分析器(转发数控系统指令)的回复。
[0091]同时根据需要，嵌入式控制器关断或开启相关部分电源，实现既不影响正常工作，又最大程度降低功耗，延长电池使用时间。
[0092]由于无线工件感知器随数控系统的主轴在运动，检测到的特征点位置，必须发送到和数控系统连接在一起的无线接收分析器上，再通过通讯或I/O点传送到数控系统。
[0093]所以，无线接收分析器是一个无线路由性质的通讯模块，其无线通道、频点、识别码，必须和无线工件感知器相对应。和无线工件感知器一样，内装嵌入式软件程序，进行数据通讯与转换。
[0094]关于无线接收器，其和无线工件感知器电路类似，只是将编码识别部分该换成数控接口(提供开关量、串口、网络等多种方式和数控系统链接)
嵌入式控制器通过无线收到信息后，进行解码(解密、拆包)，通过数控接口转发到数控系统，等待数控系统指令，并回复无线工件感知器。
[0095]适配嵌入式软件，嵌入式软件有三块，一是嵌入到“数控系统”中的工件识别程序，类似宏程序，可以在零件加工程序中调用，或者在数控加工管理程序中调用。
[0096]二是嵌入到“无线工件感知器”中，能够读取光电识别头14、光电识别头15检测到的编码信息，分析当前三个方向分别是第几段条码，控制无线通讯电路，和无线接收分析器进行无线通讯。同时，还控制自动休眠电路，当不需要工件识别时，自动进入休眠，最大程度延长电池工作时间。
[0097]三是嵌入到“无线接收分析器”中，主要通过无线通讯，处理与“无线工件感知器”配对，接收由已配对“无线工件感知器”发送的信息，变换后送到数控系统中。
[0098]参见说明书附图5的识别流程图，对工件识别的原理和基本方法描述如下:
首先根据不同工件，工件的不同阶段，例如毛胚、初加工、粗加工、精加工，形成工件类型、工件规格清单。不同的工件、同一类工件的不同规格，统称为工件。
[0099]工件装夹后相对数控机床的位置固定，在工件上找出能够区别每种工件、每道工序的特征点(包括1个或多个预检测点和检测点，多个检测点之间逻辑关系等，在于多个检测点存在顺序虚加工的特点)，形成一个特征知识库，预装在“无线接收分析器”或数控系统内，和自动识别工件算法配套使用。
[0100]如前所述，这些特征点的获得，一方面针对一个工件的不同系列适配出一个虚加工程序，从而可以自动的获得，也可以人为的先确定相关的特征点，然后人工操作数控系统进行虚加工的采样。
[0101]例如，有10种工件需要在该数控机床或加工中心上生产，每种工件会有毛胚、初加工、粗加工、精加工，则必须有30张特征表，每张特征表中可能存在多个特征点及其逻辑关系，最后形成一个包含10种工件的特征知识库。
[0102]工件识别原理:当工件装夹好后，数控机床或加工中心启动“自动工件识别”程序，再根据识别结果启动相应的加工程序或停机报警。具体过程如下:
1)更换当前刀具为无线工件感知器，从而所述常开触点闭合。
[0103]2)启动无线接收分析器工作，与无线工件感知器相互配对识别，进行自检、诊断、识别和初始化，通过后执行3)及后续工作;否则，发出相关报警并停机，等待人工维护。
[0104]3)无线工件感知器“回零”，相当于自动对刀。
[0105]4)根据预定义工件类型、已知特征信息和特征知识库，启动决策算法，确定下一个需要探知的特征点(预检测点和检测点)，如果存在特征点，转5);否则，转7)。
[0106]5)无线工件感知器将结果发送到无线接收分析器，控制数控系统，配合相关轴运动(快速运动到预检测点，然后以设定方向、设定速度去触碰工件)。根据三方三位光电识别器探知的编码，一旦触碰到工件，停止运动，即:读到00以设定方向、设定速度运动、读到01以设定方向慢速运动、读到10停止并转6 )、读到11以慢速反方向运动(触碰过头了)。
[0107]6)数控系统将当前坐标值通过数控接口反馈到无线接收分析器。通过内嵌的“特征分析算法”程序进行特征识别，如果能够识别出已知工件，转7);否则，转4)。
[0108]7)将已识别出的工件号+工序号(或唯一识别码)，或错误号通过数控接口上送数控系统。
[0109]8)更换无线工件感知器为原刀具或指定刀具;完成工件自动识别。
【主权项】
1.一种工件感知器，其特征在于，包括: 刀具柄(6)，适配于刀库所用刀具柄； 摆动件，表面具有第一编码条纹，与第一编码条纹垂直的一端通过球铰链(5)装设于所述刀具柄(6)的头端，另一端开有一容纳孔(3)； 第一光电传感器，具有一对，并相应设置在所述刀具柄(6)头端水平面内正交的两个方向上，且该第一光电传感器(8)的识别头朝向摆动件，用于采样第一编码条纹； 探杆，一端通过复位结构容纳并导引于所述容纳孔(3)，表面设有第二编码条纹；以及 第二光电传感器，设置在所述摆动件上，用于采样第二编码条纹。2.根据权利要求1所述的工件感知器，其特征在于，所述摆动件为球形件，构成万向球轴(4)，该万向球轴(4)的基础轴线为容纳孔(3)的轴线。3.根据权利要求2所述的工件感知器，其特征在于，还包括装设在所述刀具柄(6)头端的外壳(7)，用于容纳所述万向球轴(4)、第一光电传感器、第二光电传感器，并约束万向球轴(4)的最大转角。4.根据权利要求1至3任一所述的工件感知器，其特征在于，所述探杆的另一端设有球形的探头(13)。5.根据权利要求4所述的工件感知器，其特征在于，所述探头(13)的表面设有硬化层。6.根据权利要求1-3任一所述的工件感知器，其特征在于，所述刀具柄上设有一具有常开触点的开关，用于在该刀具柄被从刀库中取出时触发。7.根据权利要求1-3任一所述的工件感知器，其特征在于，所述刀具柄(6)还设有连接所述第一光电传感器、第二光电传感器的无线发送模块。8.根据权利要求1-3任一所述的工件感知器，其特征在于，所述第一编码条纹和第二编码条纹均是二位编码条纹。9.一种应用权利要求1-8任一所述的工件感知器的感知系统，其特征在于，所述工件感知器构成刀库中的一刀具单元，且所述感知系统进一步包括: 控制器，与所述第一光电传感器和第二光电传感器建立通信连接的控制器，以根据采样到的信号运算确定工件特征点； 存储器，连接所述控制器，预先存放工件及相应特征点，以备控制器调用。10.根据权利要求9所述的感知系统，其特征在于，还包括为所述工件感知器预设的采样路径，并在该路径上设置减速点传感器、采样点传感器和过行程传感器。
【专利摘要】本发明公开了一种工件感知器和感知系统，把用于检测工件的工件感知器作为刀库中的刀具使用，从而在使用时当做刀具调用，然后利用其自身的摆动和伸缩自由度及其采集装置实现工件外形轮廓的采集，借以确定工件类型。因而其操作更加方便，且准确率高。
【IPC分类】B23Q17/20
【公开号】CN105436993
【申请号】CN201511013011
【发明人】孙祥, 侯慎明
【申请人】山东省计算中心（国家超级计算济南中心）
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月31日