CN105855997A - 柔性生产线控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性生产线控制系统及方法，包括各机床的生产控制子系统，所述生产控制子系统包括工件运送控制系统和工件加工控制系统；所述工件运送控制系统用于控制输送带的移动及控制机械手抓取工件，所述加工控制系统用于控制加工工位的移动及控制加工装置对就位于加工工位的工件进行加工。本发明中每台机床配置两个工位，当一个工位加工时，另一个工位在进行上下料，因此保证装卸料时间100%与加工时间重叠，使加工不等待，省去了装卸料的时间，大大提高了生产效率；全部采用加工中心组线，实现100%生产线柔性化，可完全满足不同产品的加工需求，为今后加工产品的改型和重新布线降低投入。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性生产线控制系统及方法。
背景技术
汽车发动机缸盖自动化生产线是针对目前市场上销量最大的1.4L排量的汽油发动机缸盖而设计的自动化生产线产品，目前在汽车发动机缸盖的生产厂家中，基本上都是用普通立式加工中心结合转台来加工此零件，因为零件不规则，体积重量都比较大，在装卸料时占据很大的时间，加上加工时间，工序就非常长，从而整条线的机床就非常多，用人也相应增加，且都是人工装卸料，工人的劳动强度非常大，加工效率低下。另一方面，自动生产线的机床及物料运送系统由一个总的中央控制系统处理，这样中央控制系统处理的数据量大，整个控制动作更复杂，组成生产线之前必须把整个生产线的布局情况考虑好，从设计开始就必须考虑好，一旦布置好后改动起来就特别困难，如果整个生产线要搬迁，搬迁后调试很困难。
发明内容
本发明的目的是解决目前汽车发动机缸盖自动化生产线机床多，工序长，自动化程度低，劳动强度大，加工效率低，且生产线的机床及物料运送系统由一个总的中央控制系统处理，控制复杂，后期改动困难的技术问题。
为实现以上发明目的，一方面，本发明提供一种柔性生产线控制系统，用于多台机床联合组成的机械加工生产线，各所述机床完成不同的加工工序，各所述机床之间连接有输送带，工件通过所述输送带在相邻机床之间传送，所述柔性生产线控制系统包括各所述机床的生产控制子系统，所述生产控制子系统包括工件运送控制系统和工件加工控制系统；
各所述机床包括完成相同工序的第一加工工位及第二加工工位、一个加工装置和一个机械手，待加工的两个相同的第一工件和第二工件放置在所述输送带上；
所述工件运送控制系统用于控制所述输送带将所述第一工件移动到预设位置，接着控制所述机械手将所述第一工件抓取到所述第一加工工位上，同时控制所述输送带将所述第二工件移动到预设位置，并控制所述机械手将所述第二工件抓取到移出的所述第二加工工位上，接着控制所述机械手将加工完成的所述第一工件抓取到所述输送带上，然后控制所述输送带将所述第一工件运送至相邻机床的预设位置，然后控制所述机械手将加工完成的所述第二工件抓取到所述输送带上，接着控制所述输送带正向移动距离L将所述第二工件运送至完成下一道工序的相邻机床的预设位置，如此循环往复；
所述加工控制系统用于控制所述第一加工工位及第二加工工位移动及控制所述加工装置对就位于所述第一加工工位及第二加工工位上的所述第一工件和第二工件轮流进行加工。
进一步地，所述工件加工控制系统包括通讯模块，所述通讯模块用于与完成下一道工序的相邻机床的通讯，将所述第一工件或第二工件已运送至所述相邻机床的预设位置的状态信息发送给所述相邻机床的工件运送控制系统，所述相邻机床的工件运送控制系统控制所述相邻机床的机械手将所述第一工件或第二工件抓取到所述相邻机床的第一工位或第二工位上，然后所述相邻机床的工件加工控制系统的通讯模块将所述第一工件或第二工件已取走的状态信息发送给本机床的所述工件加工控制系统的通讯模块，本机床的所述工件运送控制系统据此状态信息控制所述输送带反向移动所述距离L。
进一步地，所述机床为双Y轴立式加工中心。
另一方面，本发明还提供一种柔性生产线控制方法，用于多台机床联合组成的机械加工生产线，各所述机床完成不同的加工工序，各所述机床之间连接有输送带，工件通过所述输送带在相邻机床之间传送，在所述输送带上手动放置第一工件和第二工件，所述柔性生产线控制方法包括：
