CN110510394B - 一种基于云平台的工业流程优化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于云平台的工业流程优化系统，包括原料识别模块、运输模块、加工模块、产品识别模块、比较模块、配置模块。通过对原料以及产品的识别，计算出加工信息，并生成配置文件进行网络共享，实现设备的快速、高效的配置，保证加工的良品率或缩短单位加工时间。在识别的过程中，实现夹取运输的同时，采集物体多维度的信息，有助于提高物体的识别准确率，同时能够缩短整个流程的耗时。可根据具体运输的物体的结构和种类，调节行走组件以及夹取组件的数量，并配合夹取和吊起两种方式运输物体，能够适应更大、更长、更重、更多样的物体的运输。

Description

一种基于云平台的工业流程优化系统

技术领域

本发明涉及工业生产领域，具体涉及一种基于云平台的工业流程优化系统。

背景技术

工业流程亦称“加工流程”或“生产流程”。指通过一定的生产设备或管道，从原材料投入到成品产出，按顺序连续进行加工的全过程。由工业企业的生产技术条件和产品的生产技术特点决定的。一个完整的工艺流程，通常包括若干道工序。如镶贴砖石工程中，一般要经过拌合砂浆、砖块浸水、打底、贴砖、平缝、表面清扫等工艺过程。

现有的工业流程优化技术通常仅仅是对工序进行优化，不同的原材料、不同的加工设备以及不同的产出物品的优化方式较为复杂，现有的解决方案通常是通过人力根据经验不断实验，逐步优化，直至满足生产的需要，但此方法费事费力，效率低下，不能做到高效、快速的对加工设备进行配置。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于云平台的工业流程优化系统，通过对原料以及产品的识别，计算出加工信息，并生成配置文件进行网络共享，需要时可快速获取配置文件，实现设备的快速、高效的配置，保证加工的良品率或缩短单位加工时间。

本发明所要解决的技术问题为：

A.如何方便、高效的配置加工流程中的各个设备，提高生产效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于云平台的工业流程优化系统，包括原料识别模块、运输模块、加工模块、产品识别模块、比较模块、配置模块，所述原料识别模块用于获取原料信息，所述使用信息包括类型、重量、原料编号、原料外观；

所述运输模块包括原料运输单元以及产品运输单元，其中所述原料运输单元用于将经原料识别模块识别后的原料送至加工模块，所述产品运输单元用于将经加工模块加工得到的产品送至产品识别模块；

所述加工模块用于将原料加工成产品；

所述产品识别模块用于获取产品信息，产品信息包括类型、产品编号、重量、产品外观。

所述比较模块根据原料信息和产品信息，计算产品的加工信息；

所述配置模块用于控制和调节加工模块的设备配置参数，还用于将原料信息、产品信息、加工模块的设备信息以及加工信息生成配置文件并上传至网络进行共享，同时还用于从网络下载他人上传的配置对加工模块进行自动配置。

进一步的，所述原料运输单元包括导轨以及沿导轨运动的多个行走组件，所述行走组件包括第一电动滑块，所述第一电动滑块与导轨滑动连接，所述第一电动滑块的上端面固定连接有用于控制第一电动滑块运动的驱动单元、锁定件以及伸缩连接件，伸缩连接件与相邻行走组件上的锁定件内部的第一电动锁固定卡接，所述第一电动滑块的下端面固定连接有伸缩测重件，所述伸缩测重件用于控制夹取组件纵向运动和测重；

进一步的，所述原料识别模块包括夹取组件，所述夹取组件包括驱动盒，所述驱动盒的上端面与伸缩测重件固定连接，所述驱动盒的两侧连接有第一夹臂和第二夹臂，所述第一夹臂和第二夹臂的内圈侧壁均固定连接有弧型滑轨，所述弧型滑轨滑动连接有第二电动滑块，所述第二电动滑块固定连接有摄像头，所述驱动盒的下端面固定连接有扫码单元。

进一步的，所述第二夹臂远离驱动盒的一端内嵌有转动电机，所述转动电机固定连接有转动夹块；

所述第一夹臂远离驱动盒的端部开设有插槽，所述插槽的内壁固定连接有收放线单元，所述收放线单元固定并缠绕有绳缆，所述绳缆的一端固定有活动夹块，且活动夹块通过第二电动锁卡接在插槽中，所述活动夹块远离第一夹臂的端部通过转动夹块中的第三电动锁与转动夹块卡接。

