权利要求
1.一种
铝锭预处理生产线，其特征在于：包括沿传送辊道顺次设置的锯切机、铣面机、漏铣检测设备、喷码打标机和中断锯，还包括鞍座、智能天车、转运小车、加热炉和生产管理系统，其中，喷码打标机用于在铝锭上打印生产信息;鞍座用于安放铝锭或铝卷，在鞍座上固定有RFID电子标签;转运小车以鞍座为载具，用于转运铝锭或铝卷，在转运小车上设置有与RFID电子标签相对应的读写器;生产管理系统用于控制各设备的运行，并追踪记录铝锭的全过程生产信息。
2.如权利要求1所述的一种铝锭预处理生产线，其特征在于：在锯切机的下游设置有料头推送器，料头推送器垂直设置在传送辊道上，用于将锯切机锯切的料头推出传送辊道。
3.如权利要求1所述的一种铝锭预处理生产线，其特征在于：所述漏铣检测设备具有CCD相机阵列和多光谱照明系统，可通过卷积神经网络对CCD相机阵列捕获的图像进行漏铣检测。
4.如权利要求1所述的一种铝锭预处理生产线，其特征在于：在鞍座的中间部位设置有V型槽，在鞍座的两端铰接有摆臂，摆臂由开合机构驱动;摆臂放平时用于安放铝锭，摆臂向上收合时用于安放铝卷。
5.如权利要求1所述的一种铝锭预处理生产线，其特征在于：所述转运小车具有向上托举鞍座和铝锭的顶升装置，还具有四个可原地90°转动的车轮，在车轮上设置有轮毂电机。
6.如权利要求1所述的一种铝锭预处理生产线，其特征在于：所述转运小车采用惯性导航与二维码复合的导引方式规划物料的转运路线。
7.如权利要求1所述的一种铝锭预处理生产线，其特征在于：所述生产管理系统以工业交换机为核心，采用星型与环型相结合的拓扑结构，实现与各设备的实时数据交互与协同控制。
8.基于如权利要求1所述铝锭预处理生产线的一种智能控制方法，其特征在于：生产管理系统通过MES制造执行系统、WMS仓库管理系统向智能天车、转运小车下达生产物料调度计划和库位分配方案，使转运小车始终遵从将铝锭安放在指定的鞍座上，通过转运小车上的读写器和该鞍座上的RFID电子标签记录该铝锭的全过程生产信息。
说明书
技术领域
[0001]本发明具体为一种铝锭预处理生产线及控制方法，涉及
铝加工技术领域。
背景技术
[0002]在铝加工生产领域，铝锭的预处理包括锯切、铣面、漏铣检测、加热等工序，涉及包括物流、仓储和生产管理在内的多项关键技术。当前行业内普遍采用的自动化解决方案主要基于设备的升级，尚未形成完整的智能化生产体系。
[0003]在生产管理方面，多数工厂采用订单制生产，每个订单都要设计不同的加工工艺，包括铝锭锯切尺寸、热轧参数、冷轧参数、热处理参数、成品尺寸等生产信息。现有的生产管理系统多采用人工贴标签的方式记录铝锭、铝卷的生产批次、状态和生产信息，不仅效率低下，而且容易出错。
[0004]在质量检测方面，当前主流的漏铣检测技术包括接触式探伤和人工目视检查两种方式。接触式检测虽然精度较高，但检测速度慢、且易对铝锭表面造成二次损伤;人工目视检查则存在检测标准不统一、漏检率高等问题。近年来虽然出现了基于机器视觉的检测技术，但在复杂表面状态下的识别准确率仍有待提升。
[0005]在物流管理方面，多数工厂仍依赖传统桥式起重机配合人工操作，虽然部分企业引入了激光测距等定位技术，但在复杂工况下的定位精度仍难以满足高节拍生产需求。
[0006]在仓储管理方面，现有的平面库管理模式通常需要预留大量操作空间，导致场地利用率低下。虽然立体仓库技术已在其他行业得到应用，但由于铝锭的特殊物理特性(重量大、形状不规则)，直接套用现有方案存在诸多技术障碍。此外，传统仓储系统与生产设备的协同性较差，难以实现物料的精准调度和实时追踪。
