CN109531531A - 一种混凝土预制板生产线的画线控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土预制板技术领域，提供了一种混凝土预制板生产线的画线控制系统及方法，通过上位机或人机交互界面形成画线指令，并将画线指令传输给主控制器PLC；所述主控制器PLC分解所述画线指令，转化为驱动器的执行指令；驱动器包括第一驱动器和第二驱动器，第一驱动器驱动步进电机控制升降机构上下移动，第二驱动器驱动伺服电机及绝对值拉线编码器来控制升降机构的平面内移动；所述主控制器PLC控制设置于升降机构上的喷涂机进行画线操作。本发明采用多种模式下更新画线数据源的方法，满足各种产品的画线要求，使画线更准确高效，确保了产品的质量，对工人的操作具有指导和规范性，提高了产品的合格率及混凝土生产线的生产效率。

Description

一种混凝土预制板生产线的画线控制系统及方法

技术领域

本发明涉及混凝土预制板技术领域，特别涉及一种混凝土预制板生产线的画线控制系统及方法。

背景技术

住宅产业化已经是建筑行业的发展趋势，而其中最重要的就是实现构配件预制生产工业化，即要有能够满足预制件生产要求的工业生产流水线。

混凝土预制板的产品是否合格与画线的准确高效息息相关，目前国内混凝土预制板生产线自动化程度不高，特别是混凝土预制板的画线，一直都由人工实现，画线的质量完全取决于工人的水平和责任心。

目前还没有见到对混凝土预制板画线进行自动化改进的相关现有技术。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种混凝土预制板生产线的画线控制系统及方法，采用多种模式下更新画线数据源的方法，满足各种产品的画线要求，使画线更准确高效，确保了产品的质量，对工人的操作具有指导和规范性，提高了产品的合格率及混凝土生产线的生产效率。

本发明的技术方案如下：

一种混凝土预制板生产线的画线控制系统，包括主控制器PLC、人机交互界面、上位机、驱动器、执行器、喷码机、外部输入设备；

所述人机交互界面，用于输入画线指令、接收并显示来自于上位机的画线指令、接收并显示系统故障信息；

所述主控制器PLC，接收来自于所述上位机或者所述人机交互界面的画线指令，分解所述画线指令，并将控制信号传输给所述驱动器；

所述驱动器接收来自于所述主控制器PLC的控制信号，并驱动所述执行器；

所述喷码机或喷码机喷头设置在所述执行器上，所述喷码机与所述主控制器信号连接；

所述外部输入设备包括多种传感器，对所述驱动器、执行器、喷码机的运行状态进行监控。

进一步的，所述驱动器包括第一驱动器、第二驱动器；所述第一驱动器、第二驱动器均与所述主控制器PLC连接；所述执行器包括步进电机、伺服电机和升降机构；所述第一驱动器驱动所述步进电机控制所述升降机构的上下移动；所述第二驱动器驱动所述伺服电机及绝对值拉线编码器来控制升降机构的平面内移动；所述喷码机或喷码机喷头设置在升降机构上。

进一步的，所述传感器包括升降机构限位传感器、驱动器传感器、步进电机传感器、伺服电机传感器。

进一步的，所述主控制器PLC与所述上位机、人机交互界面通过有线连接或以太网连接。

本发明还提供了一种混凝土预制板生产线的画线控制方法，其特征在于，包括：

通过上位机或人机交互界面形成画线指令，并将画线指令传输给主控制器PLC；

所述主控制器PLC分解所述画线指令，转化为驱动器的执行指令；

驱动器包括第一驱动器和第二驱动器，第一驱动器驱动步进电机控制升降机构上下移动，第二驱动器驱动伺服电机及绝对值拉线编码器来控制升降机构的平面内移动；

所述主控制器PLC控制设置于升降机构上的喷涂机进行画线操作。

进一步的，所述控制方法还包括：对所述驱动器、执行器、喷码机的运行状态进行监控的外部输入设备检测系统的运行状态，并将运行状态信息反馈主控制器PLC；当出现故障时，将故障信息显示在人机交互界面上。

进一步的，所述画线指令的输入方式包括：手动输入门、窗、嵌件的大小及坐标信息；CAD电子图纸信息输入；纸质图纸扫描件识别输入。

进一步的，所述主控制器PLC分解所述画线指令时，首先对门、窗、嵌件的数量进行统计；再根据门、窗、嵌件的大小和坐标信息，对喷涂机喷头的行进路线进行优化，优化目标为总行进路线的距离最短。

