防错装置和方法以及防错系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种防错装置和方法以及防错系统，防错装置包括识别产品的识别单元、控制器、工具、用于锁定各工具的锁具、用于判断工具已完成使用的第一判断单元以及用于判断工具已完成一次操作的第二判断单元，控制器中存储有产品的防错信息；控制器用于根据使用顺序控制仅有当前应使用的工具的锁具处于开启状态，以及在第二判断单元每次判断工具已完成一次操作时将工具的实际操作次数加一、直至第一判断单元判断工具已完成使用，并在已完成使用的工具的实际操作次数与目标操作次数不一致时输出提示信息。本发明结构简单，避免装配零件时出现的误拿工具、漏装零件问题，能对零件装配过程进行有效的防错控制，提高产品的生产效率、降低生产成本。
【专利说明】防错装置和方法以及防错系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种工件装配【技术领域】，特别涉及一种工件装配过程中的防错装置、利用该防错装置实现的防错方法以及包括该防错装置的防错系统。
【背景技术】
[0002]目前很多产品如发动机一般采用多种工件共线生产，在产品的装配过程中，需要通过装配工具安装大量的零件，由于不同零件的种类、数量以及安装要求不同，使得装配这些零件的装配工具也有所不同，且各装配工具实现的操作要求、操作次数也不一致。
[0003]现有的通过装配工具安装零件时，很多都是通过操作工使用装配工具完成零件的装配的。但由于大批量生产产品要求操作工快速的装配，导致操作工经常会选错装配工具以及漏装配一些零件，进而导致一些产品因缺少需要装配的零件造成产品不合格。若这些不合格产品流入市场，会给企业带来不利影响，甚至有可能引发不必要的生产事故。而且由于产品上的零件很多，即使缺少几个零件，很难查询出来。另外，选错装配工具以及漏装配一些零件还会带来产品的生产效率低下、增加生产成本的缺点。
[0004]下面举一具体的例子进一步说明现有技术的缺陷:
[0005]目前，在装配一些汽车的发动机过程中需要将大量的螺栓拧紧至发动机的相应螺孔内。在同一工位上，由于不同发动机的螺栓种类、数量、拧紧要求不一致，需要采用多把手动定扭矩扳手进行多次拧紧。在快节奏的装配过程中，仅仅依靠操作人员进行选择扳手，然后利用选择出的扳手拧紧螺栓，每拧紧一个螺栓后还需要人工计数并人工做标记以防止漏拧螺栓、漏做记号。在这过程中，很容易发生拿错扳手、漏拧螺栓以及漏做记号等问题，造成不合格品流出，而且无法追溯查询。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中在人工通过装配工具安装零件时，容易出现选错装配工具以及漏装配一些零件等的缺陷，提供一种方便、有效地避免错拿装配工具、漏拧零件的防错装置和方法以及防错系统。
[0007]本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:
[0008]本发明提供一种防错装置，其特点在于，其包括一用于识别产品的识别单元、一控制器、工具、用于独立地锁定各工具的锁具、用于判断工具已完成使用的第一判断单元以及用于判断工具已完成一次操作的第二判断单元，该控制器中存储有产品的防错信息，该防错信息包括用于对产品进行操作的工具、工具的使用顺序以及工具的目标操作次数；
[0009]该控制器用于根据该使用顺序控制仅有当前应使用的工具的锁具处于开启状态，以及在该第二判断单元每次判断工具已完成一次操作时将该工具的实际操作次数的值加一、直至该第一判断单元判断该工具已完成使用，并在已完成使用的工具的实际操作次数与目标操作次数不一致时输出提示信息，各工具的实际操作次数的初始值为O。
