CN106850752A - 基于“互联网+”技术的家具打孔设计制造一体化系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于“互联网+”技术家具打孔生产制造一体化系统,其特征在于它包括客户端、服务器、上位机单元、通信模块单元、下位机单元和驱动设备单元;其工作方法包括:访问服务器、上传家具数据文件、做出价格清单并反馈、打孔数据提取及获取、打孔;其优越性在于:“云+端”的互联网新模式实现了利益最大化;提高了打孔精度和工作效率;实现了板材打孔产量的自动伸缩和弹性扩展,极大提高板材资源的利用率。
Description
(一)技术领域:
本发明涉及家具板材打孔领域,尤其是基于“互联网+”技术的家具打孔设计制造一体化系统。
(二)背景技术:
随着中国经济快速发展,家具每年的需求量越来越多,对家具生产制作的精度要求也越来越高。而家具材质板的打孔为其中的核心过程,因而如何快速优良的对家具板材进行打孔对于家具制造行业来说意义重大。
传统的家具厂接收订单的方式是单一的线下接单,劳动成本高且收益低,难以帮助家具厂实现“零成本”的宣传和扩大销量。哪怕是通过广告营销和网络宣传也是收益甚微,无法便捷的快速的提供一个高效的智能的生产管理制造平台。人工沟通客户的方式不仅人工成本高且工作效率低,不能有效的替企业增加订单。在某些工厂里,企业接受订单后再处理家具数据,再下发给打孔车间,流程复杂且繁琐。而工人们通过手动输入打孔坐标和打孔深度来间接控制钻头打孔,打完一个孔再输入下一个孔信息。这一做法不仅造成生产效率低下和产品质量下降,而且虽有高度智能化的CNC数控机床,然而对于大多数家具制造企业来说,高精度和高度智能化的数控设备不仅过于昂贵并且操作难度高,需要招收新的高学历人员进行操作,从而实现难度较大。
(三)发明内容:
本发明目的在于提供一种基于“互联网+”技术的家具打孔设计制造一体化系统,它能够解决家具制造行业接收订单缓慢,处理订单繁琐,工作效率低且家具打孔不精确的问题。
本发明的技术方案:一种基于“互联网+”技术家具打孔生产制造一体化系统,其特征在于它包括客户端、服务器、上位机单元、通信模块单元、下位机单元和驱动设备单元;其中,所述服务器通过互联网与客户端进行数据交换;所述服务器、上位机单元、通信模块单元、下位机单元依次呈双向连接;所述下位机单元的输出端通过串口与驱动设备单元的输入端串口呈单向连接。
所述服务器通过互联网与客户之间的数据交换是通过移动APP或者客户端远程访问互联网对服务器进行家具模型的提交而实现的。
所述上位机单元接收服务器传送的数据进行分析与整理,生成指令文件;所述通信模块单元是485通信单元;所述上位机单元的输出端通过485通信单元与下位机单元呈双向连接。
所述上位机单元是由不少于一个PC机构成;所述下位机单元是由不少于两个PLC系统构成,所述两个的PLC系统分别控制正面打孔和反面打孔钻头,可同时进行双面打孔操作。
所述PLC系统是由CPU模块,输入模块和输出模块;所述CPU模块(CentralProcessing Unit)是中央处理器;所述输入模块的输入端与外部电源连接,且通过485通信单元接收上位机单元的数据信息;所述输出模块的输出端与驱动单元连接,发送驱动控制脉冲。
所述的驱动设备单元是PLC系统所控制的进行打孔操作的步进电机与伺服电机。
一种基于“互联网+”家具打孔设计制造一体化系统的工作方法,其特征在于,它包括以下步骤:
(1)客户通过互联网访问服务器,并上传家具数据文件,包括家具模型文件以及所需板材类型及数量;
(2)服务器接收步骤(1)中的数据信息后通过对比服务器上的PC机材质功能关系表,并通过局域网将需要不同材质板打孔的数据文件发送给具有其家具板材需求的PC机,若同一材质数据请求过多,则根据时间优先级进行排队,依次发送至PC机,所述PC机接收信息后对比本地数据库的家具板材价格表,运用大数据分析技术和云数据库技术计算所需费用,从而得出价格清单,并通过服务器的数据库反馈给客户;
