本發(fā)明屬于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，涉及一種自動(dòng)化生產(chǎn)線任務(wù)調(diào)度方法。

背景技術(shù)：

隨著智能制造技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床得到廣泛應(yīng)用，其在機(jī)加行業(yè)前景廣闊。目前的數(shù)控加工領(lǐng)域還多以人工操作為主，尤其在大型生產(chǎn)車(chē)間，數(shù)控機(jī)床設(shè)備眾多，操作方法和工作方式各有不同，同時(shí)對(duì)于不同的產(chǎn)品，產(chǎn)品自身還有單獨(dú)的加工特點(diǎn)和加工要求，因此需要工人不斷地熟悉并協(xié)調(diào)上料、加工、下料的各個(gè)環(huán)節(jié)，不僅對(duì)工人技能提出了很高的要求，而且占用了大量人力成本，同時(shí)數(shù)控機(jī)床的利用率也不高；對(duì)于大批量零件生產(chǎn)，需要人工連續(xù)操作，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用將大幅改善目前的現(xiàn)狀，生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度提高，嚴(yán)重制約了整體的生產(chǎn)效率提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種自動(dòng)化生產(chǎn)線任務(wù)調(diào)度方法，該方法利用以太網(wǎng)通信接口，采用tcp/ip協(xié)議組建網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和agv的自動(dòng)控制和調(diào)度，具備自動(dòng)運(yùn)輸待加工料板或工件、自動(dòng)上下料和自動(dòng)加工能力，同時(shí)兼顧了工業(yè)機(jī)器人和agv的復(fù)用工作模式。

本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種自動(dòng)化生產(chǎn)線任務(wù)調(diào)度方法，調(diào)度對(duì)象包括數(shù)控機(jī)床、agv和工業(yè)機(jī)器人；

數(shù)控機(jī)床用于加工待加工料；agv用于運(yùn)輸待加工料板或工件；工業(yè)機(jī)器人用于待加工料板上料或工件下料；

具體調(diào)度方法如下：

步驟s1、在上位機(jī)中基于windows平臺(tái)建立一個(gè)主線程，將生產(chǎn)管理系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床、agv、工業(yè)機(jī)器人、現(xiàn)場(chǎng)plc作為節(jié)點(diǎn)，通過(guò)上述節(jié)點(diǎn)的ip和端口號(hào)，采用tcp/ip協(xié)議組建網(wǎng)絡(luò)連接；其中主線程與生產(chǎn)管理系統(tǒng)、agv、工業(yè)機(jī)器人、現(xiàn)場(chǎng)plc采用基于tcp/ip協(xié)議的socket通信方式，主線程與數(shù)控機(jī)床采用基于tcp/ip協(xié)議的數(shù)控機(jī)床sdk的連接函數(shù)；

步驟s2、主線程實(shí)時(shí)接收來(lái)自生產(chǎn)管理系統(tǒng)的任務(wù)指令，對(duì)接收到的任務(wù)指令進(jìn)行解析得到解析結(jié)果，然后開(kāi)啟一個(gè)新的子線程，將解析結(jié)果作為指令發(fā)送給子線程；

步驟s3、子線程接收主線程下發(fā)的指令，首先命令agv去庫(kù)房裝載待加工料板，裝載完畢后運(yùn)送至目標(biāo)泊位，運(yùn)送完畢后agv返回待命點(diǎn)；然后命令工業(yè)機(jī)器人按待加工工件的順序和編號(hào)進(jìn)行待加工料板的上料；上料完成后，命令數(shù)控機(jī)床啟動(dòng)，數(shù)控機(jī)床加工待加工料板；數(shù)控機(jī)床加工完成，命令工業(yè)機(jī)器人將工件下料至待加工料板的原位置；該工件加工完成后，按上述步驟繼續(xù)對(duì)下一工件進(jìn)行上料、加工及下料操作，直至所有工件加工完畢；命令agv到當(dāng)前泊位，將已加工的工件運(yùn)送回庫(kù)房；

步驟s4、主線程撤銷(xiāo)該子線程，釋放子線程占用的所有資源。

上述自動(dòng)化生產(chǎn)線任務(wù)調(diào)度方法，所述步驟s2中的解析結(jié)果包括：機(jī)床類型、機(jī)床編號(hào)、工業(yè)機(jī)器人編號(hào)、待加工料板的位置、待加工料板的加工順序、加工數(shù)量、目標(biāo)泊位、卸料泊位。

