用于对工件的加工进行控制的系统和方法与流程

    技术2025-04-20  33


    本发明涉及机床加工领域,更具体地涉及用于对工件的加工进行控制的系统和方法。


    背景技术:

    1、在机床加工中,在对工件进行切割前,需要先通过上料机构进行上料工序,即,将该工件先运送到切割区域进行夹持和固定。然后再通过切割机构根据图纸对该工件进行切割工序,加工出需要的零件之后将该零件切断,紧接着通过下料机构衔接下料工序,将该切割下来的零件移出切割区域。接着继续对剩余的工件进行切割工序,加工出下一个需要的零件之后切断,再次通过下料工序移出切割区域。依此类推,直到从当前工件加工所得零件都被移出切割区域,才开始下一个工件的机床加工。

    2、上述上料工序、切割工序和下料工序是串行执行的。比如,对于管材加工,需要将一根管材的上料、切割和下料工序全部执行完,才运送下一根管材到切割区域,接着才进行后续的切割工序和下料工序。在这个过程中,机床的利用率非常低,当前一根管材完成上料工序后进行切割,上料机构实际上处于空闲状态,但如果要切割下一根管材,必须要等到前一根管材的加工全部结束,上料机构才能开始将新的管材经过上料传送带运送到支架位置、由支架撑起该管材、再将该管材移动到机床上料位并等待卡盘夹持和固定,此时切割机构才能开始后面的切割工作,这无疑不利于整体加工效率。特别对于重型管材,因为还需要考虑负载,上料过程中伺服加减速不能太过粗暴,因此管材从传送带到支架、再到卡盘,整体动作耗时会比较大,这会进一步拖累整体加工效率。

    3、为了提高整体加工效率,一些加工机床在下料工序中穿插简单的并行指令。先串行将切割下来的零件用支架运送到下料传送带上,之后再调用一个并行的任务流程控制传送带将其上所有的零件继续运送到指定位置。该方法虽然一定程度上确实节省了整体加工时间,但因为控制逻辑非常简单,面对异常情况时的处理能力非常差,有时还会带来安全隐患。而且该方法中穿插的并行指令配置的也是非常简单的动作,所以对机床资源利用率和整体加工效率的提升也非常有限。

    4、因此,亟需一种新的技术能够在保证安全性的同时提高机床资源利用率和机床整体加工效率。


    技术实现思路

    1、本发明就旨在克服现有技术中的上述和/或其它问题。通过本发明所提供的用于对工件的加工进行控制的系统和方法,在当前工件的加工还未完全结束时就可以安全地并行启动后续工件的上料工序,从而极大地提高了机床资源利用率和机床整体加工效率。

    2、根据本发明的第一方面,提供一种用于对工件的加工进行控制的方法,可包括:对每一个工件执行上料工序、切割工序和下料工序,其中通过所述上料工序准备工件并将该工件转移至切割区域内进行夹持,通过所述切割工序从所述夹持的工件得到一个或多个加工零件,并通过所述下料工序将该一个或多个加工零件转移出所述切割区域。所述上料工序可包括在所述切割区域外执行的第一类任务流程、在将所述工件从所述切割区域外转移至所述切割区域内的过程中执行的第二类任务流程、以及在所述切割区域内在将所述工件进行固定的过程中执行的第三类任务流程,所述第一、第二和第三类任务流程分别包括至少一个任务流程。在对当前工件执行所述切割工序或下料工序的同时,对后续工件至少并行地执行所述第一类任务流程中的至少一个任务流程。

    3、根据本发明的第二方面,提供一种用于对工件的加工进行控制的系统,可包括:上料机构,用于准备工件并将该工件转移至切割区域内进行夹持;切割机构,用于对所述夹持的工件执行切割以得到一个或多个加工零件;以及下料机构,用于将所述一个或多个加工零件转移出所述切割区域。可控制所述上料机构:在所述切割区域外执行第一类任务流程、在将所述工件从所述切割区域外转移至所述切割区域内的过程中执行第二类任务流程、以及在所述切割区域内在将所述工件进行固定的过程中执行第三类任务流程,所述第一、第二和第三类任务流程分别包括至少一个任务流程。在所述切割机构对当前工件执行切割或所述下料机构将从所述当前工件得到的所述一个或多个加工零件转移出所述切割区域的同时,控制所述上料机构对后续工件至少并行地执行所述第一类任务流程中的至少一个任务流程。

