CN105290210A - 一种用于冲压冰箱压缩机支撑板的控制装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冲压设备技术领域，尤其是一种用于冲压冰箱压缩机支撑板的控制装置及其方法。控制装置包括控制器、冲压设备、机械手设备、显示模块和PC机，控制方法包括总体控制方法和连续运行控制方法。基于一个控制器的多个机械手、冲床、翻转台和上料机的集中式控制，通过设置不同的站号和I/O地址，控制器即可对不同的设备实施独立的控制，基于M/II高速（10Mbps）总线的脉冲发送，可使机械手达到8秒/次左右的动作节拍，满足产品质量和稳定性需求。控制器内置以太网接口电路，通过网络通信方式，便于融入更广泛的柔性制造系统和物联网系统，实现远程操控，大大降低了协作难度，节约了生产成本。

Description

一种用于冲压冰箱压缩机支撑板的控制装置及其方法

技术领域

本发明涉及冲压设备技术领域，尤其是一种用于冲压冰箱压缩机支撑板的控制装置及其方法。

背景技术

非连续冲压生产主要以人工上下料和操作机床为主，存在自动化程度低、安全事故多、工作环境噪音大、质量稳定性欠佳等问题。受劳动力成本的不断攀升影响，客观上也需要取代人工的自动化先进装备。当前国内人力成本不断攀升，年轻的劳动者一般不愿意从事这类工作，劳动密集型冲压生产正面临越来越严重的用工荒。采用机器人取代人，对传统冲压生产工艺进行改进，是解决用工难和提升传统冲压行业技术水平的一种重要途径。具有通用性好的六自由度机器人，因价格高、体积较大、运动能力富余、末端执行器需要二次开发等原因，难以应用于冲压生产的物料搬运。相反，针对冲压产品工艺特点设计的，具有四自由度或五自由度的简易机械手，因成本低、直接使用等优点而受到青睐。

现有的整体式冲压移动自动生产线，存在变更生产线困难，设备成本高等问题，难以满足多品种，小批量冲压生产的需要。多自由度冲压搬运机器人可取代人，完成上下料工作。研发与产品冲压工艺相适应的多自由度机器人以及由此配合冲床等设备构建的冲压自动生产线，可最大限度地提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量稳定性、改善冲压生产环境，改进冲压生产工艺，提升冲压生产水平具有重要意义。

采用机器人辅助的全自动生产流水线已被广泛应用于大批量生产中，如汽车车架焊接，在这些系统中，常采用分布式控制模式，各个对象具有自己独立的控制器，能完成各自规定的动作。对象之间通过某种通信方式组成网络，由上位机和各对象之间进行信息传递，实现多机械手、工装设备之间的协作。这种模式在实时性要求高、动态多变环境的系统中具有优势，系统组建快速简单，但成本相对较高，协作难度大。具有四个自由度的冲压搬运机械手，配合翻转台，可满足冲压模具上下料要求，每个机械手具有独立的控制器，单个成本较低，但组线后因使用多台机械手，控制器数量越多，总体成本增大。

发明内容

为了克服现有的整体式冲压移动自动生产线成本高，协作难度大的不足，本发明提供了一种用于冲压冰箱压缩机支撑板的控制装置及其方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于冲压冰箱压缩机支撑板的控制装置，包括控制器、冲压设备、机械手设备、显示模块和PC机，冲压设备和机械手设备分列连接在控制器的两侧，控制器为MP2300控制器，内部设有伺服模块、I/O接口电路和以太网接口电路，冲压设备内依次排列设置有上料机、冲床一、翻转台、冲床二、冲床三、冲床四和收料架，机械手设备内依次排列设置有机械手一、机械手二、机械手三、机械手四、机械手五和机械手六。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括上料机、冲床一、翻转台、冲床二、冲床三和冲床四分别与控制器的I/O接口电路连接。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括机械手一、机械手二、机械手三、机械手四、机械手五和机械手六串联成一体，通过M/II总线与控制器的伺服模块连接。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括显示模块和PC机通过交换机与控制器的以太网接口电路连接。

一种用于冲压冰箱压缩机支撑板的总体控制方法，包括以下步骤：

S1、初始化检查，对控制装置进行系统初始化检查，查看是否存在异常，若存在异常，则进入报警程序，若不存在异常，则进入步骤S2；

S2、工作模式选择，可选择手动控制模式或自动控制模式，完成零点复归；

S3、手动控制模式选择，可选择点动操作、定长运动操作或单轴手动回零点操作；

S4、自动控制模式选择，控制装置自动判断是否零点复归，若没有完成，则执行零点复归，若完成，则可选择单机单步、单机单周期、单机连续或整线连续模式，并执行对应操作。

一种用于冲压冰箱压缩机支撑板的连续运行控制方法，连续运行控制方法是针对总体控制方法中的整线连续模式的详解，包括以下步骤：

D1、初始化检查，对控制装置进行系统初始化检查，检查上料机、冲床一、翻转台、冲床二、冲床三、冲床四、收料架、机械手一、机械手二、机械手三、机械手四、机械手五和机械手六的初始状态（初位置、负压）是否正常；

