CN115780713B - 一种基于多机器人协同的热模锻产线控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制系统技术领域，尤其涉及一种基于多机器人协同的热模锻产线控制系统，包括：制坯模块，用以将原料初步锻造为料坯；第一锻造模块，用以将料坯进行预锻以形成初锻件；第一机器人，用以将初锻件以第一预设分拣方式进行分拣；若干第二锻造模块，用以初锻件进行终锻；若干第二机器人，用以将各终锻件以第二预设分拣方式进行分拣；若干成型模块，用以将各终锻件分别成型；测控模块，用以分别控制并调节第一机器人以及第二机器人的动作；利用上述模块，对热模锻的过程进行实时分拣，并将不同塑性的锻件利用不同的锻打力度进行锻打，在有效提升了热模锻精度的同时，有效降低了热模锻成品的废弃率。

Description

一种基于多机器人协同的热模锻产线控制系统

技术领域

本发明涉及控制系统技术领域，尤其涉及一种基于多机器人协同的热模锻产线控制系统。

背景技术

热模锻作为一种高精度锻造方法，其对锻造的精度要求极高，同时也造成了热模锻的成功率有不同程度的下降。中国专利公开号：CN106863893A公开了一种热模锻压力机控制系统，利用设置电机控制单元、PLC控制单元以及电源控制单元；电机控制单元包括接在三相电源上的主电机、调模电机、输送带电机、润滑油电机以及多功能电力表，主电机经变频器、电抗器、断路器QF2接在三相电源上，PLC控制单元包括PLC本机单元、压力模拟量模块、吨位模拟量模块、温度模拟量模块、Mod-bus模块、开关量检测模块；电源控制单元包括变压器，变压器的前端接交流380V电源，变压器的后端输出交流220V电压，作为交流220V电源，变压器的后端连接有交流220V插座、光电保护装置、标高灯以及直流24V电源转换电路，本发明解决了现场通信时变频器容易受到干扰的问题，提高压力机生产效率，可用于热模锻生产中。

由此可见，上述技术方案存在以下问题：无法通过对热模锻过程的监控，对各阶段热模锻成品的质量进行有效控制。

发明内容

为此，本发明提供一种基于多机器人协同的热模锻产线控制系统，用以克服现有技术中无法通过对热模锻过程的监控，对各阶段热模锻成品的质量进行有效控制，从而导致热模锻成品废弃率上升的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于多机器人协同的热模锻产线控制系统，包括：

制坯模块，其用以将原料初步锻造为料坯；

第一锻造模块，其与所述制坯模块相连，用以将所述料坯进行预锻以形成初锻件；

第一机器人，其与所述第一锻造模块相连，用以监控所述第一锻造模块的对击锤的工作高度，并将所述第一锻造模块锻造出的所述初锻件以第一预设分拣方式进行分拣；

若干第二锻造模块，其与所述第一机器人相连，用以分别将第一机器人分拣出的对应所述初锻件进行终锻，以分别形成终锻件；

若干第二机器人，其分别与对应所述第二锻造模块相连，用以监控对应的第二锻造模块的对击锤的工作高度以及锻造成品的特征尺寸，并将各所述终锻件以第二预设分拣方式进行分拣；

若干成型模块，其分别与对应所述第二机器人相连，用以将各所述终锻件分别成型为对应的成品；

测控模块，其分别与各所述第一机器人以及各所述第二机器人相连，用以根据第一机器人对所述第一锻造模块的对击锤的工作高度的检测结果控制第一机器人执行对应分拣，以及，根据第二机器人对所述第二锻造模块的对击锤的工作高度的检测结果控制第二机器人执行对应分拣，并根据成品的连续不良数量对第一机器人的检测标准值或第二机器人的检测标准值进行调整；

其中，所述第一预设分拣方式为将所述初锻件中符合第一预设精度区间以及第二预设精度区间的初锻件分别分拣并分别置于对应的第二锻造模块内，所述第二预设分拣方式为将所述终锻件中符合第三预设精度区间以及第四预设精度区间的终锻件分别分拣并分别置于对应的所述成型模块内。

