一种高效率线束缠胶带工作站及其方法与流程

1.本发明涉及线束加工设备技术领域，特别是一种高效率线束缠胶带工作站及其方法。


背景技术：

2.线束加工行业发展至今已有100多年历史，线束加工主要以人力劳动为主，典型劳动密集型行业，随着自动化设备的不断发展，目前线束加工厂开始由劳动密集产业转化为全自动化产业，将以往的人工裁线、扭线、沾锡、端压等工序合并在全自动机自动完成，不仅效率提升，而且产品质量也在不断的改善。但是随着生产设备的不断增加，线束加工厂订单的要求和效率也是重点考虑的问题，故跟随时代的发展，不断的研究时代发展的动态、优化自身产品适应现代化发展成为线束加工厂的发展趋势；同时随着人工智能的发展，智能机器人不断代替人工，工业4.0技术及ai技术的结合不断的影响着现代人们的生活，对于线束加工也是一个重要的发展机遇。
3.然而现有的线束加工，特别是线束缠胶带工作，多为人工手持线束缠胶机进行半自动化的线束缠胶带操作，不仅效率一般，且工人对于不同的项目需要单独培训和学习新技能操作，同时现阶段的线束缠胶带相关设备，没有加工参数的实时修正以及智能化故障检测功能，智能化程度较低，无形中给生产带来了困扰。


技术实现要素：

4.在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述现有的线束加工设备中存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明其中的一个目的是提供一种高效率线束缠胶带工作站及其方法，其利用智能方式缠绕胶带，节约了大量的人力，可以连续作业，提高了效率，且可以很好的进行质量管控，另外本发明具有加工参数实时自整定和故障自检测系统，可实时进行加工工作中的参数设定，为线束缠胶带工作提供了更高的可靠性，且无需人工检测，对参数具有很好的故障分析效果。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高效率线束缠胶带工作站，包括控制系统、机器人、加工参数实时自整定系统、故障自检测系统；控制系统，用于任务接收并控制机器人进行缠胶带作业，其包括mes制造执行系统、与所述mes制造执行系统连接的plc总控制器、与所述plc总控制器连接的多个plc分控制器以及与对应的plc分控制器连接的对应的机器人； 机器人，用于接收相应所述的plc分控制器的指令进行线束缠胶带作业，其包括机体和安装在机体上的缠绕机组件；加工参数实时自整定系统，与机器人连接，用于当所述机器人当前加工参数与预设参数有偏差并超过阈值时，则对所述机器人当前加工参数进行实时参数修正并发出指令，其包括第一获取单元，第一判断单元、参数修正单元
和第一发送单元；故障自检测系统，与所述加工参数实时自整定系统连接，用于当所述加工参数实时自整定系统的参数修正频率超过阈值时，则所述故障自检测系统自动且逐步的检测系统出现故障的原因，并发送故障信号，其包括第二获取单元、第二判断单元和第二发送单元。
8.作为本发明的一种优选方案，其中：所述第一获取单元获取所述机器人的任务信息、驱动电机转速信息、胶带重叠宽度信息、胶带间隔信息和缠绕线束长度信息；所述第一判断单元判断所述第一获取单元获取的任务信息、驱动电机转速信息、胶带重叠宽度信息、胶带间隔信息和缠绕线束长度信息，是否满足阈值；所述参数修正单元实时修正所述第一获取单元采集的驱动电机转速参数、胶带重叠宽度参数、胶带间隔参数和缠绕线束长度参数；所述第一发送单元将所述参数修正单元修正后的信息参数发送至plc总控制器，以及对应的plc分控制器和对应的机器人。
9.作为本发明的一种优选方案，其中：所述 第二获取单元获取所述加工参数实时自整定系统的参数修正的频率信息、驱动电机转速的修正频率信息、胶带重叠宽度的修正频率信息、胶带间隔的修正频率信息和缠绕线束长度的修正频率信息；所述第二判断单元判断所述第二获取单元获取的参数修正的频率信息、驱动电机转速的修正频率信息、胶带重叠宽度的修正频率信息、胶带间隔的修正频率信息和缠绕线束长度的修正频率信息，是否满足阈值；所述第二发送单元发送驱动电机转速的修正频率故障信号、胶带重叠宽度的修正频率故障信号、胶带间隔的修正频率故障信号和缠绕线束长度的修正频率故障信号。
10.作为本发明的一种优选方案，其中：所述加工参数实时自整定系统中通过所述第一获取单元获取是否为所述机器人的任务信息，是则将加工参数发送给plc总控制器，机器人工作的实时信息收集并进行实时信息反馈。
