CN104914810A - 基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统，该系统中智能专家数据库存储有各企业对其各类产品进行毛刺去除所使用的程序及数据，上位机均可调用，极大丰富了机器人去毛刺的产品种类，解决了传统机器人去毛刺存在的小批量多品种问题；智能专家数据库中存储的毛刺去除所使用的程序及数据为共享数据，可以有无数企业共享使用，避免了不同企业各自调试造成的重复设置，重复编制，降低了企业的研发及技术投入成本；实现了整个去毛刺过程的全程自动控制，用户现场不需要有多名技术人员候命，降低了企业的人工成本；具有远程协助及常见问题解决库功能，具有自动故障预警功能，降低停机时间和维修成本。
Description
技术领域
本发明涉及机加工零件毛刺去除技术领域，尤其涉及一种基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统。
背景技术
中国早已成为世界工厂，成为世界制造大国，但离制造强国还有一定的距离，制约我们发展的不光有加工设备问题、加工工艺问题、材料问题等，还有很多的因人为参于过程而存在的变量问题，比如机加工零件毛刺问题，俨然成了制约制造业产业升级的一个痛点，大部分零件加工过后都需要进行去除毛刺的工作，如果毛刺去除不当有可能造成整机装备中人员手划伤、核心传动部件因毛刺而失效、部件使用寿命缩短、发动机停车等危险。现有去毛刺的方式大部分还是采用工人用锉刀、砂轮、刮刀、刷子等手动进行毛刺去除，其缺点是毛刺去除不彻底、不一致、工伤多、丢序、合格率低等。随着工业机器人的发展也有部分企业采用机器人代替工人进行去毛刺作业，但是相对来讲只解决了个体问题，而非解决系统问题。因为在去毛刺问题上，企业与企业之间基本无交流，相互之间也并不共享去毛刺数据，所以在工件品种过多时，单个机器人作业只能解决个别批量大的零件的去毛刺问题，无法解决小批量多品种问题，更换零件耗时过长，开发新产品时又需要高级工程师级别的编程人员进行调试，极大的浪费了时间成本并且无法保证高品质。同时，如果用户现场需要作业零件品种较大，程序的储存将存在一定的难度，造成管理成本上升；用户现场需要有多名技术过硬的相关人员随时候命，对技术人员要求过高，若不储备这类人员，将不能解决现场的问题，若储备这类人员，因为专业性强、专业领域窄，可能此人无法进行多岗位作业，从而造成了这类人员忙时特别忙，闲时特别闲，技术人员常期在此工作环境中工作容易产生心理变化，可能造成企业的人才流失，对企业来讲人工成本显然巨大；单台或者不成系统作业，对工艺要求极高，不智能，无标准可寻，极大的影响停机时间；多数单台机器人工作站标准部件极少，大部分是非标设计，如有部件出现故障，可能造成的恢复生产周期过长，对整个生产环节造成混乱。
发明内容
本发明的目的在于通过一种基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统，包括智能专家数据库、上位机、N台机器人及PLC控制柜，其中，N为正整数；
所述智能专家数据库与上位机通信连接，用于采集与存储各企业对其各类产品进行毛刺去除所使用的程序及数据；
所述上位机与N台机器人通信连接，用于根据毛刺待去除工件的识别信息首先在本地数据库中检索去除该工件毛刺的对应程序及数据，若检索到对应的程序及数据，则将其输出给对应的机器人，若未检索到对应的程序及数据，则向智能专家数据库发送检索请求，若在智能专家数据库中检索到对应的程序及数据，则上位机将其下载到本地数据库存储并作业，若未在智能专家数据库中检索到对应的程序及数据，则智能专家数据库将提示用户将所述毛刺待去除工件的相关数据信息发送给智能专家数据库，数据中心专家将根据工件的相关数据信息编制去除该工件毛刺的程序及数据，并在编制完成后导入到智能专家数据库，供上位机下载；
所述N台机器人各自安排在相应的毛刺去除工位上，用于在执行程序中对上位机输出的程序及数据进行顺序排队，与PLC控制柜对工作线的控制相配合，根据程序中所指定的去毛刺工具进行自行切换，完成对各类产品的去毛刺工作。
