CN107894750A - 一种机器人应用在数控车床加工中的故障检测和响应方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机器人应用在数控车床加工中的故障检测和响应方法，利用可编程逻辑控制器同时控制机器人、上下料装置和多台数控机床在开始生产前按步骤进行自检，可编程逻辑控制器根据自检返回的故障信息，将相应的故障代码在人机界面上显示出来，同时亮起故障灯、播放故障语音提醒，准确定位故障，无需手动查找，给维护人员带来极大的便利，同时本发明在开始生产前进行检测，有效避免在生产过程中发生前期故障，大大减少停工检修的几率。

Description

一种机器人应用在数控车床加工中的故障检测和响应方法
技术领域
本发明涉及数控车床机械技术领域，特别是一种机器人应用在数控车床加工中的故障检测和响应方法。
背景技术
随着机械自动化的普及，越来越多的工厂开始使用自动化生产设备代替传统的工人进行机械加工。在零件加工方面，结合数控技术诞生的数控机床取代传统机床，现已成为机械加工行业使用的最先进的加工设备，它代替人工操作完成零件自动化加工，节省大量的人力成本，同时具有加工精度高、加工质量稳定、对加工对象适应性强、加工效率高、方便生产管理等一系列特点。
数控机床尽管对加工操作人员的素质要求较低，但是它具有数字化编程和全自动运行的特点，对维护人员的技术要求较高。长期以来，国产数控机床始终处于低档迅速膨胀，中档进展缓慢，高档依靠进口的局面，技术受制于人。因此数控机床的维护人员必须具备相当高的素质，才能对数控机床运行中出现的故障能够及时响应。但是目前国内大部分中小型企业不具备这种人才条件，对于包含数控机床在内的一套生产系统，当发生故障时维护人员需要花费大量时间定位故障，严重情况下甚至无法定位故障，整个系统停机待修，企业只能等待设备供应商安排时间维修，因此耽误生产进度，给企业带来损失。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种机器人应用在数控车床加工中故障检测和响应方法，在开始加工生产前先进行自检，定位故障。
本发明解决其问题所采用的技术方案是：
一种机器人应用在数控车床加工中故障检测和响应方法，包括以下步骤：
在投入生产加工前，由可编程逻辑控制器向机器人、上下料装置和一台或者多台数控机床发送自检请求；
所述机器人和数控机床分别运行自检程序判断故障，所述上下料装置通过上下料装置的传感器判断物料情况；
当所述数控机床、机器人和上下料装置任一个检测到一个或多个故障时，将故障信息反馈给所述可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器将所述故障信息显示于人机界面、亮故障灯上并呼叫维护人员。
进一步，可编程逻辑控制器上设置有中央处理器、输入模块和输出模块，中央处理器通过输入模块和输出模块与数控机床、机器人和上下料装置的传感器电连接。可编程逻辑控制器通过输出模块向数控机床、机器人和上下料装置发送请求，通过输入模块接受数控机床、机器人和上下料装置的传感器反馈的故障信息。
进一步，可编程逻辑控制器也可以通过输出模块向机床和机器人发出独立动作指令，单独检测某个故障点是否正常。
进一步，人机界面与可编程逻辑控制器电连接或者直接集成于可编程逻辑控制器上，并且人机界面上设置有用于显示故障代码的显示屏、故障灯和呼叫模块，结合视觉和听觉提醒提示故障点位置。
进一步，当数控机床接收到自检指令时，数控机床运行自检程序，所述自检程序包括机床启动条件检测a和机床执行条件检测b；
所述机床启动条件检测a包括：
a1.机床是否在工作位，
a2.机床的气缸气压是否在正常范围内，
a3.机床开关门部件是否正常工作，
a4.机床刀库内是否有刀具；
所述机床执行条件检测b包括：
b1.机床刀库内刀具控制模块是否正常工作；
b2.机床的工件夹持装置是否正常工作；
b3.机床的关门状态是否有效关闭；
b4.机床的加工操作是否异常。
进一步，当机器人收到自检指令时，机器人运行自检程序，所述自检程序包括机器人加载运行条件检测c、机器人执行时的外部条件检测d和机器人自身故障检测e，
