一种用于非标件自动化生产的力臂控制管理系统的制作方法

1.本发明涉及力臂控制管理技术领域，具体为一种用于非标件自动化生产的力臂控制管理系统。


背景技术：

2.自动化生产是采用自动化技术进行的生产应用，极大地提高社会劳动生产率，根据自动化的程度，可分为半自动化生产和全自动化生产，前者是在生产过程中部分采用自动化技术，部分由人工操作，后者是生产全过程的全部工序，包括上料、下料、包装、运输等都无需人工直接参与，只是间接地监督机器工作，随着自动化的更新换代，机械手臂已经投入各个生产领域进行使用；
3.但在现有技术中，工厂的产品种类繁多，螺丝拧紧位置非常不规律，工序的防错十分复杂，导致非标自动化的设备兼容性不好，无法对产品的螺丝状态进行检测，且无法确保机械手臂上螺丝的状态，导致生产线的工作效率降低；
4.针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的就在于提出一种用于非标件自动化生产的力臂控制管理系统，对生产力臂内设置的螺丝进行采集，将螺丝位置数据化，提高螺丝监控的准确性，提高生产力臂的管控效率，及时监测也能够预防力臂故障导致生产效率降低，在检测力臂运行过程中对螺丝进行实时监控，防止运行过程中螺丝存在异常，导致检测力臂的运行安全风险增加，对检测力臂的运行检测分析，防止检测力臂在运行过程中出现故障，导致检测力臂的运行效率降低。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种用于非标件自动化生产的力臂控制管理系统，包括控制管理平台与运行分析平台，控制管理平台内设置有服务器，服务器通信连接有数据初始单元和异常监测单元，运行分析平台内设置有控制器，控制器通讯连接有环境分析单元、效率分析单元以及数据库；
8.通过控制管理平台对生产力臂的螺丝点位进行监控，服务器生成初始数据采集信号并将初始数据采集信号发送至数据初始单元，数据初始单元接收到初始采集信号后，对生产力臂内设置的螺丝进行采集，将螺丝分为简洁螺丝和复杂螺丝，并将简洁螺丝和复杂螺丝发送至服务器，服务器接收到简洁螺丝和复杂螺丝后生成异常监控指令并将异常监控指令发送至异常监控单元，通过异常监控单元在检测力臂运行过程中对螺丝进行实时监控；将螺丝分为运行异常螺丝和运行正常螺丝，并将运行异常螺丝和运行正常螺丝一同发送至服务器；
9.服务器接收到运行正常螺丝后，生成运行分析指令并将运行分析指令发送至运行分析平台，运行分析平台接收到运行分析指令后，对检测力臂的运行检测分析，控制器生成环境分析信号并将环境分析信号发送至环境分析单元，通过环境分析单元对检测力臂的运
行环境进行分析检测；通过效率分析单元对检测力臂在监测时间内的运行效率进行分析。
10.进一步地，数据初始单元的分析过程如下：
11.将投入生产的力臂标记为检测力臂，获取到检测力臂的各个力臂面，并将各个力臂面标记为i，且i为大于1的自然数，采集到各个力臂面内存在螺丝并设置标号o，o为大于1的自然数，以各个力臂面的中心为基准点，获取到力臂面内各个螺丝位置距离对应基准点的横向距离和纵向距离，并根据各个螺丝的横向距离和纵向距离，设置力臂面内各个螺丝的初始位置坐标，并将初始位置坐标标记为(xio，yio)，并将初始位置坐标发送至服务器，服务器对初始位置坐标进行监测，若初始位置坐标对应数值存在浮动，则判定对应螺丝存在松动，生成螺丝异常移动信号同时根据初始位置坐标对应数值的数值浮动值对螺丝进行对应距离数值的调整；
12.将检测力臂各个力臂面的各个螺丝进行分析，采集到各个力臂面的各个螺丝的螺帽径宽、螺杆上螺纹长度与对应螺杆长度以及螺纹的齿间距，并将各个力臂面的各个螺丝的螺帽径宽、螺杆上螺纹长度与对应螺杆长度以及螺纹的齿间距分别标记为ljkio、lcbio以及lwjio；通过分析获取到检测力臂上螺丝的操作分析系数xio；将检测力臂上螺丝的操作分析系数与操作分析系数阈值进行比较：
