CN110255036A - 一种全自动无人值守生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种全自动无人值守生产系统，包括待加工件自动仓储系统，用以将待加工件自动存储在待加工件存储区；待加工件自动分配系统，用以将待加工件存储区的待加工件自动输送至数控全自动加工系统；数控全自动加工系统，用以对待加工件进行有序加工至成品件；成品件自动输送系统，用以将加工完成的产品件自动输送至成品件自动仓储系统；成品件自动仓储系统，用以将成品件自动有序的堆放在成品件存储区。本发明可节省岗位工人，生产车间24小时工作，工作效率高，且便于对加工件的信息进行维护管理，高层管理者可直接发送加工生产指令，并能实时查看生产加工进度情况。

Description

一种全自动无人值守生产系统

技术领域

本发明涉及一种全自动无人值守生产系统，属于无人值守生产自动控制技术领域。

背景技术

传统工业生产模式多为人工加工或者采用自动化设备由人工操作进行加工生产，生产车间内部人员较多，不便于管理，人员成本高，且对于加工件的信息维护管理不成体系，人员轮班交接工作容易出现偏差，造成生产事故，企业高层对于生产加工的进度不能做到直接控制，需要经常组织会议了解生产动态，工作效率低，所以需要对传统工业生产模式进行转型升级，实施全自动无人加工车间，整个无人车间从备料存储到输送分配、生产加工、成品输送收集、成品存储实现全自动化无人值守功能。

发明内容

本发明为解决上述现有技术的不足，提出了一种全自动无人值守生产系统，具体技术方案如下：

一种全自动无人值守生产系统，包括待加工件自动仓储系统、待加工件自动输送分配系统、数控全自动加工系统、成品件自动输送系统和成品件自动仓储系统；

所述待加工件自动仓储系统，用以将待加工件自动存储在待加工件存储区；

所述待加工件自动分配系统，用以将待加工件存储区的待加工件自动输送至数控全自动加工系统；

所述数控全自动加工系统，用以对待加工件进行有序加工至成品件；

所述成品件自动输送系统，用以将加工完成的产品件自动输送至成品件自动仓储系统；

所述成品件自动仓储系统，用以将成品件自动有序的堆放在成品件存储区。

优选的，所述待加工件自动仓储系统包括辊筒式输送线、龙门式码垛机器人、扫码枪和第一PLC控制系统，所述辊筒式输送线的两端分别设有光电装置，用以发送信号给第一PLC控制系统来判断待加工件的具体位置，当待加工件位于辊筒式输送线的前端位置时，前端位置的光电装置感应到待加工件，并发送信号至第一PLC控制系统，第一PLC控制系统接收信号，并控制辊筒式输送线运行旋转，将待加工件输送至辊筒式输送线末端，末端位置的光电装置感应到待加工件，并发送信号至第一PLC控制系统，第一PLC控制系统接收信号，并控制辊筒式输送线停止运行，同时控制液压定位装置完成待加工件的左右方向上的定位，定位完成后，第一PLC控制系统控制龙门式码垛机器人的机械臂动作来抓取待加工件，并移动至坐标固定的扫码枪前进行拍照扫码，扫码数据经第一PLC控制系统发送至后台智能控制系统；扫码完成后，由龙门式码垛机器人将待加工件有序的堆放在待加工件存储区。

进一步的，所述待加工件自动分配系统包括第一无人自动送料小车和第二PLC控制系统，所述第二PLC控制系统位于第一无人自动送料小车内，所述第二PLC控制系统接收后台智能控制系统发出的取件信号后，控制第一无人自动送料小车自动前往待加工件存储区的指定位置，第二PLC控制系统反馈信号给后台智能控制系统，后台智能控制系统发送待加工件信息给第一PLC控制系统，由第一PLC控制系统控制龙门式码垛机器人将对应的待加工件取出并放置在第一无人自动送料小车上，第一无人自动送料小车内的第二PLC控制系统反馈信号给后台智能控制系统，后台智能控制系统发送信号给第二PLC控制系统，由第二PLC控制系统控制第一无人自动送料小车将待加工件输送至数控全自动加工系统的指定位置，并通过第二PLC控制系统反馈信号给后台智能控制系统。