所述机器人加载运行条件检测c包括：
c1.机器人是否处于指定的工作原位；
c2.机器人是否处于外部控制模式；
c3.机器人当前是否处于故障状态；
c4.机器人是否处于使能状态；
所述机器人执行时的外部条件检测d包括：
d1.机器人的夹抓气缸气压是否正常；
d2.机器人夹抓是否准确到位；
d3.机器人夹抓过程中是否中途掉料；
所述机器人自身故障检测e包括：
e1.机器人自身是否处于急停状态；
e2.机器人自身驱动是否过载；
e3.机器人自身部件是否与外界发生碰撞。
进一步，当上下料装置收到自检指令时，安装在料台每个工位上的传感器收集上料台和下料台的物料填充状态并返回结果。
本发明的有益效果是：利用可编程逻辑控制器同时控制机器人、上下料装置和一台或多台数控机床在开始生产前按步骤进行自检，当发现其中某一步骤发生故障时，向连接于可编程逻辑控制器的输入模块发送故障信息，可编程逻辑控制器分析故障信息并将故障信息显示在人机界面上、亮起故障灯并呼叫维护人员。结合智能化的可编程逻辑控制器，分析返回的故障信息，能够准确反馈故障点，给维护人员带来极大的便利，无需手动查找故障，同时本发明在开始生产前进行检测，有效避免在生产过程中发生前期故障，大大减少停工检修的几率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的一种机器人应用在数控机床加工中的故障检测和响应方法的流程图；
图2是本发明针对数控机床检测的步骤流程图；
图3是本发明针对机器人检测的步骤流程图。
具体实施方式
参照图1所示，一种机器人应用在数控车床加工中的故障检测和响应方法，同时控制两台数控机床、一台地轨机器人和上下料台，其实施应满足以下硬件条件，包括：设置有中央处理器、输入模块和输出模块的可编程逻辑控制器、用网线连接可编程逻辑控制器的人机界面和设置于上下料台的传感器；可编程逻辑管理器内事先设置有对应被控制的数控机床、地轨机器人和上下料台传感器的编号信息和故障编码，人机界面上设置有用于显示故障编码的显示屏、故障灯和呼叫模块，传感器对应上下料台的工位设置。
可编程逻辑控制器上的中央处理器通过输入模块和输出模块与数控机床、机器人和上下料台的传感器电连接。可编程逻辑控制器通过输出模块向数控机床、机器人和上下料台发送请求，通过输入模块接受数控机床、机器人和上下料装置的传感器反馈的故障信息。
可编程逻辑控制器在数控机床、机器人和上下料台开始加工前，对数控机床、机器人和上下料台发送自检指令。
当数控机床接收到自检指令时，数控机床运行自检程序，该程序包括机床启动条件检测a和机床执行条件检测b；当机器人收到自检指令时，机器人运行自检程序，该程序包括机器人加载运行条件检测c、机器人执行时的外部条件检测d和机器人自身故障检测e；当上下料台收到自检指令时，安装在料台每个工位上的传感器收集上料台和下料台的物料填充状态。
参照图2，1号数控机床和2号数控机床均以同样的方式运行自检程序，包括运行机床启动条件检测a和机床执行条件检测b，
其中机床启动条件检测a包括：
a1.机床是否在工作位，
a2.机床的气缸气压是否在正常范围内，
a3.机床开关门部件是否正常工作，
a4.机床刀库内是否有刀具；
其中机床执行条件检测b包括：
b1.机床刀库内刀具控制模块是否正常工作；
b2.机床的工件夹持装置是否正常工作；
b3.机床的关门状态是否有效关闭；
b4.机床的加工操作是否异常。
上述步骤中其中一个或者多个检测到故障时，按照数控机床自身判断出的故障信息，通过输入模块反馈给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器在内部匹配相应的故障代码，在人机界面上显示出来，同时亮起故障灯、播放故障语音提醒。
参照图3，机器人运行的自检程序包括机器人加载运行条件检测c、机器人执行时的外部条件检测d和机器人自身故障检测e，
其中机器人加载运行条件检测c包括：
c1.机器人是否处于指定的工作原位；
c2.机器人是否处于外部控制模式；
c3.机器人当前是否处于故障状态；
c4.机器人是否处于使能状态；
其中机器人执行时的外部条件检测d包括：
d1.机器人的夹抓气缸气压是否正常；
