CN109352412B - 轿车动力总成零部件混线生产的生产线调度系统及方法 - Google Patents

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    • B23Q7/00Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/14Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines

Abstract

本发明提供了一种轿车动力总成零部件混线生产的生产线调度系统及方法,包括生产线模块、控制模块、传送模块、仓储模块;所述生产线模块为混线模块,包括多条生产线,待生产工件能够通过生产线模块加工为成品工件;所述控制模块能够通过待生产工件的类别信息匹配生产工序流程。本发明结构简单,所需设备少;并且通过设置信息标识部分,全程实现自动化、无人化、智能化加工,极大地节省了空间与人力、物力与投入;另外,本发明通过调度生产系统和方法,能够有效调整节拍与平衡产能,为设备、工艺和整线提供验证平台,利用混线加工的手段,能够极大的减少等待时间,提高设备综合开动率。

Description

轿车动力总成零部件混线生产的生产线调度系统及方法
技术领域
本发明涉及机械加工制造领域,具体地,涉及一种轿车动力总成零部件混线生产的生产线调度系统及方法。
背景技术
对于一些复杂零件,一般需要进行多工序加工。尤其是轿车动力总成的一些关键零件如发动机缸盖、阀体等,涉及到的工序多、设备多、工艺复杂。在生产线工艺规划方案中,设备的排布和工艺方案的规划显得尤为重要。由于每条线占地面积很大,而一般厂房的面积也是有限的,单条线加工单个产品给工厂很大的压力,尤其是对于起验证工艺、设备的验证线来讲,其单种产品的加工总时长久,单独设计一条线不仅是成本的增加,更是资源的浪费。
现有的自动化的生产线,一件产品只能在一条产线上完成加工,一旦后续工序处于忙碌中,待加工件只能进行等待,这样就导致了产线整体作业成本高、效率低下、综合开动率低。轿车动力总成的很多零件的加工特征很多牵涉到大平面铣削、孔的加工等,所用到的机床类型、参数、指标等以及辅机都非常类似,这就使得设计一条共线生产线加工两种零件在理论上变得可能,如专利文献CN207008400U公开的一种混线生产线,包括:输送线体,可编程逻辑控制器,分别与所述可编程逻辑控制器相连的数个电动工具、识别系统、与电动工具一一对应的位置传感器,驱动器,以及一个或多个托盘;所述托盘上设置有唯一识别码,所述托盘放置于所述输送线体上,并且可沿所述输送线体移动;各电动工具分别设置在所述输送线体的侧边,利用本发明可以自动切换混线生产中各电动工具的程序。
但该技术方案结构部件复杂、成本高、维护困难、占地面积较大,不能很好的达到自动化混线生产的目的。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种轿车动力总成零部件混线生产的生产线调度系统及方法。
根据本发明提供的一种轿车动力总成零部件混线生产的生产线调度系统,包括生产线模块、控制模块、传送模块、仓储模块;
所述生产线模块为混线模块,包括多条生产线,待生产工件能够通过生产线模块加工为成品工件;
所述传送模块能够
-将待生产工件从仓储模块运送至生产线模块;
-将成品工件从生产线模块运送至仓储模块;
-在生产线模块内运送待生产工件;
所述控制模块能够通过待生产工件的类别信息匹配生产工序流程。
优选地,所述生产线为共线生产线,包括上料设备、标识部分安装设备、加工设备、清洗设备、检测设备、试漏设备、装配设备、标识部分拆除设备以及下料设备中的任一种或任多种设备;
其中所述加工设备包括A轴机床、B轴机床以及AB五轴机床中的任一种或任多种设备;
所述装配设备包括导管座圈压装机、瓦盖安装机以及闷堵最终装配机中的任一种或任多种设备。
优选地,所述传送模块包括自动导引运输车AGV和桁架机器人;
所述自动导引运输车AGV
-能够将待生产工件从仓储模块运送至生产线模块中任一生产线的上料设备,将检测合格的成品工件从检测设备运送至仓储模块;
-设置有夹具交换装置,能够更换生产线模块中任一生产线上设置的夹具;
-能够将待生产工件和/或成品工件运送至检测设备处进行检测;
其中,所述夹具交换装置能够利用自动导引运输车AGV的导航定位、零点定位以及孔销配合定位设备完成自动定位,并且能够实现夹具更换的操作;
