CN112114568A - 以数据为中心的多工位个性化产品加工程序的设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于自动化流水线技术领域,具体涉及一种以数据为中心的多工位个性化产品加工程序的设计方法。该方法包括:动态选择产品相应的配方数据,生成数据包信息;通过输送机构将产品输送至产线中的各个工位,完成数据包信息的传递过程;根据数据包信息,利用工位对产品进行处理,将处理结果记录于数据包信息中;直至各个工位对产品均完成处理,通过输送机构将已加工完成的产品送出产线。本发明即能提供灵活的加工柔性,又能保证每个产品的加工过程都能时刻保持与配方的一致性,避免了意外的非一致性加工,并通过把复杂的逻辑编程转化为简单的数据生成、传递和处理的方法大幅降低了编程的复杂程度。
Description
技术领域
本发明属于自动化流水线技术领域,具体涉及一种以数据为中心的多工位个性化产品加工程序的设计方法。
背景技术
人们通常把产品的加工过程分解为多道工序,然后针对每道工序设计相应的加工单元,最后通过恰当的输送机构将各个加工单元连接成流水线,于是便设计出了多工位加工的自动化流水线。
在对多工位加工的自动化流水线编程中,通常先针对每个工位完成的加工功能进行相应编程,然后在输送机构运送产品经过各个需要的加工工位时,由各对应的工位单元根据相关数据的逻辑的判断来完成各个相应的加工作业。其中一项重要的内容便是数据,因为产线的柔性通常是通过各类数据的变化而产生的。因此数据的有效组织和管理,将是产线柔性工作的核心。
一般会以流水线的输送和工位单元为中心,通过识别不同的产品,由输送机构选择不同的工位,并根据工位识别的产品类型,进行不同功能的加工作业。但是,以流水线的输送和加工工位的功能为中心的多工位加工程序的设计方法,产线的功能为核心,参数的改变直接调整并影响产线的工作方式,从而容易导致在修改参数或切换配方时,正处在各工位的中间产品的加工过程产生意外的加工处理或导致加工与配方要求不一致的问题。
发明内容
本发明针对以流水线的输送和工位单元为中心的加工方式,在修改参数或切换配方时在加工处理的产品可能无法确保正常加工的技术问题,并通过把复杂的逻辑编程转化为简单的数据生成、跟踪和处理的方法大幅降低了编程的复杂程度,目的在于提供一种以数据为中心的多工位个性化产品加工程序的设计方法。
以数据为中心的多工位个性化产品加工程序的设计方法,包括:
动态选择产品相应的配方数据,利用所述配方数据和产线状态生成跟随产品的数据包信息,所述数据包信息跟随产品在产线中传递并处理;
通过输送机构将所述产品输送至产线中的各个工位,完成跟随所述产品的对应所述数据包信息的传递过程;
根据传递的所述数据包信息,利用所述工位对产品进行相应的处理,得到处理结果,将所述处理结果记录于所述产品对应的所述数据包信息中;
直至各个工位根据所述数据包信息对产品均完成处理,通过所述输送机构将已加工完成的所述产品送出所述产线,并可将相应的数据包信息反馈至相应的上位***中用于状态的显示和数据的记录等。
进一步,所述动态选择产品相应的配方数据,利用所述配方数据和产线状态生成跟随产品的数据包信息前,包括:
将产品的加工过程分解为多道工序,对每道工序预设相应的加工工位,通过所述输送机构将各个工位连接成产线;
对所述产线中的每个所述工位的加工功能进行相应编程后,根据产线对柔性的需求提取关键控制参数、功能开关控制信息和特定功能控制信息中的相关项,得到含有针对每个所述工位对应的控制信息的控制字信息。
进一步,所述动态选择产品相应的配方数据,利用所述配方数据和产线状态生成跟随产品的数据包信息,包括:
通过预设的识别***确认产品的产品类型,根据所述产品类型选择相应的配方数据,所述配方数据包括所述产品生产所需的所有工位标识信息、工位对应的控制字信息及状态字信息;
