CN103529769A

CN103529769A - 在便于产品的装配的系统中所采用的自动设备

Info

Publication number: CN103529769A
Application number: CN201310280862.XA
Authority: CN
Inventors: L.德马丁
Original assignee: Schneider Electric SE
Current assignee: Schneider Electric SE; Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2013-07-05
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2033-07-05
Also published as: US20140007419A1; FR2992875B1; JP6054262B2; FR2992875A1; EP2682833A1; EP2682833B1; CN103529769B; US9604326B2; JP2014016993A

Abstract

本发明涉及一种在便于产品的装配的系统中采用的设备（D2），所述装配通过以下的一个或者多个装配序列来执行，装配序列包括通过执行排位来分级的几个连续的装配步骤，所述设备包括：-存在传感器（C2）；-至少一个信令构件（V2）；-连接到存在传感器（C2）和信令构件（V2）的定序器（SQ2），所述定序器包括被设计为管理所述装配序列的微控制器。本发明还涉及便于包括经由通信线路而连接在一起的几个设备（D2）的产品的装配的系统。

Description

在便于产品的装配的系统中所采用的自动设备

技术领域

本发明涉及一种在便于产品的装配的系统中所采用的自动设备。本发明还涉及根据本发明的便于包括多个设备的产品的装配的系统。

背景技术

存在使得在制造工艺有可能协助操作者来装配产品的系统。这些系统被设计为在产品装配过程中向操作者发送信号表示要被拾取的下一个部件。这些系统包括：信令构件，其放置在每个收纳槽附近，以向操作者发信令表明将要被装配的下一个部件处于哪一个收纳槽中；定位在每个收纳槽上的存在传感器；以及定序器，用于引导产品装配排序。定序器被设计为向与需要从其拾取第一部件的收纳槽相邻放置的信令构件发送第一控制信号。随后，其接收源自定位于这个收纳槽上的存在传感器的检测信号，其表示操作者已拾取部件，然后通过向与需要从其拾取下一个部件的收纳槽相关联的信令构件发送第二控制信号，而转移到下一个装配步骤。定序器引导存储的装配序列，直到产品被完全装配为止。对于每个部件的收纳槽，使用信令构件和存在传感器。这些都被链接到定序器，所述定序器通过以下的装配序列来集中对其的控制。在文献DE202011106404U1、JP2007148995A、或US2005/113949A1中描述了这样的解决方案。

这些已知的安排存在一定的缺点，其中：

-在所采用的装置的尺寸或者布线方面，即使要装配的产品包括很少的部件，也需要笨重的基础设施。

-在制造工艺中发生变化的情况下，缺乏灵活性。然后，整个布线必须重做，并且对于序列必须进行全部的重新编程。

本发明的目的在于提出一种在便于产品的装配的系统中采用的设备，其是可靠的，仅需要有限的布线，并且其可以很容易进行编程，以便快速适应任何新的制造工艺。

发明内容

通过在便于产品的装配的系统中采用的设备来实现该目标，所述装配通过以下的至少一个装配序列来执行，所述装配序列包括通过执行排位而分级的几个连续的装配步骤，所述设备包括：

