CN110711746A - 一种胎膜自动吹气系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化领域，更具体的，涉及一种胎膜自动吹气系统以及方法，所述系统包括带有机械手臂的机器人以及机器人控制端，所述的系统还包括上位机、I/O模块、电磁阀、气泵、气管以及喷嘴；本发明所采用的机械手臂能够进行自动胎膜清扫，不需要人员介入，减少等待浪费、作业移动浪费、设备停机浪费等；并且可以根据实际品质情况，进行生产台数设置调整，进行胎膜自动吹扫优化；并且本发明采用机器人轨迹控制和吹气气压调节，优化滚边品质，保证吹气效果一致性，防止作业人员清扫带来的品质波动性，提高生产效率。

Description

一种胎膜自动吹气系统及方法

技术领域

本发明涉及自动化领域，更具体地，涉及一种胎膜自动吹气系统及方法。

背景技术

随着设备自动化水平的提高，现代化汽车生产工业对品质要求提升的同时,要求减少设备停机时间和员工作业量。白车身四门两盖滚边工艺作为产品的外观面，对滚边后的品质要求较高,为了保证滚边品质,作业人员需要停机对滚边胎膜进行清洁工作,存在很大的人员浪费、产能损失和设备停机等待时间；因此如何实现设备自动胎膜清洁方案成为重要研究课题。

目前，旧的生产方式为一下两个步骤：(1)当机器人生产到设定台数，提示作业人员清洁胎膜；(2)作业人员清洁完胎膜后，复位提示信息，重新启动生产；

旧的生产方式主要存在如下缺点：

(1)生产到设定台数时，需要停机等待，提示人员清洁胎膜，存在等待时间的浪费；

(2)员工作业时间较长约4～5分钟/次，影响生产效率；

(3)员工作业不稳定性，品质波动，后工序返修，存在成本浪费。

导致原因以上缺点的主要原因为如下几个方面：

(1)因设备生产到设定台数，停机等待。此时作业人员未能及时发现提示信息或因其他工作延误，会造成等待浪费；

(2)因员工清洁胎膜作业分以下步骤，①拉开安全门悬挂安全锁；②步行到滚边胎膜；③清洁胎膜；④清洁后步行道安全门外；⑤取安全锁，关门复位⑥步行到HMI,确认复位HMI信息，上自动恢复.①②④⑤⑥都属于无效作业内容，影响作业效率；

(3)因作业人员、认知度和时间限制不同等因素影响。对胎膜清洁效果不同，容易造成滚边后的品质波动。

发明内容

为了解决现有技术中对滚边胎膜进行清洁工作时存在很大的人员浪费、产能损失和设备停机等待时间的不足，本发明提供了一种胎膜自动吹气系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种胎膜自动吹气系统，包括带有机械手臂的机器人以及机器人控制端，所述的系统包括上位机、I/O模块、电磁阀、气管、气泵以及喷嘴；所述的喷嘴安装于机械手臂的臂端末梢，所述的气管、上位机、I/O模块、电磁阀以及气泵安装于机械手臂上；所述的上位机与机器人控制端相连接以实现对机器人的控制；

所述的上位机的输出端与I/O模块的输入端相连接，所述的I/O模块的输出端与电磁阀相连接，所述的电磁阀安装在气泵的出气口处，所述的气管管道的一端与电磁阀相连通，另一端与喷嘴的进气口相连接。

当需要进行胎膜吹气清扫工作时，上位机通过机械手臂的控制端对机械手臂进行控制，并且上位机发送指令给I/O模块，I/O模块控制电磁阀导通，气泵吹出气体至气管中，气体随着气管输送到喷嘴中喷出，完成吹气工作；

优选的，所述的系统还包括有调速阀，所述的调速阀的一端与气泵的出气口相连接，另一端与气管相连接。工作人员可根据现场的需要调节调速阀从而控制喷嘴出气体的速度。

优选的，所述的系统还包括有伸缩气缸，所述的伸缩气缸上设置有活塞杆，所述的伸缩气缸的活塞杆与喷嘴的外表面相焊接。通过设置伸缩气缸，当伸缩气缸进行活塞运动时，与伸缩气缸相连接的活塞杆会随着伸缩气缸一起运动，从而带动喷嘴的运动，工作人员可根据现场的需要，调节伸缩气缸进行活塞运动的运动幅度，从而可调节喷嘴与胎膜之间的距离，提高吹气工作的精度。