进一步的，所述数控全自动加工系统包括多个班组，每个班组包括多台全自动数控加工中心、一台桁架机器人和一套第三PLC控制系统，所述第三PLC控制系统接收后台智能控制系统发送的信号，控制桁架机器人将待加工件从第一无人自动送料小车上取下并放置在其中一个班组的第一台全自动数控加工中心上，同时，控制第一台全自动数控加工中心开始加工作业，加工完成后，由第三PLC控制系统控制桁架机器人将待加工件抓取并送至第二台全自动数控加工中心，依次类推，直至加工作业完成，桁架机器人将加工完成的成品件放置在成品自动输送系统的第二无人自动送料小车上。

进一步的，所述成品件自动输送系统包括第二无人自动送料小车和第四PLC控制系统，所述第四PLC控制系统位于第二无人自动送料小车内，所述第四PLC控制系统接收后台智能控制系统发出的送件信号后，控制第二无人自动送料小车自动前往成品件自动仓储系统的指定位置后，第四PLC控制系统反馈信号给后台智能控制系统。

进一步的，所述成品件自动仓储系统包括气动定位装置、龙门式码垛机器人、扫码枪和第五PLC控制系统，所述第五PLC控制系统接收后台控制系统发送的信号后，发送指令给气动定位装置，将已在指定位置的第二无人自动送料小车上的成品件定位，定位完成后，第五PLC控制系统控制龙门式码垛机器人的机械臂动作来抓取成品件，并移动至坐标固定的扫码枪前进行拍照扫码，扫码数据经第五PLC控制系统发送至后台智能控制系统；扫码完成后，由龙门式码垛机器人将成品件有序的堆放在成品件存储区。

进一步的，所述成品件自动仓储系统还包括辊筒式输送线，实现成品件的出库，具体为：成品件出库时，后台控制系统发送指令至第五PLC控制系统，所述第五PLC控制系统接收后台控制系统发送的信号后，通过龙门式码垛机器人将成品件存储区要出库的固定编号的成品件放置在辊筒式输送线的前端位置，所述辊筒式输送线的两端分别设有光电装置，用以发送信号给第五PLC控制系统来判断成品件的具体位置，前端位置的光电装置感应到成品件，并发送信号至第五PLC控制系统，第五PLC控制系统接收信号，并控制辊筒式输送线运行旋转，将成品件输送至辊筒式输送线末端，末端位置的光电装置感应到成品件，并发送信号至第五PLC控制系统，第五PLC控制系统接收信号并控制辊筒式输送线停止旋转，出库动作完成。

进一步的，所述后台智能控制系统包括计算机智能调度管理系统和生产过程执行管理系统，

所述计算机智能调度管理系统分别与第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、第三PLC控制系统、第四PLC控制系统和第五PLC控制系统无线连接，用以分别向第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、第三PLC控制系统、第四PLC控制系统和第五PLC控制系统发送信号，并能接收第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、第三PLC控制系统、第四PLC控制系统和第五PLC控制系统的反馈信号；

所述生产过程执行管理系统与计算机智能调度管理系统无线连接，能够向计算机智能调度管理系统发送订单生产信息，并存储第一PLC控制系统和第五PLC控制系统分别发送的待加工件和成品件的扫码数据，为企业管理层提供数据信息。

本发明可节省岗位工人，生产车间24小时工作，工作效率高，且便于对加工件的信息进行维护管理，高层管理者可直接发送加工生产指令，并能实时查看生产加工进度情况。

附图说明

图1是本发明一种全自动无人值守生产系统的示意图。

图2是本发明后台智能控制系统与各PLC控制系统的连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种全自动无人值守生产系统，包括待加工件自动仓储系统、待加工件自动输送分配系统、数控全自动加工系统、成品件自动输送系统和成品件自动仓储系统；

