一种机床加工自动线的高效加工方法、装置及介质与流程

1.本发明涉及机床设备及自动控制技术领域，特别是一种机床加工自动线的高效加工方法、装置及介质。


背景技术：

2.目前，机床的数控化已经成为一大常态，机床生产过程中已提出了针对机床上下料的自动化装置，具体在零件自动化生产加工过程中，应用机器人对加工物料进行搬运，执行上下料的动作，从而减少人工参与，提高生产效率和机床效率。
3.但利用上下料生产数据的监控、数据存储、数据分析等与加工装置配合的手段少，在机床加工完成等待机器人从料仓上取加工物料，再放到机床加工，此过程在机器人执行动作时，机床处于停机等待状态，造成机床资源浪费，研究较少停机等待时间进一步提高机床加工效率成为亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种机床加工自动线的高效加工方法、装置及介质。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种机床加工自动线的高效加工方法、装置及介质，包括自动线控制系统、机床控制系统和机器人控制系统，所述机床控制系统、所述机器人控制系统、所述自动线控制系统通信交互，包括以下步骤：
6.所述机床控制系统实时获取机床内部的加工程序数据及机床控制信号，发送至所述自动线控制系统，所述加工程序数据包括机床的加工程序的预完成标识位、剩余加工标识位和加工完成标识；
7.所述机器人控制系统实时发送机器人的运行参数到自动线控制系统，所述运行参数包括机器人的运行状态、位置；
8.所述自动线控制系统根据所述加工程序数据，确定发送待更换加工零件任务指令到所述机器人控制系统的时间；
9.所述机器人控制系统根据待更换加工零件任务指令，控制机器人执行从料仓中夹取待加工零件动作，移动到待更换零件的机床位置处；
10.机器人执行从料仓中夹取待加工零件动作时，所述机床控制系统控制机床的加工程序继续进行，零件加工完成及相关辅助动作执行完成后发送加工完成标识信号到机器人控制系统；
11.所述机器人控制系统根据加工完成标识信号，发送机床自动门打开指令至机床控制系统，控制机器人执行更换零件任务；
12.机器人更换零件完成后发送机床自动门关闭指令到机床控制系统，机床控制系统控制机床继续执行加工程序及向自动线控制系统发送机床加工进行中信号。
13.作为本发明的进一步改进：所述自动线控制系统根据所述加工程序数据，确定发
送待更换加工零件任务指令到所述机器人控制系统的时间包括：
14.所述自动线控制系统接收到一个机床的加工程序进行到预完成标识位，发送待更换加工零件任务指令到机器人控制系统。
15.作为本发明的进一步改进：所述自动线控制系统根据所述加工程序数据，确定发送待更换加工零件任务指令到所述机器人控制系统的时间还包括：
16.所述自动线控制系统接收到多个机床的加工程序进行到预完成标识位，获取多个机床的加工程序分别对应的剩余加工标识位，根据剩余加工标识位的递增顺序依次发送待更换加工零件任务指令到机器人控制系统。
17.作为本发明的进一步改进：所述控制机器人执行更换零件任务包括：取下机床内部加工程序完成的零件，放置待加工零件到机床上。
18.作为本发明的进一步改进：所述预完成标识位或剩余加工标识位根据机床的加工程序总时间、机器人的动作时间、机器人与待更换零件的机床之间的距离和系统间响应时间实时更新。
19.作为本发明的进一步改进：所述机器人控制系统包括机器人、带动机器人移动的附加轴、机器人末端的夹具，所述附加轴连通多个机床，所述机器人控制系统接收到待更换加工零件任务指令后，控制机器人在附加轴配合下移动至待更换零件的机床位置处。
20.作为本发明的进一步改进：所述控制机器人执行从料仓中夹取待加工零件动作，移动到待更换零件的机床位置处包括：机器人抓取多个待加工零件，根据剩余加工标识位的递增顺序依次移动到待更换零件的机床位置处。
21.还提供了一种机床加工自动线的高效加工装置，包括：
