一种智能设备微节拍采集系统

1.本发明涉及节拍采集系统的技术领域，具体为一种智能设备微节拍采集系统。


背景技术：

2.随着互联网和智能制造的普遍发展，很多企业开始投入自动化设备和智能化装配线，通过取代人工来提升企业的生产效率和产品质量。一条自动化智能生产线通常有很多个工位串联而成。一条生产线的产能受制于该生产线的节拍时间。降低节拍时间对产能提升，减少设备投资有着积极的意义。
3.节拍时间是指该生产线每隔多少时间产出一个产品的间隔时间。例如每隔一分钟生产线产出一个产品，那么该生产线的节拍时间就是1分钟。一个小时的产能就是60个产品，为了提升生产线的综合设备效率，需要研究生产线的节拍时间受哪些因素的影响。常见的分析方法就是用时间仪表进行手工测量。需要对自动化生产线上每一个工位进行的工艺时间进行测量，来寻找瓶颈工位，然后针对瓶颈工位进行改善提升。
4.而手动测量通常由如下几个缺点：第一，测量精度不准确，对于节拍时间比较长的工位，用分钟作为时间的单位所引起的差别可能并不太明显，但是对节拍时间为秒的生产线，一秒钟也会产生很大误差，手动测量无法避免这些要求到秒一级的测量误差，第二，测量费时费力，需要员工长时间的在生产线上进行数据的收集，由于收集时间长，产生的采样误差也会累计增加，第三，采样样本少，不能覆盖全部运营情况，通常手动采样只能在某个时间段内进行数据收集，不能进行全生产周期数据收集，因此很难对数据进行均值和方差分析。第四，手动测量只能检测每个工位的整体工艺时间，对工位设备内部机械臂、机械轴、机械手的抓取，转动、移动、放置等动作不能进行细分采样，无法分辨各个动作的工艺时间，因此亟需一种智能节拍采集系统来进行节拍时间的采集。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能设备微节拍采集系统，具备避免了手动测量产生的误差，提高了测量的精度等优点，解决了现有手动测量产生的测量误差的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现上述避免了手动测量产生的误差，提高了测量的精度目的，本发明提供如下技术方案：一种智能设备微节拍采集系统，包括数据采集单元，数据采集单元的输出端电信号连接有数据服务器，数据服务器的输入端和输出端与数据采集单元的输出端和输入端为双向电信号连接，数据服务器的输出端电信号连接有中央处理系统，中央处理系统的输出端和输入端与数据服务器的输入端和输出端为双向电信号连接，中央处理系统的输出端电信号连接有控制系统，控制系统的输出端和输入端与中央处理系统的输入端和输出端为双向电信号连接，控制系统的输出端电信号连接有设备电源，设备电源的输入端和输出端
与控制系统的输出端和输入端为双向电信号连接，中央处理系统的输出端电信号连接有专家分析系统，专家分析系统的输入端和输出端与中央处理系统的输出端和输入端为双向电信号连接。
9.优选的，所述数据采集单元的输出端电信号连接有若干个运动传感器，且数据采集单元的输出端预留有连接端口。
10.优选的，所述专家分析系统的输出端电信号连接有若干个工位模块，工位模块的输入端和输出端与专家分析系统的输出端和输入端为双向电信号连接，且工位模块的输出端电信号连接有移动模块一、移动模块二以及移动模块三，移动模块一、移动模块二以及移动模块三的输出端和输出端与工位模块的输出端为双向电信号连接。
11.优选的，所述数据服务器的输出端电信号连接有数据加密模块，数据加密模块的输出端和输入端与数据服务器的输出端和输入端为双向电信号连接，数据加密模块的输出端电信号连接有登陆对比模块，登陆对比模块的输入端和输出端与数据加密模块的输出端和输入端为双向电信号连接，登陆对比模块的输出端电信号连接有登陆警告模块，登陆警告模块的输出端和输入端与登陆对比模块的输出端和输入端为双向电信号连接。
12.优选的，所述数据服务器的输出端电信号连接有数据保护模块，数据保护模块的输出端和输入端与数据服务器的输入端和输出端为双向电信号连接。
