WO2011069403A1 - 一种冲压自动化生产线监控及运动仿真系统 - Google Patents

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WO2011069403A1
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stamping
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computer
motion simulation
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曹金学
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奇瑞汽车股份有限公司
芜湖普威技研有限公司
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
    • G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric

Definitions

  • the utility model belongs to the technical field of mechanical pressure processing, relates to the control technology of the stamping automatic production line, and more specifically relates to a stamping automatic production line monitoring and motion simulation system. Background technique
  • the monitoring platform of the stamping automated production line adopts the plane monitoring interface produced by Siemens or KUKA, COMAU and other manufacturers on its own software platform, and can not reflect the robots or robots and presses on the stamping automated production line from the three-dimensional perspective.
  • the actual position of the slider, the worker needs to go to the actual position to determine the actual position of the press slider and the robot or robot, and to personally debug the transfer device in the position to be debugged.
  • the object of the present invention is to provide a stamping automated production line monitoring and motion simulation system, which realizes monitoring of field devices and debugging of control variables in a virtual environment.
  • the utility model provides a stamping automatic production line monitoring and motion simulation system, which is connected with a stamping machine tool and a workpiece conveying device on a stamping automatic production line through a signal line, and the stamping machine tool is provided with a molding die for pressure processing the workpiece.
  • the punching machine tool is provided with a moving component speed sensor of a stamping machine tool
  • the workpiece conveying device is provided with a workpiece position sensor and a workpiece conveying speed sensor
  • the stamping automatic production line monitoring and motion simulation system is provided with a computer
  • the computer is provided with The hard disk storage of the automatic printing line monitoring and simulation software is stored, and the input device of the computer is connected with the workpiece position sensor, the moving part speed sensor of the punching machine tool and the workpiece conveying speed sensor through a signal line.
  • a camera is provided on the stamping automated production line, and the camera is connected to the input device of the computer via a signal line.
  • the workpiece position sensor is a photoelectric position sensing element.
  • the computer is connected to the power control device of the moving part of the stamping machine by means of a signal line.
  • the computer is connected to the transmission component drive control device of the workpiece transport device via a signal line.
  • the utility model has the beneficial effects that: the virtual environment technology and the field device are used for information communication, and the actual position of each moving object on the current production line and the real-time motion trend of each moving object can be more accurately and visually monitored, and can be targeted in the virtual environment.
  • the automated process of a stamping part simulating the production process of an automated production line, verifies the correctness of the program. It is possible to debug the movement track of the robot or robot for the new product in the virtual environment, and save and upload the data to the control system, so that it can replace the actual debugging work and realize remote monitoring and debugging through Industrial Ethernet.
  • Figure 1 is a schematic view of the structure of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic structural view of the utility model, the stamping automatic machine line monitoring and motion simulation system of the utility model and the stamping machine tool 1 and the workpiece transfer device 2 on the stamping automatic production line 8 are connected by a signal line, and the stamping machine tool 1 is formed
  • the mold pressurizes the workpiece 3.
  • the forming die includes a fixedly mounted lower die and an upper and lower moving upper die, and the workpiece 3 is transferred by the workpiece transfer device 2, and is transported from one station to the next station for punching.
  • the stamping automatic production line 8 comprises a plurality of stamping equipments, and a plurality of stamping equipments form a plurality of production stations, which are arranged into a production line according to a production process, and complete the blanking, forming, punching and stretching of the parts. Wait for more than one process.
  • the present invention adopts the following technical solutions.
  • the utility model provides a stamping automatic production line monitoring and motion simulation system, which is connected with a stamping machine tool 1 and a workpiece transfer device 2 on a stamping automatic production line 8 through a signal line, and the punching machine tool 1 is provided with stamping.
  • the machine tool moving part speed sensor 5, the workpiece transfer device 2 is provided with a workpiece position sensor 4 and a workpiece transfer speed sensor 6.
  • the workpiece position sensor 4 acquires real-time position data of the workpiece 3 and provides it to the control system for analysis and judgment.
  • the moving part speed sensor 5 of the stamping machine tool acquires the speed information of the mold movement and provides it to the control system for analysis and judgment.
  • the workpiece transfer speed sensor 6 acquires the workpiece 3 and the speed data transmitted by the workpiece transfer device 2 is supplied to the control system for analysis and judgment.
  • the stamping automated production line monitoring and motion simulation system is provided with a computer, and the monitoring and simulation in the utility model are all completed by the computer.
  • the computer is provided with a hard disk storage for storing the automatic production line monitoring and simulation software, and the input device of the computer and the workpiece position sensor 4, the punching machine moving part speed sensor 5 and the workpiece transmission speed sensor 6 perform signal lines. connection.
  • the utility model adopts VC++6.0 development platform, uses WTK (world tool kit) virtual environment development software package, industrial automation communication specification based on OPC (OLE for Process Control, OLE for process control), in VC++6.0
  • WTK world tool kit
  • OPC OLE for Process Control
  • OPC OLE for process control
  • VC++6.0 development platform users can develop their own unique monitoring interface, using the world tool kit virtual environment development software package, powerful; currently, OPC-based industrial automation communication specifications have been more internationally versatile.
  • the online monitoring of the whole line uses OPC asynchronous communication to monitor the actual position change of each moving object (including manipulator, press slider, workpiece, etc.) in real time, and trigger the corresponding 3D model motion in the virtual environment, as shown in Figure 1.
  • simulation can be used to simulate the production motion process in the virtual environment to verify whether the moving object collides.
  • Debugging moving parts in a virtual environment allows you to control the motion of a single robot in a virtual environment and save the track points to a computer's database and upload them to the control system.
  • a camera 7 is provided on the stamping automated production line 8, and the camera ⁇ is connected to the input device of the computer via a signal line.
  • Embodiment 2 The shape and size of the workpiece 3 are obtained by the camera 7 to provide these geometric parameters to the computer for analysis and judgment.
  • the workpiece position sensor 4 of the present invention is a photoelectric position sensing element.
  • Photoelectric position sensing element can The position of the workpiece 3 is measured more accurately, and converted into a digital signal, which is transmitted to a computer for analysis and judgment.
  • the computer of the present invention is connected to the power control device of the moving part of the press machine 1 via a signal line.
  • the computer processes, analyzes, and judges the data obtained by each sensor. Based on the simulation analysis, the power components of the press machine 1 are controlled, and the process parameters such as the moving speed and the pressing force are adjusted.
  • the computer of the present invention is connected to the transmission component drive control device of the workpiece transfer device 2 via a signal line.
  • the computer processes, analyzes, and judges the data obtained by each sensor and camera.
  • the drive control device of the workpiece transfer device 2 is controlled to adjust the process parameters such as the moving speed and the dwell time of the workpiece 3.

