一种基于以太网的自动化柔性生产线控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于以太网的自动化柔性生产线控制系统，包括生产控制层和设备控制层；生产控制层包括生产订单管理计算机、工业控制计算机以及数据库服务器；设备控制层包括总控制PLC、机器人控制系统、若干个数控系统和工业控制计算机的设备控制部分；各计算机之间采用以太网互联；工业控制计算机通过总控制PLC控制机器人控制系统并且采集各个设备的状态，机器人控制系统根据总控制PLC信号做出相应动作，并在动作完成后发出完成信号至总控制PLC，总控制PLC更新状态并返回信号工业控制计算机。具有提高机械加工自动化程度、提高生产效率和生产质量、降低劳动力强度及劳动力成本的优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种基于以太网的自动化柔性生产线控制系统，包括生产控制层和设备控制层；生产控制层包括生产订单管理计算机、工业控制计算机以及数据库服务器；设备控制层包括总控制PLC、机器人控制系统、若干个数控系统和工业控制计算机的设备控制部分；各计算机之间采用以太网互联；工业控制计算机通过总控制PLC控制机器人控制系统并且采集各个设备的状态，机器人控制系统根据总控制PLC信号做出相应动作，并在动作完成后发出完成信号至总控制PLC，总控制PLC更新状态并返回信号工业控制计算机。具有提高机械加工自动化程度、提高生产效率和生产质量、降低劳动力强度及劳动力成本的优点。【专利说明】一种基于以太网的自动化柔性生产线控制系统
本技术涉及工业信息化、工业自动控制机械加工领域，尤其是涉及一种基于 以太网的自动化柔性生产线控制系统。
技术介绍
随着商品经济的快速发展，社会对机械加工品的需求日益加大，面对工艺复杂、多 品种、小批量的产品生产需求以及不断提升的人工劳动力成本，机械加工行业急需寻找一 种更高效、更可靠、更低成本的生产方式，以改变劳动力导向型的现状。信息技术和工业自 动化技术的发展为企业构建自动化柔性生产线带来了可能。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述存在问题，提供一种提高机械加工自动化程度、提 高生产效率和生产质量、降低劳动力强度及劳动力成本的基于以太网的自动化柔性生产线 控制系统。 本技术的目的是这样实现的：包括生产控制层和设备控制层；所述生产控制 层包括生产订单管理计算机、工业控制计算机以及数据库服务器；所述设备控制层包括总 控制PLC、机器人控制系统、若干个数控系统和工业控制计算机的设备控制部分；所述生产 控制层釆用C/S架构搭建，生产订单管理计算机与工业控制计算机之间采用以太网互联， 并由工业控制计算机负责生产控制层和设备控制层之间的连接；所述数据库服务器用于存 放生产订单的数据、生产设备的数据以及料架、装卸站的数据；所述工业控制计算机基于数 控系统以太网通信函数库所开发的通信层实现向数控系统发送NC程序，远程启动数控加 工，读写数控系统内部变量和监视数控系统，实现对数控系统的控制；所述工业控制计算机 通过总控制PLC控制机器人控制系统并且采集各个设备的状态，机器人控制系统根据总控 制PLC信号做出相应动作，并在动作完成后发出完成信号至总控制PLC，总控制PLC更新状 态并返回信号工业控制计算机。 本技术，工业控制计算机的软件设计分为软件通用部分和软件专用部分，软 件通用部分用于与数据库服务器交互以及界面维护，软件专用部分则根据数控系统进行设 计，用于对不同数控系统监控。 本技术，设备控制层采用NC加工预处理程序对数控系统进行控制，通过数控 系统中预定义好的Μ代码对数控系统的PLC进行控制，通过数控系统的PLC实现对机器人 控制系统的控制。 本技术，数控系统或者总控制PLC在发送具体指令前发送一空闲询问信号至 机器人控制系统，直至收到机器人空闲反馈信号才开始发送具体任务以及位置信号，在收 到机器人控制系统反馈空闲信号前，设备一直处于等待阶段。 本技术，当机器人控制系统在响应某一设备的任务时，会屏蔽其他设备的空 闲询问信号直至其执行完任务回到空闲状态。 本技术，总控制PLC控制机器人控制系统实现料架到装卸站之间的上、下料 任务以及监视其它数控设备的运行情况，并将信号反馈至工业控制计算机。 本技术，实现数控加工设备自动上、下料，根据预先设定的加工工序自动对物 料进行加工，实现长时间、多物料的无人化机械加工。具有提高机械加工自动化程度、提高 生产效率和生产质量、降低劳动力强度及劳动力成本的优点。 下面实施例结合附图对本技术作进一步的说明。