-存在传感器，

-至少一个信令构件，

-定序器，其被连接到存在传感器和信令构件，所述定序器包括被设计为管理所述装配序列的微控制器，

-通信接口，其被设计为在通信线路上交换消息，

定序器包括：

-用于存储和标记装配序列的装配步骤的排位的模块，

-控制模块，其被设计为当达到标记的排位时向信令构件发送控制信号，

-接收模块，其被设计成接收源于存在传感器的检测信号，

-发射模块，其被设计为在通信线路上发送消息，其表示与标记的排位对应的装配步骤的结束。

根据一个特定特征，所述设备包括外壳，其容纳存在传感器、所述至少一个信令构件、通信接口和定序器。

根据另一特定特征，所述设备包括用于检测到学习阶段的行程（passage）的装置。检测装置包括例如连接到定序器的极性检测器。极性检测器例如被容纳在外壳中。

根据另一特定特征，所述设备包括电力电源模块。电力电源模块例如被容纳在外壳内。

根据另一特定特征，定序器包括微控制器。

根据另一特定特征，所述设备包括第二信令构件，其能够发送信号表示拾取错误。

根据另一个特定特征，第二信令构件被容纳在外壳中。

本发明涉及一种便于产品的装配的系统，所述系统包括：

-第一设备和至少一个第二设备，其每个都根据如上的定义，

-通信线路，

-所述第一设备通过通信线路而被连接到所述第二设备，

-用于第一设备的标记模块，其被设计为对装配序列的第一装配步骤的第一排位进行标记，以及用于第二个设备的标记模块，其被设计为对装配序列的第二装配步骤的第二排位进行标记。

根据一个特定特征，所述系统包括电源和连接到所述电源的两条电源线，第一设备和第二设备被连接到两条电源线。

根据另一特定特征，通信线路被实现在电源线上。

根据另一特定特征，所述系统包括选择器，其使得有可能从在第一设备和第二设备中存储的几个装配序列中选择装配序列。

根据另一特定特征，所述系统包括第二信令构件，其发送信号表示拾取错误，该第二信令构件被连接到通信线路。

附图说明

结合附图，在以下详细描述中，其它特征和优点将变得显而易见，在附图中：

-图1表示诸如在现有技术中已知的，便于产品的装配的系统，

-图2表示根据本发明的便于产品的装配的系统，

-图3以示意性的方式表示在本发明的系统中采用的自动设备，

-图4示出了本发明系统的改进。

具体实施方式

在随后的描述中，下文中描述的各个模块可以通过软件方式实现、通过电子装置实现、或通过软件和电子装置的组合来实现。

本发明涉及一种便于产品的装配的系统。在产品手工装配线上，操作者需要拾取部件和/或执行用于装配产品的任务。为了在其任务中对他进行帮助，已经引入了便于产品装配的系统。该系统引导装配序列，并且在每个装配步骤处指示操作者需要拾取的部件或要执行的任务。在随后的描述中，我们以在七个单独的收纳槽B1-B7中分布的各种部件的帮助下对产品进行装配为例。

因此，如在图1中表示的，在现有技术中已知的系统包括：

-负责用于引导装配序列的定序器SQ1，

-对于每个部件收纳槽（B1-B7），由信令构件V1和存在传感器C1构成的单元。

在产品的装配步骤期间，定序器发送命令到位于在其中存储要装配的部件的收纳槽附近的信令构件V1。当从所述收纳槽拾取部件时，存在传感器C1检测操作者的手的存在，并且将检测信号发送到定序器SQ1，其然后可以进行到下一个步骤。

如已经如上描述的那样，这样的系统存在某些缺点。

为了改善这些缺点，本发明包括省去集中的定序器SQ1，以及在几个自动设备中分散对于装配序列的管理。

参照图2，因此，系统包括几个相同设备D2，其中的每一个都连接到通信线路Lc，以使其能够彼此之间进行通信，以及连接到链接到电源S的两条电源线L1、L2。电源S能够向设备递送连续的电源电压。在实施例的一个变型中，通信线路Lc可以实现在电源线上，电源线的电信号被调制为在其上传递数据。

在随后的描述和附图中，我们以下面的系统为例，其中，所述系统包括两条电源线L1、L2，一个处在0Vdc的电势处，并且另一个处在10和30Vdc之间的电势处，并且通信线路与两条电源线分离。

此外，所述系统还包括用于控制电源的设备。该设备使得有可能将电源切换为接通和关断，并且还可以使得有可能将所提供的电压的极性反转。

如在图2所示，设备D2因此相对于电源线L1、L2而并联连接，并且连接到通信线路Lc。每个设备D2包括例如，至少一个连接器，该连接器连接到链接到电源线的互补连接器，以及连接到通信线路。

