本發(fā)明涉及機器人技術、數(shù)控技術及自動控制技術。

背景技術：

柔性制造單元是一個由計算機集成管理和控制、高效率地制造某一類中小批量多品種零部件的自動化制造系統(tǒng)，它常由機械手、數(shù)控機床、供料機構(gòu)及控制系統(tǒng)構(gòu)成。它能根據(jù)制造任務或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進行調(diào)整，以適宜于多品種、中小批量生產(chǎn)。當制造對象發(fā)生變化時，它能夠方便的通過改變編程軟件、工裝、刀具就可以制造出所需的零件。柔性制造技術是實現(xiàn)未來工廠的新穎概念模式和新的發(fā)展趨勢，決定制造企業(yè)未來發(fā)展前途的具有戰(zhàn)略意義的舉措。

目前國內(nèi)柔性制造單元普及程度還不高，主要基于以下兩點：第一、高昂的價格。國外進口的柔性制造單元價格昂貴，許多中小企業(yè)不能接受，是柔性制造單元不能普及的一個主要原因。本項目通過自主研發(fā)控制系統(tǒng)、控制方法及編制程序，在保證功能和精度的前提下大大降低了成本，使其普及化成為可能。第二、關鍵控制技術沒有很好的解決。國產(chǎn)柔性制造單元的結(jié)構(gòu)設計、定位機構(gòu)精度及安全防護等都存在一定問題，如：(1)機械手運動速度快，運動區(qū)域與設備有重疊，存在干涉區(qū)域。(2)在生產(chǎn)現(xiàn)場有干擾、振動、諧振的情況下，數(shù)據(jù)通信不夠通暢。(3)數(shù)據(jù)處理能力和方法有待提高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種柔性制造單元智能控制系統(tǒng)及其工作方法。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種柔性制造單元智能控制系統(tǒng)，包括：控制器，與該控制器相連的數(shù)控機床和機械手；其中所述機械手適于將工件抓取后放入數(shù)控機床中加工，并待加工完畢后，將工件取出。

進一步，所述數(shù)控機床設有安全門，該安全門通過電機牽引控制；當機械手將工件送至數(shù)控機床時，所述控制器控制電機牽引安全門打開；以及在機械手離開后，控制器控制電機牽引安全門關閉。

進一步，所述控制器內(nèi)設有設備監(jiān)控模塊，與該設備監(jiān)控模塊相連的機械手通訊模塊和設備通訊模塊；其中所述設備通訊模塊適于連接數(shù)控機床和送料機，該送料機適于輸送機械手待取工件；所述控制器內(nèi)還設有工件加工數(shù)據(jù)庫和任務調(diào)度模塊，且通過任務調(diào)度模塊將加工任務發(fā)送至數(shù)控機床，并從工件加工數(shù)據(jù)庫調(diào)用待加工工件的加工參數(shù)。

進一步，所述數(shù)控機床內(nèi)還設有由控制器控制的夾具，即工件進入數(shù)控機床后，所述控制器控制夾具夾緊工件。

又一方面，本發(fā)明還提供了一種柔性制造單元智能控制系統(tǒng)的工作方法，其中所述柔性制造單元智能控制系統(tǒng)包括：控制器，與該控制器相連的數(shù)控機床和機械手；所述工作方法包括：通過所述機械手將工件抓取后放入數(shù)控機床中加工，并待加工完畢后，將工件取出。

進一步，所述數(shù)控機床設有安全門，該安全門通過電機牽引控制；當機械手將工件送至數(shù)控機床時，所述控制器控制電機牽引安全門打開；以及在機械手離開后，控制器控制電機牽引安全門關閉。

進一步，所述控制器內(nèi)設有設備監(jiān)控模塊，與該設備監(jiān)控模塊相連的機械手通訊模塊和設備通訊模塊；其中所述設備通訊模塊適于連接數(shù)控機床和送料機，該送料機適于輸送機械手待取工件；所述控制器內(nèi)還設有工件加工數(shù)據(jù)庫和任務調(diào)度模塊，且通過任務調(diào)度模塊將加工任務發(fā)送至數(shù)控機床，并從工件加工數(shù)據(jù)庫調(diào)用待加工工件的加工參數(shù)。

進一步，所述數(shù)控機床內(nèi)還設有由控制器控制的夾具，即工件進入數(shù)控機床后，所述控制器控制夾具夾緊工件。

進一步，送料時，機械手運動使機械手指到工件位置，機械手指動作，抓住工件；隨后機械手運動使手指到夾具位置；夾具夾緊工件，并進行定位，機械手指松開，完成放料，機械手復位；工件加工時，數(shù)控機床的安全門關閉，調(diào)用該工件相應加工參數(shù)加工工件，待加工完畢后，安全門打開；取料時，機械手指運動到工件位置，抓住工件，夾具松開，機械手指將工件取出后，機械手將工件放置在指定位置。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的柔性制造單元智能控制系統(tǒng)及其工作方法以實現(xiàn)多設備協(xié)同配合，提高加工效率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的柔性制造單元智能控制系統(tǒng)的布局示意圖；