上述自動(dòng)化生產(chǎn)線任務(wù)調(diào)度方法，所述socket通信方式，其命令字符串的定義包括機(jī)床編號(hào)、機(jī)床類型、加工數(shù)量。

上述自動(dòng)化生產(chǎn)線任務(wù)調(diào)度方法，所述agv為復(fù)用小車(chē)，多個(gè)子線程同時(shí)對(duì)其有需求時(shí)，采用隊(duì)列方式，先需要agv的子線程先進(jìn)隊(duì)列，agv優(yōu)先響應(yīng)隊(duì)頭需求，響應(yīng)完畢后移除隊(duì)列，然后響應(yīng)隊(duì)列中的下一個(gè)子線程。

上述自動(dòng)化生產(chǎn)線任務(wù)調(diào)度方法，所述工業(yè)機(jī)器人為交叉工作模式，多個(gè)子線程同時(shí)對(duì)其有需求時(shí)，采用隊(duì)列方式，工業(yè)機(jī)器人優(yōu)先響應(yīng)先發(fā)起任務(wù)的需求，需求任務(wù)完畢后移除隊(duì)列，然后響應(yīng)排列隊(duì)列中的下一個(gè)任務(wù)需求。

上述自動(dòng)化生產(chǎn)線任務(wù)調(diào)度方法，所述泊位具備氣缸，載有待加工料板的agv進(jìn)入泊位后，氣缸將待加工料板頂起，agv退出泊位，氣缸帶著待加工料板一起降下，完成待加工料板自動(dòng)化卸載；所有工件加工完畢下料后，氣缸將料板頂起，agv進(jìn)入泊位，氣缸降下，將料板放置在agv上，完成自動(dòng)化裝載。

本方面相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明利用以太網(wǎng)通信接口，采用tcp/ip協(xié)議組建網(wǎng)絡(luò)連接，原有機(jī)床在不增加任何接口的前提下即可接入網(wǎng)絡(luò)，便于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的組建，且改造、升級(jí)容易，組建成本低；

(2)本發(fā)明利用以太網(wǎng)通信接口采用tcp/ip協(xié)議組建的網(wǎng)絡(luò)易于擴(kuò)展，能夠輕松的擴(kuò)展或調(diào)整工業(yè)機(jī)器人或數(shù)控機(jī)床，可滿足多種自動(dòng)化生產(chǎn)任務(wù)的需要；

(3)本發(fā)明采用工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)上下料、agv自動(dòng)物流運(yùn)輸，簡(jiǎn)單實(shí)用快捷，大幅提升了生產(chǎn)線的工作效率；

(4)本發(fā)明的工業(yè)機(jī)器人和agv均為復(fù)用工作模式，兼顧了設(shè)備成本、工作時(shí)間和生產(chǎn)效率等多方面因素。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明各節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)示意圖；

圖2為本發(fā)明以數(shù)控機(jī)床、agv和工業(yè)機(jī)器人為對(duì)象的自動(dòng)化生產(chǎn)線任務(wù)調(diào)度方法流程圖；

圖3為工業(yè)機(jī)器人上下料動(dòng)作流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

本方法的目的是對(duì)生產(chǎn)管理系統(tǒng)發(fā)出的生產(chǎn)任務(wù)，調(diào)度包括數(shù)控機(jī)床、agv、工業(yè)機(jī)器人在內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備，進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)，完成從原料出庫(kù)到產(chǎn)品入庫(kù)的生產(chǎn)任務(wù)。

本發(fā)明是以數(shù)控機(jī)床、agv和工業(yè)機(jī)器人為對(duì)象的自動(dòng)化生產(chǎn)線調(diào)度方法，具體實(shí)施步驟如下：

步驟s1：在上位機(jī)中基于windows平臺(tái)采用c#建立一個(gè)主線程，采用tcp/ip協(xié)議，在主線程中通過(guò)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的ip地址和端口號(hào)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)建立連接；通過(guò)agv的ip地址和端口號(hào)與agv建立連接；通過(guò)工業(yè)機(jī)器人的ip和端口號(hào)與工業(yè)機(jī)器人建立連接；通過(guò)數(shù)控機(jī)床的ip和端口號(hào)與數(shù)控機(jī)床建立連接；通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)plc的ip地址和端口號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)plc建立連接。