(3)客户确认订单信息并付款,服务器接收其付款信息后,将订单信息传送至之前生成订单信息的PC机;
(4)当PC机接收付款信息后,执行最优算法,即开始处理之前接收的家具数据文件,PC机运行对家具数据文件进行打孔数据提取,通过对打孔位置的重新排列,得到能够使X,Y电机运行次数最少的依次打孔顺序,生成带有最佳打孔路径信息的Excel文件,获得最省时省力的打孔路径,PC机根据家具文件判断是正面打孔还是反面打孔,通过485通信单元传递给相应的PLC系统;
(5)若PLC系统没有接收到PC机发送的指令,则返回错误信息至PC机;
(6)若PLC系统收到PC机发送的指令,则从其之前接收步骤(4)中的数据打包文件中获取孔位置数据信息;
(7)PLC系统根据获取的孔数据信息控制X、Y轴步进电机确定孔的位置下降进行打孔;
(8)当PLC系统完成一个打孔周期后,PLC系统继续控制Z轴电机反转,使钻头退出板材,继而根据步骤(4)中的打孔路径继续打孔,直至打孔完成,继而PLC系统控制钻头反转退出,回到原点位置;并通知PC机打孔完成。
本发明的优越性在于:1与传统家具打孔相比,由于利用“云+端”的互联网新模式减少了与客户沟通,获取订单数据的人工环节,优化了企业生产流程,实现了利益最大化;2将打孔设备与PC机连接实现了家具板材打孔制作一体化的过程,全程自动化的生产模式提高了打孔精度和工作效率,更好更快的生产出优良打孔板材;3有机结合互联网与实际的生产设备,从需求源头到生产全程一体化,实现了板材打孔产量的自动伸缩和弹性扩展,极大提高板材资源的利用率。
(四)附图说明:
图1为本发明所涉一种基于“互联网+”技术的家具打孔设计制造一体化系统的整体结构框图。
图2为本发明所涉一种基于“互联网+”技术的家具打孔设计制造一体化系统的结构示意图。
图3为本发明所涉一种基于“互联网+”技术的家具打孔设计制造一体化系统的工作方法的流程示意图。
图4是一种实施例中板材钻孔的结构示意图。
其中,1-机座,2-滑轨,3-X轴丝杠,4-X轴步进电机,5-Y轴导轨,6-电机机座,7-Z轴步进电机,8-Y轴丝杠,9-Y轴步进电机,10-Z轴导轨,11-Z轴丝杠,12-Z轴交流伺服电机,13-钻头
(五)具体实施方式:
实施例:一种基于“互联网+”技术家具打孔生产制造一体化系统(见图1、图2),其特征在于它包括客户端、服务器、上位机单元、通信模块单元、下位机单元和驱动设备单元;其中,所述服务器通过互联网与客户端进行数据交换;所述服务器、上位机单元、通信模块单元、下位机单元依次呈双向连接;所述下位机单元的输出端通过串口与驱动设备单元的输入端串口呈单向连接。
所述服务器通过互联网与客户之间的数据交换是通过移动APP或者客户端远程访问互联网对服务器进行家具模型的提交而实现的。
所述上位机单元接收服务器传送的数据进行分析与整理,生成指令文件;所述通信模块单元是485通信单元;所述上位机单元的输出端通过485通信单元与下位机单元呈双向连接。
所述上位机单元是由不少于一个PC机构成;所述下位机单元是由不少于两个PLC系统构成,所述两个的PLC系统分别控制正面打孔和反面打孔钻头,可同时进行双面打孔操作。
所述PLC系统是由CPU模块,输入模块和输出模块;所述CPU模块是中央处理器;所述输入模块的输入端与外部电源连接,且通过485通信单元接收上位机单元的数据信息;所述输出模块的输出端与驱动单元连接,发送驱动控制脉冲。
所述的驱动单元是PLC系统所控制的进行打孔操作的步进电机与伺服电机。
一种基于“互联网+”家具打孔设计制造一体化系统的工作方法(见图3),其特征在于,它包括以下步骤:
(1)客户通过互联网访问服务器,并上传家具数据文件,包括家具模型文件以及所需板材类型及数量;
(2)服务器接收步骤(1)中的数据信息后通过对比服务器上的PC机材质功能关系表,并通过局域网将需要不同材质板打孔的数据文件发送给具有其家具板材需求的PC机,若同一材质数据请求过多,则根据时间优先级进行排队,依次发送至PC机,所述PC机接收信息后对比本地数据库的家具板材价格表,运用大数据分析技术和云数据库技术计算所需费用,从而得出价格清单,并通过服务器的数据库反馈给客户;
