專利名稱：高性能機械基礎(chǔ)件精密成形智能制造系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造系統(tǒng)，特別是一種高性能機械基礎(chǔ)件智能制造系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
新型高性能工程復(fù)合材料機械基礎(chǔ)件(軸承、密封件、齒輪、聯(lián)軸器、減震器等)的制造技術(shù)，是解決我國機械、艦船、車輛、航空、航天、新能源等工程領(lǐng)域重要裝備低能耗、無污染、低噪聲、高精度、高可靠、長壽命等重要問題的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。傳統(tǒng)的機械零部件制造模式是一個開環(huán)系統(tǒng)，即原料一工業(yè)生產(chǎn)一產(chǎn)品使用一報廢一棄入環(huán)境。它是靠大量消耗資源和破壞環(huán)境為代價的工業(yè)發(fā)展模式，所以設(shè)計技術(shù)主要考慮產(chǎn)品的功能、質(zhì)量和成本。現(xiàn)代設(shè)計模式是根據(jù)產(chǎn)品在整個生命周期中功能和市場競爭(時間、質(zhì)量、價格) 的需要，考慮生態(tài)環(huán)境和資源效率，應(yīng)用科學知識和現(xiàn)代技術(shù)，經(jīng)過設(shè)計人員創(chuàng)造性的思維、規(guī)劃和決策，制定先進的產(chǎn)品設(shè)計方案，并通過CAD等先進方法使方案付諸實施。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是hternet技術(shù)的出現(xiàn)和迅速發(fā)展給制造業(yè)及制造技術(shù)帶來重大影響。在這種背景之下。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與制造技術(shù)相結(jié)合而形成的網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)應(yīng)運而生。網(wǎng)絡(luò)化制造是基于網(wǎng)絡(luò)的制造企業(yè)的各種制造活動及其所涉及的制造技術(shù)和制造系統(tǒng)的總稱，具有敏捷響應(yīng)、資源共享、客戶參與、虛擬產(chǎn)品、遠程診斷、遠程控制等特征。近年來，隨著機械工程、電子、自動化、信息、傳感、人工智能等高新技術(shù)的不斷交叉融合，產(chǎn)生了智能制造這一新的制造模式，它將制造產(chǎn)業(yè)中的各個環(huán)節(jié)高度柔性集成，通過計算機模擬人類專家的智能活動，進行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，旨在取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動；并對人類專家的制造智能進行收集、存貯、完善、共享、繼承與發(fā)展。智能制造系統(tǒng)在國際標準化和互換性的基礎(chǔ)上，使得制造系統(tǒng)中的經(jīng)營決策、產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)規(guī)劃、制造裝配和質(zhì)量保證等各個子系統(tǒng)分別智能化，成為網(wǎng)絡(luò)集成的高度自動化制造系統(tǒng)。現(xiàn)有的高性能工程復(fù)合材料機械基礎(chǔ)件制造裝備主要有硫化機和工程復(fù)合材料精密成形制造裝備。它們均可以實現(xiàn)將金屬與非金屬進行復(fù)核，但具有的功能各不相同， 如有的可以自動脫模、有的可以加工大尺寸工件；另外設(shè)備的控制系統(tǒng)也不同，有的采用 PLC，有的采用單片機，有的采用微機控制器。這些設(shè)備只能分別獨立操作運行，設(shè)備中各種參數(shù)(如溫度，壓力，位移等)的運行變化曲線無法在線集中監(jiān)測，更不能根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料、尺寸、工況、負載、應(yīng)用環(huán)境等綜合性能需求和實際生產(chǎn)過程產(chǎn)品質(zhì)量狀況對這些參數(shù)進行智能優(yōu)化調(diào)整，這就造成制造效率低下，大批量產(chǎn)品生產(chǎn)時質(zhì)量得不到保證，并且不能較快地響應(yīng)用戶需求。因此發(fā)明高性能機械基礎(chǔ)件智能制造設(shè)系統(tǒng)，是提高機械基礎(chǔ)件的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格率和生產(chǎn)效率以及市場響應(yīng)性的關(guān)鍵，不僅可滿足各種高性能機械基礎(chǔ)件產(chǎn)業(yè)化的重大需求，而且還能實現(xiàn)高效、節(jié)能、綠色和智能制造等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種高性能機械基礎(chǔ)件精密成形智能制造系統(tǒng)，它可以同時在線監(jiān)測對多臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備的工藝參數(shù)和狀態(tài)信息，并結(jié)合有效硫化工藝體系知識庫和歷史優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進行智能優(yōu)化處理，然后根據(jù)優(yōu)化后的參數(shù)對它們進行智能控制，從而可以提高機械基礎(chǔ)件的制造效率和精度以及市場響應(yīng)性。本發(fā)明的目的是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的，它包括有智能測控系統(tǒng)和多臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備，
