CN113172403A - 一种船舶吊马智能化生产节拍平衡方法及平衡系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种船舶吊马智能化生产节拍平衡方法，包括以下步骤：判断焊接工位是否满负荷；在焊接工位未满负荷时，发出指令给搬运机器人，将装配工位装配完成的吊马搬运至焊接工位。判断缓冲平台是否满载；在缓冲平台未满载时，发出指令给搬运机器人，将装配工位装配完成的吊马搬运至缓冲平台未放置吊马的缓冲区；在缓冲平台满载时，向装配工位发出停止装配的指令。持续预定时间后继续判断焊接工位是否满负荷；在焊接工位未满负荷时，发出指令给搬运机器人，将缓冲平台缓冲区的吊马搬运至焊接工位，在缓冲平台预定数量的吊马被搬运走后，向装配工位发出开始装配的指令。本申请解决装配与焊接工位的节拍无法匹配的问题，提高了吊马生产的效率。

Description

一种船舶吊马智能化生产节拍平衡方法及平衡系统

技术领域

本申请涉及船舶制造技术领域，具体而言，涉及一种船舶吊马智能化生产节拍平衡方法及平衡系统。

背景技术

船舶分段在建造、总组或搭载过程中都采用吊马方式进行吊装。船舶通用吊马分为5种型号(A型、B型、C型、D型、E型)，分别用于船舶分段的吊运、翻转、搭载等过程中。近年来，由于船舶需求量增大，涉及起吊作业量增多，吊马需求量也随之上升。

在吊马生产制造过程中，需要先在装配工位进行吊马各组件的拼装，然后再移送到焊接工位进行吊马的焊接。在吊马装配过程中，通过定位工装定位吊马各组件，同时，为了使吊马各组件在搬运过程中不分离，还需要对吊马进行简单点焊固定，吊马装配速度快，时间短。吊马装配完成后移送到焊接工位，吊马在船舶分段的吊运、翻转、搭载等过程中受力很大，为使各吊马各组件在正常工作时不至脱落分离，需要根据加工要求，严格按照设计的焊接位置、焊接强度对吊马的各组件进行焊接。吊马焊接时间相对吊马装配长很多，这就导致在吊马生产制造过程中，普遍存在装配工位生产节拍快、焊接工位生产节拍慢，装配工位与焊接工位的节拍无法匹配的问题，此问题影响装配工作效率，甚至可能导致装配工作停滞。

因此有必要提供一种能够对装配工位与焊接工位生产节拍进行平衡的方法，以提高吊马装配工作效率。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种船舶吊马智能化生产节拍平衡方法，用于解决装配工位生产节拍快、焊接工位生产节拍慢，装配工位与焊接工位的节拍无法匹配的问题。

本发明提供一种船舶吊马智能化生产节拍平衡方法，包括以下步骤：

S1：获取装配工位与焊接工位的节拍差T。

S2：在所述装配工位和所述焊接工位之间设置缓冲平台，所述缓冲平台配置多个缓冲区，所述缓冲区的数量根据装配工人的单次休息时间以及所述装配工位与焊接工位的节拍差T确定。

S3：判断所述焊接工位是否满负荷；在所述焊接工位未满负荷时，发出指令给搬运机器人，将所述装配工位装配完成的吊马搬运至所述焊接工位；在所述焊接工位满负荷时，执行步骤S4。

S4：判断所述缓冲平台是否满载；在所述缓冲平台未满载时，发出指令给所述搬运机器人，将所述装配工位装配完成的吊马搬运至所述缓冲平台未放置吊马的缓冲区；在所述缓冲平台满载时，向所述装配工位发出停止装配的指令。

S5：持续预定时间后继续判断所述焊接工位是否满负荷；在所述焊接工位未满负荷时，发出指令给搬运机器人，将所述缓冲平台缓冲区的吊马搬运至所述焊接工位，在所述缓冲平台预定数量的吊马被搬运走后，向所述装配工位发出开始装配的指令。

