一种工程机械油料真空加注智能管理系统的制作方法

本发明涉及起重机的油料真空加注技术领域，具体涉及一种工程机械油料真空加注智能管理系统。

背景技术：

相关术语解释：

油料加注：起重机产品在装配过程中，需要往子系统，如液压系统、燃油系统、转向系统等子系统加注油料，保障系统的正常运转。油料类型主要有燃油、液压油、转向助力油、制动液、发动机液、变速箱液、防冻液、尿素等。

真空加注：与传统的加注方式相比，真空加注是一种先进的加注方式。在加注前先将系统抽真空，当系统真空度达到一定要求后，在空气负压下进行加注，能够充分排除系统内的空气，完成加注。

移动式真空加注机：是一种集成气动系统、真空系统、加注系统、真空除气干燥系统、加注枪及随动系统、电气控制单元和数据存储与通讯单元的移动式加注设备，长宽不大于800mm，高度不大于1500mm。加注机是一种落地式可移动柜式结构，带四个大尺寸负重轮，能够灵活移动，也可固定使用。

汽车起重机是一种安装在通用或专用载重汽车底盘上的起重机。底盘以上回转部分称为上车部分。上车部分由变幅机构、卷扬机构、伸缩机构和回转机构组成。变幅机构在起重机中，用于改变臂架俯仰的位置，增加主机的作业范围，主要功能是改变吊臂的幅角，实现重物的提升和下降。

轮式起重机产品种类多样，从8吨到1600吨共100余种，单台产品物料有3000种至1万种不等、零部件数量达到1万至3万多件。轮式起重机核心部件具有零部件数量多、结构复杂、重量大的特点，其制造工艺流程为下料→机加工→焊接→结构件涂装→底盘装配→整车装配→调试检测→整机涂装。底盘装配和整车装配是制造工艺流程中的关键环节，产品最终成形状态和各项性能是否达标都在装配环节起关键性作用。

油料加注是装配过程的重要工序，一般在装配过程中和装配后进行，包括燃油、液压油、转向助力油、制动液、发动机液、变速箱液、防冻液、尿素等形式。其中，燃油和液压油加注量大，但对加注精度要求不高。转向助力液和制动液是维持车辆行驶系统转向和刹车正常运转的关键因素，如果油液加注不足油液不能完全充满转向系统或刹车系统，极易发生转向和刹车失灵等状况。常规的定量加注不能够一次性将油料加注到位，如转向液加注需要在加注过程中多次转动方向盘,使油料充分进入转向系统。采用真空加注设备，在加注前先进行系统抽真空，能够实现负压加注，取消辅助动作，一次性加注完成。

产品批量生产过程中，加注系统一般在生产线线边设置，或为随行状态，不能够自由移动。且对移动性没有要求，真空加注设备的体积普遍较大。

不同于产品批量化生产阶段，在新产品的试制阶段，由于产品型号多样、产品试制进度差异大，个性化生产的情况非常突出，量产阶段生产线上应用的真空定量加注设备并不适合于个性化、定制化的新产品试制过程。

同时，随着智能化生产的逐步推进，传统上新产品试制的作业模式（定量加注）不再适应当前智能化、信息化的需求，不能满足对新产品高质量、可追溯、可查询评估数据的要求。

因此，为实现新产品装配试制阶段，在油料加注工序，对装配质量可控制、可查询、可追溯、全部数字化管理的需求。

目目前，在工程机械产品批量生产阶段，装配生产线上常用的、影响产品关键质量特性的油料加注方案主要有两种：

（1）方案1：定量加注。该加注方式使用最普遍，人工设定加注量后，利用定量加注装置（加注枪头采用流量计数器），控制油料的加注量，效率高，加注量可控，成本低，是目前最广泛采用的方式。分为固定加注站类型和移动式加注小车类型。

（2）方案2：真空定量加注，加注数据上传。该加注方式正在某些油料加注工序逐步使用。主要针对制动液、转向液等对加注精度和加注质量要求高的工序采用。该加注方式在加注前先对系统抽真空，然后在系统真空度达到一定要求后进行加注，排除系统内空气的影响。同时，加注系统采用plc控制，能够将加注数据上传。因加注设备真空系统的体积较大，一般为固定式加注装置。

在新产品的试制阶段，因为超多品种、超小批量、且个性化突出，目前装配环节普遍采用的是类似批量生产中的第1种方案，部分企业采用第2种方案。

传统的方案1不能适应智能化生产需求，不再论述，目前正在推广的方案2能够初步满足真空定量加注和在线检测的需求，但存在如下缺点：

（1）方案2适应规模化、批量化生产需求，且能够将生产数据进行电子化记录，方便进行质量管控，投入成本高，柔性化程度低。不适合新品试制、返修这种多品种、小批量、个性化的生产需求。

（2）方案2仅仅能够实现数据记录、数据上传功能，不能实现数据的下发、数据接收、数据分析和数据追溯等功能，只实现了部分信息化。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提出了一种工程机械油料真空加注智能管理系统，将加注量数值自动下发、数据自动回传，避免人工干扰和人为因素，提升操作过程的自动化水平和透明度。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种工程机械油料真空加注智能管理系统，包括数据采集端、主控端和多个加注机；数据采集端与主控端连接以实现数据交互，主控端与多个加注机连接以控制加注机执行加注操作并接收加注机反馈的信息；