在各所述机床上设置第一加工位、第二加工位和机械手，所述第一加工位和第二加工位完成相同的工序；
首台机床控制所述输送带将所述第一工件移动到预设位置，接着控制所述第一加工工位移出，然后控制所述机械手将所述第一工件抓取到所述第一加工工位上，接着控制所述第一加工工位移入，对所述第一工件进行加工；同时控制所述输送带将所述第二工件移动到预设位置，控制所述第二加工工位移出，并控制所述机械手将所述第二工件抓取到所述第二加工工位上，控制所述第二加工工位移入，对所述第二工件进行加工，然后控制所述第一加工工位移出，接着控制所述机械手将加工完成的所述第一工件抓取到所述输送带上，然后控制所述输送带将所述第一工件运送至相邻机床的预设位置，接着控制所述第二加工工位移出，然后控制所述机械手将加工完成的所述第二工件抓取到所述输送带上，接着控制所述输送带正向移动距离L将所述第二工件运送至完成下一道工序的相邻机床的预设位置，如此循环往复。
进一步地，各所述机床还与完成下一道工序的相邻机床进行通讯，将所述第一工件或第二工件已运送至所述相邻机床的预设位置的状态信息发送给所述相邻机床，所述相邻机床控制所述相邻机床的机械手将所述第一工件或第二工件抓取到所述相邻机床的第一工位或第二工位上，然后所述相邻机床将所述第一工件或第二工件已取走的状态信息发送给本机床，本机床控制所述输送带反向移动所述距离L。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中每台机床配置两个工位，当一个工位加工时，另一个工位在进行上下料，因此保证装卸料时间100%与加工时间重叠，使加工不等待，省去了装卸料的时间，大大提高了生产效率；全部采用加工中心组线，实现100%生产线柔性化，可完全满足不同产品的加工需求，为今后加工产品的改型和重新布线降低投入；整个自动线只需线首线尾两人操作，且降低了工人的劳动强度，大大减少了企业的用工开支。
综上所述，本发明具有自动化程度高，兼容性强，加工和装卸时间完全重叠，可满足省人省机床的需求。本发明每台机床的工件运送控制系统及工件加工控制系统都是独立的，机床也只有相邻之间有联系，控制更简单，也便于维护。每台机床加工时间受生产线上其他机床的影响会更小，组生产线时也更灵活，根据需要可以任意台机床组线，这样的生产线受场地的影响也更小。如遇变动生产线要搬迁，搬迁后调试也比较容易。
附图说明
图1是单台机床控制原理框图；
图2是多台机床控制原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的柔性生产线控制系统中的每台机床包括生产控制子系统，生产控制子系统包括工件运送控制系统和工件加工控制系统。
如图2所示，仅以两台机床组成的柔性生产线为例，三台及以上数量的机床组成的柔性生产线的工作原理与两台机床组成的柔性生产线完全一样，不再一一赘述。各机床完成不同的加工工序，如下表为由10台机床组成的柔性生产线中各台机床的加工内容。
机床采用双Y轴立式加工中心，各机床之间连接有输送带，工件通过输送带在相邻机床之间传送，各机床包括完成相同工序的第一加工工位及第二加工工位、一个加工装置和一个机械手，待加工的两个相同的第一工件和第二工件放置在输送带上；
工件运送控制系统用于控制输送带将第一工件移动到预设位置，接着控制机械手将第一工件抓取到第一加工工位上，同时控制输送带将第二工件移动到预设位置，并控制机械手将第二工件抓取到移出的第二加工工位上，接着控制机械手将加工完成的第一工件抓取到输送带上，然后控制输送带将第一工件运送至相邻机床的预设位置，然后控制机械手将加工完成的第二工件抓取到输送带上，接着控制输送带正向移动距离L将第二工件运送至完成下一道工序的相邻机床的预设位置，如此循环往复；
加工控制系统用于控制第一加工工位及第二加工工位移动及控制加工装置对就位于第一加工工位及第二加工工位上的第一工件和第二工件轮流进行加工。
优选地，工件加工控制系统包括通讯模块，通讯模块用于与完成下一道工序的相邻机床的通讯，将第一工件或第二工件已运送至相邻机床的预设位置的状态信息发送给相邻机床的工件运送控制系统，相邻机床的工件运送控制系统控制相邻机床的机械手将第一工件或第二工件抓取到相邻机床的第一工位或第二工位上，然后相邻机床的工件加工控制系统的通讯模块将第一工件或第二工件已取走的状态信息发送给本机床的工件加工控制系统的通讯模块，本机床的工件运送控制系统据此状态信息控制输送带反向移动距离L。
