專利名稱：托輥自動化生產線集中控制系統的制作方法
技術領域：
托輥自動化生產線集中控制系統，主要用于托輥生產過程中的自動化集中控制和實時狀態監控。
背景技術：
一條完整的托輥自動化生產線主要包括一主五附六條子生產線，一條主線是管加エ及裝配主線，五條輔線分別是軸加工線、軸承座組裝線、密封組裝線、自動噴涂線和軸承座沖壓線，每條生產線分別有有若干個設備控制器進行設備控制。在現有技術中，的電氣控制系統大多采用每臺設備單獨控制，或每條子線單獨控制，只能做到單臺設備或者單條自生產線的自動化，不能實現整個生產過程的集中控制，和整個生產過程的高度自動化。

發明內容
針對以上問題，本發明主要解決了托輥生產線電氣控制系統的集中控制以及整個托輥生產過程中全部流程的自動化作業。本發明采用了如下技術方案使用一臺集中控制器通過光纖環網的通訊模式實現ー主五輔共六條生產線子系統的集中控制；每條生產線都設有控制子系統并通過光纖環網與集中控制器連接，各生產線控制子系統分別通過エ業以太網連接相應的若干個設備控制器，同時每一臺設備控制器分別連接有相應的檢測單元和執行單元。所有設備檢測單元的設備狀態數據首先反饋到各個設備控制器，由設備控制器調用，同時集中控制器通過通訊網絡讀取所有設備控制器的設備狀態數據并進行匯總。通過集中控制器發出的各種指令輸送到各控制子系統、設備控制器后，設備控制器根據指令信息和設備檢測單元讀取的設備狀態數據來控制各執行單元進行生產加工。托輥生產線集中控制系統還設有監控系統、操作員站、工程師站、遠程客戶端等管理終端，監控系統、操作員站、工程師站、遠程客戶端通過以太網與集中控制器連接。監控系統通過集中控制器讀取生產線所有設備檢測單元的數據狀態，監控軟件根據檢測単元的數據狀態進行生產線的動態仿真演示、狀態列表生成，并最終在監控大屏幕顯示器上顯示出來。操作員站和工程師站主要完成正常的生產加工控制、設備調試，遠程客戶端可以通過以太網對集中控制器進行遠程狀態查詢、指令發布。管加工裝配線和軸加工線各機器設備均配有上料機械手和下料機械手進行托輥管和托輥軸的自動上下料，每臺機械手各有三個伺服電機作為動カ裝置，上料機械手和下料機械手的伺服電機同時受所在機器設備的控制器控制，在一臺設備的生產加工完成以后，由下料機械手將加工完成的エ件取下并送到下ー個加工エ序，再由上料機械手重新抓取ー個待加工的エ件進行上料。主線與各條附線之間均由數控精確輸送機進行物料輸送。噴涂生產線采用了托輥上料定位臺對托輥進行定位，噴涂懸掛鏈安裝彈簧夾具并在運行彈簧夾具到定位好的托輥位置時，由卡簧夾具推進裝置進行裝夾的方式實現了噴涂生產線的自動上料，下料采用了與成品物流輸送裝置相連接的下料過度臺與卡簧夾具松開裝置相配合實現了噴涂生產線的自動下料。


附圖I :托輥生產線集中控制系統整體結構 附圖2 :托輥生產線集中控制系統管理層結構 附圖3 :托輥生產線集中控制系統控制層結構 附圖4 :托輥生產線集中控制系統現場層結構圖。實施方式 托輥生產線集中控制系統的控制網絡共分為管理層和控制層和現場層，管理層和控制層以集中控制器為中心進行數據交換，集中控制器即作為整個托輥生產線控制層的控制中心，又作為管理層的管理對象存在。管理層主要包括監控系統、操作員站、工程師站和遠程客戶端。控制層主要包括集中控制器、各主輔線控制子系統、設備控制器，現場層主要包括各設備的顯示單元、檢測單元、執行單元；選用エ控機作為集中控制器，監控系統、操作員站、工程師站和遠程客戶端通過以太網連接到集中控制器，并根據各自的權限對集中控制器進行訪問和控制。生產線所有主要機床設備均設有一臺西門子S7-300可編程控制器或三菱Q系列可編程控制器作為設備控制器，各機床設備控制器在控制各自機床電氣系統的同時，還作為該機床単元上料機械手和下料機械手的控制器使用，這種控制方式既簡化了機床設備和機械手之間的硬件連接、節約了硬件成本，也提高了電氣控制的穩定性。每條生產線從若干個設備控制器中選出一臺作為控制子系統，每條生產線控制子系統并通過光纖環網與集中控制器進行數據通訊，光纖環網的通訊模式能夠保證通訊網絡的高穩定性和較高的效率。各生產線控制子系統分別通過エ業以太網連接相應的若干個設備控制器，同時每一臺設備控制器分別連接有若干檢測單元和執行單元。設備控制器根據集中控制器或生產線子系統發出的指令要求，在讀取檢測單元的各種設備狀態數據后，將相應控制結果輸出到執行單元進行設備控制，并將讀取到檢測單元的各種設備狀態數據發送到生產線控制子系統及集中控制器。監控系統通過集中控制器實現對整個生產過程中全部的設備進行狀態監控，通過組態軟件在大屏幕上實現生產過程的實時動態演示，并通過數據庫軟件自動生成產品檔案建立、生產線產品報表，實現產品質量檢測、產品質量追索。
