一种工具管理系统技术方案

本实用新型专利技术专利公开了一种工具管理系统，通过光电传感器组实时检测装配工具有无状态信号，并经过信号调理后由MCU控制单元接收处理，MCU控制单元通过无线通信单元向远程管理终端发送工具信息，同时接收远程管理终端的定时报警和计量提醒指令，以实现工具远程化管理，报警及指示单元执行报警和计量检定信号以提醒现场人员及时管理工具。本实用新型专利技术代替人工实现了装配现场工具的自动化清点、缺件报警和计量检定提醒的功能，提升了工具管理效率，节约了人力资源。

A Tool Management System

【技术实现步骤摘要】
一种工具管理系统
本技术涉及工业物联网
，具体而言，涉及一种工具管理系统。
技术介绍
航空航天产品是高精尖技术集成一体的机电产品，往往具有结构精密、装配复杂等特性。产品装配过程中若产生多余物，将可能导致产品性能下降甚至飞行失利的严重后果，所以在航空航天产品装配过程中对多余物控制有着十分严格的要求。在实际装配作业现场，由于装配工具类型大小不一、数量和种类繁多，操作人员无意中将工具遗漏于产品中成为多余物的风险是存在的，为了加强工具管理，现行做法是工具使用完毕后定点存放，由专人清点并检查遗漏，这种方式产生了相当的工作量，耗时耗力；与此同时，部分装配工具需要定期检定计量，也需要专人管理。因此，对工具是否归还进行自动检测并定时缺件报警、对有计量检定需求的工具按时自动发出送检提醒，将能够提升装配现场多工具管理能力。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对上述存在的问题，提供了一种能够实时检测工具有无状态，具有工具缺件定时报警、计量检定自动提醒功能，并且能够与远程管理终端通过无线通信进行数据交互、实现远程信息管理的工具管理系统。本技术采用的技术方案如下：本技术公开了一种工具管理系统，包括：光电传感器组(1)、信号调理单元(2)、MCU控制单元(3)、无线通信单元(4)、报警及指示单元(5)和数据存储单元(6)。光电传感器组(1)包含多个光电传感器，每个光电传感器安装于对应工具正下方、向上实时检测工具有无状态，并将检测到的工具有无信号传输至信号调理单元(2)；信号调理单元(2)包含多个信号调理子电路，每个信号调理子电路唯一对应光电传感器组(1)其中一个光电传感器，并将检测到的工具有无信号调理转换后传输至MCU控制单元(3)；MCU控制单元(3)接收信号调理单元(2)传输的信号，形成工具监测的数据包，控制无线通信单元(4)与远程管理终端通信，并根据远程管理终端指令向报警及指示单元(5)发出报警及指示信号；报警及指示单元(5)执行由MCU控制单元(3)发出的报警及指示信号，及时提醒装配现场的工具管理人员进行工具管控；数据存储单元(6)与MCU控制单元(3)连接，存储当日定时报警时间和工具在位的临时信息，由MCU控制单元(3)控制读取和写入。进一步的，光电传感器组(1)中的传感器选用限定反射型、NPN常开式输出的光电传感器。进一步的，信号调理单元(2)采用光耦隔离电路，用于隔离保护控制芯片，并将光电传感器输出的非标准电平转换为可供控制芯片检测的开关信号电平。进一步的，MCU控制单元(3)采用高性能低功耗单片机作为控制芯片，单片机的通用输入输出接口检测所述信号调理单元(2)输出电平，并采用软件抗干扰算法滤除人为遮挡传感器产生的干扰信号。进一步的，无线通信单元(4)采用低功耗、串口控制的WiFi模块。进一步的，报警及指示单元(5)采用声光电一体化报警器和防水防尘LED指示灯实现报警及指示功能。本技术的有益效果是：本技术专利公开了一种工具管理系统，通过光电传感器组实时检测装配工具有无状态信号，并经过信号调理后由MCU控制单元接收处理，MCU控制单元通过无线通信单元向远程管理终端发送工具信息，同时接收远程管理终端的定时报警和计量提醒指令，以实现工具远程化管理，报警及指示单元执行报警和计量检定信号以提醒现场人员及时管理工具。本技术代替人工实现了装配现场工具的自动化清点、缺件报警和计量检定提醒的功能，提升了工具管理效率，节约了人力资源。附图说明图1是本技术一种工具管理系统原理示意框图；图2是本技术一种工具管理系统信号调理子电路原理图；图3是本技术一种工具管理系统报警及指示单元原理图；图4是本技术一种工具管理系统数据存储单元原理图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步的详细描述。但本技术的保护范围不局限于以下所述。实施例一：如图1所示，本实施例包括光电传感器组、信号调理单元、MCU控制单元、无线通信单元、报警及指示单元和数据存储单元。光电传感器组包含多个光电传感器，每个光电传感器安装于对应工具正下方、向上实时检测工具在位状态，并将检测到的工具存放信号传输至信号调理单元；传感器选用限定反射型、NPN常开式输出的光电传感器，信号调理单元包含多个信号调理子电路，每个信号调理子电路唯一对应光电传感器组其中一个光电传感器，并对传感器输出进行信号调理。