電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備，完成機械基礎(chǔ)件的電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形和自動脫模工作，采集機械基礎(chǔ)件加工過程中的實時壓力數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)反饋回智能測控系統(tǒng)；
智能測控系統(tǒng)，通過有線或無線局域網(wǎng)實時采集多臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形設(shè)備的壓力數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)，實時顯示它們的變化曲線，并根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料、尺寸、工況、負載和應(yīng)用環(huán)境的綜合性能需求以及實際生產(chǎn)過程產(chǎn)品質(zhì)量狀況，結(jié)合有效硫化工藝體系知識庫和歷史優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格數(shù)據(jù)庫，利用采集到的數(shù)據(jù)對硫化工藝參數(shù)進行智能優(yōu)化，進而利用優(yōu)化的硫化工藝參數(shù)控制電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形設(shè)備進行工作。進一步，所述電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備包括有制造機、溫度傳感器、壓力傳感器、位置傳感器、通信模塊、分布式A/D采集模塊、分布式D/A輸出模塊和分布式數(shù)字量輸入輸出模塊，
制造機，對機械基礎(chǔ)件加工，完成托模、移膜、鎖模、注膠、加溫和加壓硫化、自動脫模成形工序；
溫度傳感器、壓力傳感器和位移傳感器，分別采集制造機工作時的溫度數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)；
通信模塊，接收智能控制系統(tǒng)發(fā)送的控制指令，發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)至智能控制系統(tǒng)； 分布式A/D采集模塊，將溫度傳感器、壓力傳感器和位移傳感器采集到的模擬信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
分布式D/A輸出模塊，將接收到的工控機數(shù)字信號控制指令轉(zhuǎn)換為模擬信號控制指
令；
分布式數(shù)字量輸入輸出模塊，將工控機發(fā)出的控制指令轉(zhuǎn)換為制造機能執(zhí)行行動的控制指令。進一步，所述智能控制系統(tǒng)包括有通信模塊、存有有效硫化工藝體系知識庫和歷史優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格數(shù)據(jù)庫的工控機和中央控制器，
通信模塊，用于接收各臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備所采集到的溫度、壓力和位移原始信息，向各臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備發(fā)出數(shù)字控制指令；
工控機，用于實時顯示溫度、壓力變化曲線，監(jiān)控各臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備的狀態(tài)，存儲有效硫化工藝體系知識庫和歷史優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格數(shù)據(jù)庫，向中央控制器提供數(shù)據(jù)和發(fā)出控制指令；
有效硫化工藝體系知識庫，用于管理各種類型和規(guī)格的機械基礎(chǔ)件硫化工藝體系的專家知識，并向中央控制器提供必要的硫化工藝信息；歷史優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格數(shù)據(jù)庫，用于管理各種優(yōu)質(zhì)合格機械基礎(chǔ)件尺寸、機械性能和力學性能參數(shù)，以及制造過程中所用的工藝參數(shù)，并向中央控制器提供必要的產(chǎn)品信息和硫化工藝參數(shù)；
中央控制器，對接收到的溫度和壓力信息進行處理，根據(jù)環(huán)境、結(jié)構(gòu)、工況、不同批次材料性質(zhì)的變化，通過結(jié)合有效硫化工藝體系知識庫和歷史優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格數(shù)據(jù)庫，對接收到的溫度和壓力信息進行人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法運算，得到優(yōu)化的硫化工藝參數(shù)，并自動發(fā)出溫度和壓力調(diào)整指令；對位移數(shù)據(jù)進行比對，發(fā)出位置調(diào)整或下一步動作指令。進一步，所述工控機包括有在線監(jiān)測模塊、控制模塊、觸摸屏和電源；
