CN103286634A - 数控机床工装及工件匹配检验系统及加工控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数控机床工装及工件匹配检验系统及加工控制方法，其数控机床每当启动加工时，并不是直接正常地启动加工并进入加工控制操作，而是由匹配检验系统对数控机床加工所用的工装及工件以及数控机床设置的加工工艺参数和加工控制程序进行匹配检验，根据匹配检验结果来干预控制数控机床是否正常启动加工，更为有效的杜绝了数控机床加工中因工装、工件安装错误或者因加工工艺参数、加工控制程序与所需加工任务不相匹配而导致的经济损失和加工事故，确保了数控机床加工操作的安全性，还能够实现对匹配检验结果信息的记录和存储，为企业实现数控机床加工生产过程信息的实时监控、加工任务优化调度等信息化管理提供了基础数据。

Description

数控机床工装及工件匹配检验系统及加工控制方法

技术领域

本发明涉及机械制造自动化技术领域，属于加工过程监测及控制技术，尤其涉及一种数控机床工装及工件匹配检验系统及加工控制方法。

背景技术

在快节奏、小批量、多任务的数控机床加工过程中，其频繁变化的加工任务所对应的工装及工件种类繁多，而且同一台数控机床所使用的各种工装、工件之间具有较大的相似性。工装，即是指数控机床加工过程中可能用到的各种加工工具的总称，包括刀具、夹具、模具、量具、检具、辅具、钳工工具、工位器具等；工件，即是指数控机床加工过程中的加工对象，其可以是单个零件，也可以是固定在一起的几个零件的组合体。如果安装的工装、工件或数控机床设定的加工工艺参数、加工控制程序与数控机床的加工任务不相匹配，将导致加工产品错误、工件消耗量增加、加工任务不能按时完成等问题，而且可能对工装甚至数控机床造成严重的损伤，造成大量的经济损失，甚至还可能对数控机床操作人员的安全造成威胁。因此数控机床加工前对加工任务及其工装、工件、加工工艺参数、加工控制程序的查验、审核工作非常重要。目前这些查验、审核操作大多由操作人员人工完成，但是由于操作人员重视程度不足、加工任务量大、加工任务繁琐且更替频繁等原因，导致数控机床加工前的加工任务及其工装、工件、加工工艺参数、加工控制程序的查验、审核工作较容易被操作人员忽略，时常出现人工漏检的情况，使得数控机床实际加工应用中因工装及工件匹配安装错误或加工工艺参数、加工控制程序设定出错而导致的数控机床加工事故或加工产品质量问题的情况屡有发生。

为了减少上述问题的发生，需要进一步地提升对数控机床监控的自动化程度。目前，对数控机床工装、工件识别技术已有研究。如专利CN201010573440.8针对聚晶金刚石刀具设计了一种射频识别管理系统，该系统通过在夹具附近安装的射频识别天线对刀具上贴的标签进行刀具信息读取，实现了刀具识别；专利CN200910219058.4公开了一种刀具条码辅助识读装置，专利CN201120135836.4公开了一种夹具型号识别装置，二者都是通过识别器读取工装（刀具或夹具）上的型号标识，实现对工装的识别。而且，这些工装、工件的标识识别功能也已经被成功的集成到数控机床中。文献“基于RFID的高速数控机床用工具识别系统的设计与实现”（杨志杰，江苏大学，硕士学位论文，2011年6月）公开了工装、工件标识识别在数控机床中集成的实现方案，虽然文中着重描述了基于射频识别（Radio Frequency IDentification，即RFID）技术的工装及工件标识识别功能在数控机床中的集成方案，但对于条码识别技术、直接零件标识（Direct Part Marking，即DPM）识别技术的工装及工件标识识别功能在数控机床中的集成可实现性也进行了大量陈述。这些现有技术，使得市面上具备工装及工件标识识别功能的数控机床产品已屡见不鲜，应用也比较广泛。

目前数控机床的工装及工件标识识别功能都主要应用于数控机床对加工所用工装、工件信息的自动化记录，减少了人工逐一录入工装、工件信息的麻烦。然而，对于数控机床加工所用工装、工件是否与加工任务的加工工艺参数、加工控制程序相匹配的问题，还是需要依赖操作人员进行人工查验，因此人工漏检的情况依然难以避免，缺乏有效的技术保证来解决数控机床实际加工应用中存在的工装或工件匹配安装错误发现滞后、造成经济损失和安全隐患等问题，由此导致的数控机床加工事故或加工产品质量问题依然存在。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的是，为了解决数控机床加工前工装及工件与加工任务、加工工艺等信息匹配问题，提出了一种数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法，通过匹配检验系统对数控机床的启动加工操作进行干预控制，以减少或避免因工装或工件匹配安装错误、工艺文件或数控程序下发出错而导致的数控机床加工事故或质量问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术手段：