例如，每个设备D2与单独的部件收纳槽（B1-B7）相关联。在图2中，该系统因此包括并联连接的七个设备D2，这些设备中的每一个被定位在接近不同的部件收纳槽。

参考图3，便于产品的装配的系统的每个设备D2主要包括：

-存在传感器C2，

-信令构件V2，

-定序器SQ2，

-通信接口IC2。

根据本发明，存在传感器C2使得可以检测操作者的存在，例如，当从收纳槽中拾取部件时，检测到他的手的存在。其可以是不同类型的，例如，光学、电感式、或超声波式的。并且可以采用使得可以检测操作者的存在的任何其他的技术。

信令构件V2使得可以向操作者发信号表示必须从其中拾取部件的收纳槽，以符合装配序列。信令构件V2可以以光指示器的形式而实现为发光体。

定序器SQ2包括微控制器，其被设计为引导产品装配序列。在已知的方式中，微控制器包括至少一个处理器和非易失性存储器。具体地，定序器包括用于控制信令构件V2的模块，使得能够激活或停用信令构件V2；以及接收模块，其被设计成接收源自存在传感器C2的检测信号。设备的非易失性存储器被组织为位的阵列，位的阵列表示产品装配序列。每个位对应于在装配序列中的排位（rank）。设备可以存储几个不同的装配序列，其中的每一个都通过位的阵列来模型化。

通信接口IC2被设计为使设备在通信线路Lc上交换消息。该通信接口包括例如，当读取在通信线路Lc上行进的数据时，其状态通过定序器SQ2来监视的输入，以及当在通信线路Lc上写入数据时受到定序器SQ2控制的晶体管。

优选地，存在传感器C2、信令构件V2、定序器SQ2、和通信接口IC2被容纳在形成单片单元的一个并且相同的外壳中。当然，可以设想其他配置。因此，将有可能在连接在一起的几个外壳中安排多个元件。

优选地，设备D2还可以包括第二信令构件V20，其使得有可能向操作者发送信号表示拾取错误。例如，第二信令构件V20是听觉类型的。例如，该第二信令构件被容纳在设备的外壳中。作为实施例的一个变型中（未示出），该第二信令构件对于所有的设备D2而言是公共的，并且与在通信线路上的设备并联连接。在该变型中，在拾取错误的情况下，已经检测到错误的设备D2在通信线路Lc上产生控制信号，其激活第二信令构件V20。

优选地，每个设备D2包括电力电源模块M2，使得能够管理设备的各种组件的电源，特别是定序器SQ2的电源。该电源模块例如被容纳在与设备D2中的其它元件相同的外壳中。

装配序列包括几个连续的步骤，可以向其中的每个分配执行排位。与现有技术相反，装配序列不是通过单个的集中定序器（在图1为SQ1）来管理，而是跟随位于每个设备D2中的每个定序器SQ2。对于与其相关联的每个装配步骤，设备的定序器SQ2激活用于标记对应于装配步骤的排位的模块。当然，如果在产品的几个装配步骤中使用一个相同的部件，则与用于存储该部件的槽相关联的设备的定序器标记这些装配步骤中的每一个的排位。因此，定序器适于用于管理产品的装配步骤中的一个或多个而不是所有的装配步骤。其仅仅标记对于其必须采用来自其收纳槽的部件的每个排位。为了能够跟随装配序列，定序器SQ2还存储其他装配步骤的排位，而没有对它们进行标记。

