CN112307604A - 一种个性化生产的自动装配控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种个性化生产的自动装配控制方法，包括：定义全位产品，对零件和装配位置进行预定义，从用户端获取产品装配信息，根据对零件和装配位置的预定义信息在控制器中创建装配控制模型，控制器先控制备料机器人根据产品的装配控制模型完成备料，然后控制中转机器人将物料中转至装配机器人，再控制装配机器人完成产品装配，最后控制产品通过传送带下线。本发明方法针对拼装类产品个性化需求实现了智能化自动装配，装配控制模型可以根据订单信息的不同装配出不同的产品，满足不同客户的需求，可满足大规模个性化生产的需求，适应性强，智能化程度高。
Description
技术领域
本发明属于自动化控制技术领域，具体涉及一种个性化生产的自动装配控制方法。
背景技术
在工业4.0时代，制造业趋向于智能化，制造业的进步不单单指制造过程的进步，智能化全新的生产模式将重组产业链分工，满足个性化的需求。随着市场竞争的日益激烈，市场从稳定的市场演变成动态的市场，从“卖方市场”演变成“买方市场”，产品生产周期缩短，交货期缩短，客户需求趋向多样化和个性化，个性化定制生产模式便产生于这样的背景下。大批量定制生产模式是其中的主流，它在满足客户个性化需求的同时，保持较低的生产成本和较短的产品开发期，是适合当今市场需要的一种崭新的生产模式。随着信息技术的发展，获取客户个性化需求信息越来越便捷，获取个性化需求信息后，如何将客户的个性化需求信息转化为客户需要的产品成为制造业的难点。装配是产品研制过程的关键环节，其将零件按规定的技术要求组装起来，并经过调试、检验使之成为合格产品。装配线技术的应用可以提高装配生产效率和装配质量，适合应用于大规模批量生产。产品个性化体现在式样、功能、外观、品质、包装和设计等，它体现了个性化服务的理念，它是一种建立在完全满足顾客个性化要求基础上的产品，体现的是智能调配社会制造资源来满足每位客户的个性化需求。对于个性化产品的生产，当获取了客户的个性化需求信息之后，如何将需求信息转化为让客户满意的产品将是个性生产的难点。目前大规模的个性化定制生产还处于起步阶段，现有个性化定制生产系统大部分是提供不同的几种设计方案供用户选择，个性化程度较低。传统的装配线往往只能实现单一产品的生产，当需要生产其他产品或更改产品设计方案时，就需重建装配线或对装配线进行大幅度的调整，智能化程度低下。在已公开的国内专利库中未检索到关于包含工业机器人和PLC在内的可以实现个性化生产的自动装配控制方法的方案介绍。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种个性化生产的自动装配控制方法，以解决现有技术中的不足。
为了达到上述目的，本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
提供一种个性化生产的自动装配控制方法，适用于拼装类产品，其中，包括：
定义一个产品，假设这个产品所有装配位置数为a，所有装配零件数为b，当b＝a时，这个产品为全位产品，当b＜a时，这个产品为非全位产品；
对于全位产品，首先对零件和装配位置进行预定义：
预定义零件：对构成产品的零件按种类划分，对构成产品的每一类零件按型号划分，对细分的每种零件进行编号；
预定义装配位置：对完整产品的所有装配位置进行划分并对所有装配位置进行编号；
从用户端获取产品装配信息，根据对零件和装配位置的预定义信息在控制器中创建装配控制模型，控制器先控制备料机器人根据产品的装配控制模型完成备料，然后控制中转机器人将物料中转至装配机器人，再控制装配机器人完成产品装配，最后控制产品通过传送带下线。
上述个性化生产的自动装配控制方法，其中，所述装配控制模型包含产品的所有装配信息，假设一个产品有n个零件，c种类型的零件构成，需要的机器人装配动作为m个，且m≥n≥c，则产品的装配控制模型为：
F＝(m,n,c)。
上述个性化生产的自动装配控制方法，其中，还包括根据需要设置虚假装配位：装配位置上的参数触发机器人相应的装配动作，订单信息被解析后，产品被分解为每个装配位置上的参数，所有装配位置上的参数都根据完成零件取料放料所需工业机器人子程序个数设置虚假装配位，虚假装配位的个数由完成零件取料放料所需工业机器人子程序个数决定。
本发明技术方案的有益效果是：
本方法针对拼装类产品个性化需求实现了智能化自动装配，装配控制模型可以根据订单信息的不同装配出不同的产品，满足不同客户的需求，可满足大规模个性化生产的需求，适应性强，智能化程度高。
附图说明
图1为本发明实施例流程示意图；
图2为本发明实施例个性化产品示意图；
图3为本发明实施例控制器中的装配位与虚假装配位示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明提出一种个性化生产的自动装配控制方法。
对于拼装类产品，提出全位产品与非全位产品的概念，定义一个产品，假设这个产品所有装配位置数为a，所有装配零件数为b，当b＝a，即所有的装配位置都装配了相应的零件，这个产品为全位产品；当b＜a时，即部分装配位置装配了相应的零件，这个产品为非全位产品。
参看图1所示，对于全位产品，首先对零件和装配位置进行预定义：
预定义零件(A1)：对构成产品的零件按种类划分(A11)，对构成产品的每一类零件按型号划分(A12)，对细分的每种零件进行编号(A13)；