13.优选的，所述数据保护模块的输出端电信号连接有数据备份模块，数据备份模块的输出端和输入端与数据保护模块的输入端和输出端为双向电信号连接，数据备份模块的输出端电信号连接有数据日志记录模块，数据日志记录模块的输出端与输入端和数据备份模块的输出端和输入端为双向电信号连接。
14.优选的，所述数据采集单元用于收集机械设备部件的运动数据信息，并将运动数据信息传输至数据服务器内，数据服务器将数据传输至中央处理系统内，中央处理系统将数据传输至专家分析系统中，并经由专家分析系统产生分析报告。
15.(三)有益效果
16.与现有技术相比，本发明提供了一种智能设备微节拍采集系统，具备以下有益效果：
17.1、该智能设备微节拍采集系统，通过配有运动传感器，可以灵活配置运动传感器的数量，并将捕捉到的机械装置移动时间信息传输到数据服务器，同时配合专家分析系统能对采集的数据进行清洗和归纳整理，生成各个工位的节拍时间报告和工位内部的微节拍报告，对机械装置移动异常可以发出相应控制指令，实现智能化控制的效果，及时发现设备的异常问题，保证生产的质量和生产设备产能的优化运行，有效地避免了手动测量产生的误差，提高了测量的精度。
18.2、该智能设备微节拍采集系统，专家分析系统对收集到的数据进行节拍分析，通过对工位模块的三个移动对象的数据分析，可以得出三个方向各自移动的时间的平均值和方差，三个时间的和就是该工位模块的工艺时间，当收集到整条流水线每个工位的工艺时间后，能马上找出瓶颈工位，也就是工艺时间最长的工位，再对瓶颈工位的每一个机械装置的移动时间进行分析，就可以找到改善的机会，提高了系统整体运行的流畅性。
19.3、该智能设备微节拍采集系统，通过设置数据服务器配合数据加密模块与数据保护模块，数据服务器在进行数据传输时，经由数据加密模块可以对数据进行加密，避免数据
的丢失和泄露，同时在登陆数据服务器对数据进行查看时，经由登陆对比模块可以避免外人登陆进入数据服务器，并在登陆信息发生错误后，产生报警的功能，在数据进行传输时经由数据保护模块对数据进行保护，同时对传输的数据进行备份，避免服务器故障导致数据产生的丢失和损坏，并配合数据日志记录模块将数据传输的信息进行记录，提高了对数据服务器检修的便捷性。
附图说明
20.图1为本发明的系统结构示意图；
21.图2为本发明图1中数据采集单元的系统结构示意图；
22.图3为本发明图1中专家分析系统的系统结构示意图；
23.图4为本发明图1中数据服务器的系统结构示意图。
具体实施方式
24.以下结合附图对本发明作进一步详细说明，其中相同的零部件用相同的附图标记表示，需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”、“底面”和“顶面”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
25.下面将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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种智能设备微节拍采集系统，包括数据采集单元，数据采集单元的输出端电信号连接有数据服务器，数据服务器的输入端和输出端与数据采集单元的输出端和输入端为双向电信号连接，数据服务器的输出端电信号连接有中央处理系统，中央处理系统的输出端和输入端与数据服务器的输入端和输出端为双向电信号连接，中央处理系统的输出端电信号连接有控制系统，控制系统的输出端和输入端与中央处理系统的输入端和输出端为双向电信号连接，控制系统的输出端电信号连接有设备电源，设备电源的输入端和输出端与控制系统的输出端和输入端为双向电信号连接，中央处理系统的输出端电信号连接有专家分析系统，专家分析系统的输入端和输出端与中央处理系统的输出端和输入端为双向电信号连接。