进一步地，所述第一机器人以及各所述第二机器人中分别设有检测器，其用以对抓取的热模锻阶段性成品的锻造外观尺寸进行测量；

其中，所述检测器包含摄像头、红外测量仪、重力传感器中的至少一种，且其能在预设温度下工作；

其中，所述阶段性成品对于所述第一机器人为所述初锻件，对于各所述第二机器人为所述终锻件，所述预设温度为锻造的温度。

进一步地，所述测控模块在所述第一锻造模块以及各所述第二锻造模块进行锻造时，对锻造过程中的对击锤下落的最低点进行监控，并根据最低点的高度控制对应的第一机器人或第二机器人进行分拣。

进一步地，对于第i个料坯，所述测控模块控制所述第一机器人对所述第一锻造模块的对击锤在锻造时的最低高度Hi进行测量，测控模块设有第一预设高度Hα以及第二预设高度Hβ，其中，i=1，2，3，…，n，n≥3且n为整数，0＜Hα＜Hβ，测控模块将Hi与Hα以及Hβ进行比较，以确定第i个料坯对应的第i个初锻件的质量，

若Hi≤Hα，所述测控模块判定第i个初锻件的质量处于第一预设范围，并控制所述第一机器人将第i个初锻件回收至第一回收区；

若Hα＜Hi≤Hβ，所述测控模块判定第i个初锻件的质量处于第二预设范围，并通过所述第一机器人对初锻件的外观进行二次判断；

若Hβ＜Hi，所述测控模块判定第i个初锻件的质量处于第三预设范围，并控制所述第一机器人将第i个初锻件回收至第二回收区；

其中，所述二次判断为在所述第一锻造模块完成初锻时，所述第一机器人通过设置在第一机器人上的检测器对第i个初锻件进行检测；所述第一预设范围为初锻件硬度低于预设容许范围，所述第二预设范围为初锻件硬度处于预设容许范围，所述第三预设范围为初锻件硬度高于预设容许范围；

其中，所述预设容许范围为第i个料坯所属批次的热模锻产品的对应硬度范围。

进一步地，所述测控模块在二次判断条件下，控制所述第一机器人将符合上表面投影要求的所述第i个料坯对应的第i个初锻件进行分拣；

其中，所述上表面投影为第i个初锻件向水平面的上投影的对应轮廓，

所述上表面投影要求为第i个初锻件向水平面的上投影的对应轮廓符合设定的轮廓面积标准；

所述二次判断条件为所述第i个料坯的质量处于所述第二预设范围。

进一步地，对于所述第i个初锻件，其上表面投影面积为Si，所述测控模块中设有第一预设投影面积Sα以及第二预设投影面积Sβ，其中，0＜Sα＜Sβ，测控模块将Si与Sα以及Sβ进行比较，并根据比较结果控制第一机器人将第i个初锻件分拣到对应的第二锻造模块，

若Si≤Sα，所述测控模块判定第i个初锻件刚度处于第一预设刚度范围，并控制所述第一机器人将第i个初锻件移动至第一锤击力的第二锻造模块；

若Sα＜Si≤Sβ，所述测控模块判定第i个初锻件刚度处于第二预设刚度范围，并控制所述第一机器人将第i个初锻件移动至第二锤击力的第二锻造模块；

若Sβ＜Si，所述测控模块判定第i个初锻件刚度处于第三预设刚度范围，并控制所述第一机器人将第i个初锻件移动至第三锤击力的第二锻造模块；

其中，所述第一预设刚度范围为塑性低于预设塑性范围的对应范围，所述第二预设刚度范围为塑性处于预设塑性范围的对应范围，所述第三预设刚度范围为塑性高于预设塑性范围的对应范围；

其中，所述第一锤击力为对应所述第一预设刚度范围锻造力度，所述第二锤击力为对应所述第二预设刚度范围锻造力度，所述第三锤击力为对应所述第三预设刚度范围锻造力度；

其中，所述第一锤击力、所述第二锤击力以及所述第三锤击力在对单个所述批次的初锻件进行锻造时，制造的所述终锻件尺寸相同，且，第一锤击力小于第二锤击力小于第三锤击力；

其中，所述预设塑性范围为所述第二锤击力的第二锻造模块对应的锻打锤击力。

进一步地，所述测控模块控制第j个第二机器人对第j锤击力的第二锻造模块的对击锤在锻造所述第i个初锻件形成对应的第i个终锻件时的最低高度Hij进行测量，测控模块设有第三预设高度Hγ，其中，j=1，2，3，0＜Hγ，测控模块将Hij与Hγ进行比较，以确定第i个料坯的质量，

