[發(fā)明專利]一種精密減速器行星齒輪智能制造系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811340500.4
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109249186A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳兵奎;李杰;李朝陽;黃健
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23P15/14
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種精密減速器行星齒輪智能制造系統(tǒng)，其特征在，該系統(tǒng)包括行星齒輪加工設(shè)備、信息物理系統(tǒng)和物料系統(tǒng)；

所述行星齒輪加工設(shè)備用于完成行星齒輪從毛坯件到生產(chǎn)成品工件的加工過程；

所述信息物理系統(tǒng)是一種多維度的智能技術(shù)體系，以大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)與海量計算為依托，通過智能感知、分析、挖掘、評估、預(yù)測、優(yōu)化和協(xié)同，將計算、通信和控制有機融合與深度協(xié)作，使得行星齒輪智能制造系統(tǒng)在加工設(shè)備時具有自省性、自我預(yù)測、自我比較和自我配置的能力，從而對加工過程中的行星齒輪進行優(yōu)化分析和智能控制；

所述物料系統(tǒng)用于實現(xiàn)行星齒輪生產(chǎn)過程中工件及工裝夾具的自動供給和裝卸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星齒輪智能制造系統(tǒng)，其特征在于，所述行星齒輪加工設(shè)備包括數(shù)控拉床、數(shù)控滾齒機床、數(shù)控車床、熱處理設(shè)備、信息采集系統(tǒng)和視覺檢測系統(tǒng)，用于完成行星齒輪的精密加工；

所述信息采集系統(tǒng)用于采集在線監(jiān)測系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中采集到的各項參數(shù)，并發(fā)送到大數(shù)據(jù)處理云端進行數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化；所述視覺檢測系統(tǒng)用于檢測行星齒輪智能制造生產(chǎn)線的成品工件品質(zhì)，防止有缺陷的產(chǎn)品進入到物流存儲以及商品配送的過程中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的行星齒輪智能制造系統(tǒng)，其特征在于，所述信息采集系統(tǒng)由布置在生產(chǎn)線上的各類智能傳感器、檢測儀器以及工控機組成，實時監(jiān)測生產(chǎn)過程中行星齒輪的工藝參數(shù)和各類設(shè)備的加工參數(shù)以及加工狀態(tài)，發(fā)送到大數(shù)據(jù)處理云端進行數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化處理，通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到智能終端顯示屏，及時反饋給位于車間生產(chǎn)控制室的工作人員，實現(xiàn)實時監(jiān)控。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的行星齒輪智能制造系統(tǒng)，其特征在于，所述視覺檢測系統(tǒng)采用CCD光學視覺檢測，由光源、高倍鏡頭和控制系統(tǒng)組成，通過機器視覺將生產(chǎn)的行星齒輪成品工件的特征轉(zhuǎn)化為圖像信號，依靠圖像處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化信號，進而發(fā)送到大數(shù)據(jù)處理云端進行數(shù)據(jù)分析，判別產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密減速器行星齒輪智能制造系統(tǒng)，其特征在于，所述信息物理系統(tǒng)的架構(gòu)包括三個層次的構(gòu)建：

(1)感知層：是物理實體到信息世界的通道，a)用于通信的連接設(shè)備，包括傳感器、RFID和無線網(wǎng)絡(luò)，它們被部署到原料和數(shù)控機床的關(guān)鍵部位，通過傳感器來獲得被檢測對象的數(shù)據(jù)；b)接收來自控制層所輸出的控制指令，驅(qū)動執(zhí)行器控制物理層動作；

所述傳感器將物理世界中的所有實體連接到一個網(wǎng)絡(luò)中，形成一個基于行星齒輪生產(chǎn)車間的物聯(lián)網(wǎng)；通過網(wǎng)絡(luò)將物理世界所有實體的各種數(shù)據(jù)，包括實時數(shù)據(jù)和非實時數(shù)據(jù)按照工業(yè)以太網(wǎng)的Profinet協(xié)議的標準完成通信，傳輸?shù)叫畔樱?/p>

(2)信息層：信息層是一個中心層，包括大數(shù)據(jù)平臺、智能計算和鏡像層；

所述大數(shù)據(jù)平臺用于接收從信息層傳輸過來的實時或者非實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)融合和信息化；所述智能計算是利用大數(shù)據(jù)分析和挖掘技術(shù)，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析流程和數(shù)據(jù)相關(guān)性解析，生成知識；所述鏡像層通過知識重構(gòu)建立數(shù)字孿生模型，在信息世界中呈現(xiàn)物理實體的鏡像；

(3)控制層：控制層是一個核心層，通過在信息世界中的物理世界的鏡像實現(xiàn)對行星齒輪生產(chǎn)全流程的智能控制與決策；控制中心對采集到的工件加工信息、設(shè)備運行狀態(tài)信息進行處理并反饋于主控室的顯示屏，實時監(jiān)控生產(chǎn)線的生產(chǎn)運行狀況。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的行星齒輪智能制造系統(tǒng)，其特征在于，所述RFID是一種非接觸式的自動識別系統(tǒng)，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)；所述行星齒輪智能制造系統(tǒng)中，給進入生產(chǎn)流程的行星齒輪工件安裝RFID標簽，工業(yè)機器人安裝有RFID感應(yīng)設(shè)備，通過讀取工件的RFID標簽，識別工件的加工工藝和位置參數(shù)，實現(xiàn)在物流倉儲和機床加工環(huán)節(jié)之間的自動加工和流通。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星齒輪智能制造系統(tǒng)，其特征在于，所述物料系統(tǒng)包括AGV智能搬運小車、工業(yè)機械臂和傳送帶；所述工業(yè)機械臂和傳送帶用于完成工序間行星齒輪工件的自動傳送；所述AGV智能搬運小車用于完成行星齒輪物料生產(chǎn)過程中的調(diào)運和存儲工作。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的行星齒輪智能制造系統(tǒng)，其特征在于，所述的AGV智能搬運小車由信息物理系統(tǒng)實現(xiàn)指令控制和調(diào)運，優(yōu)化行進路徑和協(xié)調(diào)任務(wù)分配，在AGV智能搬運小車需要判別轉(zhuǎn)向信息的路徑上設(shè)置有RFID感應(yīng)標簽，通過安裝在AGV智能搬運小車底部的RFID感應(yīng)設(shè)備來識別AGV智能搬運小車路徑上的RFID感應(yīng)標簽，從而獲得小車行進的信息和執(zhí)行的任務(wù)。