CN105537642B - 数控机床批量加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于自动机械臂和RFID射频技术的数控机床批量加工方法，所述方法包括：提供数控机床和多个工件，所述数控机床包括机床主体、第一机械臂、第二机械臂、RFID阅读器和控制系统，其中，所述机床主体包括工作台，所述工作台具有放置工件的工位，所述第一机械臂安装于所述工作台上，所述多个工件至少包括第一工件和第二工件，所述第一工件贴有第一RFID标签，所述第二工件贴有第二RFID标签。本发明所提供的数控机床批量加工方法可以实现对多个工件进行自动化批量加工。

Description

数控机床批量加工方法

技术领域

本发明涉及数控机床领域，尤其涉及一种数控机床批量加工方法。

背景技术

机械臂是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域迅速发展的一门新兴技术。

机械臂能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械臂越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。目前，机械臂已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械臂共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械臂的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。

综上所述，有效的应用机械臂，是发展机械工业的必然趋势。机械臂的意义可以简单概括如下：

1)可以提高生产过程中的自动化程度。应用机械臂有利于实线材料的传送、共建的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。

2)可以改善劳动条件，避免人身事故。在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用忍受直接操作时有危险或根本不可能的，应用机械臂即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，以机械臂代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。

3)可以减轻人力，并便于有节奏的生产。应用机械臂代替人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械臂可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都没用机械臂，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。

射频识别，RFID(Radio Frequency Identification)技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波(调成无线电频率的电磁场)。标签包含了电子存储的信息，数米之内都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。

许多行业都运用了射频识别技术。将标签附着在一辆正在生产中的汽车，厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。仓库可以追踪药品的所在。射频标签也可以附于牲畜与宠物上，方便对牲畜与宠物的积极识别(积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份)。射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入锁住的建筑部分，汽车上的射频应答器也可以用来征收收费路段与停车场的费用。

目前，在国内的机械制造行业中，机床的上下料大都是使用人工进行，生产效率低，人工成本高，工作人员的劳动强度大，产品的加工精度和质量不稳定易受工作人员操作能力的影响，而且在工作人员疲劳时，容易发生生产事故，威胁工作人员的身体健康。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种基于自动机械臂和RFID射频技术的数控机床批量加工方法，要解决的技术问题是可以实现对多个工件进行自动化批量加工。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案是：一种数控机床批量加工方法，所述方法包括如下步骤：

1)提供数控机床和多个工件，所述数控机床包括机床主体、第一机械臂、第二机械臂、RFID阅读器和控制系统，其中，所述机床主体包括工作台，所述工作台具有放置工件的工位，所述第一机械臂安装于所述工作台上，所述多个工件至少包括第一工件和第二工件，所述第一工件贴有第一RFID标签，所述第二工件贴有第二RFID标签；

2)加载第一加工程序和第二程序到所述数控机床；

3)启动数控机床，所述控制系统控制所述第一机械臂将所述第一工件放置于所述工位并保持对所述第一工件的夹持状态；

4)所述RFID阅读器读取所述第一RFID标签的信息并传递给控制系统，控制系统控制所述第二机械臂取下所述第一RFID标签；

5)控制系统控制所述机床主体按照所述第一加工程序加工所述第一工件；

6)所述控制系统控制所述第一机械臂使所述第一工件离开所述工位并释放所述第一工件；

7)所述控制系统控制所述第一机械臂将所述第二工件放置于所述工位并保持对所述第二工件的夹持状态；

8)所述RFID阅读器读取所述第二RFID标签的信息并传递给控制系统，控制系统控制所述第二机械臂取下所述第二RFID标签；

9)控制系统控制所述机床主体按照所述第二加工程序加工所述第二工件；

10)所述控制系统控制所述第一机械臂使所述第一工件离开所述工位并释放所述第二工件。

优选地，在所述步骤4)和步骤7)中，所述控制系统同时控制所述工作台及所述机械臂在水平方向上进行移动。

优选地，所述数控机床为钻床。

优选地，所述第一机械臂为圆柱坐标型机械臂，包括手部和臂部，所述臂部至少具有升降和旋转两个自由度。更优选地，所述第一机械臂的手部为气动夹爪。

优选地，所述第二机械臂为圆柱坐标型机械臂，包括手部和臂部，所述臂部至少具有升降、旋转、伸缩三个自由度。更优选地，所述第二机械臂的手部为气动夹爪。更优选地，所述RFID阅读器安装于所述气动夹爪的端部。更优选地，所述第一RFID标签和第二RFID标签通过磁性分别吸附在所述第一工件和第二工件的表面，所述第一RFID标签和第二RFID标签包括卡槽，所述第二机械臂的手部具有匹配所述卡槽的突起部。