[0007]上述技术瓶颈的存在，严重制约了铝加工行业向智能化、高效化方向发展。因此，开发一套集高效生产管理、智能物流和质量检测于一体的铝锭预处理生产线具有重要的工业应用价值。
发明内容
[0008]为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种铝锭预处理生产线及控制方法，其目的是：建立一套集高效生产管理、智能物流和质量检测于一体的智能化铝卷材生产体系，提高生产效率和生产管理水平。
[0009]本发明采用如下技术方案：
一种铝锭预处理生产线，包括沿传送辊道顺次设置的锯切机、铣面机、漏铣检测设备、喷码打标机和中断锯，还包括鞍座、智能天车、转运小车、加热炉和生产管理系统，其中，喷码打标机用于在铝锭上打印生产信息;鞍座用于安放铝锭或铝卷，在鞍座上固定有RFID电子标签;转运小车以鞍座为载具，用于转运铝锭或铝卷，在转运小车上设置有与RFID电子标签相对应的读写器;生产管理系统用于控制各设备的运行，并追踪记录铝锭的全过程生产信息。
[0010]优选的技术改进方案：在锯切机的下游设置有料头推送器，料头推送器垂直设置在传送辊道上，用于将锯切机锯切的料头推出传送辊道。
[0011]优选的技术改进方案：所述漏铣检测设备具有CCD相机阵列和多光谱照明系统，可通过卷积神经网络对CCD相机阵列捕获的图像进行漏铣检测。
[0012]优选的技术改进方案：在鞍座的中间部位设置有V型槽，在鞍座的两端铰接有摆臂，摆臂由开合机构驱动;摆臂放平时用于安放铝锭，摆臂向上收合时用于安放铝卷。
[0013]优选的技术改进方案：所述转运小车具有向上托举鞍座和铝锭的顶升装置，还具有四个可原地90°转动的车轮，在车轮上设置有轮毂电机。
[0014]优选的技术改进方案：所述转运小车采用惯性导航与二维码复合的导引方式规划物料的转运路线。
[0015]优选的技术改进方案：所述生产管理系统以工业交换机为核心，采用星型与环型相结合的拓扑结构，实现与各设备的实时数据交互与协同控制。
[0016]一种铝锭预处理生产线的智能控制方法，生产管理系统通过MES制造执行系统、WMS仓库管理系统向智能天车、转运小车下达生产物料调度计划和库位分配方案，使转运小车始终遵从将铝锭安放在指定的鞍座上，通过转运小车上的读写器和该鞍座上的RFID电子标签记录该铝锭的全过程生产信息。
[0017]实施上述技术方案后，相比于背景技术，本发明可产生以下有益效果：
本发明的铝锭预处理生产线集生产管理、智能物流和质量检测于一体，形成一套完整的智能化生产体系，大幅提高了铝卷材的生产效率。
[0018]本发明的智能控制方法能够将铝锭或铝卷安放在指定的鞍座上，保证铝锭或铝卷与RFID电子标签内的生产信息唯一对应。每进行一个工序，通过读写器将新的生产信息写在RFID电子标签内，使铝卷材的全过程生产具有可追溯性，大幅提高了铝卷材的生产管理水平。
附图说明
[0019]附图1示出的是铝锭预处理生产线的布局图。
[0020]附图2示出的是鞍座的结构示意图。
[0021]附图3示出的是鞍座安放铝锭的示意图。
[0022]附图4示出的是鞍座安放铝卷的示意图。
[0023]附图5示出的是转运小车的结构示意图。
[0024]附图6示出的是转运小车承载鞍座、铝锭的示意图。
[0025]附图7示出的是生产管理系统的流程图。
[0026]附图中：1、传送辊道;2、锯切机;3、料头推送器;4、铣面机;5、漏铣检测设备;6、喷码打标机;7、中断锯;8、转运小车;8.1、读写器;8.2、顶升装置;9、鞍座;9.1、RFID电子标签;9.2、V型槽;9.3、摆臂;9.4、开合机构;10、智能天车;11、加热炉;12、铝锭;13、铝卷;14、原料放置区;15、空置鞍座放置区;16、铝锭放置区;17、热轧生产线。