    4、本发明的上述方法和系统巧妙地将上料机构执行的上料工序划分成多个可并行执行的任务流程,其中的第一类任务流程由于在所述切割区域外执行,因此无论当前工件是否还在被执行切割或下料,第一类任务流程都不会对其造成影响。至于第二类任务流程和第三类任务流程是否也可以同时执行,这要视具体的加工情况而定。但在当前工件的加工仍在进行的情况下,至少已经可以开始后续工件的第一类任务流程,而且是并行执行这一类任务流程中的每一个,这极大地缩短了后续工件的等待时间,显著地提高了机床资源利用率和机床整体加工效率。

    5、进一步地,当所述当前工件的当前尺寸不会影响后续工件进入所述切割区域且用于夹持工件的主卡盘的运动不会受到影响,可同时控制所述上料机构对后续工件至少并行地执行所述第一类任务流程和第二类任务流程中的至少一个任务流程。

    6、由于第二类任务流程是在将工件从切割区域外转移至切割区域内的过程中执行的,其可能会影响到当前在切割区域内正在被切割的工件,也可能会影响到用于夹持工件的主卡盘回退。但如果当前工件经过切割后的尺寸足够小或者当前工件原本的尺寸就足够小,不会影响后续工件进入切割区域,同时所述主卡盘已经完成了回退动作,或者后续工件的尺寸足够小而不会影响所述主卡盘之后回退,那么即使当前工件的加工仍在进行,也可以开始后续工件的第二类任务流程。至于第三类任务流程是否也可以同时执行,这要进一步视具体的加工情况而定。但此时,至少可以对后续工件并行地执行上料工序中的第一类任务流程和第二类任务流程,由此可以进一步缩短后续工件的等待时间,进一步提高机床资源利用率和机床整体加工效率。

    7、上述情形可以是所述主卡盘为空闲状态。此时,主卡盘对于当前工件的切割协助工作已经完成,之后的切割协助工作交给其它卡盘,主卡盘完成回退动作。后续工件即使进入切割区域,也不会影响主卡盘之后对新工件进行夹持和固定。

    8、上述主卡盘为空闲状态的情形可包括:在对所述当前工件执行了与最后一个待加工零件对应的切割动作后进入零尾料模式。

    9、“零尾料”并非是尾料完全为零,因为在实际加工过程中,在加工完所有所需零件后总难免会有剩余的材料,但期望尾料可以尽可能地少,本文将加工完零件后的剩余材料比较短小的情形称为“零尾料”。在上述零尾料模式下,当前工件的剩余材料已经非常短小了,不需要主卡盘再参与切割工作,只需要中卡盘或中卡盘加尾卡盘协助切割头完成对零尾料的切割即可。

    10、进一步地,在所述当前工件的当前尺寸不会影响后续工件进入所述切割区域且用于夹持工件的主卡盘的运动不会受到影响的情况下,当通过所述下料机构对从所述当前工件得到的最后一个加工零件执行所述下料工序时,可同时通过所述上料机构对后续工件并行地执行所述第一类任务流程、第二类任务流程和第三类任务流程中的至少一个任务流程。

    11、上述从当前工件得到的最后一个加工零件既可以是从零尾料加工得到的零件,也可以是对应加工图纸上的最后一个加工零件(此时尾料真的为零,或者尾料非常少不对其进行进一步加工了)。此时,所有加工的零件都已被切割下来,当前工件的切割工序已经全部完成,所有卡盘都处于空闲状态,可以对切割区域内的后续工件执行用于固定工件的第三类任务流程。此时,可以对后续工件并行地执行上料工序中的第一类任务流程、第二类任务流程和第三类任务流程,即,上料工序中的所有任务流程,由此可以进一步缩短后续工件的等待时间,进一步提高机床资源利用率和机床整体加工效率。

    12、可以为所述第一、第二和第三类任务流程中的每一个任务流程设置仅与其自身关联的指令报警,以使得当与该指令报警对应的报警事件发生时,只有与该指令报警关联的任务流程被停止,而其它未与该指令报警关联的任务流程不会停止,从而尽可能地保证每个任务流程的当前任务能执行成功。也可以预设一些等级的报警事件,使得发生这些等级的报警事件时,所述第一、第二和第三类任务流程中的所有任务流程都被停止。

