CN108595612B - 一种在生产制造过程中的高温锻件追踪方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在生产制造过程中的高温锻件追踪方法，在现有锻造生产线的基础上，基于实际锻造工艺，结合现场设备，利用上位机、锻件标记模块、节点监控模块以及数据存储模块在锻件的生产制造过程中实现高温锻件追踪。锻件标记模块包括激光打标机，节点监控模块包括触发器和工位识别器，数据存储模块包括数据库，采用本发明所述的方法，以解决传统制造过程采用纸质追踪卡、物料流转过程黑箱而导致的锻件追踪效率低、制造信息不全、无法保存形成批次完整的档案、在制品大量积压等问题，从而提高锻件的生产率和产品质量，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于锻件生产领域，具体涉及一种在生产制造过程中的高温锻件追踪方法。
背景技术
锻造过程能够消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构。对于相关机械设备中负载高、工作条件严峻的重要零部件，多采用锻件。锻件广泛的应用在电力行业、冶金行业、船舶行业、军工领域、重矿机械、航空航天等战略性产业设备中。例如，飞机发动机中的主要承力构件多是由模锻件制成。此外，发动机转子、曲轴、叶轮等作为某些重大装备的核心部位也必须由锻件制成。因此锻件的生产与制造在一定程度上反映了一个国家的工业水平。对于国家的发展与建设具有重要的意义。
锻件的加热和锻造作为锻件制造过程中最主要的工序，传统的生产过程存在很多问题。例如在锻件的生产时仍然采用纸质追踪卡，导致锻件的追踪效率低、制造信息不全、无法保存形成批次完整的档案。此外，由于物料流转过程黑箱、在制品大量积压、以及报工数量错误等原因使锻件的生产效率和产品质量大大降低。
因此，在生产制造过程中的锻件追踪问题亟待解决。然而，由于锻件在加热后的高温状态，以及锻造形成的巨大变形，目前广泛使用射频识别技术、激光烧灼技术等产品追踪方法并不适用或直接适用于高温锻件的生产过程追踪。本发明提出了一种在生产制造过程中的高温锻件追踪方法，以解决上述问题，从而提高锻件的生产效率和产品质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种在生产制造过程中的高温锻件追踪方法。在现有锻造生产线的基础上，基于实际锻造工艺，结合现场设备，利用上位机、锻件标记模块、节点监控模块以及数据存储模块，在生产制造过程中实现高温锻件追踪。以解决传统制造过程采用纸质追踪卡、物料流转过程黑箱等问题，从而提高锻件的生产率和产品质量，降低生产成本。
本发明提出的方法保证了锻件追踪过程的准确性和实时性，并且具有实现简单、成本较低等优点。本发明采用的技术方案为一种在生产制造过程中的高温锻件追踪方法，该方法的实现过程如下。
步骤1
为了实现在生产制造过程中对高温锻件的追踪，首先搭建锻件追踪系统；结合锻造线现场设备和实际锻造工艺，在对高温锻件进行追踪的过程中，锻件追踪系统包括上位机、锻件标记模块、节点监控模块以及数据存储模块，锻件标记模块、节点监控模块以及数据存储模块分别与上位机并联连接。
步骤2
锻件标记模块包括两台激光打标机，激光打标机用于在锻件表面进行锻件标识码的标记，其中1号激光打标机设置在原材料摆放区和加热炉之间。2号激光打标机设置在修伤区之后。
步骤3
节点标记模块包括4个触发器和两个工位识别器。触发器和工位识别器都与上位机相连，为上位机传递触发信号和工位识别信息。
步骤4
数据存储模块包含一个数据库软件。数据库软件用于创建标识数据库，用以存储锻件生产制造过程中通过激光打标机标记的标识码。
步骤5
上位机搭载整个锻件追踪过程所需要的程序以及数据库。上位机接收下位机传递的信号，在数据库中记录各个节点所提供的锻件信息，并控制激光打标机工作。
步骤6
