一种生产线控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种生产线系统及其控制方法。其中，一种生产线的控制系统，包括：多个控制子系统，用于分别控制与各个控制子系统相对应的设备；指令派发器，根据规范指令的类型将所述规范指令分配给所述多个控制子系统中与所述类型相对应的控制子系统。另外，本发明专利技术还提供一种用以存储处理器可执行指令的计算机可读存储介质和一种计算机设备。采用本发明专利技术能够增加了产线控制系统的精确性、稳定性和移植性，便于柔性产线量产，也使柔性产线具备高可用性。

A Production Line Control System and Its Control Method

【技术实现步骤摘要】
一种生产线控制系统及其控制方法
本专利技术总体上涉及智能控制
，更具体地涉及一种生产线的控制系统及其控制方法。
技术介绍
随着经济的快速发展和人们消费水平的显著提高，社会对产品的多样化、低制造成本和短制造周期等需求日益迫切，市场上更加需要具有特色、满足用户要求的个性化、定制化产品。为了应对这一变革，基于各种柔性制造技术的柔性制造系统或生产线(FlexibleManufacturingSystem，FMS)便应运而生。柔性生产线通常由加工设备、辅助设备、产线控制系统及相关存储库组成。图1为一种典型柔性生产线，包括：物料机器人(1)，负责物料的搬运，机床的上下料，物料库的立体库存放；物料立体库(2)，用于存放未加工的物料和已加工的工件；刀具机械手(3)，负责刀库刀具的调度，机床的上下刀；立体刀库(4)，用于存放产线的刀具，包括姊妹刀，机床装不下的刀具；机床组(5)，产线的主体，一组加工中心；产线控制系统(6)，产线的大脑，对工单进行排产，对产线所有要素进行管理。由于无人产线、关灯工厂等的兴起，要求柔性生产线能够自主完成从工单、工艺信息的录入到工件完成的整个过程，中途不需要或极少需要人工的干预，同时也要求产线能够按照最优目标的方案进行生产，把这种产线称为柔性智能生产线。图2示出了根据相关技术的柔性智能生产线输入输出分析图。参见图2，柔性智能生产线接收的输入信息包括工艺信息、物料、工单等，在输出侧直接输出成品。生产线控制系统是柔性智能生产线的大脑，负责工单的排产、刀具的调度、物料的调度、机床的控制以及其它设备的控制。图3为生产线控制系统的功能说明框图，如，大体可以分为两大块，一个是规划能力，另一个是调度能力。调度能力指生产线控制系统控制底层硬件设备动作的能力。图4为一种生产线控制系统控制底层设备的技术方案，在图4中NC代表数控机床(例如NC1、NC2、NC3、NC4等)，智能总控系统(IPC)通过局域网(LANs)基于NC-API(TCP/IP)对其进行控制；图4中RC代表机械手(例如RC1、RC2等)，其与读卡器(RFID)是智能总控系统(IPC)通过MODBUS网络基于TCP/IP控制现场控制系统(PLC)，PLC再控制机械手与RFID动作。另外，常用的柔性产线底层硬件还有检测机、二维码打印机……等。生产线控制系统是通过发送相应指令控制底层硬件设备动作的，生产线控制系统根据输入的工单，结合产线资源状况和工艺路线对其进行排产，然后生成指令，控制硬件进行生产。传统的产线控制系统在发送指令控制底层设备动作流程中，主要存在以下问题：(1)产线控制系统需要具备管理刀具、管理物料、动态排产、控制各项硬件动作等功能，在传统的产线控制系统中，如此多的功能集中在一起，造成了控制系统体量庞大，不利于系统稳定性和维护工作。(2)在传统的产线控制系统中，当一个指令下发到具体设备时，如果此设备出现问题，导致该动作无法正常完成，则产线后续动作可能都无法进行下去。这样的后果就是因为单点的故障而导致整个产线的不可用。比如下发指令控制1号机械手“将27号物料搬运至3号机床”，如果1号机械手出现问题，物料无法送至3号机床，则后续的“27号物料”相关指令：如加工、打码等操作都无法再继续进行。