專利名稱：托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)，主要用于托輥生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化集中控制和 實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控。
背景技術(shù)：
[0002]一條完整的托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線主要包括一主五附六條子生產(chǎn)線，一條主線是管加 工及裝配主線，五條輔線分別是軸加工線、軸承座組裝線、密封組裝線、自動(dòng)噴涂線和軸承 座沖壓線，每條生產(chǎn)線分別有有若干個(gè)設(shè)備控制器進(jìn)行設(shè)備控制。在現(xiàn)有技術(shù)中，的電氣控 制系統(tǒng)大多采用每臺(tái)設(shè)備單獨(dú)控制，或每條子線單獨(dú)控制，只能做到單臺(tái)設(shè)備或者單條自 生產(chǎn)線的自動(dòng)化，不能實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的集中控制，和整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的高度自動(dòng)化。發(fā)明內(nèi)容[0003]針對(duì)以上問(wèn)題，本實(shí)用新型主要解決了托輥生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)的集中控制以及 整個(gè)托輥生產(chǎn)過(guò)程中全部流程的自動(dòng)化作業(yè)。[0004]本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案一臺(tái)集中控制器通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)通訊實(shí)現(xiàn)一主 五輔共六條生產(chǎn)線子系統(tǒng)的集中控制，整個(gè)托輥生產(chǎn)線所有電氣設(shè)備均受集中控制器的指 令控制和狀態(tài)監(jiān)控，整個(gè)托輥生產(chǎn)的加工裝配過(guò)程中達(dá)到無(wú)需人工干預(yù)的全自動(dòng)化生產(chǎn)；[0005]其主要包括集中控制器、在線監(jiān)控及動(dòng)態(tài)演示子系統(tǒng)、管加工及裝配線子系統(tǒng)、 軸加工線子系統(tǒng)、軸承座組裝線子系統(tǒng)、密封組裝線子系統(tǒng)、自動(dòng)噴涂線子系統(tǒng)和軸承座沖 壓線子系統(tǒng)。[0006]每一條生產(chǎn)線控制子系統(tǒng)分別通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)連接該生產(chǎn)線各設(shè)備控制器，來(lái)完 成生產(chǎn)線各設(shè)備的狀態(tài)讀取和指令下達(dá)，各設(shè)備控制器分別連接該設(shè)備的顯示單元、檢測(cè) 單元、執(zhí)行單元、I/o模塊。[0007]整個(gè)托輥生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)的分為共三層網(wǎng)絡(luò)，分別是管理層、控制層和現(xiàn)場(chǎng) 層；管理層主要包括監(jiān)控系統(tǒng)、操作員站、工程師站、遠(yuǎn)程客戶端幾個(gè)部分，管理層的各設(shè)備 通過(guò)以太網(wǎng)連接集中控制器；控制層主要包括集中控制器、各主輔線控制子系統(tǒng)、各設(shè)備控 制器，控制層的集中控制器、各控制子系統(tǒng)和各設(shè)備控制器之間采用工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù) 通訊；現(xiàn)場(chǎng)層主要包括各設(shè)備的顯示單元、檢測(cè)單元、執(zhí)行單元、I/O模塊，現(xiàn)場(chǎng)層各單元與 所對(duì)應(yīng)的設(shè)備控制器之間采用現(xiàn)場(chǎng)總線依次連接。[0008]集中控制系統(tǒng)具有夾具防錯(cuò)功能，生產(chǎn)線所有設(shè)備的工裝夾具均安裝有數(shù)字編碼 裝置，該裝置通過(guò)數(shù)據(jù)線與所在機(jī)床的電氣控制站進(jìn)行連接，所有工裝夾具的編碼具有唯 一性；在進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)之前，集中控制器首先會(huì)對(duì)所有工裝夾具的數(shù)字編碼進(jìn)行驗(yàn)證。