优选地，所述第一工件和第二工件在加工前的形状相同。

本发明的有益效果为：提高了产品的加工效率，保证了产品加工的一致性，提高了产品的加工精度和质量，降低了工作人员的劳动强度，降低了人工成本，降低了工伤事故的发生率。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明所提供的数控机床的一种优选的具体实施方式的结构示意图；

图2是图1所示出的数控机床的机床主体的结构示意图；

图3是图1所示出的数控机床的第一机械臂示意图；

图4是图1所示出的数控机床所使用的工件架的结构示意图；

图5是图1所示出的数控机床的第二机械臂示意图；

图6是图1所示出的数控机床所使用的RFID标签结构示意图；

图7是图1所示出的数控机床的控制系统模块结构示意图。

图中：

机床主体1、第一机械臂2、第二机械臂3、工件架4、RFID标签5；

工作台1-1、工作台x轴电机1-2、工作台y轴电机1-3、机架1-4、主轴z向升降滑板1-5、主轴z向升降电机1-6、主轴1-7；

第一机械臂气动夹爪2-2、第一机械臂导向柱2-3、第一机械臂升降螺杆2-4、第一机械臂升降电机2-5、第一机械臂升降支架2-6、第一机械臂升降滑块2-7、第一机械臂旋转台2-8、第一机械臂底板2-9、第一机械臂旋转电机2-10；

第二机械臂底座3-1，第二机械臂y向螺杆3-2，第二机械臂y向导向柱3-3，第二机械臂y向滑块3-4，RFID阅读器3-5，第二机械臂气动夹爪3-6，第二机械臂z向导向柱3-7，第二机械臂z向螺杆3-8，第二机械臂z向升降电机3-9，第二机械臂z向升降支架3-10，第二机械臂z向升降滑块3-11，第二机械臂旋转台3-12，第二机械臂旋转电机3-13，第二机械臂y向进给电机3-14；

第一工件4-1，第二工件4-2；

标签壳体5-1；RFID芯片5-2；磁体5-3；卡槽5-4；第二机械臂气动夹爪的突起部5-5。

具体实施方式

图1示出了本发明所提供的数控机床的一种优选的具体实施方式。

如图1所示，该具体实施方式中的数控机床为钻床，包括机床主体1、第一机械臂2、第二机械臂3和控制系统(图中未示出)。其中，机床主体1及第一机械臂2、第二机械臂3都通过电子通信线路与控制系统相连接，控制系统可同时控制机床主体1的工件加工操作及第一机械臂2和第二机械臂3的移动工件操作。

如图2所示，机床主体1包括工作台1-1、工作台x轴电机1-2、工作台y轴电机1-3、机架1-4、主轴z向升降滑板1-5、主轴z向升降电机1-6、主轴1-7。其中，机架1-4固定安装于工作平台上，工作台1-1与机架1-4连接，可由工作台x轴电机1-2、工作台y轴电机1-3带动分别沿x轴及y轴运动；主轴1-7安装于主轴z向升降滑板1-5上，主轴z向升降滑板1-5可由主轴z向升降电机1-6带动沿z轴运动。

图2只是示出了本发明的一种具体实施方式的原理。很显然，本领域技术人员可以根据本发明所提供的原理设计该具体实施方式的各种变形方式及实施细节。例如，针对广泛使用的供Z3040钻床使用的工作台进行设计时，本领域技术人员可以针对需要选择合适的相关参数，如钻头最大直径、加工材料、Y方向的脉冲当量、Y方向的定位精度、工作台面尺寸、工作台空载最快移动速度、加工时最快进给移动速度等。针对各种参数，本领域技术人员也可以根据现有技术选用合适的机械传动部件，例如，选用合适的导轨副(如直线滚动导轨副，具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点)、丝杠螺母副(如滚珠丝杠副或滑动丝杠副)、减速装置(如无间隙齿轮传动减速箱)、伺服电动机(例如，如果脉冲当量尚未达到0.001mm，定位精度未达到微米级，空载最快移动速度也不大的话，可以选择普通的如交流伺服电动机或直流伺服电动机，也可以选用性能好一些的步进电动机，如混合式步进电动机，以降低成本，提高性价比；如果对精度要求更高，可以选用更高档次的伺服电动机)、步进电动机的控制方式(如果精度要求不高，可以选用开环控制方式；如果精度要求很高，可以选用闭环控制方式或半闭环控制方式)。