[0010]在本发明中，一次“操作”是指某一工具对产品进行一次预设的加工动作，针对某一工具而言，这样的加工动作的预设次数既可能是I次也可能是多次，该预设次数即为“目标操作次数”，而当用户判定该工具已经完成了所有的预设加工动作并放回工具时，便认为该工具“已完成使用”，而在该工具的使用过程中其实际执行的加工动作的次数便为“实际操作次数”。
[0011]例如，根据预设，某一型号的扳手需要对产品上的10个螺栓分别进行拧紧，则一次“拧紧”便为一次“操作”，“目标操作次数”为10次，当用户未出差错地完成了全部10个螺栓的拧紧并放回该扳手时，该扳手“已完成使用”，且“实际操作次数”为10次，而当用户在漏拧一个螺栓的情况下便将该扳手放回时，该扳手同样“已完成使用”，但“实际操作次数”为9次，与“目标操作次数”不符，将导致提示信息的输出。
[0012]本方案可以有效地避免装配零件时出现的误拿工具、漏装配某些零件等问题，能够对零件的装配过程进行有效的防错控制，具有提高产品的生产效率、降低生产成本等优点。
[0013]较佳地，该防错装置还包括一提示单元，该控制器用于控制该提示单元提示该识别单元识别出的该产品的防错信息。
[0014]较佳地，该防错信息还包括工具的目标操作标准，该第二判断单元用于判断工具以符合该目标操作标准的方式完成一次操作。
[0015]较佳地，该工具为拧紧工具，该目标操作标准为设定扭矩，该第二判断单元包括设于该拧紧工具上的限位开关以及用于在该拧紧工具的拧紧操作达到该设定扭矩时触发该限位开关的扭矩判断单元，该控制器用于在该限位开关被触发时将该实际操作次数的值加
O
[0016]较佳地，当该第二判断模块在0.2-1秒之内多次做出工具已完成一次操作的判断时，该控制器在该0.2-1秒之内仅将该工具的实际操作次数的值加一。其中，该第二判断模块在该0.2-1秒之内多次做出工具已完成一次操作，说明进行了重复操作，而这重复操作不应该作为一次操作，所以若是在该0.2-1秒之内多次做出工具已完成一次操作的判断，则该控制器仅将该工具的实际操作次数的值加一。
[0017]较佳地，该防错装置还包括用于对处于被锁具锁定状态的工具的操作部进行染色的染色单元。在工具还处于被锁具锁定状态时，该染色单元对该工具的操作部进行染色，当该工具被拿起对零件实施操作时，就会自动在零件上留下标记，可以有效地识别出产品上的哪一部分已操作过，避免重复操作以及防止漏装配某些零件。
[0018]较佳地，该染色单元包括一套筒和置于该套筒内的添加有油性墨水(如绿色油性墨水)的吸油物品(如百洁布)，该吸油物品与处于被锁具锁定状态的工具的操作部相接触。
[0019]较佳地，该第一判断模块为用于检测工具是否放回锁具处的传感器，当该传感器检测到工具放回锁具处时判断工具已完成使用。
[0020]较佳地，该锁具包括一气缸、一电磁阀和一用于锁定工具的锁具本体，该控制器用于控制该电磁阀打开以开启该气缸从而驱动该锁具本体打开。
[0021]较佳地，该防错装置还包括用于对锁具处于开启状态的工具进行指示的指示灯。
[0022]较佳地，该防错装置还包括一报警器，该提示信息为该报警器的报警。
[0023]本发明还提供一种防错方法，其特点在于，其利用上述的防错装置实现，该防错方法包括以下步骤:
[0024]该控制器根据该使用顺序控制仅有当前应使用的工具的锁具处于开启状态，以及在该第二判断单元每次判断工具已完成一次操作时将该工具的实际操作次数的值加一、直至该第一判断单元判断该工具已完成使用，并在已完成使用的工具的实际操作次数与目标操作次数不一致时输出提示信息，各工具的实际操作次数的初始值为O。
[0025]较佳地,该防错装置还包括一提示单元,该控制器控制该提示单元提示该识别单元识别出的该产品的防错信息。
[0026]较佳地，该防错信息还包括工具的目标操作标准，该第二判断单元判断工具以符合该目标操作标准的方式完成一次操作。
[0027]较佳地，当该第二判断模块在0.2-1秒之内至少两次做出工具已完成一次操作的判断时，该控制器在该0.2-1秒之内仅将该工具的实际操作次数的值加一。