S6：持续预定时间后，继续执行S3-S6步骤。

在一种实施方案中，在所述步骤S3、S4之间，还包括：判断所述装配工位是否满载；若所述装配工位未满载，持续预定时间后，再次判断所述装配工位是否已满载；在所述装配工位满载时，执行步骤S4。

本发明提供一种船舶吊马智能化生产节拍平衡系统，包括：装配工位、焊接工位、缓冲平台、搬运机器人和工控单元。装配工位用于将构成吊马的各组件进行拼装并进行简易固定。焊接工位用于根据加工要求，按照设计的焊接位置、焊接强度对所述吊马的各组件进行焊接。缓冲平台设置有预定数量的缓冲区，用于存放由所述装配工位装配完成的吊马。搬运机器人用于搬运吊马。工控单元用于与所述装配工位、焊接工位、缓冲平台和所述搬运机器人通讯连接，并根据所述的船舶吊马智能化生产节拍平衡方法进行相应操作。

在一种实施方案中，所述缓冲平台包括：吊马缓冲基座、吊马缓冲区块、吊马孔位定位架、吊马放置台、吊马加长支撑座和吊马放置传感器。吊马缓冲区块设置在所述吊马缓冲基座上，将所述吊马缓冲基座分成预定区域，用于区分各吊马放置位置。吊马孔位定位架设置在所述吊马缓冲区块上，用于定位吊马。吊马放置台设置在所述吊马缓冲区块上，用于放置吊马。吊马加长支撑座设置在所述吊马缓冲区块上，用于支撑加长吊马。吊马放置传感器用于检测各吊马缓冲区块是否已放置吊马，并与所述工控单元通讯连接，向所述工控单元发送吊马已放置或者空置的信号。

如上所述，本申请具有以下有益效果：

本申请通过设置吊马缓冲平台进行吊马生产的智能化控制，实现了装配工位与焊接工位之间吊马转移的缓冲，解决了装配工位生产节拍快、焊接工位生产节拍慢，装配工位与焊接工位的节拍无法匹配的问题，提高了吊马生产的效率，提升了经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为根据本申请实施例示出的一种船舶吊马智能化生产节拍平衡方法的流程示意图；

图2为根据本申请实施例示出的另一种船舶吊马智能化生产节拍平衡方法的流程示意图；

图3为根据本申请实施例示出的一种船舶吊马智能化生产节拍平衡系统的结构示意图；

图4为根据本申请实施例示出的一种船舶吊马智能化生产节拍平衡系统缓冲平台的结构示意图；

图5为根据本申请实施例示出的一种船舶吊马智能化生产节拍平衡系统缓冲平台的缓冲区块的结构示意图；

图中：

1 吊马缓冲基座 2 吊马缓冲区块

21 吊马孔位定位架 22 吊马放置台

23 吊马加长支撑座 24 吊马放置传感器

A 通讯连接 B 搬运路线

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为根据本申请实施例示出的一种船舶吊马智能化生产节拍平衡方法的流程示意图。参见图1，一种船舶吊马智能化生产节拍平衡方法，包括以下步骤：

S1：获取装配工位与焊接工位的节拍差T。

S2：在装配工位和焊接工位之间设置缓冲平台，缓冲平台配置多个缓冲区，缓冲区的数量根据装配工人的单次休息时间以及装配工位与焊接工位的节拍差T确定。

S3：判断焊接工位是否满负荷；在焊接工位未满负荷时，发出指令给搬运机器人，将装配工位装配完成的吊马搬运至焊接工位；在焊接工位满负荷时，执行步骤S4。

S4：判断缓冲平台是否满载；在缓冲平台未满载时，发出指令给搬运机器人，将装配工位装配完成的吊马搬运至缓冲平台未放置吊马的缓冲区；在缓冲平台满载时，向装配工位发出停止装配的指令。

