CN114770098A - 一种导轨自动装配生产线的控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导轨自动装配生产线的控制系统及方法，包括总HMI触摸屏、总交换机、上料工位控制系统、运输线体控制系统、冲孔工位控制系统、填充泡沫工位控制系统、拉铆工位控制系统、拧螺栓控制系统，总HMI触摸屏用总交换机通过以太网分别与上料工位控制系统、运输线体控制系统、冲孔工位控制系统、填充泡沫工位控制系统、拉铆工位控制系统、拧螺栓控制系统内的交换机进行相互通信，从而控制上料工位、运输线体、冲孔工位、填充泡沫粒工位、拉铆工位以及拧螺栓工位的运行。本发明运行精度高，提高生产效率，降低工人劳动强度，采用以太网，实现一对多节点信息推送，控制系统可实现一键启动，启动方便快捷，保障生产线的运行安全，智能化程度高。

Description

一种导轨自动装配生产线的控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及自动控制领域，特别涉及一种导轨自动装配生产线的控制系统及控制方法。

背景技术

电梯导轨在电梯运行中起承载和导向作用，是保证电梯安全和运行质量的重要部件。电梯导轨中的“凸”型空心电梯导轨具有用材更省、抗扭转变形更强、安装方便等优点，被广泛应用于商场、办公楼等场所的电梯系统中。目前“凸”型空心电梯导轨的装配工艺相对比较成熟，其工艺流程如下：导轨两端冲孔→填充泡沫块→填充泡沫粒及泡沫块→装配垫块及拉铆→装配连接板及拧螺栓。现有的生产线运行方法中缺少必要的传感设备和检测设备，会导致生产线运行不稳定，故障率高。因此，提高“凸”型空心电梯导轨的自动装配生产线运行稳定性，减少故障率，提高智能化，是目前“凸”型空心电梯导轨自动装配生产线的控制系统开发需要解决的问题。

公开号CN206828584U的专利申请公开了一种钢轨压型跟端热处理生产线控制系统，包括上下料操作系统、中频感应加热系统和冷却喷风系统，所述的上下料操作系统、中频感应加热系统和冷却喷风系统通过通讯总线电路连接；该套控制系统能使钢轨压型跟端热处理生产线更加流畅，能使该生产进行自动化、流水化、智能化生产，能降低工人劳动强度，提高生产效率，系统通过PLC双向传输信息进行控制，信息传递无递进，控制方式单一，精确度低，且传感设备和检测设备少，会导致生产线运行不稳定，故障率高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导轨自动装配生产线的控制系统及控制方法，对“凸”型空心电梯导轨生产线进行精确控制，能提高电梯导轨的生产效率，降低工人劳动强度，提高电梯导轨质量的稳定性和一致性。

本发明采用的技术方案是：

一种导轨自动装配生产线的控制系统，包括总HMI触摸屏、总交换机、上料工位控制系统、运输线体控制系统、冲孔工位控制系统、填充泡沫工位控制系统、拉铆工位控制系统、拧螺栓控制系统，所述总HMI触摸屏用总交换机通过以太网分别与上料工位控制系统、运输线体控制系统、冲孔工位控制系统、填充泡沫工位控制系统、拉铆工位控制系统、拧螺栓控制系统内的交换机进行相互通信，从而控制上料工位、运输线体、冲孔工位、填充泡沫粒工位、拉铆工位以及拧螺栓工位的运行。

进一步，上料工位控制系统包括交换机Ⅰ、HMI触摸屏Ⅰ、PLC控制器Ⅰ、上料运输线控制单元、顶起控制单元、翻转控制单元，运输线体控制系统包括交换机Ⅱ、HMI触摸屏Ⅱ、PLC控制器Ⅱ、升降控制单元、运输控制单元，冲孔工位控制系统包括交换机Ⅲ、HMI触摸屏Ⅲ、PLC控制器Ⅲ、移动控制单元、夹紧控制单元Ⅰ、冲孔控制单元，填充泡沫工位控制系统包括交换机Ⅳ、HMI触摸屏Ⅳ、PLC控制器组Ⅰ、夹紧控制单元Ⅱ、泡沫条抓取控制单元、泡沫粒填充控制单元、泡沫块填充控制单元、泡沫条切断控制单元， PLC控制器组Ⅰ由个PLC控制器组成，拉铆工位控制系统包括交换机Ⅴ、HMI触摸屏Ⅴ、PLC控制器组Ⅱ、夹紧控制单元Ⅲ、垫块上料控制单元、铆钉孔识别控制单元，铆钉上料控制单元、铆钉拉断控制单元， PLC控制器组Ⅱ由2个PLC控制器组成，拧螺栓控制系统包括交换机Ⅵ、HMI触摸屏Ⅵ、PLC控制器组Ⅲ、夹紧控制单元Ⅳ、连接板上料控制单元、螺栓孔识别控制单元、螺栓上料控制单元、螺栓拧紧控制单元， PLC控制器组Ⅲ由2个PLC控制器组成。

进一步，上料工位主要包括上料运输线、顶起装置、接近开关以及翻转装置，运输线体主要包括升降装置、冲孔工位处对射传感器、拉铆工位处对射传感器、运输装置、拧螺栓工位处对射传感器以及填充泡沫粒工位处对射传感器，冲孔工位主要包括夹紧装置Ⅰ、冲孔装置Ⅰ、移动装置以及冲孔装置Ⅱ，填充泡沫粒工位主要包括填充泡沫粒工位Ⅰ、填充泡沫粒工位Ⅱ以及夹紧装置Ⅱ，填充泡沫粒工位Ⅰ主要包括泡沫条抓取装置Ⅰ、泡沫条切断装置Ⅰ、泡沫块填充装置Ⅰ，填充泡沫粒工位Ⅱ主要包括泡沫粒填充装置、泡沫条抓取装置Ⅱ、泡沫条切断装置Ⅱ、泡沫块填充装置Ⅱ，拉铆工位主要包括夹紧装置Ⅲ、铆钉拉断装置、铆钉孔识别装置、垫块上料装置以及铆钉上料装置，拧螺栓工位主要包括夹紧装置Ⅳ、连接板上料装置、螺栓拧紧装置、螺栓孔识别装置以及螺栓上料装置。

一种导轨自动装配生产线的控制系统的控制方法，包括以下工作流程：

步骤1、操作人员对控制系统进行上电操作，上料工位、运输线体、冲孔工位、填充泡沫粒工位、拉铆工位以及拧螺栓工位进行自动初始化动作；

步骤2、各工位初始化完成后，PLC控制器Ⅲ、PLC控制器组Ⅰ、PLC控制器组Ⅱ、PLC控制器组Ⅲ分别向PLC控制器Ⅱ发送空闲信号Ⅰ、空闲信号Ⅱ、空闲信号Ⅲ、空闲信号Ⅳ；

步骤3、操作人员点击总HMI触摸屏1上的启动按钮，操作人员把导轨放置在上料运输线上，执行操作a；

步骤4、当PLC控制器Ⅱ接收到导轨运输指令、空闲信号Ⅰ、空闲信号Ⅱ、空闲信号Ⅲ、空闲信号Ⅳ后，运输线体开始运行，执行操作b；

步骤5、PLC控制器Ⅱ进行如下判断：若冲孔工位处对射传感器检测到导轨信号，向PLC控制器Ⅲ发送导轨冲孔指令，执行操作c；若填充泡沫粒工位处对射传感器检测到导轨信号，向PLC控制器组Ⅰ发送填充泡沫粒指令，执行操作d；若拉铆工位处对射传感器检测到导轨信号，向PLC控制器组Ⅱ发送拉铆指令，执行操作e；若拧螺栓工位处对射传感器检测到导轨信号，向PLC控制器组Ⅲ发送拧螺栓指令，执行操作f；