主線程與生產(chǎn)管理系統(tǒng)、agv、工業(yè)機(jī)器人、現(xiàn)場(chǎng)plc采用基于tcp/ip協(xié)議的socket通信方式，主線程與數(shù)控機(jī)床采用基于tcp/ip協(xié)議的數(shù)控機(jī)床sdk的連接函數(shù)，如圖1所示；socket命令字符串的定義包括機(jī)床編號(hào)、機(jī)床類型、加工數(shù)量。

步驟s2：主線程與生產(chǎn)管理系統(tǒng)和所有設(shè)備建立連接后，進(jìn)入接收生產(chǎn)任務(wù)指令循環(huán)，不間斷實(shí)時(shí)準(zhǔn)備接收來(lái)自生產(chǎn)管理系統(tǒng)的生產(chǎn)任務(wù)指令。

步驟s3：主線程接收到任一來(lái)自生產(chǎn)管理系統(tǒng)的指令，對(duì)該指令進(jìn)行解析，從中分離出機(jī)床類型、機(jī)床編號(hào)、工業(yè)機(jī)器人編號(hào)、待加工料板的位置、待加工料板的加工順序、加工數(shù)量、目標(biāo)泊位、卸料泊位。然后主線程開(kāi)啟一個(gè)子線程來(lái)實(shí)施生產(chǎn)任務(wù)，將解析結(jié)果作為指令發(fā)送給子線程。當(dāng)主線程收到多個(gè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的指令時(shí)，可并行開(kāi)啟多個(gè)子線程實(shí)施生產(chǎn)任務(wù)。

步驟s4：通過(guò)子線程來(lái)調(diào)度設(shè)備完成生產(chǎn)任務(wù)，如圖2所示，具體步驟為：

步驟s41：查詢agv的當(dāng)前狀態(tài)是否在待命位置，agv為復(fù)用小車(chē)，多個(gè)子線程同時(shí)對(duì)其有需求時(shí)，采用隊(duì)列方式，先需要agv的子線程先進(jìn)隊(duì)列，agv優(yōu)先響應(yīng)隊(duì)頭需求，響應(yīng)完畢后移除隊(duì)列，然后響應(yīng)隊(duì)列中的下一個(gè)子線程；如果agv不在待命位置，則等待一秒繼續(xù)查詢，直到agv的反饋狀態(tài)為在待命位置；

步驟s42：查詢agv當(dāng)前在待命位置后，子線程向agv發(fā)送指令，命令其運(yùn)行至庫(kù)房，準(zhǔn)備進(jìn)入上料泊位；

步驟s43：在庫(kù)房，工人在裝載泊位上放置料板標(biāo)準(zhǔn)工裝，然后將待加工料板碼放在料板標(biāo)準(zhǔn)工裝上，全部碼放完畢后，通過(guò)生產(chǎn)管理系統(tǒng)通知當(dāng)前子線程已經(jīng)備料完畢；子線程向現(xiàn)場(chǎng)plc發(fā)送指令，命令現(xiàn)場(chǎng)plc控制泊位上氣缸升起，泊位具備氣缸，將待加工料板抬起；

步驟s44：子線程命令agv進(jìn)入泊位，當(dāng)agv進(jìn)入到泊位中的指定位置后，子線程向現(xiàn)場(chǎng)plc發(fā)送指令，現(xiàn)場(chǎng)plc控制泊位氣缸降下，待加工料板隨著氣缸的降下，落在agv上，agv裝載完畢；

步驟s45：子線程向agv發(fā)送退出泊位命令，當(dāng)agv退出到指定位置后，子線程向agv發(fā)送指令，命令agv運(yùn)行至目標(biāo)泊位并進(jìn)入泊位；

步驟s46：當(dāng)agv進(jìn)入到目標(biāo)泊位位置后，子線程向現(xiàn)場(chǎng)plc發(fā)送指令，現(xiàn)場(chǎng)plc控制當(dāng)前泊位氣缸升起，將料板從agv上撐起；

步驟s47：子線程命令agv退出當(dāng)前泊位，當(dāng)agv退出到泊位后，子線程向現(xiàn)場(chǎng)plc發(fā)送指令，控制當(dāng)前泊位氣缸降下，待加工料板將落在泊位的固定點(diǎn)，子線程命令agv返回到待命點(diǎn)。