进一步的，所述活动夹块包括安装板，所述安装板靠近第一夹臂的端面固定连接有固定卡块，所述固定卡块与绳缆固定连接，且固定卡块插接在插槽中通过第二电动锁固定，所述安装板远离固定卡块的端面中心处固定连接有第一球笼连接件以及环形分布在安装板端面外沿的第一弹簧的一端，所述第一弹簧的另一端固定连接在角度调节板上，且第一球笼连接件与角度调节板转动连接，所述角度调节板远离第一球笼连接件的端面转动连接有转动板，所述转动板上开设有用于与转动夹块卡接的安装卡口。

进一步的，所述转动夹块包括与转动电机连接的驱动板，所述驱动板远离转动电机的端面中心处固定连接有第二球笼连接件以及环形分布在驱动板端面外沿的第二弹簧，所述第二弹簧的另一端固定连接再固定套上，且第二球笼连接件与固定套转动连接。

进一步的，所述原料识别模块和产品识别模块结构相同,且原料运输单元与产品运输单元结构相同。

本发明的有益效果：

(1)具有手动配置以及自动配置的功能，通过对原料以及产品的识别，计算出加工信息，并生成配置文件进行网络共享，需要时可快速获取配置文件，实现设备的快速、高效的配置，保证加工的良品率或缩短单位加工时间。

(2)针对加工过程中的识别以及运输的过程，进行进一步的优化，在识别的过程中，通过导轨、行走组件、伸缩测重件、扫码单元、摄像头以及第一夹臂和第二夹臂的配合，实现夹取运输的同时，采集物体多维度的信息，有助于提高物体的识别准确率，同时能够缩短整个流程的耗时。

(3)针对运输的物体的多样性，可根据具体运输的物体的结构和种类，调节行走组件以及夹取组件的数量，并配合夹取和吊起两种方式运输物体，能够适应更大、更长、更重、更多样的物体的运输。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的系统框图；

图2是本发明的导轨、行走组件以及夹取组件的正面立体图；

图3是本发明的导轨、行走组件以及夹取组件的反面立体图；

图4是本发明的行走组件以及夹取组件的正面结构示意图；

图5是本发明的行走组件以及夹取组件的反面结构示意图；

图6是本发明的绳缆被拉出状态时的示意图；

图7是本发明的第一夹臂的内部结构示意图；

图8是本发明的活动夹块的爆炸图；

图9是本发明的转动夹块的爆炸图。

图中：导轨1、行走组件2、第一电动滑块201、驱动单元202、伸缩连接件203、锁定件204、伸缩测重件205、夹取组件3、驱动盒301、第一夹臂302、第二夹臂303、弧型滑轨304、第二电动滑块305、摄像头306、活动夹块307、安装板3071、固定卡块3072、第一球笼连接件3073、第一弹簧3074、角度调节板3075、转动板3076、安装卡口3077、绳缆3078、收放线单元3079、转动夹块308、驱动板3081、第二球笼连接件3082、第二弹簧3083、固定套3084、扫码单元309。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9所示，本实施例提供了一种基于云平台的工业流程优化系统，包括原料识别模块、运输模块、加工模块、产品识别模块、比较模块、配置模块，所述原料识别模块用于获取原料信息，所述使用信息包括类型、重量、原料编号、原料外观；原料种类多种多样，如盒装或是袋装以及不同的生产厂家，都会对最终产品造成影响。

从多个维度对原料进行识别，有效提高原料的识别准确性。

所述运输模块包括原料运输单元以及产品运输单元，分别用于原料和产品的运输，其中所述原料运输单元用于将经原料识别模块识别后的原料送至加工模块，所述产品运输单元用于将经加工模块加工得到的产品送至产品识别模块；

所述加工模块用于将原料加工成产品；加工模块包括至少一个加工设备或是整个产品的加工流水线。通过加载对应最优加工信息的配置文件，控制加工设备进行加工，进而优化加工过程。

