汽车自动化生产线工位监控装置的制作方法

本实用新型涉及汽车自动化生产线控制技术领域，尤其涉及一种汽车自动化生产线工位监控装置。

背景技术：

汽车自动化生产线由自动执行装置和检测装置等组成。其中，自动执行装置主要包括各种执行器件和机构，如电机、电磁阀、气动缸及液压等；检测装置主要包括各种检测器件，如传感器，仪表等，用于检测生产线上各自动执行装置的工作进程和工作状态，经逻辑运算及数理运算与判断，实现汽车自动化生产线按生产工艺要求的程序，自动进行生产作业。

而实际生产过程中，由于汽车自动化生产线需要使用各检测装置检测对各自动执行装置的工作进程及工作状态进行检测，各设备及各工艺程序比较复杂，很容易导致生产过程中出现由于自动执行装置出现故障，对其进行检测的检测装置产生报错的情况，造成现有的生产线逻辑运算及数理运算与判断无法满足自动化生产线的生产需求，造成无法正常生产，从而产生停机等状况发生。由于汽车车身自动化生产线一般比较复杂，通常情况一团队无法完成一整条生产线的设计安装调试工作，经常需要多个团队相互配合才能完成。由于生产线上每个工位之间通常是相互关联的，如果上一工位没有将其对应的工作在固定时间内完成，就不能把汽车车身输送给下一工位，这样下一工位就只能等上一工位把工作完成才能继续工作，因此造成浪费了下一工位的工作时间。现有的汽车自动化生产线通过人工来记录各个工位的停机时间，由于人工记录经常会出现错记或漏记等情况，导致记录的时间不准确，从而管理人员无法从记录准确地判断具体是哪个工位出现问题而影响生产产量及生产进程；也不能及时发现设备因故障而停机的情况，不能及时处理故障而导致生产产量受到影响。因此，当最终生产产量不能按时完成时，很难准确地判断该负责的工作团队，且不能解决在生产过程中实际发生的问题。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中汽车自动化生产线中某工位出现故障时，不能及时且准确地记录该报错停机的工位停机时间，不能及时记录该工位等待时间等缺陷，目的在于提供一种能够监控生产线报错停机的工位，记录该工位的报错停机时间及等待时间的装置，为管理人员提供可靠且具体工位的故障数据，并及时提醒管理人员进行解除故障处理。

实现上述目的的技术方案是：

本实用新型的汽车自动化生产线工位监控装置，具有一工位PLC单元，还具有一与所述工位PLC单元经由网络进行交互的控制模块和一用于显示经由所述控制模块处理获得的工位监控结果的显示模块。

所述控制模块为一单片机单元。

所述控制模块具有一用于记录工位产量的计数单元、一用于记录工位报错停机时间的第一计时单元和一用于记录工位等待时间的第二计时单元。

所述工位PLC单元经由网络与所述计数单元交互，经由所述显示模块来显示所述计数单元的计数结果。

所述工位PLC单元经由网络与所述第一计时单元、所述第二计时单元交互，经由所述显示模块来显示所述第一计时单元和第二计时单元的计时结果。

较佳地，还具有一与所述第一计时单元、所述第二计时单元配合作用的报警模块。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型的汽车自动化生产线工位监控装置，通过工位PLC单元采集经由扫码枪获得的车身条码的车型信息，并与控制模块的计数单元进行交互，实现工位产量计数功能。通过工位PLC单元与第一计时单元和第二计时单元的交互，实现对报错停机工位的停机时间的记录，减少人工记录时间，提高记录数据的准确性，能够找出常出现故障的工位及某一工位的具体时间段内生产产量和线速，可有效的避免现有的各个生产环节负责的各供应商之间互相推卸责任的情况。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本实用新型汽车自动化生产线工位监控装置的整体组成示意图；

