数字化工具箱及其控制系统
阅读：924发布：2020-05-08
专利汇可以提供数字化工具箱及其控制系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种数字化工具箱及其控制系统，其通过采用交互式的方式，将人员信息以及工具信息事先录入，通过采用借用、归还、维护工具时扫码确认，将工具信息与借用人员信息结合，通过交互式的界面进行确认，同时通过外控模 块 对工具信息进行汇总存储，可针对常用工具以及 指定 工具进行有序的信息 整理 ，本装置通过借用者使用交互式界面实现 计算机系统 备案，免除了专人录入工作量大以及繁琐的弊端；工具的领用和员工信息挂钩，可督促员工责任心以及防止人为工具损坏；对工具的目前使用状态以及使用状况具有很好的追踪、追溯作用；4.对于一些高 精度 工具具有很好的状态 跟踪 效果，可根据记录信息查找专用工具使用时间段以及使用者信息。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利，下面是数字化工具箱及其控制系统专利的具体信息内容。
1.一种数字化工具箱及其控制系统，其特征在于：其包括一个工具箱体和一个外控模块；所述的工具箱体由两部分组成，其包括常用工具区和指定工具区；所述的常用工具区内部设置有可悬挂工具挂钩的挂板，常用工具区的外部设置有自动柜门，所述的柜门和工具箱体之间设置有自动锁；所述的指定工具区为多个单独腔室设计，每个单独腔室上皆设置有一个单独的自动锁，通过自动锁可实现单独腔室的自动开启；所述的工具箱体上，其顶面上设置有WIFE通信模块；所述的工具箱体的内部设置有数据存储单元以及底层控制模块，在常用工具区的外部的自动柜门上设置有电子标签识别通信模块，员工卡识别通信模块，所述的电子标签识别通信模块和员工卡识别通信模块以及控制板通信模块皆通过导线和底层控制模块连接并由底层控制模块进行控制；所述的自动柜门上设置有一个人机交互界面，所述的人机交互界面内可选择性的打开操作工交互界面以及日常管理交互界面和系统管理交互界面。
2.如权利要求1所述的数字化工具箱及其控制系统，其特征在于：所述的工具箱体内部，在每个单独腔室以及常用工具区内部皆设置有温度湿度感应装置。
3.如权利要求1所述的数字化工具箱及其控制系统，其特征在于：所述的工具箱体上，其在每左右相邻的两列单独腔室之间以及单独腔室和常用工具区皆设置有缝隙，所述的缝隙通过封堵片锁紧封堵，所述的封堵片上设置有机械锁，通过机械锁可实现封堵片的开启取放，将封堵片取下后可将单独腔室以及常用工具区内部的自动锁机械锁扣暴露。
数字化工具箱及其控制系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于工具存储设备技术领域，具体涉及一种数字化工具箱及其控制系统。
背景技术
[0002] 周知，在各行业生产技术领域，各种普通工具以及专用工具的使用多是通过使用者自行收纳存储或者由专人、专地进行存储，但是目前的存储方式存在着多种短板和不足，其主要体现在：1.现有的工具存储无规范的系统流程，需公司安排人员对贵重工具进行单独备案，但是此种方式规范性差，不但给工作人员带来负担，而且效率低；2.现有的针对较小工具的拿取使用过程中容易出现丢失损毁，且工具领用后无法进行精准控制，直接导致使用人员责任心差，增加工具的返修及更换速度；3.现有的工具领用方式的可追溯性以及可控性较差，工具何时维修、何时保养、何时报废没有标准可参照，再者，瑕疵工具的使用容易造成产品的生产不良；4.现有的工具使用记录较为杂乱或者没有，对于一些高精度的专业工具，若出现产品瑕疵时无法确定其使用时间段，更无法针对性的进行工具检修或者更换，给产品的合格带来较大的隐患。
[0003] 作为本行业的技术人员，如何实现规范工具管理，实现工具的领用、归还、报修、报失、定检、工具分配、操作记录等全过程的数字化、智能化管理，是现有本行业亟待解决的技术问题。实用新型内容