特别地，所述毛刺去除所使用的程序及数据在存入智能专家数据库之前均需通过试验平台对其正确性及有效性进行验证，验证合格后才收录至智能专家数据库中。
特别地，所述上位机在本地数据库中存储用户常用或者正在使用的毛刺去除程序及数据，并通过设立相关管理等级准入标准，授权相应管理等级的人员对数据进行等级标识，并在本地存储空间不足时，首先对使用频率最低的程序及数据进行删除。
特别地，所述智能控制系统具有远程协助及常见问题解决库功能，去毛刺现场出现问题时，可通过远程协助解决，并且当服务站检测到去毛刺现场有异常或者部件需更换时，提前告知现场技术人员。
特别地，所述智能控制系统具有自动故障预警功能，对去毛刺现场所有关键部件进行数据采集，并在大数据库中进行数据分析，把可能存在的潜在风险及故障进行前期排除。
特别地，所述上位机通过总线通讯协议和N台机器人的控制器进行数据通讯，并获取工作线上采集所述关键部件信息的传感器信号。
特别地，所述智能控制系统在工作线前端设置有工件识别机构，该工件识别结构对外观差异不明显的零件进行二维码识别，对差异较大零件进行外形图形识别，并将识别数据反馈给上位机处理。
特别地，所述智能控制系统在每个工位两侧均设置有安全门，安全门有电子锁开关，当在机器人作业过程中，有人打开安全门时，夹具及机器人不动作，并报警。
特别地，所述智能控制系统在工件安装完成后自动锁紧，通过压力检测开关检测压力是否达到设定值，若达到设定值，则机器人接收工件锁紧信号，开始去毛刺工作，若未达到设定值，则机器人不动作，并报警。
特别地，所述去毛刺工具均采用柔性浮动装置，提供不低于±7mm浮动范围；所述识别信息包括但不限于工件的型号；所述工件的相关数据信息包括但不限于工件的型号及其相应的图纸文件。
本发明提出的基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统优点如下：一、智能专家数据库中存储的毛刺去除所使用的程序及数据为共享数据，可以有无数企业共享使用，避免了不同企业各自调试造成的重复设置，重复编制，降低了企业的研发及技术投入成本。二、智能专家数据库中存储有各企业对其各类产品进行毛刺去除所使用的程序及数据，上位机均可调用，极大丰富了机器人去毛刺的产品种类，解决了传统机器人去毛刺存在的小批量多品种问题。三、智能控制系统实现了整个去毛刺过程的全程自动控制，用户现场不需要有多名技术人员候命，降低了企业的人工成本。三、智能控制系统具有远程协助及常见问题解决库功能，去毛刺现场出现问题时，可通过远程协助解决，并且当服务站检测到去毛刺现场有异常或者部件需更换时，提前告知现场技术人员，据统计80％的问题可以通过远程指导现场技术人员即可解决，降低停机时间和维修成本。四、智能控制系统具有自动故障预警功能，对去毛刺现场所有关键部件进行数据采集，并在大数据库中进行数据分析，把可能存在的潜在风险及故障进行前期排除，降低停机风险。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本发明。
请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统结构示意图。
本实施例中基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统具体包括智能专家数据库、上位机、N台机器人及PLC控制柜，其中，N为正整数。
所述智能专家数据库与上位机通信连接，用于采集与存储各企业对其各类产品进行毛刺去除所使用的程序及数据。
通过仿真软件或手动示教方式对程序及数据进行设置；通过试验平台对程序及数据进行正确性及有效性的验证，验证合格后收录至智能专家数据库。