D2、判断是否从第一工位开始，若从第一工位开始，则进入步骤D3，若没有，则设置开始工位序号；

D3、启动该工位，进入下一步D4；

D4、自动检查当前工位运行条件是否满足运行需求，若不满足，系统自动进入等待状态，若满足运行需求，进入下一步D5；

D5、执行该工位操作，完成后，自动启动下一工位；

D6、自动检查判断工件是否异常落下，若没有，返回步骤D1，继续进入下一周期操作；若存在工件异常落下，进入暂停处理步骤D7；

D7、暂停后，人工判定落下工件质量是否正常？若不正常，工件废弃，并设置工件已废弃状态信息；若正常，人工将工件放入下一工位，并设置工件放入正常，停止暂停，返回步骤D1，进行下一周期操作。

本发明的有益效果是，基于一个控制器的多个机械手、冲床、翻转台和上料机的集中式控制，通过设置不同的站号和I/O地址，控制器即可对不同的设备实施独立的控制，基于M/II高速（10Mbps）总线的脉冲发送，可使机械手达到8秒/次左右的动作节拍，满足产品质量和稳定性需求。控制器内置以太网接口电路，通过网络通信方式，便于融入更广泛的柔性制造系统和物联网系统，实现远程操控，大大降低了协作难度，节约了生产成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的控制装置结构示意图；

图2是本发明的控制装置物理位置摆放示意图；

图3是本发明的总体控制方法流程图；

图4是本发明的连续运行控制方法流程图。

具体实施方式

如图1是本发明的控制装置结构示意图，图2是本发明的控制装置物理位置摆放示意图，一种用于冲压冰箱压缩机支撑板的控制装置，包括控制器、冲压设备、机械手设备、显示模块和PC机，冲压设备和机械手设备分列连接在控制器的两侧，控制器为MP2300控制器，内部设有伺服模块、I/O接口电路和以太网接口电路，冲压设备内依次排列设置有上料机、冲床一、翻转台、冲床二、冲床三、冲床四和收料架，机械手设备内依次排列设置有机械手一、机械手二、机械手三、机械手四、机械手五和机械手六。上料机、冲床一、翻转台、冲床二、冲床三和冲床四分别与控制器的I/O接口电路连接。机械手一、机械手二、机械手三、机械手四、机械手五和机械手六串联成一体，通过M/II总线与控制器的伺服模块连接。显示模块和PC机通过交换机与控制器的以太网接口电路连接。

工作时，机械手一将冲压冰箱压缩机支撑板从上料机上取走，并放入冲床一上冲压；

冲床一用于拉伸冲压冰箱压缩机支撑板；

机械手二将冲压冰箱压缩机支撑板从冲床一上取走，并放入翻转台上；

翻转台用于翻转冲压冰箱压缩机支撑板；

机械手三将冲压冰箱压缩机支撑板从翻转台上取走，并放入冲床二上；

冲床二用于对冲压冰箱压缩机支撑板进行切边冲孔；

机械手四将冲压冰箱压缩机支撑板从冲床二上取走，并放入冲床三上；

冲床三用于对冲压冰箱压缩机支撑板进行折弯；

机械手五将冲压冰箱压缩机支撑板从冲床三上取走，并放入冲床四上；

冲床四用于对冲压冰箱压缩机支撑板进行冲压成形；

机械手六将冲压冰箱压缩机支撑板从冲床四上取走，并放入收料架上；

如图3是本发明的总体控制方法流程图，一种用于冲压冰箱压缩机支撑板的总体控制方法，包括以下步骤：

S1、初始化检查，对控制装置进行系统初始化检查，查看是否存在异常，若存在异常，则进入报警程序，若不存在异常，则进入步骤S2；

S2、工作模式选择，可选择手动控制模式或自动控制模式，完成零点复归；

S3、手动控制模式选择，可选择点动操作、定长运动操作或单轴手动回零点操作；

S4、自动控制模式选择，控制装置自动判断是否零点复归，若没有完成，则执行零点复归，若完成，则可选择单机单步、单机单周期、单机连续或整线连续模式，并执行对应操作。

如图4是本发明的连续运行控制方法流程图，一种用于冲压冰箱压缩机支撑板的连续运行控制方法，连续运行控制方法是针对总体控制方法中的整线连续模式的详解，包括以下步骤：

D1、初始化检查，对控制装置进行系统初始化检查，检查上料机、冲床一、翻转台、冲床二、冲床三、冲床四、收料架、机械手一、机械手二、机械手三、机械手四、机械手五和机械手六的初始状态（初位置、负压）是否正常；