所述桁架机器人设置在生产模块中,能够在生产模块中传递待生产工件;桁架机器人包括抓手库,所述抓手库能够根据待生产工件的类别信息更换匹配的抓手。
优选地,所述待生产工件进入生产模块时,通过标识部分安装设备安装标识部分;待生产工件离开生产工件时,通过标识部分拆除设备拆除标识部分,拆除完毕后,待生产工件加工完成;
所述标识部分包括RFID数据螺栓;生产线模块和控制模块能够识别标识部分携带的工件类别信息,并根据工件的类别信息切换匹配的加工方案。
优选地,所述生产线还包括预留工位,所述预留工位能够
-为生产线的结构调整提供条件;或者
-为生产线增加设备提供条件。
根据本发明提供的一种轿车动力总成零部件混线生产的生产线调度方法,包括:
上料步骤:控制运送机构将待生产工件运送至生产机构,识别待生产工件的类别信息;
工序判定步骤:根据待生产工件的类别信息确定生产工序;
加工步骤:根据生产工序控制运送机构和生产机构进行加工;
过程检测步骤:控制运送机构将待检测工件运送至检测机构进行检测,若检测结果为合格,则继续未完成的生产工序;否则,则控制运送机构将不合格的工件运送至废品机构处理;
成品检测步骤:控制运送机构将加工完毕的工件运送至检测机构进行检测,若检测结果为合格,则控制运送机构将成品工件运送至仓储机构;否则,则控制运送机构将不合格的工件运送至废品机构处理。
优选地,所述过程检测步骤和成品检测步骤中的检测指标均包括零件尺寸、形位公差以及粗糙度中任一种或任多种。
优选地,所述加工步骤包括如下子步骤:
等待信息采集子步骤:当待生产工件处于等待加工状态,即下一工序所需设备处于忙碌状态时,采集等待时间和下一工序所需设备的类别信息,并记为第一信息;
调度时间判定子步骤:根据第一信息判断生产机构中闲置的匹配设备,并根据闲置设备位置信息计算得到调度时间,对调度时间和等待时间进行判断:若调度时间大于等待时间,则待生产工件继续等待;否则,则进入夹具匹配判定子步骤;
夹具匹配判定子步骤:判断闲置设备当前夹具类型,若与待生产工件匹配,则进入调度生产步骤,否则,则进入匹配夹具更换子步骤;
匹配夹具更换子步骤:根据待生产工件的类别信息选取匹配的夹具,控制运送机构将闲置设备的当前夹具更换为匹配夹具,然后进入调度生产步骤;
调度生产步骤:控制运送机构将待生产工件运送至闲置设备继续生产。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明结构简单,所需设备少,有效的减少了生产系统的占地面积;
2、本发明通过信息标识部分,全程实现自动化、无人化、智能化加工,极大地节省了空间与人力、物力与投入;
3、本发明通过调度生产系统和方法,能够有效调整节拍与平衡产能,为设备、工艺和整线提供验证平台,利用混线加工的手段,能够极大的减少等待时间,提高设备综合开动率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明提供的轿车动力总成零部件混线生产的生产线调度系统及方法实施例的生产流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种轿车动力总成零部件混线生产的生产线调度系统,包括生产线模块、控制模块、传送模块、仓储模块;
所述生产线模块为混线模块,包括多条生产线,待生产工件能够通过生产线模块加工为成品工件;
所述传送模块能够
-将待生产工件从仓储模块运送至生产线模块;
-将成品工件从生产线模块运送至仓储模块;
-在生产线模块内运送待生产工件;
所述控制模块能够通过待生产工件的类别信息匹配生产工序流程。
优选地,所述生产线为共线生产线,包括上料设备、标识部分安装设备、加工设备、清洗设备、检测设备、试漏设备、装配设备、标识部分拆除设备以及下料设备中的任一种或任多种设备;其中所述加工设备包括A轴机床、B轴机床以及AB五轴机床中的任一种或任多种设备;所述装配设备包括导管座圈压装机、瓦盖安装机以及闷堵最终装配机中的任一种或任多种设备。所述传送模块包括自动导引运输车AGV和桁架机器人;
所述自动导引运输车AGV
-能够将待生产工件从仓储模块运送至生产线模块中任一生产线的上料设备,将检测合格的成品工件从检测设备运送至仓储模块;
-设置有夹具交换装置,能够更换生产线模块中任一生产线上设置的夹具;
-能够将待生产工件和/或成品工件运送至检测设备处进行检测;