进一步的，所述嵌件包括空调预留洞口、预埋件预留孔洞。

进一步的，所述控制方法采用前述的控制系统；

主控制器PLC根据外部输入设备的信息，判断所述控制系统是否故障，若故障，则进入故障处理程序；若无故障，则所述控制系统处于空闲状态，可以接收并判断上位机的信息；接收到上位机的画线指令信息后，将控制系统的忙闲状态置位为忙，主控制器PLC对接收到的数据进行分析,转化为在当前模台上的画线数据，按照画线数据规划完成画线路径，开始进入画线程序：首先启动第一驱动器和步进电机，将喷涂机的画线喷头从高处下降到低位的起始画线位置；启动第二驱动器和伺服电机，将喷涂机的画线喷头移动到画线的起始点后打开喷头；然后继续按照规划好的路径移动画线喷头完成画线任务；画线结束后画线喷头在第二驱动器和伺服电机的控制下升到最高位，回到起始点，复位所述控制系统的忙闲状态为闲。

如存在故障，则故障信息会显示在人机交互界面上，并提示属于何种故障，同时指导工人手动排除故障。

本发明的有益效果为：可以按照预设好的路径完成画线任务，自动化程度高，能取代人工手动画线操作，画线准确度更高更可靠，可以显著的提高生产质量和效率；所有画线数据皆通过上位机或人机交互界面统一进行数据输入，保证数据的准确性和一致性，同时控制灵活性也大大增强；系统及方法简单有效，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1所示为本发明实施例一种混凝土预制板生产线的画线控制系统的架构示意图。

图2所示为画线路径规划示意图。

图3所示为本发明实施例的一种混凝土预制板生产线的画线控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。

本发明为解决混凝土预制板画线的自动控制问题。

如图1所示，本发明实施例一种混凝土预制板生产线的画线控制系统，包括主控制器PLC、人机交互界面、上位机、驱动器、执行器、喷码机、外部输入设备；所述人机交互界面，用于输入画线指令、接收并显示来自于上位机的画线指令、接收并显示系统故障信息；所述主控制器PLC，接收来自于所述上位机或者所述人机交互界面的画线指令，分解所述画线指令，并将控制信号传输给所述驱动器；所述驱动器接收来自于所述主控制器PLC的控制信号，并驱动所述执行器；所述喷码机设置在所述执行器上，也可以仅将喷码机的喷头设置在所述执行器上，所述喷码机与所述主控制器信号连接；

所述外部输入设备包括多种传感器，如升降机构限位传感器、驱动器传感器、步进电机传感器、伺服电机传感器；对所述驱动器、执行器、喷码机的运行状态进行监控。

优选的，所述驱动器包括第一驱动器、第二驱动器；所述第一驱动器、第二驱动器均与所述主控制器PLC连接；所述执行器包括步进电机、伺服电机和升降机构；所述第一驱动器驱动所述步进电机控制所述升降机构的上下移动；所述第二驱动器驱动所述伺服电机及绝对值拉线编码器来控制升降机构的平面内移动；所述喷码机（或喷码机喷头）设置在升降机构上。

所述主控制器PLC与所述上位机、人机交互界面通过有线连接或以太网连接。

本发明实施例一种混凝土预制板生产线的画线控制方法，包括：

通过上位机或人机交互界面形成画线指令，并将画线指令传输给主控制器PLC；

所述主控制器PLC分解所述画线指令，转化为驱动器的执行指令；

驱动器包括第一驱动器和第二驱动器，第一驱动器驱动步进电机控制升降机构上下移动，第二驱动器驱动伺服电机及绝对值拉线编码器来控制升降机构的平面内移动；

所述主控制器PLC控制设置于升降机构上的喷涂机进行画线操作。

对所述驱动器、执行器、喷码机的运行状态进行监控的外部输入设备检测系统的运行状态，并将运行状态信息反馈主控制器PLC；当出现故障时，将故障信息显示在人机交互界面上。

如图2所示，以画墙板为例，首先控制系统接收到画线数据和指令后，先将画线设备忙闲状态置位，再分析画线数据在模台上的具体位置，经过运算将该位置数据转换成数据块中的对应绝对值编码器的值并发送给驱动器。驱动器接收到数据后首先从起始点移动到画墙板的起始位置A处，然后打开喷头按照规划好的路线开始从A→B→C→D→A画线，画线结束后关闭喷头并再到起始点，完成一次画线动作，等待下次画线任务的执行。