信号调理子电路如图2所示，包括光耦U201、电阻R201、电阻R202、电阻R203；光耦U201引脚1连接电源VCC，引脚2连接电阻R201的一端，引脚3通过上拉电阻R202连接3.3V电源，还通过限流电阻R203连接MCU控制单元的输入接口MCU_IO，光耦U201的引脚4连接数字地DGND；电阻R201为限流电阻，其另一端连接光电传感器输出，作用是确保光耦U201内发光二极管电流工作在正常范围内；当工具处于在位状态时光电传感器输出为高电平，光耦U201引脚1和2之间无电压，引脚3和4之间截止，MCU_IO处电平为高电平，相反，当工具处于离位状态时光电传感器输出为低电平，光耦U201引脚1和2之间有电压，引脚3和4之间导通，MCU_IO处电平为低电平；MCU控制单元单元通过多个I/O接口检测信号调理单元传输的信号，同时需具备串口和I2C通讯功能，故优选地，采用高性能、低功耗、多种通讯接口的STM32F103系列单片机；无线通信单元采用低功耗、串口控制的Wifi模块，优选地采用安信可生产的ESP8266串口转Wifi模块；无线通信单元与MCU控制单元的串口连接，由MCU控制单元串口控制与远程工具管理终端的数据交互；如图3所示，报警及指示单元包括限流电阻R301、R302、R303、R304、R305、R306，驱动三极管Q301、Q302、Q303，光耦U301、U302、U303，电磁继电器K301、K301、续流二极管D1、D2和声光电一体报警灯L1、防水防尘红绿双色指示灯D303、防水防尘橙色指示灯D304；图3中报警及指示单元，R301一端连接MCU控制单元的输出点MCU_Alarm,另一端连接Q301的基极b；Q301的集电极c连接光耦U301引脚2，发射极e连接数字电源地DGND；光耦U301引脚1通过电阻R304上拉至+3.3V电源，引脚3接模拟电源地AGND，引脚4连接至电磁继电器K301引脚4和续流二极管D1正极；电磁继电器K301引脚5和续流二极管D1负极接电源VCC，K301引脚1连接至模拟电源地AGND，常闭引脚2悬空，引脚3连接至L1引脚2(供电负)；L1的引脚1(供电正)接电源VCC；当MCU控制单元无报警信号即MCU_Alarm为低电平时，Q301截止，U301中引脚1和2之间、引脚3和4之间截止，K301无动作，L1不报警；当MCU控制单元输出报警信号即MCU_Alarm为高电平时，Q301导通，U301中引脚1和2之间、引脚3和4之间导通，K301吸合使得其引脚1和3之间导通，L1启动声光电报警；当K301断开时，续流二极管D1为继电器线圈提供泄流通道；图3中报警及指示单元，R302一端连接MCU控制单元的输出点MCU_Al本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工具管理系统，用于装配现场的工具存放管理，包括：光电传感器组(1)、信号调理单元(2)、MCU控制单元(3)、无线通信单元(4)、报警及指示单元(5)和数据存储单元(6)，其特征在于：所述光电传感器组(1)包含多个光电传感器，每个光电传感器安装于对应工具正下方、向上实时检测工具有无状态，并将检测到的工具有无信号传输至所述信号调理单元(2)；所述信号调理单元(2)包含多个信号调理子电路，每个信号调理子电路唯一对应所述光电传感器组(1)其中一个光电传感器，并将检测到的工具有无信号调理转换后传输至MCU控制单元(3)；所述MCU控制单元(3)接收信号调理单元(2)传输的信号，形成工具监测的数据包，控制所述无线通信单元(4)与远程管理终端通信，并根据远程管理终端指令向所述报警及指示单元(5)传输报警及指示信号；所述报警及指示单元(5)执行由所述MCU控制单元(3)发出的报警及指示信号，以及时提醒装配现场的工具管理人员进行工具管控；所述数据存储单元(6)与MCU控制单元(3)连接，存储当日定时报警时间和工具有无状态的临时信息，由所述MCU控制单元(3)控制读取和写入。

【技术特征摘要】
1.一种工具管理系统，用于装配现场的工具存放管理，包括：光电传感器组(1)、信号调理单元(2)、MCU控制单元(3)、无线通信单元(4)、报警及指示单元(5)和数据存储单元(6)，其特征在于：所述光电传感器组(1)包含多个光电传感器，每个光电传感器安装于对应工具正下方、向上实时检测工具有无状态，并将检测到的工具有无信号传输至所述信号调理单元(2)；所述信号调理单元(2)包含多个信号调理子电路，每个信号调理子电路唯一对应所述光电传感器组(1)其中一个光电传感器，并将检测到的工具有无信号调理转换后传输至MCU控制单元(3)；所述MCU控制单元(3)接收信号调理单元(2)传输的信号，形成工具监测的数据包，控制所述无线通信单元(4)与远程管理终端通信，并根据远程管理终端指令向所述报警及指示单元(5)传输报警及指示信号；所述报警及指示单元(5)执行由所述MCU控制单元(3)发出的报警及指示信号，以及时提醒装配现场的工具管理人员进行工具管控；所述数据存储单元(6)与MCU控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：史俊昌，杨相鹤，
申请(专利权)人：北京航天新风机械设备有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京,11