数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法，构建匹配检验系统与具备工装及工件标识识别功能的数控机床进行联机控制；每当数控机床启动加工时，先向匹配检验系统发出启动加工请求，由匹配检验系统获取数控机床识别的工装及工件的标识信息并提取数控机床设置的加工工艺参数和加工控制程序进行匹配检验，以检验数控机床所用工装、工件以及所设置的加工工艺参数和加工控制程序是否与加工任务相匹配；若确认匹配无误，由匹配检验系统控制数控机床正常启动加工，否则匹配检验系统控制数控机床取消加工启动操作，并进行匹配错误报警提示。

上述的数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法中，具体而言，所述匹配检验系统中预先根据数控机床各项加工生产任务的要求建立有匹配数据库，所述匹配数据库记录有数控机床各项加工生产任务各自对应的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识；该方法具体包括如下步骤：

1）当数控机床启动加工时，向匹配检验系统发出启动加工请求；所述启动加工请求中记录有数控机床当前启动加工的加工生产任务标识；

2）匹配检验系统接收到来自数控机床的启动加工请求，从匹配数据库中调取启动加工请求中的加工生产任务标识相应的加工生产任务对应的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识作为匹配基准信息项；

3）匹配检验系统控制数控机床采集工装标识和工件标识，并提取数控机床采集的工装标识和工件标识以及数控机床当前设置的加工工艺参数和加工控制程序标识作为匹配对象信息项；

4）匹配检验系统将匹配对象信息项的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识与匹配基准信息项的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识逐一对应地进行对比匹配；若匹配对象信息项与匹配基准信息项对应匹配完全一致，匹配检验系统则确认匹配无误，控制数控机床正常启动加工；否则，匹配检验系统控制数控机床取消加工启动操作，并针对匹配对象信息项与匹配基准信息项的对比匹配结果进行匹配错误报警提示。

上述的数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法中，作为进一步改进方案，所述步骤2中，匹配检验系统还对当前接收到的启动加工请求中记录的加工生产任务标识进行缓存；所述步骤3中，匹配检验系统还对当前提取到的匹配对象信息项进行缓存。

上述的数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法中，作为进一步改进方案，所述步骤2和步骤3之间，还包括如下步骤：

2a）匹配检验系统判断当前接收到的启动加工请求中记录的加工生产任务标识与对数控机床前一次发出的启动加工请求进行处理时所缓存的加工生产任务标识是否一致；若一致，则继续执行步骤3a；若不一致，则跳转执行步骤3；

3a）匹配检验系统通过读取数控机床的工装夹持装置和工件夹持装置在前一次发出启动加工请求后的操作记录来判断安装件是否更换；若数控机床的工装夹持装置或工件夹持装置在前一次发出启动加工请求后进行过松弛操作，匹配检验系统则判定安装件已更换，继续执行步骤3；若数控机床的工装夹持装置和工件夹持装置在前一次发出启动加工请求后均未进行过松弛操作，匹配检验系统则判定安装件未更换，跳过步骤3，直接调取匹配检验系统在对数控机床前一次发出的启动加工请求进行处理时所缓存的匹配对象信息项，执行步骤4。

上述的数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法中，作为进一步改进方案，所述步骤4之后，还包括如下步骤：

5）匹配检验系统将步骤4中进行匹配检验的匹配对象信息项、匹配基准信息项以及匹配检验结果作为匹配检验记录加以存储，以备匹配检验记录的查询。

相应地，本发明还提供了匹配检验系统方案，为此本发明采用了如下技术手段：

一种匹配检验系统，用于与具备工装及工件标识识别功能的数控机床进行联机控制，以检验数控机床所用工装、工件以及所设置的加工工艺参数和加工控制程序是否与加工任务相匹配，并实现如权利要求1所述的数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法；该匹配检验系统包括：

匹配数据存储模块，用于存储匹配数据库，所述匹配数据库记录有数控机床各项加工生产任务各自对应的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识；

匹配基准处理模块，与匹配数据存储模块建立数据连接，并与所述数控机床进行联机通信，用于接收数控机床启动加工时所发出的启动加工请求，并从匹配数据库中调取启动加工请求中的加工生产任务标识相应的加工生产任务对应的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识作为匹配基准信息项；

匹配对象处理模块，与所述数控机床进行联机通信，用于控制数控机床采集工装标识和工件标识，并提取数控机床采集的工装标识和工件标识以及数控机床当前设置的加工工艺参数和加工控制程序标识作为匹配对象信息项；

匹配检验处理模块，分别与匹配基准处理模块和匹配对象处理模块建立数据连接，并与所述数控机床进行联机通信，用于分别读取匹配基准处理模块提取的匹配基准信息项和匹配对象处理模块提取的匹配对象信息项，将匹配对象信息项的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识与匹配基准信息项的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识逐一对应地进行对比匹配；若匹配对象信息项与匹配基准信息项对应匹配完全一致，匹配检验系统则确认匹配无误，控制数控机床正常启动加工；否则，匹配检验系统控制数控机床取消加工启动操作，并针对匹配对象信息项与匹配基准信息项的对比匹配结果进行匹配错误报警提示。