[0005] 为实现上述技术目的，本实用新型采用以下方案：一种数字化工具箱及其控制系统，其包括一个工具箱体和一个外控模块；所述的工具箱体由两部分组成，其包括常用工具区和指定工具区；所述的常用工具区内部设置有可悬挂工具挂钩的挂板，常用工具区的外部设置有自动柜门，所述的柜门和工具箱体之间设置有自动锁；所述的指定工具区为多个单独腔室设计，每个单独腔室上皆设置有一个单独的自动锁，通过自动锁可实现单独腔室的自动开启；所述的工具箱体上，其顶面上设置有WIFE通信模块；所述的工具箱体的内部设置有数据存储单元以及底层控制模块，在常用工具区的外部的自动柜门上设置有电子标签识别通信模块，员工卡识别通信模块，所述的电子标签识别通信模块和员工卡识别通信模块以及控制板通信模块皆通过导线和底层控制模块连接并由底层控制模块进行控制；所述的自动柜门上设置有一个人机交互界面，所述的人机交互界面内可选择性的打开操作工交互界面以及日常管理交互界面和系统管理交互界面，通过操作工交互界面可选取工具领取界面和工具报修界面以及工具归还界面和工具报失界面以及人员管理界面，通过以上界面可实现操作人员与本数字化工具箱进行工具借用以及归还和报修和报失以及人员管理的工作；所述的日常管理交互界面设置有工具入库界面以及工具定检界面和质量追踪界面和报警设置界面。
[0006] 所述的工具箱体内部，在每个单独腔室以及常用工具区内部皆设置有温度湿度感应装置。
[0007] 所述的工具箱体上，其在每左右相邻的两列单独腔室之间以及单独腔室和常用工具区皆设置有缝隙，所述的缝隙通过封堵片锁紧封堵，所述的封堵片上设置有机械锁，通过机械锁可实现封堵片的开启取放，将封堵片取下后可将单独腔室以及常用工具区内部的自动锁机械锁扣暴露。
[0008] 所述的工具归还界面内部包括带标签工具信息栏区，编辑删除按键以及工具包号和确定按键以及退出按键。
[0009] 所述的工具报修界面包括带标签工具信息栏区，编辑删除区以及工具包号区和工具名称区以及确定按键和退出按键。
[0010] 所述的工具报失界面包括工具名称编辑以及数量区和报失按键和退出按键。
[0011] 所述的人员管理界面包括工长ID信息区和更换确认按键以及操作工信息区和增加键和删除键以及退出按键。
[0012] 所述的工具入库界面包括带标签工具信息栏区和工具名区和工具定检时间区和通用工具入库键以及包内工具入库键；工具入库界面内还包括工具包号区以及入库按键和退出按键。
[0013] 所述的工具定检界面包括柜号区以及工具名区；其包括两个送检工具信息区以及选择按键和开启侧门按键以及送检按键和默认送检按键和退出按键。
[0014] 所述的数据存储单元查询区包括派工编号区以及操作工编号区和起始时间区以及结束时间区和工具名称区以及查询键和退出按键；数据存储单元查询区还包括查询结果区。
[0015] 所述的报警设置界面包括故障设置区以及门未关闭设置区和温度报警设置区以及湿度报警设置区；每个区块的后侧设置有一个确认键。
[0016] 本实用新型的有益效果为：本实用新型通过以上设计，其通过采用交互式的方式，将人员信息以及工具信息事先录入，通过采用借用、归还、维护工具时扫码确认，将工具信息与借用人员信息结合，通过交互式的界面进行确认，同时通过外控模块对工具信息进行汇总存储，可针对常用工具以及指定工具进行有序的信息整理，可实现以下优点：1.通过借用者使用交互式界面实现计算机系统备案，免除了专人录入工作量大以及繁琐的弊端；2.工具的领用和员工信息挂钩，可督促员工责任心以及防止人为工具损坏；3.对工具的目前使用状态以及使用状况具有很好的追踪、追溯作用；4.对于一些高精度工具具有很好的状态跟踪效果，若工具使用过程中出现因工具问题造成的产品不良，可根据记录信息查找专用工具使用时间段以及使用者信息，对产品质量具有很好的管控效果。附图说明
[0017] 图1为本数字化工具箱立体结构示意图；
[0018] 图2为本数字化工具箱内部结构示意图Ⅰ；