图2为本实用新型汽车自动化生产线工位监控装置的一实施例流程图。

具体实施方式

下面结合图1和图2所示，对本实用新型的汽车自动化生产线工位监控装置进行详细的说明。

如图1所示，本实施例的汽车自动化生产线工位监控装置，具有用于实现汽车自动化生产线工位监控的控制模块10、用于显示经由控制模块10处理获得的工位监控结果的显示模块20、用于出现报错停机时发出报警信号的报警模块30。控制模块10为单片机单元。控制模块10具有用于记录工位产量的计数单元11、用于记录工位报错时间的第一计时单元12和用于记录工位等待时间的第二计时单元13。报警模块30与第一计时单元12、第二计时单元13块配合作用，第一计时单元12得到故障信号后就会开始计时，同时发送一信号给报警模块30，报警模块30发出报警信号提示管理人员该工位发生报错，管理人员可以此时停止报警模块30继续发出报警信号，通知维修人员对该工位进行维修处理；当维修人员将故障排除后，当第一计时单元12结束计时状态时。现有的生产线具有工位PLC单元，工位PLC单元经由网络与控制模块10中的计数单元11、第一计时单元12和第二计时单元13进行交互。

本实用新型汽车自动化生产线工位监控装置的具体的工作原理为：

计数单元11通过生产线上的工位PLC单元将采集扫码枪扫描汽车车身条码获得的信息发送给计数单元11，实现工位产量计数，计数单元11将产量通过显示模块20来显示产量信息。计时单元11通过生产线上的工位PLC单元采集工位内部传感器信号，经由其逻辑处理并将逻辑处理结果发送给第一计时单元12或第二计时单元13，使得第一计时单元12或第二计时单元13开始计时，通过工位PLC单元内部的逻辑处理，可以分别将报错停机时间和等待时间信号输出给第一计时单元12和第二计时单元13。第一计时单元12和第二计时单元13报错停机时间均经由显示模块20来显示，以供管理人员通过监控显示屏获取当前工位的产量信息，报错时间及等待时间，了解该工位的生产状态。

本实用新型汽车自动化生产线工位监控装置的工位产量计数过程为：

每台汽车都设有唯一车身条码，每个工位均设有用于读取车身条码的扫描枪，获取其车型及其他相关信息。当扫描枪经扫描车身条码获取相应的车型信息时，其会将获得的车型信息发送给汽车自动化生产线的工位PLC单元，工位PLC单元每采集到一车身条码对应的车型信息，将发送一信号给控制模块10中的计数单元11，计算模块11则在原有计数基础上增加1，同时经由显示模块20中显示的工位产量的数值也随之增加1，实现工位产量计数功能。

本实用新型汽车自动化生产线工位监控装置的工位报错停机时间记录过程为：

通过工位PLC单元按照程序要求给生产线中的某执行装置发送一执行信号，如果该执行装置按照执行信号正常执行，并且执行装置的检测装置检测到执行动作已经正确完成，检测装置则向工位PLC单元反馈一完成信号，工位PLC单元则按照程序中的逻辑要求发送下一执行信号。在此过程中，如若执行装置没有按照执行信号的要求执行，其对应的检测装置则不会向工位PLC单元反馈一完成信号。如若工位PLC单元发出执行信号1S后，没有收到检测装置的完成信号的反馈，则认为该工位发生故障。此时工位PLC单元将向控制模块10的第一计时单元12发送一信号，第一计时单元12获得信号后便开始计时，同时第一计时单元12发送一信号给报警模块30，报警模块30则发出报警信号来提醒管理人员该工位发生报错，需要进行排除故障处理。此时管理人员可以停止报警模块30继续发出报警信号，并通知维修人员对该工位进行维修处理，当维修人员将故障排除后，检测装置将会向工位PLC单元反馈一完成信号，工位PLC单元获得完成信号后再次发送一信号给第一计时单元12，第一计时单元12接收到该信号后停止计时，并将此段停机时间发送给显示模块20进行显示，从而完成对报错停机工位的停机时间及停机状况的监控记录。报错停机工位的停机时间为内部停机时间，由负责该工位的团队负担责任。