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术的一个实施例的控制系统方框图； 图2是本技术的生产线管理系统工作流程图； 图3是本技术的机器人控制系统的控制信号流程图。 【具体实施方式】 参照图1至图3,本实施例公开了一种基于以太网的自动化柔性生产线控制系统， 是一种结合计算机信息技术、数据库技术、现场设备控制技术和工业机器人应用技术构建 的自动化柔性生产线控制系统，包括生产控制层和设备控制层；生产控制层包括生产订单 管理计算机、工业控制计算机以及数据库服务器；设备控制层包括总控制PLC、机器人控制 系统、若干个数控系统和工业控制计算机的设备控制部分；生产控制层是用户直接操作的 部分，而设备控制层是根据生产控制层数据以及设备情况对设备进行控制从而自动完成 生产，对用户来说，设备控制层是透明的，用户仅需对生产控制层进行操作；生产控制层采 用C/S架构搭建，生产订单管理计算机与工业控制计算机之间采用以太网互联，并由工业 控制计算机负责生产控制层和设备控制层之间的连接；数据库服务器用于存放生产订单的 数据、生产设备的数据以及料架、装卸站的数据；工业控制计算机基于数控系统以太网通信 函数库所开发的通信层实现向数控系统发送NC程序，远程启动数控加工，读写数控系统内 部变量和监视数控系统，实现对数控系统的控制；工业控制计算机通过总控制PLC控制机 器人控制系统并且采集各个设备的状态，机器人控制系统根据总控制PLC信号做出相应动 作，并在动作完成后发出完成信号至总控制PLC，总控制PLC更新状态并返回信号工业控 制计算机；所述工业控制计算机的软件设计分为软件通用部分和软件专用部分，软件通用 部分用于与数据库服务器交互以及界面维护，而软件专用部分则根据数控系统进行设计， 用于对不同数控系统监控；所述设备控制层采用NC加工预处理程序对数控系统进行控制， 通过数控系统中预定义好的Μ代码对数控系统的PLC进行控制，通过数控系统的PLC实现 对机器人控制系统的控制；所述数控系统或者总控制PLC在发送具体指令前发送一空闲询 问信号至机器人控制系统，直至收到机器人空闲反馈信号才开始发送具体任务以及位置信 号，在收到机器人控制系统反馈空闲信号前，设备一直处于等待阶段；当所述机器人控制系 统在响应某一设备的任务时，会屏蔽其他设备的空闲询问信号直至其执行完任务回到空闲 状态；所述总控制PLC控制机器人控制系统实现料架到装卸站之间的上、下料任务以及监 视其它数控设备的运行情况，并将信号反馈至工业控制计算机。 本技术，计算机中所涉及的软件是基于微软公司C#语言编写，运行于微软桌 面操作系统Windows与微软· Net Framework平台上，数据库服务器米用微软公司的SQL Server服务器。 本技术，采用分级控制搭建设备控制层，在工业控制计算机与数控系统以及 总控制PLC -级采用以太网作为控制总线，而在数控系统与机器人控制系统之间则采用 PLC的I/O 口进行通信以保证正确性和实时性。 本技术，生产订单管理计算机用于添加、编辑和查询生产订单以及其数据和 状态，完整的生产订单需输入生产订单编号、数量、加工工序以及工序对应的数控加工程序 和对应的加工设备，并且将生产订单的任务与数据库中的存在的托盘编号互相绑定，输入 绑定托盘的参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于以太网的自动化柔性生产线控制系统，其特征在于：包括生产控制层和设备控制层；所述生产控制层包括生产订单管理计算机、工业控制计算机以及数据库服务器；所述设备控制层包括总控制PLC、机器人控制系统、若干个数控系统和工业控制计算机的设备控制部分；所述生产控制层采用C/S架构搭建，生产订单管理计算机与工业控制计算机之间采用以太网互联，并由工业控制计算机负责生产控制层和设备控制层之间的连接；所述数据库服务器用于存放生产订单的数据、生产设备的数据以及料架、装卸站的数据；所述工业控制计算机基于数控系统以太网通信函数库所开发的通信层实现向数控系统发送NC程序，远程启动数控加工，读写数控系统内部变量和监视数控系统，实现对数控系统的控制；所述工业控制计算机通过总控制PLC控制机器人控制系统并且采集各个设备的状态，机器人控制系统根据总控制PLC信号做出相应动作，并在动作完成后发出完成信号至总控制PLC，总控制PLC更新状态并返回信号工业控制计算机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨煜俊，郑栩栩，罗浩彬，黄楚祥，陈庆湘，
申请(专利权)人：巨轮股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44