一种定制家具智能制造平台系统的制作方法

一种定制家具智能制造平台系统
【技术领域】
1.本发明涉及家具制造领域，尤其是指一种定制家具智能制造平台系统。


背景技术：

2.家具的制造过程，包括有板材处理工艺，一般包括有板材的开料、封边、余料处理、板材开孔、板材清洗、板材下料等工序，属于家具生产制造的前端工艺。
3.目前板材处理工艺，大多由人工操作，配合开料设备、封边设备、开孔设备，在开始时需要人工手动将板材搬运到开料设备上进行开料，开料完成后又需要搬运到封边设备上进行封边，封边完成后，又需要人工将板材搬运到开孔设备上进行开孔，每个环节都需要人工参与和操作，未能实现全面全自动化、智能化作业，速度慢、效率低，同时劳动强度大，生产成本高，难于实现高效生产的目标。
4.针对上述问题，申请人提出了一种解决方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的是在于克服现有技术的不足，提供了一种定制家具智能制造平台系统。
6.为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：
7.一种定制家具智能制造平台系统，包括有智能调度系统和生产总线；
8.所述生产总线沿生产工序方向依次设置有备料段、开料段、封边上料机构、封边段、钻孔上料段、钻孔段、分拣段、分拣上料段和包装段；所述开料段包括有至少一个开料设备，在每一个开料设备前端设有用于将唯一对应标签贴至板材上的贴码设备；所述封边上料机构包括有至少一个上料辊组和封边上料机械手，所述封边上料机械手用于将位于上料辊组上的板材抓取至封边段的始端；所述封边段包括有封边输送辊组，以及依次设置于封边输送辊组沿线的第一边侧封边机组、第二边侧封边机组、第三边侧封边机组和第四边侧封边机组，且在第二边侧封边机组和第三边侧封边机组之间设有90
°
回转设备；所述钻孔上料段包括有钻孔上料辊组，以及设置于钻孔上料辊组上的板材检测设备；所述钻孔段包括有至少一个四排钻孔机组和至少一个二排钻孔机组，以及分别设置于四排钻孔机组和二排钻孔机组前端和后端的分流式钻孔输入辊组和分流式钻孔输出辊组；所述分拣段包括有多个分拣储备区和位于每一个分拣储备区的分拣机械手，以及环绕多个分拣储备区将已钻孔的板材输送至分拣储备区的分流分拣输入辊组，所述分拣机械手用于将位于分流分拣输入辊组的板材抓取并放入分拣储备区；所述分拣上料段包括有分拣上料区、与包装段的始端连接的分拣上料辊组、将分拣储备区内的板材运送至分拣上料区内的移动式分拣上料车载设备，以及将位于分拣上料区内的板材抓放至分拣上料辊组上的分拣上料机械手；所述包装段包括有至少一个板材包装产线；
9.所述智能调度系统包括有工艺流程调度系统、产线中控系统、数据采集系统和在线监控系统；所述产线中控系统可实现数据采集和执行命令控制，包括有与备料段连接的
备料子系统、与开料段连接的开料子系统、与封边上料机构连接的封边上料子系统、与封边段连接的封边子系统、与钻孔上料段连接的钻孔上料子系统、与钻孔段连接的钻孔子系统、与分拣段连接的分拣子系统、与分拣上料段连接的分拣上料子系统，以及与包装段连接的包装子系统，所述产线中控系统与工艺流程调度系统连接以调度控制生产总线，所述产线中控系统与数据采集系统连接将生产总线上的所有设备实时数据与数据采集系统双边反馈；所述在线监控系统包括有设置于生产总线上的多个扫码设备，以实时监控任一板材自生产总线中自开料段至包装段的流入和流出实时状态；所述在线监控系统与数据采集系统连接以实现双边反馈；所述数据采集系统与工艺流程调度系统连接以实现双边反馈并实现总体工艺流程调度。
10.在进一步的改进方案中，所述产线中控系统包括有产线分控单元、数据接入整合单元和统计单元；所述产线分控单元分别控制备料段、开料段、封边上料机构、封边段、钻孔上料段、钻孔段、分拣段、分拣上料段和包装段以实现生产动作控制，实现全自动生产分控；所述数据接入整合单元用于参数收集、管理和整合，其包括有数据清理模块、数据访问模块、数据同步模块、环境参数模块、设备参数模块、生产参数模块；所述统计单元用于各个生产数据统计。
11.在进一步的改进方案中，所述工艺流程调度系统包括有工艺配置单元、生产管控单元、生产计划单元、spc配置单元、mi管理单元、wi管理单元、数据追溯单元、报警管理单元、mark库管理单元、产量统计单元、mark规则配置单元、设备状态监控单元、环境参数监控单元、设备维护管理单元、数据分析单元、设备控制单元和日志管理单元。
