CN114084619B - 一种产线智能控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种产线智能控制系统及方法，所述系统包括：机架、零件传送组件、零件驱动组件、零件夹取组件、图像采集组件、动力传送组件、动力驱动组件、传感器组件和控制器组件。本申请提供的一种产线智能控制系统及方法，通过在产线上配置图像信息采集装置和环境参数采集装置，对产线上的图像信息和环境参数信息进行实时采集，并供控制器进行分析利用，能够为控制器提供周围环境变量，便于控制器更好地精准控制零件搬运操作。

Description

一种产线智能控制系统及方法
技术领域
本发明属于产线智能控制技术领域，具体涉及一种产线智能控制系统及方法。
背景技术
随着工业机器人和制造业的迅速发展，作为一种高效的工具，搬运机器人节约了大量的劳动成本，提高了生产效率，已经被各行业广泛应用。工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能，工业机器人还被广泛应用于搬运、焊接、装配、堆垛、上下料、喷涂等各种复杂作业之中。
产线零件在加工过程中需要进行搬运，若通过人工的方式搬运，会使得搬运成本高、效率低下、且容易损坏零件，甚至发生危险事故。为了提高零件搬运效率，目前常通过工业机器人对零件进行搬运。但是由于产线上环境参数的复杂多变，工业机器人对零件的搬运精度不能满足预定的要求。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种产线智能控制系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种产线智能控制系统，包括：
机架，用于安装各零件；
零件传送组件，用于传送零件；所述零件传送组件设置于所述机架上；
零件驱动组件，用于驱动所述零件传送组件运动；所述零件驱动组件设置于所述机架上，且与所述零件传送组件连接；
零件夹取组件，用于夹取所述零件传送组件上的零件；
图像采集组件，用于采集所述零件传送组件上零件的图像信息；所述图像采集组件设置于所述零件夹取组件上；
动力传送组件，用于控制所述零件夹取组件运动；所述动力传送组件设置于所述机架上，且与所述零件夹取组件连接；
动力驱动组件，用于驱动所述动力传送组件运动；所述动力驱动组件设置于所述机架上，且与所述动力传送组件连接；
传感器组件，用于采集参数信息；所述传感器组件设置于所述机架上；
控制器组件，用于根据所述图像采集组件的图像信息和所述传感器组件的参数信息控制所述零件驱动组件和所述动力驱动组件；所述控制器组件设置于所述机架上，且分别与所述图像采集组件、所述传感器组件、所述零件驱动组件和所述动力驱动组件连接。
优选地，所述零件传送组件包括：链轮底板、链条辅助旋转齿轮安装座、链条旋转齿轮、动链条、滚轮安装板、定位块、连接板和支撑轮，其中，所述链轮底板设置于所述机架上，若干所述链条辅助旋转齿轮安装座设置于所述链轮底板上，所述链条旋转齿轮对应设置于所述链条辅助旋转齿轮安装座上，所述动链条依次连接所有所述链条旋转齿轮，所述连接板连接所述动链条和所述滚轮安装板，所述定位块设置于所述滚轮安装板上，所述支撑轮设置于所述滚轮安装板上，且滚动支撑所述链轮底板。
优选地，所述零件驱动组件包括：零件驱动电机、零件驱动法兰和零件驱动联轴器，其中，所述零件驱动电机设置于所述机架上，所述零件驱动联轴器的第一端与所述零件传送组件中的链条旋转齿轮连接，所述零件驱动联轴器的第二端与所述零件驱动法兰连接，所述零件驱动电机与所述零件驱动法兰连接。
优选地，所述零件夹取组件包括：夹取气缸和夹取气爪，其中，所述夹取气缸与所述动力传送组件连接，两个所述夹取气爪相对设置，且分别与所述夹取气缸连接。
优选地，所述图像采集组件包括：相机，所述相机设置于所述零件夹取组件的夹取气缸上。
优选地，所述动力传送组件包括：下轴承座、伞齿转轴、横滚筒齿轮、驱动连杆、从动摇臂、上轴承座、转换轴、弯头悬臂、圆柱杆和L形摇臂，其中，所述下轴承座和所述上轴承座设置于所述机架上，所述伞齿转轴设置于所述下轴承座上，且第一端安装有所述横滚筒齿轮而第二端铰接所述驱动连杆的第一端，所述驱动连杆的第二端铰接所述从动摇臂的第一端，所述转换轴设置于所述上轴承座上，且第一端铰接所述从动摇臂的第二端而第二端铰接所述弯头悬臂的第一端，所述弯头悬臂的第二端铰接所述圆柱杆的第一端，所述L形摇臂转动设置于所述机架上，所述L形摇臂的第一端铰接所述圆柱杆，所述零件夹取组件的夹取气缸安装于所述L形摇臂的第二端。