上述的匹配检验系统中，作为进一步改进方案，还包括：

信息缓存模块，分别与匹配基准处理模块和匹配对象处理模块建立数据连接，用于将匹配基准处理模块每次接收到的启动加工请求中记录的加工生产任务标识进行缓存，并将匹配对象处理模块每次提取到的匹配对象信息项进行缓存。

上述的匹配检验系统中，作为进一步改进方案，还包括： 

任务更改判断模块，分别与信息缓存模块、匹配基准处理模块和匹配对象处理模块建立数据连接，用于判断匹配基准处理模块当前接收到的启动加工请求中记录的加工生产任务标识与对数控机床前一次发出的启动加工请求进行处理时所缓存的加工生产任务标识是否一致；若一致，则通知安装件更换判断模块进行安装件更换判断操作；若不一致，则通知匹配对象处理模块重新提取匹配对象信息项。

安装件更换判断模块，分别与信息缓存模块、任务更改判断模块、匹配对象处理模块和匹配检验处理模块建立数据连接，并与所述数控机床进行联机通信，用于在被通知进行安装件更换判断操作时，通过读取数控机床的工装夹持装置和工件夹持装置在前一次发出启动加工请求后的操作记录来判断安装件是否更换；若数控机床的工装夹持装置或工件夹持装置在前一次发出启动加工请求后进行过松弛操作，则判定安装件已更换，通知匹配对象处理模块重新提取匹配对象信息项；若数控机床的工装夹持装置和工件夹持装置在前一次发出启动加工请求后均未进行过松弛操作，则中止匹配对象处理模块提取匹配对象信息项的操作，直接调取信息缓存模块在对数控机床前一次发出的启动加工请求进行处理时所缓存的匹配对象信息项发送给匹配检验处理模块进行匹配检验操作。

上述的匹配检验系统中，作为进一步改进方案，还包括：

检验记录存储模块，与匹配检验处理模块建立数据连接，用于将匹配检验处理模块每次进行匹配检验的匹配对象信息项、匹配基准信息项以及匹配检验结果作为匹配检验记录加以存储，以备匹配检验记录的查询。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、采用本发明数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法，数控机床每当启动加工时，并不是直接正常地启动加工并进入加工控制操作，而是由匹配检验系统对数控机床加工所用的工装及工件以及数控机床设置的加工工艺参数和加工控制程序进行匹配检验，根据匹配检验结果来干预控制数控机床是否正常启动加工，更为有效的杜绝了数控机床加工中因工装、工件安装错误或者因加工工艺参数、加工控制程序与所需加工任务不相匹配而导致的经济损失和加工事故，确保了数控机床加工操作的安全性。

2、本发明数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法，还可以针对数控机床更换工装和工件而反复执行同一项加工任务的情况，在匹配检验过程中跳过数控机床对工装、工件标识的读取操作环节，直接根据此前获取的信息进行匹配检验，这样不仅可以保证匹配检验信息的正确性，还大大降低了数控机床在未更换工装和工件的情况下反复执行同一项加工任务过程中对其通过匹配检验进行启动加工控制的操作耗时和复杂度，在确保数控机床加工操作安全性的同时，提高了数控机床针对同一加工任务进行反复加工操作的工作效率。

3、本发明数控机床加工控制方法中的匹配检验系统，还能够实现对匹配检验结果信息的记录和存储，为企业实现数控机床加工生产过程信息的实时监控、加工任务优化调度等信息化管理提供了基础数据。

附图说明

图1为本发明实施例一中匹配检验系统的构架框图。

图2为本发明实施例一中数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法的流程图。

图3为本发明实施例二中匹配检验系统的构架框图。

图4为本发明实施例二中数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法的流程图。

图5为本发明在实施例一所述匹配检验系统的基础上增设检验记录存储模块的匹配检验系统构架框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

本发明提供了一种数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法。该控制方法通过构建匹配检验系统与具备工装及工件标识识别功能的数控机床进行联机控制，以对数控机床的启动加工操作进行干预；每当数控机床启动加工时，先向匹配检验系统发出启动加工请求，由匹配检验系统获取数控机床识别的工装及工件的标识信息并提取数控机床设置的加工工艺参数和加工控制程序进行匹配检验，以检验数控机床所用工装、工件以及所设置的加工工艺参数和加工控制程序是否与加工任务相匹配；若确认匹配无误，由匹配检验系统控制数控机床正常启动加工，否则匹配检验系统控制数控机床取消加工启动操作，并进行匹配错误报警提示。由此，采用本发明数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法，数控机床每当启动加工时，并不是直接正常地启动加工并进入加工控制操作，而是由匹配检验系统对数控机床加工所用的工装及工件以及数控机床设置的加工工艺参数和加工控制程序进行匹配检验，根据匹配检验结果来干预控制数控机床是否正常启动加工，更为有效的杜绝了数控机床加工中因工装、工件安装错误或者因加工工艺参数、加工控制程序与所需加工任务不相匹配而导致的经济损失和加工事故，确保了数控机床加工操作的安全性。

