CN116275648A - 一种提高金属件自动化加工产能的管理分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属件自动化加工产能的管理分析领域，具体公开一种提高金属件自动化加工产能的管理分析系统，本发明通过获取目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面的焊接零件基本信息，分析目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的装配时长和焊接操作总时长，得到焊接工站中第一焊接机器焊接目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的顺序，实现零件与零件之间加工的协调配合；进一步获取焊接工站中第二焊接机器焊接目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的顺序，实现焊接机器人之间的高度协作；进一步获取目标汽车座椅完成一轮焊接进行下一轮焊接时目标汽车座椅的适宜转向角度，从多角度提高自动化加工产能，从而提高经济效益。

Description

一种提高金属件自动化加工产能的管理分析系统

技术领域

本发明涉及金属件自动化加工产能的管理分析领域，涉及到一种提高金属件自动化加工产能的管理分析系统。

背景技术

随着科技的发展，工业机器人越来越多地应用于各种形式的焊接加工领域，进而达到改善产品质量、降低劳动强度和提高经济效益的效果。其中汽车座椅的生产加工广泛用到焊接机器人，进而实现自动化加工和提高生产效率。

现有的汽车座椅焊接加工一般采用龙门式焊接工站，利用两台焊接机器人同时对汽车座椅的金属零件进行焊接，虽然自动化加工技术的运用使得汽车座椅的焊接加工效率在一定程度上得到提高，但存在着一些不足：一方面，在对汽车座椅某一加工面的各个金属零件进行焊接时，没有结合零件的装配时长和焊接时长分析各个金属零件的加工顺序，若某零件的装配时间过长，甚至超过焊接时长，从而在焊接过程中机器需要等待装配完成才能进行焊接，造成机器人闲置，耽误加工进度，并且若该零件的焊接顺序靠前，那么由该零件引起的拖慢焊接进度的影响会顺延到焊接顺序在后一位的零件，不断发散，进而降低汽车座椅生产加工的整体产能。

一方面，缺乏对两台焊接机器人之间协作的分析，两台焊接机器人同时对汽车座椅进行焊接时，需要高度协调配合，才能提高效率，其中高度协调配合体现在空间和时间两个层面，首先两个焊接机器人的焊接工作区域不能出现交叉干扰，否则会发生安全事故，其次两个焊接机器人的焊接时长要尽量接近，最好同时完成焊接，若两个焊接机器人的焊接时长相差太大，存在一个焊接机器人工作另一个焊接机器人闲置的情况，进而降低机器人利用率，从而生产效率也比较低。

另一方面，汽车座椅的焊接加工通常将汽车座椅放置于可旋转的工作台上，当完成某一加工面的零件焊接后，通过工作台的旋转使得汽车座椅切换至另一加工面，进而进行下一轮的零件焊接，现有的技术未分析汽车座椅的旋转角度，进而不能使得旋转后的汽车座椅工作面暴露的零件数量最大化，减少旋转次数，进而不能节约设备调整时间和提高效率。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种提高金属件自动化加工产能的管理分析系统，实现对金属件自动化加工产能的管理分析功能。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：本发明提供一种提高金属件自动化加工产能的管理分析系统，包括：焊接零件基本信息获取模块：用于获取目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面的焊接零件基本信息，其中焊接零件基本信息包括待焊零件数量、各待焊零件对应各种夹具的数量以及各待焊零件对应各类焊接操作的焊接面积。

第一焊接面零件焊接排序模块：用于根据目标汽车座椅第一焊接面的焊接零件基本信息，获取目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的装配时长和焊接操作总时长，进一步得到焊接工站中第一焊接机器焊接目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的顺序。

第二焊接面零件焊接排序模块：用于获取目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接操作空间区域，根据目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的装配时长、焊接操作总时长和焊接操作空间区域，获取焊接工站中第二焊接机器焊接目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的顺序。