自从1952年第一台数控机床问世到现在(美国PARSONS公司与麻省理工学院合作研制了第一台三坐标数控铣床)，数控机床的技术发展已经非常成熟，几乎所有品种的机床都实现了数控化。数控机床一般由数控系统、伺服系统、机床本体和辅助装置组成，本领域可以依据现有技术和本发明所提供的原理对适用于除钻床以外的其他数控机床的数控系统、伺服系统、机床本体和辅助装置进行设计并实施。本发明的主要原理是在工作台上安装机械臂，机械臂完成工件的自动移动功能，同时，当工作台被控制进行运动时，机械臂和工作台一起运动，这样，机械臂便可以充当夹具，而不需要在工作台上另设夹具。很显然，本发明所提供的数控机床加工方法适用于各种包括适于安装机械臂的工作台的数控机床，包括数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控镗铣床、数控电火花加工机床、数控线切割机床、数控冲床、数控液压机等各种用途的数控机床，特别适用于钻床。

本发明所提供的数控机床加工方法适用于开环控制数控机床、半闭环控制数控机床和闭环控制数控机床。本文所说的开环控制数控机床指的是不带位置检测反馈装置的数控机床，通常用步进电机作为执行机构。输入数据经过数控系统的运算，发出脉冲指令，使步进电机转过一个步距角，再通过机械传动机构转换为工作台的直线移动，移动部件的移动速度和位移量由输入脉冲的频率和脉冲个数所决定。本文所说的半闭环控制数控机床指的是：在电机的端头或丝杠的端头安装检测元件(如感应同步器或光电编码器等)，通过检测其转角来间接检测移动部件的位移，然后反馈到数控系统中。本文所说的闭环控制数控机床指的是：带有位置检测反馈装置，其位置检测反馈装置采用直线位移检测元件，直接安装在机床的移动部件上，将测量结果直接反馈到数控装置中，通过反馈可消除从电动机到机床移动部件整个机械传动链中的传动误差，最终实现精确定位。

本发明所提供的数控机床加工方法也适用于加工中心数控机床。本文所说的加工中心数控机床指的是：在普通数控机床的基础上多加装了刀具库和自动换刀装置而构成的数控机床。刀库容量一般为几十甚至上百把刀具，数控系统能控制机床自动地更换刀具。加工中心数控机床利用机床刀库的多刀具和自动换刀能力，具有把几个不同的操作组合在一次装夹中并连续加工的能力，即集中工序加工。

图3示出了以上具体实施方式的数控机床的第一机械臂的结构。

如图3所示，第一机械臂2包括第一机械臂气动夹爪2-2、第一机械臂导向柱2-3、第一机械臂升降螺杆2-4、第一机械臂升降电机2-5、第一机械臂升降支架2-6、第一机械臂升降滑块2-7、第一机械臂旋转台2-8、第一机械臂底板2-9、第一机械臂旋转电机2-10。第一机械臂气动夹爪2-2安装于第一机械臂升降滑块2-7上，第一机械臂升降滑块2-7通过第一机械臂升降螺杆2-4及第一机械臂导向柱2-3与第一机械臂升降支架2-6连接；第一机械臂升降电机2-5安装于第一机械臂升降支架2-6上，并与第一机械臂升降螺杆2-4连接；第一机械臂升降支架2-6安装于第一机械臂旋转台2-8上，第一机械臂旋转台2-8安装于第一机械臂底板2-9上，第一机械臂底板2-9通过螺栓与工作台1-1连接；第一机械臂旋转电机2-10安装于第一机械臂底板2-9上，可带动第一机械臂旋转台2-8作旋转运动。