所述上位机与N台机器人通信连接，用于根据毛刺待去除工件的识别信息首先在本地数据库中检索去除该工件毛刺的对应程序及数据，若检索到对应的程序及数据，则将其输出给对应的机器人，若未检索到对应的程序及数据，则向智能专家数据库发送检索请求，若在智能专家数据库中检索到对应的程序及数据，则上位机将其下载到本地数据库存储并作业，若未在智能专家数据库中检索到对应的程序及数据，则智能专家数据库将提示用户将所述毛刺待去除工件的相关数据信息发送给智能专家数据库，数据中心专家将根据工件的相关数据信息编制去除该工件毛刺的程序及数据，并在编制完成后导入到智能专家数据库，供上位机下载。上位机通过总线通讯协议和N台机器人的控制器进行数据通讯，并获取工作线上采集所述关键部件信息的传感器信号。
于本实施例中，上位机在本地数据库中存储用户常用或者正在使用的毛刺去除程序及数据，并通过设立相关管理等级准入标准，授权相应管理等级的人员对数据进行等级标识，例如一级为常用程序及数据，二级为次常用程序及数据，三级为不常用数据及程序，四级为极不常用数据及程序。为防止本地储存空间不足，系统会自动计算空间余量，当空间余量达到一定额度后，系统会首先对四级数据及程序进行自动删除，如四级删除完还存在储存空间问题，系统将自动删除三级程序及数据，当三级程序及数据删除完后，系统将不在进行自动删除，进行储存空间不足报警，一级和二级程序及数据由用户现场相关人员酌情进行处理。当操作员误操作或者误标识将该用程序及数据删除后，用户可对智能专家数据库进行访问以及请求下载和恢复相应程序及数据，避免造成大的损失，智能专家数据库进行多地多形式储存，永存相应程序及数据，直至产品完全淘汰后酌情进行清理，清理时需向所有用户方征求投票意见，100％同意后方进行彻底清理工作。如用户现场有新的产品进行生产时可通过智能专家数据库进行检索，如有相应程序及数据，用户方可下载到本地进行储存并作业，如智能专家数据库也无相应的程序及数据，用户可将产品信号及相应图纸发往智能专家数据库，智能专家数据库对全新产品的数据及程序进行专家编制。编制完成后进入智能专家数据库，用户可以自行下载。
在本实施例中所述去毛刺工具均采用柔性浮动装置，提供不低于±7mm浮动范围，浮动压力采用可编程智能控制，保证机器人有效去除工件毛刺的同时不损伤零件及其它不需要加工的本体部位。所述识别信息包括但不限于工件的型号；所述工件的相关数据信息包括但不限于工件的型号及其相应的图纸文件。
所述N台机器人各自安排在相应的毛刺去除工位上，用于在执行程序中对上位机输出的程序及数据进行顺序排队，与PLC控制柜对工作线的控制相配合，根据程序中所指定的去毛刺工具进行自行切换，完成对各类产品的去毛刺工作。
对于机器人在执行程序中对上位机输出的程序及数据进行顺序排队，扼要说明其过程如下：当1号工件到达机器人工位时，智能控制系统通过相应的传感技术告知机器人1号工件准备就绪，机器人对1号工件进行自动作业，此时2号工件正在进行识别及程序调用，当2号工件已经识别完成后，相应的数据及程序已经传输给了正在工作的机器人，2号工作的程序及数据就已经在1号工件的程序及数据后面进行了顺序排队，当判定1号工件合格后，1号工件流入相应的工位，当判定不合格后则流入相应的不合格库位，相关现场人员进行处理，以此类推对所有工作进行智能化的作业。如出现批理较大作业时，系统可通过设置机器人数量及传感器进行批量作业，避免重复识别造成的识别器使用寿命问题。
于本实施例中所述智能控制系统在工作线前端设置有工件识别机构，该工件识别结构对外观差异不明显的零件进行二维码识别，对差异较大零件进行外形图形识别，并将识别数据反馈给上位机处理。所述智能控制系统在每个工位两侧均设置有安全门，安全门有电子锁开关，当在机器人作业过程中，有人打开安全门时，夹具及机器人不动作，并报警。所述智能控制系统在工件安装完成后自动锁紧，通过压力检测开关检测压力是否达到设定值，若达到设定值，则机器人接收工件锁紧信号，开始去毛刺工作，若未达到设定值，则机器人不动作，并报警。
所述智能控制系统具有远程协助及常见问题解决库功能，去毛刺现场出现问题时，可通过远程协助解决，并且当服务站检测到去毛刺现场有异常或者部件需更换时，提前告知现场技术人员，据统计80％的问题可以通过远程指导现场技术人员即可解决，降低停机时间和维修成本。所述智能控制系统具有自动故障预警功能，对去毛刺现场所有关键部件进行数据采集，并在大数据库中进行数据分析，把可能存在的潜在风险及故障进行前期排除，降低停机风险。