(3)客户确认订单信息并付款,服务器接收其付款信息后,将订单信息传送至之前生成订单信息的PC机;
(4)当PC机接收付款信息后,执行最优算法,即开始处理之前接收的家具数据文件,PC机运行对家具数据文件进行打孔数据提取,通过对打孔位置的重新排列,得到能够使X,Y电机运行次数最少的依次打孔顺序,生成带有最佳打孔路径信息的Excel文件,获得最省时省力的打孔路径,PC机根据家具文件判断是正面打孔还是反面打孔,通过485通信单元传递给相应的PLC系统;
(5)若PLC系统没有接收到PC机发送的指令,则返回错误信息至PC机;
(6)若PLC系统收到PC机发送的指令,则从其之前接收步骤(4)中的数据打包文件中获取孔位置数据信息;
(7)PLC系统根据获取的孔数据信息控制X、Y轴步进电机确定孔的位置下降进行打孔;
(8)当PLC系统完成一个打孔周期后,PLC系统继续控制Z轴电机反转,使钻头退出板材,继而根据步骤(4)中的打孔路径继续打孔,直至打孔完成,继而PLC系统控制钻头反转退出,回到原点位置;并通知PC机打孔完成。
下面结合附图详细说明基于互联网+设计制造一体化的板材钻孔系统。该系统包括了从互联网用户PC端到PLC的钻孔数据传输模块以及驱动自动钻孔装置实施模块。
首先客户通过互联网访问服务器,并上传家具数据文件,其中包括家具模型文件以及所需板材类型及数量。服务器接收到用户传过来的有关打孔的信息后通过对比服务器上的PC机材质功能关系表,通过局域网将需要不同材质板打孔的数据文件发送给具有其家具板材需求的PC机,若同一材质数据请求过多,则根据时间优先级进行排队,依次发送至PC机,PC机接收信息后对比本地数据库的家具板材价格表,运用大数据分析技术和云数据库技术计算所需费用,从而得出价格清单,并通过服务器反馈给客户。客户确认订单信息并付款,服务器接收其付款信息后,将订单信息传送至之前生成订单信息的PC机。若PLC没有接收到PC机发送的指令,则返回错误信息至PC机;若PLC收到PC机单元发送的指令,则从其之前接收到PC机通过485通信传输过来的数据打包文件中获取孔位置数据信息。然后PLC系统根据获取的孔数据信息控制X,Y轴步进电机确定孔的位置。且控制Z轴伺服电机转动使钻头下降进行打孔。当下位机PLC完成一个打孔周期后,PLC控制Z轴电机反转,使钻头退出板材,继而根据中的打孔路径继续打孔,直至打孔完成,继而PLC控制钻头反转退出,回到原点位置;并通知PC机打孔完成。
实施操作自动钻孔模块主要由PLC控制机四个电机进行实现,见图4。操作台包括底座1,滑轨2,X轴丝杠3,X轴步进电机4,Y轴导轨5,电机机座6,Z轴电机7,Y轴丝杠8,Y轴步进电机9,Z轴导轨10,Z轴丝杠11,Z轴交流伺服电机12,钻头13底座1主要用于支撑整个操作装置,让装置能稳定的放置。Y轴导轨5主要让Y轴丝杠8进行水平方向前后的线性移动,同理X轴导轨同样的作用使X轴丝杠3做水平方向左右Z轴的步进电机主要带动主轴进行空间中上下的线性移动。Z轴导轨10也是让Z轴整体进行空间的上下线性移动。滑杠2一共是两根,图中只是主视图只能看见一根。它的作用在于把板材运到工作台,然后用夹具夹紧。X轴的步进电机4带X轴的丝杠3进行水平方向的左右移动,Y轴的步进电机9带Y轴的丝杠8进行水平方向上的前后移动。X和Y轴通过电机机座6支撑在立柱上,当PLC过来打孔的指令脉冲后按照先X轴水平方向左右移动到给定的位置,然后再进行Y轴方向的水平前后移动到给定的Y轴方向的位置,X,Y轴左右前后确定好一个准确的坐标后,Z轴的步进电机7会带动Z轴丝杠11及整体随Z轴导轨10向下移动,移动到确定的位置之后Z轴的交流伺服电机12带动钻头13迅速向下钻孔,钻头13根据孔的直径来选择,钻完孔后迅速抬起钻头13,以免木屑残留在孔内,钻孔速度可由PLC的速度按钮控制。钻孔顺序严格按照最优路径和板的实际情况实行。如此完成整块板的打孔后,抬起Z轴。在滑轨2的承接处装一个传送带,待一块板材完成钻孔后,松开夹具,按下传送带工作的按钮,让传送带进行工作,把打完孔的板用传送带传送出去放置到指定的位置,之后让传送带停止工作。然后进行等待下一块板钻孔工作。
