柔性生產線控制系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種柔性生產線控制系統及方法，包括各機床的生產控制子系統，所述生產控制子系統包括工件運送控制系統和工件加工控制系統；所述工件運送控制系統用于控制輸送帶的移動及控制機械手抓取工件，所述加工控制系統用于控制加工工位的移動及控制加工裝置對就位于加工工位的工件進行加工。本發明中每臺機床配置兩個工位，當一個工位加工時，另一個工位在進行上下料，因此保證裝卸料時間100%與加工時間重疊，使加工不等待，省去了裝卸料的時間，大大提高了生產效率；全部采用加工中心組線，實現100%生產線柔性化，可完全滿足不同產品的加工需求，為今后加工產品的改型和重新布線降低投入。
【專利說明】
柔性生產線控制系統及方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種柔性生產線控制系統及方法。
【背景技術】
[0002] 汽車發動機缸蓋自動化生產線是針對目前市場上銷量最大的1.4L排量的汽油發 動機缸蓋而設計的自動化生產線產品，目前在汽車發動機缸蓋的生產廠家中，基本上都是 用普通立式加工中心結合轉臺來加工此零件，因為零件不規則，體積重量都比較大，在裝卸 料時占據很大的時間，加上加工時間，工序就非常長，從而整條線的機床就非常多，用人也 相應增加，且都是人工裝卸料，工人的勞動強度非常大，加工效率低下。另一方面，自動生產 線的機床及物料運送系統由一個總的中央控制系統處理，這樣中央控制系統處理的數據量 大，整個控制動作更復雜，組成生產線之前必須把整個生產線的布局情況考慮好，從設計開 始就必須考慮好，一旦布置好后改動起來就特別困難，如果整個生產線要搬迀，搬迀后調試 很困難。

【發明內容】

[0003] 本發明的目的是解決目前汽車發動機缸蓋自動化生產線機床多，工序長，自動化 程度低，勞動強度大，加工效率低，且生產線的機床及物料運送系統由一個總的中央控制系 統處理，控制復雜，后期改動困難的技術問題。
[0004] 為實現以上發明目的，一方面，本發明提供一種柔性生產線控制系統，用于多臺機 床聯合組成的機械加工生產線，各所述機床完成不同的加工工序，各所述機床之間連接有 輸送帶，工件通過所述輸送帶在相鄰機床之間傳送，所述柔性生產線控制系統包括各所述 機床的生產控制子系統，所述生產控制子系統包括工件運送控制系統和工件加工控制系 統； 各所述機床包括完成相同工序的第一加工工位及第二加工工位、一個加工裝置和一個 機械手，待加工的兩個相同的第一工件和第二工件放置在所述輸送帶上； 所述工件運送控制系統用于控制所述輸送帶將所述第一工件移動到預設位置，接著控 制所述機械手將所述第一工件抓取到所述第一加工工位上，同時控制所述輸送帶將所述第 二工件移動到預設位置，并控制所述機械手將所述第二工件抓取到移出的所述第二加工工 位上，接著控制所述機械手將加工完成的所述第一工件抓取到所述輸送帶上，然后控制所 述輸送帶將所述第一工件運送至相鄰機床的預設位置，然后控制所述機械手將加工完成的 所述第二工件抓取到所述輸送帶上，接著控制所述輸送帶正向移動距離L將所述第二工件 運送至完成下一道工序的相鄰機床的預設位置，如此循環往復； 所述加工控制系統用于控制所述第一加工工位及第二加工工位移動及控制所述加工 裝置對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輪流進行 加工。
[0005] 進一步地，所述工件加工控制系統包括通訊模塊，所述通訊模塊用于與完成下一 道工序的相鄰機床的通訊，將所述第一工件或第二工件已運送至所述相鄰機床的預設位置 的狀態信息發送給所述相鄰機床的工件運送控制系統，所述相鄰機床的工件運送控制系統 控制所述相鄰機床的機械手將所述第一工件或第二工件抓取到所述相鄰機床的第一工位 或第二工位上，然后所述相鄰機床的工件加工控制系統的通訊模塊將所述第一工件或第二 工件已取走的狀態信息發送給本機床的所述工件加工控制系統的通訊模塊，本機床的所述 工件運送控制系統據此狀態信息控制所述輸送帶反向移動所述距離L。
