CN108037732A - 一种基于无线测量技术的数控加工设备 - Google Patents

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    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/401—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes

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Abstract

一种基于无线测量技术的数控加工设备，它包括测量单元、与测量单元数据输出端连接的数据无线发送接收单元、与数据无线发送接收单元数据输出端连接的数据处理单元、与数据处理单元数据输出端连接的数控加工系统；数控加工系统包括加工系统切割组、工件夹具组、夹具摆动组以及机架组。本发明能提高加工生产中在线测量的准确性和数据传输的及时性，尽量减少人为因素对加工质量的影响，实现数据的自动计算补偿功能，数控设备自动加工生产，产品信息及加工数据可追溯，提高加工精度和生产效率。

Description

一种基于无线测量技术的数控加工设备
技术领域
本发明涉及数控加工工艺技术领域，具体提供了一种基于无线测量技术的数控加工的设备。
背景技术
在目前的加工制造行业，特别是在产品零件互换性不高，加工零件需要进行配作加工保证配合精度的情况下，需要人工测量配作工件的尺寸并记录测量数据，再经人工计算得到加工件的加工参数，根据人工的计算数据，在机床上手工加工或输入参数后由数控设备自动加工完成。人工记录测量数据浪费工时，生产效率低，人工计算并输入数控系统可能会出现错误，时效性较差，而且没有可追溯性；传统有用数据线来传输数据，也存在配线占据空间的问题，需考虑数据线移动空间的干涉问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于无线测量技术的全新的数控加工设备，提高加工生产中在线测量的准确性和数据传输的及时性，尽量减少人为因素对加工质量的影响，实现数据的自动计算补偿功能，数控设备自动加工生产，产品信息及加工数据可追溯，提高加工精度和生产效率。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种基于无线测量技术的数控加工设备，它包括测量单元、与测量单元数据输出端连接的数据无线发送接收单元、与数据无线发送接收单元 数据输出端连接的数据处理单元、与数据处理单元数据输出端连接的数控加工系统；
数控加工系统包括加工系统切割组、工件夹具组、夹具摆动组以及机架组。
上述测量单元包括尺寸测量工具、电气测量工具、光学测量工具；所述测量单元自带数据发送功能或有外接无线发送功能数据接口。
上述数据无线发送接收单元包括无线发送单元和无线接收单元；无线发送单元通过中继器将信号放大后传送给无线接收单元。
上述数据无线发送接收单元的无线传送接收的方式包括蓝牙技术、WIFI技术、家庭射频（HomeRF）技术、紫蜂（Zigbee）技术、超宽带（UWB）技术。
上述数据处理单元用于数据接收、存储和自动数据处理。
上述数据处理单元包括工控机以及与工控机连接的控制器，控制器为PLC或单片机。
上述数控加工系统包括分别与控制器输出端连接的电磁阀以及电机驱动控制器，电磁阀的控制端与气缸的受控端连接，气缸的控制端分别与切割单元角度补偿单元、工件测量定位单元以及工件夹紧定位单元连接。
上述电机驱动控制器的控制端与电机执行元件的受控端连接，电机执行元件的第一控制端分别与B轴锯切主电机、X轴夹具定位电缸、Y轴切割组前后定位电缸连接，电机执行元件的第二控制端与X轴夹具定位电缸的受控端连接，电机执行元件的第三控制端与A轴治具摆动电缸的受控端连接。
包括追溯单元，追溯单元包括条码识别单元、条码打印单元，条码打印单元为条码打印机，其中，条码打印机与工控机连接，条码识别单元与无线发送单元连接。
使用数控加工设备加工键侧木时，采用以下步骤；
1）用带无线数据发送功能的数显卡尺测量实际需要的键侧木高音区和低音区的需求尺寸，将需求值发送给数据中继器，同时中继器扫描产品条码，获取产品相关生产信息（生产线号、产品序列号等），之后中继器将所有信息打包发送给无线数据接收器，无线数据接收器将数据传给工控计算机；
