CN103143616B - 一种防碰撞冲孔方法、装置以及一种冲孔控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于机械制造领域，提供一种防碰撞冲孔方法、装置以及一种冲孔控制系统，所述方法包括：设置固定装置所在区域为安全区域，并获取所述安全区域的具体范围；按照预设路径判断所述冲孔模具的正投影中心是否经过所述安全区域；判断否时，控制工件按照预设路径移动；判断是时，按照预定规则改变移动路径，使得所述安全区域能够避开所述冲孔模具的正投影中心，并按照所述改变后的移动路径控制工件移动；当工件上的目标冲孔移动到所述冲孔模具的正下方时，控制所述冲孔模具完成冲孔动作。本发明与现有的冲孔方法相比，固定装置能够自动避让冲孔模具，减少不必要的损失，提高了机器工作效率，避免了人工急停机器、重新设置工件路径的动作。

Description

一种防碰撞冲孔方法、装置以及一种冲孔控制系统

技术领域

本发明属于机械制造领域，尤其涉及一种防碰撞冲孔方法、装置以及一种冲孔控制系统。

背景技术

现有工件冲孔方法多是由固定装置夹紧工件边缘，水平移动到冲孔模具正下方，而冲孔模具水平方向固定，垂直方向上下运动完成冲孔动作，在执行冲孔操作时，固定装置移动到冲孔模具正下方时，容易发生冲孔模具与固定装置碰撞的现象，损坏冲孔模具与固定装置。而现有的工件冲孔方法都没考虑到这点，都是按照最短路径移动工件，若在固定装置移动到冲孔模具正下方时冲孔模具发生故障执行了冲孔动作，冲孔模具与固定装置发生碰撞，会损坏冲孔模具与固定装置，甚至可能伤及附近的操作人员，造成不必要的损失。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种防碰撞冲孔方法、装置以及一种冲孔控制系统，旨在解决现有冲孔技术方案中，固定装置可以移动到冲孔模具的正下方，使得冲孔模具与固定装置容易发生碰撞，造成不必要的损失的技术问题。

一方面，所述防碰撞冲孔方法包括下述步骤：

设置固定装置所在区域为安全区域，并获取所述安全区域的具体范围；

按照预设路径判断所述安全区域是否经过冲孔模具的正投影范围；

判断否时，控制工件按照预设路径移动；

判断是时，按照预定规则改变移动路径，使得所述安全区域能够避开所述冲孔模具的正投影范围，并按照所述改变后的移动路径控制工件移动；

当工件上的目标冲孔移动到所述冲孔模具的正下方时，控制所述冲孔模具完成冲孔动作。

另一方面，所述防碰撞冲孔装置包括：

安全区域范围获取单元，用于设置固定装置所在区域为安全区域，并获取所述安全区域的具体范围；

路径判断单元，用于按照预设路径判断所述安全区域是否经过冲孔模具的正投影范围；

工件控制单元，用于在路径判断单元判断否时，控制工件按照预设路径移动，以及用于在路径判断单元判断是时，按照预定规则改变移动路径，使得所述安全区域能够避开所述冲孔模具的正投影范围，并按照所述改变后的移动路径控制工件移动；

冲孔控制单元，用于当工件上的目标冲孔移动到所述冲孔模具的正下方时，控制所述冲孔模具完成冲孔动作

再一方面，所述冲孔控制系统包括冲孔模具、用于紧紧夹持工件的固定装置，以及承载固定装置移动的基座，所述系统还包括用于控制固定装置以及冲孔模具的控制终端，所述控制终端包括所述防碰撞冲孔装置。

本发明的有益效果是：在本发明技术方案中，首先需要判断所述固定装置所在的安全区域是否经过冲孔模具的正投影范围，在判断是时，按照预定规则改变移动路径，使得所述安全区域能够避开所述冲孔模具的正投影范围，这样就可以有效避免冲孔模具与固定装置发生碰撞，这种固定装置自动避让功能，提高了机器工作效率，避免了人工急停机器、重新设置工件路径的动作。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的防碰撞冲孔方法的流程图；