13.若检测力臂上螺丝的操作分析系数≥操作分析系数阈值，则判定对应螺丝为复杂螺丝，并将复杂螺丝发送至服务器；若检测力臂上螺丝的操作分析系数＜操作分析系数阈值，则判定对应螺丝为简洁螺丝，并将简洁螺丝发送至服务器。
14.进一步地，异常监控单元的监控过程如下：
15.对各个螺丝进行监控，以对应力臂面内螺丝所属的平面区域为基准面，采集到各个螺丝的螺帽与对应基准面的间隔距离，并将各个螺丝的螺帽与对应基准面的间隔距离标记为jgo；采集到各个螺丝的螺杆与对应基准面的垂直度，并将各个螺丝的螺杆与对应基准面的垂直度标记为czo；
16.将螺丝的螺帽与对应基准面的间隔距离和螺丝的螺杆与对应基准面的垂直度分别与间隔距离范围阈值和垂直度范围阈值进行比较：
17.若螺丝的螺帽与对应基准面的间隔距离和螺丝的螺杆与对应基准面的垂直度任一数值不位于对应范围阈值，则判定对应螺丝存在异常，并将其标记为运行异常螺丝；若螺丝的螺帽与对应基准面的间隔距离和螺丝的螺杆与对应基准面的垂直度均位于对应范围阈值，则判定对应螺丝存在正常，并将其标记为运行正常螺丝；
18.将运行异常螺丝和运行正常螺丝一同发送至服务器。
19.进一步地，环境分析单元的环境分析过程如下：
20.对运行中的检测力臂进行监测，并设置监测时间，以监测时间的起点作为检测力臂运行的起始时刻，对检测力臂进行温度采集，并将实时采集的检测力臂温度标记为jcw；采集到检测力臂周边环境内温度值，并将实时采集的检测力臂周边环境内温度值标记为hwd；
21.将监测时间划分为若干个子时间段，分析各个子时间段内环境温度的变化趋势，若环境温度为增长趋势，则将对应子时间段标记为升温时间段；若环境温度为降低趋势，则将对应子时间段标记为降温时间段；将升温时间段和降温时间段进行分析，若升温时间段内检测力臂的温度呈上升趋势，则判定环境温度存在影响；若降温时间段内检测力臂的温
度呈下降趋势，则判定环境温度存在影响；若升温时间段内检测力臂的温度呈下降趋势或者降温时间段内检测力臂的温度呈上升趋势，则判定环境温度不存在影响；
22.若环境温度存在影响，则采集环境温度的浮动值和平均浮动速度，并将环境温度的浮动值和平均浮动速度分别与浮动值阈值和平均浮动速度阈值进行比较：若环境温度的浮动值和平均浮动速度任一数值大于对应阈值，则判定环境分析存在异常，生成环境异常信号并将环境异常信号发送至控制器，控制器接收到环境异常信号后对检测力臂周边环境进行整顿；若环境温度不存在影响，则生成温度无影响信号并将温度无影响信号发送至控制器。
23.进一步地，效率分析单元的效率分析过程如下：
24.采集到检测力臂的移动幅度差值和往复距离差值，并将检测力臂的移动幅度差值和往复距离差值分别与移动幅度差值范围阈值和往复距离差值范围阈值进行比较：若检测力臂的移动幅度差值和往复距离差值任一数值不位于对应范围阈值，则判定对应检测力臂的运行存在异常，生成检测力臂检测信号并将检测力臂检测信号发送至维护人员的手机终端；维护人员完成维护后将维护时长和起始时间发送至数据库进行储存；
25.若检测力臂的移动幅度差值和往复距离差值均位于对应范围阈值，则判定对应检测力臂的运行存在正常，生成运行正常信号并将运行正常信号发送至控制器。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
27.本发明中，对生产力臂内设置的螺丝进行采集，将螺丝位置数据化，提高螺丝监控的准确性，提高生产力臂的管控效率，及时监测也能够预防力臂故障导致生产效率降低，在检测力臂运行过程中对螺丝进行实时监控，防止运行过程中螺丝存在异常，导致检测力臂的运行安全风险增加，对检测力臂的运行检测分析，防止检测力臂在运行过程中出现故障，导致检测力臂的运行效率降低；
28.对检测力臂在监测时间内的运行效率进行分析，判断检测力臂的运行效率，防止检测力臂运行存在异常导致生产线的产品合格率降低，造成检测力臂的工作效率降低。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