27.数据采集单元的输出端电信号连接有若干个运动传感器，且数据采集单元的输出端预留有连接端口，运动传感器单元包括adxl345传感器和无线lora模块sx1276，。
28.专家分析系统的输出端电信号连接有若干个工位模块，工位模块的输入端和输出端与专家分析系统的输出端和输入端为双向电信号连接，且工位模块的输出端电信号连接有移动模块一、移动模块二以及移动模块三，移动模块一、移动模块二以及移动模块三的输出端和输出端与工位模块的输出端为双向电信号连接。
29.数据服务器的输出端电信号连接有数据加密模块，数据加密模块的输出端和输入端与数据服务器的输出端和输入端为双向电信号连接，数据加密模块的输出端电信号连接有登陆对比模块，登陆对比模块的输入端和输出端与数据加密模块的输出端和输入端为双
向电信号连接，登陆对比模块的输出端电信号连接有登陆警告模块，登陆警告模块的输出端和输入端与登陆对比模块的输出端和输入端为双向电信号连接。
30.数据服务器的输出端电信号连接有数据保护模块，数据保护模块的输出端和输入端与数据服务器的输入端和输出端为双向电信号连接。
31.数据保护模块的输出端电信号连接有数据备份模块，数据备份模块的输出端和输入端与数据保护模块的输入端和输出端为双向电信号连接，数据备份模块的输出端电信号连接有数据日志记录模块，数据日志记录模块的输出端与输入端和数据备份模块的输出端和输入端为双向电信号连接，通过设置数据服务器配合数据加密模块与数据保护模块，数据服务器在进行数据传输时，经由数据加密模块可以对数据进行加密，避免数据的丢失和泄露，同时在登陆数据服务器对数据进行查看时，经由登陆对比模块可以避免外人登陆进入数据服务器，并在登陆信息发生错误后，产生报警的功能，在数据进行传输时经由数据保护模块对数据进行保护，同时对传输的数据进行备份，避免服务器故障导致数据产生的丢失和损坏，并配合数据日志记录模块将数据传输的信息进行记录，提高了对数据服务器检修的便捷性。
32.数据采集单元用于收集机械设备部件的运动数据信息，并将运动数据信息传输至数据服务器内，数据服务器将数据传输至中央处理系统内，中央处理系统将数据传输至专家分析系统中，并经由专家分析系统产生分析报告。
33.在系统使用时分为建模阶段和采集分析阶段，首先进行建模阶段，对研究对象进行建模，首先确立整条流水线有多少个工位，每个工位需要检测多少个移动对象，每个工位需要检测的对象越多，所需要的传感器就越多，一个工位的传感器为一组，每条流水线的工位越多，所需要的传感器组也越多，传感器和传感器组的数量取决于数据采集单元的接受端口的数量，必要时可以进行扩充，根据流水线工位的数量和传感器的数量，在中央处理系统中建立流水线的模型和工位传感器采集模型，每个工位在数据服务器中建立对应的数据表，建模完成后，整条流水线的采集数据都会存储在相应的数据表中。
34.进入采集分析阶段时，在工位模块中使用三个运动传感器，它们分别对应机械臂在三个方向上的运动，三个运动传感器经由三个移动模块进行控制，运动传感器捕捉机械臂在x方向，y方向，z方向的运动时间，每次运动都会采集数据。
35.专家分析系统对收集到的数据进行节拍分析，通过对工位模块的三个移动对象的数据分析，可以得出三个方向各自移动的时间的平均值和方差，三个时间的和就是该工位模块的工艺时间，当收集到整条流水线每个工位的工艺时间后，能马上找出瓶颈工位，也就是工艺时间最长的工位，再对瓶颈工位的每一个机械装置的移动时间进行分析，就可以找到改善的机会。
36.进一步的，在本实施例中，数据服务器中保存有流水线每个工位的工艺时间，每个工位中机械装置移动的微节拍时间。如果机械装置出现异常，那么机械装置移动的时间将出现异常。专家分析系统可以通过数据比对来判定机械设备出现故障，发出报警信息，显示异常工位和机械装置位置或编号，以及断开电源的指令。
37.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。