[0006] 進一步地，所述機床為雙Y軸立式加工中心。
[0007] 另一方面，本發明還提供一種柔性生產線控制方法，用于多臺機床聯合組成的機 械加工生產線，各所述機床完成不同的加工工序，各所述機床之間連接有輸送帶，工件通過 所述輸送帶在相鄰機床之間傳送，在所述輸送帶上手動放置第一工件和第二工件，所述柔 性生產線控制方法包括： 在各所述機床上設置第一加工位、第二加工位和機械手，所述第一加工位和第二加工 位完成相同的工序； 首臺機床控制所述輸送帶將所述第一工件移動到預設位置，接著控制所述第一加工工 位移出，然后控制所述機械手將所述第一工件抓取到所述第一加工工位上，接著控制所述 第一加工工位移入，對所述第一工件進行加工；同時控制所述輸送帶將所述第二工件移動 到預設位置，控制所述第二加工工位移出，并控制所述機械手將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，對所述第二工件進行加工，然后控制所述第 一加工工位移出，接著控制所述機械手將加工完成的所述第一工件抓取到所述輸送帶上， 然后控制所述輸送帶將所述第一工件運送至相鄰機床的預設位置，接著控制所述第二加工 工位移出，然后控制所述機械手將加工完成的所述第二工件抓取到所述輸送帶上，接著控 制所述輸送帶正向移動距離L將所述第二工件運送至完成下一道工序的相鄰機床的預設位 置，如此循環往復。
[0008] 進一步地，各所述機床還與完成下一道工序的相鄰機床進行通訊，將所述第一工 件或第二工件已運送至所述相鄰機床的預設位置的狀態信息發送給所述相鄰機床，所述相 鄰機床控制所述相鄰機床的機械手將所述第一工件或第二工件抓取到所述相鄰機床的第 一工位或第二工位上，然后所述相鄰機床將所述第一工件或第二工件已取走的狀態信息發 送給本機床，本機床控制所述輸送帶反向移動所述距離L。
[0009] 與現有技術相比，本發明的有益效果是： 本發明中每臺機床配置兩個工位，當一個工位加工時，另一個工位在進行上下料，因此 保證裝卸料時間100%與加工時間重疊，使加工不等待，省去了裝卸料的時間，大大提高了生 產效率;全部采用加工中心組線，實現100%生產線柔性化，可完全滿足不同產品的加工需 求，為今后加工產品的改型和重新布線降低投入;整個自動線只需線首線尾兩人操作，且降 低了工人的勞動強度，大大減少了企業的用工開支。
[0010] 綜上所述，本發明具有自動化程度高，兼容性強，加工和裝卸時間完全重疊，可滿 足省人省機床的需求。本發明每臺機床的工件運送控制系統及工件加工控制系統都是獨立 的，機床也只有相鄰之間有聯系，控制更簡單，也便于維護。每臺機床加工時間受生產線上 其他機床的影響會更小，組生產線時也更靈活，根據需要可以任意臺機床組線，這樣的生產 線受場地的影響也更小。如遇變動生產線要搬迀，搬迀后調試也比較容易。
【附圖說明】
[0011] 圖1是單臺機床控制原理框圖； 圖2是多臺機床控制原理框圖。
【具體實施方式】
[0012] 下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。
[0013] 如圖1所示，本發明的柔性生產線控制系統中的每臺機床包括生產控制子系統，生 產控制子系統包括工件運送控制系統和工件加工控制系統。
[0014] 如圖2所示，僅以兩臺機床組成的柔性生產線為例，三臺及以上數量的機床組成的 柔性生產線的工作原理與兩臺機床組成的柔性生產線完全一樣，不再一一贅述。各機床完 成不同的加工工序，如下表為由1 〇臺機床組成的柔性生產線中各臺機床的加工內容。