在该具体实施方式中，第一机械臂的手部为气动夹爪。气动夹爪的结构也是本领域所熟知的技术。例如，一种典型的气动夹爪的结构包括气缸、固定板、轴、联接块、板、d4销、固定套、夹臂组，其中，固定板通过沉头螺丝固定在气缸上；两块板固定在固定板上；联结块固定到气缸轴及联接夹臂组上，通道d4销控制二个夹臂组的运动范围，从而实现手爪夹具张持范围。通过气缸的动作，带动联接块来推动夹臂组运动，从而实现手爪紧张动作工程，继而实现手爪加紧工件或松开工件的过程。对于气缸的控制，也属于本领域所熟知的技术，在此不再详述。

本领域的技术人员也可以根据本发明所提供的原理和现有技术设计其它类型的手部结构，例如，手部可以为各种回转型结构，包括滑槽杠杆式和连杆杠杆式两种。当手爪夹紧和松开物体时，手指作回转运动。手部也可以为平动型结构，即两手指相对支座作往复运动。手指由平行四杆机构传动，当手爪夹紧和松开物体时，手指姿态不变，作平动。手部也可以为平移型结构，当手爪夹紧和松开工件时，手指作平移运动，并保持夹持中心的固定不变，不受工件直径变化的影响。

第一机械臂2的作用包括两个：一是将工件放置到工作台1-1上，二是作为夹具使用。工作台x轴电机1-2、工作台y轴电机1-3带动工作台1-1在水平方向的x轴和y轴的运动时，同时也控制第一机械臂2及其夹持的工件作为整体在水平方向的x轴和y轴与工作台1-1同步运动。

以上具体实施方式所提供的机械臂的臂部具有升降和旋转两个自由度。利用这两个自由度便可以实现自动移动工件的功能。图4示出了一种摆放有多个工件的工件架的具体实施方式。如图4所示，工件架3具有第一工件摆放空间和第二工件摆放空间，分别摆放有第一工件3-1和第二工件3-2，第一工件3-1和第二工件3-2的上方和两侧都就容纳第一机械臂的气动夹爪的操作空间。

第一机械臂可以按如下步骤进行操作：

1)第一机械臂的臂部根据预定的坐标进行升降运动，使得第一机械臂的气动夹爪在水平方向上对应第一工件3-1的上方的容纳空间；

2)第一机械臂的臂部根据预定的坐标进行旋转运动，使得气动夹爪2-2位于第一工件3-1的上方的容纳空间；

3)第一机械臂的臂部根据预定的坐标进行升降运动，使得第一机械臂的气动夹爪处于可以夹取第一工件3-1的位置；

4)第一机械臂的气动夹爪合上，夹取第一工件3-1；

5)第一机械臂的臂部根据预定的坐标进行旋转运动，使得第一工件3-1处于预定工位的上方；

6)第一机械臂的臂部根据预定的坐标进行升降运动，使得第一工件3-1处于工作台的预定工位上；

7)钻头的开始钻孔操作，操作时工作台进行水平方向的运动，第一机械臂的气动夹爪处于夹持状态；

8)钻孔操作完成后，第一机械臂的臂部根据预定的坐标进行升降运动，使得第一工件3-1在水平方向上对应第一工件摆放空间；

9)第一机械臂的臂部根据预定的坐标进行旋转运动，使得第一工件3-1位于第一工件摆放空间；

10)第一机械臂的气动夹爪松开，释放第一工件3-1；

11)第一机械臂的臂部根据预定的坐标进行旋转运动和升降运动，回到原位；

12)根据以上的操作步骤机械臂开始移动第二工件3-2。

以上只是提供了第一机械臂的结构和操作的一种具体实施方式。很显然，本领域的技术人员可以根据现有技术设计更为复杂的第一机械臂，例如，在现有的升降和旋转两个自由度的基础上，可以增加第一机械臂的臂部可伸缩这一自由度(例如，参照以下的第二机械臂的设计)，这样可以提高第一机械臂的适用性。本领域的技术人员可以根据现有技术和实际需求设计关节式机械臂。

