CN108067697A - 一种线切割加工系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线切割加工系统。所述线切割加工系统包括线切割加工机床、通讯终端和蓝牙外设；其中，所述线切割加工机床具有控制模块、通讯模块和蓝牙模块；所述蓝牙外设适于由机床操作者携带，用于与所述蓝牙模块进行配对；在所述线切割加工机床的工作过程中，当所述蓝牙模块与所述蓝牙外设脱离配对状态时，所述控制模块通过所述通讯模块与所述通讯终端进行通讯，以便向所述通讯终端发送所述线切割加工机床的状态信息。本发明通过在蓝牙模块和蓝牙外设脱离配对的情况下使线切割加工机床与通讯终端进行通讯，可以使机床操作者能够在远离机床的情况下及时掌握机床的动态，有利于节约人工和机床工时。

Description

一种线切割加工系统

本申请为申请号2017112404442、申请日2017年11月30日、发明名称“一种带有蓝牙模块的线切割加工系统及其控制方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及线切割加工技术领域，具体涉及一种线切割加工系统。

背景技术

线切割加工机床(即电火花线切割加工机床)在机械制造领域有着非常重要的地位，常用于各种复杂形状零件的切割成型，特别是在难加工材料零件的切割方面，其加工能力和加工质量几乎无可替代。

然而，线切割加工机床在加工过程中容易出现断丝问题，以及短路、拉弧等异常放电状态，在大厚度零件的切割加工中尤其难免，一旦出现，机床便无法继续正常加工，如果机床操作者不及时处理的话，往往会严重影响生产进度。另外，在进行大厚度复杂零件的切割加工时，常常会耗时数小时以上，在这个漫长的过程中，机床操作者需要经常监视机床状态，一旦出现前述的断丝、短路、拉弧等问题，也好及时予以处理。这使得在机床执行较长时间的加工任务时，机床操作者往往并不能离开车间(甚至不能远离机床)，但在绝大部分时间里(有时在整个加工过程中)机床状态始终正常，并不需要对机床进行干预，这便造成了对人工的严重浪费。

此外，在工厂经营的角度出发，往往要求人员休息时机床不休息，同时机床一旦开始加工任务便需要连续进行直至完成加工任务，因此便经常会出现在机床操作者下班后机床仍旧在工作的情况。在这种情况下，机床操作者如果已经离开车间，则无法及时掌握机床的状态以及加工任务的进展状况，在机床出现异常状态时无法及时回到车间进行处理干预，在上一个加工任务完成后也无法及时关闭机床或者更换工件以开始下一个加工任务，这无疑会造成对机床工时的浪费。

发明内容

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种线切割加工系统，其能使机床操作者即使远离线切割加工机床也能方便地掌握机床的状态，从而可避免对人工和/或机床工时的浪费。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的第一方面，一种带有蓝牙模块的线切割加工系统，其包括线切割加工机床、通讯终端和蓝牙外设模块；其中，所述线切割加工机床利用电极丝对金属工件进行放电切割，所述线切割加工机床具有控制模块、通讯模块和蓝牙模块；所述蓝牙外设模块由机床操作者携带，用于与所述蓝牙模块进行配对；在所述线切割加工机床的工作过程中，当所述蓝牙模块与所述蓝牙外设模块脱离配对状态时，所述控制模块通过所述通讯模块与所述通讯终端进行通讯，以便向所述通讯终端发送所述线切割加工机床的状态信息。

优选地，所述线切割加工机床具有显示屏，所述控制模块向所述通讯终端发送的状态信息包括所述显示屏上显示的信息。

优选地，所述线切割加工机床还包括图像采集模块，所述图像采集模块与所述控制模块相连，所述控制模块能够控制所述图像采集模块采集所述显示屏的图像，并且所述控制模块能够将采集到的图像发送给所述通讯终端。

优选地，所述图像采集模块包括设置在所述显示屏前上方的摄像头。

优选地，还包括网关，所述通讯模块通过所述网关连接互联网，进而经互联网与所述通讯终端进行通讯；所述通讯模块与所述网关之间的连接方式为无线连接。

优选地，还包括云平台，所述控制模块通过所述通讯模块连接所述云平台，进而通过所述云平台与所述通讯终端进行通讯；所述云平台能够根据所述控制模块发送的信息内容查询云资源，以便向所述通讯终端发送附加信息。

优选地，在所述蓝牙模块与所述蓝牙外设模块配对成功的情况下，所述控制模块控制所述蓝牙模块扫描所述蓝牙外设模块，在预设的时间内未收到所述蓝牙外设模块的应答信息时，确认为所述蓝牙模块与所述蓝牙外设模块脱离配对状态；

