【文章內容簡介】 時間判斷是否存在瑕疵，根據瑕疵優(yōu)先級向 PLC 發(fā)出對應 NG 信號，數據同時被送往其他線程。這些數據包括每項檢測的基本參數指標、瑕疵品的細節(jié)參數、時間戳以及產品批次等信息。這些數據將存放在大數據中心，供其他系統(tǒng)調用，向企業(yè)管理者和工藝人員提供產線狀態(tài)報告。 數據集成 圖 49 視覺系統(tǒng)在企業(yè)生態(tài)圈示意圖機器視覺核心是視覺算法，而經過的復雜算法產出的珍貴數據應該被充分的利用起來。將檢測結果發(fā)給自動化設備完成視覺篩選是視覺系統(tǒng)的主要職責，但是這樣并沒有對產品出現殘次的根源進行進一步的挖掘。所以視覺算法產出的數據應當被放入企業(yè)數據中心，從中提取有用數據。 例如，對于每件檢測到的殘次品，它的批次、產品制造工藝、原料供應商、缺陷類型、缺陷程度、生產人員等信息都將在數據中心中體現。其中視覺系統(tǒng)提供與缺陷相關的參數，這便和企業(yè)原有的產品管理、供應商管理、客戶管理、制造執(zhí)行等系統(tǒng) 互聯起來。通過分布式計算從中發(fā)掘出有用的信息，從而進一步提升產品的質量及生產效率。 專業(yè)文檔 可修改 歡迎下載 實際應用激光 IO觸發(fā)的方式通常要求機械臂在抓取待測件前待測件的姿態(tài)保持固定。因為系統(tǒng)中不存在反饋，機械臂只知道有待測件進入測試區(qū)域，并不知道待測件的姿態(tài)，這就要求在傳送帶末端設計相應的機械結構是的 IO 觸發(fā)時被測件處于特定姿態(tài)，讓機械臂進行準確的抓取和放置。 圖 410待測物體識別 圖 411 抓取位置獲取引入機器視覺系統(tǒng)可以很好的解決這個 問題。機器人和工業(yè)相機的結合使整套系統(tǒng)形成了一個閉環(huán)網絡。無論待測件以什么姿態(tài)進入，工業(yè)相機和機械臂都可形成一條的反饋回路，實時追蹤被測件的位置和姿態(tài)，從特定的位置抓起被測件并插入測試槽中。即使有多個被測件進入，視覺系統(tǒng)也能從容應對。如有雜物進入識別區(qū)，還可將其識別觸發(fā)報警，避免可能帶來的損失。 針對本案，測試平臺可采用固定式相機搭配線性光源的結構，易于安裝和配置。視覺系統(tǒng)同樣采用千兆以太網通信，其數據吞吐量大，不但可以與機械臂協同工作，還可以將出現 專業(yè)文檔 可修改 歡迎下 載 的異?；驕y試不過的圖像信息經工業(yè)以太網發(fā)送至云端數據中心。 視覺機器人系統(tǒng)可以充分發(fā)揮信息自動化的優(yōu)勢，實現與大數據平臺和 MES 系統(tǒng)對接，為技術人員提供完備的數據流，從而形成更加系統(tǒng)的測試體系。 總體框架 圖 412 測試互聯網架構從圖中可以看到，每個測試臺被當做一個數據生產終端，通過互聯網進行連接，構成測試互聯網。 測試臺之間通過通用的工業(yè)互聯網協議實現數據交互，而每一個測試臺內部則采用 VISA（ VirtualInstrumentSoftwareArchitecture）協議實現控制指令和數據交互，而支持的主要總線形式包括 RS23RS48 USB、 GPIB、 TCP/IP 等。 系統(tǒng)的功能邏輯關系見下圖： 專業(yè)文檔 可修改 歡迎下載 測試臺 1測試上位機及自動測試軟件 VISA測試儀器溫箱其他測試設備測試臺 2 測試上位機及自動測試軟件 VISA 測試儀器溫箱其他測試設備測試臺 n 測試上位機及自動測試軟件 VISA 測試儀器溫箱其他測試設備??交換機安全隔離數字化工廠數據平臺測試數據庫產品數據庫其他數據 庫服務器圖 413測試互聯網功能邏輯框圖 平臺功能在數字化工廠的測試管理平臺不能單純的當做一個個獨立工作的測試臺來考慮，另外，測試管理平臺的軟件功能也不再只是實現簡單的自動化測試和數據采集，而是應當把被測產品的信息、測試工具管理、測試數據管理、測試任務管理等功能進行融合，滿足測試工作在數字化工廠運作方式中的要求。 本案的測試管理平臺軟件的主要功能有： ：根據生產的需要，對指定型號的產品進行測試任務定義和下發(fā)，并跟蹤測試過程，檢查測試任務進展的狀態(tài)。 ：將被測產品與測試數據進行融合，便于未來對測試數據與產品之間的交叉分析。