CN110231810A - 一种自动化生产线信息控制系统及方法、生产线控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动化控制技术领域，公开了一种自动化生产线信息控制系统及方法、生产线控制系统，利用配置程序配置自动线的工作参数；通过调整操作模块利用操作按键控制自动化生产线信息控制操作；利用检测设备检测自动线设备状态数据；通过数模调整模块利用调整程序调整自动线数模操作；利用优化程序对自动线设备参数进行优化；利用传送带运输自动线加工原料；加工设备对自动线运输的原料进行加工；利用显示器显示配置的工作参数、检测设备状态数据。本发明保证了自动线数模的准确性及模拟现场的一致性，避免了仿真模拟与现场操作出现不一致的现象；减少了调试人员的现场调试，无需反复进行调试，直接通过大数据获取最优参数值，效率较高。

Description

一种自动化生产线信息控制系统及方法、生产线控制系统

技术领域

本发明属于自动化控制技术领域，尤其涉及一种自动化生产线信息控制系统及方法、生产线控制系统。

背景技术

目前，最接近的现有技术：自动线是能实现产品生产过程自动化的一种机器体系。即通过采用一套能自动进行加工、检测、装卸、运输的机器设备，组成高度连续的、完全自动化的作业线，实现产品生产的整个工艺过程。自动线是在连续流水线基础上进一步发展形成的一种更先进的生产组织形式。在自动线上，不需要工人参加直接操作，只需少数人进行监督和看管。采用自动线进行生产，可以消除笨重体力劳动，改善劳动条件，节省劳动力，缩短生产周期，保证产品质量，减少在制品占用，加速流动资金周转，降低产品成本，从而提高生产效率和获得良好的经济效益。然而，现有自动线数模上的机器人和焊枪仿真容易出现模拟与现场操作不一致的现象；同时，自动线需要调试人员去现场进行调试，差旅开销较大；要求调试人员水平较高；工具分析优化软件大多运行于笔记本电脑上，需要自行携带笔记本电脑以及网线；需要不断地对参数进行优化，以调整到参数最优值，效率低下。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有自动线数模上的机器人和焊枪仿真容易出现模拟与现场操作不一致的现象；同时，自动线需要调试人员去现场进行调试，差旅开销较大；要求调试人员水平较高；工具分析优化软件大多运行于笔记本电脑上，需要自行携带笔记本电脑以及网线；需要不断地对参数进行优化，以调整到参数最优值，效率低下。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种自动化生产线信息控制系统及方法、生产线控制系统。

本发明是这样实现的，一种自动化生产线信息控制方法，所述自动化生产线信息控制方法包括以下步骤：

步骤一，参数配置模块利用配置程序配置自动线的工作参数；通过调整操作模块利用操作按键控制自动化生产线信息控制操作；

步骤二，加工检测模块利用检测设备检测自动线设备状态数据；加工检测模块利用关系数据库进行自动线设备状态数据检测中进行关系匹配指的是，定义函数表达式如下：

λ_i ^A≠λ_j ^A(i≠j)

其中，表示对于主设备A，其覆盖范围内划分区域D_i的第j个次级设备感知能量的大小，λ_i ^A为区域D_i的设备噪声判决门限，对于不同的区域，λ_i ^A≠λ_j ^A(i≠j)，表示当时的置信区间，[λ_i ^A-Δs_i,λ_i ^A]表示当时的置信区间，Δs_i表示设备噪声的误差容忍度；

利用关系数据库进行自动线设备状态数据正常与否判决是指，由函数得到，只有当j个次级设备自动线设备状态数据落在区间内时函数才赋予非零值，即通过关系匹配对自动线设备状态数据是否异常进行了区分；

步骤三，主控模块通过数模调整模块利用调整程序调整自动线数模操作；

步骤四，参数优化模块利用优化程序对自动线设备参数进行优化；

步骤五，运输模块利用传送带运输自动线加工原料；加工模块利用加工设备对自动线运输的原料进行加工；

步骤六，显示模块利用显示器显示配置的工作参数、检测设备状态数据。

进一步，所述自动化生产线信息控制方法的数模调整方法如下：

(1)通过数模程序创建初始自动线数模，并布置机器人模型、工位模型及夹具模型，其中，所述机器人模型布置在所述工位模型的第一方位上，所述第一方位为所述初始自动线数模预设的方位；

(2)将焊枪模型安装在所述机器人模型上，并将工件模型放置于所述夹具模型内；其中，所述工件模型上标示有预期焊点位置；

(3)利用现场程序控制所述机器人模型及所述焊枪模型在所述工件模型上进行焊点，获得模拟焊点位置，并根据所述模拟焊点位置及所述预期焊点位置，获得所述模拟焊点位置与所述预期焊点位置的偏离值；