11.作为本发明的一种优选方案，其中：所述机体包括机器人固定座、安装在所述机器人固定座上的机器人底座、安装在所述机器人底座上的后置电机、与所述后置电机输出轴连接的后置机械臂、安装在所述后置机械臂顶部的前置电机、与所述前置电机输出轴连接的前置机械臂以及安装在所述前置机械臂末端的缠绕机组件接头，所述缠绕机组件接头连接缠绕机组件；所述缠绕机组件包括连接所述缠绕机组件接头的缠绕机固定座、安装在所述缠绕机固定座上的驱动电机、与所述驱动电机输出轴连接的驱动转子、设于所述驱动转子上的切断刀口、安装在所述缠绕机固定座上的胶带固定轴、设于胶带固定轴上的胶带以及供线束穿插移动的线槽，所述线槽位于驱动转子圆形位置，并与驱动转子一体成型设置。
12.作为本发明的一种优选方案，其中：所述机器人底座通过螺栓固定在机器人固定座上。
13.一种高效率线束缠胶带工作站的控制方法，包括控制系统的控制方法，具体如下：其中mes制造执行系统收到任务信息，将任务信息发给plc总控制器，plc总控制器接收到任务信息后，将信息发送给对应的plc分控制器，对应的plc分控制器控制对应的机器人进行缠胶带作业。
14.作为本发明高效率线束缠胶带工作站的控制方法的一种优选方案，其中：还包括加工参数实时自整定系统的控制方法，具体如下：当加工参数实时自整定系统接收到信息时，首先判断是否为任务信息，若为是，则将加工参数发送给plc总控制器，plc总控制器依次控制plc分控制器和机器人进行缠胶带
作业，同时进行机器人工作的实时信息收集，并将实时信息反馈给系统；若为否，则说明信息为反馈信息，接下来要对反馈信息进行分析：判断驱动电机转速是否在误差允许范围内，若为否，则参数修正，并将修正后的加工参数发送给plc总控制器，若为是，则进行下一步；判断胶带重叠宽度是否在误差允许范围内，若为否，则参数修正，并将修正后的加工参数发送给plc总控制器，若为是，则进行下一步；判断胶带间隔是否在误差允许范围内，若为否，则参数修正，并将修正后的加工参数发送给plc总控制器，若为是，则进行下一步；判断缠绕线束长度是否在误差允许范围内，若为否，则参数修正，并将修正后的加工参数发送给plc总控制器，若为是，则程序结束。
15.作为本发明高效率线束缠胶带工作站的控制方法的一种优选方案，其中：还包括故障自检测系统的控制方法，具体如下：故障自检测系统首先判断参数修正的频率是否超出规定，若为否，则正常工作，系统结束；若为是，则说明系统出现故障，接下来要对故障进行分析：判断驱动电机转速的修正频率是否超出规定，若为是，则发送故障信号，若为否，则进行下一步；判断胶带重叠宽度的修正频率是否超出规定，若为是，则发送故障信号，若为否，则进行下一步；判断胶带间隔的修正频率是否超出规定，若为是，则发送故障信号，若为否，则进行下一步；判断缠绕线束长度的修正频率是否超出规定，若为是，则发送故障信号。
16.作为本发明高效率线束缠胶带工作站的控制方法的一种优选方案，其中：所述对应的plc分控制器控制对应的机器人进行缠胶带作业，进一步地，缠胶带作业包括缠胶带工作和切胶带工作，在机体上，后置电机控制后置机械臂工作，前置电机控制前置机械臂工作，用于进行对线槽中线束的缠胶带工作；在缠绕机组件上，驱动电机通过驱动转子带动切断刀口工作，用于切断缠绕完毕的胶带。
17.本发明的有益效果：本发明的工作站由控制系统，通过plc总控制器对plc分控制器控制对应的机器人进行缠胶带作业，达到了智能方式缠绕胶带，无需进行复杂的人工缠胶带工作，节约了大量的人力，避免了工人单独培训和学习新项目图纸的时间，且本发明的工作站可以连续作业，具有更高效率，每个产品的质量均一致，可以很好的进行质量管控；另外该发明的加工参数实时自整定系统，为线束缠胶带工作提供了更高的可靠性，故障自检测系统实现了智能化故障检测，无需人工检测，节约了大量的时间与人力。综上所述，本发明的工作站智能、高效、稳定和安全的实现了对线束的连续缠胶带操作。
附图说明
18.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中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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明控制系统的工作流程图；图2为本发明机器人结构示意图；图3为本发明缠绕机组件的结构示意图；图4为本发明加工参数实时自整定系统的模块化结构示意图；图5为本发明加工参数实时自整定系统的工作流程图；图6为本发明故障自检测系统的模块化结构示意图；图7为本发明故障自检测系统的工作流程图。