步骤6、操作人员判断是否停止生产线，若停止生产线，则点击总HMI触摸屏上的停止按钮，然后对控制系统进行断电操作；否则，继续把导轨放置在上料运输线上进行操作。

进一步，操作a的控制过程具体如下：电梯导轨上料动作：

a-1、PLC控制器Ⅰ接收来自总HMI触摸屏1或PLC控制器Ⅱ的导轨上料指令，PLC控制器Ⅰ控制上料运输线控制单元启动上料运输线；

a-2、当接近开关感应到电梯导轨时，向PLC控制器Ⅰ发送运输线停止指令；

a-3、PLC控制器Ⅰ接收到运输线停止指令，通过上料运输线控制单元停止上料运输线，向PLC控制器Ⅰ发送导轨顶起指令；

a-4、PLC控制器Ⅰ接收到导轨顶起指令，通过顶起控制单元控制顶起装置顶起导轨，向PLC控制器Ⅰ发送导轨翻转指令；

a-5、PLC控制器Ⅰ接收到导轨翻转指令，通过翻转控制单元控制翻转装置翻转电梯导轨，向PLC控制器Ⅱ发送导轨运输指令。

进一步，操作b的控制过程具体如下：电梯导轨运输动作：

b-1、PLC控制器Ⅱ通过升降控制单元控制升降装置顶起导轨，向PLC控制器Ⅱ发送导轨运输指令；

b-2、PLC控制器Ⅱ接收导轨运输指令，通过运输控制单元控制运输装置把导轨运输至指定位置，向PLC控制器Ⅱ发送导轨降落指令；

b-3、PLC控制器Ⅱ接收导轨降落指令，通过升降控制单元控制升降装置放下导轨，向PLC控制器Ⅰ发送导轨上料指令；

进一步，操作c的控制过程具体如下：电梯导轨冲孔动作：

c-1、PLC控制器Ⅲ接收PLC控制器Ⅱ送的导轨冲孔指令后，PLC控制器Ⅲ向PLC控制器Ⅱ发送忙碌信号Ⅰ，覆盖空闲信号Ⅰ，同时PLC控制器Ⅲ通过夹紧控制单元Ⅰ控制夹紧装置Ⅰ夹紧导轨，向PLC控制器Ⅲ发送导轨移动指令Ⅰ；

c-2、PLC控制器Ⅲ接收导轨移动指令Ⅰ，通过移动控制单元启动移动装置，带动导轨向冲孔装置Ⅰ方向移动；

c-3、当冲孔装置Ⅰ内的接近开关感应到电梯导轨时，向PLC控制器Ⅲ发送导轨停止移动指令Ⅰ；

c-4、PLC控制器Ⅲ接收导轨停止移动指令Ⅰ，通过移动控制单元停止移动装置，向PLC控制器Ⅲ发送冲孔指令Ⅰ；

c-5、PLC控制器Ⅲ接收冲孔指令Ⅰ，通过冲孔控制单元控制冲孔装置Ⅰ对导轨进行冲孔，冲孔完成后向PLC控制器Ⅲ发送导轨移动指令Ⅱ；

c-6、PLC控制器Ⅲ接收导轨移动指令Ⅱ，通过移动控制单元启动移动装置，带动导轨向冲孔装置Ⅱ方向移动；

c-7、当冲孔装置Ⅱ内的接近开关感应到电梯导轨时，向PLC控制器Ⅲ发送导轨停止移动指令Ⅱ；

c-8、PLC控制器Ⅲ接收导轨停止移动指令Ⅱ，通过移动控制单元停止移动装置，向PLC控制器Ⅲ发送冲孔指令Ⅱ；

c-9、PLC控制器Ⅲ接收冲孔指令Ⅱ，通过冲孔控制单元控制冲孔装置Ⅱ对导轨进行冲孔，冲孔完成后向PLC控制器Ⅲ发送导轨移动指令Ⅲ；

c-10、PLC控制器Ⅲ接收导轨移动指令Ⅲ，通过移动控制单元启动移动装置，带动导轨运动至初始位置，即导轨夹紧位置，向PLC控制器Ⅲ发送导轨松开指令Ⅰ；

c-11、PLC控制器Ⅲ接收导轨松开指令Ⅰ，通过夹紧控制单元Ⅰ控制夹紧装置Ⅰ松开导轨，向PLC控制器Ⅱ发送空闲信号Ⅰ，覆盖忙碌信号Ⅰ。

进一步，操作d的控制过程具体如下：电梯导轨填充泡沫粒动作：

d-1、PLC控制器组Ⅰ接收PLC控制器Ⅱ发送的填充泡沫粒指令后，PLC控制器组Ⅰ向PLC控制器Ⅱ发送忙碌信号Ⅱ，覆盖空闲信号Ⅱ，同时PLC控制器组Ⅰ进行如下判断：a=A+1是否成立，若成立，表示一根泡沫条已用完，需取泡沫条，转至d-2，若不成立，表示一根泡沫条未用完，转至d-6，其中，a表示当前一根泡沫条已用次数，A表示一根泡沫条共能用次数，a≤A；

d-2、PLC控制器组Ⅰ清除a的数值，同时判断：b=B是否成立，若成立，表示泡沫条料盒内的泡沫条已用完，需进行泡沫条上料，转至d-3，若不成立，表示泡沫条料盒内的泡沫条未用完，转至d-4，其中，b表示当前泡沫条料盒内的泡沫条已用数量，B表示一箱泡沫条料盒内共存放泡沫条数量，b≤B；

d-3、PLC控制器组Ⅰ通过HMI触摸屏Ⅳ提示操作人员进行泡沫条上料，当操作人员进行泡沫条上料完成后，先点击HMI触摸屏Ⅳ上的泡沫条数量重置按钮，清除b的数值，再点击HMI触摸屏Ⅳ上的泡沫条上料完成按钮，转至d-4；

d-4、PLC控制器组Ⅰ通过泡沫条抓取控制单元分别控制泡沫条抓取装置Ⅰ、泡沫条抓取装置Ⅱ从泡沫条料盒内抓取泡沫条，运输至指定位置，向PLC控制器组Ⅰ发送泡沫条切断指令Ⅰ，同时，PLC控制器组Ⅰ进行如下操作：b←b+1；

d-5、PLC控制器组Ⅰ接收泡沫条切断指令Ⅰ，通过泡沫条切断控制单元分别控制泡沫条切断装置Ⅰ、泡沫条切断装置Ⅱ对泡沫条进行切断，同时，PLC控制器组Ⅰ进行如下操作：a←a+1；

d-6、PLC控制器组Ⅰ通过夹紧控制单元Ⅱ控制夹紧装置Ⅱ夹紧电梯导轨，向PLC控制器组Ⅰ发送泡沫块填充指令Ⅰ；

d-7、PLC控制器组Ⅰ接收泡沫块填充指令Ⅰ，通过泡沫块填充控制单元控制泡沫块填充装置Ⅰ向导轨一端内填充泡沫块，然后向PLC控制器组Ⅰ发送泡沫粒填充指令；

d-8、PLC控制器组Ⅰ接收泡沫粒填充指令，通过泡沫粒填充控制单元控制泡沫粒填充装置通过导轨另一端向导轨内部填充泡沫粒，经过S秒后向PLC控制器组Ⅰ发送泡沫块填充指令Ⅱ；

d-9、PLC控制器组Ⅰ接收泡沫块填充指令Ⅱ，通过泡沫块填充控制单元控制泡沫块填充装置Ⅱ向导轨另一端内填充泡沫块，然后向PLC控制器组Ⅰ发送导轨松开指令Ⅱ；

d-10、PLC控制器组Ⅰ接收导轨松开指令Ⅱ，通过夹紧控制单元Ⅱ控制夹紧装置Ⅱ松开电梯导轨，向PLC控制器组Ⅰ发送泡沫条切断指令Ⅱ，同时向PLC控制器Ⅱ发送空闲信号Ⅱ，覆盖忙碌信号Ⅱ；

d-11、PLC控制器组Ⅰ接收泡沫条切断指令Ⅱ，进行如下判断：a=A是否成立，若成立，表示一根泡沫条已用完，需取泡沫条，转至d-2，若不成立，表示一根泡沫条未用完，转至d-12；

d-12、PLC控制器组Ⅰ通过泡沫条切断控制单元分别控制泡沫条切断装置Ⅰ、泡沫条切断装置Ⅱ对泡沫条进行切断；同时，PLC控制器组Ⅰ进行如下操作：a←a+1。

进一步，操作e的控制过程具体如下：电梯导轨拉铆动作：

e-1、PLC控制器组Ⅱ接收PLC控制器Ⅱ发送的拉铆指令后，PLC控制器组Ⅱ向PLC控制器Ⅱ发送忙碌信号Ⅲ，覆盖空闲信号Ⅲ，同时PLC控制器组Ⅱ进行如下判断：c=C是否成立，表示垫块料盒内的垫块已用完，需进行垫块上料，转至e-2，若不成立，表示垫块料盒内的垫块未用完，转至e-3，其中，c表示当前垫块料盒内的垫块已用数量，C表示一箱垫块料盒内共存放垫块数量，c≤C；