    13、可选地,所述第一类任务流程可包括备料流程,所述第二类任务流程可包括送料流程,且所述第三类任务流程可包括固料流程。

    14、可选地,所述第一类任务流程可包括分料流程和备料流程,所述第二类任务流程可包括落料流程,且所述第三类任务流程可包括固料流程。

    15、根据本发明的第三方面,还提供一种计算机可读存储介质,其上记录有经编码的指令,当执行该指令时可实现本发明的用于对工件的加工进行控制的方法。

    16、根据本发明的第四方面,还提供一种计算机程序产品,其包括计算机程序,当执行该计算机程序时实现发明的用于对工件的加工进行控制的方法。

    17、通过下面结合附图的详细描述,本发明的其它特征和方面会变得更加清楚。


    技术特征:

    1.一种用于对工件的加工进行控制的方法,包括:

    2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述当前工件的当前尺寸不会影响后续工件进入所述切割区域且用于夹持工件的主卡盘的运动不会受到影响,则同时对后续工件至少并行地执行所述第一类任务流程和第二类任务流程中的至少一个任务流程。

    3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述主卡盘为空闲状态。

    4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述主卡盘为空闲状态的情形包括:在对所述当前工件执行了与最后一个待加工零件对应的切割动作后进入零尾料模式。

    5.如权利要求2所述的方法,其特征在于,当对从所述当前工件得到的最后一个加工零件执行所述下料工序时,同时对后续工件并行地执行所述第一类任务流程、第二类任务流程和第三类任务流程中的至少一个任务流程。

    6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一、第二和第三类任务流程中的每一个任务流程各自具有仅与自身关联的指令报警,使得当与该指令报警对应的报警事件发生时,只有与该指令报警关联的任务流程被停止。

    7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,当发生预设等级的报警事件,所述第一、第二和第三类任务流程中的所有任务流程都被停止。

    8.如权利要求1-7中任一项所述的方法,其特征在于,

    9.如权利要求1-7中任一项所述的方法,其特征在于,

    10.一种用于对工件的加工进行控制的系统,包括:

    11.如权利要求10所述的系统,其特征在于,当所述当前工件的当前尺寸不会影响后续工件进入所述切割区域且所述切割机构中用于夹持工件的主卡盘的运动不会受到影响,则控制所述上料机构同时对后续工件至少并行地执行所述第一类任务流程和第二类任务流程中的至少一个任务流程。

    12.如权利要求11所述的系统,其特征在于,所述主卡盘为空闲状态。

    13.如权利要求12所述的系统,其特征在于,所述主卡盘为空闲状态的情形包括:在对所述当前工件执行了与最后一个待加工零件对应的切割动作后进入零尾料模式。

    14.如权利要求11所述的系统,其特征在于,当所述下料机构将从所述当前工件得到的最后一个加工零件转移出所述切割区域时,控制所述上料机构同时对后续工件并行地执行所述第一类任务流程、第二类任务流程和第三类任务流程中的至少一个任务流程。

    15.如权利要求10所述的系统,其特征在于,所述第一、第二和第三类任务流程中的每一个任务流程各自具有仅与自身关联的指令报警,使得当与该指令报警对应的报警事件发生时,只有与该指令报警关联的任务流程被停止。

    16.如权利要求10所述的系统,其特征在于,当发生预设等级的报警事件,所述第一、第二和第三类任务流程中的所有任务流程都被停止。

    17.如权利要求10-16中任一项所述的系统,其特征在于,

    18.如权利要求10-16中任一项所述的系统,其特征在于,

    19.一种计算机可读存储介质,其上记录有经编码的指令,当执行该指令时实现如权利要求1-9中任一项所述的方法。

    20.一种计算机程序产品,包括计算机程序,当执行该计算机程序时实现如权利要求1-9中任一项所述的方法。


    技术总结
    本发明涉及用于对工件的加工进行控制的系统和方法。所述方法包括:对每一个工件执行上料工序、切割工序和下料工序,其中,所述上料工序包括在切割区域外执行的第一类任务流程、在将所述工件从切割区域外转移至切割区域内的过程中执行的第二类任务流程、以及在切割区域内在将所述工件进行固定的过程中执行的第三类任务流程,所述第一、第二和第三类任务流程分别包括至少一个任务流程,并且其中,在对当前工件执行切割工序或下料工序的同时,对后续工件至少并行地执行所述第一类任务流程中的至少一个任务流程。本发明还提供一种相应的系统。通过本发明,可以极大地提高机床资源利用率和机床整体加工效率。

    技术研发人员:周亿
    受保护的技术使用者:上海柏楚电子科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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