在線監(jiān)測模塊，記錄工控機和裝備操作信息、報警信息和故障信息，記錄各臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備的狀態(tài)信息，記錄接收到的溫度和壓力原始信息，并生成歷史趨勢曲線?？刂颇K，工作人員通過控制模塊向工控機和電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備發(fā)出參數(shù)更改和控制指令；
觸摸屏，用于人機交互，操作在線監(jiān)測模塊和控制模塊； 電源，為工控機提供電源。進一步，所述通信模塊是基于PR0FINET工業(yè)以太網(wǎng)。進一步，所述通信模塊是基于SCALANCE W無線局域網(wǎng)。進一步，SCALANCE W采用IEEE 802. llb/g和802. 11 a相符合的無線以太網(wǎng)標準。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點
通過建立有效硫化工藝體系知識庫和歷史優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格數(shù)據(jù)庫，根據(jù)產(chǎn)品性能需求和實際生產(chǎn)過程產(chǎn)品質(zhì)量狀況，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法對多臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備進行分布式智能監(jiān)測和控制，信息互換易于實現(xiàn)信息資源共享，通過遠程監(jiān)測與控制實現(xiàn)大批量優(yōu)質(zhì)合格高性能機械基礎(chǔ)件的制造過程，在遠端通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)即可對各臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備發(fā)出相應(yīng)的信息獲取和動作控制指令，并且支持電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備的擴展。本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導。本發(fā)明的目標和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書和權(quán)利要求書來實現(xiàn)和獲得。


本發(fā)明的

如下。圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。高性能機械基礎(chǔ)件精密成形智能制造系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括有智能測控系統(tǒng)和多臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備，
電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備，完成機械基礎(chǔ)件的電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形和自動脫模工作，采集機械基礎(chǔ)件加工過程中的實時壓力數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)反饋回智能測控系統(tǒng)；
智能測控系統(tǒng)，通過有線或無線局域網(wǎng)實時采集多臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形設(shè)備的壓力數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)，實時顯示它們的變化曲線，并根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料、尺寸、工況、負載和應(yīng)用環(huán)境的綜合性能需求以及實際生產(chǎn)過程產(chǎn)品質(zhì)量狀況，結(jié)合有效硫化工藝體系知識庫和歷史優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格數(shù)據(jù)庫，利用采集到的數(shù)據(jù)對硫化工藝參數(shù)進行智能優(yōu)化，進而利用優(yōu)化的硫化工藝參數(shù)控制電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形設(shè)備進行工作。智能測控系統(tǒng)同時處理多臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備反饋的數(shù)據(jù)，并根據(jù)收到的數(shù)據(jù)進行智能優(yōu)化，發(fā)出調(diào)整指令，使各臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備工作在優(yōu)化的溫度和壓力狀態(tài)下，提高機械基礎(chǔ)件的制作精度和效率。為達到一套智能測控系統(tǒng)同時監(jiān)控多臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備的目的，智能測控系統(tǒng)需要同時與各臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備保持通信，實時監(jiān)測各臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備的狀態(tài)參數(shù)，通過指令控制各臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備的執(zhí)行動作。所述電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備包括有制造機、溫度傳感器、壓力傳感器、位置傳感器、通信模塊、分布式A/D采集模塊、分布式D/A輸出模塊和分布式數(shù)字量輸入輸出模塊，