12.在进一步的改进方案中，所述设备数据采集系统包括有环境参数总览单元、设备参数总览单元、设备状态总览单元、停机记录单元、控制指令总览单元、执行结果总览单元。
13.在进一步的改进方案中，所述在线监控系统可定时从数据采集系统内获取设备运行数据、环境参数、工艺数据、板件数据，根据已配置的生产计划、生产调度信息对数据进行校验分析，生成实时监控数据和报警数据。
14.在进一步的改进方案中，在所述备料段和开料段之间设有开料上料机构，所述开料上料机构为移动式上料车载设备；所述产线中控系统还包括有上料车载子系统。
15.在进一步的改进方案中，在开料段和封边上料机构之间设有开料板件存放区，在所述封边上料存放区内设有移动式封边备料车载设备，所述移动式封边备料车载设备可将开料板件运送至封边上料机构的上料存放区内；所述产线中控系统还包括有封边备料车载子系统。
16.在进一步的改进方案中，在所述钻孔段和分拣段之间设有至少一组洗板设备和板材检测设备；所述产线中控系统还包括有洗板子系统和板材检测子系统。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过工艺流程调度系统、产线中控系统、数据采集系统和在线监控系统对生产总线进行系统化控制，构建了车间、产线到设备单元的全维度数据采集、交互以及生产过程管控的车间级控制系统，集成实时数据采集与监控、数据分析与推送等功能，可实现设备状态实时监控，产线生产管理、监控、调度等功能，实现多工序设备协调，使用spc控制模型对实时采样的数据进行动态分析，通过分析结果预测生产进度趋势和识别生产异常，达到提高生产效率和品质稳定的目标，建立了板材自备料、贴标、开料、封边上料、封边、钻孔上料、钻孔、分区分拣、分拣上料和包装的全自动
柔性生产线，整线流拉式的设计，可实现板材精准化定制生产，按板材的形状、结构、尺寸、工艺要求，进行生产工艺、生产规格、生产批次、订单要求调度，实现了即时化生产和柔性化生产，大幅节省人工成本，提高产品质量，有效降低运营成本。
18.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：
【附图说明】
19.图1为本发明实施例中生产总线的结构示意图；
20.图2为本发明实施例中备料段的结构示意图；
21.图3为本发明实施例中开料段的结构示意图；
22.图4为本发明实施例中开料板件存放区的结构示意图；
23.图5为本发明实施例中封边段的结构示意图；
24.图6为本发明实施例中钻孔上料段的结构示意图；
25.图7为本发明实施例中钻孔段的结构示意图；
26.图8为本发明实施例中洗板设备和板材检测设备的结构示意图；
27.图9为本发明实施例中分拣段的结构示意图；
28.图10为本发明实施例中分拣上料段和包装段的结构示意图。
【具体实施方式】
29.下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
30.附图所显示的方位不能理解为限制本发明的具体保护范围，仅供较佳实施例的参考理解，可以图中所示的产品部件进行位置的变化或数量增加或结构简化。
31.说明书中所述的“连接”及附图中所示出的部件相互“连接”关系，可以理解为固定地连接或可拆卸连接或形成一体的连接；可以是直接相连或通过中间媒介相连，本领域普通技术人员可以根据具体情况理解连接关系而可以得出螺接或铆接或焊接或卡接或嵌接等方式以适宜的方式进行不同实施方式替用。
32.说明书中所述的上、下、左、右、顶、底等方位词及附图中所示出方位，各部件可直接接触或通过它们之间的另外特征接触；如在上方可以为正上方和斜上方，或它仅表示高于其他物；其他方位也可作类推理解。
33.说明书及附图中所表示出的具有实体形状部件的制作材料，可以采用金属材料或非金属材料或其他合成材料；凡涉及具有实体形状的部件所采用的机械加工工艺可以是冲压、锻压、铸造、线切割、激光切割、铸造、注塑、数铣、三维打印、机加工等等；本领域普通技术人员可以根据不同的加工条件、成本、精度进行适应性地选用或组合选用，但不限于上述材料和制作工艺。
34.本发明为一种定制家具智能制造平台系统，包括有智能调度系统和生产总线；
35.所述生产总线沿生产工序方向依次设置有备料段100、开料段200、封边上料机构300、封边段400、钻孔上料段500、钻孔段600、分拣段700、分拣上料段800和包装段900；所述开料段200包括有至少一个开料设备20，在每一个开料设备20前端设有用于将唯一对应标签贴至板材上的贴码设备；所述封边上料机构300包括有至少一个上料辊组30和封边上料