步驟s5：待加工料板到位后，工業(yè)機(jī)器人對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行上料，工業(yè)機(jī)器人為交叉工作模式，多個(gè)子線程同時(shí)對(duì)其有需求時(shí)，采用隊(duì)列方式，工業(yè)機(jī)器人優(yōu)先響應(yīng)先發(fā)起任務(wù)的需求，需求任務(wù)完畢后移除隊(duì)列，然后響應(yīng)排列隊(duì)列中的下一個(gè)任務(wù)需求，數(shù)控機(jī)床對(duì)待加工料板進(jìn)行加工，加工完畢后工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行下料，依次循環(huán)直至所有待加工件全部加工完成，如圖3所示，其具體步驟為：

步驟s51：子線程向工業(yè)機(jī)器人發(fā)送上料和序號(hào)指令，工業(yè)機(jī)器人收到指令后，對(duì)該指令進(jìn)行解析，執(zhí)行動(dòng)作之前通過(guò)工業(yè)機(jī)器人io板控制數(shù)控機(jī)床自動(dòng)門(mén)電磁閥，打開(kāi)數(shù)控機(jī)床門(mén)，通過(guò)工業(yè)機(jī)器人io板控制抓取氣爪電磁閥，打開(kāi)氣爪；工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)至指定序號(hào)點(diǎn)的待加工料板位置，關(guān)閉氣爪，抓取待加工料板至數(shù)控機(jī)床安裝卡盤(pán)，氣爪打開(kāi)，工業(yè)機(jī)器人退出數(shù)控機(jī)床，通過(guò)工業(yè)機(jī)器人io板控制機(jī)床卡盤(pán)電磁閥對(duì)安裝卡盤(pán)鎖緊，關(guān)閉數(shù)控機(jī)床門(mén)；

步驟s52：子線程向數(shù)控機(jī)床發(fā)送啟動(dòng)命令，數(shù)控機(jī)床啟動(dòng)，執(zhí)行默認(rèn)dnc數(shù)控程序，對(duì)安裝卡盤(pán)上的待加工料板進(jìn)行加工；數(shù)控機(jī)床啟動(dòng)之后，子線程每隔一秒查詢一次數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)，直至數(shù)控機(jī)床加工完畢，運(yùn)行狀態(tài)查詢結(jié)果為“停止”；

步驟s53：數(shù)控機(jī)床加工完成停止后，子線程向工業(yè)機(jī)器人發(fā)送下料和序號(hào)指令，工業(yè)機(jī)器人收到指令后對(duì)該指令進(jìn)行解析，執(zhí)行動(dòng)作之前通過(guò)工業(yè)機(jī)器人io板控制數(shù)控機(jī)床自動(dòng)門(mén)電磁閥，打開(kāi)數(shù)控機(jī)床門(mén)，通過(guò)工業(yè)機(jī)器人io板控制抓取氣爪電磁閥，打開(kāi)氣爪，工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)至數(shù)控機(jī)床卡盤(pán)位置，放松安裝卡盤(pán)，關(guān)閉氣爪，抓取加工完成的工件至待加工料板原上料位置，氣爪打開(kāi)，工業(yè)機(jī)器人回到安全位置，完成下料動(dòng)作；

步驟s54：以上動(dòng)作完成后，重復(fù)上料、加工、下料操作循環(huán)，直到料板上全部待加工料板加工完畢。

步驟s6：子線程向現(xiàn)場(chǎng)plc發(fā)送指令，命令將當(dāng)前泊位氣缸升起，工件將隨著氣缸升起，子線程查詢agv當(dāng)前在待命位置后，向agv發(fā)送指令，命令其運(yùn)行至當(dāng)前泊位，查詢agv狀態(tài)，直至agv已到達(dá)目標(biāo)泊位，子線程向現(xiàn)場(chǎng)plc發(fā)送指令，命令將當(dāng)前泊位氣缸降下，工件將落在agv上，子線程命令agv退出泊位，運(yùn)送工件至庫(kù)房指定卸料泊位。子線程向現(xiàn)場(chǎng)plc發(fā)送指令，將庫(kù)房卸料泊位氣缸升起，工件同時(shí)被撐起，命令agv退出泊位，去往待命點(diǎn)。卸料泊位氣缸落下，完成卸料動(dòng)作。

步驟s7：主線程撤銷(xiāo)該子線程，釋放子線程占用的所有資源，即完成步驟s3接收到的來(lái)自生產(chǎn)管理系統(tǒng)下發(fā)的生產(chǎn)任務(wù)。

本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。