制造機，對機械基礎(chǔ)件加工，完成托模、移膜、鎖模、注膠、加溫和加壓硫化、自動脫模成形工序；
溫度傳感器、壓力傳感器和位移傳感器，分別采集制造機工作時的溫度數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)；
通信模塊，接收智能控制系統(tǒng)發(fā)送的控制指令，發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)至智能控制系統(tǒng)； 分布式A/D采集模塊，將溫度傳感器、壓力傳感器和位移傳感器采集到的模擬信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
本發(fā)明通過有線或無線通信模塊、分布式A/D采集模塊、分布式D/A輸出模塊和分布式數(shù)字量輸入輸出模塊使多臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備在同一智能測控系統(tǒng)下進行工作。電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備中的數(shù)字模擬量收發(fā)模塊運用與智能測控系統(tǒng)通信模塊相對應(yīng)的通信模式，便于智能測控系統(tǒng)同時各臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備
ififn。所述智能控制系統(tǒng)包括有通信模塊、存有有效硫化工藝體系知識庫和歷史優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格數(shù)據(jù)庫的工控機和中央控制器，
通信模塊，用于接收各臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備所采集到的溫度、壓力和位移原始信息，向各臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備發(fā)出數(shù)字控制指令；
工控機，用于實時顯示溫度、壓力變化曲線，監(jiān)控各臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備的狀態(tài)，存儲有效硫化工藝體系知識庫和歷史優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格數(shù)據(jù)庫，向中央控制器提供數(shù)據(jù)和發(fā)出控制指令；
有效硫化工藝體系知識庫，用于管理各種類型和規(guī)格的機械基礎(chǔ)件硫化工藝體系的專家知識，并向中央控制器提供必要的硫化工藝信息；
歷史優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格數(shù)據(jù)庫，用于管理各種優(yōu)質(zhì)合格機械基礎(chǔ)件尺寸、機械性能和力學性能參數(shù)，以及制造過程中所用的工藝參數(shù)，并向中央控制器提供必要的產(chǎn)品信息和硫化工藝參數(shù)；
中央控制器，對接收到的溫度和壓力信息進行處理，根據(jù)環(huán)境、結(jié)構(gòu)、工況、不同批次材料性質(zhì)的變化，通過結(jié)合有效硫化工藝體系知識庫和歷史優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格數(shù)據(jù)庫，對接收到的溫度和壓力信息進行人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法運算，得到優(yōu)化的硫化工藝參數(shù)，并自動發(fā)出溫度和壓力調(diào)整指令；對位移數(shù)據(jù)進行比對，發(fā)出位置調(diào)整或下一步動作指令。所述工控機包括有在線監(jiān)測模塊、控制模塊、觸摸屏和電源；
在線監(jiān)測模塊，記錄工控機操作信息、報警信息和故障信息，紀錄各臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備的狀態(tài)信息，記錄接收到的溫度和壓力原始信息，并生成歷史趨勢曲線?？刂颇K，工作人員通過控制模塊向工控機和電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備發(fā)出參數(shù)更改和控制指令；
觸摸屏，用于人機交互，操作在線監(jiān)測模塊和控制模塊； 電源，為工控機提供電源。通過A/D輸出模塊的轉(zhuǎn)換，工控機和中央處理器能直接讀取采集到的信息并進行分析。若要新增電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備，工作人員通過控制模塊可以對加入的裝備進行定義，操作簡單，工作靈活。所述通信模塊可以基于PR0FINET工業(yè)以太網(wǎng)，也可以基于SCALANCE W無線局域網(wǎng)，兩者可以切換