e-2、PLC控制器组Ⅱ通过HMI触摸屏Ⅴ提示操作人员进行垫块上料，当操作人员进行垫块上料完成后，先点击HMI触摸屏Ⅴ上的垫块数量重置按钮，清除c的数值，再点击HMI触摸屏Ⅴ上的垫块上料完成按钮，转至e-3；

e-3、PLC控制器组Ⅱ通过夹紧控制单元Ⅲ控制夹紧装置Ⅲ夹紧电梯导轨，向PLC控制器组Ⅱ发送铆钉孔识别指令，同时PLC控制器组Ⅱ通过垫块上料控制单元控制垫块上料装置进行垫块的上料，然后PLC控制器组Ⅱ发送铆钉上料指令；

e-4、PLC控制器组Ⅱ接收铆钉孔识别指令，通过铆钉孔识别控制单元控制铆钉孔识别装置先获取导轨上的两铆钉孔坐标，再获取垫块上的两铆钉孔坐标；

e-5、PLC控制器组Ⅱ计算导轨上铆钉孔与垫块上铆钉孔沿导轨长度方向的差值，然后通过垫块上料控制单元控制垫块上料装置运动，使得导轨上铆钉孔与垫块上铆钉孔同心，向PLC控制器组Ⅱ发送铆钉拉断指令；

e-6、PLC控制器组Ⅱ接收铆钉上料指令和铆钉拉断指令，通过铆钉上料控制单元、铆钉拉断控制单元分别控制铆钉上料装置、铆钉拉断装置完成对两颗铆钉的上料和拉断，向PLC控制器组Ⅱ发送导轨松开指令Ⅲ；

e-7、PLC控制器组Ⅱ接收导轨松开指令Ⅲ，通过电梯导轨夹紧控制单元Ⅲ控制电梯导轨夹紧装置Ⅲ松开电梯导轨，向PLC控制器Ⅱ发送空闲信号Ⅲ，覆盖忙碌信号Ⅲ。

进一步，操作f的控制过程具体如下：电梯导轨拧螺栓动作：

f-1、PLC控制器组Ⅲ接收PLC控制器Ⅱ发送的拧螺栓指令后，PLC控制器组Ⅲ向PLC控制器Ⅱ发送忙碌信号Ⅳ，覆盖空闲信号Ⅳ，同时PLC控制器组Ⅲ进行如下判断：d=D是否成立，表示连接板料盒内的连接板已用完，需进行连接板上料，转至f-2，若不成立，表示连接板料盒内的连接板未用完，转至f-3，其中，d表示当前连接板料盒内的连接板已用数量，D表示一箱连接板料盒内共存放连接板数量，d≤D；

f-2、PLC控制器组Ⅲ通过HMI触摸屏Ⅵ提示操作人员进行连接板上料，当操作人员完成连接板上料后，先点击HMI触摸屏Ⅵ上的连接板数量重置按钮，清除d的数值，再点击HMI触摸屏Ⅵ上的连接板上料完成按钮，转至f-3；

f-3、PLC控制器组Ⅲ通过夹紧控制单元Ⅳ控制夹紧装置Ⅳ夹紧电梯导轨，向PLC控制器组Ⅲ发送螺栓孔识别指令，同时PLC控制器组Ⅲ通过连接板上料控制单元控制连接板上料装置进行连接板的上料，然后向PLC控制器组Ⅲ发送螺栓上料指令；

f-4、PLC控制器组Ⅲ接收螺栓孔识别指令，通过螺栓孔识别控制单元控制螺栓孔识别装置先获取导轨上的三螺栓孔坐标，再获取连接板上的三螺栓孔坐标；

f-5、PLC控制器组Ⅲ计算导轨上螺栓孔与连接板上螺栓孔沿导轨长度方向的差值，然后通过连接板上料控制单元控制连接板上料装置运动，使得导轨上螺栓孔与连接块块上螺栓孔同心，PLC控制器组Ⅲ发送螺栓拧紧指令；

f-6、PLC控制器组Ⅱ接收螺栓上料指令和螺栓拧紧指令，通过螺栓上料控制单元、螺栓拧紧控制单元分别控制螺栓上料装置、螺栓拧紧装置完成三颗螺栓的上料与拧紧，向PLC控制器组Ⅲ发送导轨松开指令Ⅳ；

f-7、PLC控制器组Ⅲ接收导轨松开指令Ⅳ，通过夹紧控制单元Ⅳ控制夹紧装置Ⅳ松开电梯导轨，向PLC控制器Ⅱ发送空闲信号Ⅳ，覆盖忙碌信号Ⅳ。

本发明的有益效果：

1、本发明的控制系统功能稳定，运行精度高，对“凸”型空心电梯导轨生产线进行精确控制，能提高电梯导轨的生产效率，降低工人劳动强度，提高电梯导轨质量的稳定性和一致性；

2、本发明采用以太网，是网络交换机通信方式，可以一对一节点推送信息，也可以实现一对多节点信息推送，采用多级级联的以太网组网方式，易于扩展，特别适用控制单元数量多或多条生产线控制的场合，同时，二级组网的上下位机控制逻辑，具有独立的控制能力，当生产线中某一控制单元出现故障时，不影响其它生产单元运行，也易于维护；

3、本发明的控制系统中各PLC控制器和HMI触摸屏采用以太网通信，稳定可靠，同时该控制系统可实现各工位上电自动初始化，此外，该控制系统可实现一键启动，启动方便快捷；

4、本发明的控制系统设有对射传感器、接近开关、行程开关、气缸错误报警、电机错误报警等多重安全保护设置，充分保障生产线的运行安全，此外，本控制系统还具有缺料待机、缺料提示等功能，智能化程度高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细叙述。

图1为本发明的导轨自动装配生产线控制系统整体连接示意图；

图2为本发明的控制系统网络拓扑结构示意图；

图3为本发明的导轨自动装配生产线控制系统组成示意图；

图4为本发明的导轨自动装配生产线组成结构示意图。

其中：1-总HMI触摸屏，2-总交换机，3-上料工位控制系统，4-运输线体控制系统，5-冲孔工位控制系统，6-填充泡沫工位控制系统，7-拉铆工位控制系统，8-拧螺栓控制系统；

300-交换机Ⅰ，301-HMI触摸屏Ⅰ，302-PLC控制器Ⅰ，303-上料运输线控制单元，304-顶起控制单元，305-翻转控制单元，306-上料工位，307-上料运输线，308-顶起装置，309-接近开关，310-翻转装置；

400-交换机Ⅱ，401-HMI触摸屏Ⅱ，402-PLC控制器Ⅱ，403-升降控制单元，404-运输控制单元，405-运输线体，406-升降装置，407-冲孔工位处对射传感器，408-拉铆工位处对射传感器，409-运输装置，410-拧螺栓工位处对射传感器，411-填充泡沫粒工位处对射传感器；

500-交换机Ⅲ，501-HMI触摸屏Ⅲ，502-PLC控制器Ⅲ，503-移动控制单元，504-夹紧控制单元Ⅰ，505-冲孔控制单元，506-冲孔工位，507-夹紧装置Ⅰ，508-冲孔装置Ⅰ，509-移动装置，510-冲孔装置Ⅱ；

600-交换机Ⅳ，601-HMI触摸屏Ⅳ，602-PLC控制器组Ⅰ，603-夹紧控制单元Ⅱ，604-泡沫条抓取控制单元，605-泡沫粒填充控制单元，606-泡沫块填充控制单元，607-泡沫条切断控制单元，608-填充泡沫粒工位，609-填充泡沫粒工位Ⅰ，610-填充泡沫粒工位Ⅱ，611-泡沫条抓取装置Ⅰ，612-泡沫条切断装置Ⅰ，613-泡沫块填充装置Ⅰ，614-泡沫粒填充装置，615-泡沫条抓取装置Ⅱ，616-泡沫条切断装置Ⅱ，617-泡沫块填充装置Ⅱ，618-夹紧装置Ⅱ；

700-交换机Ⅴ，701-HMI触摸屏Ⅴ，702-PLC控制器组Ⅱ，703-夹紧控制单元Ⅲ，704-垫块上料控制单元，705-铆钉孔识别控制单元，706-铆钉上料控制单元，707-铆钉拉断控制单元，708-拉铆工位，709-夹紧装置Ⅲ，710-铆钉拉断装置，711-铆钉孔识别装置，712-垫块上料装置，713-铆钉上料装置；