提取各个工位及对应的控制字信息及状态字信息,生成所述产品对应的数据包信息。
进一步,所述识别***是物理编码或标签***中的任意一种或几种的组合。
进一步,所述配方数据存储于PLC模块、触摸屏、上位机或网络***的上位***中的至少一项中。
进一步,所述通过输送机构将所述产品输送至产线中的各个工位,完成跟随所述产品的对应所述数据包信息的传递过程,包括:
所述输送机构上预设有多个产品位置检测装置,通过所述产品位置检测装置确定所述产品的位置,根据所述产品的位置,将所述产品对应所述数据包信息传递至所述位置对应的工位,完成所述数据包信息的传递。
进一步,所述产品位置检测装置采用位置开关或读码器中的任意一种或几种的组合。
进一步,根据传递的所述数据包信息,利用所述工位对产品进行相应的处理,得到处理结果,将所述处理结果记录于所述产品对应的所述数据包信息中,包括:
所述工位根据所述数据包信息中的控制字信息,对产品进行加工处理,得到处理结果,将所述处理结果记录于所述数据包信息中的状态字信息中,所述状态字信息包括各个工位加工的处理结果信息。
进一步,所述状态字信息还可包括托盘信息;
所述工位对产品进行加工处理后,还可将托盘信息记录于所述状态字信息中,所述托盘信息包括所述产品的有无及数量中的至少一项。
进一步,还包括:
通过人机交互界面,对每种产品的配方数据进行动态预设和自定义配置,以便于产线通过识别***动态选择每个产品对应的配方数据。
本发明的积极进步效果在于:本发明采用以数据为中心的多工位个性化产品加工程序的设计方法,以产品对象的加工任务和特定参数数据为中心,以产品对象的数据在输送机构中的信息跟踪为基础,即能提供灵活的加工柔性,又能保证每个产品的加工过程都能时刻保持与配方的一致性,避免了意外的非一致性加工,并通过把复杂的逻辑编程转化为简单的数据生成、跟踪和处理的方法大幅降低了编程的复杂程度。
附图说明
图1为本发明的一种流程图。
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。
参照图1,以数据为中心的多工位个性化产品加工程序的设计方法,包括以下具体步骤:
S1,动态选择产品相应的配方数据,利用配方数据和产线状态生成跟随产品的数据包信息,数据包信息跟随产品在产线中传递并处理。
本步骤中的配方数据是根据不同产品预设的,配方数据包括生产产品所需要的多个工位信息、工位对应的控制字信息及状态字信息。其中,控制字信息包括各工位的关键控制参数、各工位的功能开关控制信息和各工位的特定功能控制信息。状态字信息包括产品在各个工位加工的结果信息和托盘信息,如果使用了托盘,其中可包含产品有无、数量等信息。
在一个实施例中,本步骤还包括:通过预设的人机交互界面,对每种产品的配方数据进行动态预设和自定义配置,以便于产线通过识别***动态选择每个产品对应的配方数据。
本步骤所传递的数据包信息本质是加工任务和相应状态信息等符合自定义格式的信息,加工任务源自于初始的配方选择,配方可动态选择,以符合个性化加工产品的目的。在进行动态选择和状态信息自定义时,通过预设的人机交互界面实现,可以是产线本地动态选择,也可以是源自上位***任务的动态分配,此时上位***与本地***建立通讯,进行相应的信息转换即可。
在一个实施例中,配方数据存储于PLC模块、触摸屏、上位机或网络***的上位***中的至少一项中。
本步骤预设的配方数据可以同时存储于上述各项中,也可以根据需要存储其中的至少一项中,以便于产线中的工位根据配方数据处理产品。
在一个实施例中,动态选择产品相应的配方数据,利用配方数据生成跟随产品的数据包信息前,包括:
S101,将产品的加工过程分解为多道工序,对每道工序预设相应的加工工位,通过输送机构将各个工位连接成产线。
通过本步骤的设计,首先设计出了多工位加工的自动化流水线。
