CN114309212A - 一种全自动冲压生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动冲压生产线，属于冲压生产线技术领域，包括每一个工位分别设置一个进料光栅组和一个出料光栅组，进料光栅组、送料机械臂和出料光栅组均电连接一个PLC控制器；每一个工位分别电连接一个节拍控制器，两个相邻工位之间的PLC控制器分别与这两个工位对应电连接的两个节拍控制器相互通信；解决了通过光栅组对送料机械臂的动作进行分级调速的技术问题，本发明实现了对机械臂的分级调速，减小了机械臂动作的僵硬度，杜绝了工件因惯性产生位移的问题，本发明采用三层光栅对机械臂的位置进行检测，极大的减小了成本，并且可以直接在邻近机械臂的终端设备上实现控制，判断速度快，实现方法简单，可靠性高。
Description
技术领域
本发明属于冲压生产线技术领域，尤其涉及一种全自动冲压生产线。
背景技术
冲压生产线是冲压加工产业中的重点发展方向，目前的冲压生产线均采用数控控制，一般包括数个工位，每一个工位均为一个冲压机床，对冲压机床的送料工作由机械臂完成，冲压生产线可以快速高效的完成工件流水线加工，具有高智能、高精度、高可靠性、高效率的特点。
目前的冲压生产线具有以下缺点：
1.机械臂位置判断流程繁琐，多采用图像分析方法，成本较高，且不易从终端设备直接进行控制。
2.难以对机械臂的运行速度进行有效的控制，加工时等待时间较多。
3.机械臂从运行到停止时的动作过于僵硬，容易使机械臂吸取的物料因惯性产生位移，影响加工精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种全自动冲压生产线，解决了通过光栅组对送料机械臂的动作进行分级调速的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种全自动冲压生产线，包括上位机、数个工位、数个PLC控制器、数个送料机械臂和数个节拍控制器，每两个邻近的工位之间均设置一个送料机械臂，每一个工位分别设置一个进料光栅组和一个出料光栅组，进料光栅组用于检测送料机械臂在工位的进料端的位置数据，出料光栅组用于检测送料机械臂在工位的出料端的位置数据；
两个相邻工位之间的进料光栅组、送料机械臂和出料光栅组均电连接一个PLC控制器；
每一个工位分别电连接一个节拍控制器，两个相邻工位之间的PLC控制器分别与这两个工位对应电连接的两个节拍控制器相互通信；
PLC控制器通过进料光栅组和出料光栅组判断送料机械臂的位置，并根据送料机械臂的位置对送料机械臂进行调速控制。
优选的，每一个所述工位均由一个冲压机床构成。
优选的，所述进料光栅组包括三个光栅传感器，三个光栅传感器按照送料机械臂的行程方向依次间隔设置，三个光栅传感器均用于检测送料机械臂的位置数据，三个光栅传感器分别连接PLC控制器的三个开关量接口。
优选的，所述PLC控制器根据三个光栅传感器判断送料机械臂的位置，对送料机械臂的运动速度进行分级调速。
优选的，所述节拍控制器为工控机，节拍控制器通过485总线与PLC控制器通信。
优选的，所述节拍控制器通过数据线与所述冲压机床通信，用于控制所述冲压机床的动作。
优选的，所述上位机通过互联网与所述节拍控制器通信。
本发明所述的一种全自动冲压生产线，解决了通过光栅组对送料机械臂的动作进行分级调速的技术问题，本发明实现了对机械臂的分级调速，减小了机械臂动作的僵硬度，杜绝了工件因惯性产生位移的问题，本发明采用三层光栅对机械臂的位置进行检测，极大的减小了成本，并且可以直接在邻近机械臂的终端设备上实现控制，不用采用传统的图像分析方式，判断速度快，实现方法简单，可靠性高。
附图说明
图1是本发明的***架构图；
图2是本发明的主流程图；
图3是本发明的送料机械臂的调速主流程图；