原材料下料之前在1号激光打标机进行打标，在坯料表面标记原材料标识码，以便追踪坯料流向；同时上位机得到1号激光打标机传递的反馈信号，控制标识数据库新建标识条目，在条目第一列中写入原材料标识码。
步骤7
机器人R1夹取锻件送入加热炉，加热炉工位识别器识别锻件所在的区域，向上位机发送锻件加热位置的工位号，上位机将锻件与工位绑定，同时上位机控制标识数据库在该锻件标识条目中写入加热炉工位号。
步骤8
加热完成后，当机器人R1在加热炉中夹取锻件时，机器人R1工位识别器识别所夹取锻件所处的加热炉工位，并向上位机发送工位信息，上位机控制标识数据库指向所接收到的加热炉工位所在条目。由于加热炉工位与锻件绑定，因此，即使锻件原材料标识码由于高温损毁，也能够追踪到与加热炉工位绑定的锻件。
步骤9
机器人R1自带的检测装置检测所夹取的锻件温度，对于温度不合格锻件进行甩料处理，上位机解除工位绑定并控制标识数据库在所指向的条目中擦除工位信息，锻件由机器人R1送回加热炉重新加热。
步骤10
对于温度合格的锻件，上位机仍然解除绑定，但是标识数据库不删除绑定的工位信息，由于标识数据库已经指向加热炉加热工位所在条目，因此，该条目所指锻件仍为与加热炉加热工位绑定的锻件。
步骤11
机器人R1将锻件送入锻压机1号工位。压力机1号工位触发器检测到锻件，向上位机发送信号，上位机控制标识数据库在所指的条目中写入压力机1号工位的记录信息。
步骤12
在压力机1号工位加工完成后，机器人R2夹取锻件放入压力机2号工位。压力机2号工位触发器检测到锻件，向上位机发送信号，上位机控制标识数据库在所指的条目中写入压力机2号工位的记录信息。
步骤13
在压力机2号工位加工完成后，机器人R2夹取锻件放入压力机3号工位。压力机3号工位触发器检测到锻件，向上位机发送信号，上位机控制标识数据库在所指的条目中写入压力机3号工位的记录信息。
步骤14
在压力机3号工位加工完成后，机器人R3夹取锻件送入检测台托盘。托盘触发器检测到锻件，向上位机发送托盘标识码，上位机控制标识数据库在所指的条目中写入托盘标识码。同时将锻件与托盘绑定。
步骤15
锻件在检测台完成检测，检测不合格的锻件随托盘送入修伤区修伤。修伤完成后由传送辊道将托盘和锻件送至2号激光打标机在锻件表面标记最终标识码。
步骤16
对于检测合格的锻件，锻件随托盘由传送辊道送至2号激光打标机在锻件表面标记最终标识码。
步骤17
最终标识码由上位机控制2号激光打标机完成标记，标记内容为绑定托盘的托盘标识码所指的标识数据库条目内容，包括：原材料标识码+加热炉绑定工位号+压力机1号工位记录信息+压力机2号工位记录信息+压力机3号工位记录信息+绑定托盘号+是否修伤标记。
步骤18
打标完成，锻件下线，2号激光打标机向上位机传递反馈信号，上位机解除锻件与托盘的绑定，但标识数据库不删除绑定信息。
与现有技术相比较，本发明在现有锻造生产线的基础上，基于实际锻造工艺，结合现场设备，在生产制造过程中实现高温锻件追踪，从而提高锻件的生产率和产品质量，降低生产成本。
附图说明
图1为锻造生产线设备布局及锻件流向说明图。
图2为锻件追踪系统结构关系。
图3为锻件追踪流程。
图4为锻件追踪过程信号流向图。
具体实施方式
步骤1
本发明提供了一种在生产制造过程中的高温锻件追踪方法。锻造生产线设备布局及锻件流向如图1所示。
步骤2
在对高温锻件进行追踪的过程中，锻件追踪系统所包含的模块包括上位机、锻件标记模块、节点监控模块以及数据存储模块。其结构关系如图2所示。
步骤3
锻件标记模块包括两台激光打标机，用于在锻件表面进行锻件标识码的标记。1号激光打标机置于锻造生产线的原材料摆放区，2号激光打标机置于锻件生产完成下线处，如图1所示。两台激光打标机都与上位机相连，接收来自上位机的处理信号，完成打标工作。同时给上位机发送打标完成后的反馈信号。
步骤4
节点标记模块包括4个触发器和两个工位识别器。其结构如图2所示。
步骤5