图2是本发明第二实施例提供的防碰撞冲孔方法的流程图；

图3是调整工件移动路径的第一种移动示意图；

图4是调整工件移动路径的第二种移动示意图；

图5是本发明第三实施例提供的防碰撞冲孔方法的流程图；

图6是调整工件移动路径的第三种移动示意图；

图7是调整工件移动路径的第四种移动示意图；

图8是本发明第四实施例提供的防碰撞冲孔装置的结构方框图；

图9是本发明第五实施例提供的冲孔控制系统的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

图1示出了本发明第一实施例提供的防碰撞冲孔方法的流程，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的防碰撞冲孔方法包括下述步骤：

步骤S101、设置固定装置所在区域为安全区域，并获取所述安全区域的具体范围。

固定装置在夹持工件时，会占用工件的一部分面积，本实施例要保证在移动工件时，所述固定装置避开所述冲孔模具的正投影范围，所述冲孔模具的正投影范围为冲孔模具冲口在工件平面上俯视投影出的范围大小，为了便于后续判断，本步骤中首先要设定安全区域，所述安全区域为固定装置在工件上覆盖区域以及向外周扩展一定范围，该范围的宽度与冲孔模具的冲口大小有关，如果冲孔模具的冲口为圆形，那么所述宽度不小于所述圆形半径，这样就可等效于，只需判断所述冲孔模具正投影圆心是否经过所述安全区域，如果冲孔模具的冲口是其他形状，只要保证所述宽度不小于冲孔模具的正投影中心点到外周的最大距离即可。

步骤S102、按照预设路径判断所述冲孔模具的正投影中心是否经过所述安全区域；

步骤S103、判断否时，控制工件按照预设路径移动；

步骤S104、判断是时，按照预定规则改变移动路径，使得所述安全区域能够避开所述冲孔模具的正投影中心，并按照所述改变后的移动路径控制工件移动。

在步骤S101中设置好安全区域后，只需判断所述冲孔模具正投影中心点是否经过所述安全区域即可，若不经过，则直接控制工件按照预设路径移动即可，通常为最短的直线路径，若经过，则按照预定规则改变移动路径，使得所述安全区域能够避开所述冲孔模具的正投影中心，并按照所述改变后的移动路径控制工件移动。

步骤S105、当工件上的目标冲孔移动到所述冲孔模具的正下方时，控制所述冲孔模具完成冲孔动作。

所述目标冲孔为工件上将要冲孔的地方，通过步骤S104和S105控制移动工件后，直至将工件上的目标冲孔移动到所述冲孔模具的正下方，此时再控制所述冲孔模具完成冲孔动作，具体的，控制完成冲孔动作可以是由人工操作机器上相关按钮完成，也可是当检测到目标冲孔移动到所述冲孔模具的正下方时，自动完成冲孔动作。

本实施例与现有的冲孔方法相比，固定装置能够自动避让冲孔模具，保证固定装置不位于所述冲孔模具的正下方，避免了固定装置与冲孔模具碰撞的情况，减少不必要的损失，提高了机器工作效率、避免了人工急停机器，重新设置工件路径的动作。

实施例二：

图2示出了本发明第二实施例提供的防碰撞冲孔方法的流程，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的防碰撞冲孔方法包括下述步骤：

步骤S201、以工件所在平面建立坐标系，获取固定装置所在的安全区域的坐标范围。

为了使得所述安全区域范围得到量化，本步骤中在工件所在平面建立坐标系，具体的作为一种优选创建方式，如图3所述，可以以固定装置在初始位置的底线为X轴，并经过定位装置建立Y轴，形成坐标系。

