CN104731064A - 一种空心砖生产线机器人集成控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空心砖生产线机器人集成控制***,包括交换机、人机交互界面、工程师站、主站控制器、空心砖坯挤出成型机控制器、切坯机控制器、砖坯传送运输机控制器和两个码坯机器人控制器;主站控制器、人机交互界面和工程师站均通过工业以太网连接到交换机上,空心砖坯挤出成型机控制器、切坯机控制器、砖坯传送运输机控制器和码坯机器人控制器均通过PROFIBUS-DP总线连接到主站控制器上;两个码坯机器人控制器均分别连接有机器人伺服驱动控制器。本发明将机器人、挤出成型机、切坯机、砖坯传送运输机等设备有机的联系起来,基于PROFIBUS-DP现场总线技术的实时性好,可靠性高,开销少等优点。
Description
技术领域
本发明涉及***集成控制技术领域,具体地说是一种空心砖生产线机器人集成控制***。
背景技术
随着信息技术的飞速发展,信息交换的范围正迅速覆盖从工厂的管理、控制到现场设备层的各个层次,并逐步形成了全分布式网络集成自动化***和以此为基础的企业信息***。而现场总线使得现场仪表之间、现场仪表和控制室设备之间构成网络互连***,实现全数字化、双向、多点数字通信。
在总线控制技术中,PROFIBUS-DP现场总线技术是一种国际化、开放式和不依赖于设备生产商的现场总线标准,它有实时性好,可靠性高,开销少等优点,广泛适用于制造业自动化、楼宇自动化、交通管理自动化、过程自动化、电力工业和电力输送等领域自动化,是现阶段使用最频繁的工业通信规范。
由Ethernet/IP工业以太网组成的***具有***兼容性,互操作性好,资源共享能力强等优点,可以很容易的实现将控制现场的数据与信息***上的资源共享。
另一方面,工业机器人已经日益成为各种生产中不可或缺的主体,通过***集成,它以其灵活高效的特性组成各种各样的应用***,不但提高了生产率,还提高了生产柔性,适应当今多品种、小批量生产的趋势。但是,***集成方法的局限使得工业机器人并未能充分发挥其技术优势,导致机器人***的专用性增强,不利于机器人***的普及使用,因此突破传统***集成方法,建立新的机器人作业***具有十分重要的意义。
在空心砖生产线的生产中,现有的空心砖生产线未能最有效的将机器人、空心砖坯成型机、切坯机等设备有机的联系起来,并实现集中监控和统一优化设定,各分设备之间较为独立,只采用了常规的通讯方式简单实现了设备之间的前后连锁通讯,不能有效提高空心砖生产线的自动化控制程度和生产运作效率,不能满足现代化、自动化生产和低成本高效率作业的要求。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种空心砖生产线机器人集成控制***。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案来实现:
一种空心砖生产线机器人集成控制***,由总控***、空心砖挤出成型机控制***、切坯机控制***、一号码坯机器人控制***、二号码坯机器人控制***组成,具体包括交换机、人机交互界面(HMI)、工程师站、主站控制器、空心砖坯挤出成型机控制器、切坯机控制器、砖坯传送运输机控制器、一号码坯机器人控制器和二号码坯机器人控制器。
所述主站控制器是各基础生产设备的网桥,用于运行主控程序,完成整条空心砖生产线全部生产设备的时序控制、逻辑控制、联锁控制和紧急停止控制。
所述空心砖坯挤出成型机控制器用于空心砖坯挤出成型控制。
所述切坯机控制器用于对砖坯进行切割控制。
所述砖坯传送运输机控制器用于对切割后的砖坯的传送控制。
所述码坯机器人控制器用于控制空心砖的搬运和码坯控制。
所述工程师站用于工程师进行***调试和维护。
所述主站控制器、人机交互界面和工程师站均通过工业以太网连接到所述交换机上,所述空心砖坯挤出成型机控制器、切坯机控制器、砖坯传送运输机控制器和码坯机器人控制器均通过PROFIBUS-DP总线连接到所述主站控制器上;所述的一号码坯机器人控制器、二号码坯机器人控制器均通过EthernetPOWERLINK连接方式分别连接有一号机器人伺服驱动控制器、二号机器人伺服驱动控制器。
所述主站控制器包括调度连线控制功能模块、监控功能模块和安全防护功能模块;所述调度连线控制功能模块用于整条自动生产线流程的控制;所述监控功能模块采用Portal工业组态软件,基于工业以太网进行数据通信,用于整个空心砖生产流程的监控;所述安全防护功能模块独立于连线调度控制功能模块和监控功能模块,用于整条生产线的安全控制。
所述空心砖坯挤出成型机控制器包括一号通信模块、一号运动控制模块和一号伺服驱动控制模块。