所述产品识别模块用于获取产品信息，产品信息包括类型、产品编号、重量、产品外观。

所述比较模块根据原料信息和产品信息，计算产品的加工信息，加工信息如良品率或是产品的加工时长。

所述配置模块用于控制和调节加工模块的设备配置参数，还用于将原料信息、产品信息、加工模块的设备信息以及加工信息生成配置文件并上传至网络进行共享，同时还用于从网络下载他人上传的配置对加工模块进行自动配置。加工模块的设备信息包括设备的生产厂家、机器型号、工作温度、环境温度等。

所述原料运输单元包括导轨1以及沿导轨1运动的多个行走组件2，所述行走组件2包括第一电动滑块201，所述第一电动滑块201与导轨1滑动连接，所述第一电动滑块201的上端面固定连接有用于控制第一电动滑块201运动的驱动单元202、锁定件204以及伸缩连接件203，伸缩连接件203与相邻行走组件2上的锁定件204内部的第一电动锁固定卡接，所述第一电动滑块201的下端面固定连接有伸缩测重件205，所述伸缩测重件205用于控制夹取组件3纵向运动和测重；

伸缩测重件205包括伸缩单元以及测重单元，其中测重单元的一端固定在伸缩单元的伸缩端，测重单元的另一端固定在驱动盒301的上端面，固定卡接的实现方式可通过在伸缩连接件203的伸缩杆的端部开设卡口，在锁定件204上开设卡槽，并在卡槽内部设置卡块，第一电动锁控制卡块动作，使卡块和卡口卡接实现上锁固定，再通过第一电动锁控制卡块与卡口分离实现解锁。通过伸缩连接件203和锁定件204的连接，实现两个行走组件2的连接，组成更大的行走机构，配合下方的夹取组件3组件，能够运输更大更重的原料或是产品。

所述原料识别模块包括夹取组件3，所述夹取组件3包括驱动盒301，所述驱动盒301的上端面与伸缩测重件205固定连接，所述驱动盒301的两侧连接有第一夹臂302和第二夹臂303，所述第一夹臂302和第二夹臂303的内圈侧壁均固定连接有弧型滑轨304，所述弧型滑轨304滑动连接有第二电动滑块305，所述第二电动滑块305固定连接有摄像头306，所述驱动盒301的下端面固定连接有扫码单元309。

驱动盒301通过内部的电动推杆配合齿轮传动，控制两个夹臂的夹紧和松开，实现原料和产品的取放。

所述第二夹臂303远离驱动盒301的一端内嵌有转动电机，所述转动电机固定连接有转动夹块308；

控制转动电机的转轴转动，带动转动夹块308整体转动，用于在夹紧物体后，调节物体的角度，且转动电机具有复位功能，在工作时，可恢复至初始角度。

所述第一夹臂302远离驱动盒301的端部开设有插槽，所述插槽的内壁固定连接有收放线单元3079，用于控制绳缆3078伸出第一夹臂302的长度，收放线单元3079在未使用时，会将绳缆3078回收至初始长度。

所述收放线单元3079固定并缠绕有绳缆3078，所述绳缆3078的一端固定有活动夹块307，且活动夹块307通过第二电动锁卡接在插槽中，所述活动夹块307远离第一夹臂302的端部通过转动夹块308中的第三电动锁与转动夹块308卡接。

活动夹块307与插槽的卡接方式与伸缩连接件203和锁定件204的连接方式相同，可通过控制第二电动锁实现上锁固定与解锁拆卸。且活动夹块307与转动夹块308的卡接方式同样与伸缩连接件203和锁定件204的连接方式相同。活动夹块307和转动夹块308与原料或是产品的外侧壁接触的端面铺设有防滑垫。

所述活动夹块307包括安装板3071，所述安装板3071靠近第一夹臂302的端面固定连接有固定卡块3072，所述固定卡块3072与绳缆3078固定连接，且固定卡块3072插接在插槽中通过第二电动锁固定，所述安装板3071远离固定卡块3072的端面中心处固定连接有第一球笼连接件3073以及环形分布在安装板3071端面外沿的第一弹簧3074的一端，所述第一弹簧3074的另一端固定连接在角度调节板3075上，且第一球笼连接件3073与角度调节板3075转动连接，所述角度调节板3075远离第一球笼连接件3073的端面转动连接有转动板3076，所述转动板3076上开设有用于与转动夹块308卡接的安装卡口3077。