机械手31，所述封边上料机械手31用于将位于上料辊组30上的板材抓取至封边段400的始端；所述封边段400包括有封边输送辊组40，以及依次设置于封边输送辊组40沿线的第一边侧封边机组41、第二边侧封边机组42、第三边侧封边机组43和第四边侧封边机组44，且在第二边侧封边机组42和第三边侧封边机组43之间设有90
°
回转设备45；所述钻孔上料段500包括有钻孔上料辊组50，以及设置于钻孔上料辊组50上的板材检测设备51；所述钻孔段600包括有至少一个四排钻孔机组61和至少一个二排钻孔机组62，以及分别设置于四排钻孔机组61和二排钻孔机组62前端和后端的分流式钻孔输入辊组63和分流式钻孔输出辊组64；所述分拣段700包括有多个分拣储备区70和位于每一个分拣储备区70的分拣机械手71，以及环绕多个分拣储备区70将已钻孔的板材输送至分拣储备区70的分流分拣输入辊组72，所述分拣机械手71用于将位于分流分拣输入辊组72的板材抓取并放入分拣储备区70；所述分拣上料段800包括有分拣上料区80、与包装段900的始端连接的分拣上料辊组81、将分拣储备区70内的板材运送至分拣上料区80内的移动式分拣上料车载设备，以及将位于分拣上料区80内的板材抓放至分拣上料辊组81上的分拣上料机械手82；所述包装段900包括有至少一个板材包装产线90；
36.所述智能调度系统包括有工艺流程调度系统、产线中控系统、数据采集系统和在线监控系统；所述产线中控系统可实现数据采集和执行命令控制，包括有与备料段100连接的备料子系统、与开料段200连接的开料子系统、与封边上料机构300连接的封边上料子系统、与封边段400连接的封边子系统、与钻孔上料段500连接的钻孔上料子系统、与钻孔段600连接的钻孔子系统、与分拣段700连接的分拣子系统、与分拣上料段800连接的分拣上料子系统，以及与包装段900连接的包装子系统，所述产线中控系统与工艺流程调度系统连接以调度控制生产总线，所述产线中控系统与数据采集系统连接将生产总线上的所有设备实时数据与数据采集系统双边反馈；所述在线监控系统包括有设置于生产总线上的多个扫码设备，以实时监控任一板材自生产总线中自开料段200至包装段900的流入和流出实时状态；所述在线监控系统与数据采集系统连接以实现双边反馈；所述数据采集系统与工艺流程调度系统连接以实现双边反馈并实现总体工艺流程调度。
37.具体工序如下：在备料段100内存档有大量待开料板材，在智能调度系统的调度下，根据生产计划指令，将待开料板材运送至开料段200上，开料设备20根据生产计划指令对待开料板材进行开料规划出开料线路图，在实施例中，开料设备20为数控精密推台锯，贴码设备将标签贴至待开料板材的规划开料区间内，而后开料设备20进行开料；开料完成的板材送往上料辊组30，封边上料机械手31将开料板材移送至封边输送辊组40上，开料板材通过在封边输送辊组40依次经过第一边侧封边机组41、第二边侧封边机组42、90
°
回转设备45、第三边侧封边机组43和第四边侧封边机组44，在实施例中，第一边侧封边机组41和第二边侧封边机组42分别位于封边输送辊组40的两侧，第三边侧封边机组43和第四边侧封边机组44分别位于封边输送辊组40的两侧，封边输送辊组40将其上的开料板材依次将板材靠边侧导向向位于封边输送辊组40侧部的第一边侧封边机组41、第二边侧封边机组42、第三边侧封边机组43和第四边侧封边机组44，可实现前端两侧依次封边，且在经90
°
回转后，可实现后端另外两侧依次封边，可视生产计划指令，实现两侧封边或四侧封边；在封边完成后，封边板材进入钻孔上料辊组50，经板材检测设备60进行板材检测；而后进入经分流式钻孔输入辊组63进入四排钻孔机组61或二排钻孔机组62，可视生产计划指令，实现四排钻孔或
二排钻孔；在钻孔完成后，钻孔板材进入分流分拣输入辊组72，智能调度系统根据生产计划进行调度，根据生产规格、生产批次、订单要求对钻孔板材进行分区分类流入至不同的分拣储备区70内，具体是通过分拣机械手71将钻孔板材自分流分拣输入辊组72上抓取到分拣储备区70内；而后，智能调度系统再进行调度安排，通过移动式分拣上料车载设备82将分拣储备区70内的板材运送至分拣上料区80，而后分拣上料机械手83再将分拣上料区80内的板材移送至分拣上料辊组81上，分拣上料辊组81再根据具体的包装安排和要求将板材输送到相应的板材包装产线90上。