图5示出了以上具体实施方式的数控机床的第二机械臂的结构。

如图5所示，第二机械臂3包括第二机械臂底座3-1，第二机械臂y向螺杆3-2，第二机械臂y向导向柱3-3，第二机械臂y向滑块3-4，RFID阅读器3-5，第二机械臂气动夹爪3-6，第二机械臂z向导向柱3-7，第二机械臂z向螺杆3-8，第二机械臂z向升降电机3-9，第二机械臂z向升降支架3-10，第二机械臂z向升降滑块3-11，第二机械臂旋转台3-12，第二机械臂旋转电机3-13，第二机械臂y向进给电机3-14。其中，第二机械臂底座3-1安装于工作平台上，第二机械臂y向滑块3-4通过第二机械臂y向导向柱3-3及第二机械臂y向螺杆3-3与第二机械臂底座3-1连接；第二机械臂旋转台3-11安装于y向滑块3-4上，第二机械臂旋转电机3-12安装于第二机械臂旋转台3-12上，可控制第二机械臂旋转台3-12旋转；第二机械臂z向升降支架3-10安装于第二机械臂旋转台3-12上，第二机械臂z向升降滑块3-11通过第二机械臂z向导向柱3-7及第二机械臂z向螺杆3-8与第二机械臂z向升降支架3-10连接，第二机械臂气动夹爪3-6安装于第二机械臂z向升降滑块3-11上，第二机械臂气动夹爪3-6前端安装有RFID阅读器3-5，RFID阅读器3-5可阅读工件上的RFID标签信息；第二机械臂z向升降电机3-9安装于第二机械臂z向升降支架3-10上，可通过第二机械臂z向螺杆3-8带动第二机械臂z向升降滑块3-11作升降运动；第二机械臂y向进给电机3-14安装于第二机械臂底座3-1上，可通过第二机械臂y向螺杆3-2带动第二机械臂y向滑块3-4沿y轴运动。

第二机械臂的主要作用是：1)通过RFID阅读器读取工件上的RFID标签的信息；2)取下工件上的RFID标签以便于数控机床主体对工件的加工。

图6示出了该具体实施方式中的数控机床所使用的RFID标签结构。

如图6所示，该具体实施方式中的RFID标签5包括标签壳体5-1、RFID芯片5-2、磁体5-3；其中RFID芯片5-2和磁体5-3安装于标签壳体5-1的内部，磁体5-3的作用是将标签吸附到铁质工件上，RFID芯片5-2的作用是储存和发射信号。标签壳体5-1上具有卡槽5-4，第二机械臂气动夹爪3-6包括卡槽5-4匹配的突起部5-5，当第二机械臂气动夹爪3-6合上时，突起部5-5嵌入卡槽5-4中，然后第二机械臂回缩，即可将RFID标签5从工件上取下。

在该具体实施方式中，RFID芯片5-2优选为无源RFID芯片。此处所说的无源RFID芯片指的能是能够感应RFID阅读器并将储存的信息通过无线方式发射给RFID阅读器所必要的电路部分，包括储存及处理芯片、相应的电路及电线。关于无源RFID芯片的具体配置属于本领域所熟知的技术，在此不再详述。

作为该具体实施方式的改进，该具体实施方式中的用于数控机床加工工件的RFID标签还可以包括磁屏蔽部件，位于RFID芯片5-2和磁体5-3之间，用于减少磁体5-3对于RFID芯片5-2的干扰。磁屏蔽部件的材料要根据需要进行选择，例如含80％的镍的铁镍合金或者超低碳钢(ULCS)。

第二机械臂可以按如下步骤进行操作：

1)工作台回到原点，使得工件的RFID标签在垂直方向上正对第二机械臂的气动夹爪；

2)第二机械臂的臂部根据预定的坐标进行升降运动，使得第二机械臂的气动夹爪在水平方向上对应工件的RFID标签的位置；

3)第二机械臂向工件的RFID标签移动，使得气动夹爪的突起部对应RFID标签的卡槽；

4)第二机械臂的气动夹爪合上，气动夹爪的突起部嵌入RFID标签的卡槽；

5)第二机械臂的向远离工件的RFID标签移动，取下RFID标签；

6)第二机械臂的臂部根据预定的坐标进行升降运动和旋转运动，使得气动夹爪对于收纳RFID标签的容器的上方；

7)第二机械臂的气动夹爪松开，释放RFID标签；

8)第二机械臂根据预定的坐标进行旋转运动和升降运动，回到原位；

9)根据以上的操作步骤第二机械臂开始取下另一个RFID标签。

以上只是提供了第二机械臂的结构和操作的一种具体实施方式。很显然，本领域的技术人员可以根据现有技术设计更为复杂的第二机械臂，例如，本领域的技术人员可以根据现有技术和实际需求设计关节式机械臂。