[0019] 图3为本数字化工具箱内部主视结构示意图；
[0020] 图4为本数字化工具箱内部结构示意图Ⅱ；
[0021] 图5为本数字化工具箱底层控制模块控制原理框图；
[0023] 图7为工具归还界面控制原理图；
[0024] 图8为工具报修界面控制原理图；
[0025] 图9为工具报失界面控制原理图；
[0026] 图10为人员管理界面控制原理图；
[0027] 图11为工具入库界面控制原理图；
[0028] 图12为工具定检界面控制原理图；
[0029] 图13为数据存储单元查询控制原理图；
[0030] 图14为报警设置界面控制原理图；
[0031] 附图中，1、工具箱体， 2、常用工具区，20、柜门，21、电子标签识别通信模块，22、员工卡识别通信模块，23、WIFE通信模块，24、数据存储单元，25、挂板，26、底层控制模块，27、控制板通信模块，3、封堵片，31、机械锁，4、指定工具区，40、单独腔室，41、自动锁，42、自动锁机械锁扣,43、温度湿度感应装置，5、外控模块，51、电脑，52、主机，6、人机交互界面，61、操作工交互界面，62、日常管理交互界面，63、系统管理界面，611、工具领取，612、工具报修界面，613、工具归还界面，614、工具报失界面，615、人员管理界面，621、工具入库界面，622、工具定检界面，623、质量追踪界面，624、报警设置界面，631、系统维护界面，632、通信协议设置界面，601、带标签工具信息栏区，602、编辑删除按键，603、工具包号区，604、确定按键，605、退出按键，606、工具名称区，607、数量区，608、报失按键，609、工长ID信息区，610、增加按键，616、定检时间区，617、入库按键，618、通用工具入库按键，619、包内工具选择按键，
620、柜号区，625、送检工具信息栏区、626、选择按键，627、开启侧门，628、送检按键，629、默认送检按键，630、派工编号区，631、包括系统维护，632、通信协议设置，633、操作工编号区，
634、起始时间，635、结束时间，636、查询按键，637查询结果区，638、故障报警设置区，639、门未关闭设置区，640、温度报警设置区，641、湿度报警设置区，642、设置按键。
620、柜号区，625、送检工具信息栏区、626、选择按键，627、开启侧门，628、送检按键，629、默认送检按键，630、派工编号区，631、包括系统维护，632、通信协议设置，633、操作工编号区，
634、起始时间，635、结束时间，636、查询按键，637查询结果区，638、故障报警设置区，639、门未关闭设置区，640、温度报警设置区，641、湿度报警设置区，642、设置按键。
具体实施方式
[0032] 参看图所示，一种数字化工具箱及其控制系统，如附图所示，其包括一个工具箱体1和一个外控模块5，所述的外控模块5包括一个电脑51和主机52；所述的工具箱体1由两部分组成，其包括常用工具区2和指定工具区4；所述的常用工具区2内部设置有可悬挂工具挂钩的挂板25，通过挂板25可将所有的常用工具进行悬挂，常用工具区2的外部设置有自动柜门，所述的自动柜门和工具箱体1之间设置有自动锁41；所述的指定工具区4为多个单独腔室设计，每个单独腔室40上皆设置有一个单独的自动锁41，通过自动锁41可实现单独腔室
40的自动控制开启，其控制原理将在下述文件中具体讲述。
40的自动控制开启，其控制原理将在下述文件中具体讲述。