若Hij≤Hγ，所述测控模块判定第i个锻件的质量处于第一预设终锻质量范围，并控制所述第j个第二机器人将第i个终锻件回收；

若Hγ＜Hij，所述测控模块判定第i个终锻件的质量处于第二预设终锻质量范围，并通过所述第j个第二机器人将第i个终锻件对应的第i个终锻件送入第j个成型模块；

其中，所述第一预设终锻质量范围为低于预设终锻质量的对应范围，所述第二预设终锻质量范围为处于预设终锻质量的对应范围。

进一步地，所述测控模块控制所述第j个第二机器人对所述第j个成型模块加工后的第i个终锻件对应的第i个成品的凹槽深度Di进行测量，测控模块中设有第一预设深度Dα以及第二预设深度Dβ，其中，0＜Dα＜Dβ，测控模块将Di与Dα以及Dβ进行比较，以确定第i个成品的对应合格范围，

若Di＜Dα，所述测控模块判定第i个成品处于第一预设合格范围；

若Dα≤Di≤Dβ，所述测控模块判定第i个成品处于第二预设合格范围；

若Dβ＜Di，所述测控模块判定第i个成品处于第三预设合格范围；

其中，所述第一预设合格范围为第i个成品的凹槽深度低于预设凹槽深度的对应范围，所述第二预设合格范围为第i个成品为合格品，所述第三预设合格范围为第i个成品的凹槽深度高于预设凹槽深度的对应范围。

进一步地，所述测控模块中还设有最大不良数量P，

若第j个成型模块产出的所述成品连续P个处于所述第一预设合格范围，所述测控模块判定所述第一机器人损坏，并发出第一机器人损坏告警，同时，将所述第一机器人对应的第一预设高度Hα上调第一预设调整值δHα；

若第j个成型模块产出的所述成品连续P个处于所述第三预设合格范围，所述测控模块判定所述第二机器人损坏，并发出第二机器人损坏告警，同时，将对应的第j个第二机器人对应的第三预设高度Hγ下调第二预设调整值δHγ；

其中，δHα＞0，δHγ＞0，且δHα以及δHγ的值由材料性质决定。

进一步地，所述第一机器人以及各所述第二机器人包含机械手、传送带中的至少一种，其能够设置在单工位热模锻机之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，利用设置制坯模块、第一锻造模块、第一机器人、若干第二锻造模块、若干第二机器人、若干成型模块以及测控模块的方式，对热模锻的过程进行实时分拣，并将不同塑性的锻件利用不同的锻打力度进行锻打，在有效提升了热模锻精度的同时，有效降低了热模锻成品的废弃率。

进一步地，通过在机器人上设置测量工具的方式，对热模锻的执行情况进行检测，在有效提升了热模锻的精度的同时，进一步降低了热模锻成品的废弃率。

进一步地，利用机器人对锻造模块进行监控，并对锻造成品进行测量的方式，分阶段控制热模锻的过程，在有效提升了热模锻可控性的同时，进一步降低了热模锻成品的废弃率。

进一步地，通过观察对击锤的下落最低点，确定材料的刚度，在有效提升了热模锻的工作效率的同时，进一步降低了热模锻成品的废弃率。

进一步地，通过对上表面轮廓进行判定的方式，分拣初锻件，在有效提升了后续热模锻工作的工作效率的同时，进一步降低了热模锻成品的废弃率。

进一步地，通过对初锻件的测量判断初锻件的塑性，并将对应塑性的初锻件分配到合适的位置，在有效提升了热模锻后续作业的精度的同时，进一步降低了热模锻成品的废弃率。

进一步地，通过对击锤的下落判断终端的效果，在有效提升了热模锻的质量分辨效率的同时，进一步降低了热模锻成品的废弃率。

进一步地，通过对成品深度的测量，初步判定成品的合格率，同时，将非合格品进行分类，在有效提升了对热模锻产品的不合格情况辨别能力的同时，进一步降低了热模锻成品的废弃率。