[0015] 機床采用雙Y軸立式加工中心，各機床之間連接有輸送帶，工件通過輸送帶在相鄰 機床之間傳送，各機床包括完成相同工序的第一加工工位及第二加工工位、一個加工裝置 和一個機械手，待加工的兩個相同的第一工件和第二工件放置在輸送帶上； 工件運送控制系統用于控制輸送帶將第一工件移動到預設位置，接著控制機械手將第 一工件抓取到第一加工工位上，同時控制輸送帶將第二工件移動到預設位置，并控制機械 手將第二工件抓取到移出的第二加工工位上，接著控制機械手將加工完成的第一工件抓取 到輸送帶上，然后控制輸送帶將第一工件運送至相鄰機床的預設位置，然后控制機械手將 加工完成的第二工件抓取到輸送帶上，接著控制輸送帶正向移動距離L將第二工件運送至 完成下一道工序的相鄰機床的預設位置，如此循環往復； 加工控制系統用于控制第一加工工位及第二加工工位移動及控制加工裝置對就位于 第一加工工位及第二加工工位上的第一工件和第二工件輪流進行加工。
[0016] 優選地，工件加工控制系統包括通訊模塊，通訊模塊用于與完成下一道工序的相 鄰機床的通訊，將第一工件或第二工件已運送至相鄰機床的預設位置的狀態信息發送給相 鄰機床的工件運送控制系統，相鄰機床的工件運送控制系統控制相鄰機床的機械手將第一 工件或第二工件抓取到相鄰機床的第一工位或第二工位上，然后相鄰機床的工件加工控制 系統的通訊模塊將第一工件或第二工件已取走的狀態信息發送給本機床的工件加工控制 系統的通訊模塊，本機床的工件運送控制系統據此狀態信息控制輸送帶反向移動距離L。
[0017] 本發明的柔性生產線控制方法用于多臺機床聯合組成的機械加工生產線，各機床 完成不同的加工工序，各機床之間連接有輸送帶，工件通過輸送帶在相鄰機床之間傳送，在 輸送帶上手動放置第一工件和第二工件，柔性生產線控制方法包括： 在各機床上設置第一加工位、第二加工位和機械手，第一加工位和第二加工位完成相 同的工序； 首臺機床控制輸送帶將第一工件移動到預設位置，接著控制第一加工工位移出，然后 控制機械手將第一工件抓取到第一加工工位上，接著控制第一加工工位移入，對第一工件 進行加工；同時控制輸送帶將第二工件移動到預設位置，控制第二加工工位移出，并控制機 械手將第二工件抓取到第二加工工位上，控制第二加工工位移入，對第二工件進行加工，然 后控制第一加工工位移出，接著控制機械手將加工完成的第一工件抓取到輸送帶上，然后 控制輸送帶將第一工件運送至相鄰機床的預設位置，接著控制第二加工工位移出，然后控 制機械手將加工完成的第二工件抓取到輸送帶上，接著控制輸送帶正向移動距離L將第二 工件運送至完成下一道工序的相鄰機床的預設位置，如此循環往復。
[0018] 優選地，各機床還與完成下一道工序的相鄰機床進行通訊，將第一工件或第二工 件已運送至相鄰機床的預設位置的狀態信息發送給相鄰機床，相鄰機床控制相鄰機床的機 械手將第一工件或第二工件抓取到相鄰機床的第一工位或第二工位上，然后相鄰機床將第 一工件或第二工件已取走的狀態信息發送給本機床，本機床控制輸送帶反向移動距離L。
[0019] 以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完 全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術 性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【主權項】