[0033] 所述的工具箱体1上，其顶面上设置有WIFE通信模块23，其可将工具的领取、归还、报修、报失等信息同步提供给外控模块5，并通过外部人员进行实时信息阅览；所述的工具箱体1的内部设置有数据存储单元24以及底层控制模块26，在常用工具区2的外部的自动柜门上设置有电子标签识别通信模块21用于读取工具上的标签，以此实现工具领取或者归还的记录；自动柜门上设置有员工卡识别通信模块22用以识别员工信息，通过员工卡识别可确定工具借用人信息，所述的电子标签识别通信模块21和员工卡识别通信模块22以及控制板通信模块27皆通过导线和底层控制模块26连接并由底层控制模块26进行控制；所述的自动柜门上设置有一个人机交互界面6，所述的人机交互界面6内可选择性的打开操作工交互界面61以及日常管理交互界面62和系统管理交互界面63，通过操作工交互界面61可选取工具领取界面611和工具报修界面612以及工具归还界面613和工具报失界面614以及人员管理界面615，通过以上界面可实现操作人员与本数字化工具箱进行工具借用以及归还和报修和报失以及人员管理的工作对接；所述的日常管理交互界面62设置有工具入库界面621以及工具定检界面622和质量追踪界面633和报警设置界面634，所述的系统管理交互界面63包括系统维护631以及通信协议设置632。
[0034] 进一步的，所述的本数字化工具箱在使用时，在工具箱体1内部，在每个单独腔室40以及常用工具区2内部皆设置有温度湿度感应装置43，可时刻测定工具箱体1内部的湿度以及温度数据并提供给外控模块5。
[0035] 本装置在实际使用时，若存在电路短路状况或者停电状况，为确保在停电状况下可将门开启，所述的工具箱体1上，其在每左右相邻的两列单独腔室40之间以及单独腔室40和常用工具区皆设置有缝隙，所述的缝隙通过封堵片3锁紧封堵，所述的封堵片3上设置有机械锁31，通过机械锁31可实现封堵片3的开启取放，将封堵片3取下后可将单独腔室40以及常用工具区内部的自动锁机械锁扣42暴露，可实现管理人员应急状态下的工具取放。
[0036] 本数字化工具箱在实际使用时，其控制原理如下描述：
[0037] 1.取用工具：
[0038] 系统接收到外控模块5发送的派工信息后，存入到数据存储单元24，员工通过工作证刷取员工卡识别通信模块22进入到操作工界面61，点击领取工具，系统会根据派工信息打开指定工具区4内的单独腔室41或者常用工具区2内部的柜门20，如果未派工，点击领取工具则系统不会响应。员工领取工具后，将柜门关闭，系统会自动上锁；系统将派工信息、员工信息、领取工具信息、开关门时间保存到数据存储单元24中，软件退出到LOGO界面。
[0039] 2.工具归还：
[0040] 如图7所示，所述的工具归还界面内部包括带标签工具信息栏区601，编辑删除按键602以及工具包号603和确定按键604以及退出按键605，其使用时，员工通过工作证刷取员工卡识别通信模块22进入到工具归还界面613；然后，员工用电子标签识别通信模块21即外置RFID读头扫描工具上的电子标签或者选择归还的工具包号，扫描后的电子标签会显示在带标签工具信息栏区601上。系统可以查询到归还的工具与外借的工具符合，则系统打开对应的门锁，员工归还工具后，关闭柜门，系统会自动上锁；系统将员工信息、归还工具信息、开关门时间信息保存到数据存储单元中，软件退出到LOGO界面；如归还的工具与借的工具不符，则提示归还工具错误信息。
[0041] 3.工具报修
[0042] 所述的工具报修界面包括带标签工具信息栏区601，编辑删除区602以及工具包号区603和工具名称区606以及确定按键604和退出按键605。
[0043] 当员工在领取或使用工具时发现工具需要维修，则点击报修工具后软件进入到报修工具界面612，如图8所示，员工将需要维修的带标签工具在门上外置RFID读头进行扫描，扫描后的数据显示在带标签工具信息栏区601内。如果是工具包内未带电子标签工具需要维修，则需要在工具包号区603中选择工具包号，然后在工具名称区606手动输入工具名称或者在下拉列表中选择工具名称，然后点击确定按键604进行报修，系统通过wife通信模块23将数据上传至后台管理中，并将员工信息、报修工具信息存储在数据存储单元24中，软件退出到LOGO界面。在以上作业操作时，使用者可通过编辑删除区602对带标签工具信息栏区