其中,所述夹具交换装置能够利用自动导引运输车AGV的导航定位、零点定位以及孔销配合定位设备完成自动定位,并且能够实现夹具更换的操作;所述桁架机器人设置在生产模块中,能够在生产模块中传递待生产工件;桁架机器人包括抓手库,所述抓手库能够根据待生产工件的类别信息更换匹配的抓手。
具体地,所述待生产工件进入生产模块时,通过标识部分安装设备安装标识部分;待生产工件离开生产工件时,通过标识部分拆除设备拆除标识部分,拆除完毕后,待生产工件加工完成;所述标识部分包括RFID数据螺栓,所述RFID数据螺栓为射频识别数据螺栓;生产线模块和控制模块能够识别标识部分携带的工件类别信息,并根据工件的类别信息切换匹配的加工方案。所述生产线还包括预留工位,所述预留工位能够
-为生产线的结构调整提供条件;或者
-为生产线增加设备提供条件。
根据本发明提供的一种轿车动力总成零部件混线生产的生产线调度方法,包括:
上料步骤:控制运送机构将待生产工件运送至生产机构,识别待生产工件的类别信息;
工序判定步骤:根据待生产工件的类别信息确定生产工序;
加工步骤:根据生产工序控制运送机构和生产机构进行加工;
过程检测步骤:控制运送机构将待检测工件运送至检测机构进行检测,若检测结果为合格,则继续未完成的生产工序;否则,则控制运送机构将不合格的工件运送至废品机构处理;
成品检测步骤:控制运送机构将加工完毕的工件运送至检测机构进行检测,若检测结果为合格,则控制运送机构将成品工件运送至仓储机构;否则,则控制运送机构将不合格的工件运送至废品机构处理。
更具体地,所述过程检测步骤和成品检测步骤中的检测指标均包括零件尺寸、形位公差以及粗糙度中任一种或任多种。
所述加工步骤包括如下子步骤:
等待信息采集子步骤:当待生产工件处于等待加工状态,即下一工序所需设备处于忙碌状态时,采集等待时间和下一工序所需设备的类别信息,并记为第一信息;
调度时间判定子步骤:根据第一信息判断生产机构中闲置的匹配设备,并根据闲置设备位置信息计算得到调度时间,对调度时间和等待时间进行判断:若调度时间大于等待时间,则待生产工件继续等待;否则,则进入夹具匹配判定子步骤;
夹具匹配判定子步骤:判断闲置设备当前夹具类型,若与待生产工件匹配,则进入调度生产步骤,否则,则进入匹配夹具更换子步骤;
匹配夹具更换子步骤:根据待生产工件的类别信息选取匹配的夹具,控制运送机构将闲置设备的当前夹具更换为匹配夹具,然后进入调度生产步骤;
调度生产步骤:控制运送机构将待生产工件运送至闲置设备继续生产。
进一步地,本发明提供的轿车动力总成零部件混线生产的生产线调度系统能够使用本发明提供的轿车动力总成零部件混线生产的生产线调度方法进行实际生产,此时控制模块采用本发明提供的轿车动力总成零部件混线生产的生产线调度方法作为控制方法,生产线模块包括生产机构和检测机构,传送模块包括运送机构,仓储模块包括废品机构。
更进一步地,首先利用自动导引运输车AGV将待生产工件放到物料区,所述物料区为生产线模块的一部分;由上料机械手根据视觉识别判断工件类型,并换取相应的抓手夹持工件,将工件送至下一个工序,所述上料机械手为桁架机器人的一种;安装射频识别数据螺栓;射频识别数据螺栓记录了工件的类别信息,在后面每个工序操作前,相应设备都需要读取射频识别数据螺栓的信息,采用适合该工件的操作;随后进行加工、清洗、试漏、装配等步骤;相应步骤完成后,摘除该工数据螺栓并下料;工件被放入托盘,再由自动导引运输车AGV带着托盘进入立体仓库储存,所述立体仓库为仓储模块的一部分。当需要更改加工的工件时,控制中心发出指令,生产过程执行系统,即MES系统召唤设置有夹具交换系统的自动导引运输车AGV带着新夹具来到机床前,收到机床指令,进行夹具交换,所述控制中心和生产过程执行系统均为控制模块的一部分;桁架机械手换上新抓手,数控机床调取新的加工代码,相应辅机通过数据螺栓读取信息,做出适应零件的操作,完成相应加工、清洗、试漏、装配、测量等操作,最后入库保存,其中桁架机械手为桁架机器人的一种,数控机床为加工设备的一种,通过调取新的加工代码能够实现加工方案的切换。在加工过程中,如果下一个工序正在加工过程中,系统会进行预判,为减少等待时间,系统会调动自动导引运输车AGV运送工件去匹配的闲置设备处进行加工,减小等待时间。加工区的工序依据选择的加工对象而定。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
