CN109947043A - 一种电缆自动下线系统—大线系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电缆自动下线系统—大线系统，包括控制管理系统、软件运行系统和硬件设备系统，所述控制管理系统包括设备控制系统和中央控制系统，所述软件运行系统包括现场设备和控制设备，所述硬件设备系统包括缆线自动下线系统，所述缆线自动下线系统包括大线自动下线系统和细线自动下线系统，所述缆线自动下线系统包括信息录入、工位存储、取盘上架、龙门式放线、履带式牵引、首尾夹持、自动切割、水平传送、成束成卷、缆线拨动、斜面缓存、接收糟、转运架、轨道。本发明所述的一种电缆自动下线系统—大线系统，该系统自动化程度高，劳动力成本低；工作强度低、生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及缆线自动上盘与切割领域，特别涉及一种电缆自动下线系统—大线系统。
背景技术
是现有高铁动车在总装过程中，线盘进入工位、设备夹持取线、缆线固定切割、成品卷线入库、大线移位转换等环节，仍然采取的是工种相互独立、工位无法配合的方式；
这一方式存在的问题是劳动力成本高、自动化程度低；工作强度高、生产效率低等问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电缆自动下线系统—大线系统，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种电缆自动下线系统—大线系统，包括控制管理系统、软件运行系统和硬件设备系统，所述控制管理系统包括设备控制系统和中央控制系统，所述软件运行系统包括现场设备和控制设备，所述硬件设备系统包括缆线自动下线系统，所述缆线自动下线系统包括大线自动下线系统和细线自动下线系统，所述缆线自动下线系统包括信息录入、工位存储、取盘上架、龙门式放线、履带式牵引、首尾夹持、自动切割、水平传送、成束成卷、缆线拨动、斜面缓存、接收糟、转运架、轨道。
优选的，所述设备控制系统采用基恩士(KEYENCE)可编程逻辑控制器(PLC)构成现场设备控制器件，其内部结构为模块式组合内部连接为总线模式，并使用Ethernet/IP或EtherCAT通信协议及RJ-45标准网络接口，所述中央控制系统采用Modbus服务器、Cisco交换机、hp/pc工控机构成中央控制系统硬件部分，从而完成C/S客户机/服务器(Client/Server)局域网的构建。
优选的，所述现场设备采用基恩士专用梯形图和指令表，通过模块化方式实施程序编制，从而实现对现场设备的操作控制，并通过交换机完成所述电缆自动下线系统中两个子系统的连接，所述控制设备采用通过服务器、交换机和工控机构成的控制管理系统，再使用基于OPC UA统一架构下的规范协议，包括OPC Server、OPC Client/SDK以及客户端二次开发实现系统的整体运行。
优选的，所述信息录入与所述工位存储包括一台信息录入设备、一个工位存储货架，其中，工位存储货架由一个两层的来料线盘存储货架构成，具体尺寸为7650×1300×3800mm；所述取盘上架与所述龙门式放线包括一台取盘上架装置、一台龙门式主动放线装置、两条高承载的轨道，其中，取盘上架与主动放线装置均为移动式设备，具体尺寸为3500×8000×4200mm和3200×8000×3500mm；所述履带式牵引包括两台履带式主动进线设备，其中，一台负责16-50mm缆线的牵引进线，另一台负责70-180mm缆线的牵引进线，具体尺寸为660×400×950mm和1110×650×1000mm；所述首尾端夹持包括缆线切割首尾两端的夹持装置，前端负责将履带牵引装置送入的缆线夹持后，穿越切割装置送入尾端，后端将送入的缆线经夹持后送入水平传送机构；所述缆线自动切割包括两台自动精密切割设备，其中一台负责16-50mm缆线的夹持、固定与切割，另一台负责70-180mm缆线的夹持、固定与切割，具体尺寸为1500×1300×1400mm；所述水平传送与成束成卷包括一套水平传送装置(5m)、一套缆线卷线装置，用于16-50mm缆线切割后的传送、卷线，具体尺寸为7100×900×2800mm；所述水平传送与斜面缓存包括一套水平传送与缆线拨动装置(25m)、一个缆线斜面缓存装置，用于70-180mm缆线切割后的移动和存放，具体尺寸为27000×2500×3100mm；所述接收糟与转动架包括接收糟、转动架各一个、垂直与水平轨道，用于70-180mm缆线移动存放后的转运与交付，具体尺寸为26000×1200×800mm。