800-交换机Ⅵ，801-HMI触摸屏Ⅵ，802-PLC控制器组Ⅲ，803-夹紧控制单元Ⅳ，804-连接板上料控制单元，805-螺栓孔识别控制单元，806-螺栓上料控制单元，807-螺栓拧紧控制单元，808-拧螺栓工位，809-夹紧装置Ⅳ，810-连接板上料装置，811-螺栓拧紧装置，812-螺栓孔识别装置，813-螺栓上料装置。

具体实施方式

如图1-4所示，一种导轨自动装配生产线的控制系统，包括总HMI触摸屏1、总交换机2、上料工位控制系统3、运输线体控制系统4、冲孔工位控制系统5、填充泡沫工位控制系统6、拉铆工位控制系统7、拧螺栓控制系统8，总HMI触摸屏1用总交换机2通过以太网分别与上料工位控制系统3、运输线体控制系统4、冲孔工位控制系统5、填充泡沫工位控制系统6、拉铆工位控制系统7、拧螺栓控制系统8内的交换机进行相互通信，从而控制上料工位306、运输线体405、冲孔工位506、填充泡沫粒工位608、拉铆工位708以及拧螺栓工位808的运行。本发明的控制系统功能稳定，运行精度高，对“凸”型空心电梯导轨生产线进行精确控制，能提高电梯导轨的生产效率，降低工人劳动强度，提高电梯导轨质量的稳定性和一致性，本发明的控制系统中各PLC控制器和HMI触摸屏采用以太网通信，稳定可靠，同时该控制系统可实现各工位上电自动初始化，此外，该控制系统可实现一键启动，启动方便快捷。

如图2所示，一种导轨自动装配生产线的控制系统，包括二层上位机与下位机组成的多级以太网及交换机的组网方式；总控上位机通过以太网实现对二级子系统的指挥与控制；二级子系统具有上、下位机逻辑控制体系，可以实现对装配或加工单元进行独立控制的能力；上位机可以是计算机或触摸屏；下位机是PLC控制器或其它底层控制器；本发明采用以太网，是网络交换机通信方式，可以一对一节点推送信息，也可以实现一对多节点信息推送，采用多级级联的以太网组网方式，易于扩展，特别适用控制单元数量多或多条生产线控制的场合，同时，二级组网的上下位机控制逻辑，具有独立的控制能力，当生产线中某一控制单元出现故障时，不影响其它生产单元运行，也易于维护；

如图3，上料工位控制系统3包括交换机Ⅰ300、HMI触摸屏Ⅰ301、PLC控制器Ⅰ302、上料运输线控制单元303、顶起控制单元304、翻转控制单元305，运输线体控制系统4包括交换机Ⅱ400、HMI触摸屏Ⅱ401、PLC控制器Ⅱ402、升降控制单元403、运输控制单元404，冲孔工位控制系统5包括交换机Ⅲ500、HMI触摸屏Ⅲ501、PLC控制器Ⅲ502、移动控制单元503、夹紧控制单元Ⅰ504、冲孔控制单元505，

填充泡沫工位控制系统6包括交换机Ⅳ600、HMI触摸屏Ⅳ601、PLC控制器组Ⅰ602、夹紧控制单元Ⅱ603、泡沫条抓取控制单元604、泡沫粒填充控制单元605、泡沫块填充控制单元606、泡沫条切断控制单元607， PLC控制器组Ⅰ602由3个PLC控制器组成，拉铆工位控制系统7包括交换机Ⅴ700、HMI触摸屏Ⅴ701、PLC控制器组Ⅱ702、夹紧控制单元Ⅲ703、垫块上料控制单元704、铆钉孔识别控制单元705，铆钉上料控制单元706、铆钉拉断控制单元707，PLC控制器组Ⅱ702由2个PLC控制器组成，拧螺栓控制系统8包括交换机Ⅵ800、HMI触摸屏Ⅵ801、PLC控制器组Ⅲ802、夹紧控制单元Ⅳ803、连接板上料控制单元804、螺栓孔识别控制单元805、螺栓上料控制单元806、螺栓拧紧控制单元807， PLC控制器组Ⅲ802由2个PLC控制器组成。

如图4，上料工位306主要包括上料运输线307、顶起装置308、接近开关309以及翻转装置310，控制系统对上料工位306的控制包括对电梯导轨的运输、顶起与翻转。运输线体405主要包括升降装置406、冲孔工位处对射传感器407、拉铆工位处对射传感器408、运输装置409、拧螺栓工位处对射传感器410以及填充泡沫粒工位处对射传感器411，控制系统对运输线体405的控制包括电梯导轨的顶起与运输。冲孔工位506主要包括夹紧装置Ⅰ507、冲孔装置Ⅰ508、移动装置509以及冲孔装置Ⅱ510，控制系统对冲孔工位506的控制包括对电梯导轨的夹紧、移动与冲孔。填充泡沫粒工位608主要包括填充泡沫粒工位Ⅰ609、填充泡沫粒工位Ⅱ610以及夹紧装置Ⅱ618，填充泡沫粒工位Ⅰ609主要包括泡沫条抓取装置Ⅰ611、泡沫条切断装置Ⅰ612、泡沫块填充装置Ⅰ613，填充泡沫粒工位Ⅱ610主要包括泡沫粒填充装置614、泡沫条抓取装置Ⅱ615、泡沫条切断装置Ⅱ616、泡沫块填充装置Ⅱ617，控制系统对填充泡沫粒工位608的控制包括对电梯导轨的夹紧、泡沫块与泡沫粒的填充。拉铆工位708主要包括夹紧装置Ⅲ709、铆钉拉断装置710、铆钉孔识别装置711、垫块上料装置712以及铆钉上料装置713，控制系统对拉铆工位708的控制包括对电梯导轨的夹紧、铆钉孔的识别、垫块的上料、铆钉的上料与拉断。

拧螺栓工位808主要包括夹紧装置Ⅳ809、连接板上料装置810、螺栓拧紧装置811、螺栓孔识别装置812以及螺栓上料装置813，控制系统对拧螺栓工位808的控制包括对电梯导轨的夹紧、螺栓孔的识别、连接板的上料、螺栓的上料与拧紧。

一种导轨自动装配生产线的控制系统的控制方法，包括以下工作流程：

步骤1、操作人员对控制系统进行上电操作，上料工位306、运输线体405、冲孔工位506、填充泡沫粒工位608、拉铆工位708以及拧螺栓工位808进行自动初始化动作；

步骤2、各工位初始化完成后，PLC控制器Ⅲ502、PLC控制器组Ⅰ602、PLC控制器组Ⅱ702、PLC控制器组Ⅲ802分别向PLC控制器Ⅱ402发送空闲信号Ⅰ、空闲信号Ⅱ、空闲信号Ⅲ、空闲信号Ⅳ；

步骤3、操作人员点击总HMI触摸屏1上的启动按钮，操作人员把导轨放置在上料运输线307上，执行操作a；

步骤4、当PLC控制器Ⅱ402接收到导轨运输指令、空闲信号Ⅰ、空闲信号Ⅱ、空闲信号Ⅲ、空闲信号Ⅳ后，运输线体405开始运行，执行操作b；

步骤5、PLC控制器Ⅱ402进行如下判断：若冲孔工位506处对射传感器407检测到导轨信号，向PLC控制器Ⅲ502发送导轨冲孔指令，执行操作c；若填充泡沫粒工位处对射传感器411检测到导轨信号，向PLC控制器组Ⅰ602发送填充泡沫粒指令，执行操作d；若拉铆工位处对射传感器408检测到导轨信号，向PLC控制器组Ⅱ702发送拉铆指令，执行操作e；若拧螺栓工位处对射传感器410检测到导轨信号，向PLC控制器组Ⅲ802发送拧螺栓指令，执行操作f；

步骤6、操作人员判断是否停止生产线，若停止生产线，则点击总HMI触摸屏1上的停止按钮，然后对控制系统进行断电操作；否则，继续把导轨放置在上料运输线307上进行操作。本发明的控制系统设有对射传感器、接近开关、行程开关、气缸错误报警、电机错误报警等多重安全保护设置，充分保障生产线的运行安全，此外，本控制系统还具有缺料待机、缺料提示等功能，智能化程度高。