优选地，所述动力驱动组件包括：动力驱动电机、动力驱动法兰、动力驱动联轴器和竖滚筒齿轮，其中，所述动力驱动电机设置于所述机架上，所述动力驱动联轴器的第一端与所述竖滚筒齿轮连接而第二端与所述动力驱动法兰连接，所述动力驱动电机与所述动力驱动法兰连接，所述竖滚筒齿轮与所述动力传送组件中的横滚筒齿轮啮合。
优选地，所述传感器组件包括：气压传感器、湿度传感器、温度传感器、第一接近开关、第二接近开关、第三接近开关和第四接近开关，其中，所述气压传感器、所述湿度传感器和所述温度传感器设置于所述控制器组件上，所述第一接近开关设置于所述机架上，且靠近所述零件传送组件中的动链条，所述第二接近开关设置于所述机架上，且靠近所述动力传送组件中的伞齿转轴，所述第三接近开关和所述第四接近开关分别设置于所述零件夹取组件中的两个相对的夹取气爪上。
优选地，所述控制器组件包括：控制箱，其中，所述控制器箱设置于所述机架上，所述传感器组件中的气压传感器、湿度传感器、温度传感器设置于所述控制箱上，所述控制箱分别与所述图像采集组件、所述传感器组件、所述零件驱动组件和所述动力驱动组件连接。
本申请还提供了一种产线智能控制方法，基于如上述中任一所述的产线智能控制实现，所述方法包括步骤：
零件驱动组件控制零件传送组件沿预设路线传送零件；
动力驱动组件经由动力传送组件控制零件夹取组件靠近零件；
图像采集组件采集下方经过的零件的图像信息；
传感器组件采集周围空间内的参数信息；
控制器组件根据所述图像信息和所述参数信息控制所述零件驱动组件和所述动力驱动组件以实现所述零件夹取组件与零件的对准定位。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请提供的一种产线智能控制系统及方法，通过在产线上配置图像信息采集装置和环境参数采集装置，对产线上的图像信息和环境参数信息进行实时采集，并供控制器进行分析利用，能够为控制器提供周围环境变量，便于控制器更好地精准控制零件搬运操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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它的附图。
图1是本发明实施例提供的一种产线智能控制系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种产线智能控制系统的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种产线智能控制系统的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种产线智能控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
如图1-4，在本申请实施例中，本发明提供了一种产线智能控制系统，包括：
机架100，用于安装各零件；
零件传送组件200，用于传送零件；所述零件传送组件200设置于所述机架100上；
零件驱动组件300，用于驱动所述零件传送组件200运动；所述零件驱动组件300设置于所述机架100上，且与所述零件传送组件200连接；
零件夹取组件400，用于夹取所述零件传送组件200上的零件；
图像采集组件500，用于采集所述零件传送组件200上零件的图像信息；所述图像采集组件500设置于所述零件夹取组件400上；
动力传送组件600，用于控制所述零件夹取组件400运动；所述动力传送组件600设置于所述机架100上，且与所述零件夹取组件400连接；
动力驱动组件700，用于驱动所述动力传送组件600运动；所述动力驱动组件700设置于所述机架100上，且与所述动力传送组件600连接；
传感器组件800，用于采集参数信息；所述传感器组件800设置于所述机架100上；