本实用新型汽车自动化生产线工位监控装置的某工位等待时间记录过程为：

由于工位之间的工作通常是相互关联的，如果当前工位的上一工位由于故障或其他原因没有在规定的时间内将其工作完成，而不能将汽车车身按时输送到当前工位，因此当前工位只能等待前一工位将工作完成后将汽车车身传到当前工位，当前工位才能进入工作状态。将当前工位等待由于前一工位因故障或其他原因造成的延迟将车身传送的时间计为当前工位的第一等待时间。同理，如若当前工位的下一工位由于故障或其他原因没有在规定的时间内完成工作，即当前工位不能将其汽车车身按时传送到下一工位，因此当前工位只能等待下一工位将工作完成，才可将汽车车身传输给下一工位，当前工位才能接收来自上一工位的汽车车身。将当前工位等待由于下一工位因故障或其他原因造成的延迟将车身传送的时间即为当前工位的第二等待时间。第一等待时间和第二等待时间均是由于外部原因造成当前工位无法正常工作的时间，记为外部等待时间，即当前工位不需要对此负担责任。

当前工位正常完成了工作任务时，工位PLC单元将向当前工位的下一工位发送请求信号，请求将当前工位的汽车车身输送给下一工位。如若下一工位因为故障或其他原因未能按时完成工作，则无法给当前工位反馈允许输送信号，工位PLC单元发送请求信号1S后，开始给第二计时单元13发送一信号，第二计时单元13则开始进入计时状态，直到下一工位给当前工位反馈允许输送信号。当下一工位给当前工位反馈允许输送信号时，工位PLC单元再次给第二计时单元13发送一信号，第二计时单元13停止计时，该段时间计为第一等待时间，并将第一等待时间发送给显示模块20来显示。

如若上一工位因为某种原因未能按时完成工作，则无法给当前工位反馈允许输送信号，工位PLC单元发送请求醒1S后，开始给第二计时单元13发送一信号，第二计时单元13则开始进入计时状态，直到上一工位给当前工位反馈允许输送信号。当上一工位给当前工位反馈允许输送信号时，工位PLC单元再次给第二计时单元13发送一信号，第二计时单元13停止计时，该段时间计为第二等待时间，并将第二等待时间发送给显示模块20来显示。

本实用新型汽车自动化生产线工位监控装置的一具体实施例的具体是实施过程为：

如图2所示，针对本实用新型的以汽车车身车间的RL020工位为例进行介绍。RL020是动化焊接工位，该工位的上一工位为RL010工位是物料输送工位，下一工位为RL030工位是补焊工位。这三工位的工艺流程是：在RL010工位通过升降机把车身从别的生产线运输到当前生产线上，并通过升降机上的滚床将车身输送到RL020工位的升降滚床上；RL020工位的升降滚床将车身输送到位后，和车身一起下降，使车身落到RL020工位的滚床工装上，当RL020工位的传感器感应到车身落到位后，则向工位PLC单元反馈一到位信号，工位PLC单元收到到位信号后，根据程序逻辑要求执行下一步操作，即要求RL020工位的滚床工装上的气缸夹紧，实现将车身固定在滚床工装上，当所有气缸夹紧后，气缸上的传感器则会向工位PLC单元反馈一夹紧到位信号，工位PLC单元便会发送一信号，要求所有的焊接机器人对车身进行焊接操作。焊接完成后，各机器人均向工位PLC单元反馈一焊接完成信号，工位PLC单元收到焊接完成信号后，执行下一步操作，即要求所有滚床工装上的气缸打开，当气缸全部打开到位后，气缸上的传感器会向工位PLC单元反馈一打开到位信号，向工位PLC单元收到打开到位信号，继续执行下一步指令，即要求滚床升起，当检测滚床上升到位的传感器检测到滚床已经到位后，则向工位PLC单元反馈一到位信号，工位PLC单元收到到位信号后，继续执行下一步指令，即要求滚床将车身输送到RL030工位，当RL030工位具备输送条件后，则向工位PLC单元反馈一允许输送信号，向工位PLC单元收到允许输送信号后，向RL020工位发出指令，要求RL020工位的滚床输送车身到RL030工位，同时要求RL010工位将车身输送到RL020工位。其中RL020工位属于当前工作团队负责的工作范围，RL010工位和RL030工位属于其他团队负责的工作范围。