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Description

一种冲压自动化生产线监控及运动仿真系统
技术领域
本实用新型属于机械压力加工的技术领域， 涉及冲压自动化生产线的控制技术， 更具 体地说， 涉及一种冲压自动化生产线监控及运动仿真系统。 背景技术
在现有技术中， 冲压自动化生产线的监控平台都是采用西门子或 KUKA、 COMAU等 厂家在自身软件平台上制作的平面监控界面， 不能从三维角度反映出冲压自动化生产线上 各机器人或机械手及压机滑块的实际位置， 工人需要到实际位置才能判断压机滑块及机械 手或机器人的实际位置， 并亲自到需要调试的位置调试传送设备。
目前， 虚拟环境技术已经有广泛的应用， 但还没有在冲压自动化生产线监控及仿真技 术领域中使用。 在冲压生产线实现自动化生产中， 传统的平面监控平台不能从三维角度反 映传送设备的实际位置， 不能更加形象地反映生产状况。 实用新型内容
鉴于上述问题， 本实用新型的目的是提供一种冲压自动化生产线监控及运动仿真系 统， 实现对现场设备的监控及在虚拟环境中控制变量调试。
具体地说， 本实用新型提供一种冲压自动化生产线监控及运动仿真系统， 与冲压自动 化生产线上的冲压机床及工件传输设备通过信号线路连接， 所述的冲压机床上设成型模具 对工件进行压力加工， 所述的冲压机床设有冲压机床运动部件速度传感器， 工件传输设备 设有工件位置传感器及工件传输速度传感器， 所述的冲压自动化生产线监控及运动仿真系 统设有计算机， 所述的计算机设有存储冲压自动化生产线监控及仿真软件的硬盘存储器， 计算机的输入设备与所述的工件位置传感器、 冲压机床运动部件速度传感器及工件传输速 度传感器通过信号线路连接。
进一步地， 在所述的冲压自动化生产线上设有摄像机， 所述的摄像机与所述的计算机 的输入设备通过信号线路连接。
所述的工件位置传感器为光电式的位置感应元件。
所述的计算机通过信号线路与所述的冲压机床的运动部件的动力控制装置连接。 所述计算机通过信号线路与所述的工件传输设备的传输部件驱动控制装置连接。 本实用新型的有益效果在于： 采用虚拟环境技术和现场设备进行信息通讯， 能更加形 象准确地监控目前生产线上各运动物体的实际位置及各运动物体实时的运动趋势， 并且可 以在虚拟环境中针对某个冲压件的自动化程序， 仿真模拟自动化生产线的生产过程， 能够 验证程序的正确性。 可以在虚拟环境中针对新产品调试机械手或机器人的运动轨迹， 并把 数据保存、 上传到控制系统， 从而可以取代实际的调试作业， 通过工业以太网实现远程的 监控、 调试等作业。 附图说明
图 1为本实用新型的结构示意图。
附图标记：
1. 冲压机床 2. 工件传输设备 3. 工件 4. 工件位置传感器
5. 冲压机床运动部件速度传感器 6. 工件传输速度传感器
7. 摄像机 8. 冲压自动化生产线 具体实施方式
下面结合附图， 通过对实施例的描述， 对本实用新型的技术方案进行详细地说明。 图 1为本实用新型的结构示意图， 本实用新型冲压自动化生产线监控及运动仿真系统 与冲压自动化生产线 8上的冲压机床 1及工件传输设备 2通过信号线路连接， 所述的冲压 机床 1上设成型模具对工件 3进行压力加工。 成型模具包括固定安装的下模和上下运动的 上模， 工件 3由工件传输设备 2进行传送， 由一个工位传送至下一个工位进行冲压。
在本实用新型中， 所述的冲压自动化生产线 8包括多台冲压设备， 多台冲压设备构成 多个生产工位， 按生产流程布置成流水线， 完成零件的落料、 成型、 冲孔、 拉伸等多道工 序。
为了解决在背景技术部分所述的现有技术中存在的问题， 实现对现场设备的监控及在 虚拟环境中控制变量的调试目的， 本实用新型采取如下的技术方案。