步骤S202、获取目标冲孔以及冲孔模具正投影的中心点坐标值，判断所述预设路径是否经过所述安全区域的坐标范围。

在建立坐标系后，首先获取目标冲孔以及冲孔模具正投影的中心点坐标值，图3中所述Z1为目标冲孔的中心点，即起始位置，Z2为冲孔模具正投影的中心点，即终点位置，获取到这两个点的坐标值，所述预设路径就是从Z1到Z2的路径，通常预设路径都是直线路径，再判断该路径是否经过所述安全区域的坐标范围。

步骤S203、判断否时，控制工件按照预设路径移动；

步骤S204、判断是时，进一步判断所述冲孔模具正投影中心点Y轴坐标值是否小于所述安全区域的最大Y轴坐标值；

步骤S205、若小于，则沿Y轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影中心点Y轴坐标值不小于所述安全区域的最大Y轴坐标值，否则直接转入步骤S206；

步骤S206、沿X轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点X轴坐标值相同；

步骤S207、沿Y轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点Y轴坐标值相同。

上述步骤S203-S207主要是完成移动工件的操作，当所述预设路径不经过所述安全区域的坐标范围时，直接控制工件按照预设路径移动，否则就要改变工件的移动路径，首先判断当前冲孔模具正投影中心点Y轴坐标值（即Z2点Y轴值）是否小于所述安全区域的最大Y轴坐标值，若小于，则先沿Y轴方向移动工件，直至Z2点Y轴值不小于所述安全区域的最大Y轴坐标值，然后沿X轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点X轴坐标值相同，再沿Y轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点Y轴坐标值相同，具体可以参照图3所示，阴影部分为安全区域，图示中实线箭头方向表示以Z1点为参照系，即假设工件不动，Z2点的运动路径，因此在实际控制操作时，以所述实线箭头返方向移动工件即可；否则，当前冲孔模具正投影中心点Y轴坐标值是大于或等于所述安全区域的最大Y轴坐标值，如图4所示，此时直接沿X轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点X轴坐标值相同，再沿Y轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点Y轴坐标值相同，这样就保证了工件在移动过程中不经过所述冲孔模具正投影范围。

步骤S208、当工件上的目标冲孔移动到所述冲孔模具的正下方时，控制所述冲孔模具完成冲孔动作。

本实施例在实施例一的基础上给出了一种具体判断冲孔模具的正投影中心是否经过所述安全区域的方法，以及当冲孔模具的正投影中心经过所述安全区域时如何调整路径的，显然这仅仅是一种调整方法，本发明包括但不限于此。

实施例三：

图5示出了本发明第三实施例提供的防碰撞冲孔方法的流程，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的防碰撞冲孔方法包括下述步骤：

步骤S501、以工件所在平面建立坐标系，获取固定装置所在的安全区域的坐标范围；

步骤S502、获取目标冲孔以及冲孔模具正投影的中心点坐标值，判断所述预设路径是否经过所述安全区域的坐标范围；

步骤S503、判断否时，控制工件按照预设路径移动。

上述步骤与实施例二中步骤S201-S203相同，此处不再赘述。

步骤S504、判断是时，按照预定路径移动工件，当发现所述冲孔模具的正投影中心点落于所述安全区域的坐标范围时，控制工件沿Y轴方向或X轴方向移动一定距离，使得冲孔模具的正投影中心点离开所述安全区域的坐标范围。

本实施例中，同样是以固定装置在初始位置的底线为X轴，并经过定位装置建立Y轴，建立坐标系，具体操作时，首先按照预定移动工件，在移动过程中检测所述冲孔模具的正投影中心点与所述安全区域的坐标范围的位置关系，在移动过程中安全区域的坐标范围不断改变，当发现所述冲孔模具的正投影中心点落于所述安全区域的坐标范围时，控制工件沿Y轴方向或X轴方向移动一定距离，使得冲孔模具的正投影中心点离开所述安全区域的坐标范围，分别参照图6和图7所示，阴影部分为安全区域，图示中实线箭头方向表示以Z1点为参照系，即假设工件不动，Z2点的运动路径，因此在实际控制操作时，以所述实线箭头返方向移动工件即可。作为优选的，当发现所述冲孔模具的正投影中心点落于所述安全区域的坐标范围时，发出报警。