2）工控计算机通过程序存储并计算搜集来的数据，将产品信息数据传送给条码打印机；对测量数据进行过补偿计算，并转换为加工所需要的参数；通过工控计算机与PLC通信，将相关的加工参数传送给PLC；PLC再将加工参数传送给电机驱动器，通过电机驱动器来驱动各电机执行元件动作，分别执行对夹具组X轴走位、切割单元B轴的启停、切割单元Y轴及Z轴的走位、夹具组A轴的走位的运动控制；通过输出开关量信号给电磁阀，来驱动气缸动作，分别完成加工件的夹紧定位、工件的测量以及切割单元的角度补偿；
3）数控加工系统分别根据加工参数完成加工工艺线C1和C2的切割，得到高精度的低音区用工件和高音区用工件；加工完成，打印机输出二维码，二维码内容对应的产品信息和加工参数信息，粘贴于专用转运托盘，传送至组装工位组装，保证测量数据及加工参数与加工件产品信息的唯一性和可追溯性。
上述无线数据接收器与工控计算机之间为串口通信。
上述工控计算机通过RS485总线与PLC通信。
本发明通过提供一种基于无线测量技术的数控加工设备，可以提高加工生产中在线测量的准确性和及时性，减少人为因素对加工质量的影响，实现数据的自动计算补偿和存储功能，实现了自动化生产及生产加工参数和产品信息可追溯，减低了生产成本，提高加工精度和生产效率。
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为本发明所述设备的使用流程图；
图2为发明所述实施例在线测量及数据处理单元的示意图；
图3为发明实施例数控自动加工设备的控制流程图；
图4为本发明实施例加工工件示意图；
图5为本发明实施例键侧木数控加工设备的结构示意图；
图6为图5的侧视图。
具体实施方式
如图1中，一种基于无线测量技术的数控加工设备，它包括测量单元5、与测量单元5数据输出端连接的数据无线发送接收单元、与数据无线发送接收单元数据输出端连接的数据处理单元7、与数据处理单元7数据输出端连接的数控加工系统8；
数控加工系统8包括加工系统切割组1、工件夹具组2、夹具摆动组3以及机架组4。
所述测量单元5包括尺寸测量工具、电气测量工具、光学测量工具；所述测量单元5自带数据发送功能或有外接无线发送功能数据接口。
所述数据无线发送接收单元包括无线发送单元10和无线接收单元11；无线发送单元10通过中继器将信号放大后传送给无线接收单元。
所述数据处理单元7包括工控机12以及与工控机12连接的控制器13，控制器13为PLC或单片机。
所述数控加工系统8包括分别与控制器13输出端连接的电磁阀14以及电机驱动控制器15，电磁阀14的控制端与气缸22的受控端连接，气缸22的控制端分别与切割单元角度补偿单元16、工件测量定位单元17以及工件夹紧定位单元18连接。
所述电机驱动控制器15的控制端与电机执行元件19的受控端连接，电机执行元件19的第一控制端分别与B轴锯切主电机、X轴夹具定位电缸、Y轴切割组前后定位电缸23连接，电机执行元件19的第二控制端与X轴夹具定位电缸20的受控端连接，电机执行元件19的第三控制端与A轴治具摆动电缸21的受控端连接。
包括追溯单元，追溯单元包括条码识别单元24、条码打印单元25，条码打印单元25为条码打印机，其中，条码打印机与工控机12连接，条码识别单元24与无线发送单元10连接。
使用数控加工设备加工键侧木时，采用以下步骤；
1）用带无线数据发送功能的数显卡尺测量实际需要的键侧木6高音区和低音区的需求尺寸，将需求值发送给数据中继器，同时中继器扫描产品条码，获取产品相关生产信息（生产线号、产品序列号等），之后中继器将所有信息打包发送给无线数据接收器，无线数据接收器将数据传给工控计算机；
2）工控计算机通过程序存储并计算搜集来的数据，将产品信息数据传送给条码打印机；对测量数据进行过补偿计算，并转换为加工所需要的参数；通过工控计算机与PLC通信，将相关的加工参数传送给PLC；PLC再将加工参数传送给电机驱动器，通过电机驱动器来驱动各电机执行元件动作，分别执行对夹具组X轴走位、切割单元B轴的启停、切割单元Y轴及Z轴的走位、夹具组A轴的走位的运动控制；通过输出开关量信号给电磁阀，来驱动气缸动作，分别完成加工件的夹紧定位、工件的测量以及切割单元的角度补偿；
3）数控加工系统8分别根据加工参数完成加工工艺线C1和C2的切割，得到高精度的低音区用工件60和高音区用工件61；加工完成，打印机输出二维码，二维码内容对应的产品信息和加工参数信息，粘贴于专用转运托盘，传送至组装工位组装，保证测量数据及加工参数与加工件产品信息的唯一性和可追溯性。
所述无线数据接收器与工控计算机之间为串口通信。
所述工控计算机通过RS485总线与PLC通信。
采用上述方案，本发明通过提供一种基于无线测量技术的数控加工设备，可以提高加工生产中在线测量的准确性和及时性，减少人为因素对加工质量的影响，实现数据的自动计算补偿和存储功能，实现了自动化生产及生产加工参数和产品信息可追溯，减低了生产成本，提高加工精度和生产效率。