圖2是本發(fā)明的柔性制造單元智能控制系統(tǒng)的原理框圖。

圖中：機械手1、取料處101、放料處102、數(shù)控機床2、安全門201、電機202、夾具204。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構(gòu)成。

實施例1

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種柔性制造單元智能控制系統(tǒng)，包括：控制器，與該控制器相連的數(shù)控機床2和機械手1；其中所述機械手1適于將工件抓取后放入數(shù)控機床2中加工，并待加工完畢后，將工件取出。

其中，所述控制器例如但不限于采用西門子plcs7-300。

為了使數(shù)控機床2和機械手1能夠協(xié)同配合工作，并且提高加工時的安全性，所述數(shù)控機床2設有安全門201，該安全門201通過電機202牽引控制；當機械手1將工件送至數(shù)控機床2時，所述控制器控制電機202牽引安全門201打開；以及在機械手1離開后，控制器控制電機202牽引安全門201關閉。

如圖2所示，在具體設計中考慮了各個功能的模塊化和通訊接口的標準化。在程序設計中考慮了各個設備的各自狀態(tài)和時序，保證不能發(fā)生干涉。在數(shù)據(jù)處理中考慮設計一個小型的數(shù)據(jù)庫(即工件加工數(shù)據(jù)庫)，存儲各個設備的運行參數(shù)和相關數(shù)據(jù)。具體的，所述控制器內(nèi)設有設備監(jiān)控模塊，與該設備監(jiān)控模塊相連的機械手1通訊模塊和設備通訊模塊；其中所述設備通訊模塊適于連接數(shù)控機床2和送料機，該送料機適于輸送機械手1待取工件；所述控制器內(nèi)還設有工件加工數(shù)據(jù)庫和任務調(diào)度模塊，且通過任務調(diào)度模塊將加工任務發(fā)送至數(shù)控機床2，并從工件加工數(shù)據(jù)庫調(diào)用待加工工件的加工參數(shù)。

所述數(shù)控機床2內(nèi)還設有由控制器控制的夾具204，即工件進入數(shù)控機床2后，所述控制器控制夾具204夾緊工件。

實施例2

在實施例1基礎上，本實施例2提供了一種柔性制造單元智能控制系統(tǒng)的工作方法。

所述工作方法包括：通過所述機械手將工件抓取后放入數(shù)控機床中加工，并待加工完畢后，將工件取出。

所述數(shù)控機床設有安全門，該安全門通過電機牽引控制；當機械手將工件送至數(shù)控機床時，所述控制器控制電機牽引安全門打開；以及在機械手離開后，控制器控制電機牽引安全門關閉。

所述控制器內(nèi)設有設備監(jiān)控模塊，與該設備監(jiān)控模塊相連的機械手通訊模塊和設備通訊模塊；其中所述設備通訊模塊適于連接數(shù)控機床和送料機，該送料機適于輸送機械手待取工件；所述控制器內(nèi)還設有工件加工數(shù)據(jù)庫和任務調(diào)度模塊，且通過任務調(diào)度模塊將加工任務發(fā)送至數(shù)控機床，并從工件加工數(shù)據(jù)庫調(diào)用待加工工件的加工參數(shù)。

所述數(shù)控機床內(nèi)還設有由控制器控制的夾具，即工件進入數(shù)控機床后，所述控制器控制夾具夾緊工件。

本柔性制造單元智能控制系統(tǒng)的具體工作如下：送料時，機械手運動使機械手指到工件位置，機械手指動作，抓住工件；隨后機械手運動使手指到夾具位置；夾具夾緊工件，并進行定位，機械手指松開，完成放料，機械手復位；工件加工時，數(shù)控機床的安全門關閉，調(diào)用該工件相應加工參數(shù)加工工件，待加工完畢后，安全門打開；取料時，機械手指運動到工件位置，抓住工件，夾具松開，機械手指將工件取出后，機械手將工件放置在指定位置。

通過本柔性制造單元智能控制系統(tǒng)將機械手1、數(shù)控機床2和控制器內(nèi)各功能模塊以及工件加工數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，實現(xiàn)了設計柔性制造單元總體布局，合理分解相對獨立的組成部件和系統(tǒng)，便于項目實施和產(chǎn)業(yè)化。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權利要求范圍來確定其技術性范圍。