优选的，所述大线自动下线系统运行步骤如下：
(1)、料线盘经人工卸料录入信息后，进入所述工位存储货架，所述大线自动下线系统将根据生产任务的下达和需求，以及来料线盘的型号与规格，启动通用装置，如包括：取盘上架、龙门式自动放线装置等；
(2)、当切割16-50mm的缆线，启动1号大线切割线，即使用JC--455NC全自动高速精密圆锯机和后端的水平传送和卷线装置，并在现场设备控制器件PLC的作用下，完成该口径区间的缆线的切割与归集；
(3)、当切割70-180mm的缆线，启动2号大线切割线，即使用JC--610NC全自动高速精密圆锯机和后端的水平传送、缆线拨动、斜面缓存和接收糟、转动架装置，并在现场设备控制器件PLC的作用下，完成该口径区间的缆线的切割与归集；
(4)、1号和2号切割线后端，均设有线号打印、线号夹取、线号穿入和首尾齐整装置，在缆线完成切割进入接收糟、转动架前，以上相关工作将会同时进行并完成；
(5)、经过核准，北1线16、25、35、50mm的大线规格数量为10根，北2线16、25、35、50mm的大线规格数量为45根，两线四种规格的数量总计为55根；
(6)、经过核准，北1线70、95、120mm的大线规格数量为36根，北2线的70、95、120mm的大线规格数量为99根，两线三种规格的数量总计为135根；
(7)、北1线、北2线大线七种规格的缆线数量合计为190根。
优选的，所述软件运行系统采用成熟可兼容且基于TCP/IP的通信协议，OPC UA统一架构下的通信协议，包括OPC Server、OPC Client/SDK等，所述软件运行系统用于数据采集、历史数据访问、报警和事件处理、数据冗余备份、远程数据访问。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明采用自动化、一体化、智能化等方式，最终实现对系统部件的运动、定位、控制与管理；解决了缆线上位与线盘拾取的衔接问题；缆线夹持与取线送入的连接问题；缆线固定与圆锯切割的对接问题；线盘上位、移动、取线、固定、切割的问题；缆线在整个下线过程中自动化控制管理问题，使得该系统自动化程度高，劳动力成本低；工作强度低、生产效率高。
附图说明
图1为本发明一种电缆自动下线系统—大线系统的整体前右视图；
图2为本发明一种电缆自动下线系统—大线系统中细线系统与大线系统整体左视图；
图3为本发明一种电缆自动下线系统—大线系统中大线系统与细线系统整体左视图；
图4为本发明一种电缆自动下线系统—大线系统中细线系统与大线系统整体右视图；
图5为本发明一种电缆自动下线系统—大线系统中细线系统与大线系统整体俯视图；
图6为本发明一种电缆自动下线系统—大线系统中细线系统与大线系统整体侧视图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所示，包括控制管理系统、软件运行系统和硬件设备系统，所述控制管理系统包括设备控制系统和中央控制系统，所述软件运行系统包括现场设备和控制设备，所述硬件设备系统包括缆线自动下线系统，所述缆线自动下线系统包括大线自动下线系统和细线自动下线系统，所述缆线自动下线系统包括信息录入、工位存储、取盘上架、龙门式放线、履带式牵引、首尾夹持、自动切割、水平传送、成束成卷、缆线拨动、斜面缓存、接收糟、转运架、轨道。
所述设备控制系统采用基恩士(KEYENCE)可编程逻辑控制器(PLC)构成现场设备控制器件，其内部结构为模块式组合内部连接为总线模式，并使用Ethernet/IP或EtherCAT通信协议及RJ-45标准网络接口，所述中央控制系统采用Modbus服务器、Cisco交换机、hp/pc工控机构成中央控制系统硬件部分，从而完成C/S客户机/服务器(Client/Server)局域网的构建。