进一步地，根据不合格产品的出现频率对设备进行调整，在有效提升了对设备的管控效率的同时，进一步降低了热模锻成品的废弃率。

附图说明

图1为本发明所述基于多机器人协同的热模锻产线控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例第一机器人工作示意图；

图3为本发明实施例凹槽测量位置示意图；

其中：1：成品；2：凹槽深度。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明所述基于多机器人协同的热模锻产线控制系统的结构示意图，包括：

制坯模块，其用以将原料初步锻造为料坯；

第一锻造模块，其与制坯模块相连，用以将料坯进行预锻以形成初锻件；

第一机器人，其与第一锻造模块相连，用以监控第一锻造模块的对击锤的工作高度，并将第一锻造模块锻造出的初锻件以第一预设分拣方式进行分拣；

若干第二锻造模块，其与第一机器人相连，用以分别将第一机器人分拣出的对应初锻件进行终锻，以分别形成终锻件；

若干第二机器人，其分别与对应第二锻造模块相连，用以监控对应的第二锻造模块的对击锤的工作高度以及锻造成品的特征尺寸，并将各终锻件以第二预设分拣方式进行分拣；

若干成型模块，其分别与对应第二机器人相连，用以将各终锻件分别成型为对应的成品；

测控模块，其分别与各第一机器人以及各第二机器人相连，用以根据第一机器人对第一锻造模块的对击锤的工作高度的检测结果控制第一机器人执行对应分拣，以及，根据第二机器人对第二锻造模块的对击锤的工作高度的检测结果控制第二机器人执行对应分拣，并根据成品的连续不良数量对第一机器人的检测标准值或第二机器人的检测标准值进行调整；

其中，第一预设分拣方式为将初锻件中符合第一预设精度区间以及第二预设精度区间的初锻件分别分拣并分别置于对应的第二锻造模块内，第二预设分拣方式为将终锻件中符合第三预设精度区间以及第四预设精度区间的终锻件分别分拣并分别置于对应的成型模块内。

利用设置制坯模块、第一锻造模块、第一机器人、若干第二锻造模块、若干第二机器人、若干成型模块以及测控模块的方式，对热模锻的过程进行实时分拣，并将不同塑性的锻件利用不同的锻打力度进行锻打，在有效提升了热模锻精度的同时，有效降低了热模锻成品的废弃率。

具体而言，第第一机器人以及各第二机器人中分别设有检测器，其用以对抓取的热模锻阶段性成品的锻造外观尺寸进行测量；

其中，检测器包含摄像头、红外测量仪、重力传感器中的至少一种，且其能在预设温度下工作；

其中，阶段性成品对于第一机器人为初锻件，对于各第二机器人为终锻件，预设温度为锻造的温度。

通过在机器人上设置测量工具的方式，对热模锻的执行情况进行检测，在有效提升了热模锻的精度的同时，进一步降低了热模锻成品的废弃率。

具体而言，测控模块在第一锻造模块以及各第二锻造模块进行锻造时，对锻造过程中的对击锤下落的最低点进行监控，并根据最低点的高度控制对应的第一机器人或第二机器人进行分拣。

利用机器人对锻造模块进行监控，并对锻造成品进行测量的方式，分阶段控制热模锻的过程，在有效提升了热模锻可控性的同时，进一步降低了热模锻成品的废弃率。

请参阅图2所示，其为本发明实施例第一机器人工作示意图。

对于第i个料坯，测控模块控制第一机器人对第一锻造模块的对击锤在锻造时的最低高度Hi进行测量，测控模块设有第一预设高度Hα以及第二预设高度Hβ，其中，i=1，2，3，…，n，n≥3且n为整数，0＜Hα＜Hβ，测控模块将Hi与Hα以及Hβ进行比较，以确定第i个料坯对应的第i个初锻件的质量，

