器具管控系统及方法与流程

1.本发明涉及生产管控技术领域，具体涉及生产过程中对所用到的器具进行管控的系统及方法。


背景技术：

2.随着自动化生产设备的不断普及，机械臂组件作为自动化生产过程中的关键组件，被广泛地应用。本文中所述的机械臂组件是指具有在至少一个维度活动的至少一个机械臂，例如目前已经非常普及的多轴机械臂组件。一般地，机械臂组件的作动端(活动幅度最大的末端，也就是执行操作的端部)需要设置执行具体加工操作的器具，例如各种夹具、吸盘、喷嘴、点胶嘴、焊接机构等器具。
3.实际应用中，针对不同类型或型号的产品(被加工产品)，需要在机械臂组件的作动端换装不同类型或型号的所述器具。这就需要对常用的器具进行有效管控，避免取放过程中的误操作。目前，虽然设置了专用的器具存放柜(或称存放库)，但主要还是通过人为识别器具并结合人为取放登记的手段，来对器具进行管控，依然存在取错、放错器具的问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种器具管控系统及管控方法，旨在提升器具的管控质量和效率。本发明通过下述技术方案实现：
5.一种器具管控系统，包括器具存放柜及至少两个被管控器具；其特征在于，所述器具存放柜具有与所述被管控器具一一对应的器具承载位；各器具承载位上分别设置有感测器件，且位于不同器具承载位上的感测器件彼此间错位设置；各被管控器具上分别设置有被感测件，且位于不同被管控器具上的被感测件彼此间错位设置；对应器具承载位上的感测器件能且仅能感测到承载于对应器具承载位上的对应被管控器具的被感测件；所述器具管控系统还包括主控模块，接收并处理所述感测器件的感测信号。
6.具体地，所述感测器件为反射型光电开关，所述被感测件为光反射件；承载于对应器具承载位上的对应被管控器的光反射件位于且仅位于对应器具承载位上的反射型光电开关的光路上。
7.具体地，所述感测器件为磁感应器件，所述被感测件为磁性器件；承载于对应器具承载位上的对应被管控器的磁性器件的磁场覆盖且仅覆盖对应器具承载位上的磁感应器件。
8.具体地，所述感测器件为触碰开关，所述被感测件为触碰件；承载于对应器具承载位上的对应被管控器的触碰件触动对应器具承载位上的触碰开关。
9.具体地，每个所述器具承载位对应一块器具承载板，各器具承载板上沿长方向、宽方向或周向设置至少两个感测器件安装位，位于不同器具承载位上的感测器件彼此安装于不同的感测器件安装位上；各被管控器具上沿长方向、宽方向或周向设置至少两个被感测件安装位，位于不同被管控器具上的被感测件彼此安装于不同的被感测件安装位上。
10.具体地，所述器具存放柜还包括柜体及伸缩驱动机构，各所述器具承载板受所述伸缩驱动机构驱动、由所述柜体侧面伸出或缩回；所述伸缩驱动机构与所述主控模块电控连接。
11.基于上文所述的技术方案，本发明提供一种器具管控方法，其特征在于，包括：
12.将被管控器具存入所述器具存放柜的器具承载位上时，检测对应器具承载位上的感测器件是否有感测信号，是则确定存入操作正确，否则确定存入操作错误；
13.及或：将被管控器具从所述器具存放柜的器具承载位上取走时，检测对应器具承载位上的感测器件是否有感测信号，否则确定取出操作正确，是则确定取出操作错误。
14.上述技术方案的有益效果在于：将被管控器具与器具承载位对应成组，通过为每组被管控器具与器具承载位设置对位匹配的感测器件和被感测件，且不同组的感测器件和被感测件错位设置；使得每组对应的器具承载位及被管控器具分别形成了特定的感测位，当被管控器具放入不对应的器具承载位时，感测器件无法正常感测，主控模块结合器具的取放操作进行相应的信息处理，包括展示、警示、乃至进一步的控制等，有效避免了取错、放错器具的问题。
15.在上述技术方案的基础上，作为优选的技术方案，本发明提供的器具管控系统及管控方法还包括以下优选技术手段：
16.优选地，所述器具管控系统还包括与所述主控模块电控连接的机械臂组件，所述机械臂组件的作动端及所述被管控器具上设置有彼此装配的对接机构，所述机械臂组件受所述主控模块的控制，通过所述对接机构从所述器具承载位自动取放所述被管控器具。
17.优选地，所述机械臂组件的作动端设置的对接机构上设置有与所述主控模块连接的第一电连接接口；各所述被管控器具的对接机构上分别设置有与所述第一电连接接口匹配的第二电连接接口；各所述被管控器具分别具有编码电路，各所述编码电路的编码信息不同，且所述编码信息经所述第二电连接接口、第一电连接接口供所述主控模块读取。