本发明的数控机床加工控制方法中，需要构建匹配检验系统，用于与具备工装及工件标识识别功能的数控机床进行联机控制。而匹配检验系统的具体构建方式可以是多样的，可以是基于硬件设备加以构建，也可以是基于计算机系统平台或其它可编程设备平台通过逻辑编程加以构建。本领域技术人员可以根据其具备和熟悉的技术知识，选择相适宜的方式构建匹配检验系统，只要确保所构建的匹配检验系统能够获取数控机床识别的工装及工件的标识信息并提取数控机床设置的加工工艺参数和加工控制程序，以检验数控机床所用工装、工件以及所设置的加工工艺参数和加工控制程序是否与加工任务相匹配，并能够根据匹配检验结果控制数控机床的启动加工操作即可。

下面通过实施例来对本发明数控机床工装及工件匹配检验系统及加工控制方法做进一步详细说明。

实施例一：

本实施例利用本发明数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法，以重庆机床（集团）有限公司生产的型号为YS3120CNC6的数控高速滚齿机作为控制对象数控机床，进行对该数控机床的启动加工进行控制。重庆机床（集团）有限公司生产的型号为YS3120CNC6的六轴控制、四轴联动数控高速滚齿机，采用西门子（SIEMENS）840D数字控制系统，其各运动轴均由独立交流伺服电机驱动，用电子齿轮箱控制分度运动、差动补偿实现展成法加工，适用于圆柱直齿轮，斜齿轮（轴齿轮、盘齿轮），蜗轮，小锥度齿轮，鼓形齿轮，花键，不同模数、螺旋角大小及方向的双联或多联齿轮，单分度、铣齿或铣槽等多种齿形加工，并且能够利用其数控系统对其加工过程中的各种控制操作加以记录。本实施例在采用型号为YS3120CNC6的数控机床的同时还对其进行了工装及工件标识识别功能的集成化改造，用以帮助实现对工装、工件的匹配检验；首先针对该数控机床所用的工装和工件设计各自对应的标识，其中，对工装中的刀具增设二维码作为标识，对工装中的刀具连接杆和夹具等增设RFID电子标签作为标识，而对于工件直接通过测量其大小尺寸以作为识别的标识；另一方面，在型号为YS3120CNC6的数控高速滚齿机的工装、工件安装位置上也增设了相应的标识识别装置，其中，在工装中的刀具安装位置处增设了二维码扫描枪与数控机床联机，用以识别刀具的二维码标识信息，在刀具连接杆、夹具等工装的安装位置处增设了RFID读写器与数控机床联机，用以读取刀具连接杆夹具等工装上设置的RFID电子标签标识信息，而在工件安装位置处增设了数显卡尺，用以测量工件的长度、外径等大小尺寸参数以作为其标识信息。数控机床上设置的这些标识识别装置所读取到的工装、工件标识信息均传输给数控机床的数控系统加以记录，使得本实施例中所构建的匹配检测系统能够通过与数控机床联机而获取到这些工装、工件的标识信息。本实施例为了使得该型号为YS3120CNC6的数控高速滚齿机能够更自动化的完成工件、工装标识识别操作，还可以在该数控机床的数控系统中增加工件及工装标识识别功能相应的自动操作控制程序；例如，增加刀具转动操作和二维码扫描枪扫描操作的控制程序，以读取刀具上的二维码标识信息，或者增加RFID读写器自动进行读写操作的控制程序，以读取刀具连接杆、夹具等工装的RFID电子标签标识信息，等等。当然，在实际应用过程中，针对数控机床增加该工件及工装标识识别功能的自动操作控制程序并不是必须的，直接通过手动操作相应标识识别装置来采集工装、工件的标识信息再录入至数控机床的数控系统中也是可以的，只是这样会使得数控机床的工装及工件标识识别功能的自动化程度降低，操作起来较麻烦一些，但并不影响本发明整体方案的实现。