操作a的控制过程具体如下：电梯导轨上料动作：

a-1、PLC控制器Ⅰ302接收来自总HMI触摸屏1或PLC控制器Ⅱ402的导轨上料指令，PLC控制器Ⅰ302控制上料运输线控制单元303启动上料运输线307；

a-2、当接近开关309感应到电梯导轨时，向PLC控制器Ⅰ302发送运输线停止指令；

a-3、PLC控制器Ⅰ302接收到运输线停止指令，通过上料运输线控制单元303停止上料运输线307，向PLC控制器Ⅰ302发送导轨顶起指令；

a-4、PLC控制器Ⅰ302接收到导轨顶起指令，通过顶起控制单元304控制顶起装置308顶起导轨，向PLC控制器Ⅰ302发送导轨翻转指令；

a-5、PLC控制器Ⅰ302接收到导轨翻转指令，通过翻转控制单元305控制翻转装置310翻转电梯导轨，向PLC控制器Ⅱ402发送导轨运输指令。

操作b的控制过程具体如下：电梯导轨运输动作：

b-1、PLC控制器Ⅱ402通过升降控制单元403控制升降装置406顶起导轨，向PLC控制器Ⅱ402发送导轨运输指令；

b-2、PLC控制器Ⅱ402接收导轨运输指令，通过运输控制单元404控制运输装置409把导轨运输至指定位置，向PLC控制器Ⅱ402发送导轨降落指令；

b-3、PLC控制器Ⅱ402接收导轨降落指令，通过升降控制单元403控制升降装置406放下导轨，向PLC控制器Ⅰ302发送导轨上料指令；

操作c的控制过程具体如下：电梯导轨冲孔动作：

c-1、PLC控制器Ⅲ502接收PLC控制器Ⅱ402发送的导轨冲孔指令后，PLC控制器Ⅲ502向PLC控制器Ⅱ402发送忙碌信号Ⅰ，覆盖空闲信号Ⅰ，同时PLC控制器Ⅲ502通过夹紧控制单元Ⅰ504控制夹紧装置Ⅰ507夹紧导轨，向PLC控制器Ⅲ502发送导轨移动指令Ⅰ；

c-2、PLC控制器Ⅲ502接收导轨移动指令Ⅰ，通过移动控制单元503启动移动装置509，带动导轨向冲孔装置Ⅰ508方向移动；

c-3、当冲孔装置Ⅰ508内的接近开关感应到电梯导轨时，向PLC控制器Ⅲ502发送导轨停止移动指令Ⅰ；

c-4、PLC控制器Ⅲ502接收导轨停止移动指令Ⅰ，通过移动控制单元503停止移动装置509，向PLC控制器Ⅲ502发送冲孔指令Ⅰ；

c-5、PLC控制器Ⅲ502接收冲孔指令Ⅰ，通过冲孔控制单元505控制冲孔装置Ⅰ508对导轨进行冲孔，冲孔完成后向PLC控制器Ⅲ502发送导轨移动指令Ⅱ；

c-6、PLC控制器Ⅲ502接收导轨移动指令Ⅱ，通过移动控制单元503启动移动装置509，带动导轨向冲孔装置Ⅱ510方向移动；

c-7、当冲孔装置Ⅱ510内的接近开关感应到电梯导轨时，向PLC控制器Ⅲ502发送导轨停止移动指令Ⅱ；

c-8、PLC控制器Ⅲ502接收导轨停止移动指令Ⅱ，通过移动控制单元503停止移动装置509，向PLC控制器Ⅲ502发送冲孔指令Ⅱ；

c-9、PLC控制器Ⅲ502接收冲孔指令Ⅱ，通过冲孔控制单元505控制冲孔装置Ⅱ510对导轨进行冲孔，冲孔完成后向PLC控制器Ⅲ502发送导轨移动指令Ⅲ；

c-10、PLC控制器Ⅲ502接收导轨移动指令Ⅲ，通过移动控制单元503启动移动装置509，带动导轨运动至初始位置，即导轨夹紧位置，向PLC控制器Ⅲ502发送导轨松开指令Ⅰ；

c-11、PLC控制器Ⅲ502接收导轨松开指令Ⅰ，通过夹紧控制单元Ⅰ504控制夹紧装置Ⅰ507松开导轨，向PLC控制器Ⅱ402发送空闲信号Ⅰ，覆盖忙碌信号Ⅰ。

操作d的控制过程具体如下：电梯导轨填充泡沫粒动作：

d-1、PLC控制器组Ⅰ602接收PLC控制器Ⅱ402发送的填充泡沫粒指令后，PLC控制器组Ⅰ602向PLC控制器Ⅱ402发送忙碌信号Ⅱ，覆盖空闲信号Ⅱ，同时PLC控制器组Ⅰ602进行如下判断：a=A+1是否成立，若成立，表示一根泡沫条已用完，需取泡沫条，转至d-2，若不成立，表示一根泡沫条未用完，转至d-6，其中，a表示当前一根泡沫条已用次数，A表示一根泡沫条共能用次数，a≤A；

d-2、PLC控制器组Ⅰ602清除a的数值，同时判断：b=B是否成立，若成立，表示泡沫条料盒内的泡沫条已用完，需进行泡沫条上料，转至d-3，若不成立，表示泡沫条料盒内的泡沫条未用完，转至d-4，其中，b表示当前泡沫条料盒内的泡沫条已用数量，B表示一箱泡沫条料盒内共存放泡沫条数量，b≤B；

d-3、PLC控制器组Ⅰ602通过HMI触摸屏Ⅳ601提示操作人员进行泡沫条上料，当操作人员进行泡沫条上料完成后，先点击HMI触摸屏Ⅳ601上的泡沫条数量重置按钮，清除b的数值，再点击HMI触摸屏Ⅳ601上的泡沫条上料完成按钮，转至d-4；

d-4、PLC控制器组Ⅰ602通过泡沫条抓取控制单元604分别控制泡沫条抓取装置Ⅰ611、泡沫条抓取装置Ⅱ615从泡沫条料盒内抓取泡沫条，运输至指定位置，向PLC控制器组Ⅰ602发送泡沫条切断指令Ⅰ，同时，PLC控制器组Ⅰ602进行如下操作：b←b+1；

d-5、PLC控制器组Ⅰ602接收泡沫条切断指令Ⅰ，通过泡沫条切断控制单元607分别控制泡沫条切断装置Ⅰ612、泡沫条切断装置Ⅱ616对泡沫条进行切断，同时，PLC控制器组Ⅰ602进行如下操作：a←a+1；

d-6、PLC控制器组Ⅰ602通过夹紧控制单元Ⅱ603控制夹紧装置Ⅱ618夹紧电梯导轨，向PLC控制器组Ⅰ602发送泡沫块填充指令Ⅰ；

d-7、PLC控制器组Ⅰ602接收泡沫块填充指令Ⅰ，通过泡沫块填充控制单元606控制泡沫块填充装置Ⅰ613向导轨一端内填充泡沫块，然后向PLC控制器组Ⅰ602发送泡沫粒填充指令；

d-8、PLC控制器组Ⅰ602接收泡沫粒填充指令，通过泡沫粒填充控制单元605控制泡沫粒填充装置614通过导轨另一端向导轨内部填充泡沫粒，经过S秒后向PLC控制器组Ⅰ602发送泡沫块填充指令Ⅱ；

d-9、PLC控制器组Ⅰ602接收泡沫块填充指令Ⅱ，通过泡沫块填充控制单元606控制泡沫块填充装置Ⅱ617向导轨另一端内填充泡沫块，然后向PLC控制器组Ⅰ602发送导轨松开指令Ⅱ；

d-10、PLC控制器组Ⅰ602接收导轨松开指令Ⅱ，通过夹紧控制单元Ⅱ603控制夹紧装置Ⅱ618松开电梯导轨，向PLC控制器组Ⅰ602发送泡沫条切断指令Ⅱ，同时向PLC控制器Ⅱ402发送空闲信号Ⅱ，覆盖忙碌信号Ⅱ；

d-11、PLC控制器组Ⅰ602接收泡沫条切断指令Ⅱ，进行如下判断：a=A是否成立，若成立，表示一根泡沫条已用完，需取泡沫条，转至d-2，若不成立，表示一根泡沫条未用完，转至d-12；

d-12、PLC控制器组Ⅰ602通过泡沫条切断控制单元607分别控制泡沫条切断装置Ⅰ612、泡沫条切断装置Ⅱ616对泡沫条进行切断；同时，PLC控制器组Ⅰ602进行如下操作：a←a+1。