[0028]本发明还提供一种防错系统，其包括多个上述的防错装置、一用于实现对该些防错装置远程控制的计算机以及一用于传输该计算机与该些防错装置之间的信息的总线。
[0029]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
[0030]本发明的积极进步效果在于:
[0031]本发明的防错装置和方法以及防错系统，结构较为简单，可以有效地避免装配零件时出现的误拿工具、漏装配某些零件、零件装配不合格及重复装配某些零件等问题，能够对零件的装配过程进行有效的防错控制，具有提高产品的生产效率、降低生产成本等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1为本发明实施例1的防错装置的结构示意图。
[0033]图2为本发明实施例1的防错系统的结构示意图。
[0034]图3为本发明实施例2的防错装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0036]本发明提供一种防错装置，该防错装置可以用于需要使用工具进行装配的多种产品中，如使用拧紧工具将零件拧紧至产品上或使用敲打工具将零件敲至产品上。在本实施例中，选用拧紧工具中的扳手进行举例说明，但本领域的技术人员应该理解，本发明并不局限于本实施例。
[0037]如图1所示，该防错装置包括一扫描枪1、一显示器2、一控制器3、多个扳手4、用于独立地锁定各扳手的锁具5、一传感器6、一第二判断单元(图中未示出)、一染色单元(图中未标出)以及一报警器7，该控制器3中存储有产品的防错信息，该防错信息包括用于对产品进行操作的扳手、扳手的使用顺序、扳手的目标操作次数以及扳手的目标操作标准(即对扳手设置的设定扭矩);
[0038]其中，该锁具5包括一气缸、一电磁阀和一用于锁定扳手的锁具本体,该锁具5的具体结构图1中未示出，该锁具5的设置目的在于防止操作人员拿错扳手。
[0039]该染色单元包括一套筒81和置于该套筒内的添加有油性墨水(如绿色油性墨水)的吸油物品如百洁布(图中未示出)，该百洁布与处于被锁具锁定状态的扳手的操作部相接触，这样就能够实现对处于被锁具锁定状态的扳手的操作部进行染色，该染色单元的设置目的在于防止操作人员漏拧螺栓或重复拧紧螺栓操作。
[0040]下面详细介绍上述各部件具有的功能:
[0041]该扫描枪I用于扫描一产品的产品型号和产品的流水号信息并传输至该控制器3 ；
[0042]该控制器3用于控制该显示器2显示该产品的防错信息，并根据该使用顺序控制仅有当前应使用的扳手的锁具处于开启状态，实现开启功能的具体操作为:该控制器3控制该电磁阀打开以开启该气缸从而驱动该锁具本体打开，这样就实现了当前应使用的扳手的锁具处于开启状态，即操作人员可以拿取该扳手实施具体的拧紧操作；
[0043]该第二判断单元用于判断扳手是否已完成一次操作并在每次结果为是时该控制器用于将该扳手的实际操作次数的值加一，其中，各扳手的实际操作次数的初始值为0，该第二判断单元实现其功能的具体操作为:该第二判断单元包括设于该扳手上的限位开关以及用于在该扳手的拧紧操作达到该设定扭矩时触发该限位开关的扭矩判断单元，在该扳手的拧紧操作达到该设定扭矩时触发该限位开关，该控制器将该实际操作次数的值加一；
[0044]该传感器6用于检测扳手是否放回锁具处，当该传感器检测到扳手放回锁具处时判断扳手已完成使用，这时该控制器3用于比较已完成使用的扳手的实际操作次数与目标操作次数，在已完成使用的扳手的实际操作次数与目标操作次数不一致时输出提示信息，该提示信息可以为该报警器7的报警，特别地，该报警器7为声光报警器。
[0045]当然，上述选取的各部件只是为了更好地说明本发明，本领域的技术人员应该理解本发明并不局限于上述的各具体部件。例如，该扫描枪I在本发明中起到识别产品的功能，还可以采用其它的能够识别产品的识别单元实现。该显示器2在本发明中起到提示产品的防错信息的功能，还可以采用其它的提示单元如语音器提示产品的防错信息。该传感器6在本发明中起到判断扳手是否已完成使用的功能，还可以采用其它的能够判断出已完成使用的判断单元实现。