(4)当所述偏离值大于一预设的阈值时，根据所述偏离值调节所述机器人模型在所述工位模型上的方位，直至所述偏离值小于所述阈值，其中，调节后的所述机器人模型在所述工位模型上的方位为第二方位；

(5)根据所述第二方位对所述初始自动线数模进行调整。

进一步，所述自动化生产线信息控制方法的参数优化方法如下：

1)通过二维码生成程序生成二维码，在二维码中写入了自动线加工设备信息；

2)移动终端扫描二维码获取自动线加工设备信息，并将自动线加工设备信息通过网络上传到大数据服务器；

3)大数据服务器接收移动终端上传的自动线加工设备信息，并根据接收的自动线加工设备信息，在存储有大数据的数据库中匹配最优参数值，并将最优参数值发送给移动终端；

4)移动终端获取大数据服务器返回的最优参数值，并通过网络将最优参数值传给数控装置，数控装置完成参数优化。

进一步，二维码中写入的数据包括机床型号、轴的传动类型、伺服驱动型号、伺服驱动版本以及丝杠类型。

进一步，所述步骤2)具体包括：移动终端中安装数据采集APP，数据采集APP通过调用移动终端的摄像头，扫描二维码并获取自动线加工设备信息，将获取的自动线加工设备信息通过网络传送至大数据服务器；

所述步骤3)中根据接收的自动线加工设备信息，在存储有大数据的数据库中匹配最优参数值具体包括：

在数据库中查找与接收的自动线加工设备信息相一致的各组自动线加工设备数据中某一参数出现的各种参数值，再计算同一参数值在数据库中的个数，个数最多的参数值即为该参数的最优参数值，依据上述方法查找出所有参数的最优参数值。

本发明的另一目的在于提供一种基于所述自动化生产线信息控制方法的自动化生产线信息控制系统，所述自动化生产线信息控制系统包括：

参数配置模块，与主控模块连接，用于通过配置程序配置自动线的工作参数；

调整操作模块，与主控模块连接，用于通过操作按键控制自动化生产线信息控制操作；

加工检测模块，与主控模块连接，用于通过检测设备检测自动线设备状态数据；

主控模块，与参数配置模块、调整操作模块、加工检测模块、数模调整模块、参数优化模块、运输模块、加工模块、显示模块连接，用于通过工程机控制各个模块正常工作；

数模调整模块，与主控模块连接，用于通过调整程序调整自动线数模操作；

参数优化模块，与主控模块连接，用于通过优化程序对自动线设备参数进行优化；

运输模块，与主控模块连接，用于通过传送带运输自动线加工原料；

加工模块，与主控模块连接，用于通过加工设备对自动线运输的原料进行加工；

显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示配置的工作参数、检测设备状态数据。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述自动化生产线信息控制方法的生产线控制系统。

本发明的优点及积极效果为：本发明通过数模调整模块利用现场程序在仿真软件中控制机器人模型进行打点仿真，并将打点仿真获得的模拟打点位置与预期打点位置进行比较，从而调节自动线数模上的机器人模型在工位模型上的方位，使得模拟打点位置与预期打点位置保持一致，保证了自动线数模的准确性及模拟现场的一致性，避免了仿真模拟与现场操作出现不一致的现象；同时，通过参数优化模块利用二维码和移动终端实现数控装置与大数据服务器之间的信息传输，且通过大数据对自动线加工设备最优伺服参数进行自动匹配，减少了调试人员的现场调试，节省了差旅开支，无需携带额外的调试设备，成本较低，此种方法操作简单，无需反复进行调试，直接通过大数据获取最优参数值，效率较高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的自动化生产线信息控制方法流程图。

图2是本发明实施例提供的自动化生产线信息控制系统结构示意图；

图中：1、参数配置模块；2、调整操作模块；3、加工检测模块；4、主控模块；5、数模调整模块；6、参数优化模块；7、运输模块；8、加工模块；9、显示模块。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种自动化生产线信息控制系统及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明提供的自动化生产线信息控制方法包括以下步骤：

S101：通过参数配置模块利用配置程序配置自动线的工作参数；通过调整操作模块利用操作按键控制自动化生产线信息控制操作；

S102：通过加工检测模块利用检测设备检测自动线设备状态数据；

加工检测模块利用关系数据库进行自动线设备状态数据检测中进行关系匹配指的是，定义函数表达式如下：

λ_i ^A≠λ_j ^A(i≠j)

其中，表示对于主设备A，其覆盖范围内划分区域D_i的第j个次级设备感知能量的大小，λ_i ^A为区域D_i的设备噪声判决门限，对于不同的区域，λ_i ^A≠λ_j ^A(i≠j)，表示当时的置信区间，[λ_i ^A-Δs_i,λ_i ^A]表示当时的置信区间，Δs_i表示设备噪声的误差容忍度；