对于同时具有门窗、嵌件的预制板，其画线流程如图3所示。

对于相对复杂的门窗、嵌件信息，本发明提出了对喷头行进路径优化的方法，即寻找总路径距离的最小化。对于工厂化的大量生产，总路径优化可以较大提高效率。

本发明PLC自动检测上位机命令，并指导画线设备动作，按照画线数据在模台上自动形成图形；系统及方法简单有效，提高了生产线自动化水平和生产效率，具有广阔的应用前景。

本文虽然已经给出了本发明的几个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (10)

1.一种混凝土预制板生产线的画线控制系统，其特征在于，包括主控制器PLC、人机交互界面、上位机、驱动器、执行器、喷码机、外部输入设备；

所述人机交互界面，用于输入画线指令、接收并显示来自于上位机的画线指令、接收并显示系统故障信息；

所述主控制器PLC，接收来自于所述上位机或者所述人机交互界面的画线指令，分解所述画线指令，并将控制信号传输给所述驱动器；

所述驱动器接收来自于所述主控制器PLC的控制信号，并驱动所述执行器；

所述喷码机或喷码机喷头设置在所述执行器上，所述喷码机与所述主控制器信号连接；

所述外部输入设备包括多种传感器，对所述驱动器、执行器、喷码机的运行状态进行监控。

2.如权利要求1所述的混凝土预制板生产线的画线控制系统，其特征在于，所述驱动器包括第一驱动器、第二驱动器；所述第一驱动器、第二驱动器均与所述主控制器PLC连接；所述执行器包括步进电机、伺服电机和升降机构；所述第一驱动器驱动所述步进电机控制所述升降机构的上下移动；所述第二驱动器驱动所述伺服电机及绝对值拉线编码器来控制升降机构的平面内移动；所述喷码机或喷码机喷头设置在升降机构上。

3.如权利要求1所述的混凝土预制板生产线的画线控制系统，其特征在于，所述传感器包括升降机构限位传感器、驱动器传感器、步进电机传感器、伺服电机传感器。

4.如权利要求1-3项所述的混凝土预制板生产线的画线控制系统，其特征在于，所述主控制器PLC与所述上位机、人机交互界面通过有线连接或以太网连接。

5.一种混凝土预制板生产线的画线控制方法，其特征在于，包括：

通过上位机或人机交互界面形成画线指令，并将画线指令传输给主控制器PLC；

所述主控制器PLC分解所述画线指令，转化为驱动器的执行指令；

驱动器包括第一驱动器和第二驱动器，第一驱动器驱动步进电机控制升降机构上下移动，第二驱动器驱动伺服电机及绝对值拉线编码器来控制升降机构的平面内移动；

所述主控制器PLC控制设置于升降机构上的喷涂机或喷涂机喷头进行画线操作。

6.如权利要求5所述的混凝土预制板生产线的画线控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：对所述驱动器、执行器、喷码机的运行状态进行监控的外部输入设备检测系统的运行状态，并将运行状态信息反馈主控制器PLC；当出现故障时，将故障信息显示在人机交互界面上。

7.如权利要求5或6所述的混凝土预制板生产线的画线控制方法，其特征在于，所述画线指令的输入方式包括：手动输入门、窗、嵌件的大小及坐标信息；CAD电子图纸信息输入；纸质图纸扫描件识别输入。

8.如权利要求5或6所述的混凝土预制板生产线的画线控制方法，其特征在于，所述主控制器PLC分解所述画线指令时，首先对门、窗、嵌件的数量进行统计；再根据门、窗、嵌件的大小和坐标信息，对喷涂机喷头的行进路线进行优化，优化目标为总行进路线的距离最短。

9.如权利要求8所述的混凝土预制板生产线的画线控制方法，其特征在于，所述嵌件包括空调预留洞口、预埋件预留孔洞。

10.如权利要求5所述的混凝土预制板生产线的画线控制方法，其特征在于，所述控制方法采用如权利要求1-4任一项所述的控制系统；

主控制器PLC根据外部输入设备的信息，判断所述控制系统是否故障，若故障，则进入故障处理程序；若无故障，则所述控制系统处于空闲状态，可以接收并判断上位机的信息；接收到上位机的画线指令信息后，将控制系统的忙闲状态置位为忙，主控制器PLC对接收到的数据进行分析,转化为在当前模台上的画线数据，按照画线数据规划完成画线路径，开始进入画线程序：首先启动第一驱动器和步进电机，将喷涂机的画线喷头从高处下降到低位的起始画线位置；启动第二驱动器和伺服电机，将喷涂机的画线喷头移动到画线的起始点后打开喷头；然后继续按照规划好的路径移动画线喷头完成画线任务；画线结束后画线喷头在第二驱动器和伺服电机的控制下升到最高位，回到起始点，复位所述控制系统的忙闲状态为闲。