19.图中标号：1、缠绕机组件；2、缠绕机组件接头；3、前置机械臂；4、前置电机；5、后置机械臂；6、后置电机；7、机器人底座；8、螺栓；9、机器人固定座；10、缠绕机固定座；11、驱动转子；12、驱动电机；13、切断刀口；14、线槽；15、胶带固定轴；16、胶带；101、加工参数实时自整定系统；1011、第一获取单元；1012、第一判断单元；1013、第一判断单元；1014、第一发送单元；201、故障自检测系统；2011、第二获取单元；2012、第二判断单元；2013、第二发送单元。
具体实施方式
20.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
21.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
22.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
23.参照图1，为本发明的一个实施例，该实施例提供了一种高效率线束缠胶带工作站，由控制系统、机器人、加工参数实时自整定系统101、故障自检测系统201组成；其利用智能方式缠绕胶带，节约了大量的人力，可以连续作业，提高了效率，且可以很好的进行质量管控，另外本发明具有加工参数实时自整定和故障自检测系统，可实时进行加工工作中的参数设定，为线束缠胶带工作提供了更高的可靠性，且无需人工检测，对参数具有很好的故障分析效果。
24.其中控制系统，用于任务接收并控制机器人进行缠胶带作业，其包括mes制造执行系统、与mes制造执行系统连接的plc总控制器、与plc总控制器连接的多个plc分控制器以及与对应的plc分控制器连接的对应的机器人；具体的线束缠胶带工作站的控制方法如下：其中mes制造执行系统收到任务信息，将任务信息发给plc总控制器，plc总控制器接收到任务信息后，将信息发送给对应的plc分控制器，对应的plc分控制器控制对应的机器人进行缠胶带作业，进一步地，缠胶带作业包括缠胶带工作和切胶带工作，在机体上，后置电机6控制后置机械臂5工作，前置电机4控制前置机械臂3工作，用于进行对线槽14中线束的缠胶带工作；在缠绕机组件上，驱动电机12通过驱动转子11带动切断刀口13工作，用于切断缠绕完毕的胶带16。
25.机器人，用于接收相应的plc分控制器的指令进行线束缠胶带作业，其包括机体和
安装在机体上的缠绕机组件1；具体的部件如下：参照图2，机体包括机器人固定座9、安装在机器人固定座9上的机器人底座7、安装在机器人底座7上的后置电机6、与后置电机6输出轴连接的后置机械臂5、安装在后置机械臂5顶部的前置电机4、与前置电机4输出轴连接的前置机械臂3以及安装在前置机械臂3末端的缠绕机组件1接头，缠绕机组件接头2连接缠绕机组件1，机器人底座7通过螺栓8固定在机器人固定座9上。
26.参照图3，本实施例的缠绕机组件1包括连接缠绕机组件接头2的缠绕机固定座10、安装在缠绕机固定座10上的驱动电机12、与驱动电机12输出轴连接的驱动转子11、设于驱动转子11上的切断刀口13、安装在缠绕机固定座10上的胶带固定轴15、设于胶带固定轴15上的胶带16以及供线束穿插移动的线槽14，线槽14位于驱动转子11圆形位置，并与驱动转子11一体成型设置。
27.参照图4，为本实施例的加工参数实时自整定系统101，与机器人连接，用于当机器人当前加工参数与预设参数有偏差并超过阈值时，则对机器人当前加工参数进行实时参数修正并发出指令，其包括第一获取单元1011，第一判断单元1012、参数修正单元1013和第一发送单元1014；具体的说明如下：第一获取单元1011获取机器人的任务信息、驱动电机12转速信息、胶带重叠宽度信息、胶带间隔信息和缠绕线束长度信息；第一判断单元10131012判断第一获取单元1011获取的任务信息、驱动电机12转速信息、胶带重叠宽度信息、胶带间隔信息和缠绕线束长度信息，是否满足阈值；参数修正单元实时修正第一获取单元1011采集的驱动电机12转速参数、胶带重叠宽度参数、胶带间隔参数和缠绕线束长度参数；第一发送单元1014将参数修正单元修正后的信息参数发送至plc总控制器，以及对应的plc分控制器和对应的机器人；同时加工参数实时自整定系统101中通过第一获取单元1011获取是否为机器人的任务信息，是则将加工参数发送给plc总控制器，机器人工作的实时信息收集并进行实时信息反馈。