d2.机器人夹抓是否准确到位；
d3.机器人夹抓过程中是否中途掉料；
其中机器人自身故障检测e包括：
e1.机器人自身是否处于急停状态；
e2.机器人自身驱动是否过载；
e3.机器人自身部件是否与外界发生碰撞。
上述步骤中其中一个或者多个检测到故障时，按照机器人自身判断出的故障信息，通过输入模块反馈给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器在内部匹配相应的故障代码，在人机界面上显示出来，同时亮起故障灯、播放故障语音提醒。
上下料台的每个工位设置传感器，传感器根据可编程逻辑控制器发来的自检请求，发送当前传感器的状态，可编程逻辑控制器根据反馈的状态在内部匹配相应的状态代码，如果符合故障的状态，则将相应的故障代码在人机界面上显示出来，同时亮起故障灯、播放故障语音提醒。
人机界面同时显示多个故障代码，设置有绿灯、黄灯和红灯，可编程逻辑控制器根据故障信息，判断亮灯状态。当全部自检通过后，亮绿灯，表示可以正式进入生产流程。
另外，可编程逻辑控制器也可以通过输出模块向机床和机器人发出独立动作指令，单独检测某个故障点是否正常，维护人员利用上述功能可进行单点判断。
本发明利用可编程逻辑控制器同时控制机器人、上下料装置和多台数控机床在开始生产前按步骤进行自检，可编程逻辑控制器根据自检返回的故障信息，能够准确反馈故障点，给维护人员带来极大的便利，无需手动查找故障，同时本发明在开始生产前进行检测，有效避免在生产过程中发生前期故障，大大减少停工检修的几率。

Claims (9)

1.一种机器人应用在数控车床加工中的故障检测和响应方法，其特征在于包括以下步骤：
在投入生产加工前，由可编程逻辑控制器向机器人、上下料装置和一台或者多台数控机床发送自检请求；
所述机器人和数控机床分别运行自检程序判断故障，所述上下料装置通过上下料装置的传感器判断物料情况；
当所述数控机床、机器人和上下料装置任一个检测到一个或多个故障时，将故障信息反馈给所述可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器将所述故障信息显示于人机界面、亮故障灯上并呼叫维护人员。
2.根据权利要求1所述的一种机器人应用在数控车床加工中的故障检测和响应方法，其特征在于：所述可编程逻辑控制器上设置有中央处理器、输入模块和输出模块，所述中央处理器通过输入模块和输出模块与数控机床、机器人和上下料装置的传感器电连接。
3.根据权利要求1和2所述的一种机器人应用在数控车床加工中的故障检测和响应方法，其特征在于，还包括：所述可编程逻辑控制器通过输出模块向机床和机器人发出独立动作指令。
4.根据权利要求1所述的一种机器人应用在数控车床加工中的故障检测和响应方法，其特征在于：所述人机界面与所述可编程逻辑控制器电连接或者直接集成于可编程逻辑控制器上。
5.根据权利要求1或4所述的一种机器人应用在数控车床加工中的故障检测和响应方法，其特征在于：所述人机界面上设置有用于显示故障代码的显示屏、故障灯和呼叫模块。
6.根据权利要求1或2所述的一种机器人应用在数控车床加工中的故障检测和响应方法，其特征在于：所述可编程逻辑控制器通过所述输出模块向机器人、上下料装置一台或多台数控机床发送自检请求，所述可编程逻辑控制器通过所述输入模块接受数控机床、机器人和上下料装置的传感器反馈的故障信息。
7.根据权利要求1所述的一种机器人应用在数控车床加工中的故障检测和响应方法，其特征在于：当数控机床接收到自检指令时，数控机床运行自检程序，所述自检程序包括机床启动条件检测和机床执行条件检测。
8.根据权利要求1所述的一种机器人应用在数控车床加工中的故障检测和响应方法，其特征在于：当机器人收到自检指令时，机器人运行自检程序，所述自检程序包括机器人加载运行条件检测、机器人执行时的外部条件检测和机器人自身故障检测。
9.根据权利要求1所述的一种机器人应用在数控车床加工中的故障检测和响应方法，其特征在于：当上下料装置收到自检指令时，上下料装置的传感器收集上料台和下料台的物料填充状态并返回结果。
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