例如，通过向其分配1来执行对于装配序列的排位的标记，如果没有被标记到，则剩余的排位的值为0。当然也可以设想任何其他解决方案。

优选地，在学习阶段，通过设备来学习装配序列。作为实施例的一种变型，也可以通过采用外部设备而经由通信线路将装配序列加载到每个设备中。

优选地，每个设备D2包括用于检测到学习阶段的行程的装置。

检测装置包括例如，极性检测器DP2，使得能够检测两条电源线L1、L2之间的极性。优选地，该极性检测器DP2被容纳在设备D2的外壳中。其例如经由电源模块，通过一端连接到两条电源线L1、L2，并且另一端连接到定序器SQ2的二极管桥来组成。到学习阶段的行程例如通过向系统提供由每个设备凭借其极性检测器DP2而检测的负电压来执行。

根据本发明，因此，学习阶段以下列方式进行：

-在用于控制电源S的设备的帮助下，操作者向系统提供负极性的DC电压。

-通过极性检测器DP2，每个设备D2的定序器SQ2检测极性的反转，然后激活学习模块。

-在每个设备中，学习模块临时激活用于将信令构件V2控制为关断的模块，以便向操作者指示学习阶段可以开始。

-然后，操作者从收纳槽B1-B7中拾取第一部件。在与该收纳槽相关的设备中，存在传感器C2检测到操作者的手，并且将检测信号发送给定序器SQ2。在收到这个信号后，定序器SQ2临时激活用于将信令构件V2控制为关断的模块，以便向操作者指示拾取已经被实际考虑。

-定序器SQ2激活用于标记在装配序列中的该装配步骤的排位的模块。

-通过通信接口，定序器SQ2在通信线路上向系统的其他设备D2发送消息，以便向其指示它们与该装配步骤不相关。

-在接收到的消息之后，系统的其他设备的定序器SQ2激活它们的用于存储装配步骤的排位的模块，而没有对其进行标记。

对于第二装配步骤和直到产品装配结束的所有随后步骤，学习的操作与如上所述的相同。当然，操作者可以几次地拾取一个相同的部件。然后，相关设备D2在存储装配序列中标记几个排位。

学习阶段结束时，每个设备D2在其存储器中存储装配序列的所有排位，基于设备是否与装配步骤相关来标记一个或多个排位。在学习阶段，在每个新的拾取处，设备的定序器SQ2例如增加要被装配的部件的数量的计数器。例如，通过切断电源来实现学习阶段的结束。

一旦完成了学习阶段，可以进行对于装配序列的阅读。后者按下列方式进行：

-在用于控制电源S的设备的帮助下，操作者向系统提供正电压。

-通过极性检测器DP2，每个设备D2的定序器SQ2检测到该极性，然后激活用于读取其非易失性存储器的模块。其装配序列被标记为排位1的定序器SQ2然后激活用于控制信令构件V2的模块，以便向操作者指示将要被拾取的第一部件所位于的收纳槽。

-与第一装配步骤不相关的其他设备D2持久地读取通信线路Lc，从而检测到下一个装配步骤的行程。

-操作者从与被点亮的信令构件V2对应的收纳槽中拾取第一部件。存在传感器C2检测从收纳槽中的部件检取，并且发送检测信号给定序器SQ2。

-在收到检测信号之后，定序器SQ2停用用于控制信令构件V2的模块。此后，通过通信接口IC2，定序器在通讯线路Lc上发送消息，以警告其他设备D2：排位1的装配步骤完成。

-在读取消息之后，设备的定序器SQ2然后激活它们的用于读取其存储器的模块。被标记为排位2的设备然后被激活。

如上所述过程以这种方式进行，直到最后的装配步骤。利用部件的每个拾取，设备递减其计数器。当其处于零时，装配序列完成。有利的是，在装配序列结束时，所有的设备D2激活其用于控制信令构件V2的模块，以向操作者指示装配序列结束，并且将自身初始化以重新进行装配序列。计数器复位到在完成学习阶段时所学到的值。