与此同时，为了实现对数控机床的加工控制，还需要构建匹配检验系统与上述具备工装及工件标识识别功能的数控机床进行联机控制。本实施例采用了一种基于可编程设备平台通过逻辑编程而构建实现的匹配检验系统方案。实际应用中所采用的可编程设备平台，可以是PC计算机、笔记本电脑或平板电脑等计算机系统平台，也可以是针对数控机床而开发专用的具备逻辑运算处理能力的可编程系统平台，只要确保通过编程构建的匹配检验系统能够在该可编程设备平台上正常运行，并且该可编程设备平台具备相应的通信数据接口用以与数控机床进行联机控制即可。本实施例中匹配检验系统的构架如图1所示，主要包括有匹配数据存储模块、匹配基准处理模块、匹配对象处理模块和匹配检验处理模块。匹配数据存储模块用于存储匹配数据库，该匹配数据库记录有数控机床各项加工生产任务各自对应的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识。匹配基准处理模块与匹配数据存储模块建立数据连接，并与所述数控机床进行联机通信，用于接收数控机床启动加工时所发出的启动加工请求，并从匹配数据库中调取启动加工请求中的加工生产任务标识相应的加工生产任务对应的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识作为匹配基准信息项。匹配对象处理模块与所述数控机床进行联机通信，用于控制数控机床采集工装标识和工件标识，并提取数控机床采集的工装标识和工件标识以及数控机床当前设置的加工工艺参数和加工控制程序标识作为匹配对象信息项。匹配检验处理模块分别与匹配基准处理模块和匹配对象处理模块建立数据连接，并与所述数控机床进行联机通信，用于分别读取匹配基准处理模块提取的匹配基准信息项和匹配对象处理模块提取的匹配对象信息项，将匹配对象信息项的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识与匹配基准信息项的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识逐一对应地进行对比匹配；这里所述的逐一对应地进行对比匹配，是指将匹配对象信息项的工装标识与匹配基准信息项的工装标识进行对比匹配、将匹配对象信息项的工件标识与匹配基准信息项的工件标识进行对比匹配、将匹配对象信息项的加工工艺参数与匹配基准信息项的加工工艺参数进行对比匹配、将匹配对象信息项的加工控制程序标识与匹配基准信息项的加工控制程序标识进行对比匹配；若匹配对象信息项与匹配基准信息项对应匹配完全一致，匹配检验系统则确认匹配无误，控制数控机床正常启动加工；这里所述的对应匹配完全一致，是指匹配对象信息项的工装标识与匹配基准信息项的工装标识匹配一致、匹配对象信息项的工件标识与匹配基准信息项的工件标识匹配一致、匹配对象信息项的加工工艺参数与匹配基准信息项的加工工艺参数匹配一致、同时匹配对象信息项的加工控制程序标识与匹配基准信息项的加工控制程序标识也匹配一致；否则，匹配检验系统控制数控机床取消加工启动操作，并针对匹配对象信息项与匹配基准信息项的对比匹配结果进行匹配错误报警提示；这里的匹配错误报警提示方式可以采用现有技术中常用的报警信息提示方式，例如可以是语音报警提示、可以是相应警示灯的灯光报警提示，也可以是显示屏信息报警提示等；采用不同的报警信息提示方式则需要设置相应的报警提示装置，例如采用语音报警提示方式应当设置语音报警装置并录入不同匹配错误情况所对应的报警语音供调用播放，采用灯光报警提示方式应当针对不同的匹配错误情况设置相应的警示灯电路，采用显示屏信息报警提示方式则应当设置报警信息显示装置并编辑不同匹配错误情况所对应的报警提示语供调用显示。

在本实施例中，由匹配检验系统与数控机床进行联机，实现对数控机床的加工控制，其流程如图2所示，具体包括以下步骤：

S11）当数控机床启动加工时，向匹配检验系统发出启动加工请求；所述启动加工请求中记录有数控机床当前启动加工的加工生产任务标识；

S12）匹配检验系统接收到来自数控机床的启动加工请求，从匹配数据库中调取启动加工请求中的加工生产任务标识相应的加工生产任务对应的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识作为匹配基准信息项；

S13）匹配检验系统控制数控机床采集工装标识和工件标识，并提取数控机床采集的工装标识和工件标识以及数控机床当前设置的加工工艺参数和加工控制程序标识作为匹配对象信息项；

S14）匹配检验系统将匹配对象信息项的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识与匹配基准信息项的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识逐一对应地进行对比匹配；若匹配对象信息项与匹配基准信息项对应匹配完全一致，匹配检验系统则确认匹配无误，控制数控机床正常启动加工；否则，匹配检验系统控制数控机床取消加工启动操作，并针对匹配对象信息项与匹配基准信息项的对比匹配结果进行匹配错误报警提示。

通过本发明实施例上对型号为YS3120CNC6的数控机床的启动加工控制流程可以看到，在本发明数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法中，数控机床每当启动加工时，并不是直接正常地启动加工并进入加工控制操作，而是由匹配检验系统对数控机床加工所用的工装及工件以及数控机床设置的加工工艺参数和加工控制程序进行匹配检验（如步骤S12至S14所述），以检验数控机床所用工装、工件以及所设置的加工工艺参数和加工控制程序是否与加工任务相匹配，并根据匹配检验结果来干预控制数控机床是否正常启动加工，更为有效的杜绝了数控机床加工中因工装、工件安装错误或者因加工工艺参数、加工控制程序与所需加工任务不相匹配而导致的经济损失和加工事故，确保了数控机床加工操作的安全性。