1. 柔性生產線控制系統，用于多臺機床聯合組成的機械加工生產線，各所述機床完成 不同的加工工序，各所述機床之間連接有輸送帶，工件通過所述輸送帶在相鄰機床之間傳 送，其特征在于， 所述柔性生產線控制系統包括各所述機床的生產控制子系統，所述生產控制子系統包 括工件運送控制系統和工件加工控制系統； 各所述機床包括完成相同工序的第一加工工位及第二加工工位、一個加工裝置和一個 機械手，待加工的兩個相同的第一工件和第二工件放置在所述輸送帶上； 所述工件運送控制系統用于控制所述輸送帶將所述第一工件移動到預設位置，接著控 制所述機械手將所述第一工件抓取到所述第一加工工位上，同時控制所述輸送帶將所述第 二工件移動到預設位置，并控制所述機械手將所述第二工件抓取到移出的所述第二加工工 位上，接著控制所述機械手將加工完成的所述第一工件抓取到所述輸送帶上，然后控制所 述輸送帶將所述第一工件運送至相鄰機床的預設位置，然后控制所述機械手將加工完成的 所述第二工件抓取到所述輸送帶上，接著控制所述輸送帶正向移動距離L將所述第二工件 運送至完成下一道工序的相鄰機床的預設位置，如此循環往復； 所述加工控制系統用于控制所述第一加工工位及第二加工工位移動及控制所述加工 裝置對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輪流進行 加工。2. 如權利要求1所述的柔性生產線控制系統，其特征在于，所述工件加工控制系統包括 通訊模塊，所述通訊模塊用于與完成下一道工序的相鄰機床的通訊，將所述第一工件或第 二工件已運送至所述相鄰機床的預設位置的狀態信息發送給所述相鄰機床的工件運送控 制系統，所述相鄰機床的工件運送控制系統控制所述相鄰機床的機械手將所述第一工件或 第二工件抓取到所述相鄰機床的第一工位或第二工位上，然后所述相鄰機床的工件加工控 制系統的通訊模塊將所述第一工件或第二工件已取走的狀態信息發送給本機床的所述工 件加工控制系統的通訊模塊，本機床的所述工件運送控制系統據此狀態信息控制所述輸送 帶反向移動所述距離L。3. 如權利要求1或2所述的柔性生產線控制系統，其特征在于，所述機床為雙Y軸立式加 工中心。4. 柔性生產線控制方法，用于多臺機床聯合組成的機械加工生產線，各所述機床完成 不同的加工工序，各所述機床之間連接有輸送帶，工件通過所述輸送帶在相鄰機床之間傳 送，在所述輸送帶上手動放置第一工件和第二工件，其特征在于，所述柔性生產線控制方法 包括： 在各所述機床上設置第一加工位、第二加工位和機械手，所述第一加工位和第二加工 位完成相同的工序； 首臺機床控制所述輸送帶將所述第一工件移動到預設位置，接著控制所述第一加工工 位移出，然后控制所述機械手將所述第一工件抓取到所述第一加工工位上，接著控制所述 第一加工工位移入，對所述第一工件進行加工；同時控制所述輸送帶將所述第二工件移動 到預設位置，控制所述第二加工工位移出，并控制所述機械手將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，對所述第二工件進行加工，然后控制所述第 一加工工位移出，接著控制所述機械手將加工完成的所述第一工件抓取到所述輸送帶上， 然后控制所述輸送帶將所述第一工件運送至相鄰機床的預設位置，接著控制所述第二加工 工位移出，然后控制所述機械手將加工完成的所述第二工件抓取到所述輸送帶上，接著控 制所述輸送帶正向移動距離L將所述第二工件運送至完成下一道工序的相鄰機床的預設位 置，如此循環往復。5.如權利要求4所述的柔性生產線控制方法，其特征在于，各所述機床還與完成下一道 工序的相鄰機床進行通訊，將所述第一工件或第二工件已運送至所述相鄰機床的預設位置 的狀態信息發送給所述相鄰機床，所述相鄰機床控制所述相鄰機床的機械手將所述第一工 件或第二工件抓取到所述相鄰機床的第一工位或第二工位上，然后所述相鄰機床將所述第 一工件或第二工件已取走的狀態信息發送給本機床，本機床控制所述輸送帶反向移動所述 距離L。
【文檔編號】B23Q7/14GK105855997SQ201610295703
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月6日
【發明人】何鳳瓊, 姜成偉, 華亮亮, 劉詩喻, 黃剛強
【申請人】重慶威諾克智能裝備股份有限公司