專利名稱：可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制的木材加工柔性化生產(chǎn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及木材加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制的木材加工柔性
化生產(chǎn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
木材加工生產(chǎn)線主要由木料開榫機(jī)、分料輸送機(jī)、涂膠機(jī)、預(yù)緊輸送機(jī)、翻料輸送機(jī)、梳齒榫對(duì)接機(jī)、液壓氣動(dòng)系統(tǒng)以及電控柜、人機(jī)操作板等設(shè)備組成的自動(dòng)化生產(chǎn)線，用于木料開榫、涂膠拼長(zhǎng)，使得短料接長(zhǎng)，改善木材材質(zhì)，提高成材的使用等級(jí)，達(dá)到劣材優(yōu)用的目的，有效提高木材的使用率，廣泛用于家具、木制品、建筑及車船行業(yè)。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)的木工機(jī)械產(chǎn)品還處于單機(jī)化、低精度、低效率、低附加值，操作性差的中低端木工機(jī)械水平，而木工機(jī)械產(chǎn)品向數(shù)控化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化發(fā)展已經(jīng)是木工機(jī)械產(chǎn)業(yè)提升的必然趨勢(shì)。在木工成材生產(chǎn)設(shè)備選型方面，傳統(tǒng)的木工機(jī)械廠采用單機(jī)分別進(jìn)行加工生產(chǎn)， 如通過梳齒榫開榫機(jī)、梳齒榫對(duì)接機(jī)、雙面刨床、單面涂膠機(jī)、高頻拼板機(jī)等機(jī)器設(shè)備分別進(jìn)行加工，未形成采用總線控制的成材生產(chǎn)單元模塊成套的自動(dòng)生產(chǎn)線，而且單機(jī)已配有專用的控制系統(tǒng)，不能進(jìn)行多套單機(jī)設(shè)備的簡(jiǎn)單組合，造成加工生產(chǎn)的柔性化比較差、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題在于可有效地與木材加工的其他設(shè)備組合在一起的可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制的木材加工柔性化生產(chǎn)設(shè)備；可提高木工生產(chǎn)線的加工效率和增強(qiáng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。本實(shí)用新型上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是所述的生產(chǎn)設(shè)備以具有實(shí)時(shí)軟PLC操作功能和工藝規(guī)劃功能模塊的嵌入式PC為控制器；所述的控制器設(shè)有可通過工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)與其他控制器連接的工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)卡；所述的嵌入式PC的控制器與生產(chǎn)設(shè)備的開關(guān)、壓力表、電機(jī)、氣缸、傳感器各部分連接。所述的生產(chǎn)設(shè)備可為木料開榫機(jī)、分料輸送機(jī)、涂膠機(jī)、預(yù)緊輸送機(jī)、翻料輸送機(jī)、 梳齒榫對(duì)接機(jī)。本實(shí)用新型基于嵌入式PC的控制方式是在控制器操作系統(tǒng)中安裝實(shí)時(shí)控制軟件，把控制器操作系統(tǒng)配置成為具備實(shí)時(shí)處理能力的控制器，使控制器直接取代PLC和NC/ CNC等控制設(shè)備。這種控制器的實(shí)現(xiàn)可以通過一個(gè)硬件平臺(tái)同時(shí)完成實(shí)時(shí)控制、可視化、通信和網(wǎng)絡(luò)等多種功能，其開放性好、速度快、運(yùn)算能力強(qiáng)，具有傳統(tǒng)的PLC系統(tǒng)無法比擬的強(qiáng)大功能。本實(shí)用新型組建的柔性化生產(chǎn)線，通過重新對(duì)生產(chǎn)線各個(gè)主要單臺(tái)套的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行電器重新布線和分配，使其適合本實(shí)用新型的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單臺(tái)套木材加工機(jī)器設(shè)備的快速組建柔性化生產(chǎn)線，各單機(jī)之間僅用一根網(wǎng)線互連。[0010]本實(shí)用新型采用工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)是基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線，它克服了普通以太網(wǎng)不可靠、通信不確定、實(shí)時(shí)性差的缺點(diǎn)，采用專用材質(zhì)，在環(huán)境適應(yīng)性、可靠性、安全性和安裝使用方面均能滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的需要，并具有帶寬高、資源豐富、成本低廉、易接入互聯(lián)網(wǎng)從而形成物聯(lián)網(wǎng)等特點(diǎn)。因此，本實(shí)用新型可有效提高木工加工生產(chǎn)線的工作效率和產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力， 減少電器布線的長(zhǎng)度和重量，提高信息化、柔性化水平，方便用戶遠(yuǎn)程監(jiān)控。