实施例二：

本实施例是以实施例一为基础而提出的一种优化方案。本实施例为控制对象的数控机床依然是实施例一中经过工装及工件标识识别功能集成化改造的型号为YS3120CNC6的数控高速滚齿机，并且同样基于可编程设备平台通过逻辑编程而构建匹配检验系统；但与实施例一不同之处在于，本实施例基于可编程设备平台构建的匹配检验系统不仅包括有如实施例一所述的匹配数据存储模块、匹配基准处理模块、匹配对象处理模块和匹配检验处理模块，还进一步增设了信息缓存模块、任务更改判断模块和安装件更换判断模块，其系统构架如图3所示。该匹配检验系统中，匹配数据存储模块、匹配基准处理模块、匹配对象处理模块和匹配检验处理模块之间的数据连接传递关系如实施例一所述。而匹配检验系统中的信息缓存模块则分别与匹配基准处理模块和匹配对象处理模块建立数据连接，用于将匹配基准处理模块每次接收到的启动加工请求中记录的加工生产任务标识进行缓存，并将匹配对象处理模块每次提取到的匹配对象信息项进行缓存。匹配检验系统中的任务更改判断模块则分别与信息缓存模块、匹配基准处理模块和匹配对象处理模块建立数据连接，用于判断匹配基准处理模块当前接收到的启动加工请求中记录的加工生产任务标识与对数控机床前一次发出的启动加工请求进行处理时所缓存的加工生产任务标识是否一致；若一致，则通知安装件更换判断模块进行安装件更换判断操作；若不一致，则通知匹配对象处理模块重新提取匹配对象信息项。安装件更换判断模块分别与信息缓存模块、任务更改判断模块、匹配对象处理模块和匹配检验处理模块建立数据连接，并与所述数控机床进行联机通信，用于在被通知进行安装件更换判断操作时，通过读取数控机床的工装夹持装置和工件夹持装置在前一次发出启动加工请求后的操作记录来判断安装件是否更换；若数控机床的工装夹持装置或工件夹持装置在前一次发出启动加工请求后进行过松弛操作，则判定安装件已更换，通知匹配对象处理模块重新提取匹配对象信息项；若数控机床的工装夹持装置和工件夹持装置在前一次发出启动加工请求后均未进行过松弛操作，则中止匹配对象处理模块提取匹配对象信息项的操作，直接调取信息缓存模块在对数控机床前一次发出的启动加工请求进行处理时所缓存的匹配对象信息项发送给匹配检验处理模块进行匹配检验操作。

本实施例的匹配检验系统与数控机床进行联机，实现对数控机床加工控制的流程如图4所示，具体包括以下步骤：

S21）当数控机床启动加工时，向匹配检验系统发出启动加工请求；所述启动加工请求中记录有数控机床当前启动加工的加工生产任务标识；

S22）匹配检验系统接收到来自数控机床的启动加工请求，从匹配数据库中调取启动加工请求中的加工生产任务标识相应的加工生产任务对应的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识作为匹配基准信息项，并对当前接收到的启动加工请求中记录的加工生产任务标识进行缓存；

S22a）匹配检验系统判断当前接收到的启动加工请求中记录的加工生产任务标识与对数控机床前一次发出的启动加工请求进行处理时所缓存的加工生产任务标识是否一致；若一致，则继续执行步骤S23a；若不一致，则跳转执行步骤S23；

S23a）匹配检验系统通过读取数控机床的工装夹持装置和工件夹持装置在前一次发出启动加工请求后的操作记录来判断安装件是否更换；若数控机床的工装夹持装置或工件夹持装置在前一次发出启动加工请求后进行过松弛操作，匹配检验系统则判定安装件已更换，继续执行步骤S23；若数控机床的工装夹持装置和工件夹持装置在前一次发出启动加工请求后均未进行过松弛操作，匹配检验系统则判定安装件未更换，跳过步骤S23，直接调取匹配检验系统在对数控机床前一次发出的启动加工请求进行处理时所缓存的匹配对象信息项，执行步骤S24。

S23）匹配检验系统控制数控机床采集工装标识和工件标识，并提取数控机床采集的工装标识和工件标识以及数控机床当前设置的加工工艺参数和加工控制程序标识作为匹配对象信息项，并对当前提取到的匹配对象信息项进行缓存；

S24）匹配检验系统将匹配对象信息项的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识与匹配基准信息项的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识逐一对应地进行对比匹配；若匹配对象信息项与匹配基准信息项对应匹配完全一致，匹配检验系统则确认匹配无误，控制数控机床正常启动加工；否则，匹配检验系统控制数控机床取消加工启动操作，并针对匹配对象信息项与匹配基准信息项的对比匹配结果进行匹配错误报警提示。