[0046]本发明还提供一种利用上述的防错装置实现的防错方法，关于该防错方法这里就不再详述，本领域技术人员根据该防错装置能够实现该防错方法。
[0047]在产品生产流水线上，不同的工位需要拧紧的螺栓种类不同，对应需要的扳手也不同，由于生产流水线一般较长，所以可以针对生产流水线设计一个防错系统，实现对整个生产流水线的防错。
[0048]该防错系统根据多个工位可以每一工位对应设置一个防错装置，该防错系统的结构如图2所示，该防错系统包括多个防错装置11 (图中只示意出两个防错装置)、一实现对该些防错装置远程控制的计算机12、一用于传输该计算机与该些防错装置之间的信息的总线13和一用于显示信息的显示屏14。
[0049]下面结合图1和图2，具体说明本实施例:
[0050]当需要在产品上安装一些螺栓时，这一工位对应的扫描枪I先扫描该产品的产品型号和产品的流水号信息，控制器3根据该产品的产品型号和产品的流水号信息可以查询出该产品的防错信息，显示器2显示该防错信息，同时，控制器3控制该电磁阀打开以开启该气缸从而驱动该锁具本体打开，这样当前应使用的扳手的锁具处于开启状态，操作人员拿取扳手4根据显示器2显示的防错信息实施具体的拧紧操作。且在拧紧操作过程中，扳手4的操作部对操作部位进行染色，使操作人员知道已经对染过色的部位实施过拧紧操作了。
[0051]在操作人员利用扳手4实施拧紧操作并在拧紧操作达到设定扭矩时触发该限位开关，控制器3将实际操作次数的值加一。传感器6检测扳手是否放回锁具处，当该传感器检测到扳手放回锁具处时判断扳手已完成使用，这时控制器3比较已完成使用的扳手的实际操作次数与目标操作次数，在已完成使用的扳手的实际操作次数与目标操作次数不一致时输出提示信息，该提示信息可以为声光报警器7的报警，告知操作人员已完成使用的扳手实际上没有完成目标操作次数，即操作人员漏拧螺栓了。控制器3还可以通过总线13将该提示信息传输至计算机12，计算机12按产品流水号为索引保存这一不合格事件，同时显示屏14显示不合格标志。当然，也可以将该提示信息发送到生产流水线控制系统，生产流水线控制系统进行自动停线或工位不放行控制，然后进行人工纠错，继续完成拧紧操作及做标记操作。
[0052]在已完成使用的扳手4的实际操作次数与目标操作次数相一致时，控制器3控制该电磁阀打开以开启该气缸从而驱动该锁具本体关闭，这样就实现了当前应使用的扳手的锁具处于关闭状态，下面可以控制打开下一需要使用的扳手对应的锁具，直到该工位对应的拧紧操作均完成后，进入下一工位继续实施拧紧操作。当然，控制器3还可以通过总线13将合格的拧紧结果存储到计算机12中以供追溯查询。
[0053]本实施例可以有效地避免装配零件时出现的误拿工具、漏装配某些零件等问题，能够对零件的装配过程进行有效的防错控制，具有提高产品的生产效率、降低生产成本等优点。
[0054]实施例2
[0055]如图3所示，为了防止重复拧紧操作、达到更好的防错效果，本实施例还在实施例1的基础上增加一些功能，具体如下:
[0056]当该第二判断模块在0.2-1秒之内多次做出扳手已完成一次操作的判断时，说明进行了重复拧紧操作，而这重复拧紧操作不应该作为一次操作，所以控制器3在该0.2-1秒之内仅将该扳手的实际操作次数的值加一，进而很好地防止了重复拧紧操作。
[0057]另外，该防错装置还包括一指示灯9，该指示灯9用于对锁具处于开启状态的扳手进行指示。