(3)在传统的产线控制系统中，控制系统要控制底层硬件动作，就要下发硬件能够识别的指令，通常不同型号、不同版本的设备其控制指令也会有差异。这样导致的后果是产线控制系统要根据底层硬件的不同而作出改变，该控制系统就不具有移植性和硬件无关性。在实际生产中，如果硬件层改变，如硬件升级、硬件系统升级或增加设备，都要求对控制系统作出更改，改动控制系统是一个大工程，这样大大增加成本，并不利于此类柔性产线的量产。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种生产线控制系统及其控制方法。根据本专利技术的一个方面，本专利技术实施例提供了一种生产线的控制系统，包括：多个控制子系统，用于分别控制与各个控制子系统相对应的设备；指令派发器，根据规范指令的类型将所述规范指令分配给所述多个控制子系统中与所述类型相对应的控制子系统。优选地，所述的生产线控制系统还包括：指令解释器，将所述控制子系统下发的所述规范指令解释为相应的控制指令。优选地，所述指令解释器还能够从相对应的所述设备获取反馈指令信息，以获得所述设备的状态信息。优选地，当所述设备的状态信息显示所述设备无法完成与所述控制指令相对应的动作时，所述指令解释器能够寻找生产线上空闲的与所述设备同类的其他设备，以完成与所述控制指令相对应的动作。优选地，当所述反馈指令信息显示所述设备在预定时间内没有进行与所述控制指令相对应的动作时，所述指令解释器确定所述设备无法完成与所述控制指令相对应的动作。优选地，所述指令解释器能够将所述反馈指令信息反馈给与其相对应的控制子系统。优选地，所述控制子系统将所述反馈指令信息反馈给所述指令派发器。优选地，所述控制子系统还能够接收所述设备的反馈指令信息，以获得所述相应设备的状态。优选地，当所述设备的状态显示所述设备无法完成与所述控制指令相对应的动作时，所述控制子系统能够寻找所述生产线上空闲的与所述设备同类的其他设备，以完成与所述控制指令相对应的动作。优选地，当所述反馈指令信息显示所述设备在预定时间内没有进行与所述控制指令相对应的动作时，所述控制子系统能够确定所述设备无法完成与所述控制指令相对应的动作。优选地，所述指令派发器从数据库中读取所述规范指令。优选地，所述指令派发器、所述控制子系统和/或所述指令解释器向其下一层级下发指令时能够收到各自所述下一层级的反馈指令信息，以获得所述下一层级对指令的完成状态信息。优选地，所述控制子系统和/或所述指令解释器与每一类型设备一一对应。优选地，所述多个控制子系统并行运行，并分别控制与其相对应的设备的动作。本专利技术的另一方面还提供一种生产线的控制方法，包括：指令派发器获取规范指令；根据所述规范指令的类型，所述指令派发器将所述规范指令分配给多个控制子系统中与所述类型相对应的控制子系统，以用于控制相应设备的动作。优选地，所述相对应的控制子系统将所述规范指令下发至相应的指令解释器，所述相应的指令解释器将所述规范指令解释为相应的控制指令，以用于控制所述相应设备的动作。优选地，所述相应的指令解释器接收所述相应设备的反馈指令信息，以获得所述相应设备的状态信息。优选地，当所述相应设备的状态信息显示所述相应设备无法完成与所述控制指令相对应的动作时，所述相应的指令解释器寻找所述生产线上空闲的与所述相应设备同类的其他设备。优选地，当所述反馈指令信息显示所述相应设备在预定时间内没有进行与所述控制指令相对应的动作时，所述相应的指令解释器确定所述相应设备无法完成与所述控制指令相对应的动作。优选地，所述相应的指令解释器将所述反馈指令信息反馈至所述相对应的控制子系统。优选地，所述相应的控制子系统将所述反馈指令信息反馈至所述指令派发器。优选地，所述相对应的控制子系统还接收所述相应设备的反馈指令信息，以获得所述相应设备的状态信息。优选地，当所述相应设备的状态信息显示所述相应设备无法完成与所述控制指令相对应的动作时，所述相对应的控制子系统寻找所述生产线上空闲的与所述相应设备同类的其他设备。优选地，当所述反馈指令信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产线的控制系统，包括：多个控制子系统，用于分别控制与各个控制子系统相对应的设备；指令派发器，根据规范指令的类型将所述规范指令分配给所述多个控制子系统中与所述类型相对应的控制子系统。