在以上具体实施方式中，RFID阅读器被安装到第二机械臂上，很显然，本领域的技术人员也可以依据本发明的原理对RFID阅读器进行其它设置。RFID阅读器射频天线是具有一定的信号接收范围的，距离过远的信号它是不能接收到的，这个范围就是RFID阅读器的读取距离。只有进入RFID阅读器的读取距离的RFID标签才能被读取、识别。RFID阅读器除了可以设置在第二机械臂上，也可以设置在第一机械臂或单独设置。

图7示出了以上具体实施方式的数控机床的控制系统的模块结构。

如图7所示，控制系统包括机床主体控制模块、RFID标签识别模块，第一机械臂控制模块、第二机械臂控制模块。其中，机床主体控制模块包括加工程序选择子模块、机床主体运动控制子模块。加工程序选择子模块可根据RFID标签识别模块传来的RFID标签信息选择相应的加工程序，机床主体运动控制模块可控制机床主体1的运动，包括主轴1-7、主轴z向升降电机1-6、工作台x轴电机1-2和工作台y轴电机的运动；RFID标签识别模块可控制RFID阅读器识别工件上的RFID标签信息，并将其传送到加工程序选择子模块；第一机械臂控制模块可控制第一机械臂的运动，包括第一机械臂升降电机2-5、第一机械臂旋转电机2-10的运动以及第一机械臂气动夹爪2-2的张合。第二机械臂控制模块可控制第二机械臂的运动，包括第二机械臂升降电机3-9、第二机械臂旋转电机3-13、第二机械臂y向进给电机3-14的运动以及第二机械臂气动夹爪3-6的张合。

很显然，本领域的技术人员可以根据本发明所提供的原理对控制系统的电路部分和程序部分进行设计和具体实施。例如，一种常用的控制系统为：工业PC作为上位机，通过RS232串口与RFID阅读器连接，接收RFID阅读器读取的工件上的RFID信息，并根据所读取的信息选择相应的加工程序；加工程序可利用标准G代码编写；上位机将选择的G代码加工程序通过以太网传输至下位机，即运动控制器的内部存储空间或扩展的SD卡中；运动控制器对接收到的G代码加工程序进行译码，并通过与其相连的驱动器控制各电机的运动，从而控制系统各个部件的运动，包括主轴的回转、升降，工作台的水平移动等；同时，机械臂的运动也由运动控制器控制，包括机械臂的旋转、升降，气动夹爪的张合；其中，机械臂的旋转和升降由运动控制器通过驱动器控制电机来控制，气动夹爪的张合由运动控制器通过控制相应电磁阀的位置来控制；运动控制器可选用Trio运动控制器，该运动控制器可扩展性强、运算功能强大、运行方式多样(独立脱机运行、基于计算机运行、现场总线控制)、可多线程执行任务、可接收多种类型反馈型号、有多种伺服驱动接口形式、编程方便简单，为设计提供了很好地硬件平台。

该具体实施方式所提供的数控机床的加工方法的步骤如下：

S100：启动：启动数控机床；

S200：初始化：控制系统控制数控机床各运动部件回零，包括主轴1-7的z向位置，工作台1-1的x向和y向位置，第一机械臂气动夹爪2-2的z向位置及第一机械臂旋转台2-8的旋转角度，第二机械臂气动夹爪3-6的z向位置、第二机械臂旋转台3-12的旋转角度及及第二机械臂气动夹爪3-6的y向位置。

S300：确认数控机床回零完毕后，控制系统的第一机械臂运动控制模块控制第一机械臂旋转台2-8旋转一定角度，并控制第一机械臂气动夹爪2-2夹取第一工件，之后通过控制第一机械臂旋转台2-8的旋转、第一机械臂气动夹爪2-2的升降使得第一工件固定于工作台1-1上。

S400：控制系统的第二机械臂运动控制模块控制第二机械臂旋转台3-12旋转一定角度，并控制第二机械臂气动夹爪3-6夹取第一工件的RFID标签，同时，RFID标签识别模块控制RFID阅读器3-5读取第一工件上的RFID标签信息，并将其传送到加工程序选择子模块；加工程序选择子模块根据RFID标签识别子模块传来的第一工件的RFID信息选择相应的加工程序。机床主体运动控制模块根据选择的加工程序控制机床主体1的运动进行第一工件的加工，包括主轴1-7的回转、升降，工作台1-1的水平移动；第二机械臂运动控制模块控制第二机械臂释放第一工件的RFID标签后回到原位。