18.基于上文所述的优选技术方案，本发明提供一种器具管控方法，其特征在于，包括：
19.所述主控模块向所述机械臂组件发送器具存入指令，并读取所述机械臂组件作动端当前装配的被管控器具的所述编码信息，根据所述编码信息确定当前装配的被管控器具在所述器具存放柜中的对应器具承载位；所述主控模块判断所述对应器具承载位上的感测器件是否有感测信号，是则放弃器具存入操作，否则所述机械臂组件将当前装配的被管控器具分离并存入所述对应器具承载位；
20.及或：所述主控模块向所述机械臂组件发送器具取出指令，所述器具取出指令包含要取出的被管控器具的标识信息；根据所述器具取出指令确定当前要取出的被管控器具在所述器具存放柜中的对应器具承载位；所述主控模块判断所述对应器具承载位上的感测器件是否有感测信号，是则所述机械臂组件的作动端与所述对应器具承载位的被管控器对接装配，否则放弃器具取出操作。
21.进一步地，所述主控模块放弃器具存入操作或放弃器具取出操作时，给出警示信息。
22.基于上文所述的优选技术方案，本发明提供又一种器具管控方法，其特征在于，包括：
23.s1、所述机械臂组件接收所述主控模块的器具换装指令，所述器具换装指令包含要取出的被管控器具的标识信息；
24.s2、所述主控模块读取所述机械臂组件作动端当前装配的被管控器具的所述编码信息，根据所述编码信息确定当前装配的被管控器具在所述器具存放柜中的对应器具承载位；所述主控模块判断所述对应器具承载位上的感测器件是否有感测信号，是则放弃器具换装操作，否则所述机械臂组件将当前装配的被管控器具分离并存入所述对应器具承载位、同时进入步骤s3；
25.s3、所述主控模块根据所述器具换装指令确定当前要取出的被管控器具在所述器具存放柜中的对应器具承载位；所述主控模块判断所述对应器具承载位上的感测器件是否有感测信号，是则所述机械臂组件的作动端与所述对应器具承载位的被管控器对接装配，否则放弃器具换装操作。
26.进一步地，所述主控模块放弃器具换装操作时，给出警示信息。
27.上述优选技术方案的有益效果在于：引入了机械臂组件，机械臂组件在主控模块控制下可以自动地在器具存放柜中取放被管控器具，关键在于，且各所述被管控器具分别具有可供读取的编码电路，且各所述编码电路的编码信息不同；当机械臂组件与被管控器具对接装配时，主控模块可以识别该被管控器具的身份，根据其身份也可以确定其对应的器具承载位；以此解决了机械臂组件自动取放器具时，无法自动识别及取错、放错、重叠放置的问题，起到了防呆、防撞的效果。
附图说明
28.图1为本发明实施例提供的器具管控系统的立体图。
29.图2为图1中a部分的放大图。
30.图3为本发明实施例提供的器具管控系统中被管控器具的立体图。
31.图4为本发明实施例提供的器具管控系统中机械臂组件的作动端的放大图。
32.图5为本发明实施例提供的器具管控系统中感测器件采用反射型光电开关的电路原理图。
33.图6为本发明实施例提供的器具管控系统中通过编码电路对被管控器具进行识别的电路原理图。
具体实施方式
34.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，为了便于说明，本发明中结合附图对方位进行定义，这些方位的定义仅仅为了便于清楚地描述相对的位置关系，并不用于对产品或装置在生产、使用、销售等过程中实际方位的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。再者，在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
36.结合图1及图2所示，本实施例提供的器具管控系统包括：主控模块、器具存放柜10及至少两个被管控器具20。主控模块主要用于信号及数据的采集和处理以及控制指令的生成，主控模块可以是plc控制器，也可以是安装有操控软件的上位机；主控模块可以配置有显示屏、指示灯、报警器等信息提示单元。
37.器具存放柜10包括柜体11、若干块器具承载板12及伸缩驱动机构13，每干块器具承载板12上提供一个器具承载位；伸缩驱动机构13与所述主控模块电控连接，各器具承载板11受伸缩驱动机构13驱动、由柜体11侧面伸出或缩回。当然，也可以只设置一整块承载板，再将整块承载板分区域划分为多个器具承载位。各器具承载位与各被管控器具20一一对应；也就是说，每个被管控器具20具有一个专用的器具承载位，对应的被管控器具20和对应的器具承载位101构成一个组。
