产状态。由 于CAN总线支持多主通讯，这样每个终端机在数据到来时，均可以申请总线来发送数据，从 而保证数据发送的实时性。 同时，为了后台处理更方便，本发明中，所述上位机3采用常用的FAT32文件系统， 提供文件及目录建立、文件检索、读写文件等文件操作；所述上位机3通过通讯接口 27与中 央处理器22连接。在联机的状态下，每打完一个螺钉，系统都会把数据采集器1采集到的 螺钉信息处理后保存在存储器23上并上传给上位机3，作进一步的分析处理，比如统计、筛 选、抽样等。 所述实时时钟单元28，与中央处理器22连接，其作用是让系统的时间实时且统 一。在开机时，系统会初始化时间，统一时间。本发明中系统采用了 Dallas的DS1307，它外 置一个后备电池，当系统断电时，实时时钟单元28会自动切换到后备电池供电，并进入节 电模式，保证实时时钟单元28不会停止。生产中的一些实时数据的时间信息也可以由实时 时钟单元28来提供。 如图4所示，本发明实施例还根据上述系统提供了一种产品螺钉加装数据的监控 方法，包括步骤 步骤301 :判断是否已经设定螺钉加装数量，如果是，则进入步骤303 ;如果否，则 进入步骤302 ; 步骤302 :设定螺钉加装数量； 本发明实施例中，显示屏幕会以人机对话界面形式显示，操作人员可以根据屏幕 显示，通过数据输入器(比如键盘，手写板，手写笔等)输入需要设定的螺钉加装数量。
步骤303 :采集螺钉加装数据； 本发明实施例，采集器采集到的螺钉加装数据包括螺钉实际转动圈数，开始加装 时间以及结束加装时间。具体是指电批加装螺钉时，电批工作一次时驱动螺钉转动的圈数， 在该一次工作过程中电批的启动时间、电批的结束时间。
步骤304 :对采集到的螺钉加装数据进行数据解析； 本发明实施例中，解析单元对对采集到的模拟的螺钉加装数据转化为数字的螺钉 加装数据。解析完毕后，发送给中央处理器。 步骤305 :判断是否已经存在与螺钉加装数据对应的文件目录；如果没有，进入步 骤306 ;如果有，进入步骤307 ; 本发明实施例中，系统在存储数据前，文件配置表单元会检查判断是否已经存在 与螺钉加装数据对应的文件目录。
步骤306 :文件配置表单元建立新的文件目录结构； 步骤307 :中央处理器将螺钉加装数据存储在存储器上； 本发明实施例中，所述存储器优选可擦写可编程存储器，比如SD卡，CF卡。 步骤308 :将螺钉加装数据发送给上位机，作进一步的分析和处理。 综上所述，结合上述系统和方法，对实际产品螺钉加装过程中，首先采集器采集螺
钉加装数据，所述螺钉加装数据包括螺钉实际转动圈数，开始加装时间以及结束加装时间； 解析单元对采集器采集到的螺钉加装数据进行数据解析，解析完毕后发送给中央处理器；
中央处理器将解析后的螺钉加装数据以文件格式存储在存储器上，最后再将存储在存储器上的文件格式的螺钉加装数据发送给上位机，进行进一步的分析和处理，实现对产品质量 进行有效监控和管理，大大提高了生产效率，同时降低了产品生产成本。 本发明实施例应用了具体的实施例对本发明实施例的原理及实施方式进行了阐 述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明实施例的方法及其核心思想；同时，对于本 领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改 变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明实施例的限制。
权利要求
一种产品螺钉加装监控的方法，其特征在于，包括步骤采集器采集螺钉加装数据，所述螺钉加装数据包括螺钉实际转动圈数，开始加装时间以及结束加装时间；数据解析单元对采集器采集到的螺钉加装数据进行数据解析，然后发送给中央处理器，中央处理器将解析后的螺钉加装数据以文件格式存储在存储器上；中央处理器将存储在存储器上的文件格式的螺钉加装数据发送给上位机，上位机进行进一步分析处理。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集螺钉加装的数据之前还进一步 包括判断是否已经设定螺钉加装数量，如果没有，则通过数据输入设备输入需要设定的螺 钉加装数量，设定的螺钉加装数量存储在存储器上。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将螺钉加装数据以文件格式存储在 存储器上之前还进一步包括判断是否已经存在与螺钉加装数据对应的文件目录；如果没有，则建立新的文件目录 结构。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述存储器为可擦写可编程存储器，所述 中央处理器与上位机之间以串口多主通讯方式通信。
5. —种产品螺钉加装数据监控系统，其特征在于，包括采集器(l)，采集产品生产过程的螺钉加装数据，并发送给中央处理器(2)，所述螺钉 加装数据包括螺钉实际转动圈数，开始加装时间以及结束加装时间；监控终端(2)，与采集器(1)相连接，接收采集器(1)采集的螺钉加装数据，解析、存储 后上传给上位机(3)以及对螺钉加装数量进行生产设定。上位机(3)，用于对螺钉加装数据进行进一步分析处理。
6. 根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述监控终端(2)包括存储器(23)，所述 存储器(23)进一步包括文件配置表单元，所述文件配置表单元用于将数据解析单元解析 后的数据转化为文件格式。
7. —种产品螺钉加装数据监控终端，其特征在于，包括数据解析单元(21)，对数据采集器(1)采集的数据进行解析，解析完毕后发送给中央 处理器(22);中央处理器(22)，接收解析后的螺钉加装数据并存储在存储器(23)上，以及将存储在 存储器(23)上的文件格式的螺钉加装数据发送给上位机(3);人机接口 (24)，一端与中央处理器(21)相连接，另一端连接显示界面(25)和设定单 元(26)，螺钉加装数据通过人机接口 (24)显示于显示界面(25)上，以及设置单元(26)设 定的螺钉加装数量通过人机接口 (24)发送给中央处理器(21);存储器(23)，与中央处理器(21)相连接，存储文件格式的螺钉加装数据；实时时钟单元(28)，与中央处理器(21)相连接，用于同步系统的时间。
8. 根据权利要求7所述的监控终端，其特征在于，所述存储器(23)进一步包括 文件配置表单元(230)，将数据解析单元(22)解析后的数据转化为文件格式。
9. 根据权利要求8所述的监控终端，其特征在于，所述中央处理器(21)还进一步包第一判断单元，用于判断是否已经设定螺钉加装数据。
10.根据权利要求9所述的监控终端，其特征在于，所述文件配置表单元(230)包括 第二判断单元(2301)，用于判断是否已经存在与螺钉加装数据对应的文件目录结构； 目录建立单元(2302)，用于建立文件目录结构。
全文摘要
本发明提供了一种产品螺钉加装监控的方法、系统及数据监控终端，其中方法包括步骤采集器采集螺钉加装数据，所述螺钉加装数据包括螺钉实际转动圈数，开始加装时间以及结束加装时间；数据解析单元对采集器采集到的螺钉加装数据进行数据解析，然后发送给中央处理器，中央处理器将解析后的螺钉加装数据以文件格式存储在存储器上；中央处理器将存储在存储器上的文件格式的螺钉加装数据发送给上位机，上位机进行进一步分析处理。本发明实现对产品质量进行有效监控和管理，大大提高了生产效率，同时降低了产品生产成本。
文档编号G05B19/048GK101706652SQ20091010748
公开日2010年5月12日 申请日期2009年5月22日 优先权日2009年5月22日
发明者周明杰, 廖启博, 欧永存, 王之孟, 雷运洪 申请人:海洋王照明科技股份有限公司