S5：持续预定时间后继续判断焊接工位是否满负荷；在焊接工位未满负荷时，发出指令给搬运机器人，将缓冲平台缓冲区的吊马搬运至焊接工位，在缓冲平台预定数量的吊马被搬运走后，向装配工位发出开始装配的指令。

S6：持续预定时间后，继续执行S3-S6步骤。

在吊马生产制造过程中，装配工位生产节拍快、焊接工位生产节拍慢，装配工位与焊接工位之间存在着节拍差T。本申请在装配工位和焊接工位之间设置一个缓冲平台，在接收装配工位、焊接工位、缓冲平台和搬运机器人的信号后判断状态并发送相应指令。当焊接工位满负荷时，将装配工位装配完成的吊马搬运至缓冲平台，向装配工位发出停止装配的指令；当缓冲平台的吊马被搬运至焊接工位并满足一定条件后，向装配工位发出指令，开始继续装配。本申请通过吊马生产的智能化控制，进行装配工位、缓冲平台和焊接工位之间吊马的转移，解决因节拍差T、吊马无处放置引起的装配工作效率、装配工作停滞等问题，提高吊马生产的工作效率，提升经济效益。

在一种实施方案中，节拍差T等于焊接工位节拍时间T1与装配工位节拍时间T2的差值。

本方案中，焊接工位节拍时间T1与装配工位节拍时间T2可根据人工测量得出，节拍差T＝T1-T2。

在一种实施方案中，缓冲平台缓冲区的数量等于装配工人单次休息时间与节拍差T的比值。

在一种实施方案中，步骤S5中的预定数量与缓冲平台设置的缓冲区的总数量相等。

本申请可在缓冲平台的全部或者部分吊马被搬运走后，通知装配工人继续装配吊马，可基于此设置步骤S5中预定数量等于或者小于缓冲平台缓冲区的总数量。本申请的缓冲平台缓冲区的数量可以等于装配工人单次休息时间与节拍差T的比值；另外，缓冲平台缓冲区的数量根据实际需要设置，考虑上述步骤S5中预定数量小于缓冲平台缓冲区的总数量的情况，缓冲区的数量可以设置为大于装配工人单次休息时间与节拍差T比值，以使装配工人单次休息时间的预定值和实际值相等；考虑装配工位也有部分区域可以放置装配完成的吊马用于缓冲，缓冲区的数量也可以设置为小于装配工人单次休息时间与节拍差T比值。

参见图2，在一种实施方案中，在步骤S3、S4之间，还包括：判断装配工位是否满载；若装配工位未满载，持续预定时间后，再次判断装配工位是否已满载；在装配工位满载时，执行步骤S4。

船舶通用吊马分为5种型号(A型、B型、C型、D型、E型)，在吊马生产制造过程中，各种型号的吊马一般分批次生产。在装配A型吊马的过程中，工人在吊马变位机前进行吊马的拼装和点焊；吊马装配完成后，吊马变位机回转,将装配完成的吊马转出去，将未装配的吊马转到工人面前；接着，搬运机器人将转出去的吊马搬运走，工人继续吊马装配。因此，装配工位也具有部分缓冲功能。本方案中，考虑到装配工位的缓冲功能，在判断装配工位满载之后，启动缓冲平台的缓冲功能；另外，也可以先启动缓冲平台的缓冲功能，在缓冲平台满载之后，判断装配工位是否满载，装配工位满载时，向装配工位发出停止装配的指令。