22.机器人控制系统，用于分别与机床控制系统和自动线控制系统进行通信交互，获取机器人的运行参数发送至自动线控制系统，接收待更换加工零件任务指令，控制机器人执行从料仓中夹取待加工零件动作和移动到待更换零件的机床位置处；
23.机床控制系统，用于分别与机器人控制系统和自动线控制系统进行通信交互，实时获取机床内部的加工程序数据及机床控制信号，发送至自动线控制系统，控制机床的加工程序持续运行；
24.自动线控制系统，用于分别与机器人控制系统和机床控制系统进行通信交互，监测机床内部的加工程序数据及机床控制信号和机器人的运行参数，根据加工程序数据，确定发送待更换加工零件任务指令到所述机器人控制系统的时间。
25.还提供了一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被执行时，能够实现上述的一种机床加工自动线的高效加工方法。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
27.本发明通过自动线控制系统、机器人控制系统、机床控制系统通信交互，对机器人动作流程进行优化，当监测到机床内部的加工程序进行到预完成标识位，控制机器人夹取零件向机床移动，机床加工程序继续执行不停止，待机床内部加工完成后，快速更换零件，解决机器人执行动作时，机床处于停机状态，造成机床加工效率降低的问题。
附图说明
28.图1为本发明的流程示意图。
29.图2为本发明系统间交互的示意图。
30.图3为机床加工完成标识的示意图。
具体实施方式
31.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.为了解决现有技术中的技术问题，现结合附图说明与实施例对本发明进一步说明：
33.如图1-图3所示，本发明公开了一种机床加工自动线的高效加工方法，包括自动线控制系统、机床控制系统和机器人控制系统，所述机床控制系统、所述机器人控制系统、所述自动线控制系统通信交互，包括以下步骤：
34.所述机床控制系统实时获取机床内部的加工程序数据及机床控制信号，发送至所述自动线控制系统，所述加工程序数据包括机床的加工程序的预完成标识位、剩余加工标识位和加工完成标识；
35.其中，所述预完成标识位或剩余加工标识位根据机床的加工程序总时间、机器人的动作时间、机器人与待更换零件的机床之间的距离和系统间响应时间实时更新。
36.具体的，机床控制系统具备一套加工完成标识，包括与完成标识位以及剩余加工标识位，由于一条自动线内包含多台设备，设备数量为n(假设含有3台设备n1、n2、n3)，当其中一台设备n1加工程序进行到预完成标识位时，向自动线控制系统发送零件预完成信号，发送成功后，自动线控制系统向机器人发送待更换加工零件的任务指令，此时所有设备继续执行加工任务，机器人接收到待更换加工零件的任务指令后，同步执行从料仓内取待加工物料，运行到机床前等待下一步动作。
37.所述机器人控制系统实时发送机器人的运行参数到自动线控制系统，所述运行参数包括机器人的运行状态、位置；
38.所述自动线控制系统根据所述加工程序数据，确定发送待更换加工零件任务指令到所述机器人控制系统的时间；
39.优选的，所述自动线控制系统接收到一个机床的加工程序进行到预完成标识位，发送待更换加工零件任务指令到机器人控制系统。
40.更优选的，所述自动线控制系统接收到多个机床的加工程序进行到预完成标识位，获取多个机床的加工程序分别对应的剩余加工标识位，根据剩余加工标识位的递增顺序依次发送待更换加工零件任务指令到机器人控制系统。
41.具体的，如果n1、n2、n3的加工程序全部到达预完成标识位时，自动线控制系统对剩余加工量进行读取，读取完成后进行比对，并向机器人控制系统发送指令，控制机器人移动到剩余加工量最少的设备前等待下一步动作。此时自动线控制系统时刻检测程序预完成标识位以及剩余加工量，并且不断地向机器人发送待更换加工零件的任务指令。
42.所述机器人控制系统根据待更换加工零件任务指令，控制机器人执行从料仓中夹取待加工零件动作，移动到待更换零件的机床位置处；