如果企業(yè)已有 PDM 系統(tǒng)，則可以與之對接，直接使用其提供的產品信息。 ：該軟件平臺提供一個綜合的集成圖形界面，將測試過程中需要使用的各種測試工具都“包”在該界面中，類似于一個軟件容器，用戶可以通過該用戶界面對測試工具進行訪問，避免測試工具的碎片化，易于管理。且測試工具的添加和刪除可以根據用戶的需求進行增減。 ：產線中的測試設備由于使用頻率高，維護頻率也遠高于研發(fā)使用場景。該軟件同時提供測試設備的健康狀態(tài)管理，以協助用戶對測試設備進行維 專業(yè)文檔 可修改 歡迎下載 修、校準等維護。 ：該軟件以大數據架構的工業(yè)數據平臺作為數據管理支撐，為用戶提供數據的存儲、查詢、導出、計算等功能。 ：為用戶提供數據的常見統(tǒng)計、交叉、可視化等處理軟件工具。 ：自動生成用戶需要的測試報告，并自動存入數據平臺中，便于未來查閱和追溯。 測試數據管理平臺軟件界面截圖如下： 圖 414 測試數據管理平臺軟件截圖 平臺特點 完全按照數字化工廠需求設計的基于互聯網架構的測試平臺。 VISA 架構設計測試工具軟件，對儀器設備的型號有廣泛的支持性。 ，特別適合生產測試場景。 ，將生產測試過程中的各種過程數據采集工具都進行了整合，避免了工具的碎片化。 的后處理，可以很方便的與工廠的數據平臺進行對接和融合。 ?？梢圆挥绊懺邢到y(tǒng)工作的情況下自由的增加測試臺或測試軟 專業(yè)文檔 可修改 歡迎下載 件工具。 。一開始的時候就是為測試數據的采集和利用設計的，數據的后處理功能和可擴展性好。 ?？梢院芊奖愕奶砑有碌膬x器型號，或利用原有的儀器設備，而不需要對測試流程管理軟件進行修改。 。 操作自動化方案操作自動化的主要目標是實現將待測件從傳送帶入口到測試平臺再到傳送帶出口的過程。整個過程無需人工干預，結合自動化測試設備，最終實現無人測試。 待測件機器人測試平臺良品次品生產部以太網圖 415 自動測試流程圖當被測件加工完畢后，從傳送帶上被分配到測試子系統(tǒng)，在進入測試系統(tǒng)范圍后通過激光或機器視覺發(fā)出一個就位信號。這時機械臂開始動作，將待測件抓起，準確放置到指定地點，測試過程啟動。測試完成后將返回測試結果，如果不通過則機械臂將其分配到殘次品流水線，合格則分配到良品流水線。在這期間產 生的所有流程數據、測試數據都將被記錄。 專業(yè)文檔 可修改 歡迎下載 圖 416 自動測試平臺結構示意圖采用工業(yè)機器人作為生產與自動測試平臺間的橋梁，不僅可以提高效率，還為今后進一步升級改造打下了基礎，其帶來的優(yōu)勢主要有： 1)快速、準確、高效； 2)便于集成，提供以太網口，可與大數據平臺及 MES 系統(tǒng)高效融合； 3)安裝角度自定； 4)編程門檻低，靈活度高，可根據具體需求進行二次開發(fā)； 5)可搭配機器視覺等子系統(tǒng)，持續(xù)升級。 工業(yè)領域中使用的四軸、六軸的小型機器人已具有很高的靈活性和快速性，同時兼顧了準確性，其重復定位精度通?？蛇_177。 ，可滿足九州公司中對測試件抓取、放置，甚至接插的需求。 小型機器人的負載通常在 3KG 至 10KG，可根據待測件類型進行考慮，如成品測試通常比板測要求負載量更大。末端的抓取結構可根據被測件選用機器爪或真空氣泵，在對空氣氣體潔凈度需求較高的場合，通常選用前者，當然也可以選用實驗室級別的機械臂。 測試自動化方案測試臺的自動化主要通過兩個渠道來實現： 自動化切換。 、矩陣開關、適配器和測試儀器實現測試流程，完成自動化的測試和數據采集，并通過數據通信接口將測試數據上傳到數據中心。 測試臺的系統(tǒng)邏輯構成框圖如下： 專業(yè)文檔 可修改 歡迎下載 環(huán)境試驗設備工作站或 PCDUT 儀器設備矩陣開關、適配器 VISA 協議總線圖 417 測試臺系統(tǒng)構成邏輯框圖測試平臺為面向各種不同型號的被測件，需要充分考慮被測信號與測試儀表的連接和路由問題。通常采取通 用開關矩陣解決測試信號與儀表的路由問題、采取專用適配器解決被測件信號與通用開關矩陣連接問題。示意圖如下： 高頻通用開關矩陣 MxN 網絡低頻通用開關矩陣 MxN 網絡儀表 1 儀表 2 儀表 n?儀表 1 儀表 2 儀表 n?