[发明专利]无线工具的现场监控方法及监控设备

说明书

技术领域

本发明涉及汽车制造领域，更具体地说，涉及汽车制造领域中无线工具的现场监控方法及监控设备。

背景技术

随着我国汽车工业的快速发展，产品质量管理、提升的聚焦点已转移至装配稳定性、可靠性以及可追溯性。其中，作为汽车工业的基础装配手段，早已完成标准化普及的螺栓联接理所当然成为整个产品工艺流程监控的重点。据不完全统计，除动力总成(发动机、变速箱，下同)外，乘用车在经历四大生产流程后螺栓装配数量超过1,000个，其中总装车间占比约为85％。显然，螺栓联接质量(拧紧扭矩/Nm，拧紧角度/°，拧紧曲线)已成为总装车间最重要的质量过程控制点。

以某汽车品牌总装车间螺栓联接质量控制为例，其整车60％以上的螺栓要求使用有线高精度拧紧工具(下称有线高精枪)进行装配，通过在车间内构建一套完整的拧紧信息控制系统，可实现每一颗螺栓所对应的拧紧程序自动启动，拧紧工艺的全过程监控以及拧紧结果(拧紧扭矩、拧紧角度及拧紧曲线，下同)的自动上传，保证所有螺栓数据在服务器内保存若干年，满足数据追溯。但值得关注的是，由于车间内普遍采用有线高精枪，存在电缆拖拽不便，车身油漆刮擦，工人绊倒等风险，人机工程不理想，不利于整车装配质量的提升。同时由于拧紧控制器(用于有线高精枪拧紧程序的控制)的存在，高精枪吊架的占地面积较大，在一定程度上影响了操作视线。

而无线高精枪因没有电缆，拧紧控制器集成在枪体内，则成为上述问题有效的解决方案，但也正是因为没有电缆的约束，如何实现无线高精枪的现场无缝管理，保证其能够准确执行相应程序，避免错拧、漏拧、超工位拧紧，已成为推广无线高精枪大面积使用前亟待解决的问题。

目前世界上各工业集团主要通过投资昂贵的工具定位系统进行无线枪的管理，原理类似于GPS，通过在工具控制器附近设置若干数量的高频发射器与工具上设立的信号接收模块进行通讯，以通讯距离和时间反馈为手段进行无线工具的定位，发射器密度越大，定位越准确，相应的投资成本越高，现场维护的工作量也越大。但是，由于波长较小，该系统极易受到现场工装布置、物料摆放、车型大小、装配位置，甚至操作姿势的影响，导致定位不准，据某公司提供的资料表明，在动态工况下，工具定位系统的最优分辨距离为±0.5m，即存在1m的最小误差。显然，该系统无法区分有工艺交叉或者位置相邻的无线高精枪，更加适合装配位置与人员位置都比较固定的流水线，如发动机/变速箱装配线，而不适用于总装车间内复杂多变的装配环境。同时，工具定位系统所使用的工作频段有可能影响车间内其他设备或者拧紧工艺控制系统，导致数据传输故障。如果某一把高精枪移动至其他工位，那么与此高精枪相对应的高频发射器也要重新布置，工作量较大。

目前的无线工具定位系统还存在如下不足：

1.需要使用大量的传感器判定无线工具位置；

2.传感器的工作频率可能会影响现场其他设备的工作；

3.定位系统的定位精度差；

4.无线工具移位涉及的工作量巨大；

5.投资过大。

于是，就需要一种实现成本较低且可靠性高的无线高精枪的现场管理方法(即时间管理和无线工具的回位管理的方法)，并且借助于现有的数据控制系统，保证了拧紧工艺执行的准确、可靠，并且不受其他设备的影响，方便移动，以便于无线高精枪等无线工具能够得到更加广泛的应用。

发明内容

本发明旨在提出一种容易实现，成本较低的无线工具的现场监控设备和监控方法。

根据本发明的一实施例，提出一种无线工具的现场监控设备，包括：金属型电感式接近开关、本地控制单元和车辆信息识别系统，金属型电感式接近开关、本地控制单元、车辆信息识别系统以及无线工具通过数据环网互相通信。金属型电感式接近开关检测无线工具的位置状态。车辆信息识别系统根据车辆位置产生触发信号，金属型电感式接近开关和无线工具根据触发信号进入准备状态。本地控制单元根据设定的检测周期和金属型电感式接近开关检测的工具的位置状态判断无线工具的工作状态。

在一个实施例中，无线工具是无线高精枪，无线高精枪通过无线的方式连接到数据环网。金属型电感式接近开关安装在无线高精枪的底座上，金属型电感式接近开关通过输入输出模块以有线的方式连接到数据环网。本地控制单元以有线或者无线的方式连接到数据环网。车辆信息识别系统是无线射频车辆信息识别系统，车辆信息识别系统通过网线连接到数据环网。

在一个实施例中，金属型电感式接近开关还通过输入输出模块以有线的方式直接与本地控制单元连接。车辆信息识别系统通过网线直接与本地控制单元连接。