控制器组件900，用于根据所述图像采集组件500的图像信息和所述传感器组件800的参数信息控制所述零件驱动组件300和所述动力驱动组件700；所述控制器组件900设置于所述机架100上，且分别与所述图像采集组件500、所述传感器组件800、所述零件驱动组件300和所述动力驱动组件700连接。
当使用此产线智能控制系统时，零件传送组件200上被预先放置有零件，然后零件驱动组件300控制零件传送组件200沿预设路线传送零件，此时动力驱动组件700经由动力传送组件600控制零件夹取组件400靠近零件，同时图像采集组件500采集下方经过的零件的图像信息，传感器组件800采集周围空间内的参数信息，控制器组件900根据所述图像信息和所述参数信息控制所述零件驱动组件300和所述动力驱动组件700，零件驱动组件300控制零件传送组件200上的零件运动速度和运动位置，动力驱动组件700控制零件夹取组件400准确地靠近零件，最终实现零件夹取组件400与零件的对准定位，此时零件夹取组件400准确地完成对零件的夹取，并传送给后续工序。
如图1-4，在本申请实施例中，所述零件传送组件200包括：链轮底板201、链条辅助旋转齿轮安装座202、链条旋转齿轮203、动链条204、滚轮安装板205、定位块206、连接板207和支撑轮208，其中，所述链轮底板201设置于所述机架100上，若干所述链条辅助旋转齿轮安装座202设置于所述链轮底板201上，所述链条旋转齿轮203对应设置于所述链条辅助旋转齿轮安装座202上，所述动链条204依次连接所有所述链条旋转齿轮203，所述连接板207连接所述动链条204和所述滚轮安装板205，所述定位块206设置于所述滚轮安装板205上，所述支撑轮208设置于所述滚轮安装板205上，且滚动支撑所述链轮底板201。
在本申请实施例中，链条辅助旋转齿轮安装座202和链条旋转齿轮203一一对应连接，若干个链条旋转齿轮203依次通过动链条204连接，支撑轮208支撑滚轮安装板205在链轮底板201上的滚动运动，零件定位放置于定位块206上。零件驱动组件300给链条旋转齿轮203提供动力驱动动链条204运动，动链条204通过连接板207带动滚轮安装板205在链轮底板201上滚动运动，并按照预定的路线传输零件。
如图1-4，在本申请实施例中，所述零件驱动组件300包括：零件驱动电机301、零件驱动法兰302和零件驱动联轴器303，其中，所述零件驱动电机301设置于所述机架100上，所述零件驱动联轴器303的第一端与所述零件传送组件200中的链条旋转齿轮203连接，所述零件驱动联轴器303的第二端与所述零件驱动法兰302连接，所述零件驱动电机301与所述零件驱动法兰302连接。
在本申请实施例中，零件驱动电机301经由零件驱动法兰302向零件驱动联轴器303传输动力，再将动力传输给链条旋转齿轮203。
如图1-4，在本申请实施例中，所述零件夹取组件400包括：夹取气缸401和夹取气爪402，其中，所述夹取气缸401与所述动力传送组件600连接，两个所述夹取气爪402相对设置，且分别与所述夹取气缸401连接。
在本申请实施例中，夹取气缸401控制两个相对的夹取气爪402相向运动夹取零件，或者相背运动释放零件。
如图1-4，在本申请实施例中，所述图像采集组件500包括：相机，所述相机设置于所述零件夹取组件400的夹取气缸401上。
在本申请实施例中，相机可以采集零件以及零件周围机构的图像信息，从而对零件的位置进行定位分析，并将信息传输给控制器组件900。
如图1-4，在本申请实施例中，所述动力传送组件600包括：下轴承座601、伞齿转轴602、横滚筒齿轮603、驱动连杆604、从动摇臂605、上轴承座606、转换轴607、弯头悬臂608、圆柱杆609和L形摇臂610，其中，所述下轴承座601和所述上轴承座606设置于所述机架100上，所述伞齿转轴602设置于所述下轴承座601上，且第一端安装有所述横滚筒齿轮603而第二端铰接所述驱动连杆604的第一端，所述驱动连杆604的第二端铰接所述从动摇臂605的第一端，所述转换轴607设置于所述上轴承座606上，且第一端铰接所述从动摇臂605的第二端而第二端铰接所述弯头悬臂608的第一端，所述弯头悬臂608的第二端铰接所述圆柱杆609的第一端，所述L形摇臂610转动设置于所述机架100上，所述L形摇臂610的第一端铰接所述圆柱杆609，所述零件夹取组件400的夹取气缸401安装于所述L形摇臂610的第二端。