若Hi≤Hα，测控模块判定第i个初锻件的质量处于第一预设范围，并控制第一机器人将第i个初锻件回收至第一回收区；

若Hα＜Hi≤Hβ，测控模块判定第i个初锻件的质量处于第二预设范围，并通过第一机器人对初锻件的外观进行二次判断；

若Hβ＜Hi，测控模块判定第i个初锻件的质量处于第三预设范围，并控制第一机器人将第i个初锻件回收至第二回收区；

其中，二次判断为在第一锻造模块完成初锻时，第一机器人通过设置在第一机器人上的检测器对第i个初锻件进行检测；第一预设范围为初锻件硬度低于预设容许范围，第二预设范围为初锻件硬度处于预设容许范围，第三预设范围为初锻件硬度高于预设容许范围；

其中，预设容许范围为第i个料坯所属批次的热模锻产品的对应硬度范围。

其中，二次判断为在第一锻造模块完成初锻时，第一机器人通过设置在第一机器人上的检测器对第i个料坯进行检测；第一预设范围为料坯硬度低于预设容许范围，第二预设范围为料坯硬度处于预设容许范围，第三预设范围为料坯硬度高于预设容许范围；

其中，预设容许范围为第i个料坯所属批次的热模锻产品的对应硬度范围。

通过观察对击锤的下落最低点，确定材料的刚度，在有效提升了热模锻的工作效率的同时，进一步降低了热模锻成品的废弃率。

具体而言，测控模块在二次判断条件下，控制第一机器人将符合上表面投影要求的第i个料坯对应的第i个初锻件进行分拣；

其中，上表面投影为第i个初锻件向水平面的上投影的对应轮廓，

上表面投影要求为第i个初锻件向水平面的上投影的对应轮廓符合设定的轮廓面积标准；

二次判断条件为第i个料坯的质量处于第二预设范围。

具体而言，对于第i个初锻件，其上表面投影面积为Si，测控模块中设有第一预设投影面积Sα以及第二预设投影面积Sβ，其中，0＜Sα＜Sβ，测控模块将Si与Sα以及Sβ进行比较，并根据比较结果控制第一机器人将第i个初锻件分拣到对应的第二锻造模块，

若Si≤Sα，测控模块判定第i个初锻件刚度处于第一预设刚度范围，并控制第一机器人将第i个初锻件移动至第一锤击力的第二锻造模块；

若Sα＜Si≤Sβ，测控模块判定第i个初锻件刚度处于第二预设刚度范围，并控制第一机器人将第i个初锻件移动至第二锤击力的第二锻造模块；

若Sβ＜Si，测控模块判定第i个初锻件刚度处于第三预设刚度范围，并控制第一机器人将第i个初锻件移动至第三锤击力的第二锻造模块；

其中，第一预设刚度范围为塑性低于预设塑性范围的对应范围，第二预设刚度范围为塑性处于预设塑性范围的对应范围，第三预设刚度范围为塑性高于预设塑性范围的对应范围；

其中，第一锤击力为对应第一预设刚度范围锻造力度，第二锤击力为对应第二预设刚度范围锻造力度，第三锤击力为对应第三预设刚度范围锻造力度；

其中，第一锤击力、第二锤击力以及第三锤击力在对单个批次的初锻件进行锻造时，制造的终锻件尺寸相同；

其中，预设塑性范围为第二锤击力的第二锻造模块对应的锻打锤击力。

通过对初锻件的测量判断初锻件的塑性，并将对应塑性的初锻件分配到合适的位置，在有效提升了热模锻后续作业的精度的同时，进一步降低了热模锻成品的废弃率。

具体而言，测控模块控制第j个第二机器人对第j锤击力的第二锻造模块的对击锤在锻造第i个初锻件形成对应的第i个终锻件时的最低高度Hij进行测量，测控模块设有第三预设高度Hγ，其中，j=1，2，3，0＜Hγ，测控模块将Hij与Hγ进行比较，以确定第i个料坯的质量，

