本發(fā)明涉及一種中置流水線小車自動(dòng)化控制系統(tǒng)，屬于機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前中置柜流水線全長(zhǎng)98.8m，共有11道工位，此外還設(shè)有成品檢驗(yàn)區(qū)，日產(chǎn)能可達(dá)25臺(tái)。但是，流水線在日常運(yùn)行中還存在以下問題：

1、小車完全靠人力驅(qū)動(dòng)，員工勞動(dòng)強(qiáng)度較大，過彎道時(shí)容易發(fā)生中置柜傾倒的危險(xiǎn)。

2、工位一旦發(fā)生情況，小車不能報(bào)警，問題得不到及時(shí)響應(yīng)。

3、員工節(jié)拍意識(shí)不強(qiáng)，效率較低。

4、工位數(shù)據(jù)只能靠人工采集，不能及時(shí)對(duì)流水線的整體運(yùn)行狀況進(jìn)行分析。

為解決以上問題，組織開展技術(shù)研究，針對(duì)中置流水線存在的現(xiàn)實(shí)問題，緊緊圍繞“智能制造”這一指導(dǎo)思想，攻堅(jiān)克難，取得了顯著的成效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種中置流水線小車自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

對(duì)現(xiàn)有的中置運(yùn)轉(zhuǎn)小車進(jìn)行改造自動(dòng)化改造，增加電機(jī)拖動(dòng)裝置和自動(dòng)控制系統(tǒng)，降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度。

一種中置流水線小車自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其特征在于：包括電動(dòng)運(yùn)行小車、邏輯控制單元、前置工控機(jī)、后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)、Web報(bào)表平臺(tái)和自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)包括小車行進(jìn)控制器、工位識(shí)別模塊、告警燈光控制器和后臺(tái)管理主機(jī)；自動(dòng)控制系統(tǒng)采用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)，無刷直流電機(jī)位置控制，系統(tǒng)的控制方式為每一個(gè)工位上的小車采用一套單片機(jī)控制模塊承擔(dān)其控制任務(wù)，各個(gè)控制模塊之間通過串行通訊實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的分布式控制方式，生產(chǎn)線綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、傳感器應(yīng)用技術(shù)、單片機(jī)控制和組網(wǎng)、無刷直流電機(jī)位置控制和觸摸屏技術(shù)。

所述小車行進(jìn)控制器電路采用STM32F051芯片，包括位置檢測(cè)干簧管電路、人機(jī)接口電路、啟停控制接口電路、電機(jī)控制、無線傳輸模塊和電源；所述小車行進(jìn)控制器安裝于流水線行進(jìn)小車上，用于控制流水線行進(jìn)小車的前進(jìn)啟停，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前工作工位號(hào)檢測(cè)、記錄本工位生產(chǎn)使用時(shí)間，并通過無線傳輸模塊上傳當(dāng)前小車工作時(shí)間和工位號(hào)狀態(tài)信息至后臺(tái)管理主機(jī)。

所述無線傳輸模塊采用E50-TTL-500，工作在148-173.5MHz頻段，該模塊具有數(shù)據(jù)加密和壓縮功能。

所述工位識(shí)別模塊采用磁感應(yīng)干簧傳感器對(duì)磁鋼傳感的原理，磁鋼布置在生產(chǎn)工位的生產(chǎn)線軌道中間，磁鋼按8421分布，實(shí)現(xiàn)工位編碼，小車行進(jìn)控制器在小車前進(jìn)時(shí)就可以通過干簧傳感器識(shí)別當(dāng)前工位號(hào)和工位位置，磁鋼編碼共六位，工位容量為64個(gè)。