焊接适宜转向角度分析模块：用于获取目标汽车座椅完成一轮焊接进行下一轮焊接时目标汽车座椅的适宜转向角度，并进行相应处理。

数据库：用于存储各款式汽车座椅的焊接完工三维结构图、各种零件对应各种夹具的数量、各种零件对应各类焊接操作的焊接面积、各种零件的装配时长、各种夹具单位数量对应的夹具夹持所需时长、各类型焊接方式单位面积对应的焊接所需时长、目标汽车座椅完成一轮焊接进行下一轮焊接对应的旋转角度范围和各款式汽车座椅的焊接零件总数量。

在上述实施例的基础上，所述焊接零件基本信息获取模块的具体过程为：获取目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面对应的各待焊零件，统计目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面的待焊零件数量。

提取数据库中存储的各种零件对应各种夹具的数量以及各种零件对应各类焊接操作的焊接面积，根据目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面对应的各待焊零件，筛选得到目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面中各待焊零件对应各种夹具的数量以及各待焊零件对应各类焊接操作的焊接面积。

在上述实施例的基础上，所述第一焊接面零件焊接排序模块的具体分析过程包括：提取数据库中存储的各种零件的装配时长，根据目标汽车座椅第一焊接面对应的各待焊零件，筛选得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的装配时长，将其记为

i表示目标汽车座椅第一焊接面中第i个待焊零件的编号，i＝1,2,...,n。

获取目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的夹具夹持所需时长和焊接所需时长，进行相加得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接操作总时长，并表示为

在上述实施例的基础上，所述第一焊接面零件焊接排序模块的具体分析过程还包括：将目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的装配时长

和焊接操作总时长/>

代入公式/>

得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的相对产出效率系数χⁱ，其中δ表示预设的相对产出效率系数修正因子，e表示自然常数，Δt′表示预设的焊接操作总时长与装配时长之间差值的阈值。

将目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件按照相对产出效率系数从大到小的顺序进行排序，得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接顺序，将其记为焊接工站中第一焊接机器焊接目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的顺序。

在上述实施例的基础上，所述第二焊接面零件焊接排序模块中获取目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接操作空间区域，具体方法为：以获取目标汽车座椅第一焊接面中某待焊零件的焊接操作空间区域的分析方法为例：按照预设的原则建立三维空间坐标系，获取焊接工站中第一焊接机器在焊接目标汽车座椅第一焊接面中该待焊零件时焊接机械臂动作对应的空间区域，将其记为目标汽车座椅第一焊接面中该待焊零件的第一焊接操作空间区域。

获取目标汽车座椅第一焊接面中该待焊零件对应各种夹具在夹持零件时夹具机械臂动作对应的空间区域，并进行累加，得到目标汽车座椅第一焊接面中该待焊零件的第二焊接操作空间区域。

将目标汽车座椅第一焊接面中该待焊零件的第一焊接操作空间区域和第二焊接操作空间区域进行相加，得到目标汽车座椅第一焊接面中该待焊零件的焊接操作空间区域。

同理，得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接操作空间区域。

在上述实施例的基础上，所述第二焊接面零件焊接排序模块的具体分析过程还包括：F₁：获取目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的装配时长、焊接操作总时长和焊接操作空间区域。

F₂：将焊接工站中第一焊接机器焊接目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的顺序记为第一焊接面零件焊接顺序，根据目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接操作空间区域，筛选得到第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件的焊接操作空间区域，进一步得到第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件对应的各预匹配零件。

F₃：根据目标汽车座椅对应的焊接完工三维结构图，判断第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件对应的各预匹配零件是否与其存在连接关系，若某预匹配零件与第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件存在连接关系，则将该预匹配零件记为第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件的适配零件，反之，则执行F₄。

F₄：获取第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件对应各预匹配零件的相对配合系数，将其记为ε^g，g表示第g个预匹配零件的编号，g＝1,2,...,h。

将第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件对应各预匹配零件的相对配合系数进行相互比较，将最大相对配合系数对应的预匹配零件记为第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件的适配零件。