所述现场设备采用基恩士专用梯形图和指令表，通过模块化方式实施程序编制，从而实现对现场设备的操作控制，并通过交换机完成所述电缆自动下线系统中两个子系统的连接，所述控制设备采用通过服务器、交换机和工控机构成的控制管理系统，再使用基于OPC UA统一架构下的规范协议，包括OPC Server、OPC Client/SDK以及客户端二次开发实现系统的整体运行。
所述信息录入与所述工位存储包括一台信息录入设备、一个工位存储货架，其中，工位存储货架由一个两层的来料线盘存储货架构成，具体尺寸为7650×1300×3800mm；所述取盘上架与所述龙门式放线包括一台取盘上架装置、一台龙门式主动放线装置、两条高承载的轨道，其中，取盘上架与主动放线装置均为移动式设备，具体尺寸为3500×8000×4200mm和3200×8000×3500mm；所述履带式牵引包括两台履带式主动进线设备，其中，一台负责16-50mm缆线的牵引进线，另一台负责70-180mm缆线的牵引进线，具体尺寸为660×400×950mm和1110×650×1000mm；所述首尾端夹持包括缆线切割首尾两端的夹持装置，前端负责将履带牵引装置送入的缆线夹持后，穿越切割装置送入尾端，后端将送入的缆线经夹持后送入水平传送机构；所述缆线自动切割包括两台自动精密切割设备，其中一台负责16-50mm缆线的夹持、固定与切割，另一台负责70-180mm缆线的夹持、固定与切割，具体尺寸为1500×1300×1400mm；所述水平传送与成束成卷包括一套水平传送装置(5m)、一套缆线卷线装置，用于16-50mm缆线切割后的传送、卷线，具体尺寸为7100×900×2800mm；所述水平传送与斜面缓存包括一套水平传送与缆线拨动装置(25m)、一个缆线斜面缓存装置，用于70-180mm缆线切割后的移动和存放，具体尺寸为27000×2500×3100mm；所述接收糟与转动架包括接收糟、转动架各一个、垂直与水平轨道，用于70-180mm缆线移动存放后的转运与交付，具体尺寸为26000×1200×800mm。
所述大线自动下线系统运行步骤如下：
(1)、料线盘经人工卸料录入信息后，进入所述工位存储货架，所述大线自动下线系统将根据生产任务的下达和需求，以及来料线盘的型号与规格，启动通用装置，如包括：取盘上架、龙门式自动放线装置等；
(2)、当切割16-50mm的缆线，启动1号大线切割线，即使用JC--455NC全自动高速精密圆锯机和后端的水平传送和卷线装置，并在现场设备控制器件PLC的作用下，完成该口径区间的缆线的切割与归集；
(3)、当切割70-180mm的缆线，启动2号大线切割线，即使用JC--610NC全自动高速精密圆锯机和后端的水平传送、缆线拨动、斜面缓存和接收糟、转动架装置，并在现场设备控制器件PLC的作用下，完成该口径区间的缆线的切割与归集；
(4)、1号和2号切割线后端，均设有线号打印、线号夹取、线号穿入和首尾齐整装置，在缆线完成切割进入接收糟、转动架前，以上相关工作将会同时进行并完成；
(5)、经过核准，北1线16、25、35、50mm的大线规格数量为10根，北2线16、25、35、50mm的大线规格数量为45根，两线四种规格的数量总计为55根；
(6)、经过核准，北1线70、95、120mm的大线规格数量为36根，北2线的70、95、120mm的大线规格数量为99根，两线三种规格的数量总计为135根；
(7)、北1线、北2线大线七种规格的缆线数量合计为190根。
所述软件运行系统采用成熟可兼容且基于TCP/IP的通信协议，OPCUA统一架构下的通信协议，包括OPCServer、OPCClient/SDK等，所述软件运行系统用于数据采集、历史数据访问、报警和事件处理、数据冗余备份、远程数据访问。
所述控制管理系统中控制系统是通过PLC控制器，分别完成对《细线自动下线系统》与《大线自动下线系统》的操作控制和运行管理，从而实现细线与大线的自动入库、自动倒盘、取盘、上架、进线、夹持、切割、打印、穿号、成束、成卷、入库、领取、转运等各项功能。