同样的，B型、C型、D型和E型吊马也适用于本平衡方法，此处不再赘述。

另外，在一种型号吊马的批量生产过程中，可能因特殊情况，需要紧急生产另一种型号的吊马，本申请的平衡方法也适用于此种混合生产模式。

参见图3，本申请提供一种船舶吊马智能化生产节拍平衡系统，包括：装配工位、焊接工位、缓冲平台、搬运机器人和工控单元。装配工位用于将构成吊马的各组件进行拼装并进行简易固定。焊接工位用于根据加工要求，按照设计的焊接位置、焊接强度对吊马的各组件进行焊接。缓冲平台设置有预定数量的缓冲区，用于存放由装配工位装配完成的吊马。搬运机器人用于搬运吊马。工控单元用于与装配工位、焊接工位、缓冲平台和搬运机器人通讯连接，并根据船舶吊马智能化生产节拍平衡方法进行相应操作。

本船舶吊马智能化生产节拍平衡系统根据前述平衡方法，设置有装配工位、焊接工位、缓冲平台、搬运机器人和工控单元五个相应模块进行相应操作，各模块之间分工明确，互相配合，实现吊马在装配工位、缓冲平台和焊接工位之间的转移，实现吊马生产的智能化控制。

参见图4、图5，在一种实施方案中，缓冲平台包括：吊马缓冲基座1、吊马缓冲区块2、吊马孔位定位架21、吊马放置台22、吊马加长支撑座23和吊马放置传感器24。吊马缓冲区块2设置在吊马缓冲基座1上，将吊马缓冲基座1分成预定区域，用于区分各吊马放置位置。吊马孔位定位架21设置在吊马缓冲区块2上，用于定位吊马。吊马放置台22设置在吊马缓冲区块2上，用于放置吊马；吊马加长支撑座23设置在吊马缓冲区块2上，用于支撑加长吊马。吊马放置传感器24用于检测各吊马缓冲区块2是否已放置吊马，并与工控单元通讯连接，向工控单元发送吊马已放置或者空置的信号。

本方案通过吊马缓冲区块2实现缓冲平台的分区，通过吊马孔位定位架21实现吊马的定位，通过吊马放置台22放置吊马，通过吊马加长支撑座23放置不同种类的吊马，实现放置平台的通用性，通过吊马放置传感器24实现吊马放置状态的采集。本方案的缓冲平台的结构功能简单明确，方便搬运机器人的搬运，有利于平衡系统的控制以及缓冲平台缓冲功能的实现。

在一种实施方案中，吊马缓冲基座1通过四脚设置膨胀螺栓与地面连接。

本方案中的膨胀螺栓结构简单、性能稳定，可实现吊马缓冲基座1与地面之间牢固可靠的固定连接。

在一种实施方案中，吊马缓冲基座1通过四脚设置高度调节螺栓，保证吊马缓冲基座1桌面水平。

本方案中的调节螺栓可分别调节四脚的高度，方便吊马缓冲基座1桌面的水平调节。

在一种实施方案中，吊马加长支撑座24由第一支撑座和第二支撑座组成，第一支撑座靠近吊马放置台22，其高度与吊马放置台22高度相同，第二支撑座高出吊马放置台22预定长度，两个的支撑座用于支撑不同长度的加长吊马。

本方案通过设置两个高度不同的附加支撑座放置不同长度、不同种类的吊马，结构简单，实现了吊马放置平台的通用性。

综上所述，本申请提供的一种船舶吊马智能化生产节拍平衡方法，通过设置吊马缓冲平台进行吊马生产的智能化控制，实现了装配工位与焊接工位之间吊马转移的缓冲，解决了装配工位生产节拍快、焊接工位生产节拍慢，装配工位与焊接工位的节拍无法匹配的问题，提高了吊马生产的效率，提升了经济效益。本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而具有很高的实用价值和实际意义。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种船舶吊马智能化生产节拍平衡方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取装配工位与焊接工位的节拍差T；

S2：在所述装配工位和所述焊接工位之间设置缓冲平台，所述缓冲平台配置多个缓冲区，所述缓冲区的数量根据装配工人的单次休息时间以及所述装配工位与焊接工位的节拍差T确定；