制造系統(tǒng)以西門子公司生產(chǎn)的控制器S7-315PN/2DP以及PR0FINET工業(yè)以太網(wǎng)和 SCALANCE W無線局域網(wǎng)為核心，采用ET200S分布式I/O使多臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備通過PR0FINET或IWAN直接集成在S7-315PN/2DP下，使響應(yīng)在IOms數(shù)量級。SCALANCE W采用IEEE 802. llb/g和802. 11 a相符合的無線以太網(wǎng)標準。在 2. 4GHZ和和5GHZ下的數(shù)據(jù)傳輸速率可以達到54Mbit/s。PR0FINET工業(yè)以太網(wǎng)和SCALANCE W無線局域網(wǎng)通訊系統(tǒng)可以采用西門子新一代的S7-315 PN/2DP PLC做為控制系統(tǒng)的控制核心。西門子S7-300 PLC具有高電磁兼容性和強抗振動，沖擊性，有最高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性，S7-315 PN/2DP同時具有PR0FINET工業(yè)以太網(wǎng)和PROFIBUS DP總線，采用ET200S分布式I/O采集各傳感器信號，通過PR0FINET或者IWLAN直接集成在S7-315PN/2DP下。S7-315PN/2DP通過SCALANCE-X206交換機構(gòu)成工業(yè)以太網(wǎng)。并且通過工業(yè)以太網(wǎng)和工控機通信總線技術(shù)大大減少數(shù)據(jù)連線，增強了系統(tǒng)運行的可靠性。整套系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集，工業(yè)以太網(wǎng)通訊，IWLAN通訊，人機界面、運動控制、I/O邏輯運算、故障診斷等功能。 PR0FINET 或者 IWLAN 通訊采用的是 Profinet IS0CHR0NE MODE 等時同步模式。IS0CHR0NE MODE是PR0FINET通訊的新技術(shù)，它可以使PR0FINET的通訊周期時間保持恒定，從而可以大大提高通訊的穩(wěn)定性，提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度。工控機測控軟件采用西門子WINCC，通過以太網(wǎng)和S7-300通訊。采用一兩臺工控機和兩臺顯示屏可以同時監(jiān)控工作，進行工藝參數(shù)設(shè)定/實時參數(shù)顯示，顯示操作信息/報警信息/故障診斷。為方便在現(xiàn)場觀察和一些參數(shù)設(shè)定，在控制臺安裝一臺觸模屏，可以顯示實時參數(shù)，顯示操作信息/報警信息/故障診斷，進行一些必要的參數(shù)設(shè)定。觸模屏通過MPI總線直接和CPU通信，和PR0FINET完全分開。即使是在以太網(wǎng)故障或中斷時，也能進行診斷。 WinCC畫面和高性能機械基礎(chǔ)件制造裝備的實時運行狀態(tài)一一對應(yīng)，操作人員可以輕松掌握。 最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.高性能機械基礎(chǔ)件精密成形智能制造系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括有智能測控系統(tǒng)和多臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備，電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備，完成機械基礎(chǔ)件的電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形和自動脫模工作，采集機械基礎(chǔ)件加工過程中的實時壓力數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)反饋回智能測控系統(tǒng)；智能測控系統(tǒng)，通過有線或無線局域網(wǎng)實時采集多臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形設(shè)備的壓力數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)，實時顯示它們的變化曲線，并根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料、尺寸、工況、負載和應(yīng)用環(huán)境的綜合性能需求以及實際生產(chǎn)過程產(chǎn)品質(zhì)量狀況，結(jié)合有效硫化工藝體系知識庫和歷史優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格數(shù)據(jù)庫，利用采集到的數(shù)據(jù)對硫化工藝參數(shù)進行智能優(yōu)化，進而利用優(yōu)化的硫化工藝參數(shù)控制電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形設(shè)備進行工作。
2.如權(quán)利要求1所述的高性能機械基礎(chǔ)件精密成形智能制造系統(tǒng)，其特征在于所述電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備包括有制造機、溫度傳感器、壓力傳感器、位置傳感器、通信模塊、分布式A/D采集模塊、分布式D/A輸出模塊和分布式數(shù)字量輸入輸出模塊，制造機，對機械基礎(chǔ)件加工，完成托模、移膜、鎖模、注膠、加溫和加壓硫化、自動脫模成形工序；溫度傳感器、壓力傳感器和位移傳感器，分別采集制造機工作時的溫度數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)；通信模塊，接收智能控制系統(tǒng)發(fā)送的控制指令，發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)至智能控制系統(tǒng)；分布式A/D采集模塊，將溫度傳感器、壓力傳感器和位移傳感器采集到的模擬信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；分布式D/A輸出模塊，將接收到的工控機數(shù)字信號控制指令轉(zhuǎn)換為模擬信號控制指令；分布式數(shù)字量輸入輸出模塊，將工控機發(fā)出的控制指令轉(zhuǎn)換為制造機能執(zhí)行行動的控制指令。