利用关系数据库进行自动线设备状态数据正常与否判决是指，由函数得到，只有当j个次级设备自动线设备状态数据落在区间内时函数才赋予非零值，即通过关系匹配对自动线设备状态数据是否异常进行了区分；

S103：主控模块通过数模调整模块利用调整程序调整自动线数模操作；

S104：通过参数优化模块利用优化程序对自动线设备参数进行优化；

S105：通过运输模块利用传送带运输自动线加工原料；通过加工模块利用加工设备对自动线运输的原料进行加工；

S106：通过显示模块利用显示器显示配置的工作参数、检测设备状态数据。

如图2所示，本发明实施例提供的自动化生产线信息控制系统包括：参数配置模块1、调整操作模块2、加工检测模块3、主控模块4、数模调整模块5、参数优化模块6、运输模块7、加工模块8、显示模块9。

参数配置模块1，与主控模块4连接，用于通过配置程序配置自动线的工作参数；

调整操作模块2，与主控模块4连接，用于通过操作按键控制自动化生产线信息控制操作；

加工检测模块3，与主控模块4连接，用于通过检测设备检测自动线设备状态数据；

主控模块4，与参数配置模块1、调整操作模块2、加工检测模块3、数模调整模块5、参数优化模块6、运输模块7、加工模块8、显示模块9连接，用于通过工程机控制各个模块正常工作；

数模调整模块5，与主控模块4连接，用于通过调整程序调整自动线数模操作；

参数优化模块6，与主控模块4连接，用于通过优化程序对自动线设备参数进行优化；

运输模块7，与主控模块4连接，用于通过传送带运输自动线加工原料；

加工模块8，与主控模块4连接，用于通过加工设备对自动线运输的原料进行加工；

显示模块9，与主控模块4连接，用于通过显示器显示配置的工作参数、检测设备状态数据。

在本发明的优选实施例中，数模调整模块5调整方法如下：

(1)通过数模程序创建初始自动线数模，并布置机器人模型、工位模型及夹具模型，其中，所述机器人模型布置在所述工位模型的第一方位上，所述第一方位为所述初始自动线数模预设的方位；

(2)将焊枪模型安装在所述机器人模型上，并将工件模型放置于所述夹具模型内；其中，所述工件模型上标示有预期焊点位置；

(3)利用现场程序控制所述机器人模型及所述焊枪模型在所述工件模型上进行焊点，获得模拟焊点位置，并根据所述模拟焊点位置及所述预期焊点位置，获得所述模拟焊点位置与所述预期焊点位置的偏离值；

(4)当所述偏离值大于一预设的阈值时，根据所述偏离值调节所述机器人模型在所述工位模型上的方位，直至所述偏离值小于所述阈值，其中，调节后的所述机器人模型在所述工位模型上的方位为第二方位；

(5)根据所述第二方位对所述初始自动线数模进行调整。

在本发明的优选实施例中，参数优化模块6优化方法如下：

1)通过二维码生成程序生成二维码，在二维码中写入了自动线加工设备信息；

2)移动终端扫描二维码获取自动线加工设备信息，并将自动线加工设备信息通过网络上传到大数据服务器；

3)大数据服务器接收移动终端上传的自动线加工设备信息，并根据接收的自动线加工设备信息，在存储有大数据的数据库中匹配最优参数值，并将最优参数值发送给移动终端；

4)移动终端获取大数据服务器返回的最优参数值，并通过网络将最优参数值传给数控装置，数控装置完成参数优化。

本发明提供的二维码中写入的数据包括机床型号、轴的传动类型、伺服驱动型号、伺服驱动版本以及丝杠类型。

本发明提供的步骤2)具体包括：移动终端中安装数据采集APP，数据采集APP通过调用移动终端的摄像头，扫描二维码并获取自动线加工设备信息，将获取的自动线加工设备信息通过网络传送至大数据服务器。

本发明提供的步骤3)中根据接收的自动线加工设备信息，在存储有大数据的数据库中匹配最优参数值具体包括：

在数据库中查找与接收的自动线加工设备信息相一致的各组自动线加工设备数据中某一参数出现的各种参数值，再计算同一参数值在数据库中的个数，个数最多的参数值即为该参数的最优参数值，依据上述方法查找出所有参数的最优参数值。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种自动化生产线信息控制方法，其特征在于，所述自动化生产线信息控制方法包括以下步骤：