4个触发器分别安装固定在压力机1号工位、压力机2号工位、压力机3号工位以及检测台托盘中，当有多个托盘时，则需要多个托盘触发器，即每个托盘对应一个托盘触发器。触发器都与上位机相连，为上位机传递触发信号。
步骤6
工位识别器分别安装在机器人R1的机械臂前段和加热炉内部，当有多台加热炉时，则需要多个工位识别器，即每台加热炉安装一个托盘触发器。工位识别器都与上位机相连，为上位机传递工位识别信息。
步骤7
数据存储模块包含一个数据库软件，可以通过安装SQLServer、MySQL、Oracle等实现。数据库安装在上位机上，创建标识数据库，用以存储锻件生产制造过程中的标识码。
步骤8
上位机为一台工控电脑一体机，搭载整个锻件追踪过程所需要的程序以及数据库。上位机与所有模块相连，接收下位机传递的信号，在数据库中记录各个节点所提供的锻件信息，并控制激光打标机工作。
步骤9
高温锻件的追踪流程如图3所示，下面结合锻件追踪流程图对本发明方法进行详细说明。
步骤10
首先，原材料下料之前在1号激光打标机进行打标，在坯料表面标记原材料标识码，以便追踪坯料流向；同时上位机得到1号激光打标机传递的反馈信号，控制标识数据库新建标识条目，在条目第一列中写入原材料标识码。
步骤11
机器人R1夹取锻件送入加热炉，加热炉工位识别器识别锻件所在的区域，向上位机发送锻件加热位置的工位号，上位机将锻件与工位绑定，同时上位机控制标识数据库在该锻件标识条目中写入加热炉工位号。
步骤12
加热完成后，当机器人R1在加热炉中夹取锻件时，机器人R1工位识别器识别所夹取锻件所处的加热炉工位，并向上位机发送工位信息，上位机控制标识数据库指向所接收到的加热炉工位所在条目。由于该工位与锻件绑定，因此，即使锻件原材料标识码由于高温损毁，也可以追踪到与该工位绑定的锻件。
步骤13
机器人R1自带的检测装置检测所夹取的锻件温度，对于温度不合格锻件进行甩料处理，上位机解除工位绑定并控制标识数据库在所指向的条目中擦除工位信息，锻件由机器人R1送回加热炉重新加热。
步骤14
对于温度合格的锻件，上位机仍然解除绑定，但是标识数据库不删除绑定的工位信息，由于标识数据库已经指向该工位所在条目，因此，该条目所指锻件仍为与该工位绑定的锻件。
步骤15
机器人R1将锻件送入锻压机1号工位。压力机1号工位触发器检测到锻件，向上位机发送信号，上位机控制标识数据库在所指的条目中写入压力机1号工位的记录信息。
步骤16
在压力机1号工位加工完成后，机器人R2夹取锻件放入压力机2号工位。压力机2号工位触发器检测到锻件，向上位机发送信号，上位机控制标识数据库在所指的条目中写入压力机2号工位的记录信息。
步骤17
在压力机2号工位加工完成后，机器人R2夹取锻件放入压力机3号工位。压力机3号工位触发器检测到锻件，向上位机发送信号，上位机控制标识数据库在所指的条目中写入压力机3号工位的记录信息。
步骤18
在压力机3号工位加工完成后，机器人R3夹取锻件送入检测台托盘。托盘触发器检测到锻件，向上位机发送托盘标识码，上位机控制标识数据库在所指的条目中写入托盘标识码。同时将锻件与托盘绑定。
步骤19
锻件在检测台完成检测，检测不合格的锻件随托盘送入修伤区修伤。修伤完成后由传送辊道将托盘和锻件送至2号激光打标机在锻件表面标记最终标识码。
步骤20
对于检测合格的锻件，锻件随托盘由传送辊道送至2号激光打标机在锻件表面标记最终标识码。
步骤21
最终标识码由上位机控制2号激光打标机完成标记，标记内容为绑定托盘的托盘标识码所指的标识数据库条目内容，包括：原材料标识码+加热炉绑定工位号+压力机1号工位记录信息+压力机2号工位记录信息+压力机3号工位记录信息+绑定托盘号+是否修伤标记。
步骤22
打标完成，锻件下线，2号激光打标机向上位机传递反馈信号，上位机解除锻件与托盘的绑定，但标识数据库不删除绑定信息。
Claims (1)
1.一种在生产制造过程中的高温锻件追踪方法，其特征在于：该方法的实现过程如下；
步骤1
