一种智能输送软硬件集成组装系统及工艺的制作方法

本发明涉及物流机的自动化设计制造领域，具体涉及一种智能输送软硬件集成组装系统及工艺。

背景技术：

工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下，按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称，plc控制系统的发展，为工业自动化提供了坚定的基础。plc控制系统是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。

物流机是现代化企业及物流运作的主要工具之一，是合理组织批量生产和机械化流水作业的基础。如图1所示的一种物流机，是一个包括提升机1，皮带运输机2、转弯机3、滚筒输送机4等物流单机组成的智能输送线，其实现了智慧型物流的输送和分散功能。对第三方物流企业来说，物流机又是组织物流活动的物质技术基础，体现着企业的物流能力大小。在传统的物流机设计中，通常先进行cad机械图纸的设计，后续采用人工看图纸的方式，针对相应的要求，进行plc的代码撰写，再进行调试，到最后进行运行。然而其所存在的问题：1)操作复杂，操作人员劳动强度大，人工看图纸效率低下且易出错。2)不同的plc具有不同的plc编程环境，操作人员需要花费大量的时间和精力用于编写应用于不同plc编程环境的代码，项目的完整周期变长。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种智能输送软硬件集成组装系统及工艺。本发明的智能输送软硬件集成组装系统及工艺，实现了智能化、自动化的物流机软硬件组装，大大提高了物流机软硬件组装的效率，降低了硬件组装失误率，实现了软件的自动化编程。

为实现所述技术目的，本发明的技术方案是：一种智能输送软硬件集成组装系统，包括：

自定义头文件模块，包括物流单机声明单元、设备名称声明单元、plc接口声明单元、设备功能函数声明单元，用于在进行物流机软硬件组装前，分别对物流机中所包含的物流单机、设备名称、plc接口、设备功能函数进行定义和声明；

数据结构清单导出模块，用于导出自定义头文件模块中所声明的物流单机、设备名称、plc接口、设备功能函数清单；

cad图纸读取模块，用于在进行物流机软硬件组装前，对物流机cad图纸进行读取和分析；

cad数据文档导出模块，用于将cad设计图纸中的物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参以文档形式导出；

数据比对模块，将所述cad数据文档导出模块导出的文档与所述数据结构清单导出模块导出的清单进行比对，用于检查cad图纸读取模块中各物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参依所述自定义头文件模块中的定义一致性；

cad图纸定义修改模块，用于根据数据比对模块的比对结果，修改cad图纸中对物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参的定义与所述自定义头文件模块中的定义一致；

自动化编程模块，用于依据所述cad图纸定义修改模块修改后的物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参，调用所述自定义头文件模块，自动化编程。

进一步，

所述自定义头文件模块还包括数据结构导出函数声明单元，数据结构导出函数声明单元声明了自上而下分别为：物流单机名称库、设备名称库、plc接口模型库、设备动作形参库的数据结构；

所述数据结构清单导出模块和cad数据文档导出模块，依照数据结构导出函数声明单元所声明的数据结构分别导出清单和文档。

进一步，还包括报警模块，用于在所述数据比对模块比对中，检查cad图纸读取模块中各物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参依所述自定义头文件模块中的定义一致性，并在不一致的情况下发出报警，生成误差清单，便于所述cad图纸定义修改模块对物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参的重新定义。

一种智能输送软硬件集成组装工艺，包括以下步骤：

s1：导出自定义头文件中，包含所声明的物流单机、设备名称、plc接口、设备功能函数的数据结构清单；

s2：读取cad图纸；

s3：导出cad数据文档；

s4：比对步骤s1中的数据结构清单，和步骤s3中的cad数据文档；

s5：根据所述步骤s4中的比对结果，调用自定义头文件，进行自动化编程；

s6：根据所述步骤s4中的比对结果，根据s3中导出cad数据文档进行物流机的硬件组装。

进一步，所述步骤s1中的自定义头文件，是在物流机软硬件组装前，分别对物流机中所包含的物流单机、设备名称、plc接口、设备功能函数进行定义和声明，由于步骤s4中的比对，及步骤s5中的调用；

所述自定义头文件定义和声明的步骤包括：

t1：物流机所包含的物流单机声明步骤，其中物流单机包括提升机，皮带运输机、转弯机、滚筒输送机；

t2：步骤t1中的物流单机所包含的设备名称声明步骤，其中设备包括plc、电机、气动机、传感器；

t3：plc接口声明步骤，用于声明plc接口模型，包括步骤t2中的电机、气动机、传感器和plc的接口；

t4：设备功能函数声明步骤，用于声明和宏定义plc协同传感器，对电机、气动机的动作形参；

t5：数据导出函数声明步骤，声明自上而下分别为：物流单机名称库、设备名称库、plc接口模型库、设备动作形参库的数据结构。

进一步，

所述步骤s1中数据结构清单的导出依照所述步骤t5中所声明的数据结构；

所述步骤s3中导出cad数据文档依照所述步骤t5中所声明的数据结构，故导出的cad数据文档包括物流单机名称、设备名称、plc接口模型、设备动作实参。

进一步，所述步骤s6中硬件组装的工艺，是根据cad数据文档中的物流单机名称、设备名称、plc接口模型文档进行硬件组装。

作为本发明的优选，基于上述内容，不同的是，还包括报警并列出误差清单的步骤和cad图纸定义修改步骤；

报警并列出误差清单的步骤，是在所述步骤s4中，比对cad图纸读取模块中各物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参与所述步骤t1-t4的定义一致性，并在不一致的情况下发出报警，生成误差清单；

cad图纸定义修改步骤，是根据误差清单，在cad图纸中对物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参的重新定义。