第一球笼连接件3073配合第一弹簧3074，实现角度调节板3075角度的调节，能够更好的贴合夹取物体的表面，便于夹取。

所述转动夹块308包括与转动电机连接的驱动板3081，所述驱动板3081远离转动电机的端面中心处固定连接有第二球笼连接件3082以及环形分布在驱动板3081端面外沿的第二弹簧3083，所述第二弹簧3083的另一端固定连接再固定套3084上，且第二球笼连接件3082与固定套3084转动连接。

所述原料识别模块和产品识别模块结构相同,且原料运输单元与产品运输单元结构相同。

本实施例的具体工作过程如下：

1)在本优化系统中，可采用手动的方式进行加工设备的配置，先通过原料识别模块对加工使用的原料进行识别，得到原料信息，同时通过运输模块将原料运输至加工模块进行加工，加工模块根据手动配置的设备进行加工，得到加工后产品，并将产品通过运输模块运输至产品识别模块进行识别，得到产品信息，并将原料信息和产品信息发送至比较模块进行比较，计算加工信息，如良品率和产品的单位加工时间，并生成配置文件上传至网络。

2)本优化系统还可以采用自动配置的方式对加工模块进行自动配置，进行生产时，先通过原料识别模块对原料进行识别，再从网络中筛选出加工设备、原料、产品均相同的配置文件，从中筛选出加工信息最优的配置文件，如单位加工时间最短或良品率最高的配置文件，下载该配置文件，并加载至加工模块。

3)采用导轨1、行走组件2以及夹取组件3配合使用时，进一步对识别和运输的流程进行优化，通过活动夹块307和转动夹块308将原料夹紧后，进行翻转，配合扫码单元309对原料进行扫码，获取原料信息，在未扫出原料信息的情况下，还可通过伸缩测重件205进行测重，获取重量信息，配合摄像头306对原料进行识别，获取外观信息。在对原料进行识别的同时，配合运输模块将原料运输至加工模块进行加工，在夹取原料的过程中，完成原料的多维度识别，同时进行运输工序，缩短单位加工时间。对于产品的识别和运输，过程相同。

4)本实时例可采用一个行走组件2对应一个夹取组件3，实现原料的夹取和运输，也可通过多组行走组件2和夹取组件3连接，组成更大的夹取运输机构，可根据不同的原料和产品自行组装，

如根据原料的不同，有容易夹取的原料，如体积较小且方正的盒装物体，或是不易夹取的原料、如管道等尺寸较大，长度较长的物体。

对于体积较小且方正的盒装物体，只需一个行走组件2和夹取组件3即可实现抓取与运输，具体过程如下，控制行走组件2运动至物体的上方，控制第一夹臂302和第二夹臂303张开，同时调节伸缩测重件205进行伸长至物体的位置后，第一夹臂302和第二夹臂303将物体夹住，伸缩测重件205收缩至初始位置，并测量夹取物体的重量，此时扫码单元309对盒上的二维码或是条形码进行扫码，获取物料信息，若未找到，则控制转动夹块308缓慢转动一周，扫码单元309对盒体进行全局扫描，同时控制摄像头306在弧型滑轨304上运动，调整拍摄角度，得到盒体的外观信息。同时通过驱动单元202将夹取物体运动至加工模块。

产品的识别和运输过程相同。

对于尺寸较大的物体，需要多个夹臂共同夹取固定，使相邻的两个行走组件2运动至一起，此时伸缩连接件203伸长，卡入锁定件204中，使两个行走组件2连接在一起，此时可根据夹取物体的大小调节伸缩连接件203伸长的长度，若夹取物体的尺寸超过最大伸长长度，则还可继续按相同的方法连接更多的行走组件2；

若夹取的物体是袋装物体等软性包装的原料，两个夹臂不易夹取，则需要将两个行走组件2运动至管状的两端，分别可通过先控制第一夹臂302和第二夹臂303靠近使得活动夹块307卡入转动夹块308并锁定，同时解锁活动夹块307与第一夹臂302的连接，再次控制第一夹臂302和第二夹臂303分开，拉出绳缆3078，此时两个行走组件2靠近，直至绳缆3078运动至袋装物体下方，此时即可通过两根绳缆3078将物体吊起运输。同时可进行重量的测量、外观的拍摄以及原料信息的扫码。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于云平台的工业流程优化系统，其特征在于，包括原料识别模块、运输模块、加工模块、产品识别模块、比较模块、配置模块，所述原料识别模块用于获取原料信息，所述原料信息包括类型、重量、原料编号、原料外观；