當(dāng)生產(chǎn)線小車延生產(chǎn)線軌道前進(jìn)時(shí)，小車行進(jìn)控制器通過干簧傳感器不斷檢測(cè)是否到達(dá)生產(chǎn)工位，當(dāng)檢測(cè)到工位定位編碼磁鋼時(shí)小車行進(jìn)控制器判定已到達(dá)工位，到達(dá)時(shí)小車自動(dòng)停止，開始根據(jù)后臺(tái)管理主機(jī)設(shè)置的工作時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，如超過設(shè)定時(shí)間則通過蜂鳴器告警；如本工位人員工序完成，按下小車上的啟動(dòng)按鈕，小車行進(jìn)控制器將啟動(dòng)小車行進(jìn)電機(jī)向下一工位行駛，如果中途按下停止按鈕小車停止，如小車在前進(jìn)途中前面有障礙，小車自動(dòng)停止，直到障礙消除，小車將自動(dòng)前進(jìn)。

前置工控機(jī)通過無線傳輸模塊分別輪詢?cè)L問各個(gè)不同地址的小車行進(jìn)控制器，被訪問的控制器進(jìn)行應(yīng)答，回傳本小車的工作狀態(tài)，包括當(dāng)前小車運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)前工作的工位號(hào)、當(dāng)前工位工作時(shí)間，本小車于各工位的歷史工作記錄，在1號(hào)工位時(shí)可根據(jù)后臺(tái)管理主機(jī)下達(dá)的工作時(shí)間設(shè)置命令更改工位工作時(shí)間。

所述后臺(tái)管理主機(jī)根據(jù)狀態(tài)控制告警燈光控制器實(shí)現(xiàn)燈光報(bào)警。

有益效果：本發(fā)明提供的中置流水線小車自動(dòng)化控制系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)有中置流水線上的小車進(jìn)行了改造，將現(xiàn)有的依靠人力推動(dòng)行進(jìn)方式改為自動(dòng)化運(yùn)行，并加入防撞、定時(shí)告警、實(shí)時(shí)信息統(tǒng)計(jì)等功能，為MES系統(tǒng)建設(shè)預(yù)留數(shù)據(jù)接口。中置流水線小車自動(dòng)化改造主要研究目標(biāo)是將現(xiàn)有的依靠人力推動(dòng)行進(jìn)方式改為自動(dòng)化運(yùn)行，并加入防撞、定時(shí)告警、實(shí)時(shí)信息統(tǒng)計(jì)等功能，延長(zhǎng)導(dǎo)軌的使用壽命，降低員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，增強(qiáng)中置流水線面對(duì)突發(fā)問題的響應(yīng)能力。提升中置柜生產(chǎn)流轉(zhuǎn)速度，減少員工勞動(dòng)強(qiáng)度。對(duì)工位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)使得相關(guān)負(fù)責(zé)人能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決相應(yīng)問題，優(yōu)化了整體流水線的作業(yè)流程，預(yù)計(jì)產(chǎn)能可提升10%～15%。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。

如圖1所示，一種中置流水線小車自動(dòng)化控制系統(tǒng)，包括電動(dòng)運(yùn)行小車、邏輯控制單元、前置工控機(jī)、后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)、Web報(bào)表平臺(tái)和自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)包括小車行進(jìn)控制器、工位識(shí)別模塊、告警燈光控制器和后臺(tái)管理主機(jī)；自動(dòng)控制系統(tǒng)采用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)，無刷直流電機(jī)位置控制，系統(tǒng)的控制方式為每一個(gè)工位上的小車采用一套單片機(jī)控制模塊承擔(dān)其控制任務(wù)，各個(gè)控制模塊之間通過串行通訊實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的分布式控制方式，生產(chǎn)線綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、傳感器應(yīng)用技術(shù)、單片機(jī)控制和組網(wǎng)、無刷直流電機(jī)位置控制和觸摸屏技術(shù)。系統(tǒng)由流水線小車行進(jìn)控制器、工位定位編碼磁鋼、告警燈光控制器和后臺(tái)管理主機(jī)組成。