以下結(jié)合附圖
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明圖I是本實(shí)用新型的生產(chǎn)線網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)簡(jiǎn)圖；圖2是本實(shí)用新型的生產(chǎn)線的機(jī)械結(jié)構(gòu)分布圖；圖3是本實(shí)用新型的終端軟硬件體系結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實(shí)用新型的生產(chǎn)線聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)；圖5是本實(shí)用新型的整機(jī)軟件流程圖；圖6是本實(shí)用新型的一號(hào)開榫機(jī)軟件控制流程圖；圖7是本實(shí)用新型的二號(hào)開榫機(jī)軟件控制流程圖；圖8是本實(shí)用新型的三號(hào)機(jī)器軟件控制流程圖。
具體實(shí)施方式
如附圖I所示，木材加工生產(chǎn)線的主要四個(gè)部分植入IO終端，單機(jī)終端使用網(wǎng)線互連，通過EtherCAT與嵌入式PC通信，嵌入式PC再通過網(wǎng)線與個(gè)人PC通信。圖2為生產(chǎn)線的機(jī)械結(jié)構(gòu)分布圖，短木通過兩臺(tái)開榫機(jī)分別對(duì)短木兩端開榫，而且一端在一號(hào)開榫機(jī)涂膠，通過兩個(gè)移動(dòng)的工作臺(tái)，輸送到分料機(jī)，經(jīng)過翻轉(zhuǎn)和預(yù)緊，進(jìn)入對(duì)接機(jī)進(jìn)行接木，完成短木接長(zhǎng)。圖3為終端軟硬件體系結(jié)構(gòu)，包括嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)(RTOS)、接口驅(qū)動(dòng)軟件、系統(tǒng)管理、故障診斷、網(wǎng)絡(luò)通信中間件、硬件在環(huán)仿真(HIL)中間件。圖4為生產(chǎn)線聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)，生產(chǎn)線的各個(gè)單機(jī)套機(jī)器設(shè)備通過工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)連接到嵌入式PC上，嵌入式PC再通過TCP/IP接入工廠的信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)(服務(wù)器)，工廠的車間實(shí)時(shí)監(jiān)控終端以及在線排單報(bào)表終端可以通過工廠局域網(wǎng)對(duì)信心中心數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問，另外，工廠的服務(wù)器可以接上因特網(wǎng)，工程師就可以通過因特網(wǎng)對(duì)售后的生產(chǎn)線進(jìn)行全球遠(yuǎn)程車間實(shí)時(shí)監(jiān)控及在線排單。圖5是本實(shí)用新型的整機(jī)軟件流程圖，生產(chǎn)線由一號(hào)開榫機(jī)、二號(hào)開榫機(jī)、三號(hào)機(jī) (分料機(jī)、翻轉(zhuǎn)機(jī)、預(yù)緊送料機(jī)和對(duì)接機(jī)構(gòu)成)，系統(tǒng)上電后進(jìn)行自檢，上位機(jī)顯示各臺(tái)機(jī)器及有關(guān)開關(guān)、壓力表、電機(jī)、氣缸等的狀態(tài)，異常狀況報(bào)警提示，機(jī)器處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下， 操作人員將原材料放入一號(hào)開榫機(jī)的固定臺(tái)后，控制系統(tǒng)自動(dòng)完成開榫、涂膠、翻轉(zhuǎn)、拼接等操作，輸出為拼接好的木條，上位機(jī)能夠通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)訪問下位終端控制器，并實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線整個(gè)生產(chǎn)流程的監(jiān)控。對(duì)發(fā)生或者發(fā)現(xiàn)的故障能夠自動(dòng)報(bào)警并采取應(yīng)急措施，通過互聯(lián)網(wǎng)，可以對(duì)控制器內(nèi)核和應(yīng)用程序進(jìn)行遠(yuǎn)程升級(jí)和更新。圖6是本實(shí)用新型的一號(hào)開榫機(jī)軟件控制流程圖，主要實(shí)現(xiàn)的功能為接收從進(jìn)料輸送臺(tái)進(jìn)入的木料，對(duì)符合要求的木料開榫并傳輸?shù)蕉?hào)開榫機(jī)；對(duì)有缺陷的木料，能夠檢測(cè)出來，人工替換；在整機(jī)或單機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)故障如防護(hù)攔門打開等，應(yīng)立即關(guān)閉本機(jī)。圖7是本實(shí)用新型的二號(hào)開榫機(jī)軟件控制流程圖，主要實(shí)現(xiàn)的功能為接收從一號(hào)開榫機(jī)傳遞過來的木料，對(duì)木料未開榫的一頭進(jìn)行開榫、涂膠并傳輸?shù)椒至蠙C(jī)；在整機(jī)或單機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)故障如防護(hù)攔門打開等，應(yīng)立即關(guān)閉本機(jī)。