数据采集端，采集待加注产品的设计参数，其中设计参数包括加注量数值；

主控端，接收数据采集端上传的待加注产品的设计参数，根据设计参数计算获取加注参数，向加注机下发加注参数；

加注机，接收主控端下发的加注参数，执行相应的加注操作，并上传加注反馈信息。

进一步的，设计参数包括加注量数值。

进一步的，加注机上设置有定量加注枪。

进一步的，加注参数包括加注机的车号、加注量数值。

进一步的，主控端与加注机之间为无线网络通讯方式。

进一步的，主控端还连接mes系统，与mes系统实现数据交互。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1）本发明实现定量加注，可提升加注速度；

2）本发明能够将加注量数值自动下发、设备自动调整、数据自动回传，避免人工干扰和人为因素，提升操作过程的自动化水平和透明度；

3）本发明新颖性较高，技术路线在同行业内处理领先地位，符合智能制造趋势，是一种极具推广潜力的底层应用技术。

附图说明

图1是本发明系统的结构示意图；

图2是本发明系统的执行流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明专利的描述中，需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

在本发明专利的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明专利的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明专利中的具体含义。

本发明的一种工程机械油料真空加注智能管理系统，包括数据采集端、主控端和多个加注机；数据采集端与主控端连接以实现数据交互，主控端与多个加注机连接以控制加注机执行加注操作并接收加注机反馈的信息；

数据采集端，采集待加注产品的设计参数，其中设计参数包括加注量数值；

主控端，接收数据采集端上传的待加注产品的设计参数，根据设计参数计算获取加注参数，向加注机下发加注参数；

加注机，接收主控端下发的加注参数，执行相应的加注操作，并上传加注反馈信息。

本发明系统，将多套移动式加注机进行集成应用和统一管理的闭环控制系统，该系统能实现数据接收、下发、执行、结果反馈及数据分析和上传等功能。将加注量数值自动下发、数据自动回传，避免人工干扰和人为因素，提升操作过程的自动化水平和透明度。

实施例

本技术方案主要用于起重机装配过程中油料的定量加注以及真空加注过程，系统架构示意图如图1所示。

按照系统层级，可分为三个组成部分：

（1）数据采集端：油料加注系统的数据源头，该系统可接入mes系统或人工录入。如主控端接入mes系统后，可从mes系统自动获取新产品的设计参数，主要为加注量数值。如该系统采用人工录入方式，可通过人工将新产品设计参数录入主控端。

（2）主控端：主控端为油料加注系统的核心控制单元，可以将加注量值数据自动下发到执行端的加注机上，并可以收集实际加注过程的数据，这些数据包括员工权限管理、流程管理、数据采集、日报表、报警信息等等，实现整个装配油料加注过程的数据分发，过程监控等功能。

（3）执行端（加注机应用）：每套加注机包括加注系统（定量加注枪）、真空系统、带输入输出模块的可触摸屏工控机、配电箱、卷线器及电缆线、无线通讯网络模块、转换接头等。加注参数包括加注信息、产品信息、员工信息、权限管理、装配流程信息、报警及实时数据显示等内容。在员工开始生产操作之前，要先进行刷卡确认身份信息，然后通过扫码枪扫描产品码信息（或人工确认信息），开始操作。然后将执行数据回传至主控端，上传到数据段，形成一个闭环。

油料加注系统是对加注设备、装配过程、装配结果进行统一规划、管理、汇总并可以实时显示的控制系统。通过该系统，操作人员可根据系统下发的设计更改，实时在线编辑工艺装配要求，避免纸质文件信息更新慢、人员会签流程复杂等情况，并自动将信息下达执行端，自动进行加注，同时对装配质量实现可追溯、全程可分析。

基于该系统主要功能的描述，进行该系统操作过程的详尽描述，操作人员操作流程示意图如图2：

①员工登录系统，进行主控端操作。根据新品排产计划，通过mes系统将新品信息导入到主控端的控制程序内。或者采用人工录入办法，将新品车辆型号、车号等基本信息，以及油料加注量数字等信息，导入到主控端程序内。然后进行数据下发，将信息下发到执行设备上。

②设备开机，任务确认。操作人员根据工况，选择相应移动式加注设备开机，根据下发的数据，采取扫码枪扫码或在加注机上通过触摸或鼠标点选方式，选择好下发的车号及加注机的油壶，并选择合适的接头进行连接。此时，设备自动调整到位，进入操作阶段。

③现场操作，执行任务。操作人员持定量加注枪进行加注作业，加注完毕后将定量加注枪放回加注机上，并收好接头。

④数据上传，结束任务。操作结束后，加注量信息将自动上传至加注机的plc系统内，并通过无线网络传输到主控端，进行数据存储。

⑤数据分析，质量追溯。主控端的数据上传至mes系统，也可以自行进行统计和分析，操作人员可以随时调用数据进行分析，进行质量评定和数据的追溯。

本方案是基于目前的定量加注系统进行的适度改进和升级，更好的实现了闭环控制和数据的自动化管理，主要有以下优点：

（1）数据信息可以实现闭环管理：本系统和装置具备数据信息的采集、下发、执行、反馈、分析和统计功能，实现了全过程的自动化控制。

（2）设备具备灵活、通用的特点，满足个性化、定制化需求：执行端是由多套完整的移动式加注小车组成，每套加注机可进行多工位的加注作业，通过多套加注机的组合，能够在主控端的统一控制下，自由开展不同的作业模式，柔性程度和可拓展性极强。

（3）数据联网，具备智能制造特点：信息数据除了能在系统内进行统一管理之外，主控端还具备与mes系统、scada系统连接能力，能够自动抓取和自动上传，是数字化车间的重要组成部分；此外，充分利用工业无线网络的特点，主控端、执行端和mes模块均可以无线连接，组网极其方便。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。