（1）小車行進(jìn)控制器

小車行進(jìn)控制器安裝于流水線行進(jìn)小車上，用于控制流水線行進(jìn)小車的前進(jìn)啟停，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前工作工位號(hào)檢測(cè)、記錄本工位生產(chǎn)使用時(shí)間，并通過無線傳輸模塊上傳當(dāng)前小車工作時(shí)間和工位號(hào)等狀態(tài)信息至后臺(tái)主機(jī)。

（2）工位定位編碼

流水線需要在指定工位停留及計(jì)算在每一個(gè)工位的停留時(shí)間，我們采用磁感應(yīng)干簧傳感器對(duì)磁鋼傳感的原理設(shè)計(jì)工位識(shí)別模塊。磁鋼布置在生產(chǎn)工位的生產(chǎn)線軌道中間，磁鋼按8421分布，實(shí)現(xiàn)工位編碼，小車行進(jìn)控制器在小車前進(jìn)時(shí)就可以通過干簧傳感器識(shí)別當(dāng)前工位號(hào)和工位位置；磁鋼編碼共六位，工位容量為64個(gè)，具備極強(qiáng)的擴(kuò)展性。

（3）小車行進(jìn)控制邏輯

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，當(dāng)生產(chǎn)線小車延生產(chǎn)線軌道前進(jìn)時(shí)，小車行進(jìn)控制器通過干簧傳感器不斷檢測(cè)是否到達(dá)生產(chǎn)工位，當(dāng)檢測(cè)到工位定位編碼磁鋼時(shí)控制器判定已到達(dá)工位，到達(dá)時(shí)小車自動(dòng)停止，開始根據(jù)管理主機(jī)設(shè)置的工作時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，如超過設(shè)定時(shí)間則通過蜂鳴器告警；如本工位人員工序完成，按下小車上的啟動(dòng)按鈕，小車行進(jìn)控制器將啟動(dòng)小車行進(jìn)電機(jī)向下一工位行駛，如果中途按下停止按鈕小車停止，如小車在前進(jìn)途中前面有障礙，小車自動(dòng)停止，直到障礙消除，小車將自動(dòng)前進(jìn)。

前置工控機(jī)通過無線傳輸模塊分別輪詢?cè)L問各個(gè)不同地址的小車行進(jìn)控制器，被訪問的控制器進(jìn)行應(yīng)答，回傳本小車的工作狀態(tài)，包括當(dāng)前小車運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)前工作的工位號(hào)、當(dāng)前工位工作時(shí)間，本小車于各工位的歷史工作記錄，在1號(hào)工位時(shí)可根據(jù)管理主機(jī)下達(dá)的工作時(shí)間設(shè)置命令更改工位工作時(shí)間。

管理主機(jī)也可以根據(jù)狀態(tài)控制告警燈光控制器實(shí)現(xiàn)燈光報(bào)警。

（4）控制器原理

小車行進(jìn)控制器電路由STM32F051為核心，由位置檢測(cè)干簧管電路、人機(jī)接口電路、啟?？刂平涌陔娐?、電機(jī)控制、無線通信模塊和電源組成；裝置內(nèi)部由2塊電路板組成，2板間通過排線聯(lián)接。

（5）無線傳輸模塊

E50-TTL-500是一款500mW的無線傳輸模塊，工作在148-173.5MHz頻段，由于頻率很低，具有極強(qiáng)的穿透與繞射能力，特別適合于需要穿越障礙物等復(fù)雜場(chǎng)合。同時(shí)使用串口進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，降低了無線應(yīng)用的門檻。

模塊具有數(shù)據(jù)加密和壓縮功能。模塊在空中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，具有隨機(jī)性，通過嚴(yán)密的加解密算法，使得數(shù)據(jù)截獲失去意義。而數(shù)據(jù)壓縮功能有概率減小傳輸時(shí)間，減小受干擾的概率，提高可靠性和傳輸效率。

（8）報(bào)表后臺(tái)軟件

小車采用速傳電臺(tái)按照協(xié)議傳至前置機(jī)，前置機(jī)將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器同時(shí)作為報(bào)表的WEB服務(wù)器。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。