28.同时参照图5，为本实施例加工参数实时自整定系统101的控制方法，加工参数实时自整定系统101的作用是当机器人加工参数与设定参数有偏差时，系统可以对加工参数自整定，保障了加工任务的可靠性。具体如下：当加工参数实时自整定系统101接收到信息时，首先判断是否为任务信息，若为是，则将加工参数发送给plc总控制器，plc总控制器依次控制plc分控制器和机器人进行缠胶带作业，同时进行机器人工作的实时信息收集，并将实时信息反馈给系统；若为否，则说明信息为反馈信息，接下来要对反馈信息进行分析：判断驱动电机转速是否在误差允许范围内，若为否，则参数修正，并将修正后的加工参数发送给plc总控制器，若为是，则进行下一步；判断胶带重叠宽度是否在误差允许范围内，若为否，则参数修正，并将修正后的加工参数发送给plc总控制器，若为是，则进行下一步；判断胶带间隔是否在误差允许范围内，若为否，则参数修正，并将修正后的加工参数发送给plc总控制器，若为是，则进行下一步；
判断缠绕线束长度是否在误差允许范围内，若为否，则参数修正，并将修正后的加工参数发送给plc总控制器，若为是，则程序结束。
29.参照图6，为本实施例的故障自检测系统201，与加工参数实时自整定系统101连接，用于当加工参数实时自整定系统101的参数修正频率超过阈值时，则故障自检测系统201自动且逐步的检测系统出现故障的原因，并发送故障信号，其包括第二获取单元2011、第二判断单元2012和第二发送单元2013；具体的说明如下：第二获取单元2011获取加工参数实时自整定系统101的参数修正的频率信息、驱动电机12转速的修正频率信息、胶带重叠宽度的修正频率信息、胶带间隔的修正频率信息和缠绕线束长度的修正频率信息；第二判断单元2012判断第二获取单元2011获取的参数修正的频率信息、驱动电机12转速的修正频率信息、胶带重叠宽度的修正频率信息、胶带间隔的修正频率信息和缠绕线束长度的修正频率信息，是否满足阈值；第二发送单元2013发送驱动电机12转速的修正频率故障信号、胶带重叠宽度的修正频率故障信号、胶带间隔的修正频率故障信号和缠绕线束长度的修正频率故障信号。
30.同时参照图7，为本实施例故障自检测系统201的控制方法，故障自检测系统201是当系统频繁进行参数修正时，说明工作站出现故障，故障自检测系统201能够自动检测系统出现故障的原因，并发送故障信号，具体如下：故障自检测系统201首先判断参数修正的频率是否超出规定，若为否，则正常工作，系统结束；若为是，则说明系统出现故障，接下来要对故障进行分析：判断驱动电机转速的修正频率是否超出规定，若为是，则发送故障信号，若为否，则进行下一步；判断胶带重叠宽度的修正频率是否超出规定，若为是，则发送故障信号，若为否，则进行下一步；判断胶带间隔的修正频率是否超出规定，若为是，则发送故障信号，若为否，则进行下一步；判断缠绕线束长度的修正频率是否超出规定，若为是，则发送故障信号。
31.综上所述，本发明的工作站由控制系统，通过plc总控制器对plc分控制器控制对应的机器人进行缠胶带作业，达到了智能方式缠绕胶带，无需进行复杂的人工缠胶带工作，节约了大量的人力，避免了工人单独培训和学习新项目图纸的时间，且本发明的工作站可以连续作业，具有更高效率，每个产品的质量均一致，可以很好的进行质量管控；另外该发明的加工参数实时自整定系统，为线束缠胶带工作提供了更高的可靠性，故障自检测系统实现了智能化故障检测，无需人工检测，节约了大量的时间与人力。综上所述，本发明的工作站智能、高效、稳定和安全的实现了对线束的连续缠胶带操作。
32.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
33.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可
借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
34.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。