S102,对产线中的每个工位的加工功能进行相应编程后,根据产线对柔性的需求提取关键控制参数、功能开关控制信息和特定功能控制信息中的相关项,得到含有针对每个工位对应的控制信息的控制字信息。
在进行动态选择产品相应的配方数据前,还需要对多工位加工的产线进行改进,以根据各工位参数及产线工艺,设计合理的控制字信息和状态字信息作为产线中跟随产品同步传送的数据包信息。
在一个实施例中,动态选择产品相应的配方数据,利用配方数据和产线状态生成跟随产品的数据包信息,包括:
S111,通过预设的识别***确认产品的产品类型,根据产品类型选择相应的配方数据,配方数据包括产品生产所需的所有工位标识信息、工位对应的控制字信息及状态字信息。
识别***是物理编码或标签***中的任意一种或两种的组合,对应产品上设有物理编码或标签,通过识别***确定产品继而确定产品类型。在确定产品前,可以在***中预设物理编码或标签与对应产品类型的对应表,识别***根据对应表确定产品类型。本步骤还对每个产品类型还对应有配方数据,根据产品类型确定配方数据。
S112,提取各个工位及对应的控制字信息及状态字信息,生成产品对应的数据包信息。
本步骤提取的控制字信息及状态字信息作为数据包信息,跟随产品同步传送,为产线完成个性化加工提供了基础数据。
S2,通过输送机构将产品输送至产线中的各个工位,完成跟随产品的对应数据包信息的传递过程。
在一个实施例中,本步骤包括:输送机构上预设有多个产品位置检测装置,通过产品位置检测装置确定产品的位置,根据产品的位置,将产品对应数据包信息传递至位置对应的工位,完成数据包信息的传递。
产品位置检测装置采用位置开关或读码器中的任意一种或两种的组合。
数据包信息可以在S1中生成数据包信息后,通过网络***预先存储于各个工位的PLC模块中。当输送机构上产品位置检测装置确定产品位于某一工位处时,即完成了数据包信息的传递。
S3,根据传递的数据包信息,利用工位对产品进行相应的处理,得到处理结果,将处理结果记录于产品对应的数据包信息中。
在一个实施例中,本步骤包括:工位根据数据包信息中的控制字信息,对产品进行加工处理,得到处理结果,将处理结果记录于数据包信息中的状态字信息中,状态字信息包括各个工位加工的处理结果信息。
优选的,状态字信息还可包括托盘信息;工位对产品进行加工处理后,还可将托盘信息记录于状态字信息中,托盘信息包括产品的有无及数量中的至少一项。
产线中的各个工位加工处理产品均是根据产品对应的数据包信息来处理,致使每个产品的加工由它携带的数据包信息确定,因此可为每个产品生成个性化的数据包,便可以在产线中生产出相应个性化加工的产品。
S4,直至各个工位根据数据包信息对产品均完成处理,通过输送机构将已加工完成的产品送出产线。
产线根据产品相关的数据包信息,最终完成对产品相应的加工及输送。并可将相应的数据包信息反馈至相应的上位***中用于状态的显示和数据的记录等。
本发明将产品的加工过程进行了合理分解,从而把复杂的逻辑编程,转变为简单的数据生成、跟踪和处理过程。本发明的设计思想借鉴了面向对象及网络原理的相关思想,编程处理的核心对象是数据。具体的,本发明利用输送机构中产品位置检测装置,完成跟随产品的相关数据信息的传递过程,可把输送机构类比为网络线路。把输送机构的分支机构类比为路由器对象,把各个独立功能的加工工位类比为主机对象,它们根据自己的功能完成相应数据的处理(产品的加工),并把结果写入需要传送的数据包中。每个工位解释数据信息,则即为相应的协议。而在这套***中传递的数据则是加工任务和相应状态信息等符合自定义格式的信息,即为数据包,它们跟随产品同步传送。本发明使用了上述面向对象的思想,可以有效降低了编程难度,并增加了程序的可扩展性和易维护性。
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 (10)