38.本实施例中的被管控器具20为一个长条状的工装夹具，相应的器具承载板12及器具承载位也是长条状的。每个器具承载位上设置有一个感测器件122，且位于不同器具承载位上的感测器件彼此间错位设置。具体地，各器具承载板12上沿长方向设置至少多个感测器件安装位121，但每块器具承载板12上只安装一个感测器件122，且保证位于不同器具承载位上的感测器件122彼此安装于不同的感测器件安装位上。例如，图2中，第一块器具承载板12上的感测器件122安装于第三个感测器件安装位121上，第二块器具承载板12上的感测器件122安装于第一个感测器件安装位121上。
39.各被管控器具20上分别设置有被感测件202，且位于不同被管控器具20上的被感测件202彼此间错位设置；同时，对应器具承载位上的感测器件122能且仅能感测到承载于对应器具承载位上的对应被管控器具的被感测件202。例如，结合图2和图3所示，第一个被管控器具20上的被感测件202安装的位置满足：该第一个被管控器具20承载于第一器具承载位上时，第一器具承载位上的感测器件122恰好感测到第一个被管控器具20上的被感测件202。另外，主控模块接收并处理所述感测器件的感测信号。
40.对于感测器件122和被感测件202，有多种方式的选择，举例如下：
41.(1)感测器件为反射型光电开关，被感测件为光反射件；承载于对应器具承载位上的对应被管控器的光反射件位于且仅位于对应器具承载位上的反射型光电开关的光路上。参见图5，其中的b1-b5为反射型光电开关，各自的感测信号接入所述主控模块。
42.(2)感测器件为磁感应器件，被感测件为磁性器件；承载于对应器具承载位上的对应被管控器的磁性器件的磁场覆盖且仅覆盖对应器具承载位上的磁感应器件。
43.(3)感测器件为触碰开关，被感测件为触碰件；承载于对应器具承载位上的对应被管控器的触碰件触动对应器具承载位上的触碰开关。
44.本实施例中的被管控器具20为一个长条状的工装夹具，相应的器具承载板12及器具承载位也是长条状的。可以理解的是，被管控器具20也可以是其他形状，此时，器具承载板12及器具承载位的形状可以做相应变化；且各器具承载板可以上沿长方向、宽方向或周向设置至少两个感测器件安装位，位于不同器具承载位上的感测器件彼此安装于不同的感测器件安装位上；相应地，各被管控器具20上可以沿长方向、宽方向或周向设置至少两个被感测件安装位，位于不同被管控器具上的被感测件彼此安装于不同的被感测件安装位上。
45.基于上文所述的技术方案，本实施例提供一种器具管控方法，包括器具存入过程的管控和器具取出过程的管控。其中，器具存入过程的管控包括：将被管控器具存入所述器
具存放柜的器具承载位上时，检测对应器具承载位上的感测器件是否有感测信号，是则确定存入操作正确，否则确定存入操作错误。此外器具取出过程的管控包括：将被管控器具从所述器具存放柜的器具承载位上取走时，检测对应器具承载位上的感测器件是否有感测信号，否则确定取出操作正确，是则确定取出操作错误。
46.上述技术方案中，将被管控器具与器具承载位对应成组，通过为每组被管控器具与器具承载位设置对位匹配的感测器件和被感测件，且不同组的感测器件和被感测件错位设置；使得每组对应的器具承载位及被管控器具分别形成了特定的感测位，当被管控器具放入不对应的器具承载位时，感测器件无法正常感测，主控模块结合器具的取放操作进行相应的信息处理，例如通过显示屏、指示灯显示对应的感测信号，操作人员结合自身的操作，可以进行操作正确性的确认，有效避免了取错、放错器具的问题。
47.此外，现有技术中，机械臂组件具有自动取放工装夹具的功能，但是其不能智能识别且准确取放，本实施例提供一种更优选的方案，使得主控模块还可以进一步地对机械臂组件进行智能控制，说明如下：
48.继续参见图1，本实施例提供的器具管控系统还包括与所述主控模块电控连接的机械臂组件30，机械臂组件的作动端31上设置有器具对接机构35，结合图4。结合图3所示，被管控器具20上设置有机械臂对接机构25，器具对接机构35和机械臂对接机构25彼此匹配，可以对接装配。机械臂组件30受所述主控模块的控制，通过上述对接机构从上文所述的器具承载位自动取放被管控器具20。