优选的，所述的上位机采用PLC。

优选的，所述的喷嘴的喷出气压为0.4Mpa～0.6Mpa。

优选的，所述的机械手臂上设置有位置传感器，所述的位置传感器的输出端与上位机相连接，所述的位置传感器用于检测机械手臂的位置。

一种胎膜自动吹气方法，所述方法基于上述的胎膜自动吹气系统，包括以下步骤：

步骤S1：在上位机中设定生产汽车的台数以及根据胎膜的形状设定机械手臂的运动轨迹；

步骤S2：上位机检测生产汽车的台数，若计数到设定生产的台数，则表示需要进行胎模吹气工作；

步骤S3：位置传感器传送机械手臂的位置信息给上位机，上位机检测机械手臂是否回到动作初始点的位置；

步骤S4：若机械手臂回到动作初始点的位置，上位机发送指令给I/O模块，若未回到，则等待一定的时间后再次检测机械手臂的位置；

步骤S5：上位机控制I/O模块发送导通信号至电磁阀，电磁阀导通，气泵开始给气管进行供气工作；

步骤S6：上位机控制机械手臂以设定的运动轨迹对胎膜进行吹扫工作；

步骤S7：机械手臂完成吹扫工作后，回到动作初始点的位置，位置传感器检测机械手臂的位置并反馈给上位机；

步骤S8：上位机收到机械手臂反馈回的胎膜吹扫完成的信号后，根据位置传感器反馈回的信息判断机械手臂的位置，若机械手臂回到初始位置，关闭电磁阀，停止给吹扫气路供气；若未回到，等待一段时间后再次判断机械手臂的位置；

步骤S9：上位机清零生产汽车的台数，表示本次胎膜吹扫任务已经结束，等待下一次计数计满，再次执行吹气任务。

优选的，步骤S3、步骤S4以及步骤S8中等待的时间为10S。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明所采用的机械手臂能够进行胎膜清扫工作，不需要人员介入，减少等待浪费、作业移动浪费、设备停机浪费等；并且可以根据实际品质情况，进行生产台数设置调整，进行胎膜自动吹扫优化；并且本发明采用机器人轨迹控制和吹气气压调节，优化滚边品质，保证吹气效果一致性，防止作业人员清扫带来的品质波动性，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明胎膜自动吹气系统的原理框图；

图2为本发明胎膜自动吹气系统的结构示意图；

图3为本发明胎膜自动吹气方法的流程图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1、图2所示，一种胎膜自动吹气系统，包括带有机械手臂的机器人以及机器人控制端，所述的系统包括上位机1、I/O模块7、电磁阀2、气管3、气泵8以及喷嘴4；所述的喷嘴4安装于机械手臂的臂端末梢，所述的气管3、上位机1、I/O模块7、电磁阀2以及气泵8安装于机械手臂上；所述的上位机1与机器人控制端相连接以实现对机器人的控制；

所述的上位机1的输出端与I/O模块7的输入端相连接，所述的I/O模块7的输出端与电磁阀2相连接，所述的电磁阀2安装在气泵8的出气口处，所述的气管3管道的一端与电磁阀2相连通，另一端与喷嘴4的进气口相连接。

当需要进行胎膜吹气清扫工作时，上位机1通过机械手臂的控制端对机械手臂进行控制，并且上位机1发送指令给I/O模块7，I/O模块7控制电磁阀2导通，气泵8吹出气体至气管3中，气体随着气管3输送到喷嘴4中喷出，完成吹气工作；

优选的，所述的系统还包括有调速阀6，所述的调速阀6的一端与气泵8的出气口相连接，另一端与气管3相连接。工作人员可根据现场的需要调节调速阀6从而控制喷嘴4出气体的速度。

优选的，所述的系统还包括有伸缩气缸5，所述的伸缩气缸5上设置有活塞杆，所述的伸缩气缸5的活塞杆与喷嘴4的外表面相焊接。通过设置伸缩气缸5，当伸缩气缸5进行活塞运动时，与伸缩气缸5相连接的活塞杆会随着伸缩气缸5一起运动，从而带动喷嘴4的运动，工作人员可根据现场的需要，调节伸缩气缸5进行活塞运动的运动幅度，从而可调节喷嘴4与胎膜之间的距离，提高吹气工作的精度。