所述待加工件自动仓储系统，用以将待加工件自动存储在待加工件存储区；所述待加工件自动仓储系统包括辊筒式输送线、龙门式码垛机器人、扫码枪和第一PLC控制系统，所述辊筒式输送线的两端分别设有光电装置，用以发送信号给第一PLC控制系统来判断待加工件的具体位置，当待加工件位于辊筒式输送线的前端位置时，前端位置的光电装置感应到待加工件，并发送信号至第一PLC控制系统，第一PLC控制系统接收信号，并控制辊筒式输送线运行旋转，将待加工件输送至辊筒式输送线末端，末端位置的光电装置感应到待加工件，并发送信号至第一PLC控制系统，第一PLC控制系统接收信号，并控制辊筒式输送线停止运行，同时控制液压定位装置完成待加工件的左右方向上的定位，定位完成后，第一PLC控制系统控制龙门式码垛机器人的机械臂动作来抓取待加工件，并移动至坐标固定的扫码枪前进行拍照扫码，扫码数据经第一PLC控制系统发送至后台智能控制系统；扫码完成后，由龙门式码垛机器人将待加工件有序的堆放在待加工件存储区。所述液压定位装置为液压站定位油缸，分两侧分别操作，完成左右方向定位。

所述待加工件自动分配系统，用以将待加工件存储区的待加工件自动输送至数控全自动加工系统；所述待加工件自动分配系统包括第一无人自动送料小车和第二PLC控制系统，所述第二PLC控制系统位于第一无人自动送料小车内，所述第二PLC控制系统接收后台智能控制系统发出的取件信号后，控制第一无人自动送料小车自动前往待加工件存储区的指定位置，第二PLC控制系统反馈信号给后台智能控制系统，后台智能控制系统发送待加工件信息给第一PLC控制系统，由第一PLC控制系统控制龙门式码垛机器人将对应的待加工件取出并放置在第一无人自动送料小车上，第一无人自动送料小车内的第二PLC控制系统反馈信号给后台智能控制系统，后台智能控制系统发送信号给第二PLC控制系统，由第二PLC控制系统控制第一无人自动送料小车将待加工件输送至数控全自动加工系统的指定位置，并通过第二PLC控制系统反馈信号给后台智能控制系统。

所述数控全自动加工系统，用以对待加工件进行有序加工至成品件；所述数控全自动加工系统包括多个班组，每个班组包括多台全自动数控加工中心、一台桁架机器人和一套第三PLC控制系统，所述第三PLC控制系统接收后台智能控制系统发送的信号，控制桁架机器人将待加工件从第一无人自动送料小车上取下并放置在其中一个班组的第一台全自动数控加工中心上，同时，控制第一台全自动数控加工中心开始加工作业，加工完成后，由第三PLC控制系统控制桁架机器人将待加工件抓取并送至第二台全自动数控加工中心，依次类推，直至加工作业完成，桁架机器人将加工完成的成品件放置在成品自动输送系统的第二无人自动送料小车上。数控全自动加工系统的多个班组可同时工作，第一无人自动送料小车可陆续停靠在每个班组附近的指定位置，通过桁架机器人抓取待加工件至全自动数控加工中心。

所述成品件自动输送系统，用以将加工完成的产品件自动输送至成品件自动仓储系统；所述成品件自动输送系统包括第二无人自动送料小车和第四PLC控制系统，所述第四PLC控制系统位于第二无人自动送料小车内，所述第四PLC控制系统接收后台智能控制系统发出的送件信号后，控制第二无人自动送料小车自动前往成品件自动仓储系统的指定位置后，第四PLC控制系统反馈信号给后台智能控制系统。

所述成品件自动仓储系统包括气动定位装置、龙门式码垛机器人、扫码枪和第五PLC控制系统，所述第五PLC控制系统接收后台控制系统发送的信号后，发送指令给气动定位装置，将已在指定位置的第二无人自动送料小车上的成品件定位，定位完成后，第五PLC控制系统控制龙门式码垛机器人的机械臂动作来抓取成品件，并移动至坐标固定的扫码枪前进行拍照扫码，扫码数据经第五PLC控制系统发送至后台智能控制系统；扫码完成后，由龙门式码垛机器人将成品件有序的堆放在成品件存储区。

所述成品件自动仓储系统还包括辊筒式输送线，实现成品件的出库，具体为：成品件出库时，后台控制系统发送指令至第五PLC控制系统，该指令包括需求的成品件品类及数量、成品件所在位置及固定编号，所述第五PLC控制系统接收后台控制系统发送的信号后，通过龙门式码垛机器人将成品件存储区要出库的固定编号的成品件放置在辊筒式输送线的前端位置，所述辊筒式输送线的两端分别设有光电装置，用以发送信号给第五PLC控制系统来判断成品件的具体位置，前端位置的光电装置感应到成品件，并发送信号至第五PLC控制系统，第五PLC控制系统接收信号，并控制辊筒式输送线运行旋转，将成品件输送至辊筒式输送线末端，末端位置的光电装置感应到成品件，并发送信号至第五PLC控制系统，第五PLC控制系统接收信号并控制辊筒式输送线停止旋转，出库动作完成。