31.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
32.如图1所示，一种用于非标件自动化生产的力臂控制管理系统，包括控制管理平台与运行分析平台，控制管理平台内设置有服务器，服务器通信连接有数据初始单元和异常
监测单元，运行分析平台内设置有控制器，控制器通讯连接有环境分析单元、效率分析单元以及数据库；
33.控制管理平台用于对生产力臂的螺丝点位进行监控，服务器生成初始数据采集信号并将初始数据采集信号发送至数据初始单元，数据初始单元接收到初始采集信号后，对生产力臂内设置的螺丝进行采集，将螺丝位置数据化，从而提高了螺丝监控的准确性能，提高了生产力臂的管控效率，及时监测也能够预防力臂故障导致生产效率降低，具体分析过程如下：
34.将投入生产的力臂标记为检测力臂，获取到检测力臂的各个力臂面，并将各个力臂面标记为i，且i为大于1的自然数，采集到各个力臂面内存在螺丝并设置标号o，o为大于1的自然数，以各个力臂面的中心为基准点，获取到力臂面内各个螺丝位置距离对应基准点的横向距离和纵向距离，并根据各个螺丝的横向距离和纵向距离，设置力臂面内各个螺丝的初始位置坐标，并将初始位置坐标标记为(xio，yio)，xio表示为检测力臂的i力臂面内o个螺丝位置与对应基准点的横向距离；并将初始位置坐标发送至服务器，服务器对初始位置坐标进行监测，若初始位置坐标对应数值存在浮动，则判定对应螺丝存在松动，生成螺丝异常移动信号同时根据初始位置坐标对应数值的数值浮动值对螺丝进行对应距离数值的调整；能够提高了螺丝位置监测的准确性，同时能够降低调整的工作强度；
35.将检测力臂各个力臂面的各个螺丝进行分析，采集到各个力臂面的各个螺丝的螺帽径宽、螺杆上螺纹长度与对应螺杆长度以及螺纹的齿间距，并将各个力臂面的各个螺丝的螺帽径宽、螺杆上螺纹长度与对应螺杆长度以及螺纹的齿间距分别标记为ljkio、lcbio以及lwjio；通过公式获取到检测力臂上螺丝的操作分析系数xio，其中，a1、a2以及a3均为预设比例系数，且a1＞a2＞a3＞0；螺丝的操作分析系数是将螺丝的参数进行归一化处理得到一个用于判定螺丝的操作强度的数值；通过公式可得螺帽径宽、螺杆上螺纹长度与对应螺杆长度以及螺纹的齿间距越大，螺丝的操作分析系数越大，表示螺丝的操作强度越大；操作强度表示为螺丝拆卸的圈数，其中螺帽径宽、螺杆上螺纹长度与对应螺杆长度以及螺纹齿间距均表示对应螺丝的拆卸圈数数据；
36.将检测力臂上螺丝的操作分析系数与操作分析系数阈值进行比较：
37.若检测力臂上螺丝的操作分析系数≥操作分析系数阈值，则判定对应螺丝为复杂螺丝，并将复杂螺丝发送至服务器；若检测力臂上螺丝的操作分析系数＜操作分析系数阈值，则判定对应螺丝为简洁螺丝，并将简洁螺丝发送至服务器；
38.服务器接收到简洁螺丝和复杂螺丝后，将简洁螺丝和复杂螺丝对应的螺帽径宽、螺杆上螺纹长度与对应螺杆长度以及螺纹的齿间距进行绑定储存；同时生成异常监控指令并将异常监控指令发送至异常监控单元，异常监控单元用于在检测力臂运行过程中对螺丝进行实时监控，防止运行过程中螺丝存在异常，导致检测力臂的运行安全风险增加，具体监控过程如下：
39.对各个螺丝进行监控，以对应力臂面内螺丝所属的平面区域为基准面，采集到各个螺丝的螺帽与对应基准面的间隔距离，并将各个螺丝的螺帽与对应基准面的间隔距离标记为jgo；采集到各个螺丝的螺杆与对应基准面的垂直度，并将各个螺丝的螺杆与对应基准面的垂直度标记为czo；
40.将螺丝的螺帽与对应基准面的间隔距离和螺丝的螺杆与对应基准面的垂直度分别与间隔距离范围阈值和垂直度范围阈值进行比较：
41.若螺丝的螺帽与对应基准面的间隔距离和螺丝的螺杆与对应基准面的垂直度任一数值不位于对应范围阈值，则判定对应螺丝存在异常，并将其标记为运行异常螺丝；若螺丝的螺帽与对应基准面的间隔距离和螺丝的螺杆与对应基准面的垂直度均位于对应范围阈值，则判定对应螺丝存在正常，并将其标记为运行正常螺丝；
42.将运行异常螺丝和运行正常螺丝一同发送至服务器；
