CN107322646A - 一种流水线上机械臂故障预警系统 - Google Patents

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CN107322646A CN201710752644.XA CN201710752644A CN107322646A CN 107322646 A CN107322646 A CN 107322646A CN 201710752644 A CN201710752644 A CN 201710752644A CN 107322646 A CN107322646 A CN 107322646A
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黄晓咏
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0066—Means or methods for maintaining or repairing manipulators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本申请提供了一种流水线上机械臂故障预警系统，通过在流水线中的机械臂上设置机械臂旋转状态获取模块、机械臂表面裂纹监测模块、机械臂横向运动监测模块、定点检测模块以及信息集成模块，对机械臂的旋转、表面裂纹、横向运动状态、运动稳定性进行预估，从而对流水线上的机械臂进行故障预警，从而提前排除或预测故障，提前制定维修策略、准备维修材料并且预先安排好生产。

Description

一种流水线上机械臂故障预警系统
技术领域
本申请属于流水线管理通讯领域，尤其涉及一种流水线上机械臂故障预警系统。
背景技术
机械自动化生产的要求越来越高，在模具生产过程中，机械臂的应用更是重中之重，随着精益生产理念在企业管理层的普及，国家倡导企业提质增效，加之企业用工成本越来越高、客户对低价高质产品的需求，完全依赖派人到现场24小时轮流值班的情况已显得捉襟见肘。因流水线上机械臂故障停机、停电停机，若处理不及时易造成流水线工作的中断，给企业造成重大经济损失。加之目前因煤气、天然气泄露引发的火灾、爆炸的事故频发，由此带来的人员伤亡和财产破坏，给企业、国家带来了巨大的经济损失。现国内外流水生产线的自动控制系统的设计主要集中在生产流程控制，而故障停机、停电停机、机械臂故障没有预警装置设计和安全防范控制系统，完全依赖现场24小时轮流值班人员，当有异常情况出现时，不能实时、精确的智能控制有效解决突发情况，存在重大安全隐患。在冲压生产线上，冲压件很多时候都要通过人工进行上下料，其存在的问题是显而易见的，生产效率低，工人劳动强度大，一个冲压车间需要配置大量的操作工人，严重浪费生产力，另外冲压生产存在很大的安全隐患。
目前市面上现有的单臂多轴机械手存在的最大问题是机械臂是伸缩的，也就是说机械臂伸缩造成旋转半径变化，半径越大造成机械臂末端定位精度越差，机械臂越长刚性越差，不具备横向移动动作功能，所以只能在冲压设备的斜前方安装使用，占用通道，而这往往不利于冲压生产的需要，于是一定程度影响了该种单臂多轴机械手的推广应用。另外，目前市面对于使用机械臂的流水线并没有对机械臂实时监控，也没有相应的修理、预警系统，因此在实际生产过程中，机械臂出现故障时往往直接影响到整个流水线，从而会大大降低生产效率。
因此需要对流水线上的机械臂进行故障预警，从而提前排除或预测故障，提前制定维修策略、准备维修材料并且预先安排好生产。
申请内容
为了解决流水线上机械臂故障无法提前预知的问题，本申请提供了一种流水线上机械臂故障预警系统，其特征在于，机械臂旋转状态获取模块、机械臂表面裂纹监测模块、机械臂横向运动监测模块、定点检测模块以及信息集成模块；
所述机械臂旋转状态获取模块对机械臂的初始以及运行状态进行检测，判断运行状态与初始状态之间的差异；
所述机械臂表面裂纹监测模块定期监测机械臂表面的裂纹情况，并且反馈至信息集成模块；
所述机械臂横向运动监测模块检测机械臂横向运动的初始及运行状态，判断横向运动的运行状态与初始状态之间的差异；
所述定点检测模块监测机械臂运动轨迹上固定点的到位情况，并且反馈至信息集成模块；
所述信息集成模块获取所述机械臂旋转状态获取模块、机械臂表面裂纹监测模块、机械臂横向运动监测模块和定点检测模块的结果，根据设定判断机械臂潜在故障并且评估健康状态。
进一步地，所述信息集成模块获取机械臂的编号、名称以及规格。
进一步地，所述信息集成模块将获取到的机械臂状态进行信号处理，生产对应机械臂的状态数据并将所述状态数据存储至数据库。
进一步地，所述信息集成模块对潜在问题进行评估，评估方法包括时域评估、频谱评估、时间序列评估、模态评估以及统计分析。
进一步地，所述信息集成模块包括维修信息生成单元，所述维修信息生成单元在机械臂的潜在故障等级较高时进行提醒操作人员更换或者维修机械臂。
进一步地，所述维修信息生成单元还包括生成机械臂的维修计划、机械臂采购计划、人员分配计划。
进一步地，所述维修信息生成单元还将潜在故障信息以及维修信息上传至数据库。
本申请的有益效果是：通过在流水线中的机械臂上，分别设置机械臂旋转状态获取模块、机械臂表面裂纹监测模块、机械臂横向运动监测模块、定点检测模块以及信息集成模块，对机械臂的旋转、表面裂纹、横向运动状态、运动稳定性进行预估，从而对流水线上的机械臂进行故障预警，从而提前排除或预测故障，提前制定维修策略、准备维修材料并且预先安排好生产。
附图说明
图1是本发明流水线上机械臂故障预警系统的示意图；
图2是本发明流水线上机械臂故障预警系统的工作流程图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。参见图1，图1是本发明流水线上机械臂故障预警系统的示意图，本申请提供一种流水线上机械臂故障预警系统10，其特征在于，机械臂旋转状态获取模块2、机械臂表面裂纹监测模块4、机械臂横向运动监测模块1、定点检测模块3以及信息集成模块5；