图4是本发明的送料机械臂的三级调速流程图；
图5是本发明的上位机与节拍控制器之间通信的流程图。
具体实施方式
由图1-图5所示的一种全自动冲压生产线，包括上位机、数个工位、数个PLC控制器、数个送料机械臂和数个节拍控制器，每一个所述工位均由一个冲压机床构成，每两个邻近的工位之间均设置一个送料机械臂，每一个工位分别设置一个进料光栅组和一个出料光栅组，进料光栅组用于检测送料机械臂在工位的进料端的位置数据，出料光栅组用于检测送料机械臂在工位的出料端的位置数据；
两个相邻工位之间的进料光栅组、送料机械臂和出料光栅组均电连接一个PLC控制器；
每一个工位分别电连接一个节拍控制器，两个相邻工位之间的PLC控制器分别与这两个工位对应电连接的两个节拍控制器相互通信；
PLC控制器通过进料光栅组和出料光栅组判断送料机械臂的位置，并根据送料机械臂的位置对送料机械臂进行调速控制。
所述进料光栅组包括三个光栅传感器，三个光栅传感器按照送料机械臂的行程方向依次间隔设置，三个光栅传感器均用于检测送料机械臂的位置数据，三个光栅传感器分别连接PLC控制器的三个开关量接口。
所述PLC控制器根据三个光栅传感器判断送料机械臂的位置，对送料机械臂的运动速度进行分级调速。
所述节拍控制器为工控机，节拍控制器通过485总线与PLC控制器通信。
所述节拍控制器通过数据线与所述冲压机床通信，用于控制所述冲压机床的动作。
本实施例中，节拍控制器用于为冲压机床提供抬起与下压之间的节拍时间数据。
所述上位机通过互联网与所述节拍控制器通信。
如图1所示为本发明的一个应用实例的***架构图，其中包括了N个工位，N个PLC控制器、N个节拍控制器、N个送料机械臂和一个上位机。
以第一工位和第二工位为例，第一工位与第二工位之间依次设有第一出料光栅组、第一送料机械臂和第二进料光栅组，第一出料光栅组、第一送料机械臂和第二进料光栅组均与第一PLC控制器电连接，第一工位对应电连接一个第一节拍控制器，第二工位对应电连接一个第二节拍控制器，第一节拍控制器和第二节拍控制器均与第一PLC控制器通过485总线通信，第一节拍控制器和第二节拍控制器同时通过网线与上位机通信。
第一出料光栅组包括3个光栅传感器，分别依次间隔设置在第一送料机械臂到达第一工位之间的出料行程上，用来判断第一送料机械臂在出料行程上的三个位置，并根据这三个位置实现对第一送料机械臂的三种速度调速，同理，第二进料光栅组的触发控制流程与第一出料光栅组的相同，具体实现步骤如下：
步骤S1：PLC控制器判断机械臂是否触发某一个光栅组的任意个光栅传感器(第一出料光栅组或第二进料光栅组)：是，则执行步骤S2；否，则执行步骤S5；
步骤S2：PLC控制器判断触发的是第一出料光栅组，还是第二进料光栅组：是第一出料光栅组，执行步骤S3；是第二进料光栅组执行步骤S4；
步骤S3：PLC控制器获取节拍控制器的节拍时间数据，根据节拍时间数据判断冲压机床的工作位置，即抬起或压下；
PLC控制器获取第一出料光栅组的数据，根据第一出料光栅组的触发传感器的位置，确定送料机械臂的位置，同时根据送料机械臂的位置，对送料机械臂的动作速度进行调速控制。
本实施例中，通过第一出料光栅组中的三个光栅传感器将送料机械臂的出料行程划分为4个行程段，对每一个行程段预设一个调速用速度数据，根据速度数据来实现对送料机械臂的调速。
在本实施例中，送料机械臂越靠近冲压机床，其运行速度越慢，设定邻近冲压机床的光栅传感器为一级传感器，邻近送料机械臂的光栅传感器为三级传感器，中间的光栅传感器则为二级传感器，当所有传感器均未被触发时，此时送料机械臂的位置为初始位置，PLC控制器预设此时送料机械臂的移动运行速度为V4,当送料机械臂向第一工位移动时，首先触发的是三级传感器，此时PLC控制器预设此时送料机械臂的移动运行速度为V3，送料机械臂继续向第一工位移动，依次触发二级传感器和三级传感器，对应的移动运行速度为V2和V1，PLC控制器预设速度关系为V4>V3>V2>V1，即实现对送料机械臂的分级减速。