圖8是本實(shí)用新型的三號(hào)機(jī)器軟件控制流程圖，主要實(shí)現(xiàn)的功能為接收從二號(hào)開榫機(jī)傳遞過來的木料，將木料依次傳輸?shù)椒D(zhuǎn)機(jī)；在整機(jī)或單機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)故障如防護(hù)攔門打開，應(yīng)立即關(guān)閉本機(jī)，將分料機(jī)傳送過來的每個(gè)木料進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，并傳送到預(yù)緊送料機(jī)； 在整機(jī)或單機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)故障如防護(hù)攔門打開，應(yīng)立即關(guān)閉本機(jī)，對(duì)翻轉(zhuǎn)機(jī)傳送過來的木料進(jìn)行預(yù)緊，并傳送到對(duì)接機(jī)；在整機(jī)或單機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)故障如防護(hù)攔門打開，應(yīng)立即關(guān)閉本機(jī)。本實(shí)用新型首先通過重新對(duì)生產(chǎn)線各個(gè)主要的單臺(tái)套機(jī)器設(shè)備進(jìn)行重新布線和分配，使其適合本實(shí)用新型的終端要求，其中刀具、傳感器，電機(jī)、氣閥等基本不改變。在嵌入式PC上安裝具有實(shí)時(shí)軟PLC操作功能的等軟件以及實(shí)時(shí)以太網(wǎng)卡，結(jié)合配套工藝規(guī)劃軟件，在嵌入式PC和各個(gè)單機(jī)終端之間使用網(wǎng)線互連實(shí)現(xiàn)工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊，同時(shí)嵌入式 PC通過TCP/IP接入工廠的服務(wù)器，用戶可以通過因特網(wǎng)遠(yuǎn)程連接工廠服務(wù)器，實(shí)時(shí)監(jiān)視嵌入式PC和各個(gè)單機(jī)套終端的工作狀態(tài)，包括刀具安裝狀態(tài)、傳感器信號(hào)、油壓、電機(jī)工作狀況、氣閥狀況、故障報(bào)警以及急停保護(hù)等。從而判斷生產(chǎn)線是否正常工作，另外，為了能夠通過掃描硬件判斷生產(chǎn)線是否擁有合法的使用權(quán)限，出廠時(shí)對(duì)配套的各個(gè)單機(jī)套終端以及嵌入式PC的序列號(hào)記錄在嵌入式PC。系統(tǒng)上電時(shí)，對(duì)各終端硬件進(jìn)行掃描實(shí)現(xiàn)自檢，檢測(cè)刀具是否安裝正確、傳感器信號(hào)是否為預(yù)定狀態(tài)、氣壓油壓是否達(dá)到預(yù)定值、故障報(bào)警以及急停保護(hù)是否能正常使用。通過上位機(jī)能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)線進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，如氣壓油壓大小、傳感器信號(hào)等。對(duì)單臺(tái)套的木材加工生產(chǎn)線的一號(hào)機(jī)、二號(hào)機(jī)、三號(hào)機(jī)具體實(shí)施方式
如下表所示附表
權(quán)利要求1.可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制的木材加工柔性化生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述的生產(chǎn)設(shè)備以具有實(shí)時(shí)軟PLC操作功能和工藝規(guī)劃功能模塊的嵌入式PC為控制器；所述的控制器設(shè)有可通過工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)與其他控制器連接的工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)卡；所述的嵌入式PC的控制器與生產(chǎn)設(shè)備的開關(guān)、壓力表、電機(jī)、氣缸、傳感器各部分連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的木材加工柔性化生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述的生產(chǎn)設(shè)備可為木料開榫機(jī)、分料輸送機(jī)、涂膠機(jī)、預(yù)緊輸送機(jī)、翻料輸送機(jī)、梳齒榫對(duì)接機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及木材加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制的木材加工柔性化生產(chǎn)設(shè)備。所述的生產(chǎn)設(shè)備以具有實(shí)時(shí)軟PLC操作功能和工藝規(guī)劃功能模塊的嵌入式PC為控制器；所述的控制器設(shè)有可通過工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)與其他控制器連接的工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)卡；所述的嵌入式PC的控制器與生產(chǎn)設(shè)備的開關(guān)、壓力表、電機(jī)、氣缸、傳感器各部分連接。本實(shí)用新型有效解決了木材加工的柔性化網(wǎng)絡(luò)互連問題；可廣泛應(yīng)用于木材加工中。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202351663SQ20112036709
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者翁仕鴻, 陳冰冰 申請(qǐng)人:佛山市順德工業(yè)與信息技術(shù)研究中心有限公司