通过本发明实施例上对型号为YS3120CNC6的数控机床的启动加工控制流程可以看到，采用本实施例的数控机床加工控制方法对数控机床的启动加工操作加以控制，如果数控机床是在未更换工装和工件的情况下反复执行同一项加工任务（通常在数控机床反复执行同一项加工任务的过程中无需更换工装和工件，除非出现了工装磨损严重或工件损坏的情况），在匹配检验系统进行匹配检验操作的过程中会跳过数控机床对工装、工件标识的读取操作环节，直接根据此前获取的信息进行匹配检验，这样不仅可以保证匹配检验信息的正确性，还大大降低了数控机床在未更换工装和工件的情况下反复执行同一项加工任务过程中对其通过匹配检验进行启动加工控制的操作耗时和复杂度，在确保数控机床加工操作安全性的同时，提高了数控机床针对同一加工任务进行反复加工操作的工作效率。

作为进一步的优化方案，在本发明上述实施例一和实施例二所述数控机床加工控制方案的基础上，还可以在匹配检验系统中增设检验记录存储模块，与匹配检验处理模块建立数据连接，用于将匹配检验处理模块每次进行匹配检验的匹配对象信息项、匹配基准信息项以及匹配检验结果作为匹配检验记录加以存储，以备匹配检验记录的查询。其中，在实施例一所述匹配检验系统的基础上增设检验记录存储模块的匹配检验系统构架如图5所示；而由于实施例二所述匹配检验系统中相对于实施例一而增设的信息缓存模块、任务更改判断模块和安装件更换判断模块，均与检验记录存储模块没有直接的联系，因此匹配检验系统中是否增设信息缓存模块、任务更改判断模块和安装件更换判断模块，对于该优化方案的匹配检验系统中的检验记录存储模块而言不会产生实质性的影响。该优化方案中的匹配检验系统与数控机床进行联机实现对数控机床的加工控制过程中，在匹配检验系统按照前述流程进行匹配检验操作步骤（在实施例一中为步骤S14，在实施例二中为步骤S24）之后，进一步地将匹配检验操作步骤中进行匹配检验的匹配对象信息项、匹配基准信息项以及匹配检验结果作为匹配检验记录加以存储，以备匹配检验记录的查询。由此，能够为企业实现数控机床加工生产过程信息的实时监控、加工任务优化调度等信息化管理提供基础数据。

当然，如果仅从信息记录的自动化程度角度考虑，在上述实施例一所述的匹配检验系统中仅增设信息缓存模块也是一种优化方案，其可用于将匹配基准处理模块每次接收到的启动加工请求中记录的加工生产任务标识进行缓存，并将匹配对象处理模块每次提取到的匹配对象信息项进行缓存，以便于匹配系统中的其它模块或者数控机床的数控系统能够通过与信息缓存模块进行数据通信而获取到其缓存的信息数据，用以进行信息记录或者完成其它相关的信息调用功能。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法，其特征在于，构建匹配检验系统与具备工装及工件标识识别功能的数控机床进行联机控制；每当数控机床启动加工时，先向匹配检验系统发出启动加工请求，由匹配检验系统获取数控机床识别的工装及工件的标识信息并提取数控机床设置的加工工艺参数和加工控制程序进行匹配检验，以检验数控机床所用工装、工件以及所设置的加工工艺参数和加工控制程序是否与加工任务相匹配；若确认匹配无误，由匹配检验系统控制数控机床正常启动加工，否则匹配检验系统控制数控机床取消加工启动操作，并进行匹配错误报警提示。

2.根据权利要求1所述的数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法，其特征在于，所述匹配检验系统中预先根据数控机床各项加工生产任务的要求建立有匹配数据库，所述匹配数据库记录有数控机床各项加工生产任务各自对应的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识；该方法具体包括如下步骤：

1）当数控机床启动加工时，向匹配检验系统发出启动加工请求；所述启动加工请求中记录有数控机床当前启动加工的加工生产任务标识；

2）匹配检验系统接收到来自数控机床的启动加工请求，从匹配数据库中调取启动加工请求中的加工生产任务标识相应的加工生产任务对应的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识作为匹配基准信息项；

3）匹配检验系统控制数控机床采集工装标识和工件标识，并提取数控机床采集的工装标识和工件标识以及数控机床当前设置的加工工艺参数和加工控制程序标识作为匹配对象信息项；

4）匹配检验系统将匹配对象信息项的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识与匹配基准信息项的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识逐一对应地进行对比匹配；若匹配对象信息项与匹配基准信息项对应匹配完全一致，匹配检验系统则确认匹配无误，控制数控机床正常启动加工；否则，匹配检验系统控制数控机床取消加工启动操作，并针对匹配对象信息项与匹配基准信息项的对比匹配结果进行匹配错误报警提示。

3.根据权利要求2所述的数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法，其特征在于，所述步骤2中，匹配检验系统还对当前接收到的启动加工请求中记录的加工生产任务标识进行缓存；所述步骤3中，匹配检验系统还对当前提取到的匹配对象信息项进行缓存。

4.根据权利要求3所述的数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法，其特征在于，所述步骤2和步骤3之间，还包括如下步骤：

2a）匹配检验系统判断当前接收到的启动加工请求中记录的加工生产任务标识与对数控机床前一次发出的启动加工请求进行处理时所缓存的加工生产任务标识是否一致；若一致，则继续执行步骤3a；若不一致，则跳转执行步骤3；