优选的，所述的上位机1采用PLC。

优选的，所述的喷嘴4的喷出气压为0.4Mpa～0.6Mpa。

优选的，所述的机械手臂上设置有位置传感器，所述的位置传感器的输出端与上位机1相连接，所述的位置传感器用于检测机械手臂的位置。

实施例2

如图1、图2以及图3所示，本实施例提供了一种基于机械手臂的胎膜自动吹气方法，包括以下步骤：

一种胎膜自动吹气方法，所述方法上述的胎膜自动吹气系统，包括以下步骤：

步骤S1：在上位机1中设定生产汽车的台数以及根据胎膜的形状设定机械手臂的运动轨迹；

步骤S2：上位机1检测生产汽车的台数，若计数到设定生产的台数，则表示需要进行胎模吹气工作；

步骤S3：位置传感器传送机械手臂的位置信息给上位机1，上位机1检测机械手臂是否回到动作初始点的位置；

步骤S4：若机械手臂回到动作初始点的位置，上位机1发送指令给I/O模块7，若未回到，则等待一定的时间后再次检测机械手臂的位置；

步骤S5：上位机1控制I/O模块7发送导通信号至电磁阀2，电磁阀2导通，气泵8开始给气管3进行供气工作；

步骤S6：上位机1控制机械手臂以设定的运动轨迹对胎膜进行吹扫工作；

步骤S7：机械手臂完成吹扫工作后，回到动作初始点的位置，位置传感器检测机械手臂的位置并反馈给上位机1；

步骤S8：上位机1收到机械手臂反馈回的胎膜吹扫完成的信号后，根据位置传感器反馈回的信息判断机械手臂的位置，若机械手臂回到初始位置，关闭电磁阀2，停止给吹扫气路供气；若未回到，等待一段时间后再次判断机械手臂的位置；

步骤S9：上位机1清零生产汽车的台数，表示本次胎膜吹扫任务已经结束，等待下一次计数计满，再次执行吹气任务。

优选的，步骤S3、步骤S4以及步骤S8中等待的时间为10S。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种胎膜自动吹气系统，包括带有机械手臂的机器人以及机器人控制端，其特征在于，所述的系统包括上位机(1)、I/O模块(7)、电磁阀(2)、气管(3)、气泵(8)以及喷嘴(4)；所述的喷嘴(4)安装于机械手臂的臂端末梢，所述的气管(3)、上位机(1)、I/O模块(7)、电磁阀(2)以及气泵(8)安装于机械手臂上；所述的上位机(1)与机器人控制端相连接以实现对机器人的控制；

所述的上位机(1)的输出端与I/O模块(7)的输入端相连接，所述的I/O模块(7)的输出端与电磁阀(2)相连接，所述的电磁阀(2)安装在气泵(8)的出气口处，所述的气管(3)管道的一端与电磁阀(2)相连通，另一端与喷嘴(4)的进气口相连接。

2.根据权利要求1所述的一种胎膜自动吹气系统，其特征在于，所述的系统还包括有调速阀(6)，所述的调速阀(6)的一端与气泵(8)的出气口相连接，另一端与气管(3)相连接。

3.根据权利要求2所述的一种胎膜自动吹气系统，其特征在于，所述的系统还包括有伸缩气缸(5)，伸缩气缸(5)上设置有活塞杆，所述的伸缩气缸(5)的活塞杆与喷嘴(4)的外表面相焊接。

4.根据权利要求3所述的一种胎膜自动吹气系统，其特征在于，所述的上位机(1)采用PLC。

5.根据权利要求4所述的一种胎膜自动吹气系统，其特征在于，所述的喷嘴(4)的喷出气压为0.4Mpa～0.6Mpa。

6.根据权利要求5所述的一种胎膜自动吹气系统，其特征在于，所述的机械手臂上设置有位置传感器，所述的位置传感器的输出端与上位机(1)相连接。

7.一种胎膜自动吹气方法，所述方法基于权利要求1～6任一项所述的系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：在上位机(1)中设定生产汽车的台数以及根据胎膜的形状设定机械手臂的运动轨迹；

步骤S2：上位机(1)检测生产汽车的台数，若计数到设定生产的台数，则表示需要进行胎模吹气工作；

步骤S3：位置传感器传送机械手臂的位置信息给上位机(1)，上位机(1)检测机械手臂是否回到动作初始点的位置；

步骤S4：若机械手臂回到动作初始点的位置，上位机(1)发送指令给I/O模块(7)，若未回到，则等待一定的时间后再次检测机械手臂的位置；

步骤S5：上位机(1)控制I/O模块(7)发送导通信号至电磁阀(2)，电磁阀(2)导通，气泵(8)开始给气管(3)进行供气工作；

步骤S6：上位机(1)控制机械手臂以设定的运动轨迹对胎膜进行吹扫工作；

步骤S7：机械手臂完成吹扫工作后，回到动作初始点的位置，位置传感器检测机械手臂的位置并反馈给上位机(1)；

步骤S8：上位机(1)收到机械手臂反馈回的胎膜吹扫完成的信号后，根据位置传感器反馈回的信息判断机械手臂的位置，若机械手臂回到初始位置，关闭电磁阀(2)，停止给吹扫气路供气；若未回到，等待一段时间后再次判断机械手臂的位置；

步骤S9：上位机(1)清零生产汽车的台数，表示本次胎膜吹扫任务已经结束，等待下一次计数计满，再次执行吹气任务。

8.根据权利要求7所述的一种胎膜自动吹气方法，其特征在于，步骤S3、步骤S4以及步骤S8中等待的时间为10S。

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