所述运输模块包括原料运输单元以及产品运输单元，其中所述原料运输单元用于将经原料识别模块识别后的原料送至加工模块，所述产品运输单元用于将经加工模块加工得到的产品送至产品识别模块；

所述加工模块用于将原料加工成产品；

所述产品识别模块用于获取产品信息，产品信息包括类型、产品编号、重量、产品外观；

所述比较模块根据原料信息和产品信息，计算产品的加工信息；

所述配置模块用于控制和调节加工模块的设备配置参数，还用于将原料信息、产品信息、加工模块的设备信息以及加工信息生成配置文件并上传至网络进行共享，同时还用于从网络下载他人上传的配置对加工模块进行自动配置；

所述原料运输单元包括导轨(1)以及沿导轨(1)运动的多个行走组件(2)，所述行走组件(2)包括第一电动滑块(201)，所述第一电动滑块(201)与导轨(1)滑动连接，所述第一电动滑块(201)的上端面固定连接有用于控制第一电动滑块(201)运动的驱动单元(202)、锁定件(204)以及伸缩连接件(203)，伸缩连接件(203)与相邻行走组件(2)上的锁定件(204)内部的第一电动锁固定卡接，所述第一电动滑块(201)的下端面固定连接有伸缩测重件(205)，所述伸缩测重件(205)用于控制夹取组件(3)纵向运动和测重；

所述原料识别模块包括夹取组件(3)，所述夹取组件(3)包括驱动盒(301)，所述驱动盒(301)的上端面与伸缩测重件(205)固定连接，所述驱动盒(301)的两侧连接有第一夹臂(302)和第二夹臂(303)，所述第一夹臂(302)和第二夹臂(303)的内圈侧壁均固定连接有弧型滑轨(304)，所述弧型滑轨(304)滑动连接有第二电动滑块(305)，所述第二电动滑块(305)固定连接有摄像头(306)，所述驱动盒(301)的下端面固定连接有扫码单元(309)；

所述第二夹臂(303)远离驱动盒(301)的一端内嵌有转动电机，所述转动电机固定连接有转动夹块(308)；

所述第一夹臂(302)远离驱动盒(301)的端部开设有插槽，所述插槽的内壁固定连接有收放线单元(3079)，所述收放线单元(3079)固定并缠绕有绳缆(3078)，所述绳缆(3078)的一端固定有活动夹块(307)，且活动夹块(307)通过第二电动锁卡接在插槽中，所述活动夹块(307)远离第一夹臂(302)的端部通过转动夹块(308)中的第三电动锁与转动夹块(308)卡接；

所述活动夹块(307)包括安装板(3071)，所述安装板(3071)靠近第一夹臂(302)的端面固定连接有固定卡块(3072)，所述固定卡块(3072)与绳缆(3078)固定连接，且固定卡块(3072)插接在插槽中通过第二电动锁固定，所述安装板(3071)远离固定卡块(3072)的端面中心处固定连接有第一球笼连接件(3073)以及环形分布在安装板(3071)端面外沿的第一弹簧(3074)的一端，所述第一弹簧(3074)的另一端固定连接在角度调节板(3075)上，且第一球笼连接件(3073)与角度调节板(3075)转动连接，所述角度调节板(3075)远离第一球笼连接件(3073)的端面转动连接有转动板(3076)，所述转动板(3076)上开设有用于与转动夹块(308)卡接的安装卡口(3077)；

所述转动夹块(308)包括与转动电机连接的驱动板(3081)，所述驱动板(3081)远离转动电机的端面中心处固定连接有第二球笼连接件(3082)以及环形分布在驱动板(3081)端面外沿的第二弹簧(3083)，所述第二弹簧(3083)的另一端固定连接再固定套(3084)上，且第二球笼连接件(3082)与固定套(3084)转动连接；

所述原料识别模块和产品识别模块结构相同，且原料运输单元与产品运输单元结构相同。

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