可實現網絡控制的木材加工柔性化生產設備的製作方法
2023-06-09 09:08:51
專利名稱：可實現網絡控制的木材加工柔性化生產設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及木材加工技術領域，尤其是一種可實現網絡控制的木材加工柔性
化生產設備。
背景技術：
木材加工生產線主要由木料開榫機、分料輸送機、塗膠機、預緊輸送機、翻料輸送機、梳齒榫對接機、液壓氣動系統以及電控櫃、人機操作板等設備組成的自動化生產線，用於木料開榫、塗膠拼長，使得短料接長，改善木材材質，提高成材的使用等級，達到劣材優用的目的，有效提高木材的使用率，廣泛用於家具、木製品、建築及車船行業。目前，國內大多數的木工機械產品還處於單機化、低精度、低效率、低附加值，操作性差的中低端木工機械水平，而木工機械產品向數控化、智能化、網絡化、柔性化發展已經是木工機械產業提升的必然趨勢。在木工成材生產設備選型方面，傳統的木工機械廠採用單機分別進行加工生產， 如通過梳齒榫開榫機、梳齒榫對接機、雙面刨床、單面塗膠機、高頻拼板機等機器設備分別進行加工，未形成採用總線控制的成材生產單元模塊成套的自動生產線，而且單機已配有專用的控制系統，不能進行多套單機設備的簡單組合，造成加工生產的柔性化比較差、產品質量不穩定。
發明內容本實用新型解決的技術問題在於可有效地與木材加工的其他設備組合在一起的可實現網絡控制的木材加工柔性化生產設備；可提高木工生產線的加工效率和增強產品的競爭力。本實用新型上述技術問題的技術方案是所述的生產設備以具有實時軟PLC操作功能和工藝規劃功能模塊的嵌入式PC為控制器；所述的控制器設有可通過工業實時乙太網與其他控制器連接的工業實時乙太網卡；所述的嵌入式PC的控制器與生產設備的開關、壓力表、電機、氣缸、傳感器各部分連接。所述的生產設備可為木料開榫機、分料輸送機、塗膠機、預緊輸送機、翻料輸送機、 梳齒榫對接機。本實用新型基於嵌入式PC的控制方式是在控制器作業系統中安裝實時控制軟體，把控制器作業系統配置成為具備實時處理能力的控制器，使控制器直接取代PLC和NC/ CNC等控制設備。這種控制器的實現可以通過一個硬體平臺同時完成實時控制、可視化、通信和網絡等多種功能，其開放性好、速度快、運算能力強，具有傳統的PLC系統無法比擬的強大功能。本實用新型組建的柔性化生產線，通過重新對生產線各個主要單臺套的機器設備進行電器重新布線和分配，使其適合本實用新型的網絡化控制系統，實現單臺套木材加工機器設備的快速組建柔性化生產線，各單機之間僅用一根網線互連。[0010]本實用新型採用工業實時乙太網是基於乙太網的現場總線，它克服了普通乙太網不可靠、通信不確定、實時性差的缺點，採用專用材質，在環境適應性、可靠性、安全性和安裝使用方面均能滿足工業現場的需要，並具有帶寬高、資源豐富、成本低廉、易接入網際網路從而形成物聯網等特點。因此，本實用新型可有效提高木工加工生產線的工作效率和產品的核心競爭力， 減少電器布線的長度和重量，提高信息化、柔性化水平，方便用戶遠程監控。
以下結合附圖
對本實用新型進一步說明圖I是本實用新型的生產線網絡化系統簡圖；圖2是本實用新型的生產線的機械結構分布圖；圖3是本實用新型的終端軟硬體體系結構圖；圖4是本實用新型的生產線聯網管理系統；圖5是本實用新型的整機軟體流程圖；圖6是本實用新型的一號開榫機軟體控制流程圖；圖7是本實用新型的二號開榫機軟體控制流程圖；圖8是本實用新型的三號機器軟體控制流程圖。
具體實施方式
如附圖I所示，木材加工生產線的主要四個部分植入IO終端，單機終端使用網線互連，通過EtherCAT與嵌入式PC通信，嵌入式PC再通過網線與個人PC通信。圖2為生產線的機械結構分布圖，短木通過兩臺開榫機分別對短木兩端開榫，而且一端在一號開榫機塗膠，通過兩個移動的工作檯，輸送到分料機，經過翻轉和預緊，進入對接機進行接木，完成短木接長。圖3為終端軟硬體體系結構，包括嵌入式實時多任務作業系統(RTOS)、接口驅動軟體、系統管理、故障診斷、網絡通信中間件、硬體在環仿真(HIL)中間件。