需要说明的是，本实施例中所有的硬件、软件均采用模块化设计，标准率可达90％以上，大大提高了换型时间，降低了故障修复时间，提高了使用效率，降低了投入成本、管理成本，保证了产品的一致性问题。
在进行技术实施时：一、操作人员使用带按钮、状态指示灯的智能控制系统进行作业。二、所有电气元件采用国际品牌，确保系统稳定可靠工作。三、工件安装完成后自动锁紧，机器人接受工件已经锁紧信号才可开始去毛刺工作，一旦自动夹具压力不够或有意外发生时立即紧急停止。四、控制系统具有自动控制、检测、保护、报警等功能。五、控制系统灵敏可靠，故障少，且操作和维护方便。六、具有通知定期检修和出错履历记忆功能。七、运动控制：包括机器人本体的运动控制、周边作业装置控制。八、控制装置的主要功能：示教盒编程示教；点位运动控制、轨迹运动控制；四种坐标系(关节、直角、工具、工件坐标系)，同时具有相对坐标系、坐标平移、旋转功能；具有编辑、插入、修正、删除功能；直线、圆弧设定及等速控制。九、为了维护方便及保证人的安全，在每个工位二侧设有安全门，安全门有电子锁开关，当在机器人作业过程中，有人打开安全门时，夹具及机器人不动作，并报警。十、为了保证设备的安全，设备有压力检测开关，当压力低于设定值时，夹具及机器人不动作，并报警。十一、为了保证更高效更智能的使用此自动线，智能控制系统具有远程监控和远程服务功能，当服务站检测到有异常或者部件更换问题我们会提前通知。十二、智能控制系统嵌入专家系统，可以自由的进行数据传输。十三、上位机用总线通讯协议和N台机器人控制器通讯，并获取生产线上相关传感器信号，实现整个生产线线体自动运行，并搭配硬件线路联锁/软件编程联锁等来保证人身设备的安全。
本发明实现了：不规则零件一致的毛刺清理效果；允许随零件轮廓不规则径向提供±7mm位移补偿；比人工操作更多的一致性和可靠性；柔性生产，可满足小批量多品种作业；通过调节气体压力，实现清理不同零件需要的不同顺从；气体控制顺从力是恒定的、不改变、不变形；手动、自动、手机APP三种操作形式；安全稳定，可拓展性极强；能耗较低，一次性投入可重复使用关键部件；简化编程；分段设计降低了整个系统的故障率；智能专家数据库降低研发及准备时间，降低投入成本，避免不会使用的风险；经实际测算相对人工作业可提高至少3-4倍的效率；模块设计，避免非标设计部件故障的停机时间。
本发明的技术方案优点如下：一、智能专家数据库中存储的毛刺去除所使用的程序及数据为共享数据，可以有无数企业共享使用，避免了不同企业各自调试造成的重复设置，重复编制，降低了企业的研发及技术投入成本。二、智能专家数据库中存储有各企业对其各类产品进行毛刺去除所使用的程序及数据，上位机均可调用，极大丰富了机器人去毛刺的产品种类，解决了传统机器人去毛刺存在的小批量多品种问题。三、智能控制系统实现了整个去毛刺过程的全程自动控制，用户现场不需要有多名技术人员候命，降低了企业的人工成本。三、智能控制系统具有远程协助及常见问题解决库功能，去毛刺现场出现问题时，可通过远程协助解决，并且当服务站检测到去毛刺现场有异常或者部件需更换时，提前告知现场技术人员，据统计80％的问题可以通过远程指导现场技术人员即可解决，降低停机时间和维修成本。四、智能控制系统具有自动故障预警功能，对去毛刺现场所有关键部件进行数据采集，并在大数据库中进行数据分析，把可能存在的潜在风险及故障进行前期排除，降低停机风险。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统，其特征在于，包括智能专家数据库、上位机、N台机器人及PLC控制柜，其中，N为正整数；
所述智能专家数据库与上位机通信连接，用于采集与存储各企业对其各类产品进行毛刺去除所使用的程序及数据；