43.服务器接收到运行异常螺丝后，对运行异常螺丝进行分析，若运行异常螺丝为复杂螺丝，则判定对应运行异常螺丝安装异常；若运行异常螺丝为简洁螺丝，则判定对应运行异常螺丝规格异常；
44.服务器接收到运行正常螺丝后，生成运行分析指令并将运行分析指令发送至运行分析平台，运行分析平台接收到运行分析指令后，对检测力臂的运行检测分析，防止检测力臂在运行过程中出现故障，导致检测力臂的运行效率降低，控制器生成环境分析信号并将环境分析信号发送至环境分析单元，环境分析单元用于对检测力臂的运行环境进行分析检测，防止检测力臂周边的环境影响力臂运行，从而导致检测力臂异常运行，降低运行效率的同时影响力臂的运行寿命，具体环境分析过程如下：
45.对运行中的检测力臂进行监测，并设置监测时间，以监测时间的起点作为检测力臂运行的起始时刻，对检测力臂进行温度采集，并将实时采集的检测力臂温度标记为jcw；采集到检测力臂周边环境内温度值，并将实时采集的检测力臂周边环境内温度值标记为hwd；
46.将监测时间划分为若干个子时间段，分析各个子时间段内环境温度的变化趋势，若环境温度为增长趋势，则将对应子时间段标记为升温时间段；若环境温度为降低趋势，则将对应子时间段标记为降温时间段；将升温时间段和降温时间段进行分析，若升温时间段内检测力臂的温度呈上升趋势，则判定环境温度存在影响；若降温时间段内检测力臂的温度呈下降趋势，则判定环境温度存在影响；若升温时间段内检测力臂的温度呈下降趋势或者降温时间段内检测力臂的温度呈上升趋势，则判定环境温度不存在影响；
47.若环境温度存在影响，则采集环境温度的浮动值和平均浮动速度，并将环境温度的浮动值和平均浮动速度分别与浮动值阈值和平均浮动速度阈值进行比较：若环境温度的浮动值和平均浮动速度任一数值大于对应阈值，则判定环境分析存在异常，生成环境异常信号并将环境异常信号发送至控制器，控制器接收到环境异常信号后对检测力臂周边环境进行整顿；若环境温度不存在影响，则生成温度无影响信号并将温度无影响信号发送至控制器；
48.控制器接收到温度无影响信号后，生成效率分析信号并将效率分析信号发送至效率分析单元，效率分析单元用于对检测力臂在监测时间内的运行效率进行分析，从而判断检测力臂的运行效率，防止检测力臂运行存在异常导致生产线的产品合格率降低，造成检测力臂的工作效率降低，具体效率分析过程如下：
49.采集到检测力臂的移动幅度差值和往复距离差值，并将检测力臂的移动幅度差值和往复距离差值分别与移动幅度差值范围阈值和往复距离差值范围阈值进行比较：若检测力臂的移动幅度差值和往复距离差值任一数值不位于对应范围阈值，则判定对应检测力臂
的运行存在异常，生成检测力臂检测信号并将检测力臂检测信号发送至维护人员的手机终端；维护人员完成维护后将维护时长和起始时间发送至数据库进行储存；
50.若检测力臂的移动幅度差值和往复距离差值均位于对应范围阈值，则判定对应检测力臂的运行存在正常，生成运行正常信号并将运行正常信号发送至控制器；本技术中检测力臂的移动幅度表示为检测力臂进行工作时设备本身的移动幅度，往复距离表示为检测力臂在运行过程中实际来回往复的距离。
51.本发明工作原理如下：
52.一种用于非标件自动化生产的力臂控制管理系统，在工作时，通过控制管理平台对生产力臂的螺丝点位进行监控，服务器生成初始数据采集信号并将初始数据采集信号发送至数据初始单元，数据初始单元接收到初始采集信号后，对生产力臂内设置的螺丝进行采集，通过异常监控单元在检测力臂运行过程中对螺丝进行实时监控；通过运行分析平台对检测力臂的运行检测分析，控制器生成环境分析信号并将环境分析信号发送至环境分析单元，通过环境分析单元对检测力臂的运行环境进行分析检测；通过效率分析单元对检测力臂在监测时间内的运行效率进行分析。
53.上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
54.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。