1.以数据为中心的多工位个性化产品加工程序的设计方法,其特征在于,包括:
动态选择产品相应的配方数据,利用所述配方数据和产线状态生成跟随产品的数据包信息,所述数据包信息跟随产品在产线中传递并处理;
通过输送机构将所述产品输送至产线中的各个工位,完成跟随所述产品的对应所述数据包信息的传递过程;
根据传递的所述数据包信息,利用所述工位对产品进行相应的处理,得到处理结果,将所述处理结果记录于所述产品对应的所述数据包信息中;
直至各个工位根据所述数据包信息对产品均完成处理,通过所述输送机构将已加工完成的所述产品送出所述产线。
2.如权利要求1所述的以数据为中心的多工位个性化产品加工程序的设计方法,其特征在于,所述动态选择产品相应的配方数据,利用所述配方数据生成跟随产品的数据包信息前,包括:
将产品的加工过程分解为多道工序,对每道工序预设相应的加工工位,通过所述输送机构将各个工位连接成产线;
对所述产线中的每个所述工位的加工功能进行相应编程后,根据产线对柔性的需求提取关键控制参数、功能开关控制信息和特定功能控制信息中的相关项,得到含有针对每个所述工位对应的控制信息的控制字信息。
3.如权利要求2所述的以数据为中心的多工位个性化产品加工程序的设计方法,其特征在于,所述动态选择产品相应的配方数据,利用所述配方数据和产线状态生成跟随产品的数据包信息,包括:
通过预设的识别***确认产品的产品类型,根据所述产品类型选择相应的配方数据,所述配方数据包括所述产品生产所需的所有工位标识信息、工位对应的控制字信息及状态字信息;
提取各个工位及对应的控制字信息及状态字信息,生成所述产品对应的数据包信息。
4.如权利要求3所述的以数据为中心的多工位个性化产品加工程序的设计方法,其特征在于,所述识别***是物理编码或标签***中的任意一种或几种的组合。
5.如权利要求4所述的以数据为中心的多工位个性化产品加工程序的设计方法,其特征在于,所述配方数据存储于PLC模块、触摸屏、上位机或网络***的上位***中的至少一项中。
6.如权利要求5所述的以数据为中心的多工位个性化产品加工程序的设计方法,其特征在于,所述通过输送机构将所述产品输送至产线中的各个工位,完成跟随所述产品的对应所述数据包信息的传递过程,包括:
所述输送机构上预设有多个产品位置检测装置,通过所述产品位置检测装置确定所述产品的位置,根据所述产品的位置,将所述产品对应所述数据包信息传递至所述位置对应的工位,完成所述数据包信息的传递。
7.如权利要求6所述的以数据为中心的多工位个性化产品加工程序的设计方法,其特征在于,所述产品位置检测装置采用位置开关或读码器中的任意一种或几种的组合。
8.如权利要求7所述的以数据为中心的多工位个性化产品加工程序的设计方法,其特征在于,根据传递的所述数据包信息,利用所述工位对产品进行相应的处理,得到处理结果,将所述处理结果记录于所述产品对应的所述数据包信息中,包括:
所述工位根据所述数据包信息中的控制字信息,对产品进行加工处理,得到处理结果,将所述处理结果记录于所述数据包信息中的状态字信息中,所述状态字信息包括各个工位加工的处理结果信息。
9.如权利要求8所述的以数据为中心的多工位个性化产品加工程序的设计方法,其特征在于,所述状态字信息还包括托盘信息;
所述工位对产品进行加工处理后,还将托盘信息记录于所述状态字信息中,所述托盘信息包括所述产品的有无及数量中的至少一项。
10.如权利要求1所述的以数据为中心的多工位个性化产品加工程序的设计方法,其特征在于,还包括:
通过人机交互界面,对每种产品的配方数据进行动态预设和自定义配置,以便于产线通过识别***动态选择每个产品对应的配方数据。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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