F₅：同理，根据F₂-F₄的分析方法，获取第一焊接面零件焊接顺序中排序第二位零件的适配零件，以此类推，得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的适配零件，进一步得到焊接工站中第二焊接机器焊接目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的顺序。

在上述实施例的基础上，所述焊接适宜转向角度分析模块的具体过程包括：获取目标汽车座椅在各参考旋转角度对应的图像。

提取数据库中存储的各款式汽车座椅的焊接零件总数量，筛选得到目标汽车座椅的焊接零件总数量，将目标汽车座椅的焊接零件总数量减去目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面的待焊零件数量，得到目标汽车座椅的剩余焊接零件总数量，将其记为Q。

根据目标汽车座椅在各参考旋转角度对应的图像，得到目标汽车座椅在各参考旋转角度时靠近焊接工站中第一焊接机器一侧的表面上剩余焊接零件的数量，将其记为目标汽车座椅在各参考旋转角度时第一焊接面剩余焊接零件数量，将其记为

x表示第x个参考旋转角度的编号，x＝1,2,...,y，同理得到目标汽车座椅在各参考旋转角度时第二焊接面剩余焊接零件数量，将其记为/>

在上述实施例的基础上，所述焊接适宜转向角度分析模块的具体过程还包括：通过分析公式

得到目标汽车座椅各参考旋转角度的符合系数γ^x，其中η表示预设的参考旋转角度的符合系数修正因子，ΔQ′表示预设的第一焊接面与第二焊接面剩余焊接零件数量差值的阈值。

将目标汽车座椅各参考旋转角度的符合系数进行相互比较，将最大符合系数对应的旋转角度记为目标汽车座椅完成一轮焊接进行下一轮焊接时目标汽车座椅的适宜转向角度，并将其发送至焊接工站的控制中心。

相对于现有技术，本发明所述的一种提高金属件自动化加工产能的管理分析系统以下有益效果：1、本发明提供的一种提高金属件自动化加工产能的管理分析系统，通过获取焊接工站中第一焊接机器焊接目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的顺序和第二焊接机器焊接目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的顺序，实现零件与零件之间加工的协调配合和焊接机器人之间的高度协作；获取目标汽车座椅完成一轮焊接进行下一轮焊接时目标汽车座椅的适宜转向角度，从多角度提高自动化加工产能。

2、本发明通过获取焊接工站中第一焊接机器焊接目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的顺序，实现零件与零件之间加工的协调配合，防止机器人闲置而耽误加工进度，从而提高汽车座椅生产加工的整体产能。

3、本发明通过获取焊接工站中第二焊接机器焊接目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的顺序，实现焊接机器人之间的高度协作，进而提高机器人利用率，从而提高生产效率。

4、本发明通过获取目标汽车座椅完成一轮焊接进行下一轮焊接时目标汽车座椅的适宜转向角度，减少工作台旋转次数，进而节约设备调整时间，从而提高加工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统模块连接图。

图2为本发明的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明提供一种提高金属件自动化加工产能的管理分析系统，包括焊接零件基本信息获取模块、第一焊接面零件焊接排序模块、第二焊接面零件焊接排序模块、焊接适宜转向角度分析模块和数据库。

所述第一焊接面零件焊接排序模块分别与焊接零件基本信息获取模块和第二焊接面零件焊接排序模块连接，焊接适宜转向角度分析模块与第二焊接面零件焊接排序模块连接，数据库分别与焊接零件基本信息获取模块、第一焊接面零件焊接排序模块和焊接适宜转向角度分析模块连接。

所述焊接零件基本信息获取模块用于获取目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面的焊接零件基本信息，其中焊接零件基本信息包括待焊零件数量、各待焊零件对应各种夹具的数量以及各待焊零件对应各类焊接操作的焊接面积。