正如图4所示，本发明的系统可以有利地包括选择器SEL，使得能够从存储在设备中的几个装配序列中选择装配序列。该选择器SEL被连接到通信线路Lc。选择器SEL包括例如，码盘、旋转按钮、或者由按钮和显示器形成的单元。它也可以包括条形码阅读器或RFID阅读器。选择器SEL生成表示要开始的装配序列的索引号的代码，并且在通信线路Lc上将其发送到设备D2。在学习阶段，在装配序列的存储之前的阶段包括存储将被学习的序列的索引号。每个设备D2可以在其非易失性存储器中存储几个装配序列。该特定的特征使得可以给操作者提供了极大的灵活性，然后其能够仅仅通过选择分配给该产品的装配序列的索引号，而容易地通过对于其他产品的装配。

根据本发明，使得有可能发信号表示拾取错误的第二集中信令构件V20例如与选择器SEL被容纳在一个相同的外壳中。用于检测装配序列的开始和/或结束的设备和/或用于控制电源的设备也可以被容纳在该外壳中。其他集中化的功能也可以被加入其中。

因此，本发明提出了众多的优势。其给操作者提供了极大的灵活性，并且还提供了容易的实施性。不需要使得操作者具有特定的资格，以产生装配序列。此外，系统自动地适配于所采用的设备的数目，并且如果一个设备出现故障时，可以很容易将其更换。

Claims

1.一种在便于产品的装配的系统中采用的设备（D2），所述装配通过以下的至少一个装配序列来执行，装配序列包括通过执行排位来分级的几个连续的装配步骤，所述设备与为用于产品的一个或者多个装配步骤所采用的单个部件收纳槽相关联，并且所述设备包括：

-存在传感器（C2），

-至少一个信令构件（V2），

其特征在于：

-所述设备包括连接到存在传感器（C2）和信令构件（V2）的定序器（SQ2），所述定序器包括被设计为管理所述装配序列的微控制器，

-所述设备包括通信接口（IC2），其被设计为在通信线路（Lc）上交换消息，

-所述定序器（SQ2）包括用于存储和标记装配序列的装配步骤的排位的模块，

-所述定序器包括控制模块，其被设计为当达到标记的排位时，向信令构件（V2）发送控制信号，

-所述定序器包括接收模块，其被设计成接收源于存在传感器（C2）的检测信号，

-所述定序器包括发射模块，其被设计为在通信线路（Lc）上发送表示与标记的排位对应的装配步骤结束的消息。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，包括外壳，所述外壳容纳存在传感器（C2）、所述至少一个信令构件（V2）、通信接口（IC2）和定序器（SQ2）。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，包括用于检测到学习阶段的行程的装置。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述检测装置包括连接到定序器（SQ2）的极性检测器（DP2）。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述极性检测器（DP2）被容纳在外壳中。

6.根据权利要求2至5中的一个所述的设备，其特征在于，包括电力电源模块（M2）。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，电力电源模块（M2）被容纳在外壳内。

8.根据权利要求2至7中的一个所述的设备，其特征在于，包括第二信令构件（V20），其能够发送信号表示拾取错误。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，第二信令构件（V20）被容纳在外壳中。

10.一种便于产品的装配的系统，所述系统的特征在于包括：

-第一设备（D2）和至少一个第二设备（D2），其每个都根据权利要求1至7中的一个来定义，

-通信线路（Lc），

-第一设备通过通信线路（Lc）而被连接到第二设备，

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，包括电源（S）和连接到所述电源（S）的两条电源线（L1,L2），第一设备和第二设备被连接到两条电源线（L1,L2）。

12.根据权利要求10或者11所述的系统，其特征在于，通信线路（Lc）被实现在电源线上。

13.根据权利要求10至12中的一个所述的系统，其特征在于，包括选择器（SEL），其使得能够从在第一设备和第二设备中存储的几个装配序列中选择装配序列。

14.根据权利要求10至13中的一个所述的系统，其特征在于，包括第二信令构件（V20），其能够发送信号表示拾取错误，该第二信令构件（V20）被连接到通信线路（Lc）。