为了实现在生产制造过程中对高温锻件的追踪，首先搭建锻件追踪系统；结合锻造线现场设备和实际锻造工艺，在对高温锻件进行追踪的过程中，锻件追踪系统包括上位机、锻件标记模块、节点监控模块以及数据存储模块，锻件标记模块、节点监控模块以及数据存储模块分别与上位机连接；
步骤2
锻件标记模块包括两台激光打标机，激光打标机用于在锻件表面进行锻件标识码的标记，其中1号激光打标机设置在原材料摆放区和加热炉之间；2号激光打标机设置在修伤区之后；
步骤3
节点标记模块包括4个触发器和两个工位识别器；触发器和工位识别器都与上位机相连，为上位机传递触发信号和工位识别信息；
步骤4
数据存储模块包含一个数据库软件；数据库软件用于创建标识数据库，用以存储锻件生产制造过程中通过激光打标机标记的标识码；
步骤5
上位机搭载整个锻件追踪过程所需要的程序以及数据库；上位机接收下位机传递的信号，在数据库中记录各个节点所提供的锻件信息，并控制激光打标机工作；
步骤6
原材料下料之前在1号激光打标机进行打标，在坯料表面标记原材料标识码，以便追踪坯料流向；同时上位机得到1号激光打标机传递的反馈信号，控制标识数据库新建标识条目，在条目第一列中写入原材料标识码；
步骤7
机器人R1夹取锻件送入加热炉，加热炉工位识别器识别锻件所在的区域，向上位机发送锻件加热位置的工位号，上位机将锻件与工位绑定，同时上位机控制标识数据库在该锻件标识条目中写入加热炉工位号；
步骤8
加热完成后，当机器人R1在加热炉中夹取锻件时，机器人R1工位识别器识别所夹取锻件所处的加热炉工位，并向上位机发送工位信息，上位机控制标识数据库指向所接收到的加热炉工位所在条目；由于加热炉工位与锻件绑定，因此，即使锻件原材料标识码由于高温损毁，也能够追踪到与加热炉工位绑定的锻件；步骤9
机器人R1自带的检测装置检测所夹取的锻件温度，对于温度不合格锻件进行甩料处理，上位机解除工位绑定并控制标识数据库在所指向的条目中擦除工位信息，锻件由机器人R1送回加热炉重新加热；
步骤10
对于温度合格的锻件，上位机仍然解除绑定，但是标识数据库不删除绑定的工位信息，由于标识数据库已经指向加热炉加热工位所在条目，因此，该条目所指锻件仍为与加热炉加热工位绑定的锻件；
步骤11
机器人R1将锻件送入压力机1号工位；压力机1号工位触发器检测到锻件，向上位机发送信号，上位机控制标识数据库在所指的条目中写入压力机1号工位的记录信息；
步骤12
在压力机1号工位加工完成后，机器人R2夹取锻件放入压力机2号工位；压力机2号工位触发器检测到锻件，向上位机发送信号，上位机控制标识数据库在所指的条目中写入压力机2号工位的记录信息；
步骤13
在压力机2号工位加工完成后，机器人R2夹取锻件放入压力机3号工位；压力机3号工位触发器检测到锻件，向上位机发送信号，上位机控制标识数据库在所指的条目中写入压力机3号工位的记录信息；
步骤14
在压力机3号工位加工完成后，机器人R3夹取锻件送入检测台托盘；托盘触发器检测到锻件，向上位机发送托盘标识码，上位机控制标识数据库在所指的条目中写入托盘标识码；同时将锻件与托盘绑定；
步骤15
锻件在检测台完成检测，检测不合格的锻件随托盘送入修伤区修伤；修伤完成后由传送辊道将托盘和锻件送至2号激光打标机在锻件表面标记最终标识码；步骤16
对于检测合格的锻件，锻件随托盘由传送辊道送至2号激光打标机在锻件表面标记最终标识码；
步骤17
最终标识码由上位机控制2号激光打标机完成标记，标记内容为绑定托盘的托盘标识码所指的标识数据库条目内容，包括：原材料标识码+加热炉绑定工位号+压力机1号工位记录信息+压力机2号工位记录信息+压力机3号工位记录信息+绑定托盘号+是否修伤标记；
步骤18
打标完成，锻件下线，2号激光打标机向上位机传递反馈信号，上位机解除锻件与托盘的绑定，但标识数据库不删除绑定信息。
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