601内的信息进行编辑或者删除。
601内的信息进行编辑或者删除。
[0044] 4.工具报失
[0045] 所述的工具报失界面614包括工具名称区606以及数量区607和报失按键608和退出按键605，其在使用时，工具报失每次只能报失一类工具，点击工具名称后面的下拉列表，系统根据数据存储单元24中的内容将工具名称全部显示出来，用户选择需要报失的工具名称，然后点击数量后的下拉列表，系统会根据数据存储单元24内容列出不大于报失工具数量的所有数字，选择后，点击报失，系统将信息通过wife通信模块23发送到外控模块5系统中。提示报失成功后，再进行下一类工具的报失。报失完，点击退出按键，系统退出到LOGO界面。系统自动将报失信息存储到数据存储单元24中。
[0046] 5.人员管理
[0047] 所述的人员管理界面615包括工长ID信息区609和更换确认按键604以及操作工信息区643和增加键610和删除键616以及退出按键605。在工种更换或生产需求，需更换、增加、减少操作人员时，由工位长刷卡进入到操作工交互界面后，点击人员管理，进入到人员管理界面。界面如图10。操作工信息区643会将当前数据存储单元24内的员工信息显示出来。
[0048] 当需要增加操作工时，则将操作工的员工卡在员工卡识别通信模块22上刷了后，员工信息会显示在操作工信息区643显示，点击增加键610，如果增加成功，会弹出增加成功提示框。
[0049] 当需要减少操作工时，在操作工信息区643内，点击需要减少操作工的一栏，点击删除键616。如果删除成功，会弹出删除成功提示框。
[0050] 此界面也可对工位长进行更换。在工长ID信息区609的后侧点击更换确认按键604，在员工卡识别通信模块22上将新的工位长员工卡刷了后，员工卡信息会显示在工长ID信息区609的灰色框内。确认无误后，点击确认按键604，则更换工位长完成。系统会在数据库中删除原来的工位长信息，将新的员工信息设置为工位长信息。
[0051] 6.工具入库
[0052] 所述的工具入库界面621包括带标签工具信息栏区601和工具名区606和工具定检时间区616和通用工具入库键618以及包内工具入库键619；工具入库界面内还包括工具包号区603以及入库按键617和退出按键605。
[0053] 当工位生产需求变化，需要更换工具时，工具管理员通过刷卡，进入到日常管理交互界面62上。
[0054] 工具入库包括常用工具区2的入库和指定工具区4的入柜，工具包号与柜号需一致。
[0055] 常用工具区2内的通用工具入柜时，将通用工具在电子标签识别通信模块21上扫描，扫描后的电子ID将显示在带标签工具信息栏区601内，当电子标签显示后，可以点击右侧的工具名称区606，选择工具名称，默认情况下无名称，然后选择定检时间区616，点击定检时间下面左侧框，输入数字，选择右侧的单位，可以选择“天”、“月”、“年”、“次”为单位。比如定检时间为20天，则在前面框输入20，后面选择“天”，定检时间以入库时间起算，按次计算的工具按领取工具次数计算定检时间。选择完后信息会在左边框内显示在工具定检时间区616。将通用工具扫描完后，选择工具入库键618，则系统将右侧门打开，将工具挂入，关好柜门，系统会自动上锁，通用工具入柜完毕。系统将电子标签数据、对应的工具名称及操作时间存入到数据存储单元24内。
[0056] 工具包入库时，选择左下角的工具包号区603，然后点击包内工具，对带电子标签的工具进行扫描，选择工具名称区606。扫描完后，点击包内工具入库键619，则系统打开对应的柜门，将工具包放入到柜内，关闭好柜门，系统在3S内自动将柜门上锁，系统将电子标签数据、对应的工具名称、工具包号及操作时间存入到数据存储单元24内。依次类推，当工具更换完成后，点击退出。系统退出到LOGO界面。
[0057] 8、工具定检