参阅图2所示，所述焊接零件基本信息获取模块的具体过程为：获取目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面对应的各待焊零件，统计目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面的待焊零件数量。

提取数据库中存储的各种零件对应各种夹具的数量以及各种零件对应各类焊接操作的焊接面积，根据目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面对应的各待焊零件，筛选得到目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面中各待焊零件对应各种夹具的数量以及各待焊零件对应各类焊接操作的焊接面积。

作为一种优选方案，所述目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面对应的各待焊零件，具体获取方法为：将目标汽车座椅初始放置于工作台的姿态记为目标汽车座椅的初始姿态，将目标汽车座椅初始姿态时靠近焊接工站中第一焊接机器一侧的表面记为目标汽车座椅的第一焊接面，将目标汽车座椅初始姿态时靠近焊接工站中第二焊接机器一侧的表面记为目标汽车座椅的第二焊接面。

提取数据库中存储的各款式汽车座椅的焊接完工三维结构图，根据目标汽车座椅的款式，筛选得到目标汽车座椅对应的焊接完工三维结构图，根据目标汽车座椅的焊接完工三维结构图，得到目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面对应的焊接完工三维结构图，进一步得到目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面对应的各待焊零件。

作为一种优选方案，所述工作台可以旋转进而带动工作台上目标汽车座椅旋转。

作为一种优选方案，零件焊接时可能需要多种焊接方式进行配合才能使零件固定在目标汽车座椅上，其中焊接方式包括但不限于：点焊、弧焊和激光焊等。

所述第一焊接面零件焊接排序模块用于根据目标汽车座椅第一焊接面的焊接零件基本信息，获取目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的装配时长和焊接操作总时长，进一步得到焊接工站中第一焊接机器焊接目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的顺序。

进一步地，所述第一焊接面零件焊接排序模块的具体分析过程包括：提取数据库中存储的各种零件的装配时长，根据目标汽车座椅第一焊接面对应的各待焊零件，筛选得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的装配时长，将其记为

i表示目标汽车座椅第一焊接面中第i个待焊零件的编号，i＝1,2,...,n。

获取目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的夹具夹持所需时长和焊接所需时长，进行相加得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接操作总时长，并表示为

作为一种优选方案，所述目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的夹具夹持所需时长和焊接所需时长，具体获取方法为：提取数据库中存储的各种夹具单位数量对应的夹具夹持所需时长，根据目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件对应的各种夹具，筛选得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件对应各种夹具单位数量对应的夹具夹持所需时长，将其记为

a表示第a种夹具的编号，a＝1,2,...,b。

将目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件对应各种夹具的数量记为

通过分析公式/>

得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的夹具夹持所需时长/>

其中β₁表示预设的夹具夹持所需时长修正因子。

提取数据库中存储的各类型焊接方式单位面积对应的焊接所需时长，进一步筛选得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件对应各类焊接操作单位面积对应的焊接所需时长，将其记为

c表示第c类焊接操作的编号，c＝1,2,...,d。

将目标汽车座椅第一焊接面各待焊零件对应各类焊接操作的焊接面积记为

通过分析公式/>

得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接所需时长/>

其中β₂表示预设的焊接所需时长修正因子，t′表示预设的焊接所需时长修正量。

进一步地，所述第一焊接面零件焊接排序模块的具体分析过程还包括：将目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的装配时长

和焊接操作总时长/>

代入公式

得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的相对产出效率系数χⁱ，其中δ表示预设的相对产出效率系数修正因子，e表示自然常数，Δt′表示预设的焊接操作总时长与装配时长之间差值的阈值。

将目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件按照相对产出效率系数从大到小的顺序进行排序，得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接顺序，将其记为焊接工站中第一焊接机器焊接目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的顺序。