所述切坯机控制器包括二号通信模块、二号运动控制模块和二号伺服驱动控制模块。
所述砖坯传送运输机控制器包括三号通信模块、三号运动控制模块、三号伺服驱动控制模块和计数模块。
所述一号机器人伺服驱动控制器包括一号J1轴控制器、一号J2轴控制器、一号J3轴控制器和一号J4轴控制器,所述二号机器人伺服驱动控制器包括二号J1轴控制器、二号J2轴控制器、二号J3轴控制器和二号J4轴控制器,利用各轴控制器实现对机器人位姿的控制。所述一号J1轴控制器、一号J2轴控制器、一号J3轴控制器、一号J4轴控制器均通过Ethernet POWERLINK连接方式与一号码坯机器人控制器连接,所述二号J1轴控制器、二号J2轴控制器、二号J3轴控制器和二号J4轴控制器均通过Ethernet POWERLINK连接方式与二号码坯机器人控制器连接。
所述一号码坯机器人控制器、二号码坯机器人控制器均通过EthernetPOWERLINK连接方式分别连接有一号示教器、二号示教器,一号码坯机器人控制器、二号码坯机器人控制器还均连接有空心砖夹持***,用于对空心砖夹持控制。
所述主站控制器还连接有声光报警器和传感器,主站控制器根据传感器的触发信息发出声光警报。
本发明的有益效果是:本发明将机器人、挤出成型机、切坯机、砖坯传送运输机等设备有机的联系起来,基于PROFIBUS-DP现场总线技术的实时性好,可靠性高,开销少等优点,并考虑其应用的经济性、良好的继承性及实际应用后的经济效果,在空心砖生产线集成控制***中采用PROFIBUS-DP总线控制方式,并辅以***兼容性和互操作性好,资源共享能力强的以太网通信技术,实现集中监控和统一优化设定,大大提高了空心砖的生产能力、生产质量,极大地优化了空心砖生产线的控制过程,简化了人力监控,提高了生产流水线的自动化程度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的控制***连接结构示意图;
图2是本发明的控制流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
如图1所示,本发明的空心砖生产线集成控制***由总控***7、空心砖挤出成型机控制***50、切坯机控制***47、一号码坯机器人控制***25和二号码坯机器人控制***37组成,当然,码坯机器人控制***也可为更多组,连接方式同一号码坯机器人控制***25和二号码坯机器人控制系37之间的连接方式,具体包括全线监控的人机交互界面设备1、工程师站2、交换机4、主站控制器6、空心砖坯挤出成型机控制器9、切坯机控制器12、一号码坯机器人控制***25内的一号码坯机器人控制器15、二号码坯机器人控制系37内的二号码坯机器人控制器20。
全线监控的人机交互界面设备1、工程师站2、主站控制器6均通过工业以太网连接到交换机4上。空心砖坯挤出成型机控制器9、切坯机控制器12、一号码坯机器人控制器15、二号码坯机器人控制器20分别通过主站控制器6上连有的一号PROFIBUS-DP从站模块10、二号PROFIBUS-DP从站模块13、三号PROFIBUS-DP从站模块18、四号PROFIBUS-DP从站模块23分别对应利用PROFIBUS-DP电缆8连接到主站控制器6上设有的PROFIBUS-DP主站模块5上。一号码坯机器人控制器15、二号码坯机器人控制器20分别通过一号EthernetPOWERLINK27、二号Ethernet POWERLINK29连接一号机器人伺服驱动控制器30、二号机器人伺服驱动控制器32,一号码坯机器人控制器通过24V的电缆连接有砖坯夹持***的一号输入输出元件31;二号码坯机器人控制器通过24V的电缆连接有砖坯夹持***的二号输入输出元件38。空心砖坯挤出成型机控制器9通过一号运动控制模块11连接到一号伺服驱动控制模块48,切坯机控制器12通过二号运动控制模块14连接到二号伺服驱动控制模块45。主站控制器6起到各基础生产设备之间的网桥作用,运行主控程序,完成整条空心砖生产线全部生产设备的时序控制、逻辑控制、联锁控制、紧急停止控制等功能;所述主站控制器6采用西门子S7-1200控制器,以满足组态灵活、通信能力强、可靠性高的要求。以主站控制器6为核心设有空心砖生产的主控***51,由调度连线控制功能模块、监控功能模块和安全防护功能模块三大部分组成;连线调度控制功能模块用于整条自动生产线流程的控制;监控功能模块采用Portal工业组态软件,基于工业以太网进行数据通信,用于整个空心砖生产流程的监控;安全防护功能模块相对独立于连线调度控制功能模块和监控功能模块,用于整条生产线的安全控制。