Claims (7)
1.一种基于“互联网+”技术家具打孔生产制造一体化系统,其特征在于它包括客户端、服务器、上位机单元、通信模块单元、下位机单元和驱动设备单元;其中,所述服务器通过互联网与客户端进行数据交换;所述服务器、上位机单元、通信模块单元、下位机单元依次呈双向连接;所述下位机单元的输出端通过串口与驱动设备单元的输入端串口呈单向连接。
2.根据权利要求1所述一种基于“互联网+”技术家具打孔生产制造一体化系统,其特征在于所述服务器通过互联网与客户之间的数据交换是通过移动APP或者客户端远程访问互联网对服务器进行家具模型的提交而实现的。
3.根据权利要求1所述一种基于“互联网+”技术家具打孔生产制造一体化系统,其特征在于所述上位机单元接收服务器传送的数据进行分析与整理,生成指令文件;所述通信模块单元是485通信单元;所述上位机单元的输出端通过485通信单元与下位机单元呈双向连接。
4.根据权利要求3所述一种基于“互联网+”技术家具打孔生产制造一体化系统,其特征在于所述上位机单元是由不少于一个PC机构成;所述下位机单元是由不少于两个PLC系统构成,所述两个的PLC系统分别控制正面打孔和反面打孔钻头,可同时进行双面打孔操作。
5.根据权利要求4所述一种基于“互联网+”技术家具打孔生产制造一体化系统,其特征在于所述PLC系统是由CPU模块,输入模块和输出模块;所述CPU模块是中央处理器;所述输入模块的输入端与外部电源连接,且通过485通信单元接收上位机单元的数据信息;所述输出模块的输出端与驱动单元连接,发送驱动控制脉冲。
6.根据权利要求1所述一种基于“互联网+”技术家具打孔生产制造一体化系统,其特征在于所述的驱动设备单元是PLC系统所控制的进行打孔操作的步进电机与伺服电机。
7.一种基于“互联网+”家具打孔设计制造一体化系统的工作方法,其特征在于,它包括以下步骤:
(1)客户通过互联网访问服务器,并上传家具数据文件,包括家具模型文件以及所需板材类型及数量;
(2)服务器接收步骤(1)中的数据信息后通过对比服务器上的PC机材质功能关系表,并通过局域网将需要不同材质板打孔的数据文件发送给具有其家具板材需求的PC机,若同一材质数据请求过多,则根据时间优先级进行排队,依次发送至PC机,所述PC机接收信息后对比本地数据库的家具板材价格表,运用大数据分析技术和云数据库技术计算所需费用,从而得出价格清单,并通过服务器的数据库反馈给客户;
(3)客户确认订单信息并付款,服务器接收其付款信息后,将订单信息传送至之前生成订单信息的PC机;
(4)当PC机接收付款信息后,执行最优算法,即开始处理之前接收的家具数据文件,PC机运行对家具数据文件进行打孔数据提取,通过对打孔位置的重新排列,得到能够使X,Y电机运行次数最少的依次打孔顺序,生成带有最佳打孔路径信息的Excel文件,获得最省时省力的打孔路径,PC机根据家具文件判断是正面打孔还是反面打孔,通过485通信单元传递给相应的PLC系统;
(5)若PLC系统没有接收到PC机发送的指令,则返回错误信息至PC机;
(6)若PLC系统收到PC机发送的指令,则从其之前接收步骤(4)中的数据打包文件中获取孔位置数据信息;
(7)PLC系统根据获取的孔数据信息控制X、Y轴步进电机确定孔的位置下降进行打孔;
(8)当PLC系统完成一个打孔周期后,PLC系统继续控制Z轴电机反转,使钻头退出板材,继而根据步骤(4)中的打孔路径继续打孔,直至打孔完成,继而PLC系统控制钻头反转退出,回到原点位置;并通知PC机打孔完成。
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