[0058] 所述的工具定检界面622包括柜号区620以及工具名区606；其包括两个送检工具信息区625以及选择按键626和开启侧门按键627以及送检按键628和默认送检按键629和退出按键605。
[0059] 工具管理员由系统提示知道有工具需要定检后，刷员工卡，进入到日常管理界面，点击工具定检，进入到工具定检界面。
[0060] 工具定检中有指定送检和默认送检两种形式，指定送检为管理员将系统中未设定定期送检的工具进行送检，如送检工具存放在左侧的指定工具区4中，则在柜号区620选择柜号，工具名区606选择工具名称，然后点击选择按键626。系统将打开选中的柜门，同时在送检工具栏内会将送检工具的名称和电子标签在送检工具信息区625内显示，取出需送检的工具且通过电子标签识别通信模块21扫描工具编号与送检工具信息区625内的工具信息对比。信息无误后，关闭好柜门。
[0061] 如工具在常用工具区2内，点击开启常用工具区2的侧门，将工具取出，在外置电子标签识别通信模块21上读出工具电子标签。需送检工具领取完毕后，管理员确认左侧送检工具栏内的信息无误后，点击送检。系统将数据保存在数据库内。
[0062] 若默认送检为系统在工具入库时，按照工具使用要求设置了送检周期，送检周期到后，管理员点击默认送检，系统将柜内所有需要送检的工具按排列在左边的送检工具信息区625内，同时打开对应的柜门，管理员将送检的工具取出后，可以通过外置电子标签识别通信模块21读出信息。管理员确认需送检工具领取完毕，则关闭好柜门。点击退出。系统退出到LOGO界面。
[0063] 9.质量追踪
[0064] 所述的质量追踪区623包括派工编号区630以及操作工编号区633和起始时间区634以及结束时间区635和工具名称区606以及查询键636和退出按键；数据存储单元查询区还包括查询结果区637。
[0065] 当发现某到工序出现质量问题时，根据派工信息，可以在质量追踪内查询到此到工序用的工具编号。以便将此工具进行维修或报废处理。
[0066] 根据以上所述派工信息的录入，点击查询键636即可得到查询结果。
[0067] 10.报警设置
[0068] 所述的报警设置界面624包括故障设置区638以及门未关闭设置区639和温度报警设置区640以及湿度报警设置区641；每个区块的后侧设置有一个设置键642。
[0069] 报警设置界面624中的温度报警、湿度报警，分布设置报警的上下限值，皆可进行设置，若门未关闭，设置门未关大于多少分钟就报警；故障报警每选一项，点设置键624，如要选多项，每项选择后，都要点一次设置键624按钮确认。故障设置区638下拉菜单内共有wifi信号弱、光电开关故障、门锁故障、RFID接口故障、读卡器通信故障、非法开启柜门等故障设置，设置完成后，点击退出，系统退出到LOGO界面。
[0070] 系统产生报警后，数据会存入数据存储单元24，同时将报警信息发送到外控模块5内。
[0071] 当技术人员或维修人员刷卡后进入到系统管理界面63，系统管理界面63分为系统维护界面631，通信协议设置界面632，系统维护为当系统需要检修时，系统将当前状态存一次数据存储单元24，然后可开柜检修，此处多数的协议设置是本系统所有协议可根据用户自己需要再次重新设置或增减。可以由后台管理系统安装事先设置好的通信协议对通信协议进行重新设置。
[0072] 系统维护：
[0073] 系统维护界面主要是完成挂板平台的整个测试。包括光电检测、门磁状态检测、温湿度检测、读卡器检测、RFID检测、门锁测试、wifi发送与接收。
[0074] 协议设置：
[0075] 协议设置界面632包含本机IP和端口设置、服务器IP和端口设置、工具名称协议设置、人员及权限设置、报警信息设置、派工信息设置、事件编码设置、消息回复设置。
[0076] 以上两项系统维护以及协议设置为通信行业内通用的规律性设置，其在行业内通用，在此不作为重点赘述。
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