所述机械臂旋转状态获取模块2对机械臂的初始以及运行状态进行检测，判断运行状态与初始状态之间的差异；
所述机械臂表面裂纹监测模块4定期监测机械臂表面的裂纹情况，并且反馈至信息集成模块5；
所述机械臂横向运动监测模块1检测机械臂横向运动的初始及运行状态，判断横向运动的运行状态与初始状态之间的差异；
所述定点检测模块3监测机械臂运动轨迹上固定点的到位情况，并且反馈至信息集成模块5；
所述信息集成模块5获取所述机械臂旋转状态获取模块2、机械臂表面裂纹监测模块4、机械臂横向运动监测模块1和定点检测模块3的结果，根据设定判断机械臂潜在故障并且评估健康状态。
进一步地，所述信息集成模块5获取机械臂的编号、名称以及规格。
进一步地，所述信息集成模块5将获取到的机械臂状态进行信号处理，生产对应机械臂的状态数据并将所述状态数据存储至数据库。
进一步地，所述信息集成模块5对潜在问题进行评估，评估方法包括时域评估、频谱评估、时间序列评估、模态评估以及统计分析。
进一步地，所述信息集成模块5包括维修信息生成单元，所述维修信息生成单元在机械臂的潜在故障等级较高时进行提醒操作人员更换或者维修机械臂。
进一步地，所述维修信息生成单元还包括生成机械臂的维修计划、机械臂采购计划、人员分配计划。
进一步地，所述维修信息生成单元还将潜在故障信息以及维修信息上传至数据库。
参见图2，图2是本发明流水线上机械臂故障预警系统10的工作流程图，所述机械臂旋转状态获取模块2对机械臂的初始以及运行状态进行检测，判断运行状态与初始状态之间的差异；
所述机械臂表面裂纹监测模块4定期监测机械臂表面的裂纹情况，并且反馈至信息集成模块5；
所述机械臂横向运动监测模块1检测机械臂横向运动的初始及运行状态，判断横向运动的运行状态与初始状态之间的差异；
所述定点检测模块3监测机械臂运动轨迹上固定点的到位情况，并且反馈至信息集成模块5；
所述信息集成模块5获取所述机械臂旋转状态获取模块2、机械臂表面裂纹监测模块4、机械臂横向运动监测模块1和定点检测模块3的结果，根据设定判断机械臂潜在故障并且评估健康状态，各个模块之间独立运行并将数据传送给信息集成模块5，信息集成模块5安装设定对流水线上的机械臂进行故障预警。
本申请的有益效果是：通过在流水线中的机械臂上设置机械臂旋转状态获取模块、机械臂表面裂纹监测模块、机械臂横向运动监测模块、定点检测模块以及信息集成模块，其中分别检测旋转状态，判断旋转是否按照设定要求旋转到位，通过表面裂纹监测模块查看是否具有裂纹以及裂纹的状态，同时还对横向运动进行检测，查看每个动作的到位程度，另外还随机选取几个点，判断在一整套动作中机械臂到位情况，从而对流水线上的机械臂进行故障预警，从而提前排除或预测故障，提前制定维修策略、准备维修材料并且预先安排好生产。附图中描述关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，显然，本申请的上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非是对本申请的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种流水线上机械臂故障预警系统，其特征在于，机械臂旋转状态获取模块、机械臂表面裂纹监测模块、机械臂横向运动监测模块、定点检测模块以及信息集成模块；
所述机械臂旋转状态获取模块对机械臂的初始以及运行状态进行检测，判断运行状态与初始状态之间的差异；
所述机械臂表面裂纹监测模块定期监测机械臂表面的裂纹情况，并且反馈至信息集成模块；
所述机械臂横向运动监测模块检测机械臂横向运动的初始及运行状态，判断横向运动的运行状态与初始状态之间的差异；
所述定点检测模块监测机械臂运动轨迹上固定点的到位情况，并且反馈至信息集成模块；
所述信息集成模块获取所述机械臂旋转状态获取模块、机械臂表面裂纹监测模块、机械臂横向运动监测模块和定点检测模块的结果，根据设定判断机械臂潜在故障并且评估健康状态。
2.如权利要求1所述的流水线上机械臂故障预警系统，其特征在于，所述信息集成模块获取机械臂的编号、名称以及规格。
3.如权利要求2述的流水线上机械臂故障预警系统，其特征在于，所述信息集成模块将获取到的机械臂状态进行信号处理，生产对应机械臂的状态数据并将所述状态数据存储至数据库。
4.如权利要求1所述的流水线上机械臂故障预警系统，其特征在于，所述信息集成模块对潜在问题进行评估，评估方法包括时域评估、频谱评估、时间序列评估、模态评估以及统计分析。
5.如权利要求4所述的流水线上机械臂故障预警系统，其特征在于，所述信息集成模块包括维修信息生成单元，所述维修信息生成单元在机械臂的潜在故障等级较高时进行提醒操作人员更换或者维修机械臂。
6.如权利要求5所述的流水线上机械臂故障预警系统，其特征在于，所述维修信息生成单元还包括生成机械臂的维修计划、机械臂采购计划、人员分配计划。
7.如权利要求6所述的流水线上机械臂故障预警系统，其特征在于，所述维修信息生成单元还将潜在故障信息以及维修信息上传至数据库。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107962134A (zh) * 2017-12-25 2018-04-27 佛山市三水区精联自动化设备有限公司 一种机械手位置故障预警系统

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CN105022373A (zh) * 2015-04-30 2015-11-04 武汉理工大学 基于zigbee技术的港口设备维护系统

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