作为一种优选方案，所述焊接的零件可由多个小部件构成，装配完成后再焊接到目标汽车座椅上。

作为一种优选方案，所述夹具夹持所需时长是指夹具从夹具架上移动到零件传送带处并夹持零件的整个过程所需的时长。

需要说明的是，本发明通过获取焊接工站中第一焊接机器焊接目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的顺序，实现零件与零件之间加工的协调配合，防止机器人闲置而耽误加工进度，从而提高汽车座椅生产加工的整体产能。

所述第二焊接面零件焊接排序模块用于获取目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接操作空间区域，根据目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的装配时长、焊接操作总时长和焊接操作空间区域，获取焊接工站中第二焊接机器焊接目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的顺序。

进一步地，所述第二焊接面零件焊接排序模块中获取目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接操作空间区域，具体方法为：以获取目标汽车座椅第一焊接面中某待焊零件的焊接操作空间区域的分析方法为例：按照预设的原则建立三维空间坐标系，获取焊接工站中第一焊接机器在焊接目标汽车座椅第一焊接面中该待焊零件时焊接机械臂动作对应的空间区域，将其记为目标汽车座椅第一焊接面中该待焊零件的第一焊接操作空间区域。

获取目标汽车座椅第一焊接面中该待焊零件对应各种夹具在夹持零件时夹具机械臂动作对应的空间区域，并进行累加，得到目标汽车座椅第一焊接面中该待焊零件的第二焊接操作空间区域。

将目标汽车座椅第一焊接面中该待焊零件的第一焊接操作空间区域和第二焊接操作空间区域进行相加，得到目标汽车座椅第一焊接面中该待焊零件的焊接操作空间区域。

同理，得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接操作空间区域。

作为一种优选方案，所述焊接机械臂和夹具机械臂动作对应的空间区域，获取方法类似，具体内容为：获取机械臂上各关节点，分别以机械臂上各关节点为圆心，以各关节点到机械臂末梢的长度为半径，得到机械臂上各关节点对应的球体状空间区域，对机械臂上各关节点对应的球体状空间区域进行相加，得到机械臂动作对应的空间区域。

进一步地，所述第二焊接面零件焊接排序模块的具体分析过程还包括：F₁：获取目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的装配时长、焊接操作总时长和焊接操作空间区域。

F₂：将焊接工站中第一焊接机器焊接目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的顺序记为第一焊接面零件焊接顺序，根据目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接操作空间区域，筛选得到第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件的焊接操作空间区域，进一步得到第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件对应的各预匹配零件。

F₃：根据目标汽车座椅对应的焊接完工三维结构图，判断第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件对应的各预匹配零件是否与其存在连接关系，若某预匹配零件与第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件存在连接关系，则将该预匹配零件记为第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件的适配零件，反之，则执行F₄。

F₄：获取第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件对应各预匹配零件的相对配合系数，将其记为ε^g，g表示第g个预匹配零件的编号，g＝1,2,...,h。

将第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件对应各预匹配零件的相对配合系数进行相互比较，将最大相对配合系数对应的预匹配零件记为第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件的适配零件。

F₅：同理，根据F₂-F₄的分析方法，获取第一焊接面零件焊接顺序中排序第二位零件的适配零件，以此类推，得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的适配零件，进一步得到焊接工站中第二焊接机器焊接目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的顺序。

作为一种优选方案，目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的装配时长、焊接操作总时长和焊接操作空间区域的具体获取方法与目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的装配时长、焊接操作总时长和焊接操作空间区域的获取方法相同。

作为一种优选方案，所述第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件对应的各预匹配零件，获取方法为：将目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的焊接操作空间区域与第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件的焊接操作空间区域进行比对，若第二焊接面中某待焊零件的焊接操作空间区域与第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件的焊接操作空间区域不存在重合，则将第二焊接面中该待焊零件记为第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件的预匹配零件，统计得到第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件对应的各预匹配零件。

作为一种优选方案，所述第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件对应各预匹配零件的相对配合系数，获取方法为：根据目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的装配时长、焊接操作总时长，筛选得到第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件的装配时长和焊接操作总时长，将其分别记为t_装配和t_焊总。