步骤一，参数配置模块利用配置程序配置自动线的工作参数；通过调整操作模块利用操作按键控制自动化生产线信息控制操作；

步骤二，加工检测模块利用检测设备检测自动线设备状态数据；加工检测模块利用关系数据库进行自动线设备状态数据检测中进行关系匹配指的是，定义函数表达式如下：

其中，表示对于主设备A，其覆盖范围内划分区域D_i的第j个次级设备感知能量的大小，λ_i ^A为区域D_i的设备噪声判决门限，对于不同的区域，λ_i ^A≠λ_j ^A(i≠j)，表示当时的置信区间，表示当时的置信区间，Δs_i表示设备噪声的误差容忍度；

利用关系数据库进行自动线设备状态数据正常与否判决是指，由函数得到，只有当j个次级设备自动线设备状态数据落在区间内时函数才赋予非零值，即通过关系匹配对自动线设备状态数据是否异常进行了区分；

步骤三，主控模块通过数模调整模块利用调整程序调整自动线数模操作；

步骤四，参数优化模块利用优化程序对自动线设备参数进行优化；

步骤五，运输模块利用传送带运输自动线加工原料；加工模块利用加工设备对自动线运输的原料进行加工；

步骤六，显示模块利用显示器显示配置的工作参数、检测设备状态数据。

2.如权利要求1所述的自动化生产线信息控制方法，其特征在于，所述自动化生产线信息控制方法的数模调整方法如下：

(1)通过数模程序创建初始自动线数模，并布置机器人模型、工位模型及夹具模型，其中，所述机器人模型布置在所述工位模型的第一方位上，所述第一方位为所述初始自动线数模预设的方位；

(2)将焊枪模型安装在所述机器人模型上，并将工件模型放置于所述夹具模型内；其中，所述工件模型上标示有预期焊点位置；

(3)利用现场程序控制所述机器人模型及所述焊枪模型在所述工件模型上进行焊点，获得模拟焊点位置，并根据所述模拟焊点位置及所述预期焊点位置，获得所述模拟焊点位置与所述预期焊点位置的偏离值；

(4)当所述偏离值大于一预设的阈值时，根据所述偏离值调节所述机器人模型在所述工位模型上的方位，直至所述偏离值小于所述阈值，其中，调节后的所述机器人模型在所述工位模型上的方位为第二方位；

(5)根据所述第二方位对所述初始自动线数模进行调整。

3.如权利要求1所述的自动化生产线信息控制方法，其特征在于，所述自动化生产线信息控制方法的参数优化方法如下：

1)通过二维码生成程序生成二维码，在二维码中写入了自动线加工设备信息；

2)移动终端扫描二维码获取自动线加工设备信息，并将自动线加工设备信息通过网络上传到大数据服务器；

3)大数据服务器接收移动终端上传的自动线加工设备信息，并根据接收的自动线加工设备信息，在存储有大数据的数据库中匹配最优参数值，并将最优参数值发送给移动终端；

4)移动终端获取大数据服务器返回的最优参数值，并通过网络将最优参数值传给数控装置，数控装置完成参数优化。

4.如权利要求3所述的自动化生产线信息控制方法，其特征在于，二维码中写入的数据包括机床型号、轴的传动类型、伺服驱动型号、伺服驱动版本以及丝杠类型。

5.如权利要求3所述的自动化生产线信息控制方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：移动终端中安装数据采集APP，数据采集APP通过调用移动终端的摄像头，扫描二维码并获取自动线加工设备信息，将获取的自动线加工设备信息通过网络传送至大数据服务器；

所述步骤3)中根据接收的自动线加工设备信息，在存储有大数据的数据库中匹配最优参数值具体包括：

在数据库中查找与接收的自动线加工设备信息相一致的各组自动线加工设备数据中某一参数出现的各种参数值，再计算同一参数值在数据库中的个数，个数最多的参数值即为该参数的最优参数值，依据上述方法查找出所有参数的最优参数值。

6.一种基于权利要求1所述自动化生产线信息控制方法的自动化生产线信息控制系统，其特征在于，所述自动化生产线信息控制系统包括：

参数配置模块，与主控模块连接，用于通过配置程序配置自动线的工作参数；

调整操作模块，与主控模块连接，用于通过操作按键控制自动化生产线信息控制操作；

加工检测模块，与主控模块连接，用于通过检测设备检测自动线设备状态数据；

主控模块，与参数配置模块、调整操作模块、加工检测模块、数模调整模块、参数优化模块、运输模块、加工模块、显示模块连接，用于通过工程机控制各个模块正常工作；

数模调整模块，与主控模块连接，用于通过调整程序调整自动线数模操作；

参数优化模块，与主控模块连接，用于通过优化程序对自动线设备参数进行优化；

运输模块，与主控模块连接，用于通过传送带运输自动线加工原料；

加工模块，与主控模块连接，用于通过加工设备对自动线运输的原料进行加工；

显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示配置的工作参数、检测设备状态数据。

7.一种应用权利要求1～5任意一项所述自动化生产线信息控制方法的生产线控制系统。