如图 1所示， 本实用新型提供一种冲压自动化生产线监控及运动仿真系统， 与冲压自 动化生产线 8上的冲压机床 1及工件传输设备 2通过信号线路连接， 所述的冲压机床 1设 有冲压机床运动部件速度传感器 5， 工件传输设备 2设工件位置传感器 4及工件传输速度 传感器 6。
工件位置传感器 4获取工件 3的实时位置数据， 提供给控制系统进行分析和判断。 冲压机床运动部件速度传感器 5获取模具运动的速度信息， 提供给控制系统进行分析 和判断。
工件传输速度传感器 6获取工件 3由工件传输设备 2传送时的速度数据， 提供给控制 系统进行分析和判断。
所述的冲压自动化生产线监控及运动仿真系统设有计算机， 本实用新型中的监控和仿 真均由该计算机完成。 所述的计算机设有存储冲压自动化生产线监控及仿真软件的硬盘存 储器， 所述的计算机的输入设备与所述的工件位置传感器 4、 冲压机床运动部件速度传感 器 5及工件传输速度传感器 6进行信号线路连接。
本实用新型采用 VC++6.0开发平台，使用 WTK (world tool kit)虚拟环境开发软件包， 基于 OPC ( OLE for Process Control, 用于过程控制的 OLE) 的工业自动化通讯规范， 在 VC++6.0开发平台上实现现场设备、 监控及控制变量、 操作者在虚拟环境中的集成， 操作 者可以在软件平台上进行整条生产线的操作， 不需要亲自到现场调试。
采用 VC++6.0开发平台， 用户可以开发具有自己特色的监控界面， 使用 world tool kit 虚拟环境开发软件包， 功能强大； 目前， 基于 OPC的工业自动化通讯规范已经在国际上比 较通用。
整线在线监控采用 OPC异步通讯， 实时监控各运动物体（包括机械手， 压机滑块， 工 件等） 的实际位置变化， 并在虚拟环境中触发对应的三维模型运动， 如图 1所示。
当对某个控制程序需要验证时，可以采用模拟仿真，在虚拟环境中仿真生产运动过程， 验证运动物体有没有发生碰撞。
增加视点功能，可以同时观察各个生产工位的运动状况。在虚拟环境中调试运动部件， 可以在虚拟环境中控制单个机械手的运动轨迹， 并把轨迹点保存到计算机的数据库中， 并 上传到控制系统。
实施例一
在所述的冲压自动化生产线 8上设摄像机 7， 所述的摄像机 Ί与所述的计算机的输入 设备通过信号线路连接。
通过摄像机 7获取工件 3的外形形状和尺寸， 以便将这些几何参数提供给计算机进行 分析和判断。 实施例二
本实用新型所述的工件位置传感器 4为光电式位置感应元件。 光电式位置感应元件能 较为准确地测出工件 3的位置， 并将其转换成数字信号， 传送至计算机进行分析和判断。 实施例三
本实用新型所述的计算机通过信号线路与所述的冲压机床 1的运动部件的动力控制装 置连接。 计算机对由各传感器获得的数据进行处理并分析、 判断， 在进行仿真分析的基础 上， 对冲压机床 1的动力部件进行控制， 调整其运动速度、 冲压力的大小等工艺参数。 实施例四
本实用新型所述的计算机通过信号线路与所述的工件传输设备 2的传输部件驱动控制 装置连接。
计算机对由各传感器和摄像机获得的数据进行处理并分析、 判断， 在进行仿真分析的 基础上， 对工件传输设备 2的驱动控制装置进行控制， 调整工件 3的运动速度、 停顿时间 等工艺参数。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述， 显然， 本实用新型具体实现并不受上 述方式的限制， 只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改 进， 或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的， 均在本实用新型 的保护范围之内。