步骤S4：PLC控制器获取节拍控制器的节拍时间数据，根据节拍时间数据判断冲压机床的工作位置，即抬起或压下；
PLC控制器获取第一进料光栅组的数据，根据第一进料光栅组的触发传感器的位置，确定送料机械臂的位置，同时根据送料机械臂的位置，对送料机械臂的动作速度进行调速控制(控制原理与步骤S3中的第一出料光栅组的原理相同)。
步骤S5：PLC控制器向节拍控制器发送送料机械臂的位置信息和速度信息，节拍控制器可以根据送料机械臂的位置信息和速度信息对冲压机床的节拍进行控制。
步骤S6：节拍控制器向上位机发送送料机械臂的位置信息、速度信和节拍数据，上位机可以根据以上数据预测加工时间。
步骤S7：当出现节拍错乱时，PLC控制器可直接根据送料机械臂的位置信息实现对整个加工生产线的急停动作，不用另外向上位机申请急停指令，极大的降低了急停所需要的时间。
本发明的节拍控制器与节拍控制器之间通过网线相互通信，可以达到数据共享，当某一个工位出现错误时，可以快速的实现整个生产线的停止。
本发明PLC控制器作为送料机械臂的控制终端，对送料机械臂的控制可以不经过上位机，实现了终端控制的效果，简化了控制流程。PLC控制器同时与邻近的两个节拍控制器通信，可以兼顾邻近两个工位的动作，增加了控制可靠性。
本发明采用分级调速的方式，不但保证了送料机械臂的运行速度，还可以保证送料机械臂动作的柔性，极大的降低了工件因为惯性位移的发生。
本发明所述的一种全自动冲压生产线，解决了通过光栅组对送料机械臂的动作进行分级调速的技术问题，本发明实现了对机械臂的分级调速，减小了机械臂动作的僵硬度，杜绝了工件因惯性产生位移的问题，本发明采用三层光栅对机械臂的位置进行检测，极大的减小了成本，并且可以直接在邻近机械臂的终端设备上实现控制，不用采用传统的图像分析方式，判断速度快，实现方法简单，可靠性高。
Claims (7)
1.一种全自动冲压生产线，其特征在于：包括上位机、数个工位、数个PLC控制器、数个送料机械臂和数个节拍控制器，每两个邻近的工位之间均设置一个送料机械臂，每一个工位分别设置一个进料光栅组和一个出料光栅组，进料光栅组用于检测送料机械臂在工位的进料端的位置数据，出料光栅组用于检测送料机械臂在工位的出料端的位置数据；
两个相邻工位之间的进料光栅组、送料机械臂和出料光栅组均电连接一个PLC控制器；
每一个工位分别电连接一个节拍控制器，两个相邻工位之间的PLC控制器分别与这两个工位对应电连接的两个节拍控制器相互通信；
PLC控制器通过进料光栅组和出料光栅组判断送料机械臂的位置，并根据送料机械臂的位置对送料机械臂进行调速控制。
2.如权利要求1所述的一种全自动冲压生产线，其特征在于：每一个所述工位均由一个冲压机床构成。
3.如权利要求1所述的一种全自动冲压生产线，其特征在于：所述进料光栅组包括三个光栅传感器，三个光栅传感器按照送料机械臂的行程方向依次间隔设置，三个光栅传感器均用于检测送料机械臂的位置数据，三个光栅传感器分别连接PLC控制器的三个开关量接口。
4.如权利要求3所述的一种全自动冲压生产线，其特征在于：所述PLC控制器根据三个光栅传感器判断送料机械臂的位置，对送料机械臂的运动速度进行分级调速。
5.如权利要求1所述的一种全自动冲压生产线，其特征在于：所述节拍控制器为工控机，节拍控制器通过485总线与PLC控制器通信。
6.如权利要求2所述的一种全自动冲压生产线，其特征在于：所述节拍控制器通过数据线与所述冲压机床通信，用于控制所述冲压机床的动作。
7.如权利要求1所述的一种全自动冲压生产线，其特征在于：所述上位机通过互联网与所述节拍控制器通信。
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