所述上位机与N台机器人通信连接，用于根据毛刺待去除工件的识别信息首先在本地数据库中检索去除该工件毛刺的对应程序及数据，若检索到对应的程序及数据，则将其输出给对应的机器人，若未检索到对应的程序及数据，则向智能专家数据库发送检索请求，若在智能专家数据库中检索到对应的程序及数据，则上位机将其下载到本地数据库存储并作业，若未在智能专家数据库中检索到对应的程序及数据，则智能专家数据库将提示用户将所述毛刺待去除工件的相关数据信息发送给智能专家数据库，数据中心专家将根据工件的相关数据信息编制去除该工件毛刺的程序及数据，并在编制完成后导入到智能专家数据库，供上位机下载；
所述N台机器人各自安排在相应的毛刺去除工位上，用于在执行程序中对上位机输出的程序及数据进行顺序排队，与PLC控制柜对工作线的控制相配合，根据程序中所指定的去毛刺工具进行自行切换，完成对各类产品的去毛刺工作。
2.根据权利要求1所述的基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统，其特征在于，所述毛刺去除所使用的程序及数据在存入智能专家数据库之前均需通过试验平台对其正确性及有效性进行验证，验证合格后才收录至智能专家数据库中。
3.根据权利要求1所述的基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统，其特征在于，所述上位机在本地数据库中存储用户常用或者正在使用的毛刺去除程序及数据，并通过设立相关管理等级准入标准，授权相应管理等级的人员对数据进行等级标识，并在本地存储空间不足时，首先对使用频率最低的程序及数据进行删除。
4.根据权利要求1所述的基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统，其特征在于，所述智能控制系统具有远程协助及常见问题解决库功能，去毛刺现场出现问题时，可通过远程协助解决，并且当服务站检测到去毛刺现场有异常或者部件需更换时，提前告知现场技术人员。
5.根据权利要求1所述的基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统，其特征在于，所述智能控制系统具有自动故障预警功能，对去毛刺现场所有关键部件进行数据采集，并在大数据库中进行数据分析，把可能存在的潜在风险及故障进行前期排除。
6.根据权利要求5所述的基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统，其特征在于，所述上位机通过总线通讯协议和N台机器人的控制器进行数据通讯，并获取工作线上采集所述关键部件信息的传感器信号。
7.根据权利要求1所述的基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统，其特征在于，所述智能控制系统在工作线前端设置有工件识别机构，该工件识别结构对外观差异不明显的零件进行二维码识别，对差异较大零件进行外形图形识别，并将识别数据反馈给上位机处理。
8.根据权利要求1所述的基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统，其特征在于，所述智能控制系统在每个工位两侧均设置有安全门，安全门有电子锁开关，当在机器人作业过程中，有人打开安全门时，夹具及机器人不动作，并报警。
9.根据权利要求1所述的基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统，其特征在于，所述智能控制系统在工件安装完成后自动锁紧，通过压力检测开关检测压力是否达到设定值，若达到设定值，则机器人接收工件锁紧信号，开始去毛刺工作，若未达到设定值，则机器人不动作，并报警。
10.根据权利要求1至9之一所述的基于专家数据库的机加工零件毛刺去除智能控制系统，其特征在于，所述去毛刺工具均采用柔性浮动装置，提供不低于±7mm浮动范围；所述识别信息包括但不限于工件的型号；所述工件的相关数据信息包括但不限于工件的型号及其相应的图纸文件。
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