在本申请实施例中，动力驱动组件700提供动力给横滚筒齿轮603，横滚筒齿轮603依次带动伞齿转轴602、驱动连杆604、从动摇臂605、转换轴607、弯头悬臂608、圆柱杆609和L形摇臂610运动，最终实现动力驱动组件700对零件夹取组件400的运动控制，使其靠近或者远离零件。
如图1-4，在本申请实施例中，所述动力驱动组件700包括：动力驱动电机701、动力驱动法兰702、动力驱动联轴器703和竖滚筒齿轮704，其中，所述动力驱动电机701设置于所述机架100上，所述动力驱动联轴器703的第一端与所述竖滚筒齿轮704连接而第二端与所述动力驱动法兰702连接，所述动力驱动电机701与所述动力驱动法兰702连接，所述竖滚筒齿轮704与所述动力传送组件600中的横滚筒齿轮603啮合。
在本申请实施例中，动力驱动电机701经由动力驱动法兰702向动力驱动联轴器703传输动力，动力驱动联轴器703再将动力传输给竖滚筒齿轮704，竖滚筒齿轮704驱动横滚筒齿轮603转动。
如图1-4，在本申请实施例中，所述传感器组件800包括：气压传感器、湿度传感器、温度传感器、第一接近开关801、第二接近开关802、第三接近开关和第四接近开关，其中，所述气压传感器、所述湿度传感器和所述温度传感器设置于所述控制器组件900上，所述第一接近开关801设置于所述机架100上，且靠近所述零件传送组件200中的动链条204，所述第二接近开关802设置于所述机架100上，且靠近所述动力传送组件600中的伞齿转轴602，所述第三接近开关和所述第四接近开关分别设置于所述零件夹取组件400中的两个相对的夹取气爪402上。
在本申请实施例中，气压传感器、湿度传感器、温度传感器可以分别测量周围环境内的气压、湿度和温度参数，第一接近开关801可以测量动链条204的运动参数(如运动速度、运动位置等)，第二接近开关802可以测量伞齿转轴602的运动参数(如运动速度、运动位置等)，第三接近开关和第四接近开关可以测量两个夹取气爪402的运动参数(如运动速度、运动位置等)，这些装置将参数发送给控制器组件900，控制器组件900可以对参数进行分析，从而灵活地调整零件驱动组件300和动力驱动组件700等各零件的控制参数，保持夹取零件的工作更准确顺利的完成。
如图1-4，在本申请实施例中，所述控制器组件900包括：控制箱901，其中，所述控制器箱设置于所述机架100上，所述传感器组件800中的气压传感器、湿度传感器、温度传感器设置于所述控制箱901上，所述控制箱901分别与所述图像采集组件500、所述传感器组件800、所述零件驱动组件300和所述动力驱动组件700连接。
在本申请实施例中，控制器组件900可以通过传感器组件800和图像采集组件500更佳地控制零件驱动组件300和动力驱动组件700。
在本申请实施例中，通过第一接近开关801检测到的运动参数，控制器组件900可以获知动链条204的运动速度和运动位置，进而获知其上负载的零件的运动速度和运动位置；通过第二接近开关802检测到的运动参数，控制器组件900可以获知伞齿转轴602的运动速度和运动位置，进而获知夹取气爪402的运动速度和运动位置，为了实现对零件的准确定位夹取，需要保证零件的运动参数和夹取气爪402的运动参数相互适应，以满足夹取气爪402能够精准夹取零件。
在本申请实施例中，通过相机获取的图像信息可以准确定位零件的当前位置，此时控制器组件900可以控制夹取气爪402的运动速度以及动链条204的运动速度，从而保证夹取气爪402能够精准夹取零件(比如当动链条204上的零件经过夹取气爪402正下方时夹取气爪402能够恰好完成夹取)。
本申请提供的一种产线智能控制系统及方法，通过在产线上配置图像信息采集装置和环境参数采集装置，对产线上的图像信息和环境参数信息进行实时采集，并供控制器进行分析利用，能够为控制器提供周围环境变量，便于控制器更好地精准控制零件搬运操作。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