步骤S505、当当前冲孔模具的正投影中心点的Y轴坐标值大于所述安全区域的最大Y轴坐标值时，沿X轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点X轴坐标值相同，再沿Y轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点Y轴坐标值相同。

如图6所示，当前冲孔模具的正投影中心点的Y轴坐标值大于所述安全区域的最大Y轴坐标值，此时沿X轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点X轴坐标值相同，再沿Y轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点Y轴坐标值相同。

步骤S506、当当前冲孔模具的正投影中心点的Y轴坐标值小于所述安全区域的最大Y轴坐标值时，沿Y轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点Y轴坐标值相同，再沿X轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点X轴坐标值相同。

如图7所示，当前冲孔模具的正投影中心点的Y轴坐标值小于所述安全区域的最大Y轴坐标值，此时沿Y轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点Y轴坐标值相同，再沿X轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点X轴坐标值相同。

步骤S507、当工件上的目标冲孔移动到所述冲孔模具的正下方时，控制所述冲孔模具完成冲孔动作。

本实施例给出了当冲孔模具的正投影经过所述安全区域时，另一种路径调整方法，显然这也仅仅是一种调整方法，本发明包括但不限于此。

实施例四：

图8示出了本发明实施例提供的防碰撞冲孔装置的结构，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的防碰撞冲孔装置包括：

安全区域范围获取单元801，用于设置固定装置所在区域为安全区域，并获取所述安全区域的具体范围；

路径判断单元802，用于按照预设路径判断所述冲孔模具的正投影中心是否经过所述安全区域；

工件控制单元803，用于在路径判断单元判断否时，控制工件按照预设路径移动，以及用于在路径判断单元判断是时，按照预定规则改变移动路径，使得所述安全区域能够避开所述冲孔模具的正投影范中心，并按照所述改变后的移动路径控制工件移动；

冲孔控制单元804，用于当工件上的目标冲孔移动到所述冲孔模具的正下方时，控制所述冲孔模具完成冲孔动作。

本实施例提供的功能单元可以实现实施例一所述的各个步骤，同样经过进一步细化，亦可实现实施例二或实施例三所述的各个步骤，本质来讲，本装置位于用于控制固定装置以及冲孔模具的控制终端内，来完成路径判断、通过移动固定装置来移动工件，以及控制冲孔模具完成冲孔动作。本实施例与现有技术相比，可以自动完成路径判断，实现控制固定装置自动避让冲孔模具，避免了固定装置与冲孔模具碰撞的情况，减少不必要的损失，提高了机器工作效率，避免了人工急停机器，重新设置工件路径的动作。

实施例五：

图9示出了本发明实施例提供的冲孔控制系统的结构，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的冲孔控制系统包括冲孔模具1、用于紧紧夹持工件a的固定装置2，以及承载固定装置2移动的基座3，所述系统还包括用于控制固定装置2以及冲孔模具1的控制终端4，所述控制终端4包括如实施例四所述的防碰撞冲孔装置。图示中，S区域为安全区域范围，Z1为目标冲孔的中心点，Z2为冲孔模具正投影的中心点。进一步作为优选的实施方式，所述系统还包括位于所述基座3上的定位装置5，与所述控制终端4连接的报警器6，所述定位装置5用于定位工件的初始位置，所述报警器6用于在控制终端当发现所述冲孔模具的正投影中心点落于所述安全区域的坐标范围时，发出报警。本实施例提供的控制终端4通过计算发现所述安全区域经过冲孔模具的正投影范围时，自动改变工件的移动路径，通过控制固定装置移动，保证安全区域不经过冲孔模具的正投影范围，这样，避免了固定装置与冲孔模具碰撞的情况，减少不必要的损失。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防碰撞冲孔方法，其特征在于，所述方法包括：