若Hij≤Hγ，测控模块判定第i个锻件的质量处于第一预设终锻质量范围，并控制第j个第二机器人将第i个终锻件回收；

若Hγ＜Hij，测控模块判定第i个终锻件的质量处于第二预设终锻质量范围，并通过第j个第二机器人将第i个终锻件对应的第i个终锻件送入第j个成型模块；

其中，第一预设终锻质量范围为低于预设终锻质量的对应范围，第二预设终锻质量范围为处于预设终锻质量的对应范围。

通过对击锤的下落判断终端的效果，在有效提升了热模锻的质量分辨效率的同时，进一步降低了热模锻成品的废弃率。

请参阅图3所示，其为本发明实施例凹槽测量位置示意图。

其中，成品1中有一凹槽，其凹槽深度2为成品1表面至凹槽底部对应位置的距离。

测控模块控制第j个第二机器人对第j个成型模块加工后的第i个终锻件对应的第i个成品的凹槽深度Di进行测量，测控模块中设有第一预设深度Dα以及第二预设深度Dβ，其中，0＜Dα＜Dβ，测控模块将Di与Dα以及Dβ进行比较，以确定第i个成品的对应合格范围，

若Di＜Dα，测控模块判定第i个成品处于第一预设合格范围；

若Dα≤Di≤Dβ，测控模块判定第i个成品处于第二预设合格范围；

若Dβ＜Di，测控模块判定第i个成品处于第三预设合格范围；

其中，第一预设合格范围为第i个成品的凹槽深度低于预设凹槽深度的对应范围，第二预设合格范围为第i个成品为合格品，第三预设合格范围为第i个成品的凹槽深度高于预设凹槽深度的对应范围。

通过对成品深度的测量，初步判定成品的合格率，同时，将非合格品进行分类，在有效提升了对热模锻产品的不合格情况辨别能力的同时，进一步降低了热模锻成品的废弃率。

具体而言，测控模块中还设有最大不良数量P，

若第j个成型模块产出的成品连续P个处于第一预设合格范围，测控模块判定第一机器人损坏，并发出第一机器人损坏告警，同时，将第一机器人对应的Hα上调第一预设调整值δHα；

若第j个成型模块产出的成品连续P个处于第三预设合格范围，测控模块判定第二机器人损坏，并发出第二机器人损坏告警，同时，将对应的第j个第二机器人对应的Hγ下调第二预设调整值δHγ；

其中，δHα＞0，δHγ＞0，且δHα以及δHγ的值由材料性质决定，并且δHα以及δHγ的值能够由试验获得。

根据不合格产品的出现频率对设备进行调整，在有效提升了对设备的管控效率的同时，进一步降低了热模锻成品的废弃率。

具体而言，第一机器人以及各第二机器人包含机械手、传送带中的至少一种，其能够设置在单工位热模锻机之间。

利用上述技术方案进行的热模锻如下：

以锻造一带凹槽盘圆为例：

其对应料坯尺寸为Φ80×45mm初锻尺寸为Φ100×30mm，终锻尺寸为Φ135×25mm，成型凹槽尺寸为Φ50×15mm，

此时，测控模块设定Hα=40mm，Hβ=55mm，Hγ=27mm，

料坯在受锻时，若对击锤下落至35mm，测控模块判定该料坯质地过软，并控制第一机器人将其回收并回炉；若对击锤下落至41mm，测控模块判定质地合格，并将其分拣到对应第二锻造模块；若对击锤下落至57mm，测控模块判定该料坯质地过硬，并控制第一机器人将其回收并回炉；

在第一机器人移动对应料坯时，根据料坯的外观将其分类。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种基于多机器人协同的热模锻产线控制系统，其特征在于，包括：

制坯模块，其用以将原料初步锻造为料坯；

第一锻造模块，其与所述制坯模块相连，用以将所述料坯进行预锻以形成初锻件；

第一机器人，其与所述第一锻造模块相连，用以监控所述第一锻造模块的对击锤的工作高度，并将所述第一锻造模块锻造出的所述初锻件以第一预设分拣方式进行分拣；

若干第二锻造模块，其与所述第一机器人相连，用以分别将第一机器人分拣出的对应所述初锻件进行终锻，以分别形成终锻件；

若干第二机器人，其分别与对应所述第二锻造模块相连，用以监控对应的第二锻造模块的对击锤的工作高度以及锻造成品的特征尺寸，并将各所述终锻件以第二预设分拣方式进行分拣；

