一种面向离散制造环境的物件跟踪系统技术方案

本发明专利技术提供一种面向离散制造环境的物件跟踪系统，包括标签读写及控制装置和至少一个电子标签装置。所述标签读写及控制装置用于读取电子标签的信息，获取上层终端系统或控制系统的指令，通过标签读写模块获得电子标签装置存储的信息，并通过无线传输模块对电子标签装置进行解锁/扣控制；电子标签装置用于记录和提供物件的编码信息和生产信息等物流信息，并与待标识物件动态绑定。既保证了在制造运输过程中的牢固性，也保证了在操作过程中不会因操作失误而误打开。另外，使用适配的标签读写及控制装置接近识别区即可读码。针对离散制造环境中的不同类型的物件，可以以无损或微创的方式进行绑定，减少了对物件的损伤。

Object tracking system for discrete manufacturing environment

The invention provides an object tracking system for a discrete manufacturing environment, comprising a tag reading and writing and a control device and at least one electronic tag device. The tag reader and control device for reading electronic label information, access to the upper terminal system or the control system instruction, through the label read and write module to obtain the electronic tag device stored information, and through the wireless transmission module of the electronic tag device for unlocking button / control; electronic tag device for recording and providing information and encoding production information for logistics information objects, and objects to identify dynamic binding. The utility model not only ensures the firmness in the process of manufacture and transportation, but also ensures that the operation is not opened by mistake during the operation. In addition, the read, write, and control devices that match the tags are close to the recognition area to read code. For different types of objects in a discrete manufacturing environment, they can be bound in a lossless or minimally invasive manner, reducing the damage to objects.