S500：第一工件加工完成后，第一机械臂运动控制模块控制第一机械臂气动夹爪2-2上升一定距离，并控制第一机械臂旋转台旋转2-8一定角度，之后控制第一机械臂气动夹爪2-2松开释放第一工件。

S600：第一机械臂运动控制模块控制机械臂旋转台2-8旋转一定角度，并控制第一机械臂气动夹爪2-2夹取第二工件，之后通过控制第一机械臂旋转台2-8的旋转、第一机械臂气动夹爪2-2的升降使得第二工件固定于工作台1-1上。

S700：控制系统的第二机械臂运动控制模块控制第二机械臂旋转台3-12旋转一定角度，并控制第二机械臂气动夹爪3-6夹取第二工件的RFID标签，同时，RFID标签识别模块控制RFID阅读器3-5读取第二工件上的RFID标签信息，并将其传送到加工程序选择子模块；加工程序选择子模块根据RFID标签识别子模块传来的第一工件的RFID信息选择相应的加工程序。机床主体运动控制模块根据选择的加工程序控制机床主体1的运动进行第一工件的加工，包括主轴1-7的回转、升降，工作台1-1的水平移动；第二机械臂运动控制模块控制第二机械臂释放第二工件的RFID标签后回到原位。

S800：第二工件加工完成后，第一机械臂运动控制子模块控制第一机械臂气动夹爪2-2上升一定距离，并控制第一机械臂旋转台旋转2-8一定角度，之后第一机械臂控制气动夹爪2-2松开释放第二工件。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种数控机床批量加工方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)提供数控机床和多个工件，所述数控机床包括机床主体、第一机械臂、第二机械臂、RFID阅读器和控制系统，其中，所述机床主体包括工作台，所述工作台具有放置工件的工位，所述第一机械臂安装于所述工作台上，所述多个工件至少包括第一工件和第二工件，所述第一工件贴有第一RFID标签，所述第二工件贴有第二RFID标签；

2)加载第一加工程序和第二程序到所述数控机床；

3)启动数控机床，所述控制系统控制所述第一机械臂将所述第一工件放置于所述工位并保持对所述第一工件的夹持状态；

4)所述RFID阅读器读取所述第一RFID标签的信息并传递给控制系统，控制系统控制所述第二机械臂取下所述第一RFID标签；

5)控制系统控制所述机床主体按照所述第一加工程序加工所述第一工件；

6)所述控制系统控制所述第一机械臂使所述第一工件离开所述工位并释放所述第一工件；

7)所述控制系统控制所述第一机械臂将所述第二工件放置于所述工位并保持对所述第二工件的夹持状态；

8)所述RFID阅读器读取所述第二RFID标签的信息并传递给控制系统，控制系统控制所述第二机械臂取下所述第二RFID标签；

9)控制系统控制所述机床主体按照所述第二加工程序加工所述第二工件；

10)所述控制系统控制所述第一机械臂使所述第二工件离开所述工位并释放所述第二工件。

2.如权利要求1所述的数控机床批量加工方法，其特征在于，所述数控机床为钻床。

3.如权利要求1所述的数控机床批量加工方法，其特征在于，所述第一机械臂为圆柱坐标型机械臂，包括手部和臂部，所述臂部至少具有升降和旋转两个自由度。

4.如权利要求3所述的数控机床批量加工方法，其特征在于，所述第一机械臂的手部为气动夹爪。

5.如权利要求1所述的数控机床批量加工方法，其特征在于，所述第二机械臂为圆柱坐标型机械臂，包括手部和臂部，所述臂部至少具有升降、旋转、伸缩三个自由度。

6.如权利要求5所述的数控机床批量加工方法，其特征在于，所述第二机械臂的手部为气动夹爪。

7.如权利要求6所述的数控机床批量加工方法，其特征在于，所述RFID阅读器安装于所述气动夹爪的端部。

8.如权利要求5所述的数控机床批量加工方法，其特征在于，所述第一RFID标签和第二RFID标签通过磁性分别吸附在所述第一工件和第二工件的表面，所述第一RFID标签和第二RFID标签包括卡槽，所述第二机械臂的手部具有匹配所述卡槽的突起部。

9.如权利要求1所述的数控机床批量加工方法，其特征在于，所述第一工件和第二工件在加工前的形状相同。