具体实施方式
[0027]下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些优选实施方式仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或部件必须具有特定的方位和位置关系，因此不能理解为对本发明的限制。还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接;可以是机械连接，也可以是电性连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个部件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0028]一种铝锭预处理生产线，涉及铝加工技术领域，主要用于解决现有技术中铝加工还未形成完整智能化生产体系的问题。下面具体说明铝锭预处理生产线的组成结构和控制方法。
[0029]参照附图1。本发明的铝锭预处理生产线具有U型的传送辊道1，沿传送辊道1顺次设置的锯切机2、料头推送器3、铣面机4、漏铣检测设备5、喷码打标机6和中断锯7。其中，锯切机2的作用是根据订单生产工艺的要求，将铝锭12锯切成规定的长度。在锯切机2的下游设置有料头推送器3，料头推送器3垂直设置在传送辊道1上，用于将锯切机2锯切的料头推出传送辊道1。铣面机4的作用是铣去铝锭12的毛面，为轧制做准备。漏铣检测设备5具有CCD相机阵列和多光谱照明系统，可通过卷积神经网络对CCD相机阵列捕获的图像进行漏铣检测。如果有铝锭还存在没有铣去的毛面，则将该铝锭返回铣面机4进行重新铣面。喷码打标机6的作用是在铝锭12上打印生产信息，标明该铝锭的材料、订单号、锯切铣面后的尺寸、加工日期等信息。中断锯7采用双横移布局，左横移装置位于中断锯7的进料端，用来输送来自铣面工序的铝锭，右横移装置设置于中断锯7的出料端，用来输送需要返工的铝锭。左横移装置和右横移装置都配备有可旋转90°的分流辊道，可使铝锭双向分流，提高生产线的柔性化程度。
[0030]按照厂房的布局，在锯切机2的上方设置有智能天车10，其作用是将原料区的铝锭12吊放在传送辊道1上。在传送辊道1的南侧设置有加热炉11、转运小车8、空置鞍座放置区15、铝锭放置区16和热轧生产线17，其中，加热炉11的作用是加热铝锭，为铝锭的热轧做好准备。空置鞍座放置区15内的鞍座9用于安放铝锭12，转运小车8的作用是以鞍座9为载具，前期用来转运铝锭12，铝锭轧制成铝卷后，转运小车8用来转运铝卷。
[0031]参照附图2-4。与现有鞍座9不同的是，在鞍座9上侧部固定有RFID电子标签9.1，在鞍座9的中间部位设置有V型槽9.2。在鞍座9的两端铰接有摆臂9.3，摆臂9.3由丝杠开合机构9.4驱动，手摇丝杠可使摆臂9.3放平或向上收合。摆臂9.3放平时可用来安放铝锭12，摆臂9.3向上收合时可用来安放铝卷13，一物两用。
[0032]参照附图5-6。与现有AGV不同的是，转运小车8具有向上托举鞍座9和铝锭12的顶升装置8.2，还具有四个可原地90°转动的车轮，在车轮上设置有轮毂电机。这样，转运小车8能够直角转弯，特别适用于在狭小区域内移动。在厂房的地面上规划有专用的二维码导引通道，转运小车8采用惯性导航与二维码复合的导引方式规划物料的转运路线。此外，在转运小车8上还设置有与RFID电子标签9.1相对应的读写器8.1，通过读写器8.1可读取RFID电子标签9.1的信息，并将新的信息录入RFID电子标签9.1内。