总之，以上所述仅为本发明技术方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (3)

1.一种产线智能控制系统，其特征在于，包括：
机架，用于安装各零件；
零件传送组件，用于传送零件；所述零件传送组件设置于所述机架上；所述零件传送组件包括：链轮底板、链条辅助旋转齿轮安装座、链条旋转齿轮、动链条、滚轮安装板、定位块、连接板和支撑轮，其中，所述链轮底板设置于所述机架上，若干所述链条辅助旋转齿轮安装座设置于所述链轮底板上，所述链条旋转齿轮对应设置于所述链条辅助旋转齿轮安装座上，所述动链条依次连接所有所述链条旋转齿轮，所述连接板连接所述动链条和所述滚轮安装板，所述定位块设置于所述滚轮安装板上，所述支撑轮设置于所述滚轮安装板上，且滚动支撑所述链轮底板;
零件驱动组件，用于驱动所述零件传送组件运动；所述零件驱动组件设置于所述机架上，且与所述零件传送组件连接；
零件夹取组件，用于夹取所述零件传送组件上的零件；所述零件夹取组件包括：夹取气缸和夹取气爪，其中，所述夹取气缸与动力传送组件连接，两个所述夹取气爪相对设置，且分别与所述夹取气缸连接；
图像采集组件，用于采集所述零件传送组件上零件的图像信息；所述图像采集组件设置于所述零件夹取组件上，包括：相机，所述相机设置于所述零件夹取组件的夹取气缸上；所述图像采集组件采集下方经过的零件的图像信息；
动力传送组件，用于控制所述零件夹取组件运动；所述动力传送组件设置于所述机架上，且与所述零件夹取组件连接；所述动力传送组件包括：下轴承座、伞齿转轴、横滚筒齿轮、驱动连杆、从动摇臂、上轴承座、转换轴、弯头悬臂、圆柱杆和L形摇臂，其中，所述下轴承座和所述上轴承座设置于所述机架上，所述伞齿转轴设置于所述下轴承座上，且第一端安装有所述横滚筒齿轮而第二端铰接所述驱动连杆的第一端，所述驱动连杆的第二端铰接所述从动摇臂的第一端，所述转换轴设置于所述上轴承座上，且第一端铰接所述从动摇臂的第二端而第二端铰接所述弯头悬臂的第一端，所述弯头悬臂的第二端铰接所述圆柱杆的第一端，所述L形摇臂转动设置于所述机架上，所述L形摇臂的第一端铰接所述圆柱杆，所述零件夹取组件的夹取气缸安装于所述L形摇臂的第二端；
动力驱动组件，用于驱动所述动力传送组件运动；所述动力驱动组件设置于所述机架上，且与所述动力传送组件连接；
传感器组件，用于采集参数信息；所述传感器组件设置于所述机架上；所述传感器组件包括：气压传感器、湿度传感器、温度传感器、第一接近开关、第二接近开关、第三接近开关和第四接近开关，其中，所述气压传感器、所述湿度传感器和所述温度传感器设置于控制器组件上，所述第一接近开关设置于所述机架上，且靠近所述零件传送组件中的动链条，所述第二接近开关设置于所述机架上，且靠近所述动力传送组件中的伞齿转轴，所述第三接近开关和所述第四接近开关分别设置于所述零件夹取组件中的两个相对的夹取气爪上；
控制器组件，用于根据所述图像采集组件的图像信息和所述传感器组件的参数信息控制所述零件驱动组件和所述动力驱动组件；所述控制器组件设置于所述机架上，且分别与所述图像采集组件、所述传感器组件、所述零件驱动组件和所述动力驱动组件连接；所述控制器组件包括：控制箱，其中，所述控制箱设置于所述机架上，所述传感器组件中的气压传感器、湿度传感器、温度传感器设置于所述控制箱上，所述控制箱分别与所述图像采集组件、所述传感器组件、所述零件驱动组件和所述动力驱动组件连接。
2.根据权利要求1所述的产线智能控制系统，其特征在于，所述零件驱动组件包括：零件驱动电机、零件驱动法兰和零件驱动联轴器，其中，所述零件驱动电机设置于所述机架上，所述零件驱动联轴器的第一端与所述零件传送组件中的链条旋转齿轮连接，所述零件驱动联轴器的第二端与所述零件驱动法兰连接，所述零件驱动电机与所述零件驱动法兰连接。
3.根据权利要求1所述的产线智能控制系统，其特征在于，所述动力驱动组件包括：动力驱动电机、动力驱动法兰、动力驱动联轴器和竖滚筒齿轮，其中，所述动力驱动电机设置于所述机架上，所述动力驱动联轴器的第一端与所述竖滚筒齿轮连接而第二端与所述动力驱动法兰连接，所述动力驱动电机与所述动力驱动法兰连接，所述竖滚筒齿轮与所述动力传送组件中的横滚筒齿轮啮合。
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