Claims (10)

1.一种基于无线测量技术的数控加工设备，其特征是：它包括测量单元（5）、与测量单元（5）数据输出端连接的数据无线发送接收单元、与数据无线发送接收单元数据输出端连接的数据处理单元（7）、与数据处理单元（7）数据输出端连接的数控加工系统（8）；
数控加工系统（8）包括加工系统切割组（1）、工件夹具组（2）、夹具摆动组（3）以及机架组（4）。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线测量技术的数控加工设备，其特征在于：所述测量单元（5）包括尺寸测量工具、电气测量工具、光学测量工具；所述测量单元（5）自带数据发送功能或有外接无线发送功能数据接口。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线测量技术的数控加工设备，其特征在于：所述数据无线发送接收单元包括无线发送单元（10）和无线接收单元（11）；无线发送单元（10）通过中继器将信号放大后传送给无线接收单元。
4.根据权利要求1至3其中之一所述的一种基于无线测量技术的数控加工设备，其特征在于：所述数据处理单元（7）包括工控机（12）以及与工控机（12）连接的控制器（13），控制器（13）为PLC或单片机。
5.根据权利要求4所述的一种基于无线测量技术的数控加工设备，其特征在于：所述数控加工系统（8）包括分别与控制器（13）输出端连接的电磁阀（14）以及电机驱动控制器（15），电磁阀（14）的控制端与气缸（22）的受控端连接，气缸（22）的控制端分别与切割单元角度补偿单元（16）、工件测量定位单元（17）以及工件夹紧定位单元（18）连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于无线测量技术的数控加工设备，其特征在于：所述电机驱动控制器（15）的控制端与电机执行元件（19）的受控端连接，电机执行元件（19）的第一控制端分别与B轴锯切主电机、X轴夹具定位电缸、Y轴切割组前后定位电缸（23）连接，电机执行元件（19）的第二控制端与X轴夹具定位电缸（20）的受控端连接，电机执行元件（19）的第三控制端与A轴治具摆动电缸（21）的受控端连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于无线测量技术的数控加工设备，其特征在于：包括追溯单元，追溯单元包括条码识别单元（24）、条码打印单元（25），条码打印单元（25）为条码打印机，其中，条码打印机与工控机（12）连接，条码识别单元（24）与无线发送单元（10）连接。
8.根据权利要求5或6所述的一种基于无线测量技术的数控加工设备，其特征在于：使用数控加工设备加工键侧木时，采用以下步骤；
1）用带无线数据发送功能的数显卡尺测量实际需要的键侧木（5）高音区和低音区的需求尺寸，将需求值发送给数据中继器，同时中继器扫描产品条码，获取产品相关生产信息，之后中继器将所有信息打包发送给无线数据接收器，无线数据接收器将数据传给工控计算机；
2）工控计算机通过程序存储并计算搜集来的数据，将产品信息数据传送给条码打印机；对测量数据进行过补偿计算，并转换为加工所需要的参数；通过工控计算机与PLC通信，将相关的加工参数传送给PLC；PLC再将加工参数传送给电机驱动器，通过电机驱动器来驱动各电机执行元件动作，分别执行对夹具组X轴走位、切割单元B轴的启停、切割单元Y轴及Z轴的走位、夹具组A轴的走位的运动控制；通过输出开关量信号给电磁阀，来驱动气缸动作，分别完成加工件的夹紧定位、工件的测量以及切割单元的角度补偿；
3）数控加工系统（8）分别根据加工参数完成加工工艺线C1和C2的切割，得到高精度的低音区用工件（60）和高音区用工件（61）；加工完成，打印机输出二维码，二维码内容对应的产品信息和加工参数信息，粘贴于专用转运托盘，传送至组装工位组装，保证测量数据及加工参数与加工件产品信息的唯一性和可追溯性。
9.根据权利要求8所述的一种基于无线测量技术的数控加工设备，其特征在于：所述无线数据接收器与工控计算机之间为串口通信。
10.根据权利要求8或9所述的一种基于无线测量技术的数控加工设备，其特征在于：所述工控计算机通过RS485总线与PLC通信。
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