49.参见图4，器具对接机构35上设置有与所述主控模块连接的第一电连接接口351；各被管控器具20的机械臂对接机构25上分别设置有与所述第一电连接接口351匹配的251。
50.此外，参见图6，各被管控器具20分别具有编码电路，使得各所述编码电路的编码信息不同，且所述编码信息经所述第二电连接接口251、第一电连接接口351供所述主控模块读取，以此区分并识别各被管控器具20的身份。本实施例中，编码电路采用bcd码编码电路。此外，各被管控器具25上分别设置有接线盒26，结合图3，所述编码电路设置于接线盒26内。
51.基于上文所述的优选技术方案，本发明提供一种器具管控方法，包括器具存入过程的管控和器具取出过程的管控。
52.其中，器具存入过程的管控包括：主控模块向所述机械臂组件发送器具存入指令，并读取所述机械臂组件作动端当前装配的被管控器具的所述编码信息，根据所述编码信息确定当前装配的被管控器具在所述器具存放柜中的对应器具承载位；所述主控模块判断所述对应器具承载位上的感测器件是否有感测信号，是则放弃器具存入操作并给出警示信息，否则所述机械臂组件将当前装配的被管控器具分离并存入所述对应器具承载位；
53.其中，器具取出过程的管控包括：所述主控模块向所述机械臂组件发送器具取出指令，所述器具取出指令包含要取出的被管控器具的标识信息；根据所述器具取出指令确定当前要取出的被管控器具在所述器具存放柜中的对应器具承载位；所述主控模块判断所述对应器具承载位上的感测器件是否有感测信号，是则所述机械臂组件的作动端与所述对应器具承载位的被管控器对接装配，否则放弃器具取出操作并给出警示信息。
54.另外，基于上文所述的优选技术方案，本发明提供又一种器具管控方法，执行器具换装过程的管控，包括：
55.s1、机械臂组件接收所述主控模块的器具换装指令，所述器具换装指令包含要取出的被管控器具的标识信息；
56.s2、主控模块读取机械臂组件作动端当前装配的被管控器具的所述编码信息，根据所述编码信息确定当前装配的被管控器具在所述器具存放柜中的对应器具承载位；主控模块判断对应器具承载位上的感测器件是否有感测信号，是则放弃器具换装操作并给出警示信息，否则机械臂组件将当前装配的被管控器具分离并存入所述对应器具承载位、同时进入步骤s3；
57.s3、主控模块根据所述器具换装指令确定当前要取出的被管控器具在所述器具存放柜中的对应器具承载位；所述主控模块判断所述对应器具承载位上的感测器件是否有感测信号，是则机械臂组件的作动端与所述对应器具承载位的被管控器对接装配，否则放弃器具换装操作并给出警示信息。
58.就器具换装过程，提供一个实例如下：
59.1.1-机械臂组件接收主控模块指令，获取即将生产的产品号，且根据产品号解读出其所要使用的工装夹具为d1；
60.2.1-主控模块通过机械臂组件读取机械臂组件作动端当前装配的被管控器具的编码信息，根据所述编码信息确定当前装配的被管控器具为d2、且确定被管控器具为d2在器具存放柜中的对应器具承载位；
61.3.1-主控模块判断被管控器具d2的对应器具承载位上的感测器件是否有感测信号，是则代表该器具承载位被占用，此时放弃器具换装操作并给出警示信息，否则机械臂组件将当前装配的被管控器具分离并存入对应器具承载位；
62.4.1-主控模块判断工装夹具d1的对应器具承载位上的感测器件是否有感测信号，若没信号，则代表该器具承载位上没有想要的工装夹具d1，此时放弃器具换装操作并给出警示信息；若有信号，则代表该器具承载位上有想要的工装夹具d1，是则机械臂组件的作动端与工装夹具d1对接装配，机械臂组件自动更换工装夹具完成。
63.上述优选技术方案的有益效果在于：各所述被管控器具分别具有可供读取的编码电路，且各所述编码电路的编码信息不同；当机械臂组件与被管控器具对接装配时，主控模块可以识别该被管控器具的身份，根据其身份也可以确定其对应的器具承载位；以此解决了机械臂组件自动取放器具时，无法自动识别及取错、放错、重叠放置的问题，起到了防呆、防撞的效果，对工装夹具的取放形成闭环控制。
64.以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，凡基于本发明的创作主旨、无需经过创造性劳动即可得到的等效技术特征的替换，应当视为本发明揭露的范围。