【技术实现步骤摘要】
一种面向离散制造环境的物件跟踪系统
本专利技术涉及制造信息化技术和物联网领域，具体涉及一种面向离散制造工艺的物件跟踪系统。
技术介绍
随着智能制造的提出和不断深入，在离散加工制造企业中对发展数字化车间和智慧物流的需求日益迫切。对于数字化车间离散制造加工生产过程，由于工序多且复杂，并存在工作条件差、油污、锈蚀等问题，对所涉及到的在加工件和刀具、夹具等辅具的数字化管理提出了更高的要求。电子标签的开发和应用为加工制造企业提供了一种智能化选择，例如：中国专利CN205281237U公开了“一种模具加工生产线物联网系统”，采用超高频RFID标签技术替换条形码技术与高频RFID标签技术，使生产对象与生产管理系统建立联系，并监控模具的加工零件的加工过程，实现模具自动化、透明化生产，该系统将超高频RFID标签直接贴在加工零件上；但是，对于其他类型的加工零件，则可能影响正常加工或损伤标签。中国专利CN105425743A公开了“一种基于物联网的产品实物状态采集与报警系统”，通过悬挂粘贴等形式为产品绑定一个RFID标签并存储加工任务、位置信息、加工数据、加工质量等信息；但是，该方法无法对使用者进行约束，存在误用的问题；且该标签仅具有被动提供信息的能力，无法满足数字化车间下对信息及时更新的需要。现有技术中，普通粘贴式标签、磁条吸附式标签和雕刻式标签难以满足数字化车间离散制造工件加工过程的记录和追溯需求。且存在以下问题：（1）仅支持数字码、简单图形码等有限类型的编码形式，如在工件表面直接雕刻二维码、条形码等，雕刻深度浅而不适用于切削加工；（2）容易受到油污、划痕、锈蚀等的影响，不易于识别；（3）会对工件造成损伤；（4）对于有较大的切削余量、淬火高温或油浸等需要在多种设备之间转序的加工过程，常规的标签技术和已公开的专利文件均难以满足工件加工过程的记录和追溯需求；（5）对于离散制造车间的数字化建设的安全性来说，考虑到操作人员或机器人的误拿误用等问题，需要对待标识的物件进行权限控制和跟踪，防止物件或工具选用错误，或记录将其打开的装置信息，以备信息系统的检查。而传统的标签技术仅具有被动的信息存储能力，无法满足需要。（6）对于智能化的车间建设来说，还需要可进行交互的信息标签，不仅可以读取物件的信息，还可以写入物件的最新的车间需求信息，实现物件的自感知功能。而传统的标签技术仅具有“可读”能力，无法满足“读写”需求。因此，在面向多工序的复杂离散制造环境，需要一种可以存储编码信息乃至更多生产相关信息的标签技术，并且既可灵活解锁/扣和安装以保证原有加工过程的顺利进行，又有防错能力以完整地、一致地记录工/物件及其他物件的生产加工信息的设备或技术。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术为解决目前电子标签技术无法满足离散制造业加工过程可追溯和灵活解锁/扣的需求，提供一种面向离散制造环境的物件跟踪系统。解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种面向离散制造环境的物件跟踪系统，包括标签读写及控制装置和至少一个电子标签装置；其特征在于：所述标签读写及控制装置为可读写模块，用于读取电子标签的信息，获取上层终端系统或控制系统的指令，通过标签读写模块获得电子标签装置存储的信息，并通过无线模块对电子标签装置进行解锁/扣控制；它包括中央处理模块、标签读写模块、无线发射模块、通信模块、控制模块和电源模块等；其中，中央处理模块负责协调各个模块的数据通信和处理；标签读写模块读取电子标签装置的标签模块存储的信息，根据标签类型的不同选用RFID模块和NFC模块等；无线模块通过信号对电子标签装置发出控制命令；通信模块与运行于终端、工业计算机或控制系统的上层软件系统相连，以传输编码信息及生产信息和发送控制指令等；所述电子标签装置用于记录和提供物件的编码信息和生产信息等物流信息，并与待标识物件动态绑定；所述电子标签装置包括主体部分、电路部分和标签部分；主体部分：主体结构，吸附、弹出和锁死等机械结构；电路部分：中央处理模块、标签模块、无线接收模块、传感模块、控制模块和电源模块；其中，中央处理模块负责协调各个模块的数据通信和处理；标签模块存储了编码信息和生产信息；传感模块接收机械部分的信号并发送给中央处理模块，获取开关状态信息；标签部分设于主体结构上，用于安置所需类型的电子标签。所述机械结构用于对物件进行绑定并防止随意打开，通过悬挂、嵌入等形式与待标识工件绑定并自锁，以保证电子标签装置的安全性。进一步，所述签读写及控制装置为可读写模块，将信息写入可读写RFID模块或NFC模块。所述无线发射模块，采用wifi、Bluetooth、Zigbee或红外等无线传输。进一步，所述电子标签装置还支持普通的RFID读取器或NFC读取器进行读取，通过设备自带的无线设备（如wifi、Bluetooth）发出命令进行控制。本专利技术中涉及的“物件”不限于加工的工件或零件。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术面向离散制造环境，针对面向数字化、智能化车间对物件跟踪的需求，可读写的标签、使用安全性和易接入性。也可以适用于普通车间对物件跟踪的需要。1、使用方便，安全性高。本专利技术物件跟踪系统的电子标签结构简单、使用方便、安全。通过所设计的机械结构和电路部分的联合作用，实现在不具有适配的读写装置时无法被打开，或打开及记录（在信息系统中）被打开读写装置的信息，从而关联使用人员，实现权限控制。使用时直接插入或锁扣即可，无需专门在零件上进行识别码雕刻或印刷；使用时，仅能通过适配的标签读写及控制装置控制打开自动弹出装置，并记录扫描装置和电子标签的值。既保证了在运输过程中的牢固性，也保证了在操作过程中不会因操作失误而误打开。另外，使用适配的标签读写及控制装置接近识别区即可读码。2、适用性广，推广性好。针对离散制造加工系统中的不同类型的物件，可以以无损或微创的方式进行绑定，减少了对物件的损伤；可支持多种编码及识别技术，如二维码、RFID标签和NFC标签等。3、具有标签可交互功能。对于数字化车间建设来说，本专利技术支持可读写标签技术；对于配置了可读写标签的电子标签装置，可以实时记录信息系统的最新信息，满足数字化车间对智慧物流等的需要。4、具有权限管理功能。本专利技术可以对待标识的物件进行权限控制和跟踪，防止物件或工具选用错误，可以记录将其打开的控制装置的身份信息，以备信息系统的检查，提高了数字化车间的准确性和智能化程度。5、易接入性。本专利技术可采用多种无线连接的实现形式，支持本专利技术专用读写及控制装置，也支持普通的扫描枪、读写器和具有Bluetooth、wifi等功能的终端或工控机。6、集成性。本专利技术可以与上层信息系统（如ERP、MES等）进行有效地集成，可以及时地传输待标识物件的最新物流状态，也可以获取最新的生产信息，有助于提高离散制造车间的数字化和智能化程度。本专利技术适用于离散制造系统中的物件物流信息跟踪。若物件需要使用或进行加工时，通过扫描装置将电子标签取下以保证物件的正常使用或加工，完毕后重新人工绑定，送入下一道工序或环节。如果选用大容量存储功能的标签还可以实时写入最新的生产信息。附图说明图1是本专利技术面向离散制造环境的物件跟踪系统的原理图。图2是面向离散制造环境的物件跟踪系统的标签读写及控制装置结构示意图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向离散制造环境的物件跟踪系统，包括标签读写及控制装置和至少一个电子标签装置；其特征在于：所述标签读写及控制装置为可读写模块，用于读取电子标签的信息，获取上层终端系统或控制系统的指令，通过标签读写模块获得电子标签装置存储的信息，并通过无线模块对电子标签装置进行解锁/扣控制；它包括中央处理模块、标签读写模块、无线发射模块、通信模块、控制模块和电源模块；其中，中央处理模块负责协调各个模块的数据通信和处理；标签读写模块读取电子标签装置标签模块存储的信息；无线模块通过信号对电子标签装置发出控制命令；通信模块与运行于终端、工业计算机或控制系统的上层软件系统相连，以传输编码信息及生产信息和发送控制指令；所述电子标签装置用于记录和提供物件的编码信息和生产信息等物流信息，并与待标识物件动态绑定；所述电子标签装置包括主体部分、电路部分和标签部分；主体部分：包括吸附、弹出和锁死机械结构的主体结构；电路部分：包括中央处理模块、标签模块、无线接收模块、传感模块、控制模块和电源模块；其中，中央处理模块负责协调各个模块的数据通信和处理；标签模块存储了编码信息和生产信息；传感模块接收机械部分的信号并发送给中央处理模块，获取开关状态信息；标签部分设于主体结构上，用于安置所需类型的电子标签；所述机械结构用于对物件进行绑定并防止随意打开，通过悬挂、嵌入等形式与待标识物件绑定并自锁，以保证电子标签装置的安全性。...