43.机器人执行从料仓中夹取待加工零件动作时，所述机床控制系统控制机床的加工程序继续进行，零件加工完成及相关辅助动作执行完成后发送加工完成标识信号到机器人控制系统；
44.所述机器人控制系统根据加工完成标识信号，发送机床自动门打开指令至机床控制系统，控制机器人执行更换零件任务；
45.优选的，所述控制机器人执行更换零件任务包括：取下机床内部加工程序完成的零件，放置待加工零件到机床上。
46.更优选的，所述机器人控制系统包括机器人、带动机器人移动的附加轴、机器人末端的夹具，所述附加轴连通多个机床，所述机器人控制系统接收到待更换加工零件任务指令后，控制机器人在附加轴配合下移动至待更换零件的机床位置处。
47.更优选的，所述控制机器人执行从料仓中夹取待加工零件动作，移动到待更换零件的机床位置处包括：机器人抓取多个待加工零件，根据剩余加工标识位的递增顺序依次移动到待更换零件的机床位置处。
48.机器人更换零件完成后发送机床自动门关闭指令到机床控制系统，机床控制系统控制机床继续执行加工程序及向自动线控制系统发送机床加工进行中信号。
49.需要说明的是，自动线控制系统可以一种计算机程序的形式实现，该计算机程序在计算机设备上运行，计算机设备可以是局域网服务器、终端服务器或者云服务器，接受的信号的数据存储在计算机设备上，通过网络接口对数据进行传输，计算机设备的存储单元可以是本地的硬盘、ftp服务器或者是云服务器。
50.机床控制系统可以一种计算机程序的形式实现，该计算机程序需要在机床上运行，接受的信号的数据存储在机床上，通过网络接口或者电气信号对数据进行传输，机床的存储单元通常是机床内部的寄存器。
51.机器人控制系统可以一种计算机程序的形式实现，该计算机程序需要在机器人上运行，接受的信号的数据存储在机器人上，通过网络接口或者电气信号对数据进行传输，机器人的存储单元通常是机器人内部的寄存器。
52.实施例1
53.基于同一发明构思，本实施例公开了一种机床加工自动线的高效加工装置，包括：
54.机器人控制系统，用于分别与机床控制系统和自动线控制系统进行通信交互，获取机器人的运行参数发送至自动线控制系统，接收待更换加工零件任务指令，控制机器人执行从料仓中夹取待加工零件动作和移动到待更换零件的机床位置处；
55.机床控制系统，用于分别与机器人控制系统和自动线控制系统进行通信交互，实时获取机床内部的加工程序数据及机床控制信号，发送至自动线控制系统，控制机床的加工程序持续运行；
56.自动线控制系统，用于分别与机器人控制系统和机床控制系统进行通信交互，监测机床内部的加工程序数据及机床控制信号和机器人的运行参数，根据加工程序数据，确定发送待更换加工零件任务指令到所述机器人控制系统的时间。
57.本实施例的自动线控制系统与机床形成信息交互，并根据自动线的运行状态，向机器人发送动作指令，实现整个系统的自动化运行；机床控制系统控制机床内部的加工程序以及机床控制信号，并与机器人形成信号交互，机器人系统在机床控制系统的信息下，完
成相应的动作；机器人控制系统根据自动线控制系统发送的动作指令执行相应的机器人动作。并与机床控制系统和自动线控制系统形成信号交互。
58.实施例2
59.本实施例公开了一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被执行时，能够实现上述权利要求上述的一种机床加工自动线的高效加工方法。
60.本发明的主要功能：本发明通过自动线控制系统、机器人控制系统、机床控制系统通信交互，对机器人动作流程进行优化，当监测到机床内部的加工程序进行到预完成标识位，控制机器人夹取零件向机床移动，机床加工程序继续执行不停止，待机床内部加工完成后，快速更换零件，解决机器人执行动作时，机床必须处于停机状态，而自动化加工过程中更换加工物料时间长，造成机床加工效率降低的问题。
61.以上所述仅是本发明的具体实施例，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。