[0058]虽然以上描述了本发明的【具体实施方式】，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种防错装置，其特征在于，其包括一用于识别产品的识别单元、一控制器、工具、用于独立地锁定各工具的锁具、用于判断工具已完成使用的第一判断单元以及用于判断工具已完成一次操作的第二判断单元，该控制器中存储有产品的防错信息，该防错信息包括用于对产品进行操作的工具、工具的使用顺序以及工具的目标操作次数； 该控制器用于根据该使用顺序控制仅有当前应使用的工具的锁具处于开启状态，以及在该第二判断单元每次判断工具已完成一次操作时将该工具的实际操作次数的值加一、直至该第一判断单元判断该工具已完成使用，并在已完成使用的工具的实际操作次数与目标操作次数不一致时输出提示信息，各工具的实际操作次数的初始值为O。
2.如权利要求1所述的防错装置，其特征在于，该防错装置还包括一提示单元，该控制器用于控制该提示单元提示该识别单元识别出的该产品的防错信息。
3.如权利要求1或2所述的防错装置，其特征在于，该防错信息还包括工具的目标操作标准，该第二判断单元用于判断工具以符合该目标操作标准的方式完成一次操作。
4.如权利要求3所述的防错装置，其特征在于，该工具为拧紧工具，该目标操作标准为设定扭矩，该第二判断单元包括设于该拧紧工具上的限位开关以及用于在该拧紧工具的拧紧操作达到该设定扭矩时触发该限位开关的扭矩判断单元，该控制器用于在该限位开关被触发时将该实际操作次数的值加一。
5.如权利要求1或2所述的防错装置，其特征在于，当该第二判断模块在0.2-1秒之内至少两次做出工具已完成一次操作的判断时，该控制器在该0.2-1秒之内仅将该工具的实际操作次数的值加一。
6.如权利要求1或2所述的防错装置，其特征在于，该防错装置还包括用于对处于被锁具锁定状态的工具的操作部进行染色的染色单元。
7.如权利要求6所述的防错装置，其特征在于，该染色单元包括一套筒和置于该套筒内的添加有油性墨水的吸油物品，该吸油物品与处于被锁具锁定状态的工具的操作部相接触。
8.如权利要求1或2所述的防错装置，其特征在于，该第一判断模块为用于检测工具是否放回锁具处的传感器，当该传感器检测到工具放回锁具处时判断工具已完成使用。
9.如权利要求1或2所述的防错装置,其特征在于,该锁具包括一气缸、一电磁阀和一用于锁定工具的锁具本体，该控制器用于控制该电磁阀打开以开启该气缸从而驱动该锁具本体打开。
10.如权利要求1或2所述的防错装置，其特征在于，该防错装置还包括用于对锁具处于开启状态的工具进行指示的指示灯。
11.如权利要求1或2所述的防错装置，其特征在于，该防错装置还包括一报警器，该提示信息为该报警器的报警。
12.一种防错方法，其特征在于，其利用如权利要求1所述的防错装置实现，该防错方法包括以下步骤: 该控制器根据该使用顺序控制仅有当前应使用的工具的锁具处于开启状态，以及在该第二判断单元每次判断工具已完成一次操作时将该工具的实际操作次数的值加一、直至该第一判断单元判断该工具已完成使用，并在已完成使用的工具的实际操作次数与目标操作次数不一致时输出提示信息，各工具的实际操作次数的初始值为O。
13.如权利要求12所述的防错方法，其特征在于，该防错装置还包括一提示单元，该控制器控制该提示单元提示该识别单元识别出的该产品的防错信息。
14.如权利要求12或13所述的防错方法，其特征在于，该防错信息还包括工具的目标操作标准，该第二判断单元判断工具以符合该目标操作标准的方式完成一次操作。
15.如权利要求12或13所述的防错方法，其特征在于，当该第二判断模块在0.2-1秒之内至少两次做出工具已完成一次操作的判断时，该控制器在该0.2-1秒之内仅将该工具的实际操作次数的值加一。
16.一种防错系统，其特征在于，其包括多个如权利要求1-11中任意一项所述的防错装置、一用于实现对该些防错装置远程控制的计算机以及一用于传输该计算机与该些防错装置之间的信息的总线。
【文档编号】B25B27/14GK104339316SQ201310338428
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月5日 优先权日:2013年8月5日
【发明者】郑友存, 陈健飞, 李然, 马哲 申请人:上海日野发动机有限公司