根据目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的装配时长、焊接操作总时长，筛选得到第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件对应各预匹配零件的装配时长和焊接操作总时长，将其分别记为

和/>

g表示第g个预匹配零件的编号，g＝1,2,...,h。

通过分析公式

得到第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件对应各预匹配零件的相对配合系数ε^g，其中h表示预匹配零件的数量，φ₁、φ₂分别表示预设的装配时长和焊接操作总时长的权重因子。

作为一种优选方案，所述焊接工站中第二焊接机器焊接目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的顺序，获取方法为：将目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的适配零件记为目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件在第二焊接面中对应的零件，进而得到目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件在第一焊接面中对应的零件，将目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件按照其在第一焊接面中对应零件在第一焊接面零件焊接顺序中的排名从高到底进行排序，得到目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的焊接顺序，将其记为焊接工站中第二焊接机器焊接目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的顺序。

需要说明的是，本发明通过获取焊接工站中第二焊接机器焊接目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的顺序，实现焊接机器人之间的高度协作，进而提高机器人利用率，从而提高生产效率。

所述焊接适宜转向角度分析模块用于获取目标汽车座椅完成一轮焊接进行下一轮焊接时目标汽车座椅的适宜转向角度，并进行相应处理。

进一步地，所述焊接适宜转向角度分析模块的具体过程包括：获取目标汽车座椅在各参考旋转角度对应的图像。

提取数据库中存储的各款式汽车座椅的焊接零件总数量，筛选得到目标汽车座椅的焊接零件总数量，将目标汽车座椅的焊接零件总数量减去目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面的待焊零件数量，得到目标汽车座椅的剩余焊接零件总数量，将其记为Q。

根据目标汽车座椅在各参考旋转角度对应的图像，得到目标汽车座椅在各参考旋转角度时靠近焊接工站中第一焊接机器一侧的表面上剩余焊接零件的数量，将其记为目标汽车座椅在各参考旋转角度时第一焊接面剩余焊接零件数量，将其记为

x表示第x个参考旋转角度的编号，x＝1,2,...,y，同理得到目标汽车座椅在各参考旋转角度时第二焊接面剩余焊接零件数量，将其记为/>

作为一种优选方案，所述目标汽车座椅在各参考旋转角度对应的图像，具体获取方法为：以目标汽车座椅的中心点为原点，按照预设的原则建立三维坐标系，按照设定的原则在目标汽车座椅表面选取标记点。

提取数据库中存储的目标汽车座椅完成一轮焊接进行下一轮焊接对应的旋转角度范围，将其记为参考角度范围，按照预设的等角度原则对参考角度范围进行划分，得到各参考旋转角度。

通过高清摄像机获取目标汽车座椅的各角度实景图像，构建目标汽车座椅的空间模型，将目标汽车座椅表面标记点为旋转参考点，将目标汽车座椅按照预设的旋转方向在旋转参考点分别以各参考旋转角度进行旋转，得到目标汽车座椅在各参考旋转角度对应的图像。

作为一种优选方案，所述目标汽车座椅完成一轮焊接指目标汽车座椅完成第一焊接面和第二焊接面中各待焊零件的焊接。

进一步地，所述焊接适宜转向角度分析模块的具体过程还包括：通过分析公式

得到目标汽车座椅各参考旋转角度的符合系数γ^x，其中η表示预设的参考旋转角度的符合系数修正因子，ΔQ′表示预设的第一焊接面与第二焊接面剩余焊接零件数量差值的阈值。

将目标汽车座椅各参考旋转角度的符合系数进行相互比较，将最大符合系数对应的旋转角度记为目标汽车座椅完成一轮焊接进行下一轮焊接时目标汽车座椅的适宜转向角度，并将其发送至焊接工站的控制中心。