Claims

权利要求书
1、 一种冲压自动化生产线监控及运动仿真系统， 与冲压自动化生产线 （8) 上的冲压 机床 （1 ) 及工件传输设备 （2) 通过信号线路连接， 所述的冲压机床 （1 ) 上设成型模具 对工件 （3) 进行压力加工， 其特征在于： 所述的冲压机床 （1 ) 设有冲压机床运动部件速 度传感器（5)， 工件传输设备（2)设有工件位置传感器（4)及工件传输速度传感器（6)， 所述的冲压自动化生产线监控及运动仿真系统设有计算机， 所述的计算机设有存储冲压自 动化生产线监控及运动仿真软件的硬盘存储器， 计算机的输入设备与所述的工件位置传感 器 （4)、 冲压机床运动部件速度传感器 （5) 及工件传输速度传感器 （6) 通过信号线路连 接。
2、 按照权利要求 1 所述的冲压自动化生产线监控及运动仿真系统， 其特征在于： 在 所述的冲压自动化生产线 （8) 上设摄像机 （7)， 所述的摄像机 （7) 与所述的计算机的输 入设备通过信号线路连接。
3、 按照权利要求 1 所述的冲压自动化生产线监控及运动仿真系统， 其特征在于： 所 述的工件位置传感器 （4) 为光电式位置感应元件。
4、 按照权利要求 1 所述的冲压自动化生产线监控及运动仿真系统， 其特征在于： 所 述的计算机通过信号线路与所述的冲压机床 （1 ) 的运动部件的动力控制装置连接。
5、 按照权利要求 1 所述的冲压自动化生产线监控及运动仿真系统， 其特征在于： 所 述的计算机通过信号线路与所述的工件传输设备 （2) 的传输部件驱动控制装置连接。
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