操作e的控制过程具体如下：电梯导轨拉铆动作：

e-1、PLC控制器组Ⅱ702接收PLC控制器Ⅱ402发送的拉铆指令后，PLC控制器组Ⅱ702向PLC控制器Ⅱ402发送忙碌信号Ⅲ，覆盖空闲信号Ⅲ，同时PLC控制器组Ⅱ702进行如下判断：c=C是否成立，表示垫块料盒内的垫块已用完，需进行垫块上料，转至e-2，若不成立，表示垫块料盒内的垫块未用完，转至e-3，其中，c表示当前垫块料盒内的垫块已用数量，C表示一箱垫块料盒内共存放垫块数量，c≤C；

e-2、PLC控制器组Ⅱ702通过HMI触摸屏Ⅴ701提示操作人员进行垫块上料，当操作人员进行垫块上料完成后，先点击HMI触摸屏Ⅴ701上的垫块数量重置按钮，清除c的数值，再点击HMI触摸屏Ⅴ701上的垫块上料完成按钮，转至e-3；

e-3、PLC控制器组Ⅱ702通过夹紧控制单元Ⅲ703控制夹紧装置Ⅲ709夹紧电梯导轨，向PLC控制器组Ⅱ702发送铆钉孔识别指令，同时PLC控制器组Ⅱ702通过垫块上料控制单元704控制垫块上料装置712进行垫块的上料，然后PLC控制器组Ⅱ702发送铆钉上料指令；

e-4、PLC控制器组Ⅱ702接收铆钉孔识别指令，通过铆钉孔识别控制单元705控制铆钉孔识别装置711先获取导轨上的两铆钉孔坐标，再获取垫块上的两铆钉孔坐标；

e-5、PLC控制器组Ⅱ702计算导轨上铆钉孔与垫块上铆钉孔沿导轨长度方向的差值，然后通过垫块上料控制单元704控制垫块上料装置712运动，使得导轨上铆钉孔与垫块上铆钉孔同心，向PLC控制器组Ⅱ702发送铆钉拉断指令；

e-6、PLC控制器组Ⅱ702接收铆钉上料指令和铆钉拉断指令，通过铆钉上料控制单元706、铆钉拉断控制单元707分别控制铆钉上料装置713、铆钉拉断装置710完成对两颗铆钉的上料和拉断，向PLC控制器组Ⅱ702发送导轨松开指令Ⅲ；

e-7、PLC控制器组Ⅱ702接收导轨松开指令Ⅲ，通过电梯导轨夹紧控制单元Ⅲ703控制电梯导轨夹紧装置Ⅲ709松开电梯导轨，向PLC控制器Ⅱ402发送空闲信号Ⅲ，覆盖忙碌信号Ⅲ。

操作f的控制过程具体如下：电梯导轨拧螺栓动作：

f-1、PLC控制器组Ⅲ802接收PLC控制器Ⅱ402发送的拧螺栓指令后，PLC控制器组Ⅲ802向PLC控制器Ⅱ402发送忙碌信号Ⅳ，覆盖空闲信号Ⅳ，同时PLC控制器组Ⅲ802进行如下判断：d=D是否成立，表示连接板料盒内的连接板已用完，需进行连接板上料，转至f-2，若不成立，表示连接板料盒内的连接板未用完，转至f-3，其中，d表示当前连接板料盒内的连接板已用数量，D表示一箱连接板料盒内共存放连接板数量，d≤D；

f-2、PLC控制器组Ⅲ802通过HMI触摸屏Ⅵ801提示操作人员进行连接板上料，当操作人员完成连接板上料后，先点击HMI触摸屏Ⅵ801上的连接板数量重置按钮，清除d的数值，再点击HMI触摸屏Ⅵ801上的连接板上料完成按钮，转至f-3；

f-3、PLC控制器组Ⅲ802通过夹紧控制单元Ⅳ803控制夹紧装置Ⅳ809夹紧电梯导轨，向PLC控制器组Ⅲ802发送螺栓孔识别指令，同时PLC控制器组Ⅲ802通过连接板上料控制单元804控制连接板上料装置810进行连接板的上料，然后向PLC控制器组Ⅲ802发送螺栓上料指令；

f-4、PLC控制器组Ⅲ802接收螺栓孔识别指令，通过螺栓孔识别控制单元805控制螺栓孔识别装置812先获取导轨上的三螺栓孔坐标，再获取连接板上的三螺栓孔坐标；

f-5、PLC控制器组Ⅲ802计算导轨上螺栓孔与连接板上螺栓孔沿导轨长度方向的差值，然后通过连接板上料控制单元804控制连接板上料装置810运动，使得导轨上螺栓孔与连接块块上螺栓孔同心，PLC控制器组Ⅲ802发送螺栓拧紧指令；

f-6、PLC控制器组Ⅱ702接收螺栓上料指令和螺栓拧紧指令，通过螺栓上料控制单元806、螺栓拧紧控制单元807分别控制螺栓上料装置813、螺栓拧紧装置811完成三颗螺栓的上料与拧紧，向PLC控制器组Ⅲ802发送导轨松开指令Ⅳ；

f-7、PLC控制器组Ⅲ802接收导轨松开指令Ⅳ，通过夹紧控制单元Ⅳ803控制夹紧装置Ⅳ809松开电梯导轨，向PLC控制器Ⅱ402发送空闲信号Ⅳ，覆盖忙碌信号Ⅳ。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应纳入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种导轨自动装配生产线的控制系统，包括总HMI触摸屏、总交换机、上料工位控制系统、运输线体控制系统、冲孔工位控制系统、填充泡沫工位控制系统、拉铆工位控制系统、拧螺栓控制系统，其特征在于：所述总HMI触摸屏用总交换机通过以太网分别与上料工位控制系统、运输线体控制系统、冲孔工位控制系统、填充泡沫工位控制系统、拉铆工位控制系统、拧螺栓控制系统内的交换机进行相互通信，从而控制上料工位、运输线体、冲孔工位、填充泡沫粒工位、拉铆工位以及拧螺栓工位的运行。

2.根据权利要求1所述的一种导轨自动装配生产线的控制系统，其特征在于：所述上料工位控制系统包括交换机Ⅰ、HMI触摸屏Ⅰ、PLC控制器Ⅰ、上料运输线控制单元、顶起控制单元、翻转控制单元，运输线体控制系统包括交换机Ⅱ、HMI触摸屏Ⅱ、PLC控制器Ⅱ、升降控制单元、运输控制单元，冲孔工位控制系统包括交换机Ⅲ、HMI触摸屏Ⅲ、PLC控制器Ⅲ、移动控制单元、夹紧控制单元Ⅰ、冲孔控制单元，填充泡沫工位控制系统包括交换机Ⅳ、HMI触摸屏Ⅳ、PLC控制器组Ⅰ、夹紧控制单元Ⅱ、泡沫条抓取控制单元、泡沫粒填充控制单元、泡沫块填充控制单元、泡沫条切断控制单元， PLC控制器组Ⅰ由个PLC控制器组成，拉铆工位控制系统包括交换机Ⅴ、HMI触摸屏Ⅴ、PLC控制器组Ⅱ、夹紧控制单元Ⅲ、垫块上料控制单元、铆钉孔识别控制单元，铆钉上料控制单元、铆钉拉断控制单元， PLC控制器组Ⅱ由2个PLC控制器组成，拧螺栓控制系统包括交换机Ⅵ、HMI触摸屏Ⅵ、PLC控制器组Ⅲ、夹紧控制单元Ⅳ、连接板上料控制单元、螺栓孔识别控制单元、螺栓上料控制单元、螺栓拧紧控制单元， PLC控制器组Ⅲ由2个PLC控制器组成。