38.在实施例中，如图所示，在开料段200和封边上料机构300之间设有开料板件存放区1000，以适应生产总线生产加工节拍，在所述封边上料存放区1000内设有移动式封边备料车载设备1001，所述移动式封边备料车载设备1001可将开料板件运送至上料存放区1000内，或将上料存放区1000内的开料板件运送至封边上料机构300；所述产线中控系统还包括有封边备料车载子系统。
39.在实施例中，如图所示，在所述钻孔段600和分拣段700之间设有至少一组洗板设备2000和板材检测设备3000；所述产线中控系统还包括有洗板子系统和板材检测子系统。
40.所述产线中控系统包括有产线分控单元、数据接入整合单元和统计单元；所述产线分控单元分别控制备料段100、开料段200、封边上料机构300、封边段400、钻孔上料段500、钻孔段600、分拣段700、分拣上料段800和包装段900以实现生产动作控制，实现全自动生产分控；所述数据接入整合单元用于参数收集、管理和整合，其包括有数据清理模块、数据访问模块、数据同步模块、环境参数模块、设备参数模块、生产参数模块；所述统计单元用于各个生产数据统计。
41.所述工艺流程调度系统包括有工艺配置单元、生产管控单元、生产计划单元、spc配置单元、mi管理单元、wi管理单元、数据追溯单元、报警管理单元、mark库管理单元、产量统计单元、mark规则配置单元、设备状态监控单元、环境参数监控单元、设备维护管理单元、数据分析单元、设备控制单元和日志管理单元。
42.所述设备数据采集系统包括有环境参数总览单元、设备参数总览单元、设备状态总览单元、停机记录单元、控制指令总览单元、执行结果总览单元。
43.所述在线监控系统可定时从数据采集系统内获取设备运行数据、环境参数、工艺数据、板件数据，根据已配置的生产计划、生产调度信息对数据进行校验分析，生成实时监控数据和报警数据。
44.在本发明中，产线中控系统负责对各个子系统的生产任务统一调度，产线中控系统中的各个子系统负责各个加工设备、各个上料设备、各个机械手、各个输送辊组的控制以及plc系统管控，对接环境参数、设备参数、生产参数、停开机参数等。各个子系统与产线中控系统之间、在线监控系统与数据采集系统之间、产线中控系统与数据采集系统之间采用千兆以太网架构，为设备专网架构，使用工业以太网组态，要求优先使用profinet，ethercat等工业网络协议，设备间数据交互使用通讯方式进行，采用全接口化方式实现数据交换，要求接收端与受控端必须使用握手协议，禁止单向指令，融入柔性制造、多维数据采集以及强化底层管控等思想，采用最先进的自动化设备(如开料设备、四排钻孔机组等)、机器人(如移动式分拣上料车载设备等)、采集器，实现设备单元生产动作智能化，全维度实现底层采集数据的能力，建立标准化的数据采集协议以及高速指令集，为智能工厂实现贯
穿式管控方式建立良好的底层基础。另外，由于在板材上有标贴，可通过扫码标签追踪板材在生产总线中的任意位置、加工情况，实现订单追溯和物料追溯系统，全面管理物料库和产品库数据，根据生产数据动态调整仓储和物料的执行策略，实现仓库和物料的智能化管理。
45.本发明通过工艺流程调度系统、产线中控系统、数据采集系统和在线监控系统对生产总线进行系统化控制，构建了车间、产线到设备单元的全维度数据采集、交互以及生产过程管控的车间级控制系统，集成实时数据采集与监控、数据分析与推送等功能，可实现设备状态实时监控，产线生产管理、监控、调度等功能，实现多工序设备协调，使用spc控制模型对实时采样的数据进行动态分析，通过分析结果预测生产进度趋势和识别生产异常，达到提高生产效率和品质稳定的目标，建立了板材自备料、贴标、开料、封边上料、封边、钻孔上料、钻孔、分区分拣、分拣上料和包装的全自动柔性生产线，整线流拉式的设计，可实现板材精准化定制生产，按板材的形状、结构、尺寸、工艺要求，进行生产工艺、生产规格、生产批次、订单要求调度，实现了即时化生产和柔性化生产，大幅节省人工成本，提高产品质量，有效降低运营成本。
46.尽管参照上面实施例详细说明了本发明，但是通过本公开对于本领域技术人员显而易见的是，而在不脱离所述的权利要求限定的本发明的原理及精神范围的情况下，可对本发明做出各种变化或修改。因此，本公开实施例的详细描述仅用来解释，而不是用来限制本发明，而是由权利要求的内容限定保护的范围。