[0009]管加工裝配線和軸加工線各機(jī)器設(shè)備均配有上料機(jī)械手和下料機(jī)械手進(jìn)行托輥 管和托輥軸的自動(dòng)上下料，每臺(tái)機(jī)械手各有三個(gè)伺服電機(jī)作為動(dòng)力裝置，上料機(jī)械手和下 料機(jī)械手的伺服電機(jī)同時(shí)受所在機(jī)器設(shè)備的控制器控制，主線與各條附線之間均由精確數(shù) 控輸送機(jī)進(jìn)行物料輸送。[0010]所述檢測(cè)單元為行程開(kāi)關(guān)或傳感器；所述執(zhí)行單元為電磁閥、驅(qū)動(dòng)器或繼電器。[0011]噴涂生產(chǎn)線采用了托輥上料定位臺(tái)與卡簧夾具推進(jìn)裝置以及下料過(guò)度臺(tái)與卡簧 夾具松開(kāi)裝置，實(shí)現(xiàn)了噴涂生產(chǎn)線的自動(dòng)上料和自動(dòng)下料；自動(dòng)上料和自動(dòng)下料的電氣部 分分別由噴涂線控制子系統(tǒng)的上料模塊和下料模塊進(jìn)行控制。[0012]軸承座組裝線與管加工及裝配線的軸承座壓裝機(jī)床之間采用了兩條精確數(shù)控輸 送機(jī)進(jìn)行軸承座組裝件的輸送，兩條精確數(shù)控輸送機(jī)分別從軸承座組裝線連接軸承座壓裝 機(jī)床的兩端，采用上下兩層排列或水平平行排列結(jié)構(gòu)。[0013]密封組裝線與管加工及裝配線的密封壓裝機(jī)床之間采用了兩條精確數(shù)控輸送機(jī) 進(jìn)行密封組裝件的輸送，兩條精確數(shù)控輸送機(jī)分別從密封組裝線連接密封壓裝機(jī)床的兩 端，采用上下兩層排列或水平平行排列結(jié)構(gòu)。[0014]集中控制器分別采集各生產(chǎn)線控制子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控，同時(shí)把相應(yīng)的指 令分配到各生產(chǎn)線控制子系統(tǒng)來(lái)完成個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)作業(yè)；監(jiān)控系統(tǒng)、操作員站、工程師站 和遠(yuǎn)程客戶端通過(guò)以太網(wǎng)連接到集中控制器，并根據(jù)各自的權(quán)限對(duì)集中控制器進(jìn)行訪問(wèn)和 控制。[0015]
[0016]附圖1 :托輥生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖；[0017]附圖2 :托輥生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)管理層結(jié)構(gòu)圖；[0018]附圖3 :托輥生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)控制層結(jié)構(gòu)圖；[0019]附圖4 :托輥生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)層結(jié)構(gòu)圖。[0020]具體實(shí)施方式
[0021]托輥生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)共分為管理層和控制層和現(xiàn)場(chǎng)層，管理層和 控制層以集中控制器為中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，集中控制器即作為整個(gè)托輥生產(chǎn)線控制層的控 制中心，又作為管理層的管理對(duì)象存在。管理層主要包括監(jiān)控系統(tǒng)、操作員站、工程師站和 遠(yuǎn)程客戶端?？刂茖又饕锌刂破?、各主輔線控制子系統(tǒng)、設(shè)備控制器，現(xiàn)場(chǎng)層主要 包括各設(shè)備的顯示單元、檢測(cè)單元、執(zhí)行單元；選用工控機(jī)作為集中控制器，監(jiān)控系統(tǒng)、操作 員站、工程師站和遠(yuǎn)程客戶端通過(guò)以太網(wǎng)連接到集中控制器，并根據(jù)各自的權(quán)限對(duì)集中控 制器進(jìn)行訪問(wèn)和控制。[0022]生產(chǎn)線所有主要機(jī)床設(shè)備均設(shè)有一臺(tái)西門子S7-300可編程控制器或三菱Q系列 可編程控制器作為設(shè)備控制器，各機(jī)床設(shè)備控制器在控制各自機(jī)床電氣系統(tǒng)的同時(shí)，還作 為該機(jī)床單元上料機(jī)械手和下料機(jī)械手的控制器使用，這種控制方式既簡(jiǎn)化了機(jī)床設(shè)備和 機(jī)械手之間的硬件連接、節(jié)約了硬件成本，也提高了電氣控制的穩(wěn)定性。[0023]每條生產(chǎn)線從若干個(gè)設(shè)備控制器中選出一臺(tái)作為控制子系統(tǒng)，每條生產(chǎn)線控制子 系統(tǒng)并通過(guò)光纖環(huán)網(wǎng)與集中控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，光纖環(huán)網(wǎng)的通訊模式能夠保證通訊網(wǎng)絡(luò) 的高穩(wěn)定性和較高的效率。