圖4為生產線聯網管理系統，生產線的各個單機套機器設備通過工業實時乙太網連接到嵌入式PC上，嵌入式PC再通過TCP/IP接入工廠的信息中心資料庫(伺服器)，工廠的車間實時監控終端以及在線排單報表終端可以通過工廠區域網對信心中心資料庫進行訪問，另外，工廠的伺服器可以接上網際網路，工程師就可以通過網際網路對售後的生產線進行全球遠程車間實時監控及在線排單。圖5是本實用新型的整機軟體流程圖，生產線由一號開榫機、二號開榫機、三號機 (分料機、翻轉機、預緊送料機和對接機構成)，系統上電後進行自檢，上位機顯示各臺機器及有關開關、壓力表、電機、氣缸等的狀態，異常狀況報警提示，機器處於正常運轉情況下， 操作人員將原材料放入一號開榫機的固定臺後，控制系統自動完成開榫、塗膠、翻轉、拼接等操作，輸出為拼接好的木條，上位機能夠通過網絡實時訪問下位終端控制器，並實現對生產線整個生產流程的監控。對發生或者發現的故障能夠自動報警並採取應急措施，通過網際網路，可以對控制器內核和應用程式進行遠程升級和更新。圖6是本實用新型的一號開榫機軟體控制流程圖，主要實現的功能為接收從進料輸送臺進入的木料，對符合要求的木料開榫並傳輸到二號開榫機；對有缺陷的木料，能夠檢測出來，人工替換；在整機或單機運行中出現故障如防護攔門打開等，應立即關閉本機。圖7是本實用新型的二號開榫機軟體控制流程圖，主要實現的功能為接收從一號開榫機傳遞過來的木料，對木料未開榫的一頭進行開榫、塗膠並傳輸到分料機；在整機或單機運行中出現故障如防護攔門打開等，應立即關閉本機。圖8是本實用新型的三號機器軟體控制流程圖，主要實現的功能為接收從二號開榫機傳遞過來的木料，將木料依次傳輸到翻轉機；在整機或單機運行中出現故障如防護攔門打開，應立即關閉本機，將分料機傳送過來的每個木料進行翻轉，並傳送到預緊送料機； 在整機或單機運行中出現故障如防護攔門打開，應立即關閉本機，對翻轉機傳送過來的木料進行預緊，並傳送到對接機；在整機或單機運行中出現故障如防護攔門打開，應立即關閉本機。本實用新型首先通過重新對生產線各個主要的單臺套機器設備進行重新布線和分配，使其適合本實用新型的終端要求，其中刀具、傳感器，電機、氣閥等基本不改變。在嵌入式PC上安裝具有實時軟PLC操作功能的等軟體以及實時乙太網卡，結合配套工藝規劃軟體，在嵌入式PC和各個單機終端之間使用網線互連實現工業實時乙太網通訊，同時嵌入式 PC通過TCP/IP接入工廠的伺服器，用戶可以通過網際網路遠程連接工廠伺服器，實時監視嵌入式PC和各個單機套終端的工作狀態，包括刀具安裝狀態、傳感器信號、油壓、電機工作狀況、氣閥狀況、故障報警以及急停保護等。從而判斷生產線是否正常工作，另外，為了能夠通過掃描硬體判斷生產線是否擁有合法的使用權限，出廠時對配套的各個單機套終端以及嵌入式PC的序列號記錄在嵌入式PC。系統上電時，對各終端硬體進行掃描實現自檢，檢測刀具是否安裝正確、傳感器信號是否為預定狀態、氣壓油壓是否達到預定值、故障報警以及急停保護是否能正常使用。通過上位機能夠對現場的生產線進行參數設置，如氣壓油壓大小、傳感器信號等。對單臺套的木材加工生產線的一號機、二號機、三號機具體實施方式
如下表所示附表
權利要求1.可實現網絡控制的木材加工柔性化生產設備，其特徵在於所述的生產設備以具有實時軟PLC操作功能和工藝規劃功能模塊的嵌入式PC為控制器；所述的控制器設有可通過工業實時乙太網與其他控制器連接的工業實時乙太網卡；所述的嵌入式PC的控制器與生產設備的開關、壓力表、電機、氣缸、傳感器各部分連接。
2.根據權利要求I所述的木材加工柔性化生產設備，其特徵在於所述的生產設備可為木料開榫機、分料輸送機、塗膠機、預緊輸送機、翻料輸送機、梳齒榫對接機。
專利摘要本實用新型涉及木材加工技術領域，尤其是一種可實現網絡控制的木材加工柔性化生產設備。所述的生產設備以具有實時軟PLC操作功能和工藝規劃功能模塊的嵌入式PC為控制器；所述的控制器設有可通過工業實時乙太網與其他控制器連接的工業實時乙太網卡；所述的嵌入式PC的控制器與生產設備的開關、壓力表、電機、氣缸、傳感器各部分連接。本實用新型有效解決了木材加工的柔性化網絡互連問題；可廣泛應用於木材加工中。
文檔編號G05B19/418GK202351663SQ20112036709
公開日2012年7月25日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者翁仕鴻, 陳冰冰 申請人:佛山市順德工業與信息技術研究中心有限公司