CN106933196A - 单工序自动化工厂及控制方法 - Google Patents

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杨江北
柳岸敏
张翀昊
王雯
陈欢欢
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Abstract

本发明公开了一种单工序自动化工厂及控制方法，它包括通过以太网相互连接的Web服务器、移动信息服务器、Mes服务器、数据库服务器及现场级控制系统，Web服务器和移动信息服务器分别通过网络与终端相连接，现场级控制系统包括与Mes服务器、数据库服务器相连接的主控部、通过EtherCAT总线分别与主控部相连接的执行生产的执行机构、无线射频识别设备4、条码扫描设备5、用于显示执行机构中各设备运行状况的现场展示设备、用于报警的报警设备。

Description

单工序自动化工厂及控制方法
技术领域
本发明涉及一种单工序自动化工厂及控制方法。
背景技术
激光切割是利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束对材料的移动，孔洞连续形成宽度很窄的（如0．1mm左右）切缝，完成对材料的切割。现有技术中的工厂排产、生产主要靠人力操作和监控，人力成本高，效率低，且易出差错。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种单工序自动化工厂及控制方法。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种单工序自动化工厂，它包括通过以太网相互连接的Web服务器、移动信息服务器、Mes服务器、数据库服务器及现场级控制系统，Web服务器和移动信息服务器分别通过网络与终端相连接，现场级控制系统包括与Mes服务器、数据库服务器相连接的主控部、通过EtherCAT总线分别与主控部相连接的执行生产的执行机构、无线射频识别设备、条码扫描设备、用于显示执行机构中各设备运行状况的现场展示设备、用于报警的报警设备。
进一步地，执行机构包括分别与主控部通过EtherCAT总线相连接的存放板料的全自动立体仓库、对板料进行切割并可能够自动上下料的至少一个激光切割机、将板料由全自动立体仓库送至激光切割机的上料端的自动送料装置。
进一步地，单工序自动化工厂还包括在激光切割机的下料端对切割后的产品进行抓取并码垛的机器人。
进一步地，主控部包括核心控制器和PLC。
本发明还提供了另一种技术方案：上述单工序自动化工厂的控制方法，线上用户在终端通过Web服务器或移动信息服务器上传生产所用图纸或下订单；订单下达后，通过Mes服务器和/或数据库服务器分解订单和排出生产计划，并将生产计划和图纸下发至现场级控制系统；现场级控制系统的主控部根据生产计划和图纸通过EtherCAT总线控制执行机构进行生产；无线射频识别设备和条码扫描设备用于识别确认所要加工的板料的信息。
进一步地，执行机构包括分别与主控部通过EtherCAT总线相连接的存放板料的全自动立体仓库、对板料进行切割并具有上料装置和下料装置的至少一个激光切割机、将板料由全自动立体仓库送至激光切割机的上料装置的自动送料装置；
现场级控制系统的主控部根据生产计划和图纸通过EtherCAT总线控制执行机构进行生产，其流程为：
全自动立体仓库根据主控部的指令，通过无线射频识别设备或条码扫描设备进行识别确认，将所需要的板料取出；自动送料装置根据主控部的指令，接取全自动立体仓库送出的板料，并根据主控部的规划路径送达相应的激光切割机；激光切割机对板料进行切割。
进一步地，主控部具有套料功能，激光切割机接取板料之后，按照套料生成的切割文件执行切割动作。
进一步地，全自动立体仓库对存储于其中的板料进行自动计数管理，当某一种板料的库存数量低于设定的阈值或按照当前生产计划已无法满足时，报警设备会报警，同时主控部生成相应的采购订单。
进一步地，自动送料装置将板料送至激光切割机的上料装置时，先通过无线射频识别设备或条码扫描设备进行识别确认板料信息，与主控部预存信息对比确认无误后，上料装置将板料放置在激光切割机上，激光切割机执行切割动作。
进一步地，单工序自动化工厂还包括位于激光切割机下料端的废料传送装置，切割产生的废料落到废料传送装置上并被运送至废料收集站。
由于采用上述技术方案，本发明单工序自动化工厂及控制方法，实现了工厂下单、排产、生产完全自动化，大大节约了人力成本，提高了生产效率，可控性强，控制精确。
附图说明
附图1为本发明单工序自动化工厂及控制方法的结构示意图。
图中标号为：
1 、全自动立体仓库；
2 、自动送料装置；
3 、激光切割机；
4 、无线射频识别设备；
5 、条码扫描设备；
6 、废料传送装置；
7 、现场展示设备。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解。
从附图1的结构示意图可以看出，本实施例提供了一种单工序自动化工厂，它包括通过以太网相互连接的Web服务器、移动信息服务器、Mes服务器、数据库服务器及现场级控制系统，Web服务器和移动信息服务器分别通过网络与终端相连接，现场级控制系统包括与Mes服务器、数据库服务器相连接的主控部、通过EtherCAT总线分别与主控部相连接的执行生产的执行机构、无线射频识别设备4、条码扫描设备5、用于显示执行机构中各设备运行状况的现场展示设备7、用于报警的报警设备。
主控部包括核心控制器和PLC。
执行机构包括分别与主控部通过EtherCAT总线相连接的存放板料的全自动立体仓库1、对板料进行切割并可能够自动上下料的至少一个激光切割机3、将板料由全自动立体仓库1送至激光切割机3的上料端的自动送料装置2。