待加工件和成品件存储时，根据待加工件和成品件的种类情况，后台智能控制系统预先设定程序，通过第一PLC控制器和第五PLC控制器控制龙门式码垛机器人将待加工件和成品件自动存放至预先设定程序所对应的位置，在后续待加工件的取用及成品件的出库时，均能准确的找到指定位置。

如图2所示，所述后台智能控制系统包括计算机智能调度管理系统和生产过程执行管理系统，

所述计算机智能调度管理系统分别与第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、第三PLC控制系统、第四PLC控制系统和第五PLC控制系统无线连接，用以分别向第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、第三PLC控制系统、第四PLC控制系统和第五PLC控制系统发送信号，并能接收第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、第三PLC控制系统、第四PLC控制系统和第五PLC控制系统的反馈信号；所述计算机智能调度管理系统向下对第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、第三PLC控制系统、第四PLC控制系统和第五PLC控制系统下达运行指令并接受向第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、第三PLC控制系统、第四PLC控制系统和第五PLC控制系统上传的产品数据集命令执行反馈信息，使各部分系统各司其职，有序进行，无缝配合。

所述生产过程执行管理系统与计算机智能调度管理系统无线连接，能够向计算机智能调度管理系统发送订单生产信息，并存储第一PLC控制系统和第五PLC控制系统分别发送的待加工件和成品件的扫码数据，为企业管理层提供数据信息。

所述计算机智能调度管理系统向上系统集成的企业生产过程执行管理系统(MES系统)，进行订单生产信息及车间产品数据信息等数据库的信息化管理，为企业管理层提供数据信息。

现场各分部系统的PLC控制系统，是全自动无人值守生产系统的现场执行级软件系统；计算机智能调度管理软件，是全自动无人值守生产系统的中枢级软件系统；MES系统是全自动无人值守生产系统的后台数据库系统。信号传输在硬件上由工控机、工业级无线局域网及现场设备信号终端组成。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全自动无人值守生产系统，其特征在于：包括待加工件自动仓储系统、待加工件自动输送分配系统、数控全自动加工系统、成品件自动输送系统和成品件自动仓储系统；

所述待加工件自动仓储系统，用以将待加工件自动存储在待加工件存储区；

所述待加工件自动分配系统，用以将待加工件存储区的待加工件自动输送至数控全自动加工系统；

所述数控全自动加工系统，用以对待加工件进行有序加工至成品件；

所述成品件自动输送系统，用以将加工完成的产品件自动输送至成品件自动仓储系统；

所述成品件自动仓储系统，用以将成品件自动有序的堆放在成品件存储区。

2.根据权利要求1所述的一种全自动无人值守生产系统，其特征在于：所述待加工件自动仓储系统包括辊筒式输送线、龙门式码垛机器人、扫码枪和第一PLC控制系统，所述辊筒式输送线的两端分别设有光电装置，用以发送信号给第一PLC控制系统来判断待加工件的具体位置，当待加工件位于辊筒式输送线的前端位置时，前端位置的光电装置感应到待加工件，并发送信号至第一PLC控制系统，第一PLC控制系统接收信号，并控制辊筒式输送线运行旋转，将待加工件输送至辊筒式输送线末端，末端位置的光电装置感应到待加工件，并发送信号至第一PLC控制系统，第一PLC控制系统接收信号，并控制辊筒式输送线停止运行，同时控制液压定位装置完成待加工件的左右方向上的定位，定位完成后，第一PLC控制系统控制龙门式码垛机器人的机械臂动作来抓取待加工件，并移动至坐标固定的扫码枪前进行拍照扫码，扫码数据经第一PLC控制系统发送至后台智能控制系统；扫码完成后，由龙门式码垛机器人将待加工件有序的堆放在待加工件存储区。

