一种注塑自动化生产系统及智能生产方法_3

文档序号:9274226阅读:来源:国知局
,最后冷却开模,等待机械手4取出工件。注塑设备3的特征I是模腔里面装有电容传感器31,能检测模腔内材料的质量、压力和均匀度等物理参数,并通过总线把数据反馈到中央控制系统和注塑设备3的控制系统。一方面实现注塑设备3的全闭环控制,提高产品质量;另一方面把注塑过程数据发送到中央控制系统,实时监测注塑设备3的运行状态。特征2是多个注塑设备3的控制器之间通过现场总线技术,实时交换数据,互相学习彼此的控制方法和加工工艺。注塑设备3的料筒32处设有用于检测料筒32原料容量的红外传感器33,若检测到原料容量若低于设定值,则发送信号到自动上下料系统1,要求补充原料。
[0033]机械手4用于在注塑完成后,注塑设备3的控制系统发送取件信号到机械手4的控制系统时,机械手4以最短的路径和最优的速度运行到模腔内取件,并检测产品质量和根据产品的质量等级,分放到传送系统5或者将检测出的次品放到次品回收箱7中。机械手4的特征I是取件臂41上装有智能摄像头43,在机械手4取件的同时快速抓拍工件的关键部位,经过图像处理技术,萃取工件的特征,然后跟样板对比,检测注塑产品2的质量好坏并分类。机械手4的特征2是抓盘42上装有刀具44,能为工件刮边和去除浇口。机械手4的特征3是一台机械手4能配合两台注塑设备3。机械手4根据两台注塑设备3的注塑周期以及自身对注塑产品2的处理时间和导轨距离,规划好调度和路径以及计算出最优的运行速度。机械手4的特征4是通过现场总线技术把检测到的工件表面信息发送到中央控制系统经中央控制系统发送到云端服务器,云端服务器通过大量的数据分析,一方面调节注塑设备3的控制系统的控制参数和工艺;另一方面,检测注塑设备3的运行状态,预测可能出现的机器故障等问题。多个机械手4之间通过现场总线实时交换所采集的传感数据,并互相学习彼此的取件时间、路径规划和速度控制方案。
[0034]传送系统5包括运动控制器、传送带和伺服驱动系统。机械手4把处理好的工件放到传送带上方,智能摄像头43对传送带上的工位进行拍照并判断当前传送带的工位是否有工件,然后把判断的结果通过开关信号发送到传送带控制系统。传送系统5的特征是传送系统5的控制器跟机械手4的控制器可以实时通讯,能根据机械手4的反馈信息,实时动态调节传送带的运行速度。
[0035]包装设备6的作用:工件(即注塑产品2)通过传送带输送到包装设备6的顶部,通过设定计量部分参数,控制一定数量的工件依次进入到包装设备6。当工件进入到包装工位时,纵封器将其纵向缝焊封牢固,横封器完成包装袋的顶封和下一个袋子的底封,成为两道焊缝。然后移动一个工位完成顶封封口,并用切刀切断,完成包装工序。
[0036]本注塑自动化生产系统的各种设备通过工业现场总线技术连接,形成物联网,彼此之间可以交换信息,同类设备之间可以互相学习,中央控制系统与各生产设备都是实时交换信息,能够整体规划和调度工厂里面所有设备和环节的运作,使得整个工厂的生产实现智能化和最优化。
[0037]实施例二
实施例一的注塑自动化生产系统的注塑自动化智能生产方法,包括:
自动上下料系统I自动填充高分子材料并自动将高分子材料传送到注塑设备3进行注塑;
机械手4根据设定的最优取件方案从注塑设备3上取出注塑产品2并检测产品质量后根据质量等级将注塑产品2分放到传送系统5 ;
传送系统5将注塑产品2传送到包装设备6处进行包装后分发运输;
自动上下料系统1、注塑设备3和机械手4均实时采用传感器采集生产过程的传感数据并发送到中央控制系统;
中央控制系统接收自动上下料系统1、注塑设备3和机械手4所反馈回来的传感数据并发送到云端服务器,同时结合云端服务器发送的优化控制决策对相应的设备进行优化调度控制;
云端服务器对中央控制系统发送的传感数据进行提取分析后形成对应的数据文件,并生成相应设备的优化控制决策后发送给中央控制系统。
[0038]中央控制系统对相应的设备进行优化调度控制的步骤,其具体为:
中央控制系统根据注塑产品2的注塑加工周期、机械手4的运行轨迹、速度以及处理图像的时间、传送系统5的传输速度和传送长度,计算出各生产设备的启动顺序和时间后,对各生产设备进行调度控制。本步骤可使得各生产设备协调运作,高效利用各种生产设备,降低时间成本和减少设备的重复购置;此外,有效控制注塑设备3、机械手4和包装设备6等耗电量高的设备的运行节拍,使得电网错开高峰期,有利于减小电网供电压力。这里,各生产设备包括自动上下料系统1、注塑设备3、机械手4、传送系统5和包装设备6。
[0039]本生产方法中,同类生产设备之间互相进行学习和进行知识共享,例如注塑设备3和机械手4等,注塑设备3和机械手4的数量均为多个,多个注塑设备3之间通过现场总线实时交换所采集的传感数据并互相学习彼此的控制方法和加工工艺,多个机械手4之间通过现场总线实时交换所采集的传感数据,并互相学习彼此的取件时间、路径规划和速度控制方案。注塑产品2种类繁多,需要经常更换注塑模具,随之改变加工工艺和控制参数。现在的注塑生产设备都有一个前期的参数调节过程,使得前十几个或几十个批次的工件报废。这里研发的智能化生产方法,把同类设备的信息和数据存储到云端服务器,经过智能分析和数据挖掘技术,利用各种历史数据对注塑设备3进行建模,进而获得最优的控制方法和工艺参数。这种方式可以大大减少注塑产品的废品率和提高产品的质量以及一致性,此夕卜,还可以减除工人的调试时间,实现无人化,大大降低成本。
[0040]本生产方法在生产各环节的生产设备上都装有相应的传感器,收集大量的实时数据,并存放到云端服务器,通过云计算和智能分析以及数据挖掘技术,能获得各种有用的信息。一方面能实时监控各环节的运行状况,并预测每个环节出现的问题,提前处理,减少损失;另一方面,还可以根据大量的客户订单数据,分析市场需求和变化,为企业的战略决策提供可靠依据,提高企业的竞争力。
[0041]具体的,自动上下料系统1、注塑设备3和机械手4均实时采用传感器采集生产过程的传感数据并发送到中央控制系统的步骤,包括:
自动上下料系统I实时采用红外传感器采集生产过程中进料口处的原料容量数据并发送到中央控制系统;
注塑设备3实时采用电容传感器采集注塑过程中模腔内材料的质量、压力和均匀度并发送到中央控制系统;
机械手4在取件的同时实时采用智能摄像头采集注塑工件的关键部位的图像并发送到中央控制系统。
[0042]实施例三
本实施例结合实施例一,描述一个具体的智能生产方法:
中央控制系统通过工业现场总线发送指令,控制自动上下料系统I把容器中的高分子原
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