本领域技术人员知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以,本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件,而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构;也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (2)

1.一种轿车动力总成零部件混线生产的生产线调度方法,其特征在于,采用轿车动力总成零部件混线生产的生产线调度系统进行生产线的调度,包括:
所述轿车动力总成零部件混线生产的生产线调度系统包括:
生产线模块、控制模块、传送模块、仓储模块;
所述生产线模块为混线模块,包括多条生产线,待生产工件能够通过生产线模块加工为成品工件;
所述传送模块能够
-将待生产工件从仓储模块运送至生产线模块;
-将成品工件从生产线模块运送至仓储模块;
-在生产线模块内运送待生产工件;
所述控制模块能够通过待生产工件的类别信息匹配生产工序流程;
所述生产线为共线生产线,包括上料设备、标识部分安装设备、加工设备、清洗设备、检测设备、试漏设备、装配设备、标识部分拆除设备以及下料设备中的任多种设备;
其中所述加工设备包括A轴机床、B轴机床以及AB五轴机床中的任多种设备;
所述装配设备包括导管座圈压装机、瓦盖安装机以及闷堵最终装配机中的任一种或任多种设备;
所述传送模块包括自动导引运输车AGV和桁架机器人;
所述自动导引运输车AGV
-能够将待生产工件从仓储模块运送至生产线模块中任一生产线的上料设备,将检测合格的成品工件从检测设备运送至仓储模块;
-设置有夹具交换装置,能够更换生产线模块中任一生产线上设置的夹具;
-能够将待生产工件和/或成品工件运送至检测设备处进行检测;
其中,所述夹具交换装置能够利用自动导引运输车AGV的导航定位、零点定位以及孔销配合定位设备完成自动定位,并且能够实现夹具更换的操作;
所述桁架机器人设置在生产模块中,能够在生产模块中传递待生产工件;桁架机器人包括抓手库,所述抓手库能够根据待生产工件的类别信息更换匹配的抓手;
所述待生产工件进入生产模块时,通过标识部分安装设备安装标识部分;待生产工件离开生产模块时,通过标识部分拆除设备拆除标识部分,拆除完毕后,待生产工件加工完成;
所述标识部分包括RFID数据螺栓;生产线模块和控制模块能够识别标识部分携带的工件类别信息,并根据工件的类别信息切换匹配的加工方案;
所述生产线还包括预留工位,所述预留工位能够
-为生产线的结构调整提供条件;或者
-为生产线增加设备提供条件;
采用轿车动力总成零部件混线生产的生产线调度系统进行生产线的调度包括:
上料步骤:控制运送机构将待生产工件运送至生产机构,识别待生产工件的类别信息;
工序判定步骤:根据待生产工件的类别信息确定生产工序;
加工步骤:根据生产工序控制运送机构和生产机构进行加工;
过程检测步骤:控制运送机构将待检测工件运送至检测设备进行检测,若检测结果为合格,则继续未完成的生产工序;否则,则控制运送机构将不合格的工件运送至废品机构处理;
成品检测步骤:控制运送机构将加工完毕的工件运送至检测设备进行检测,若检测结果为合格,则控制运送机构将成品工件运送至仓储机构;否则,则控制运送机构将不合格的工件运送至废品机构处理;
所述加工步骤包括如下子步骤:
等待信息采集子步骤:当待生产工件处于等待加工状态,即下一工序所需设备处于忙碌状态时,采集等待时间和下一工序所需设备的类别信息,并记为第一信息;
调度时间判定子步骤:根据第一信息判断除当前生产线的生产机构之外的生产机构中闲置的匹配设备,并根据闲置设备位置信息计算得到调度时间,对调度时间和等待时间进行判断:若调度时间大于等待时间,则待生产工件继续等待;否则,则进入夹具匹配判定子步骤;
夹具匹配判定子步骤:判断闲置设备当前夹具类型,若与待生产工件匹配,则进入调度生产步骤,否则,则进入匹配夹具更换子步骤;
匹配夹具更换子步骤:根据待生产工件的类别信息选取匹配的夹具,控制运送机构将闲置设备的当前夹具更换为匹配夹具,然后进入调度生产步骤;
调度生产步骤:控制运送机构将待生产工件运送至闲置设备继续生产。
2.根据权利要求1所述的轿车动力总成零部件混线生产的生产线调度方法,其特征在于,所述过程检测步骤和成品检测步骤中的检测指标均包括零件尺寸、形位公差以及粗糙度中任一种或任多种。
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