[0033]本发明还具有生产管理系统，生产管理系统用于控制各设备的运行，并追踪记录铝锭的全过程生产信息。具体的，生产管理系统包括MES制造执行系统、WMS仓库管理系统、自动化中控系统和工业交换机，生产管理系统以工业交换机为核心，采用星型与环型相结合的拓扑结构，实现与智能天车10、转运小车8、机器人等设备的实时数据交互与协同控制。此外，生产管理系统通过百兆有线网络与无线网络混合组网的方式实现与各设备的通讯，并通过OPCUA、PROFINET工业协议实现从管理层到设备层的垂直集成，为数据采集、设备监控和任务调度提供高速稳定的网络支撑。
[0034]参照附图7。为了详细说明生产管理系统，本发明还公开了一种铝锭预处理生产线的智能控制方法，工作时，生产管理系统通过MES制造执行系统向WMS仓库管理系统下达生产任务，再通过WMS仓库管理系统向自动化中控系统下达生产物料调度计划和库位分配方案，自动化中控系统对生产物料调度计划和库位分配方案进行二次分解，最后向各智能天车10和转运小车8分配调度指令。根据生产管理系统规定的原则，转运小车8的运行始终遵从以下规则：将铝锭12安放在指定的鞍座9上，通过转运小车8上的读写器8.1和该鞍座9上的RFID电子标签9.1记录该铝锭的全过程生产信息。
[0035]控制过程：再次参照附图1，MES制造执行系统根据订单向WMS仓库管理系统下达生产任务，然后WMS仓库管理系统向自动化中控系统下达生产物料调度计划和库位分配方案，自动化中控系统对生产物料调度计划和库位分配方案进行二次分解，控制智能天车10将原料放置区14的铝锭吊放在传送辊道1上，然后再控制锯切机2、料头推送器3、铣面机4、漏铣检测设备5、喷码打标机6和中断锯7对铝锭进行预处理。
[0036]铝锭预处理后，自动化中控系统控制空闲的转运小车8在空置鞍座放置区15承载鞍座9，然后以鞍座9为载具在分流辊道处承载预处理后的铝锭，并将鞍座9和铝锭12一起放置在铝锭放置区16，然后通过读写器8.1将该铝锭的生产信息写入该鞍座9上的RFID电子标签9.1内。虽然喷码打标机在铝锭上也打印了生产信息，但是这种喷墨打印的信息会在铝锭的后续加工中消失，因此只能作为暂时的标识，方便工作人员查看。
[0037]铝锭热轧前需要加热，此时自动化中控系统控制空闲的转运小车8在铝锭放置区16承载带鞍座9的铝锭12，并通过读写器8.1读取RFID电子标签9.1以确定该铝锭的生产状态和信息，然后将该铝锭转运至加热炉11。加热后，带鞍座9的转运小车8承载加热后的铝锭12，并通过读写器8.1将新的生产信息写在RFID电子标签9.1内，然后将该铝锭顺次转运至热轧生产线17、冷轧生产线、退火炉、分切包装线，直至进入成品库。
[0038]铝锭经轧制后成为铝卷，无论铝锭还是铝卷，在转运过程中转运小车始终遵守如下原则：1、将铝锭或铝卷安放在指定的鞍座上，保证铝锭或铝卷与RFID电子标签内的生产信息唯一对应。2、每进行一个工序，通过读写器将新的生产信息写在RFID电子标签内，使铝卷的全过程生产具有可追溯性。这样，通过转运小车上的读写器和鞍座上的RFID电子标签可记录铝锭的全过程生产信息，大幅提高了铝卷材的生产效率和生产管理水平。
[0039]值得注意的是，上述实施例中未详细展开描述的内容为现有技术。还值得注意的是，对于本领域技术人员而言，凡在本发明的结构和原理下所作出的任何增减、替换和改进，均应包含在本发明的保护范围内。
说明书附图(7)
声明：
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编辑：北方有色网
来源：中色科技股份有限公司
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