一号机器人伺服驱动控制器30包括一号J1轴控制器33,一号J2轴控制器34,一号J3轴控制器35,一号J4轴控制器36;二号机器人伺服驱动控制器32包括二号J1轴控制器39,二号J2轴控制器40,二号J3轴控制器41,二号J4轴控制器42。
一号码坯机器人控制器15、二号码坯机器人控制器20均通过EthernetPOWERLINK连接方式分别连接有一号示教器16、二号示教器22,一号示教器16和二号示教器22用于机器人动作逻辑设置和调试。
主站控制器6还连接有声光报警器和传感器43,主站控制器6根据传感器的信息发出声光警报。
该空心砖生产线机器人集成控制系的控制流程如下:
如图2所示,所述主站控制器6通过以太网连接有一号显示***60和工厂级生产管理***61,工厂级生产管理***61下达生产计划和确定产品信息;主控***51完成生产计划的调度和协调,并监控整个生产过程;主控***51连接有设备级控制***55,设备级控制***55完成具体计划实施,设备级控制***55内设有设备级控制器57,所述设备级控制器57通过以太网连接有二号显示***59,显示设备运行状态和参数设定及反馈。
工厂级生产管理***61通过主控***的以太网通信***把生产计划和产品信息传递给主站控制器6;主站控制器6从工厂级生产管理***61获取生产计划和产品信息后,根据产品信息进行工艺参数的配置,将具体控制指标通过主控***51的Profibus-DP和设备级控制***55的Profibus-DP下发给各设备控制器,并在生产过程中进行调度和协调,同时接受设备级控制***55的实际生产过程数据,通过显示***59实时监控和显示生产过程;设备级控制器57通过Profibus-DP在收到主控***51的控制指令后,分别完成成型、切坯、码坯过程的分体控制过程;在空心砖坯整个生产过程后,主控***51收集整理生产过程实际数据,反馈给工厂级生产管理***61。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种空心砖生产线机器人集成控制***,包括交换机、人机交互界面、工程师站、主站控制器,其特征在于:还包括空心砖坯挤出成型机控制器、切坯机控制器、砖坯传送运输机控制器、一号码坯机器人控制器和二号码坯机器人控制器;
所述主站控制器、人机交互界面和工程师站均通过工业以太网连接到所述交换机上,所述空心砖坯挤出成型机控制器、切坯机控制器、砖坯传送运输机控制器和码坯机器人控制器均通过PROFIBUS-DP总线连接到所述主站控制器上;所述的一号码坯机器人控制器、二号码坯机器人控制器均通过EthernetPOWERLINK连接方式分别连接有一号机器人伺服驱动控制器、二号机器人伺服驱动控制器。
2.根据权利要求1所述的一种空心砖生产线机器人集成控制***,其特征在于:所述主站控制器包括调度连线控制功能模块、监控功能模块和安全防护功能模块;所述安全防护功能模块独立于所述连线调度控制功能模块和监控功能模块。
3.根据权利要求1所述的一种空心砖生产线机器人集成控制***,其特征在于:所述空心砖坯挤出成型机控制器包括一号通信模块、一号运动控制模块和一号伺服驱动控制模块。
4.根据权利要求1所述的一种空心砖生产线机器人集成控制***,其特征在于:所述切坯机控制器包括二号通信模块、二号运动控制模块和二号伺服驱动控制模块。
5.根据权利要求1所述的一种空心砖生产线机器人集成控制***,其特征在于:所述砖坯传送运输机控制器包括三号通信模块、三号运动控制模块、三号伺服驱动控制模块和计数模块。
6.根据权利要求1所述的一种空心砖生产线机器人集成控制***,其特征在于:所述一号机器人伺服驱动控制器包括一号J1轴控制器、一号J2轴控制器、一号J3轴控制器和一号J4轴控制器,所述二号机器人伺服驱动控制器包括二号J1轴控制器、二号J2轴控制器、二号J3轴控制器和二号J4轴控制器,所述一号J1轴控制器、一号J2轴控制器、一号J3轴控制器、一号J4轴控制器均通过Ethernet POWERLINK连接方式与一号码坯机器人控制器连接,所述二号J1轴控制器、二号J2轴控制器、二号J3轴控制器和二号J4轴控制器均通过EthernetPOWERLINK连接方式与二号码坯机器人控制器连接。
7.根据权利要求1或6所述的一种空心砖生产线机器人集成控制***,其特征在于:所述一号码坯机器人控制器、二号码坯机器人控制器均通过EthernetPOWERLINK连接方式分别连接有一号示教器、二号示教器,一号码坯机器人控制器、二号码坯机器人控制器还均连接有空心砖夹持***。
8.根据权利要求1所述的一种空心砖生产线机器人集成控制***,其特征在于:所述主站控制器还连接有声光报警器和传感器。
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