3a）匹配检验系统通过读取数控机床的工装夹持装置和工件夹持装置在前一次发出启动加工请求后的操作记录来判断安装件是否更换；若数控机床的工装夹持装置或工件夹持装置在前一次发出启动加工请求后进行过松弛操作，匹配检验系统则判定安装件已更换，继续执行步骤3；若数控机床的工装夹持装置和工件夹持装置在前一次发出启动加工请求后均未进行过松弛操作，匹配检验系统则判定安装件未更换，跳过步骤3，直接调取匹配检验系统在对数控机床前一次发出的启动加工请求进行处理时所缓存的匹配对象信息项，执行步骤4。

5.根据权利要求2~4中任一项所述的数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法，其特征在于，所述步骤4之后，还包括如下步骤：

5）匹配检验系统将步骤4中进行匹配检验的匹配对象信息项、匹配基准信息项以及匹配检验结果作为匹配检验记录加以存储，以备匹配检验记录的查询。

6.一种匹配检验系统，其特征在于，用于与具备工装及工件标识识别功能的数控机床进行联机控制，以检验数控机床所用工装、工件以及所设置的加工工艺参数和加工控制程序是否与加工任务相匹配，并实现如权利要求1所述的数控机床工装及工件匹配检验加工控制方法；该匹配检验系统包括：

匹配数据存储模块，用于存储匹配数据库，所述匹配数据库记录有数控机床各项加工生产任务各自对应的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识；

匹配基准处理模块，与匹配数据存储模块建立数据连接，并与所述数控机床进行联机通信，用于接收数控机床启动加工时所发出的启动加工请求，并从匹配数据库中调取启动加工请求中的加工生产任务标识相应的加工生产任务对应的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识作为匹配基准信息项；

匹配对象处理模块，与所述数控机床进行联机通信，用于控制数控机床采集工装标识和工件标识，并提取数控机床采集的工装标识和工件标识以及数控机床当前设置的加工工艺参数和加工控制程序标识作为匹配对象信息项；

匹配检验处理模块，分别与匹配基准处理模块和匹配对象处理模块建立数据连接，并与所述数控机床进行联机通信，用于分别读取匹配基准处理模块提取的匹配基准信息项和匹配对象处理模块提取的匹配对象信息项，将匹配对象信息项的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识与匹配基准信息项的工装标识、工件标识、加工工艺参数和加工控制程序标识逐一对应地进行对比匹配；若匹配对象信息项与匹配基准信息项对应匹配完全一致，匹配检验系统则确认匹配无误，控制数控机床正常启动加工；否则，匹配检验系统控制数控机床取消加工启动操作，并针对匹配对象信息项与匹配基准信息项的对比匹配结果进行匹配错误报警提示。

7.根据权利要求6所述的匹配检验系统，其特征在于，还包括：

信息缓存模块，分别与匹配基准处理模块和匹配对象处理模块建立数据连接，用于将匹配基准处理模块每次接收到的启动加工请求中记录的加工生产任务标识进行缓存，并将匹配对象处理模块每次提取到的匹配对象信息项进行缓存。

8.根据权利要求7所述的匹配检验系统，其特征在于，还包括： 

任务更改判断模块，分别与信息缓存模块、匹配基准处理模块和匹配对象处理模块建立数据连接，用于判断匹配基准处理模块当前接收到的启动加工请求中记录的加工生产任务标识与对数控机床前一次发出的启动加工请求进行处理时所缓存的加工生产任务标识是否一致；若一致，则通知安装件更换判断模块进行安装件更换判断操作；若不一致，则通知匹配对象处理模块重新提取匹配对象信息项；

安装件更换判断模块，分别与信息缓存模块、任务更改判断模块、匹配对象处理模块和匹配检验处理模块建立数据连接，并与所述数控机床进行联机通信，用于在被通知进行安装件更换判断操作时，通过读取数控机床的工装夹持装置和工件夹持装置在前一次发出启动加工请求后的操作记录来判断安装件是否更换；若数控机床的工装夹持装置或工件夹持装置在前一次发出启动加工请求后进行过松弛操作，则判定安装件已更换，通知匹配对象处理模块重新提取匹配对象信息项；若数控机床的工装夹持装置和工件夹持装置在前一次发出启动加工请求后均未进行过松弛操作，则中止匹配对象处理模块提取匹配对象信息项的操作，直接调取信息缓存模块在对数控机床前一次发出的启动加工请求进行处理时所缓存的匹配对象信息项发送给匹配检验处理模块进行匹配检验操作。

9.根据权利要求6~8中任一项所述的匹配检验系统，其特征在于，还包括：

检验记录存储模块，与匹配检验处理模块建立数据连接，用于将匹配检验处理模块每次进行匹配检验的匹配对象信息项、匹配基准信息项以及匹配检验结果作为匹配检验记录加以存储，以备匹配检验记录的查询。

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