所述控制管理系统中管理系统是通过中央控制管理系统实现《细线自动下线系统》与《大线自动下线系统》两套设备的连接、控制与管理，真正形成电缆(细线与大线)的自动加工生产线，并与现有信息管理网络实现互连。
该系统将会根据中央控制管理系统下达的生产任务，将存入工位存储货架上的来料线盘，经取盘上架装置送到龙门式主动放线装置内，再经首尾夹持装置将缆线送入全自动精密切割装置中；
如果是16-50mm的缆线，则需要经过JC-455NC切割机，使用355*3.4*120T合金锯片完成相应缆线的切割，之后，经过水平传送与卷线装置，最终完成该口径区间缆线的下线与储备；
如果是70-180mm的缆线，则需要经过JC-610NC切割机，使用600*3.4*120T的合金锯片完成相关缆线的切割，之后，经过水平传送、缆线拨动、斜面存储和接收糟、转运架等装置，最终完成该口径区间缆线的下线与储备；
工位存储货架可储备15个大线线盘的存储，两条自动切割线可满足200--500根/每线的切割；16--50mm缆线的成品存储工位有30个，70--180mm缆线的成品存储工位有20个。
本发明中龙门式自动放线装置是一个大型主动放线设备，下端配置有一对轨道，可以方便该设备在1号或2号履带式自动牵引装置前端随时移动，该放线装置可以满足800—1600mm直径线盘的放线，其所配备的四组电机将分别负责，该放线装置的垂直升降、水平宽窄、线盘转动和装置移动等的调整与控制，龙门式自动放线装置，其放线速度可以依缆线口径、重量以及长度随时做出调整；履带式自动牵引装置是一款大型自动进线设备，该设备将在1号和2号生产线各自配置一台，以满足16、25、35、50mm和70、95、120、180mm等各四种共八种不同口径和重量缆线的进线与输送，该装置由一组电机、一个气瓶、一对主动轮、一对从动轮、三至五对双杆气缸、两副传送皮带组成，履带式自动牵引装置，其进线速度可以依缆线口径、重量与长度实时调整；自动切割装置由度量夹持和锯切动力系统共同组成，该装置将在1号和2号生产线各自配置一台，型号分别为JC—455NC、JC—610NC(高速精密圆锯机)，以满足16、25、35、50mm和70、95、120、180mm等，各四种共八种不同口径和重量缆线的夹持与切割，同时，该装置配备有油雾冷却系统、切屑吹扫装置、安全防护装置等随机附件，将保证整个自动切割装置的稳定运行、精准切割和自我保护。
本发明采用自动化、一体化、智能化等方式，最终实现对系统部件的运动、定位、控制与管理；解决了缆线上位与线盘拾取的衔接问题；缆线夹持与取线送入的连接问题；缆线固定与圆锯切割的对接问题；线盘上位、移动、取线、固定、切割的问题；缆线在整个下线过程中自动化控制管理问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种电缆自动下线系统—大线系统，包括控制管理系统、软件运行系统和硬件设备系统，其特征在于：所述控制管理系统包括设备控制系统和中央控制系统，所述软件运行系统包括现场设备和控制设备，所述硬件设备系统包括缆线自动下线系统，所述缆线自动下线系统包括大线自动下线系统和细线自动下线系统，所述缆线自动下线系统包括信息录入、工位存储、取盘上架、龙门式放线、履带式牵引、首尾夹持、自动切割、水平传送、成束成卷、缆线拨动、斜面缓存、接收糟、转运架、轨道。
2.根据权利要求1所述的一种电缆自动下线系统—大线系统，其特征在于：所述设备控制系统采用可编程逻辑控制器(PLC)构成现场设备控制器件，其内部结构为模块式组合内部连接为总线模式，并使用Ethernet/IP或EtherCAT通信协议及RJ-45标准网络接口，所述中央控制系统采用Modbus服务器、Cisco交换机、hp/pc工控机构成中央控制系统硬件部分，从而完成C/S客户机/服务器(Client/Server)局域网的构建。