3.根据权利要求1所述的一种导轨自动装配生产线的控制系统，其特征在于：所述上料工位主要包括上料运输线、顶起装置、接近开关以及翻转装置，运输线体主要包括升降装置、冲孔工位处对射传感器、拉铆工位处对射传感器、运输装置、拧螺栓工位处对射传感器以及填充泡沫粒工位处对射传感器，冲孔工位主要包括夹紧装置Ⅰ、冲孔装置Ⅰ、移动装置以及冲孔装置Ⅱ，填充泡沫粒工位主要包括填充泡沫粒工位Ⅰ、填充泡沫粒工位Ⅱ以及夹紧装置Ⅱ，填充泡沫粒工位Ⅰ主要包括泡沫条抓取装置Ⅰ、泡沫条切断装置Ⅰ、泡沫块填充装置Ⅰ，填充泡沫粒工位Ⅱ主要包括泡沫粒填充装置、泡沫条抓取装置Ⅱ、泡沫条切断装置Ⅱ、泡沫块填充装置Ⅱ，拉铆工位主要包括夹紧装置Ⅲ、铆钉拉断装置、铆钉孔识别装置、垫块上料装置以及铆钉上料装置，拧螺栓工位主要包括夹紧装置Ⅳ、连接板上料装置、螺栓拧紧装置、螺栓孔识别装置以及螺栓上料装置。

4.根据权利要求1所述的一种导轨自动装配生产线的控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下工作流程：

步骤1、操作人员对控制系统进行上电操作，上料工位、运输线体、冲孔工位、填充泡沫粒工位、拉铆工位以及拧螺栓工位进行自动初始化动作；

步骤2、各工位初始化完成后，PLC控制器Ⅲ、PLC控制器组Ⅰ、PLC控制器组Ⅱ、PLC控制器组Ⅲ分别向PLC控制器Ⅱ发送空闲信号Ⅰ、空闲信号Ⅱ、空闲信号Ⅲ、空闲信号Ⅳ；

步骤3、操作人员点击总HMI触摸屏1上的启动按钮，操作人员把导轨放置在上料运输线上，执行操作a；

步骤4、当PLC控制器Ⅱ接收到导轨运输指令、空闲信号Ⅰ、空闲信号Ⅱ、空闲信号Ⅲ、空闲信号Ⅳ后，运输线体开始运行，执行操作b；

步骤5、PLC控制器Ⅱ进行如下判断：若冲孔工位处对射传感器检测到导轨信号，向PLC控制器Ⅲ发送导轨冲孔指令，执行操作c；若填充泡沫粒工位处对射传感器检测到导轨信号，向PLC控制器组Ⅰ发送填充泡沫粒指令，执行操作d；若拉铆工位处对射传感器检测到导轨信号，向PLC控制器组Ⅱ发送拉铆指令，执行操作e；若拧螺栓工位处对射传感器检测到导轨信号，向PLC控制器组Ⅲ发送拧螺栓指令，执行操作f；

步骤6、操作人员判断是否停止生产线，若停止生产线，则点击总HMI触摸屏上的停止按钮，然后对控制系统进行断电操作；否则，继续把导轨放置在上料运输线上进行操作。

5.根据权利要求4所述的一种导轨自动装配生产线的控制系统的控制方法，其特征在于：操作a的控制过程具体如下：电梯导轨上料动作：

a-1、PLC控制器Ⅰ接收来自总HMI触摸屏1或PLC控制器Ⅱ的导轨上料指令，PLC控制器Ⅰ控制上料运输线控制单元启动上料运输线；

a-2、当接近开关感应到电梯导轨时，向PLC控制器Ⅰ发送运输线停止指令；

a-3、PLC控制器Ⅰ接收到运输线停止指令，通过上料运输线控制单元停止上料运输线，向PLC控制器Ⅰ发送导轨顶起指令；

a-4、PLC控制器Ⅰ接收到导轨顶起指令，通过顶起控制单元控制顶起装置顶起导轨，向PLC控制器Ⅰ发送导轨翻转指令；

a-5、PLC控制器Ⅰ接收到导轨翻转指令，通过翻转控制单元控制翻转装置翻转电梯导轨，向PLC控制器Ⅱ发送导轨运输指令。

6.根据权利要求4所述的一种导轨自动装配生产线的控制系统的控制方法，其特征在于：操作b的控制过程具体如下：电梯导轨运输动作：

b-1、PLC控制器Ⅱ通过升降控制单元控制升降装置顶起导轨，向PLC控制器Ⅱ发送导轨运输指令；

b-2、PLC控制器Ⅱ接收导轨运输指令，通过运输控制单元控制运输装置把导轨运输至指定位置，向PLC控制器Ⅱ发送导轨降落指令；

b-3、PLC控制器Ⅱ接收导轨降落指令，通过升降控制单元控制升降装置放下导轨，向PLC控制器Ⅰ发送导轨上料指令。

7.根据权利要求4所述的一种导轨自动装配生产线的控制系统的控制方法，其特征在于：操作c的控制过程具体如下：电梯导轨冲孔动作：

c-1、PLC控制器Ⅲ接收PLC控制器Ⅱ送的导轨冲孔指令后，PLC控制器Ⅲ向PLC控制器Ⅱ发送忙碌信号Ⅰ，覆盖空闲信号Ⅰ，同时PLC控制器Ⅲ通过夹紧控制单元Ⅰ控制夹紧装置Ⅰ夹紧导轨，向PLC控制器Ⅲ发送导轨移动指令Ⅰ；

c-2、PLC控制器Ⅲ接收导轨移动指令Ⅰ，通过移动控制单元启动移动装置，带动导轨向冲孔装置Ⅰ方向移动；

c-3、当冲孔装置Ⅰ内的接近开关感应到电梯导轨时，向PLC控制器Ⅲ发送导轨停止移动指令Ⅰ；

c-4、PLC控制器Ⅲ接收导轨停止移动指令Ⅰ，通过移动控制单元停止移动装置，向PLC控制器Ⅲ发送冲孔指令Ⅰ；

c-5、PLC控制器Ⅲ接收冲孔指令Ⅰ，通过冲孔控制单元控制冲孔装置Ⅰ对导轨进行冲孔，冲孔完成后向PLC控制器Ⅲ发送导轨移动指令Ⅱ；

c-6、PLC控制器Ⅲ接收导轨移动指令Ⅱ，通过移动控制单元启动移动装置，带动导轨向冲孔装置Ⅱ方向移动；

c-7、当冲孔装置Ⅱ内的接近开关感应到电梯导轨时，向PLC控制器Ⅲ发送导轨停止移动指令Ⅱ；

c-8、PLC控制器Ⅲ接收导轨停止移动指令Ⅱ，通过移动控制单元停止移动装置，向PLC控制器Ⅲ发送冲孔指令Ⅱ；

c-9、PLC控制器Ⅲ接收冲孔指令Ⅱ，通过冲孔控制单元控制冲孔装置Ⅱ对导轨进行冲孔，冲孔完成后向PLC控制器Ⅲ发送导轨移动指令Ⅲ；

c-10、PLC控制器Ⅲ接收导轨移动指令Ⅲ，通过移动控制单元启动移动装置，带动导轨运动至初始位置，即导轨夹紧位置，向PLC控制器Ⅲ发送导轨松开指令Ⅰ；

c-11、PLC控制器Ⅲ接收导轨松开指令Ⅰ，通过夹紧控制单元Ⅰ控制夹紧装置Ⅰ松开导轨，向PLC控制器Ⅱ发送空闲信号Ⅰ，覆盖忙碌信号Ⅰ。

8.根据权利要求4所述的一种导轨自动装配生产线的控制系统的控制方法，其特征在于：操作d的控制过程具体如下：电梯导轨填充泡沫粒动作：

d-1、PLC控制器组Ⅰ接收PLC控制器Ⅱ发送的填充泡沫粒指令后，PLC控制器组Ⅰ向PLC控制器Ⅱ发送忙碌信号Ⅱ，覆盖空闲信号Ⅱ，同时PLC控制器组Ⅰ进行如下判断：a=A+1是否成立，若成立，表示一根泡沫条已用完，需取泡沫条，转至d-2，若不成立，表示一根泡沫条未用完，转至d-6，其中，a表示当前一根泡沫条已用次数，A表示一根泡沫条共能用次数，a≤A；

d-2、PLC控制器组Ⅰ清除a的数值，同时判断：b=B是否成立，若成立，表示泡沫条料盒内的泡沫条已用完，需进行泡沫条上料，转至d-3，若不成立，表示泡沫条料盒内的泡沫条未用完，转至d-4，其中，b表示当前泡沫条料盒内的泡沫条已用数量，B表示一箱泡沫条料盒内共存放泡沫条数量，b≤B；