需要说明的是，本发明通过获取目标汽车座椅完成一轮焊接进行下一轮焊接时目标汽车座椅的适宜转向角度，减少工作台旋转次数，进而节约设备调整时间，从而提高加工效率。

所述数据库用于存储各款式汽车座椅的焊接完工三维结构图、各种零件对应各种夹具的数量、各种零件对应各类焊接操作的焊接面积、各种零件的装配时长、各种夹具单位数量对应的夹具夹持所需时长、各类型焊接方式单位面积对应的焊接所需时长、目标汽车座椅完成一轮焊接进行下一轮焊接对应的旋转角度范围和各款式汽车座椅的焊接零件总数量。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种提高金属件自动化加工产能的管理分析系统，其特征在于，包括：

焊接零件基本信息获取模块：用于获取目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面的焊接零件基本信息，其中焊接零件基本信息包括待焊零件数量、各待焊零件对应各种夹具的数量以及各待焊零件对应各类焊接操作的焊接面积；

第一焊接面零件焊接排序模块：用于根据目标汽车座椅第一焊接面的焊接零件基本信息，获取目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的装配时长和焊接操作总时长，进一步得到焊接工站中第一焊接机器焊接目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的顺序；

第二焊接面零件焊接排序模块：用于获取目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接操作空间区域，根据目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的装配时长、焊接操作总时长和焊接操作空间区域，获取焊接工站中第二焊接机器焊接目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的顺序；

焊接适宜转向角度分析模块：用于获取目标汽车座椅完成一轮焊接进行下一轮焊接时目标汽车座椅的适宜转向角度，并进行相应处理；

数据库：用于存储各款式汽车座椅的焊接完工三维结构图、各种零件对应各种夹具的数量、各种零件对应各类焊接操作的焊接面积、各种零件的装配时长、各种夹具单位数量对应的夹具夹持所需时长、各类型焊接方式单位面积对应的焊接所需时长、目标汽车座椅完成一轮焊接进行下一轮焊接对应的旋转角度范围和各款式汽车座椅的焊接零件总数量。

2.根据权利要求1所述的一种提高金属件自动化加工产能的管理分析系统，其特征在于：所述焊接零件基本信息获取模块的具体过程为：

获取目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面对应的各待焊零件，统计目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面的待焊零件数量；

提取数据库中存储的各种零件对应各种夹具的数量以及各种零件对应各类焊接操作的焊接面积，根据目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面对应的各待焊零件，筛选得到目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面中各待焊零件对应各种夹具的数量以及各待焊零件对应各类焊接操作的焊接面积。

3.根据权利要求1所述的一种提高金属件自动化加工产能的管理分析系统，其特征在于：所述第一焊接面零件焊接排序模块的具体分析过程包括：

提取数据库中存储的各种零件的装配时长，根据目标汽车座椅第一焊接面对应的各待焊零件，筛选得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的装配时长，将其记为

i表示目标汽车座椅第一焊接面中第i个待焊零件的编号，i＝1,2,...,n；

获取目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的夹具夹持所需时长和焊接所需时长，进行相加得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接操作总时长，并表示为

4.根据权利要求3所述的一种提高金属件自动化加工产能的管理分析系统，其特征在于：所述第一焊接面零件焊接排序模块的具体分析过程还包括：

将目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的装配时长

和焊接操作总时长/>

代入公式/>

得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的相对产出效率系数χⁱ，其中δ表示预设的相对产出效率系数修正因子，e表示自然常数，Δt′表示预设的焊接操作总时长与装配时长之间差值的阈值；

将目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件按照相对产出效率系数从大到小的顺序进行排序，得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接顺序，将其记为焊接工站中第一焊接机器焊接目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的顺序。

5.根据权利要求1所述的一种提高金属件自动化加工产能的管理分析系统，其特征在于：所述第二焊接面零件焊接排序模块中获取目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接操作空间区域，具体方法为：