3.根据权利要求1所述的一种电缆自动下线系统—大线系统，其特征在于：所述现场设备采用基恩士专用梯形图和指令表，通过模块化方式实施程序编制，从而实现对现场设备的操作控制，并通过交换机完成所述电缆自动下线系统中两个子系统的连接，所述控制设备采用通过服务器、交换机和工控机构成的控制管理系统，再使用基于OPC UA统一架构下的规范协议，包括OPC Server、OPC Client/SDK以及客户端二次开发实现系统的整体运行。
4.根据权利要求1所述的一种电缆自动下线系统—大线系统，其特征在于：所述信息录入与所述工位存储包括一台信息录入设备、一个工位存储货架，其中，工位存储货架由一个两层的来料线盘存储货架构成，具体尺寸为7650×1300×3800mm；所述取盘上架与所述龙门式放线包括一台取盘上架装置、一台龙门式主动放线装置、两条高承载的轨道，其中，取盘上架与主动放线装置均为移动式设备，具体尺寸为3500×8000×4200mm和3200×8000×3500mm；所述履带式牵引包括两台履带式主动进线设备，其中，一台负责16-50mm缆线的牵引进线，另一台负责70-180mm缆线的牵引进线，具体尺寸为660×400×950mm和1110×650×1000mm；所述首尾端夹持包括缆线切割首尾两端的夹持装置，前端负责将履带牵引装置送入的缆线夹持后，穿越切割装置送入尾端，后端将送入的缆线经夹持后送入水平传送机构；所述缆线自动切割包括两台自动精密切割设备，其中一台负责16-50mm缆线的夹持、固定与切割，另一台负责70-180mm缆线的夹持、固定与切割，具体尺寸为1500×1300×1400mm；所述水平传送与成束成卷包括一套水平传送装置(5m)、一套缆线卷线装置，用于16-50mm缆线切割后的传送、卷线，具体尺寸为7100×900×2800mm；所述水平传送与斜面缓存包括一套水平传送与缆线拨动装置(25m)、一个缆线斜面缓存装置，用于70-180mm缆线切割后的移动和存放，具体尺寸为27000×2500×3100mm；所述接收糟与转动架包括接收糟、转动架各一个、垂直与水平轨道，用于70-180mm缆线移动存放后的转运与交付，具体尺寸为26000×1200×800mm。
5.根据权利要求1所述的一种电缆自动下线系统—大线系统，其特征在于：所述大线自动下线系统运行步骤如下：
(1)、料线盘经人工卸料录入信息后，进入所述工位存储货架，所述大线自动下线系统将根据生产任务的下达和需求，以及来料线盘的型号与规格，启动通用装置，如包括：取盘上架、龙门式自动放线装置等；
(2)、当切割16-50mm的缆线，启动1号大线切割线，即使用JC--455NC全自动高速精密圆锯机和后端的水平传送和卷线装置，并在现场设备控制器件PLC的作用下，完成该口径区间的缆线的切割与归集；
(3)、当切割70-180mm的缆线，启动2号大线切割线，即使用JC--610NC全自动高速精密圆锯机和后端的水平传送、缆线拨动、斜面缓存和接收糟、转动架装置，并在现场设备控制器件PLC的作用下，完成该口径区间的缆线的切割与归集；
(4)、1号和2号切割线后端，均设有线号打印、线号夹取、线号穿入和首尾齐整装置，在缆线完成切割进入接收糟、转动架前，以上相关工作将会同时进行并完成；
(5)、经过核准，北1线16、25、35、50mm的大线规格数量为10根，北2线16、25、35、50mm的大线规格数量为45根，两线四种规格的数量总计为55根；
(6)、经过核准，北1线70、95、120mm的大线规格数量为36根，北2线的70、95、120mm的大线规格数量为99根，两线三种规格的数量总计为135根；
(7)、北1线、北2线大线七种规格的缆线数量合计为190根。
6.根据权利要求1所述的一种电缆自动下线系统—大线系统，其特征在于：所述软件运行系统采用成熟可兼容且基于TCP/IP的通信协议，OPC UA统一架构下的通信协议，包括OPCServer、OPC Client/SDK等，所述软件运行系统用于数据采集、历史数据访问、报警和事件处理、数据冗余备份、远程数据访问。
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