d-3、PLC控制器组Ⅰ通过HMI触摸屏Ⅳ提示操作人员进行泡沫条上料，当操作人员进行泡沫条上料完成后，先点击HMI触摸屏Ⅳ上的泡沫条数量重置按钮，清除b的数值，再点击HMI触摸屏Ⅳ上的泡沫条上料完成按钮，转至d-4；

d-4、PLC控制器组Ⅰ通过泡沫条抓取控制单元分别控制泡沫条抓取装置Ⅰ、泡沫条抓取装置Ⅱ从泡沫条料盒内抓取泡沫条，运输至指定位置，向PLC控制器组Ⅰ发送泡沫条切断指令Ⅰ，同时，PLC控制器组Ⅰ进行如下操作：b←b+1；

d-5、PLC控制器组Ⅰ接收泡沫条切断指令Ⅰ，通过泡沫条切断控制单元分别控制泡沫条切断装置Ⅰ、泡沫条切断装置Ⅱ对泡沫条进行切断，同时，PLC控制器组Ⅰ进行如下操作：a←a+1；

d-6、PLC控制器组Ⅰ通过夹紧控制单元Ⅱ控制夹紧装置Ⅱ夹紧电梯导轨，向PLC控制器组Ⅰ发送泡沫块填充指令Ⅰ；

d-7、PLC控制器组Ⅰ接收泡沫块填充指令Ⅰ，通过泡沫块填充控制单元控制泡沫块填充装置Ⅰ向导轨一端内填充泡沫块，然后向PLC控制器组Ⅰ发送泡沫粒填充指令；

d-8、PLC控制器组Ⅰ接收泡沫粒填充指令，通过泡沫粒填充控制单元控制泡沫粒填充装置通过导轨另一端向导轨内部填充泡沫粒，经过S秒后向PLC控制器组Ⅰ发送泡沫块填充指令Ⅱ；

d-9、PLC控制器组Ⅰ接收泡沫块填充指令Ⅱ，通过泡沫块填充控制单元控制泡沫块填充装置Ⅱ向导轨另一端内填充泡沫块，然后向PLC控制器组Ⅰ发送导轨松开指令Ⅱ；

d-10、PLC控制器组Ⅰ接收导轨松开指令Ⅱ，通过夹紧控制单元Ⅱ控制夹紧装置Ⅱ松开电梯导轨，向PLC控制器组Ⅰ发送泡沫条切断指令Ⅱ，同时向PLC控制器Ⅱ发送空闲信号Ⅱ，覆盖忙碌信号Ⅱ；

d-11、PLC控制器组Ⅰ接收泡沫条切断指令Ⅱ，进行如下判断：a=A是否成立，若成立，表示一根泡沫条已用完，需取泡沫条，转至d-2，若不成立，表示一根泡沫条未用完，转至d-12；

d-12、PLC控制器组Ⅰ通过泡沫条切断控制单元分别控制泡沫条切断装置Ⅰ、泡沫条切断装置Ⅱ对泡沫条进行切断；同时，PLC控制器组Ⅰ进行如下操作：a←a+1。

9.根据权利要求4所述的一种导轨自动装配生产线的控制系统的控制方法，其特征在于：操作e的控制过程具体如下：电梯导轨拉铆动作：

e-1、PLC控制器组Ⅱ接收PLC控制器Ⅱ发送的拉铆指令后，PLC控制器组Ⅱ向PLC控制器Ⅱ发送忙碌信号Ⅲ，覆盖空闲信号Ⅲ，同时PLC控制器组Ⅱ进行如下判断：c=C是否成立，表示垫块料盒内的垫块已用完，需进行垫块上料，转至e-2，若不成立，表示垫块料盒内的垫块未用完，转至e-3，其中，c表示当前垫块料盒内的垫块已用数量，C表示一箱垫块料盒内共存放垫块数量，c≤C；

e-2、PLC控制器组Ⅱ通过HMI触摸屏Ⅴ提示操作人员进行垫块上料，当操作人员进行垫块上料完成后，先点击HMI触摸屏Ⅴ上的垫块数量重置按钮，清除c的数值，再点击HMI触摸屏Ⅴ上的垫块上料完成按钮，转至e-3；

e-3、PLC控制器组Ⅱ通过夹紧控制单元Ⅲ控制夹紧装置Ⅲ夹紧电梯导轨，向PLC控制器组Ⅱ发送铆钉孔识别指令，同时PLC控制器组Ⅱ通过垫块上料控制单元控制垫块上料装置进行垫块的上料，然后PLC控制器组Ⅱ发送铆钉上料指令；

e-4、PLC控制器组Ⅱ接收铆钉孔识别指令，通过铆钉孔识别控制单元控制铆钉孔识别装置先获取导轨上的两铆钉孔坐标，再获取垫块上的两铆钉孔坐标；

e-5、PLC控制器组Ⅱ计算导轨上铆钉孔与垫块上铆钉孔沿导轨长度方向的差值，然后通过垫块上料控制单元控制垫块上料装置运动，使得导轨上铆钉孔与垫块上铆钉孔同心，向PLC控制器组Ⅱ发送铆钉拉断指令；

e-6、PLC控制器组Ⅱ接收铆钉上料指令和铆钉拉断指令，通过铆钉上料控制单元、铆钉拉断控制单元分别控制铆钉上料装置、铆钉拉断装置完成对两颗铆钉的上料和拉断，向PLC控制器组Ⅱ发送导轨松开指令Ⅲ；

e-7、PLC控制器组Ⅱ接收导轨松开指令Ⅲ，通过电梯导轨夹紧控制单元Ⅲ控制电梯导轨夹紧装置Ⅲ松开电梯导轨，向PLC控制器Ⅱ发送空闲信号Ⅲ，覆盖忙碌信号Ⅲ。

10.根据权利要求4所述的一种导轨自动装配生产线的控制系统的控制方法，其特征在于：操作f的控制过程具体如下：电梯导轨拧螺栓动作：

f-1、PLC控制器组Ⅲ接收PLC控制器Ⅱ发送的拧螺栓指令后，PLC控制器组Ⅲ向PLC控制器Ⅱ发送忙碌信号Ⅳ，覆盖空闲信号Ⅳ，同时PLC控制器组Ⅲ进行如下判断：d=D是否成立，表示连接板料盒内的连接板已用完，需进行连接板上料，转至f-2，若不成立，表示连接板料盒内的连接板未用完，转至f-3，其中，d表示当前连接板料盒内的连接板已用数量，D表示一箱连接板料盒内共存放连接板数量，d≤D；

f-2、PLC控制器组Ⅲ通过HMI触摸屏Ⅵ提示操作人员进行连接板上料，当操作人员完成连接板上料后，先点击HMI触摸屏Ⅵ上的连接板数量重置按钮，清除d的数值，再点击HMI触摸屏Ⅵ上的连接板上料完成按钮，转至f-3；

f-3、PLC控制器组Ⅲ通过夹紧控制单元Ⅳ控制夹紧装置Ⅳ夹紧电梯导轨，向PLC控制器组Ⅲ发送螺栓孔识别指令，同时PLC控制器组Ⅲ通过连接板上料控制单元控制连接板上料装置进行连接板的上料，然后向PLC控制器组Ⅲ发送螺栓上料指令；

f-4、PLC控制器组Ⅲ接收螺栓孔识别指令，通过螺栓孔识别控制单元控制螺栓孔识别装置先获取导轨上的三螺栓孔坐标，再获取连接板上的三螺栓孔坐标；

f-5、PLC控制器组Ⅲ计算导轨上螺栓孔与连接板上螺栓孔沿导轨长度方向的差值，然后通过连接板上料控制单元控制连接板上料装置运动，使得导轨上螺栓孔与连接块块上螺栓孔同心，PLC控制器组Ⅲ发送螺栓拧紧指令；

f-6、PLC控制器组Ⅱ接收螺栓上料指令和螺栓拧紧指令，通过螺栓上料控制单元、螺栓拧紧控制单元分别控制螺栓上料装置、螺栓拧紧装置完成三颗螺栓的上料与拧紧，向PLC控制器组Ⅲ发送导轨松开指令Ⅳ；

f-7、PLC控制器组Ⅲ接收导轨松开指令Ⅳ，通过夹紧控制单元Ⅳ控制夹紧装置Ⅳ松开电梯导轨，向PLC控制器Ⅱ发送空闲信号Ⅳ，覆盖忙碌信号Ⅳ。

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