若干成型模块，其分别与对应所述第二机器人相连，用以将各所述终锻件分别成型为对应的成品；

测控模块，其分别与各所述第一机器人以及各所述第二机器人相连，用以根据第一机器人对所述第一锻造模块的对击锤的工作高度的检测结果控制第一机器人执行对应分拣，以及，根据第二机器人对所述第二锻造模块的对击锤的工作高度的检测结果控制第二机器人执行对应分拣，并根据成品的连续不良数量对第一机器人的检测标准值或第二机器人的检测标准值进行调整；

其中，所述第一预设分拣方式为将所述初锻件中符合第一预设精度区间以及第二预设精度区间的初锻件分别分拣并分别置于对应的第二锻造模块内，所述第二预设分拣方式为将所述终锻件中符合第三预设精度区间以及第四预设精度区间的终锻件分别分拣并分别置于对应的所述成型模块内。

2.根据权利要求1所述的基于多机器人协同的热模锻产线控制系统，其特征在于，所述第一机器人以及各所述第二机器人中分别设有检测器，其用以对抓取的热模锻阶段性成品的锻造外观尺寸进行测量；

其中，所述检测器包含摄像头、红外测量仪、重力传感器中的至少一种，且其能在预设温度下工作；

其中，所述阶段性成品对于所述第一机器人为所述初锻件，对于各所述第二机器人为所述终锻件，所述预设温度为锻造的温度。

3.根据权利要求2所述的基于多机器人协同的热模锻产线控制系统，其特征在于，所述测控模块在所述第一锻造模块以及各所述第二锻造模块进行锻造时，对锻造过程中的对击锤下落的最低点进行监控，并根据最低点的高度控制对应的第一机器人或第二机器人进行分拣。

4.根据权利要求3所述的基于多机器人协同的热模锻产线控制系统，其特征在于，对于第i个料坯，所述测控模块控制所述第一机器人对所述第一锻造模块的对击锤在锻造时的最低高度Hi进行测量，测控模块设有第一预设高度Hα以及第二预设高度Hβ，其中，i=1，2，3，…，n，n≥3且n为整数，0＜Hα＜Hβ，测控模块将Hi与Hα以及Hβ进行比较，以确定第i个料坯对应的第i个初锻件的质量，

若Hi≤Hα，所述测控模块判定第i个初锻件的质量处于第一预设范围，并控制所述第一机器人将第i个初锻件回收至第一回收区；

若Hα＜Hi≤Hβ，所述测控模块判定第i个初锻件的质量处于第二预设范围，并通过所述第一机器人对初锻件的外观进行二次判断；

若Hβ＜Hi，所述测控模块判定第i个初锻件的质量处于第三预设范围，并控制所述第一机器人将第i个初锻件回收至第二回收区；

其中，所述二次判断为在所述第一锻造模块完成初锻时，所述第一机器人通过设置在第一机器人上的检测器对第i个初锻件进行检测；所述第一预设范围为初锻件硬度低于预设容许范围，所述第二预设范围为初锻件硬度处于预设容许范围，所述第三预设范围为初锻件硬度高于预设容许范围；

其中，所述预设容许范围为第i个料坯所属批次的热模锻产品的对应硬度范围。

5.根据权利要求4所述的基于多机器人协同的热模锻产线控制系统，其特征在于，所述测控模块在二次判断条件下，控制所述第一机器人将符合上表面投影要求的所述第i个料坯对应的第i个初锻件进行分拣；

其中，所述上表面投影为第i个初锻件向水平面的上投影的对应轮廓，

所述上表面投影要求为第i个初锻件向水平面的上投影的对应轮廓符合设定的轮廓面积标准；

所述二次判断条件为所述第i个料坯的质量处于所述第二预设范围。

6.根据权利要求5所述的基于多机器人协同的热模锻产线控制系统，其特征在于，对于所述第i个初锻件，其上表面投影面积为Si，所述测控模块中设有第一预设投影面积Sα以及第二预设投影面积Sβ，其中，0＜Sα＜Sβ，测控模块将Si与Sα以及Sβ进行比较，并根据比较结果控制第一机器人将第i个初锻件分拣到对应的第二锻造模块，