在上述过程中，当车身输送到RL020工位的时候，工位PLC单元发出指令要求扫描枪扫描车身条码获得车型信息，当扫描枪扫描车身条码获得车型信息后，便会向工位PLC单元反馈一信号，工位PLC单元将此车型信息经由网络发送给控制模块10的计数单元11中，计数单元11收到信号后，在原先计数基础上增加1，并将处理的信号发送给显示模块20进行显示，同时经由显示模块20中显示的工位产量的数值也随之增加1，实现工位产量计数功能。

当RL020工位在工位PLC单元发出执行指令后，由于滚床故障不能升降而不能输送车身、气缸故障不能夹紧或打开气缸、机器人故障不能启动和焊接、扫描枪故障无法扫描车身条码及感器损坏无法读取信号等原因造成无法给工位PLC单元反馈信号时，工位PLC单元则认为生产线对应的工位发生故障，工位PLC单元便会发送一信号给控制模块10的第一计时器模块12，第一计时器模块12开始进入计时状态，同时第一计时器模块12将发送一信号给报警模块30，报警模块30则发出报警信号来提醒管理人员该工位发生报错，需要进行排除故障处理。此时管理人员可以停止报警模块30继续发出报警信号，并通知维修人员对该工位进行维修处理，当维修人员将故障排除后，检测装置将会向工位PLC单元反馈一完成信号，工位PLC单元获得完成信号后再次发送一信号给第一计时单元12，同时第一计时单元12发送一信号给报警模块30，第一计时单元12接收到该信号后停止计时，并将此段停机时间发送给显示模块20进行显示，从而完成对报错停机工位的停机时间及停机状况的监控记录。管理人员就可以从显示模块20的显示数据获知对应工位的停机时间。此停机时间属于当前工位的团队的设备故障造成的，属于内部停机时间，由负责RL020工位的团队负担责任。

当RL020工位内部没有出现报错，由于RL030工位出现报错或其他原因造成RL020工位焊接完成的车无法正常输送到RL030工位时，工位PLC单元将向RL030工位发送输送汽车车身的请求信号，如若1s内没有收到RL030工位允许输送信号反馈，则开始给第二计时单元13发送一信号，第二计时单元13则开始进入计时状态，直到RL030工位给RL020工位反馈允许输送信号。当RL030工位给RL020工位反馈允许输送信号时，工位PLC单元再次给第二计时单元13发送一信号，第二计时单元13停止计时，该段时间计为第一等待时间，并将第一等待时间发送给显示模块20来显示。如若RL010工位位因为某种原因未能按时完成工作，则无法给RL020工位反馈允许输送信号，工位PLC单元发送请求醒1S后，开始给第二计时单元13发送一信号，第二计时单元13则开始进入计时状态，直到RL010工位给RL020工位反馈允许输送信号。当RL010工位给RL020工位反馈允许输送信号时，工位PLC单元再次给第二计时单元13发送一信号，第二计时单元13停止计时，该段时间计为第二等待时间，并将第二等待时间发送给显示模块20来显示。第一等待时间和第二等待时间属于负责RL030工位和RL010工位的团队负担责任。

如表1所示，为本实用新型的汽车车身车间的RL020工位各工作时间段内的产量、报错停机时间及等待时间数据：

表1 RL020工位的产量、报错停机时间及等待时间