以获取目标汽车座椅第一焊接面中某待焊零件的焊接操作空间区域的分析方法为例：

按照预设的原则建立三维空间坐标系，获取焊接工站中第一焊接机器在焊接目标汽车座椅第一焊接面中该待焊零件时焊接机械臂动作对应的空间区域，将其记为目标汽车座椅第一焊接面中该待焊零件的第一焊接操作空间区域；

获取目标汽车座椅第一焊接面中该待焊零件对应各种夹具在夹持零件时夹具机械臂动作对应的空间区域，并进行累加，得到目标汽车座椅第一焊接面中该待焊零件的第二焊接操作空间区域；

将目标汽车座椅第一焊接面中该待焊零件的第一焊接操作空间区域和第二焊接操作空间区域进行相加，得到目标汽车座椅第一焊接面中该待焊零件的焊接操作空间区域；

同理，得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接操作空间区域。

6.根据权利要求2所述的一种提高金属件自动化加工产能的管理分析系统，其特征在于：所述第二焊接面零件焊接排序模块的具体分析过程还包括：

F₁：获取目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的装配时长、焊接操作总时长和焊接操作空间区域；

F₂：将焊接工站中第一焊接机器焊接目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的顺序记为第一焊接面零件焊接顺序，根据目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的焊接操作空间区域，筛选得到第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件的焊接操作空间区域，进一步得到第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件对应的各预匹配零件；

F₃：根据目标汽车座椅对应的焊接完工三维结构图，判断第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件对应的各预匹配零件是否与其存在连接关系，若某预匹配零件与第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件存在连接关系，则将该预匹配零件记为第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件的适配零件，反之，则执行F₄；

F₄：获取第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件对应各预匹配零件的相对配合系数，将其记为ε^g，g表示第g个预匹配零件的编号，g＝1,2,...,h；

将第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件对应各预匹配零件的相对配合系数进行相互比较，将最大相对配合系数对应的预匹配零件记为第一焊接面零件焊接顺序中排序第一位零件的适配零件；

F₅：同理，根据F₂-F₄的分析方法，获取第一焊接面零件焊接顺序中排序第二位零件的适配零件，以此类推，得到目标汽车座椅第一焊接面中各待焊零件的适配零件，进一步得到焊接工站中第二焊接机器焊接目标汽车座椅第二焊接面中各待焊零件的顺序。

7.根据权利要求1所述的一种提高金属件自动化加工产能的管理分析系统，其特征在于：所述焊接适宜转向角度分析模块的具体过程包括：

获取目标汽车座椅在各参考旋转角度对应的图像；

提取数据库中存储的各款式汽车座椅的焊接零件总数量，筛选得到目标汽车座椅的焊接零件总数量，将目标汽车座椅的焊接零件总数量减去目标汽车座椅第一焊接面和第二焊接面的待焊零件数量，得到目标汽车座椅的剩余焊接零件总数量，将其记为Q；

根据目标汽车座椅在各参考旋转角度对应的图像，得到目标汽车座椅在各参考旋转角度时靠近焊接工站中第一焊接机器一侧的表面上剩余焊接零件的数量，将其记为目标汽车座椅在各参考旋转角度时第一焊接面剩余焊接零件数量，将其记为

x表示第x个参考旋转角度的编号，x＝1,2,...,y，同理得到目标汽车座椅在各参考旋转角度时第二焊接面剩余焊接零件数量，将其记为/>

8.根据权利要求7所述的一种提高金属件自动化加工产能的管理分析系统，其特征在于：所述焊接适宜转向角度分析模块的具体过程还包括：

通过分析公式

得到目标汽车座椅各参考旋转角度的符合系数γ^x，其中η表示预设的参考旋转角度的符合系数修正因子，ΔQ′表示预设的第一焊接面与第二焊接面剩余焊接零件数量差值的阈值；

将目标汽车座椅各参考旋转角度的符合系数进行相互比较，将最大符合系数对应的旋转角度记为目标汽车座椅完成一轮焊接进行下一轮焊接时目标汽车座椅的适宜转向角度，并将其发送至焊接工站的控制中心。

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