单工序自动化工厂还包括在激光切割机3的下料端对切割后的产品进行抓取并码垛的机器人，以及位于激光切割机3下料端的废料传送装置6。
一种上述的单工序自动化工厂的控制方法，线上用户在终端通过Web服务器或移动信息服务器上传生产所用图纸或下订单；订单下达后，通过Mes服务器和/或数据库服务器分解订单和排出生产计划，并将生产计划和图纸下发至现场级控制系统；现场级控制系统的主控部根据生产计划和图纸通过EtherCAT总线控制执行机构进行生产；无线射频识别设备4和条码扫描设备5用于识别确认所要加工的板料的信息。
现场级控制系统的主控部根据生产计划和图纸通过EtherCAT总线控制执行机构进行生产，其流程为：
全自动立体仓库1具有移送机，全自动立体仓库1根据主控部的指令，通过无线射频识别设备4或条码扫描设备5进行识别确认，由移送机将所需要的板料取出；
自动送料装置2根据主控部的指令，接取全自动立体仓库1送出的板料，并根据主控部的规划路径送达相应的激光切割机3；激光切割机3具有上料装置和下料装置，优选地，自动送料装置将板料送至激光切割机3的上料装置时，先通过无线射频识别设备4或条码扫描设备5进行识别确认板料信息，与主控部预存信息对比确认无误后，上料装置再将板料放置在激光切割机3上；本实施例中，每台激光切割机3的上料端都设置有一台条码扫描设备5；
激光切割机3对板料进行切割；优选地，主控部具有套料功能，激光切割机3接取板料之后，按照套料生成的切割文件执行切割动作；
机器人对切割后的产品进行抓取并码垛，等待包装运输；切割产生的废料落到废料传送装置6上并被运送至废料收集站。
在一种更为优选的实施方案中，全自动立体仓库1对存储于其中的板料进行自动计数管理，当某一种板料的库存数量低于设定的阈值或按照当前生产计划已无法满足时，报警设备会报警，同时主控部生成相应的采购订单。
本发明单工序自动化工厂及控制方法，实现了工厂下单、排产、生产完全自动化，大大节约了人力成本，提高了生产效率，可控性强，控制精确。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种单工序自动化工厂及控制方法，其特征在于：它包括通过以太网相互连接的Web服务器、移动信息服务器、Mes服务器、数据库服务器及现场级控制系统，所述的Web服务器和移动信息服务器分别通过网络与终端相连接，所述的现场级控制系统包括与Mes服务器、数据库服务器相连接的主控部、通过EtherCAT总线分别与主控部相连接的执行生产的执行机构、无线射频识别设备（4）、条码扫描设备（5）、用于显示执行机构中各设备运行状况的现场展示设备（7）、用于报警的报警设备。
2. 根据权利要求1所述的单工序自动化工厂及控制方法，其特征在于：所述的执行机构包括分别与主控部通过EtherCAT总线相连接的存放板料的全自动立体仓库（1）、对板料进行切割并可能够自动上下料的至少一个激光切割机（3）、将板料由所述全自动立体仓库（1）送至所述激光切割机（3）的上料端的自动送料装置（2）。
3. 根据权利要求2所述的单工序自动化工厂及控制方法，其特征在于：它还包括在所述激光切割机（3）的下料端对切割后的产品进行抓取并码垛的机器人。
4. 根据权利要求1所述的单工序自动化工厂及控制方法，其特征在于：所述的主控部包括核心控制器和PLC。
5. 一种权利要求1-4中任一项所述的单工序自动化工厂的控制方法，其特征在于：线上用户在所述终端通过所述Web服务器或移动信息服务器上传生产所用图纸或下订单；订单下达后，通过Mes服务器和/或数据库服务器分解订单和排出生产计划，并将生产计划和图纸下发至现场级控制系统；现场级控制系统的主控部根据生产计划和图纸通过所述EtherCAT总线控制所述执行机构进行生产；无线射频识别设备（4）和条码扫描设备（5）用于识别确认所要加工的板料的信息。
6. 根据权利要求5所述的单工序自动化工厂的控制方法，其特征在于：所述的执行机构包括分别与主控部通过EtherCAT总线相连接的存放板料的全自动立体仓库（1）、对板料进行切割并具有上料装置和下料装置的至少一个激光切割机（3）、将板料由所述全自动立体仓库（1）送至所述激光切割机（3）的上料装置的自动送料装置（2）；
所述的现场级控制系统的主控部根据生产计划和图纸通过EtherCAT总线控制执行机构进行生产，其流程为：
所述的全自动立体仓库（1）根据主控部的指令，通过无线射频识别设备（4）或条码扫描设备（5）进行识别确认，将所需要的板料取出；所述的自动送料装置（2）根据主控部的指令，接取全自动立体仓库（1）送出的板料，并根据主控部的规划路径送达相应的激光切割机（3）；所述激光切割机（3）对板料进行切割。
7. 根据权利要求6所述的单工序自动化工厂及控制方法，其特征在于：所述的主控部具有套料功能，激光切割机（3）接取板料之后，按照套料生成的切割文件执行切割动作。
8. 根据权利要求6所述的单工序自动化工厂的控制方法，其特征在于：所述的全自动立体仓库（1）对存储于其中的板料进行自动计数管理，当某一种板料的库存数量低于设定的阈值或按照当前生产计划已无法满足时，所述的报警设备会报警，同时主控部生成相应的采购订单。
9. 根据权利要求6所述的单工序自动化工厂的控制方法，其特征在于：所述的自动送料装置将板料送至所述激光切割机（3）的上料装置时，先通过无线射频识别设备（4）或条码扫描设备（5）进行识别确认板料信息，与主控部预存信息对比确认无误后，上料装置将板料放置在激光切割机（3）上，激光切割机（3）执行切割动作。
10. 根据权利要求6所述的单工序自动化工厂的控制方法，其特征在于：所述的单工序自动化工厂还包括位于所述激光切割机（3）下料端的废料传送装置（6），切割产生的废料落到所述废料传送装置（6）上并被运送至废料收集站。
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