进一步，

所述步骤s2中的cad图纸还包括设备动作时序声明步骤，用于对设备动作实参所发生的时序进行声明；

所述步骤s5中，进行自动化编程的工艺，包括头文件调用声明的步骤、根据设备动作实参对应设备动作实参调用头文件中的设备功能函数，并根据时序声明进行叠加，并进行自动编译仿真和下载。

进一步，所述步骤s2中的cad图纸对各个物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参的注释，依照s1中声明的物流单机、设备名称、plc接口、设备功能函数的数据结构清单进行。

本发明的有益效果在于：

本发明的智能输送软硬件集成组装系统及工艺，自定义了头文件，按照协议规定的数据结构，分别对各个物流单机、设备名称、plc接口等硬件做了罗列、声明和定义，形成了一种定义协议，在进行cad制图时，是遵循此协议的定义标准依次对物流单机、设备名称、plc接口进行定义，并导出文档，以供施工人员进行硬件组装，提高了硬件组装的可靠性，尤其降低了接口连接工作的失误率；在软件方面，本发明由头文件定义了，基于plc下各个设备的动作关系和动作量，并以形参命名；cad制图中对照形参，赋以每个设备的动作关系和动作量实参，依据形参和实参的比对结果，自动调用头文件，实现自动化、智能化的软件集成。

综上，本发明的智能输送软硬件集成组装系统及工艺，实现了智能化、自动化的物流机硬件组装与软件集成，同时降低了硬件组装失误率，尤其是在智能车间开发应用中，通过本发明的系统及工艺大大降低了开发时间，实现了车间内物流的智能输送和分散。

附图说明

图1是一种物流机的整体结构示意图；

图2是本发明智能输送软硬件集成组装系统的模块示意图；

图3是本发明自定义头文件模块的内部单元示意图；

图4是本发明cad图纸及自定义头文件数据结构示意图；

图5是本发明智能输送软硬件集成组装工艺的流程图。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图2所示，一种智能输送软硬件集成组装系统，包括：

自定义头文件模块，如图3所示，其包括物流单机声明单元、设备名称声明单元、plc接口声明单元、设备功能函数声明单元，用于在进行物流机软硬件组装前，分别对物流机中所包含的物流单机、设备名称、plc接口、设备功能函数进行定义和声明；需要说明的是，物流机是由提升机1，皮带运输机2、转弯机3、滚筒输送机4等物流单机组成，在cad制图时，以各个单机进行块设计和命名，各个物流单机是由传感器和气动机、电机等基本设备构成，并由plc控制，这是本领域的常规技术手段，在此不做赘述。

本发明的智能输送软硬件集成组装系统，自定义了头文件，按照图4中的数据结构，分别对各个物流单机、设备名称、plc接口等硬件做了罗列、声明和定义，形成了一种定义协议，在进行cad制图时，是遵循此协议的定义标准依次对物流单机、设备名称、plc接口进行定义，并导出文档，以供操作工人进行硬件组装，提高了搭建的可靠性，尤其降低了接口连接工作的失误率；在软件方面，由头文件定义了基于plc下，各个设备的动作关系和动作量，并以形参命名；cad制图中对照形参，赋以每个设备的动作关系和动作量实参，依据形参和实参的比对结果，自动调用头文件，实现自动化、智能化的软件集成。

数据结构清单导出模块，用于导出自定义头文件模块中所声明的物流单机、设备名称、plc接口、设备功能函数清单；

cad图纸读取模块，用于在进行物流机软硬件组装前，对物流机cad图纸进行读取和分析；

cad数据文档导出模块，用于将cad设计图纸中的物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参以文档形式导出；

数据比对模块，将所述cad数据文档导出模块导出的文档与所述数据结构清单导出模块导出的清单进行比对，用于检查cad图纸读取模块中各物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参依所述自定义头文件模块中的定义一致性；

cad图纸定义修改模块，用于根据数据比对模块的比对结果，修改cad图纸中对物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参的定义与所述自定义头文件模块中的定义一致；

自动化编程模块，用于依据所述cad图纸定义修改模块修改后的物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参，调用所述自定义头文件模块，自动化编程。

进一步，

如图4所示，所述自定义头文件模块还包括数据结构导出函数声明单元，数据结构导出函数声明单元声明了自上而下分别为：物流单机名称库、设备名称库、plc接口模型库、设备动作形参库的数据结构；