【技术特征摘要】
1.一种生产线的控制系统，包括：多个控制子系统，用于分别控制与各个控制子系统相对应的设备；指令派发器，根据规范指令的类型将所述规范指令分配给所述多个控制子系统中与所述类型相对应的控制子系统。2.根据权利要求1所述的生产线控制系统，还包括：指令解释器，将所述控制子系统下发的所述规范指令解释为相应的控制指令。3.根据权利要求2所述的生产线控制系统，其特征在于，所述指令解释器还能够从相对应的所述设备获取反馈指令信息，以获得所述设备的状态信息。4.根据权利要求3所述的生产线控制系统，其特征在于，当所述设备的状态信息显示所述设备无法完成与所述控制指令相对应的动作时，所述指令解释器能够寻找生产线上空闲的与所述设备同类的其他设备，以完成与所述控制指令相对应的动作。5.根据权利要求4所述的生产线控制系统，其特征在于，当所述反馈指令信息显示所述设备在预定时间内没有进行与所述控制指令相对应的动作时，所述指令解释器确定所述设备无法完成与所述控制指令相对应的动作。6.根据权利要求3所述的生产线控制系统，其特征在于，所述指令解释器能够将所述反馈指令信息反馈给与其相对应的控制子系统。7.根据权利要求6所述的生产线控制系统，其特征在于，所述控制子系统将所述反馈指令信息反馈给所述指令派发器。8.根据权利要求1所述的生产线控制系统，其特征在于，所述控制子系统还能够接收所述设备的反馈指令信息，以获得所述相应设备的状态。9.根据权利要求8所述的生产线控制系统，其特征在于，当所述设备的状态显示所述设备无法完成与所述控制指令相对应的动作时，所述控制子系统能够寻找所述生产线上空闲的与所述设备同类的其他设备，以完成与所述控制指令相对应的动作。10.根据权利要求9所述的生产线控制方法，其特征在于，当所述反馈指令信息显示所述设备在预定时间内没有进行与所述控制指令相对应的动作时，所述控制子系统能够确定所述设备无法完成与所述控制指令相对应的动作。11.根据权利要求1～10任意一项所述的生产线控制系统，其特征在于，所述指令派发器从数据库中读取所述规范指令。12.根据权利要求6或8所述的生产线控制系统，其特征在于，所述指令派发器、所述控制子系统和/或所述指令解释器向其下一层级下发指令时能够收到各自所述下一层级的反馈指令信息，以获得所述下一层级对指令的完成状态信息。13.根据权利要求1～10任意一项所述的生产线控制系统，其特征在于，所述控制子系统和/或所述指令解释器与每一类型设备一一对应。14.根据权利要求1～10任意一项所述的生产线控制系统，其特征在于，所述多个控制子系统并行运行，并分别控制与其相对应的设备的动作。15.一种生产线的控制方法，包括：指令派发器获取规范指令；根据所述规范指令的类型，所述指令派发器将所述规范指令分配给多个控制子系统中与所述类型相对应的控制子系统，以用于控制相应设备的动作。16.根据权利要求15所述的生产线控制方法，其特征在于：所述相对应的控制子系统将所述规范指令下发至相应的指令解释器，所述相应的指令解释器将所述规范指令解释为相应的控制指令，以用于控制所述相应设备的动作。17.根据权利要求16所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈吉红，黄斌，谢尧，陈祖众，胡宜，
申请(专利权)人：华中科技大学，武汉华中数控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42