若Si≤Sα，所述测控模块判定第i个初锻件刚度处于第一预设刚度范围，并控制所述第一机器人将第i个初锻件移动至第一锤击力的第二锻造模块；

若Sα＜Si≤Sβ，所述测控模块判定第i个初锻件刚度处于第二预设刚度范围，并控制所述第一机器人将第i个初锻件移动至第二锤击力的第二锻造模块；

若Sβ＜Si，所述测控模块判定第i个初锻件刚度处于第三预设刚度范围，并控制所述第一机器人将第i个初锻件移动至第三锤击力的第二锻造模块；

其中，所述第一预设刚度范围为塑性低于预设塑性范围的对应范围，所述第二预设刚度范围为塑性处于预设塑性范围的对应范围，所述第三预设刚度范围为塑性高于预设塑性范围的对应范围；

其中，所述第一锤击力为对应所述第一预设刚度范围锻造力度，所述第二锤击力为对应所述第二预设刚度范围锻造力度，所述第三锤击力为对应所述第三预设刚度范围锻造力度；

其中，所述第一锤击力、所述第二锤击力以及所述第三锤击力在对单个所述批次的初锻件进行锻造时，制造的所述终锻件尺寸相同，且，第一锤击力小于第二锤击力小于第三锤击力；

其中，所述预设塑性范围为所述第二锤击力的第二锻造模块对应的锻打锤击力。

7.根据权利要求6所述的基于多机器人协同的热模锻产线控制系统，其特征在于，所述测控模块控制第j个第二机器人对第j锤击力的第二锻造模块的对击锤在锻造所述第i个初锻件形成对应的第i个终锻件时的最低高度Hij进行测量，测控模块设有第三预设高度Hγ，其中，j=1，2，3，0＜Hγ，测控模块将Hij与Hγ进行比较，以确定第i个料坯的质量，

若Hij≤Hγ，所述测控模块判定第i个锻件的质量处于第一预设终锻质量范围，并控制所述第j个第二机器人将第i个终锻件回收；

若Hγ＜Hij，所述测控模块判定第i个终锻件的质量处于第二预设终锻质量范围，并通过所述第j个第二机器人将第i个终锻件对应的第i个终锻件送入第j个成型模块；

其中，所述第一预设终锻质量范围为低于预设终锻质量的对应范围，所述第二预设终锻质量范围为处于预设终锻质量的对应范围。

8.根据权利要求7所述的基于多机器人协同的热模锻产线控制系统，其特征在于，所述测控模块控制所述第j个第二机器人对所述第j个成型模块加工后的第i个终锻件对应的第i个成品的凹槽深度Di进行测量，测控模块中设有第一预设深度Dα以及第二预设深度Dβ，其中，0＜Dα＜Dβ，测控模块将Di与Dα以及Dβ进行比较，以确定第i个成品的对应合格范围，

若Di＜Dα，所述测控模块判定第i个成品处于第一预设合格范围；

若Dα≤Di≤Dβ，所述测控模块判定第i个成品处于第二预设合格范围；

若Dβ＜Di，所述测控模块判定第i个成品处于第三预设合格范围；

其中，所述第一预设合格范围为第i个成品的凹槽深度低于预设凹槽深度的对应范围，所述第二预设合格范围为第i个成品为合格品，所述第三预设合格范围为第i个成品的凹槽深度高于预设凹槽深度的对应范围。

9.根据权利要求8所述的基于多机器人协同的热模锻产线控制系统，其特征在于，所述测控模块中还设有最大不良数量P，

若第j个成型模块产出的所述成品连续P个处于所述第一预设合格范围，所述测控模块判定所述第一机器人损坏，并发出第一机器人损坏告警，同时，将所述第一机器人对应的第一预设高度Hα上调第一预设调整值δHα；

若第j个成型模块产出的所述成品连续P个处于所述第三预设合格范围，所述测控模块判定所述第二机器人损坏，并发出第二机器人损坏告警，同时，将对应的第j个第二机器人对应的第三预设高度Hγ下调第二预设调整值δHγ；

其中，δHα＞0，δHγ＞0，且δHα以及δHγ的值由材料性质决定。

10.根据权利要求9所述的基于多机器人协同的热模锻产线控制系统，其特征在于，所述第一机器人以及各所述第二机器人包含机械手、传送带中的至少一种，其能够设置在单工位热模锻机之间。

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