權利要求
1.托輥加工及裝配生產線集中控制系統，其主要特征在于一臺集中控制器通過工業以太網通訊實現一主五輔共六條生產線子系統的集中控制，整個托輥生產線所有電氣設備均受集中控制器的指令控制和狀態監控，整個托輥生產的加工裝配過程中達到無需人工干預的全自動化生產； 其主要包括集中控制器、在線監控及動態演示子系統、管加工及裝配線子系統、軸加工線子系統、軸承座組裝線子系統、密封組裝線子系統、自動噴涂線子系統和軸承座沖壓線子系統。
2.根據權利要求I所述，其特征在于每一條生產線控制子系統分別通過工業以太網連接該生產線各設備控制器，來完成生產線各設備的狀態讀取和指令下達，各設備控制器分別連接該設備的顯示單元、檢測單元、執行單元、I/O模塊。
3.根據權利要求I所述，其特征在于整個托輥生產線集中控制系統的分為共三層網絡，分別是管理層、控制層和現場層；管理層主要包括監控系統、操作員站、工程師站、遠程客戶端幾個部分，管理層的各設備通過以太網連接集中控制器；控制層主要包括集中控制 器、各主輔線控制子系統、各設備控制器，控制層的集中控制器、各控制子系統和各設備控制器之間采用工業以太網進行數據通訊；現場層主要包括各設備的顯示單元、檢測單元、執行單元、I/o模塊，現場層各單元與所對應的設備控制器之間采用現場總線依次連接。
4.根據權利要求3所述，其特征在于集中控制系統具有夾具防錯功能，生產線所有設備的工裝夾具均安裝有數字編碼裝置，該裝置通過數據線與所在機床的電氣控制站進行連接，所有工裝夾具的編碼具有唯一性；在進行生產作業之前，集中控制器首先會對所有工裝夾具的數字編碼進行驗證。
5.根據權利要求3所述，其特征在于管加工裝配線和軸加工線各機器設備均配有上料機械手和下料機械手進行托輥管和托輥軸的自動上下料，每臺機械手各有三個伺服電機作為動力裝置，上料機械手和下料機械手的伺服電機同時受所在機器設備的控制器控制，主線與各條附線之間均由精確數控輸送機進行物料輸送。
6.根據權利要求3所述，其特征在于所述檢測單元為各種行程開關、傳感器；所述執行單元為各種電磁閥、驅動器、繼電器。
7.根據權利要求3所述，其特征在于每一條生產線控制子系統及各設備控制器都可以進行手動和自動兩種模式進行轉換；當設備處于自動狀態時，該設備受集中控制器機直接控制或通過生產線子系統間接控制；當設備處于手動狀態時，該設備只能接受現場手動指令。
8.根據權利要求I所述，其特征在于噴涂生產線采用了托輥上料定位臺與卡簧夾具推進裝置以及下料過度臺與卡簧夾具松開裝置，實現了噴涂生產線的自動上料和自動下料；自動上料和自動下料的電氣部分分別由噴涂線控制子系統的上料模塊和下料模塊進行控制。
9.根據權利要求I所述，其特征在于軸承座組裝線與管加工及裝配線的軸承座壓裝機床之間采用了兩條精確數控輸送機進行軸承座組裝件的輸送，兩條精確數控輸送機分別從軸承座組裝線連接軸承座壓裝機床的兩端，采用上下兩層排列或水平平行排列結構。
10.根據權利要求I所述，其特征在于密封組裝線與管加工及裝配線的密封壓裝機床之間采用了兩條精確數控輸送機進行密封組裝件的輸送，兩條精確數控輸送機分別從密封組裝線連接密封壓裝機床的兩端，采用上下兩層排列或水平平行排列結構。
11.根據權利要求I所述，其特征在于集中控制器分別采集各生產線控制子系統的數據進行狀態監控，同時把相應的指令分配到各生產線控制子系統來完成個生產線的生產作業；監控系統、操作員站、工程師站和遠程客戶端通過以太網連接到集中控制器，并根據各自的權限對集中控制器進行訪問和控制。
12.根據權利要求I所述，其特征在于監控系統通過集中控制器實現對整個生產過程中全部的設備進行狀態監控，并通過組態軟件在大屏幕上實現生產過程的實時動態演示，并通過數據庫軟件自動生成產品檔案建立、生產線產品報表，實現產品質量檢測、產品質量追索。
全文摘要
托輥自動化生產線集中控制系統，主要用于托輥生產過程中的自動化集中控制。使用一臺集中控制器通過工業以太網通訊實現一主五輔共六條生產線子系統的集中控制；每條生產線都設有控制子系統并通過光纖環網與集中控制器連接，各生產線控制子系統分別通過工業以太網連接相應的若干個設備控制器，同時每一臺設備控制器分別連接有相應的檢測單元和執行單元；整個托輥生產線所有電氣設備均受集中控制器的指令控制和狀態監控。
文檔編號G05B19/418GK102854864SQ20121034382
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月18日 優先權日2012年9月18日
發明者不公告發明人 申請人:深圳市神拓機電設備有限公司