设置固定装置所在区域为安全区域，并获取所述安全区域的具体范围；

按照预设路径判断所述冲孔模具的正投影中心是否经过所述安全区域；

判断否时，控制工件按照预设路径移动；

判断是时，按照预定规则改变移动路径，使得所述安全区域能够避开所述冲孔模具的正投影中心，并按照所述改变后的移动路径控制工件移动；

当工件上的目标冲孔移动到所述冲孔模具的正下方时，控制所述冲孔模具完成冲孔动作。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述设置固定装置所在区域为安全区域，并获取所述安全区域的具体范围步骤，具体包括：

以工件所在平面建立坐标系，获取固定装置所在的安全区域的坐标范围。

3.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述按照预设路径判断所述冲孔模具的正投影中心是否经过所述安全区域步骤，具体包括：

获取目标冲孔以及冲孔模具正投影的中心点坐标值，判断所述预设路径是否经过所述安全区域的坐标范围。

4.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述判断是时，按照预定规则改变移动路径，使得所述安全区域能够避开所述冲孔模具的正投影中心，并按照所述改变后的移动路径控制工件移动步骤，具体包括：

判断所述冲孔模具正投影中心点Y轴坐标值是否小于所述安全区域的最大Y轴坐标值；

判断是时，沿Y轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影中心点Y轴坐标值不小于所述安全区域的最大Y轴坐标值，然后沿X轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点X轴坐标值相同，再沿Y轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点Y轴坐标值相同；

判断否时，直接沿X轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点X轴坐标值相同，再沿Y轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点Y轴坐标值相同。

5.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述判断是时，按照预定规则改变移动路径，使得所述安全区域能够避开所述冲孔模具的正投影中心，并按照所述改变后的移动路径控制工件移动步骤，具体包括：

按照预定路径移动工件，当发现所述冲孔模具的正投影中心点落于所述安全区域的坐标范围时，控制工件沿Y轴方向或X轴方向移动一定距离，使得冲孔模具的正投影中心点离开所述安全区域的坐标范围；

当当前冲孔模具的正投影中心点的Y轴坐标值大于所述安全区域的最大Y轴坐标值时，沿X轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点X轴坐标值相同，再沿Y轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点Y轴坐标值相同；

当当前冲孔模具的正投影中心点的Y轴坐标值小于所述安全区域的最大Y轴坐标值时，沿Y轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点Y轴坐标值相同，再沿X轴方向移动工件，直至冲孔模具正投影与目标冲孔的中心点X轴坐标值相同。

6.如权利要求5所述方法，其特征在于，当发现所述冲孔模具的正投影中心点落于所述安全区域的坐标范围时，发出报警。

7.一种防碰撞冲孔装置，其特征在于，所述装置包括：

安全区域范围获取单元，用于设置固定装置所在区域为安全区域，并获取所述安全区域的具体范围；

路径判断单元，用于按照预设路径判断所述冲孔模具的正投影中心是否经过所述安全区域；

工件控制单元，用于在路径判断单元判断否时，控制工件按照预设路径移动，以及用于在路径判断单元判断是时，按照预定规则改变移动路径，使得所述安全区域能够避开所述冲孔模具的正投影中心，并按照所述改变后的移动路径控制工件移动；

冲孔控制单元，用于当工件上的目标冲孔移动到所述冲孔模具的正下方时，控制所述冲孔模具完成冲孔动作。

8.一种冲孔控制系统，包括冲孔模具(1)、用于紧紧夹持工件的固定装置(2)，以及承载固定装置(2)移动的基座(3)，其特征在于，所述系统还包括用于控制固定装置(2)以及冲孔模具(1)的控制终端(4)，所述控制终端(4)包括如权利要求7所述的防碰撞冲孔装置。

9.如权利要求8所述系统，其特征在于，所述系统还包括位于所述基座(3)上的定位装置(5)。

10.如权利要求9所述系统，其特征在于，所述系统还包括与所述控制终端(4)连接的报警器(6)。