3.如權(quán)利要求1、2所述的高性能機械基礎(chǔ)件精密成形智能制造系統(tǒng)，其特征在于所述智能控制系統(tǒng)包括有通信模塊、存有有效硫化工藝體系知識庫和歷史優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格數(shù)據(jù)庫的工控機和中央控制器，通信模塊，用于接收各臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備所采集到的溫度、壓力和位移原始信息，向各臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備發(fā)出數(shù)字控制指令；工控機，用于實時顯示溫度、壓力變化曲線，監(jiān)控各臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備的狀態(tài)，存儲有效硫化工藝體系知識庫和歷史優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格數(shù)據(jù)庫，向中央控制器提供數(shù)據(jù)和發(fā)出控制指令；有效硫化工藝體系知識庫，用于管理各種類型和規(guī)格的機械基礎(chǔ)件硫化工藝體系的專家知識，并向中央控制器提供必要的硫化工藝信息；歷史優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格數(shù)據(jù)庫，用于管理各種優(yōu)質(zhì)合格機械基礎(chǔ)件尺寸、機械性能和力學性能參數(shù)，以及制造過程中所用的工藝參數(shù)，并向中央控制器提供必要的產(chǎn)品信息和硫化工藝參數(shù)；中央控制器，對接收到的溫度和壓力信息進行處理，根據(jù)環(huán)境、結(jié)構(gòu)、工況、不同批次材料性質(zhì)的變化，通過結(jié)合有效硫化工藝體系知識庫和歷史優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格數(shù)據(jù)庫，對接收到的溫度和壓力信息進行人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法運算，得到優(yōu)化的硫化工藝參數(shù)，并自動發(fā)出溫度和壓力調(diào)整指令；對位移數(shù)據(jù)進行比對，發(fā)出位置調(diào)整或下一步動作指令。
4.如權(quán)利要求3所述的高性能機械基礎(chǔ)件精密成形智能制造系統(tǒng)，其特征在于所述工控機包括有在線監(jiān)測模塊、控制模塊、觸摸屏和電源；在線監(jiān)測模塊，記錄工控機和裝備操作信息、報警信息和故障信息，記錄各臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備的狀態(tài)信息，記錄接收到的溫度和壓力原始信息，并生成歷史趨勢曲線。
5.控制模塊，工作人員通過控制模塊向工控機和電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備發(fā)出參數(shù)更改和控制指令；觸摸屏，用于人機交互，操作在線監(jiān)測模塊和控制模塊；電源，為工控機提供電源。
6.如權(quán)利要求3所述的高性能機械基礎(chǔ)件精密成形智能制造系統(tǒng)，其特征在于所述通信模塊是基于PR0FINET工業(yè)以太網(wǎng)。
7.如權(quán)利要求3所述的高性能機械基礎(chǔ)件精密成形智能制造系統(tǒng)，其特征在于所述通信模塊是基于SCALANCE W無線局域網(wǎng)。
8.如權(quán)利要求6所述的高性能機械基礎(chǔ)件精密成形智能制造系統(tǒng)，其特征在于 SCALANCE W采用IEEE 802. llb/g和802. 11 a相符合的無線以太網(wǎng)標準。
全文摘要
高性能機械基礎(chǔ)件精密成形智能制造系統(tǒng)，包括有多臺電磁感應(yīng)模壓硫化精密成形裝備和智能測控系統(tǒng)等，對機械基礎(chǔ)件進行模壓硫化精密成形和自動脫模，以及對各臺裝備溫度、壓力、時間、位移等工藝參數(shù)和狀態(tài)信息進行分布式在線監(jiān)測、顯示、智能優(yōu)化控制。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料、尺寸、工況、負載、應(yīng)用環(huán)境等綜合性能需求，以及生產(chǎn)過程產(chǎn)品質(zhì)量狀況，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法并結(jié)合有效硫化工藝體系知識庫和歷史優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格數(shù)據(jù)庫，通過有線和無線通信模塊，對多臺模壓硫化精密成形裝備進行分布式智能監(jiān)測和控制，從而提高優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品合格率和生產(chǎn)效率，不僅可滿足各種高性能機械基礎(chǔ)件產(chǎn)業(yè)化的重大需求，而且還能實現(xiàn)高效、節(jié)能、綠色和智能制造等。
文檔編號G05B19/418GK102495606SQ20111042043
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者崔洪斌, 王家序, 秦毅, 韓彥峰 申請人:重慶大學