S3：判断所述焊接工位是否满负荷；在所述焊接工位未满负荷时，发出指令给搬运机器人，将所述装配工位装配完成的吊马搬运至所述焊接工位；在所述焊接工位满负荷时，执行步骤S4；

S4：判断所述缓冲平台是否满载；在所述缓冲平台未满载时，发出指令给所述搬运机器人，将所述装配工位装配完成的吊马搬运至所述缓冲平台未放置吊马的缓冲区；在所述缓冲平台满载时，向所述装配工位发出停止装配的指令；

S5：持续预定时间后继续判断所述焊接工位是否满负荷；在所述焊接工位未满负荷时，发出指令给搬运机器人，将所述缓冲平台缓冲区的吊马搬运至所述焊接工位，在所述缓冲平台预定数量的吊马被搬运走后，向所述装配工位发出开始装配的指令；

S6：持续预定时间后，继续执行S3-S6步骤。

2.根据权利要求1所述的船舶吊马智能化生产节拍平衡方法，其特征在于，所述节拍差T等于所述焊接工位节拍时间T1与所述装配工位节拍时间T2的差值。

3.根据权利要求1所述的船舶吊马智能化生产节拍平衡方法，其特征在于，所述缓冲平台缓冲区的数量等于所述装配工人单次休息时间与所述节拍差T的比值。

4.根据权利要求1所述的船舶吊马智能化生产节拍平衡方法，其特征在于，所述步骤S5中的所述预定数量与所述缓冲平台设置的缓冲区的总数量相等。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的船舶吊马智能化生产节拍平衡方法，其特征在于，在所述步骤S3、S4之间，还包括：判断所述装配工位是否满载；若所述装配工位未满载，持续预定时间后，再次判断所述装配工位是否已满载；在所述装配工位满载时，执行步骤S4。

6.一种船舶吊马智能化生产节拍平衡系统，其特征在于，包括：

装配工位，用于将构成吊马的各组件进行拼装并进行简易固定；

焊接工位，用于根据加工要求，按照设计的焊接位置、焊接强度对所述吊马的各组件进行焊接；

缓冲平台，设置有预定数量的缓冲区，用于存放由所述装配工位装配完成的吊马；

搬运机器人，用于搬运吊马；

工控单元，用于与所述装配工位、焊接工位、缓冲平台和所述搬运机器人通讯连接，并根据权利要求1至5中任一项所述的船舶吊马智能化生产节拍平衡方法进行相应操作。

7.根据权利要求6所述的船舶吊马智能化生产节拍平衡系统，其特征在于，所述缓冲平台包括：

吊马缓冲基座；

吊马缓冲区块，设置在所述吊马缓冲基座上，将所述吊马缓冲基座分成预定区域，用于区分各吊马放置位置；

吊马孔位定位架，设置在所述吊马缓冲区块上，用于定位吊马；

吊马放置台，设置在所述吊马缓冲区块上，用于放置吊马；

吊马加长支撑座，设置在所述吊马缓冲区块上，用于支撑加长吊马；

吊马放置传感器，用于检测各吊马缓冲区块是否已放置吊马，并与所述工控单元通讯连接，向所述工控单元发送吊马已放置或者空置的信号。

8.根据权利要求7所述的船舶吊马智能化生产节拍平衡系统，其特征在于，所述吊马缓冲基座通过四脚设置膨胀螺栓与地面连接。

9.根据权利要求7所述的船舶吊马智能化生产节拍平衡系统，其特征在于，所述吊马缓冲基座通过四脚设置高度调节螺栓，保证所述吊马缓冲基座桌面水平。

10.根据权利要求7所述的船舶吊马智能化生产节拍平衡系统，其特征在于，所述吊马加长支撑座由第一支撑座和第二支撑座组成，所述第一支撑座靠近所述吊马放置台，其高度与所述吊马放置台高度相同，所述第二支撑座高出所述吊马放置台预定长度，两个所述的支撑座用于支撑不同长度的加长吊马。

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