预定义装配位置(A2)：对完整产品的所有装配位置进行划分(A21)并对所有装配位置进行编号(A22)；
从用户端(用户界面)获取产品装配信息(S1)，根据对零件和装配位置的预定义信息在控制器中创建装配控制模型(S2)，控制器先控制备料机器人根据产品的装配控制模型完成备料(S3)，然后控制中转机器人将物料中转至装配机器人(S4)，再控制装配机器人完成产品装配(S5)，最后控制产品通过传送带下线(S6)。
针对一个全位产品，一方面开发生产线的中转料盒，另一方面在生产线控制器中开发装配控制模型。全位产品的装配位置、装配控制模型的装配位置及中转料盒中的装配位置一一对应。装配控制模型对整个生产线发出控制指令，一方面控制备料机器人在中转料盒中完成备料，另一方面控制装配机器人从中转料盒中取料完成产品装配。本方法实现个性产品生产的基本原理：同一零件在客户个性化定制产品和零部件中转料盒中以及实际装配产品中的位置一一对应；客户个性化定制产品的订单信息发送到装配控制模型中生成生产线的指令序列，一方面控制器(PLC)根据装配控制模型向备料机器人发出备料指令，根据个性化产品的特征完成备料，另一方面控制器根据装配控制模型向装配机器人发出指令将料盒中的零部件装配成产品。装配控制模型可以根据订单信息的不同装配出不同的产品，满足不同客户的需求。
在装配控制模型中，为了解决同一装配任务需要多次触发机器人动作的问题，提出了虚假装配位的概念。下面将对装配控制模型，控制方法架构和虚假装配位做详细的介绍。
装配控制模型包含产品的所有装配信息，假设一个产品有n个零件，c种类型的零件构成，需要的机器人装配动作为m个，则m≥n≥c，则产品的装配控制模型为：
F＝(m,n,c) (1)
如图2所示，以玩具小房子为例，来介绍个性化产品的装配控制模型。该玩具小房子有由四类零件构成，小棍，小球，墙和房顶，则c＝4，每类零件又根据颜色和形状进行了细分，共有32种零件，具体的种类如表1所示：
表1玩具小房子所有物料及编码
该玩具小房子由33个零件装配而成，则n＝33，在完整的玩具小房子中，一共需要16个小棍，对于小棍的装配，需要机器人取料与放料两个动作才能完成。所以，对于完整房型的玩具小房子，机器人的装配动作个数为m＝33+16＝49，所以玩具小房子的装配控制模型用公式2表达为：
F＝(49,33,4) (2)
对构成产品的零件按种类进行划分(区别种类)，共有四类零件：小棍，小球，墙和房顶。对构成产品的每一类零件按型号(区别形状及颜色)，对细分的每种零件进行编号，对完整产品的所有装配位置进行划分并对所有装配位置进行编号，小棍的装配位置编号为7～22，小球的装配位置编号为23～33，房顶的位置编号为5～6，墙的装配位置为1～4。只要在不同的装配位置上安装不同的零件，就可以装配出不同的产品。
由于机器人完成动作的子程序必须触发才能够执行，本方法实现产品个性化的原理是使用装配位置上的参数来触发机器人相应的装配动作，不同的装配位置和不同的参数触发机器人不同零件的装配动作，订单信息被解析后，个性化的产品被分解为每个装配位置上的参数，所有装配位置上的参数都根据完成某零件取料放料所需工业机器人子程序个数设置虚假装配位。虚假装配位的个数由完成某零件取料放料所需工业机器人子程序个数决定,设完成某零件取料放料所需工业机器人子程序个数是d，则虚假装配位的个数是d-1。如图3为装配控制模型中的部分参数，在图中清晰地标出装配位置p以及相应的虚假装配位q。虚假装配位解决了同一装配任务需要多次触发机器人动作的问题。
本发明方法针对拼装类产品个性化需求实现了智能化自动装配，装配控制模型可以根据订单信息的不同装配出不同的产品，满足不同客户的需求，可满足大规模个性化生产的需求，适应性强，智能化程度高。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种个性化生产的自动装配控制方法，适用于拼装类产品，其特征在于，包括：
定义一个产品，假设这个产品所有装配位置数为a，所有装配零件数为b，当b＝a时，这个产品为全位产品，当b＜a时，这个产品为非全位产品；
对于全位产品，首先对零件和装配位置进行预定义：
预定义零件：对构成产品的零件按种类划分，对构成产品的每一类零件按型号划分，对细分的每种零件进行编号；
预定义装配位置：对完整产品的所有装配位置进行划分并对所有装配位置进行编号；
从用户端获取产品装配信息，根据对零件和装配位置的预定义信息在控制器中创建装配控制模型，控制器先控制备料机器人根据产品的装配控制模型完成备料，然后控制中转机器人将物料中转至装配机器人，再控制装配机器人完成产品装配，最后控制产品通过传送带下线。
2.如权利要求1所述个性化生产的自动装配控制方法，其特征在于，所述装配控制模型包含产品的所有装配信息，假设一个产品有n个零件，c种类型的零件构成，需要的机器人装配动作为m个，且m≥n≥c，则产品的装配控制模型为：
F＝(m，n，c)。
3.如权利要求1所述个性化生产的自动装配控制方法，其特征在于，还包括根据需要设置虚假装配位：装配位置上的参数触发机器人相应的装配动作，订单信息被解析后，产品被分解为每个装配位置上的参数，所有装配位置上的参数都根据完成零件取料放料所需工业机器人子程序个数设置虚假装配位，虚假装配位的个数由完成零件取料放料所需工业机器人子程序个数决定。
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