3.根据权利要求2所述的一种全自动无人值守生产系统，其特征在于：所述待加工件自动分配系统包括第一无人自动送料小车和第二PLC控制系统，所述第二PLC控制系统位于第一无人自动送料小车内，所述第二PLC控制系统接收后台智能控制系统发出的取件信号后，控制第一无人自动送料小车自动前往待加工件存储区的指定位置，第二PLC控制系统反馈信号给后台智能控制系统，后台智能控制系统发送待加工件信息给第一PLC控制系统，由第一PLC控制系统控制龙门式码垛机器人将对应的待加工件取出并放置在第一无人自动送料小车上，第一无人自动送料小车内的第二PLC控制系统反馈信号给后台智能控制系统，后台智能控制系统发送信号给第二PLC控制系统，由第二PLC控制系统控制第一无人自动送料小车将待加工件输送至数控全自动加工系统的指定位置，并通过第二PLC控制系统反馈信号给后台智能控制系统。

4.根据权利要求3所述的一种全自动无人值守生产系统，其特征在于：所述数控全自动加工系统包括多个班组，每个班组包括多台全自动数控加工中心、一台桁架机器人和一套第三PLC控制系统，所述第三PLC控制系统接收后台智能控制系统发送的信号，控制桁架机器人将待加工件从第一无人自动送料小车上取下并放置在其中一个班组的第一台全自动数控加工中心上，同时，控制第一台全自动数控加工中心开始加工作业，加工完成后，由第三PLC控制系统控制桁架机器人将待加工件抓取并送至第二台全自动数控加工中心，依次类推，直至加工作业完成，桁架机器人将加工完成的成品件放置在成品自动输送系统的第二无人自动送料小车上。

5.根据权利要求4所述的一种全自动无人值守生产系统，其特征在于：所述成品件自动输送系统包括第二无人自动送料小车和第四PLC控制系统，所述第四PLC控制系统位于第二无人自动送料小车内，所述第四PLC控制系统接收后台智能控制系统发出的送件信号后，控制第二无人自动送料小车自动前往成品件自动仓储系统的指定位置后，第四PLC控制系统反馈信号给后台智能控制系统。

6.根据权利要求5所述的一种全自动无人值守生产系统，其特征在于：所述成品件自动仓储系统包括气动定位装置、龙门式码垛机器人、扫码枪和第五PLC控制系统，所述第五PLC控制系统接收后台控制系统发送的信号后，发送指令给气动定位装置，将已在指定位置的第二无人自动送料小车上的成品件定位，定位完成后，第五PLC控制系统控制龙门式码垛机器人的机械臂动作来抓取成品件，并移动至坐标固定的扫码枪前进行拍照扫码，扫码数据经第五PLC控制系统发送至后台智能控制系统；扫码完成后，由龙门式码垛机器人将成品件有序的堆放在成品件存储区。

7.根据权利要求6所述的一种全自动无人值守生产系统，其特征在于：所述成品件自动仓储系统还包括辊筒式输送线，实现成品件的出库，具体为：成品件出库时，后台控制系统发送指令至第五PLC控制系统，所述第五PLC控制系统接收后台控制系统发送的信号后，通过龙门式码垛机器人将成品件存储区要出库的固定编号的成品件放置在辊筒式输送线的前端位置，所述辊筒式输送线的两端分别设有光电装置，用以发送信号给第五PLC控制系统来判断成品件的具体位置，前端位置的光电装置感应到成品件，并发送信号至第五PLC控制系统，第五PLC控制系统接收信号，并控制辊筒式输送线运行旋转，将成品件输送至辊筒式输送线末端，末端位置的光电装置感应到成品件，并发送信号至第五PLC控制系统，第五PLC控制系统接收信号并控制辊筒式输送线停止旋转，出库动作完成。

8.根据权利要求7所述的一种全自动无人值守生产系统，其特征在于：所述后台智能控制系统包括计算机智能调度管理系统和生产过程执行管理系统，

所述计算机智能调度管理系统分别与第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、第三PLC控制系统、第四PLC控制系统和第五PLC控制系统无线连接，用以分别向第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、第三PLC控制系统、第四PLC控制系统和第五PLC控制系统发送信号，并能接收第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、第三PLC控制系统、第四PLC控制系统和第五PLC控制系统的反馈信号；

所述生产过程执行管理系统与计算机智能调度管理系统无线连接，能够向计算机智能调度管理系统发送订单生产信息，并存储第一PLC控制系统和第五PLC控制系统分别发送的待加工件和成品件的扫码数据，为企业管理层提供数据信息。