所述数据结构清单导出模块和cad数据文档导出模块，依照数据结构导出函数声明单元所声明的数据结构分别导出清单和文档。或者说，数据结构导出函数声明单元提供了数据协议标准，统一了数据导出的规范性，方便了cad中实际发生的物流单机名称、设备名称、plc接口模型、设备动作实参于头文件中所声明的定义比对，以最快的速度调用头文件中的宏定义，大大提高了软件自动编程的效率，尤其是在一台物流机中包含多个相同的物流单机时，重复性调用头文件，更能节省软件编译时间。

进一步，还包括报警模块，用于在所述数据比对模块比对中，检查cad图纸读取模块中各物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参依所述自定义头文件模块中的定义一致性，并在不一致的情况下发出报警，生成误差清单，便于所述cad图纸定义修改模块对物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参的重新定义。

作为本发明的优选，所述自定义头文件模块还包括有设备属性声明单元，其声明了设备名称下的设备属性，例如设备功率、型号、价格等；对应的，数据导出函数声明单元所声明的数据结构还包括设备属性库，在完成cad图纸中的设备名称和自定义头文件中的设备名称比对后，生成的cad数据文档还包括设备属性文档，从而为施工人员提供了施工材料需求信息、成本信息等。

一种智能输送软硬件集成组装工艺，如图5所示，包括以下步骤：

s1：导出自定义头文件中，包含所声明的物流单机、设备名称、plc接口、设备功能函数的数据结构清单；

s2：读取cad图纸；

s3：导出cad数据文档；

s4：比对步骤s1中的数据结构清单，和步骤s3中的cad数据文档；

s5：根据所述步骤s4中的比对结果，调用自定义头文件，进行自动化编程；

s6：根据所述步骤s4中的比对结果，根据s3中导出cad数据文档进行物流机的硬件组装。

进一步，所述步骤s1中的自定义头文件，是在物流机软硬件组装前，分别对物流机中所包含的物流单机、设备名称、plc接口、设备功能函数进行定义和声明，由于步骤s4中的比对，及步骤s5中的调用；优选的，

所述自定义头文件定义和声明的步骤包括：

t1：物流机所包含的物流单机声明步骤，其中物流单机包括提升机，皮带运输机、转弯机、滚筒输送机；

t2：步骤t1中的物流单机所包含的设备名称声明步骤，其中设备包括plc、电机、气动机、传感器；

t3：plc接口声明步骤，用于声明plc接口模型，包括步骤t2中的电机、气动机、传感器和plc的接口；

t4：设备功能函数声明步骤，用于声明和宏定义plc协同传感器，对电机、气动机的动作形参；

t5：数据导出函数声明步骤，声明自上而下分别为：物流单机名称库、设备名称库、plc接口模型库、设备动作形参库的数据结构。

进一步，

所述步骤s1中数据结构清单的导出依照所述步骤t5中所声明的数据结构；

所述步骤s3中导出cad数据文档依照所述步骤t5中所声明的数据结构，故导出的cad数据文档包括物流单机名称、设备名称、plc接口模型、设备动作实参。

进一步，所述步骤s6中硬件组装的工艺，是根据cad数据文档中的物流单机名称、设备名称、plc接口模型文档进行硬件组装。

作为本发明的优选，基于上述内容，不同的是，还包括报警并列出误差清单的步骤和cad图纸定义修改步骤；

报警并列出误差清单的步骤，是在所述步骤s4中，比对cad图纸读取模块中各物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参与所述步骤t1-t4的定义一致性，并在不一致的情况下发出报警，生成误差清单；

cad图纸定义修改步骤，是根据误差清单，在cad图纸中对物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参的重新定义。采用本实施例的有益效果在于，可以确保cad图纸中对各物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参命名与宏定义的一致性，减少调用出错，提高自动化编程的可靠性。

进一步，

所述步骤s2中的cad图纸还包括设备动作时序声明步骤，用于对设备动作实参所发生的时序进行声明；

所述步骤s5中，进行自动化编程的工艺，包括头文件调用声明的步骤、根据设备动作实参对应设备动作实参调用头文件中的设备功能函数，并根据时序声明进行叠加，并进行自动编译仿真和下载。

进一步，所述步骤s2中的cad图纸对各个物流单机、设备名称、plc接口、设备动作实参的注释，依照s1中声明的物流单机、设备名称、plc接口、设备功能函数的数据结构清单进行。

以物流机中的提升机为例；

在头文件中，物流单机声明单元声明提升机的定义为elevator，设备名称声明单元定义提升机所包含的电机名称为emn、传感器名称为sensorn、plc名称为plc型号，plc接口声明单元定义了电机emn、传感器sensorn和plc的i/o连接关系，设备功能函数声明单元定义了电机emn所要完成动作与传感器sensorn对应函数关系，及完成的提升量lift、步进量cv。

在cad设计图纸中，设计了实际需求的提升器所需要的电机名称为emn、传感器名称为sensorn、plc名称为plc型号，并给电机emn赋以提升量lift、步进量cv对应的实参。

依照数据结构导出cad图纸数据文档，并和自定义头文件中的数据结构清单比对，调用头文件，进行自动化编程，依照cad图纸数据文档中的设备文档，plc的i/o接口文档由施工人员进行搭建。

对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。