D2、判断是否从第一工位开始，若从第一工位开始，则进入步骤D3，若没有，则设置开始工位序号；

D3、启动该工位，进入下一步D4；

D4、自动检查当前工位运行条件是否满足运行需求，若不满足，系统自动进入等待状态，若满足运行需求，进入下一步D5；

D5、执行该工位操作，完成后，自动启动下一工位；

D6、自动检查判断工件是否异常落下，若没有，返回步骤D1，继续进入下一周期操作；若存在工件异常落下，进入暂停处理步骤D7；

D7、暂停后，人工判定落下工件质量是否正常？若不正常，工件废弃，并设置工件已废弃状态信息；若正常，人工将工件放入下一工位，并设置工件放入正常，停止暂停，返回步骤D1，进行下一周期操作。

本控制装置及其方法是基于一个控制器的多个机械手、冲床、翻转台和上料机的集中式控制，通过设置不同的站号和I/O地址，控制器即可对不同的设备实施独立的控制，基于M/II高速（10Mbps）总线的脉冲发送，可使机械手达到8秒/次左右的动作节拍，满足产品质量和稳定性需求。控制器内置以太网接口电路，通过网络通信方式，便于融入更广泛的柔性制造系统和物联网系统，实现远程操控，大大降低了协作难度，节约了生产成本。

Claims (6)

1.一种用于冲压冰箱压缩机支撑板的控制装置，其特征是：包括控制器、冲压设备、机械手设备、显示模块和PC机，冲压设备和机械手设备分列连接在控制器的两侧，控制器为MP2300控制器，内部设有伺服模块、I/O接口电路和以太网接口电路，冲压设备内依次排列设置有上料机、冲床一、翻转台、冲床二、冲床三、冲床四和收料架，机械手设备内依次排列设置有机械手一、机械手二、机械手三、机械手四、机械手五和机械手六。

2.根据权利要求1所述的一种用于冲压冰箱压缩机支撑板的控制装置，其特征是：上料机、冲床一、翻转台、冲床二、冲床三和冲床四分别与控制器的I/O接口电路连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于冲压冰箱压缩机支撑板的控制装置，其特征是：机械手一、机械手二、机械手三、机械手四、机械手五和机械手六串联成一体，通过M/II总线与控制器的伺服模块连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于冲压冰箱压缩机支撑板的控制装置及其方法，其特征是：显示模块和PC机通过交换机与控制器的以太网接口电路连接。

5.一种用于冲压冰箱压缩机支撑板的总体控制方法，其特征是：总体控制方法包括以下步骤：

S1、初始化检查，对控制装置进行系统初始化检查，查看是否存在异常，若存在异常，则进入报警程序，若不存在异常，则进入步骤S2；

S2、工作模式选择，可选择手动控制模式或自动控制模式，完成零点复归；

S3、手动控制模式选择，可选择点动操作、定长运动操作或单轴手动回零点操作；

S4、自动控制模式选择，控制装置自动判断是否零点复归，若没有完成，则执行零点复归，若完成，则可选择单机单步、单机单周期、单机连续或整线连续模式，并执行对应操作。

6.一种用于冲压冰箱压缩机支撑板的连续运行控制方法，其特征是：连续运行控制方法是针对总体控制方法中的整线连续模式的详解，包括以下步骤：

D1、初始化检查，对控制装置进行系统初始化检查，检查上料机、冲床一、翻转台、冲床二、冲床三、冲床四、收料架、机械手一、机械手二、机械手三、机械手四、机械手五和机械手六的初始状态（初位置、负压）是否正常；

D2、判断是否从第一工位开始，若从第一工位开始，则进入步骤D3，若没有，则设置开始工位序号；

D3、启动该工位，进入下一步D4；

D4、自动检查当前工位运行条件是否满足运行需求，若不满足，系统自动进入等待状态，若满足运行需求，进入下一步D5；

D5、执行该工位操作，完成后，自动启动下一工位；

D6、自动检查判断工件是否异常落下，若没有，返回步骤D1，继续进入下一周期操作；若存在工件异常落下，进入暂停处理步骤D7；

D7、暂停后，人工判定落下工件质量是否正常？若不正常，工件废弃，并设置工件已废弃状态信息；若正常，人工将工件放入下一工位，并设置工件放入正常，停止暂停，返回步骤D1，进行下一周期操作。