各生產(chǎn)線控制子系統(tǒng)分別通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)連接相應(yīng)的若干個(gè)設(shè) 備控制器，同時(shí)每一臺(tái)設(shè)備控制器分別連接有若干檢測(cè)單元和執(zhí)行單元。[0024]設(shè)備控制器根據(jù)集中控制器或生產(chǎn)線子系統(tǒng)發(fā)出的指令要求，在讀取檢測(cè)單元的 各種設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)后，將相應(yīng)控制結(jié)果輸出到執(zhí)行單元進(jìn)行設(shè)備控制，并將讀取到檢測(cè)單 元的各種設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到生產(chǎn)線控制子系統(tǒng)及集中控制器。監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)集中控制器 實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中全部的設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控，通過(guò)組態(tài)軟件在大屏幕上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)演示，并通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件自動(dòng)生成產(chǎn)品檔案建 立、生產(chǎn)線產(chǎn)品報(bào)表，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、產(chǎn)品質(zhì)量追索。
權(quán)利要求1、托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)，其主要特征在于一臺(tái)集中控制器通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)通訊實(shí)現(xiàn)一主五輔共六條生產(chǎn)線子系統(tǒng)的集中控制，整個(gè)托輥生產(chǎn)線所有電氣設(shè)備均受集中控制器的指令控制和狀態(tài)監(jiān)控，整個(gè)托輥生產(chǎn)的加工裝配過(guò)程中達(dá)到無(wú)需人工干預(yù)的全自動(dòng)化生產(chǎn)；其主要包括集中控制器、在線監(jiān)控及動(dòng)態(tài)演示子系統(tǒng)、管加工及裝配線子系統(tǒng)、軸加工線子系統(tǒng)、軸承座組裝線子系統(tǒng)、密封組裝線子系統(tǒng)、自動(dòng)噴涂線子系統(tǒng)和軸承座沖壓線子系統(tǒng)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)，其特征在于每一條生產(chǎn)線控制子系統(tǒng)分別通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)連接該生產(chǎn)線各設(shè)備控制器，來(lái)完成生產(chǎn)線各設(shè)備的狀態(tài)讀取和指令下達(dá)，各設(shè)備控制器分別連接該設(shè)備的顯示單元、檢測(cè)單元、執(zhí)行單元、I/O模塊。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)，其特征在于整個(gè)托輥生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)的分為共三層網(wǎng)絡(luò)，分別是管理層、控制層和現(xiàn)場(chǎng)層；管理層主要包括監(jiān)控系統(tǒng)、操作員站、工程師站、遠(yuǎn)程客戶端幾個(gè)部分，管理層的各設(shè)備通過(guò)以太網(wǎng)連接集中控制器；控制層主要包括集中控制器、各主輔線控制子系統(tǒng)、各設(shè)備控制器，控制層的集中控制器、各控制子系統(tǒng)和各設(shè)備控制器之間采用工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；現(xiàn)場(chǎng)層主要包括各設(shè)備的顯示單元、檢測(cè)單元、執(zhí)行單元、I/O模塊，現(xiàn)場(chǎng)層各單元與所對(duì)應(yīng)的設(shè)備控制器之間采用現(xiàn)場(chǎng)總線依次連接。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)，其特征在于集中控制系統(tǒng)具有夾具防錯(cuò)功能，生產(chǎn)線所有設(shè)備的工裝夾具均安裝有數(shù)字編碼裝置，該裝置通過(guò)數(shù)據(jù)線與所在機(jī)床的電氣控制站進(jìn)行連接，所有工裝夾具的編碼具有唯一性；在進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)之前，集中控制器首先會(huì)對(duì)所有工裝夾具的數(shù)字編碼進(jìn)行驗(yàn)證。