本发明的柔性生产线控制方法用于多台机床联合组成的机械加工生产线，各机床完成不同的加工工序，各机床之间连接有输送带，工件通过输送带在相邻机床之间传送，在输送带上手动放置第一工件和第二工件，柔性生产线控制方法包括：
在各机床上设置第一加工位、第二加工位和机械手，第一加工位和第二加工位完成相同的工序；
首台机床控制输送带将第一工件移动到预设位置，接着控制第一加工工位移出，然后控制机械手将第一工件抓取到第一加工工位上，接着控制第一加工工位移入，对第一工件进行加工；同时控制输送带将第二工件移动到预设位置，控制第二加工工位移出，并控制机械手将第二工件抓取到第二加工工位上，控制第二加工工位移入，对第二工件进行加工，然后控制第一加工工位移出，接着控制机械手将加工完成的第一工件抓取到输送带上，然后控制输送带将第一工件运送至相邻机床的预设位置，接着控制第二加工工位移出，然后控制机械手将加工完成的第二工件抓取到输送带上，接着控制输送带正向移动距离L将第二工件运送至完成下一道工序的相邻机床的预设位置，如此循环往复。
优选地，各机床还与完成下一道工序的相邻机床进行通讯，将第一工件或第二工件已运送至相邻机床的预设位置的状态信息发送给相邻机床，相邻机床控制相邻机床的机械手将第一工件或第二工件抓取到相邻机床的第一工位或第二工位上，然后相邻机床将第一工件或第二工件已取走的状态信息发送给本机床，本机床控制输送带反向移动距离L。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (5)
1.柔性生产线控制系统，用于多台机床联合组成的机械加工生产线，各所述机床完成不同的加工工序，各所述机床之间连接有输送带，工件通过所述输送带在相邻机床之间传送，其特征在于，
所述柔性生产线控制系统包括各所述机床的生产控制子系统，所述生产控制子系统包括工件运送控制系统和工件加工控制系统；
各所述机床包括完成相同工序的第一加工工位及第二加工工位、一个加工装置和一个机械手，待加工的两个相同的第一工件和第二工件放置在所述输送带上；
所述工件运送控制系统用于控制所述输送带将所述第一工件移动到预设位置，接着控制所述机械手将所述第一工件抓取到所述第一加工工位上，同时控制所述输送带将所述第二工件移动到预设位置，并控制所述机械手将所述第二工件抓取到移出的所述第二加工工位上，接着控制所述机械手将加工完成的所述第一工件抓取到所述输送带上，然后控制所述输送带将所述第一工件运送至相邻机床的预设位置，然后控制所述机械手将加工完成的所述第二工件抓取到所述输送带上，接着控制所述输送带正向移动距离L将所述第二工件运送至完成下一道工序的相邻机床的预设位置，如此循环往复；
所述加工控制系统用于控制所述第一加工工位及第二加工工位移动及控制所述加工装置对就位于所述第一加工工位及第二加工工位上的所述第一工件和第二工件轮流进行加工。
2.如权利要求1所述的柔性生产线控制系统，其特征在于，所述工件加工控制系统包括通讯模块，所述通讯模块用于与完成下一道工序的相邻机床的通讯，将所述第一工件或第二工件已运送至所述相邻机床的预设位置的状态信息发送给所述相邻机床的工件运送控制系统，所述相邻机床的工件运送控制系统控制所述相邻机床的机械手将所述第一工件或第二工件抓取到所述相邻机床的第一工位或第二工位上，然后所述相邻机床的工件加工控制系统的通讯模块将所述第一工件或第二工件已取走的状态信息发送给本机床的所述工件加工控制系统的通讯模块，本机床的所述工件运送控制系统据此状态信息控制所述输送带反向移动所述距离L。
3.如权利要求1或2所述的柔性生产线控制系统，其特征在于，所述机床为双Y轴立式加工中心。
4.柔性生产线控制方法，用于多台机床联合组成的机械加工生产线，各所述机床完成不同的加工工序，各所述机床之间连接有输送带，工件通过所述输送带在相邻机床之间传送，在所述输送带上手动放置第一工件和第二工件，其特征在于，所述柔性生产线控制方法包括：
在各所述机床上设置第一加工位、第二加工位和机械手，所述第一加工位和第二加工位完成相同的工序；