【技术特征摘要】
1.一种面向离散制造环境的物件跟踪系统，包括标签读写及控制装置和至少一个电子标签装置；其特征在于：所述标签读写及控制装置为可读写模块，用于读取电子标签的信息，获取上层终端系统或控制系统的指令，通过标签读写模块获得电子标签装置存储的信息，并通过无线模块对电子标签装置进行解锁/扣控制；它包括中央处理模块、标签读写模块、无线发射模块、通信模块、控制模块和电源模块；其中，中央处理模块负责协调各个模块的数据通信和处理；标签读写模块读取电子标签装置标签模块存储的信息；无线模块通过信号对电子标签装置发出控制命令；通信模块与运行于终端、工业计算机或控制系统的上层软件系统相连，以传输编码信息及生产信息和发送控制指令；所述电子标签装置用于记录和提供物件的编码信息和生产信息等物流信息，并与待标识物件动态绑定；所述电子标签装置包括主体部分、电路部分和标签部分；主体部分：包括吸附、弹出和锁死机械结构的主体结构；电路部分：包括中央处理模块、标签模块、无线接收模块、传感模块、控制模块和电源模块；其中，中央处理模块负责协调各个模块的数据通信和处理；标签模块存储了编码信息和生产信息；传感模块接收机械部分的信号并发送给中央处理模块，获取开关状态信息；标签部分设于主体结构上，用于安置所需类型的电子标签；所述机械结构用于对物件进行绑定并防止随意打开，通过悬挂、嵌入等形式与待标识物件绑定并自锁，以保证电子标签装置的安全性。2.根据权利要求1所述面向离散制造环境的物件跟踪系统，其特征在于，所述电子标签装置为钥匙型电子标签装置；其由主体部分、电路部分和标签部分组成；主体部分包括钥匙型本体、电磁铁、卡扣、卡扣弹簧、顶针和顶针弹簧；所述钥匙型电子标签装置在正常状态下，顶针弹簧处于原长或微压缩状态，顶针处于其最大行程位置，卡扣弹簧处于原长或微压缩状态，卡扣处于其最大行程位置并通过钥匙型本体的孔顶出；在物件上预先设置与钥匙型电子标签装置对应的内孔槽，当插入物件上设计的微型内孔槽时，卡扣弹簧压缩，然后在内孔槽处弹出，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：周强，鄢萍，梁开鹏，苏丹，朱新华，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50