專用適配網絡高頻低頻被測件圖418 通用開關矩陣及適配網絡路由方式示意圖開關矩陣采用 MxN 的網絡形式，可以將開關矩陣兩側的任意兩個端口或多個端口進行路由和導通。為控制矩陣規(guī)模和可靠性考慮，將測試信號按頻率的高低進行劃分，高頻信號配備高頻開關矩陣網絡，低頻信號配備低頻開關矩陣網絡。開關一般由 TTL 電平進行控 制，而 TTL 電平的產生由控制電路板構成?？刂齐娐钒宓妮斎虢涌谑?RS23 GPIB、 USB 或 TCP/IP 等常見的 VISA 協議，其輸出口是 GPIO，可以配置為需要的 TTL 電平輸出。 專業(yè)文檔 可修改 歡迎下載 專用適配器作為被測件與通用開關矩陣的接口轉換匹配模塊，可以將不同被測件的借口類型轉換為高頻、低頻信號連接端口集合，與通用開關矩陣相連。因此，針對不同型號的被測件，需要專門設計專用適配網絡，以匹配不同信號被測件的不同接口形式和數目的要求。專用適配網絡的設計示意如下： 圖 419 接插線適配器設計示意圖航空電子設備模塊的接口類型和數量較多，更換被測模塊時相關的連線操作較為繁瑣和浪費時間。適配器的接口設計和特定模塊的接頭類型、位置、數量相對應的相匹配，將模塊的所有接頭集成在適配器上，通過操作適配器，一次性完成對整個模塊的接插線操作。通過適配器內部的轉換，可以將各個信號經由相對比較統(tǒng)一的接線簇與通用開關矩陣相連。同時，可以將各模塊測試所需的一些外部配件，如衰減器、功分器、合路器、濾波器等集成在專用適配盒內，最大程度避免接線難度。 應用層系統(tǒng) 智能倉 儲系統(tǒng)方案 倉儲管理倉庫管理的目標如下： ，倉庫的庫存信息能夠實時地、準確地共享 ,方便各部門、科室、人員的查詢和使用。 ,將區(qū)位化和等精細化管理思想運用于系統(tǒng)中，相關人員通過對系統(tǒng)的查詢，均能夠得到所需查詢物料準確的數量信息和精確的位置信 專業(yè)文檔 可修改 歡迎下載 息。 、財務部門等 ,具體信息由系統(tǒng)按規(guī)范格式自動生成，從而減少相關人員對物料信 息的人工輸入，大大降低由人工二次輸入引起的錯誤。 ，區(qū)分各類人員對系統(tǒng)的使用范圍和操作權限，權責明晰。 倉庫管理可分為 5 個主要功能模塊：出入庫管理、庫存管理、盤存管理、庫存預警管理。 又可以分為入庫和入庫記錄查詢。入庫是指對庫存進行一次增加操作，入庫記錄查詢指的是對歷史的入庫操作信息進行查詢。出庫管理與入庫管理類似，也包括出庫和出庫記錄查詢。 出入庫管理模塊出入庫管理員入庫入庫信息查詢出庫出庫信息管理圖 420息、物料信息的維護 ,以及庫存信息的展示。倉庫信息、物料信息的維護主要包括倉庫信息和物料信息的添加、刪除、修改等功能。庫存信息的展示包括當前庫存狀態(tài)以及庫存查詢統(tǒng)計和各種報表生成。其中當前庫 專業(yè)文檔 可修改 歡迎下載 存狀態(tài)能提供即時庫存；信息查詢要提供對各類信息的綜合查詢功能，主要包括倉庫基本信息查詢，物料基本信息查詢，庫存信息查詢以及出入庫記錄查 詢。 庫存管理模塊庫存管理員貨物信息維護倉庫信息維護庫存展示出庫入庫移庫修改物料信息刪除倉庫修改倉庫信息當前庫存信息信息查詢生成各種報表還庫圖 421 庫存管理用例圖其中信息查詢又包括倉庫基本信息查詢，貨物基本信息查詢，庫存信息查詢以及出入庫記錄查詢。 信息查詢庫存管理員倉庫基本信息查詢貨物基本信息查詢出入庫記錄查詢庫存信息查詢圖 422 ： 專業(yè)文檔 可修改 歡迎下載 庫存盤點是庫存管理的日常工作。該模塊主要分為庫存盤點和 物料報損兩部分，其中庫存盤點又包括凍結盤點和循環(huán)盤點兩種。庫存盤點提供年終、月終結算處理；支持按數量、單價、金額的明細核算及統(tǒng)計分析；完成物料收發(fā)存的成本核算，能夠正確及時的核算出材料成本；提供暫估入出庫成本計算、差異核算、出庫差異分攤、憑證生成等業(yè)務處理；提供業(yè)務和財務的對帳功能能與業(yè)務及財務系統(tǒng)實時集成，保證業(yè)務財務信息的一致。 盤存管理模塊盤存管理員庫存盤點貨物報損凍結盤點循環(huán)盤點圖423 適量的庫存是保證生產不間斷進行的重要保證 ,隨著生產過程的持續(xù)進行 ,物料不斷的被消耗。由于物料的采購通常要受到供方生產周期、貨運周期等諸多因素的影響 ,因此從采購指令下達到物料進入庫房之間存在著一個提前期。所