首台机床控制所述输送带将所述第一工件移动到预设位置，接着控制所述第一加工工位移出，然后控制所述机械手将所述第一工件抓取到所述第一加工工位上，接着控制所述第一加工工位移入，对所述第一工件进行加工；同时控制所述输送带将所述第二工件移动到预设位置，控制所述第二加工工位移出，并控制所述机械手将所述第二工件抓取到所述第二加工工位上，控制所述第二加工工位移入，对所述第二工件进行加工，然后控制所述第一加工工位移出，接着控制所述机械手将加工完成的所述第一工件抓取到所述输送带上，然后控制所述输送带将所述第一工件运送至相邻机床的预设位置，接着控制所述第二加工工位移出，然后控制所述机械手将加工完成的所述第二工件抓取到所述输送带上，接着控制所述输送带正向移动距离L将所述第二工件运送至完成下一道工序的相邻机床的预设位置，如此循环往复。
5.如权利要求4所述的柔性生产线控制方法，其特征在于，各所述机床还与完成下一道工序的相邻机床进行通讯，将所述第一工件或第二工件已运送至所述相邻机床的预设位置的状态信息发送给所述相邻机床，所述相邻机床控制所述相邻机床的机械手将所述第一工件或第二工件抓取到所述相邻机床的第一工位或第二工位上，然后所述相邻机床将所述第一工件或第二工件已取走的状态信息发送给本机床，本机床控制所述输送带反向移动所述距离L。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230410 Address after: No.86-5, Shuanggao Road, economic development zone, Gaochun District, Nanjing City, Jiangsu Province, 210000 Patentee after: Nanjing Winock Equipment Manufacturing Co.,Ltd. Address before: 401260 No. 66 Fenghuang 1st Road, Chongqing Patentee before: CHONGQING WNC INTELLIGENT EQUIPMENT Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230726 Address after: 210000 Standard Factory Building Phase III, No. 86 Shuanggao Road, Gaochun Economic Development Zone, Nanjing, Jiangsu Province 7 # Patentee after: Nanjing Nuoke Precision Machinery Co.,Ltd. Address before: No.86-5, Shuanggao Road, economic development zone, Gaochun District, Nanjing City, Jiangsu Province, 210000 Patentee before: Nanjing Winock Equipment Manufacturing Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 210000 Standard Factory Building Phase III, No. 86 Shuanggao Road, Gaochun Economic Development Zone, Nanjing, Jiangsu Province 7 # Patentee after: Nanjing Weinuoke Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: 210000 Standard Factory Building Phase III, No. 86 Shuanggao Road, Gaochun Economic Development Zone, Nanjing, Jiangsu Province 7 # Patentee before: Nanjing Nuoke Precision Machinery Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |