一种基于数字化的工业生产线自动控制系统以及方法与流程

本发明涉及生产控制，特别是一种基于数字化的工业生产线自动控制系统以及方法。

背景技术：

1、生产线控制系统是用于控制和优化生产线的系统，能够实时监控生产过程中的各个参数，并自动调整生产线的运行状态，以实现最高效的生产过程。生产线控制系统可以应用于多个领域，如制造业、冶金、电子等。在制造业中，生产线控制系统广泛应用于汽车制造、机床制造、食品饮料制造、化工制造等领域，助力企业提高生产效率、降低成本，同时确保产品质量的稳定性和一致性。

2、而现有的生产线控制系统中，通常仅依靠采集产生线上各工位配备的各种传感器工作的数据，如温度、振动频率等，来反映生产线的工作状态，以及依靠该数据信息，通过控制单元控制生产线的工作状态，此系统控制反馈路径较为简单，当系统故障时，控制单元不能及时接收到工位上配备的各种传感器采集到的信息，易影响生产线的正产生产工作；并且在生产线正常工作中，仍然存在一些安全隐患，如生产线中用电设备轻微漏电，需要操作人员手动对生产线进行检测，若不及时发现问题控制生产线停止工作，则会导致生产线上由于设备故障而造成废品率提升，且安全系数较低，而在发现不合格产品时，还需要操作人员手动收集，操作不便，鉴于此，针对上述问题深入研究，遂有本案产生。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种基于数字化的工业生产线自动控制系统以及方法，解决了现有的生产线控制系统中，通常仅依靠采集产生线上各工位配备的各种传感器工作的数据，如温度、振动频率等，来反映生产线的工作状态，以及依靠该数据信息，通过控制单元控制生产线的工作状态，此系统控制反馈路径较为简单，当系统故障时，控制单元不能及时接收到工位上配备的各种传感器采集到的信息，易影响生产线的正产生产工作；并且在生产线正常工作中，仍然存在一些安全隐患，如生产线中用电设备轻微漏电，需要操作人员手动对生产线进行检测，若不及时发现问题控制生产线停止工作，则会导致生产线上由于设备故障而造成废品率提升，且安全系数较低，而在发现不合格产品时，还需要操作人员手动收集，操作不便的问题。

2、实现上述目的本发明的技术方案为：一种基于数字化的工业生产线自动控制系统，包括生产线、监测单元、第一控制单元和云端；

3、所述生产线用于产品的生产，所述生产线包括初始工位、结束工位以及设置在所述初始工位以及所述结束工位之间的输送线，所述初始工位以及结束工位均包括生产动力件，所述监测单元用于收集所述生产线的工作数据，所述第一控制单元用于接收所述生产线的工作数据，根据所述生产线的工作数据和预设的生产要求，对所述生产线进行控制和调整，所述云端用于接收、处理、存储所述第一控制单元传递的信息：

4、还包括检取一体单元和第二控制单元；

5、所述检取一体单元用于对所述生产动力件进行带电、温度、振动检测，得到所述生产动力件的工作数据，同时还用于检测以及拾取所述产品，得到产品数据以及所述产品，所述检取一体单元包括第一工作模式以及第二工作模式，所述第二控制单元用于收集所述生产动力件的工作数据以及所述产品数据，根据所述生产动力件的工作数据以及所述产品数据，对所述生产线以及所述检取一体单元的工作模式进行控制，所述云端还用于接收、处理、存储所述第二控制单元传递的信息；

6、所述检取一体单元包括机器人移动底盘、机械臂、端部结构和取样结构；

7、所述机械臂安装于机器人移动底盘上，所述端部结构安装于机械臂一端，所述取样结构安装于机器人移动底盘上、且位于机械臂一侧；

8、所述端部结构包括中心板架，所述中心板架上安装有中部检测部，所述中心板架上对称安装有两个分支臂结构；

9、所述中部检测部包括固定箱，所述固定箱安装于中心板架侧壁面中心部位，，所述固定箱一侧壁面上设有弧形面，所述弧形面上开设有条状孔，所述固定箱的内侧上下壁面之间安装有弧形杆，所述弧形杆上活动套装有弧形滑块，所述弧形杆上套装有弹簧，所述弹簧的一端安装于固定箱内侧底面上，所述弹簧的另一端活动贴合于弧形滑块的下壁面上，所述弧形杆上活动套装有弧形囊套，所述弧形囊套为柔性可伸缩结构，所述弧形囊套的一端安装于固定箱内侧顶面上，所述弧形囊套的另一端活动贴合于弧形滑块上壁面上，所述弧形囊套上壁面插装有电磁阀，所述固定箱上壁面安装有水箱，所述水箱内部安装有双向潜水泵，所述双向潜水泵与电磁阀连通，所述水箱外侧壁面安装有第一视觉摄像头，所述弧形滑块侧壁面上安装有第一气缸，所述第一气缸活动贯穿于条状孔，所述第一气缸的伸缩端安装有中部安装框，所述中部安装框中安装有中部检测传感器；

10、两个所述分支臂结构均包括第二气缸，所述第二气缸安装于中心板架侧壁面上，所述第二气缸的伸缩端安装有第三气缸，所述第三气缸的伸缩端安装有连接架，所述连接架下壁面固定安装有调节电机，所述调节电机的驱动端活动插装于连接架上，所述调节电机的驱动端固定套装有转头，所述转头上安装有延长杆，所述延长杆上安装有边侧安装框，所述边侧安装框中安装有边侧检测传感器，所述延长杆上活动套装有移动套筒，所述移动套筒上设有夹持边，所述夹持边上呈圆形阵列状开设有多个减重槽，所述夹持边侧壁面上呈圆形阵列状设置有多个工字凸起，多个所述工字凸起与多个所述减重槽一一对应设置，所述移动套筒与转头之间安装有第四气缸。

11、还包括人机交互界面，所述人机交互界面用于实时获取并展示所述生产线的工作数据、所述生产动力件的工作数据以及所述产品数据。

12、所述人机交互界面具有报警功能。

13、所述第三气缸的固定端侧壁面上固定安装有支撑杆，所述支撑杆一端活动插装于中心板架上。

14、所述固定箱上壁面开设有过孔，所述电磁阀位于过孔内部。

15、所述边侧安装框外侧壁面上安装有限位条，所述移动套筒内侧壁面开设有导向槽，所述限位条活动安装于导向槽上。

16、所述取样结构包括围挡，所述围挡安装于机器人移动底盘上、且位于机械臂一侧，所述围挡侧壁面安装有第二视觉摄像头。

17、一种基于数字化的自动控制方法，包括以下步骤；

18、步骤1、所述生产线对所述产品进行生产，所述产品从所述初始工位经过所述输送线移动至所述结束工位，所述检取一体单元同时从初始工位处经过输送线处移动至结束工位处，所述检取一体单元使用所述第一工作模式对所述生产动力件进行检测；

19、步骤2、所述监测单元收集所述生产线的工作数据，所述第一控制单元接收所述生产线的工作数据，同时所述检取一体单元收集所述生产动力件的工作数据以及所述产品数据，所述第二控制单元接收所述所述生产动力件的工作数据以及所述产品数据，所述云端对所述第一控制单元以及所述第二控制单元传递的信息进行接收、处理、存储；

20、步骤2.1、当仅第一控制单元接收到的所述生产线的工作数据异常时，所述第一控制单元控制生产现停止工作，同时所述检取一体单元对所述生产线中的所述产品进行检测，得到所述产品数据；

21、步骤2.2、当仅第二控制单元接收到的所述生产动力件的工作数据异常时，所述第二控制单元控制所述生产线停止工作，同时所述检取一体单元对所述生产线中的所述产品进行检测，得到所述产品数据；

22、步骤2.3、当所述第一控制单元接收到的所述生产线的工作数据与第二控制单元接收到的所述生产动力件的工作数据同时异常时，所述第一控制单元与第二控制单元共同控制所述生产线停止工作，同时所述检取一体单元对所述生产线中的所述产品进行检测，得到所述产品数据；

23、步骤3、当所述产品数据正常时，所述检取一体单元回到所述初始工位处；

24、步骤4、当所述产品数据异常时，所述第二控制单元控制所述检取一体单元使用第二工作模式对异常的所述产品进行拾取，所述检取一体单元携带异常的所述产品回到所述初始工位处。

25、所述第一控制单元接收到的所述生产线的工作数据与第二控制单元接收到的所述生产动力件的工作数据传递给所述云端，所述人机交互界面对传递给所述云端的数据进行显示。

26、当所述第一控制单元接收到的所述生产线的工作数据、第二控制单元接收到的所述生产动力件的工作数据异常时，人机交互界面进行报警。

27、利用本发明的技术方案制作的基于数字化的自动控制系统以及方法具有以下有益效果：

28、本系统由生产线、监测单元、第一控制单元、云端、人机交互界面、检取一体单元和第二控制单元组成，在生产线正常工作时，监测单元对生产线的工作状态进行检测，同时检取一体单元对生产线、监测单元、第一控制单元的工作状态进行检测，保证操作人员及时了解生产线存在的问题，通过第一控制单元与第二控制单元共同控制生产线的工作，当问题发生时，保证生产线及时停止生产工作，防止废品率增加，降低了生产成本，同时检取一体单元可以对生产线中的生产动力件进行带电、温度、振动检测，无需操作人员手动检测生产动力件是否带电，提高了安全系数，并且检取一体单元还具有废品自动收集的功能，无需操作人员手动收集，便于使用。