5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)，其特征在于管加工裝配線和軸加工線各機(jī)器設(shè)備均配有上料機(jī)械手和下料機(jī)械手進(jìn)行托輥管和托輥軸的自動(dòng)上下料，每臺(tái)機(jī)械手各有三個(gè)伺服電機(jī)作為動(dòng)力裝置，上料機(jī)械手和下料機(jī)械手的伺服電機(jī)同時(shí)受所在機(jī)器設(shè)備的控制器控制，主線與各條附線之間均由精確數(shù)控輸送機(jī)進(jìn)行物料輸送。
6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)，其特征在于所述檢測(cè)單元為行程開(kāi)關(guān)或傳感器；所述執(zhí)行單元為電磁閥、驅(qū)動(dòng)器或繼電器。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)，其特征在于噴涂生產(chǎn)線采用了托輥上料定位臺(tái)與卡簧夾具推進(jìn)裝置以及下料過(guò)度臺(tái)與卡簧夾具松開(kāi)裝置，實(shí)現(xiàn)了噴涂生產(chǎn)線的自動(dòng)上料和自動(dòng)下料；自動(dòng)上料和自動(dòng)下料的電氣部分分別由噴涂線控制子系統(tǒng)的上料模塊和下料模塊進(jìn)行控制。
8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)，其特征在于軸承座組裝線與管加工及裝配線的軸承座壓裝機(jī)床之間采用了兩條精確數(shù)控輸送機(jī)進(jìn)行軸承座組裝件的輸送，兩條精確數(shù)控輸送機(jī)分別從軸承座組裝線連接軸承座壓裝機(jī)床的兩端，采用上下兩層排列或水平平行排列結(jié)構(gòu)。
9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)，其特征在于密封組裝線與管加工及裝配線的密封壓裝機(jī)床之間采用了兩條精確數(shù)控輸送機(jī)進(jìn)行密封組裝件的輸送，兩條精確數(shù)控輸送機(jī)分別從密封組裝線連接密封壓裝機(jī)床的兩端，采用上下兩層排列或水平平行排列結(jié)構(gòu)。
10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)，其特征在于集中控制器分別采集各生產(chǎn)線控制子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控，同時(shí)把相應(yīng)的指令分配到各生產(chǎn)線控制子系統(tǒng)來(lái)完成個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)作業(yè)；監(jiān)控系統(tǒng)、操作員站、工程師站和遠(yuǎn)程客戶端通過(guò)以太網(wǎng)連接到集中控制器，并根據(jù)各自的權(quán)限對(duì)集中控制器進(jìn)行訪問(wèn)和控制。
專利摘要一種托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)，主要用于托輥生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化集中控制。使用一臺(tái)集中控制器通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)通訊實(shí)現(xiàn)一主五輔共六條生產(chǎn)線子系統(tǒng)的集中控制；每條生產(chǎn)線都設(shè)有控制子系統(tǒng)并通過(guò)光纖環(huán)網(wǎng)與集中控制器連接，各生產(chǎn)線控制子系統(tǒng)分別通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)連接相應(yīng)的若干個(gè)設(shè)備控制器，同時(shí)每一臺(tái)設(shè)備控制器分別連接有相應(yīng)的檢測(cè)單元和執(zhí)行單元；整個(gè)托輥生產(chǎn)線所有電氣設(shè)備均受集中控制器的指令控制和狀態(tài)監(jiān)控。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202837998SQ20122047284
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
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