[发明专利]管加工装配线控制系统

说明书

技术领域

托辊自动化生产过程中，托辊管加工及装配生产线的自动化控制系统。 

背景技术

托辊自动化生产线主要包括管加工及装配线、轴加工线、轴承座组装线、密封组装线、自动喷涂线和轴承座冲压线六个部分。管加工装配线是自动化托辊生产线过程中最为主要、也是最为复杂的部分，承担着从托辊管的加工到所有组件与托辊管的组装整个全部生产过程，管加工装配线控制系统是自动化托辊生产线自动化控制系统当中的管加工装配线控制子统统，主要用来实现管加工装配线生产作业自动化所必需的电气控制和状态监控。 

现有的托辊生产过程中，管加工及装配线大部分采用的每一道加工工序一名工人操作一台机床的生产方式，机床间的工件输送也要靠人工来完成。为了实现托辊生产线中，管加工装配线的工作过程自动化，申请人设计制作了一套托辊管加工装配线的自动化控制系统，来完成对托辊生产中的管加工装配线工作过程的控制。 

发明内容

本发明主要解决了管加工装配生产线的自动控制，实现了管加工装配生产线生产过程每一道工序的工件上下料和加床之间的工件输送采用机械手自动完成，很大程度的提高了生产效率和产品质量。 

管加工装配线控制系统，主要分为硬件系统和软件系统，硬件系统共有十个电气控制站及八个机器人控制站，十个设备电气控制站都包含有PLC控制器、人机界面、检测单元和执行单元，检测单元和执行单元主要包括：机床伺服驱动器和伺服电机、上下料机械手伺服驱动器和伺服电机、I/O模块和变频器；PLC控制器、人机界面、检测单元和执行单元之间采用现场总线依次连接。所述的十个电气控制站其中任意一个均可以当作集中控制主站使用，本发明方案中采用管加工装配线的第一道工序设备切管机床的电气控制站作为集中控制主站，其他九个电气控制站作为控制从站。 

所述的十个电气控制站是集中控制主站、镗止口从站、除屑除锈从站、穿轴机床从站、轴承座压装从站、焊接机床从站、密封压装从站、保护盖压装从站、挡圈压装从站、激光打标从站；所述的八个机器人控制站是左轴承座上料机器人控制站、右轴承座上料机器人控制站、左密封上料机器人控制站、右密封上料机器人控制站、左焊接机器人控制站、右焊接机器人控制站、左保护盖上料机器人控制站、以及右保护盖上料机器人控制站。 

通讯网络采用以太网（PROFINET）与现场总线（PROFIBUS）相结合的方式来实现。十个电气控制站之间均通过以太网（PROFINET）进行通讯；每一个电气控制站的PLC控制器与人机界面、机床伺服驱动器、变频器、上料装置伺服驱动器、下料机械手伺服驱动器、夹具编码装置、I/O模块之间采用现场总线（PROFIBUS）进行连接；八个机器人控制站通过现场总线（PROFIBUS）与各控制从站进行通讯。 

  上述十个电气控制站硬件系统的电器元件、部件选用西门子公司生产的通用电气控制元器件；八个机器人控制站选用ABB公司生产的成套机器人系统。 

为了满足电气控制部件对生产线设备控制的自动化，存储于控制器中的软件系统采用模块化设计，按功能划分为集中控制主站功能块、切管功能块、镗止口从站功能块、除屑除锈从站功能块、穿轴机从站功能块、轴承座压装从站功能块、焊接机床从站功能块、密封压装从站功能块、保护盖压装从站功能块、挡圈压装从站功能块、激光打标从站功能块、左轴承座上料机器人控制站功能块、右轴承座上料机器人控制站功能块、左密封上料机器人控制站功能块、右密封上料机器人控制站功能块、左焊接机器人控制站功能块、右焊接机器人控制站功能块、左保护盖上料机器人控制站功能块以及右保护盖上料机器人控制站功能块。软件系统的传输效率最高可达100Mbps，有效的保证了在大容量、高速度进行数据传输的稳定性。 

为了防止在夹具选用上出现人为的错误，集中控制主站具有夹具防错功能，管加工装配线所有设备的工装夹具均安装有数字编码装置，采用现场总线（PROFIBUS）与电气控制站的PLC控制器进行连接，所有工装夹具的编码具有唯一性；在进行生产作业之前，集中控制主站首先会对所有工装夹具的数字编码进行验证。 

附图说明：

附图1：管加工装配线自动控制系统硬件结构图。

 具体实施方式：