所述蓝牙外设模块集成在可穿戴设备中；所述可穿戴设备包括手环、手表、吊坠、胸针或胸牌；

所述通讯终端包括手机、平板电脑、PC机和/或工作站；

当所述线切割加工机床完成加工任务时，所述控制模块将加工任务完成的信息发送给所述通讯终端。

根据本发明的第二方面，一种用于控制前面所述的带有蓝牙模块的线切割加工系统的方法，包括步骤：

S10、所述线切割加工机床开机，所述蓝牙模块与所述蓝牙外设模块完成配对；

S20、所述线切割加工机床执行加工任务；

S30、所述控制模块控制所述蓝牙模块扫描所述蓝牙外设模块，以检测所述蓝牙模块与所述蓝牙外设模块是否脱离配对状态；

S40、在确认所述蓝牙模块与所述蓝牙外设模块脱离配对状态的情况下，所述控制模块采集所述线切割加工机床的状态信息，并将采集到的状态信息发送给所述通讯终端。

优选地，步骤S40中：

所述控制模块每隔预定的时间间隔采集一次状态信息，并发送所述状态信息；

当所述线切割加工机床在工作过程中出现异常状况时，所述控制模块立即采集所述异常状况的信息，并发送所述异常状况的信息；

当所述线切割加工机床完成加工任务时，所述控制模块立即采集加工任务完成的信息，并发送所述加工任务完成的信息。

优选地，当所述线切割加工机床在工作过程中出现异常状况时，所述控制模块控制所述图像采集模块采集所述显示屏的图像，并发送所述图像。

本发明的线切割加工系统中，通过在蓝牙模块和蓝牙外设模块脱离配对的情况下使线切割加工机床向通讯终端发送机床状态信息，可以使得机床操作者能够在远离机床的情况下及时掌握机床的动态，从而一方面使机床操作者能够从以往不敢离开车间的束缚状态中解脱出来，在机床执行加工任务的同时，机床操作者可以放心地去执行其他方面的工作，极大地节约了人工；另一方面还能在加工任务紧迫的情况下及时掌握机床的任务进展情况，从而可以在获知机床的加工任务完成后及时赶往车间进行任务更新，进而有效提高了机床利用率，大大节约了机床工时。

附图说明

以下将参照附图对本发明的线切割加工机床系统及其控制方法的优选实施方式进行描述。图中：

图1为本发明的优选实施方式的线切割加工系统的原理示意图；

图2为本发明的一种优选实施方式的线切割加工系统的控制流程图。

具体实施方式

本实施例的第一方面提供了一种带有蓝牙模块的线切割加工系统，如图1所示，其包括线切割加工机床1、通讯终端2和蓝牙外设模块，其中，所述线切割加工机床1具有控制模块11、通讯模块12和蓝牙模块14。其中，所述蓝牙外设模块5可由机床操作者携带，并用于与所述蓝牙模块14进行配对，由此可用于确认机床操作者是否在线切割加工机床1的附近(例如有限的范围内)。在所述线切割加工机床1的工作过程中，当所述蓝牙模块14与所述蓝牙外设模块5脱离配对状态时，所述控制模块11可以确认机床操作者已不在线切割加工机床1的附近，例如实际的情况可能是离开线切割加工机床1甚至离开车间，于是，所述控制模块11便通过所述通讯模块12与所述通讯终端2(例如手机、平板电脑、PC机、工作站、或其他智能电器等)进行通讯，以便向所述通讯终端2发送信息，优选为发送线切割加工机床1的状态信息，并且优选还能接收所述通讯终端2发来的信息，例如对线切割加工机床1进行控制的指令信息等。

本发明的线切割加工系统中，线切割加工机床1能够通过蓝牙模块14和蓝牙外设模块5的配对状态自动检测机床操作者是否离开，并在确认机床操作者离开的情况下自动开启通讯模块12与通讯终端2之间的通讯，使得机床操作者能够在远离机床的情况下通过所述通讯终端2及时掌握机床的动态，从而一方面使机床操作者能够从以往不敢轻易离开车间的束缚状态中解脱出来，以便在机床执行加工任务的同时，可以放心地去执行其他方面的工作，例如为后续的加工任务做准备，或者继续操作其他机床，因而极大地节约了人工；另一方面还能在加工任务紧迫的情况下及时掌握机床的任务进展情况，从而可以在获知机床的加工任务即将完成或已完成后及时赶往车间进行任务更新，避免机床长时间停止，从而有效提高了机床利用率，大大节约了机床工时。

例如，在线切割加工机床1全天候运行的情况下，机床操作者却可以不必实行严格的三班倒的模式，而是可以按时正常上下班，只要随身携带蓝牙外设模块5即可，夜班人员例如可以仅在接收到机床需要进行人工干预的信息(如机床出现异常状态或者需要更换工件、更换电极丝等)的时候前往车间即可。

通常，如图1所示，线切割加工机床1包括显示屏13，机床加工过程中的各种状态参数会显示在显示屏13上，这些状态参数例如包括：放电参数(如脉宽、脉间、峰值电流、开路电压等)、电极丝参数(如电极丝的直径、电极丝张力、走丝速度等)、正在执行的数控程序代码等等。而当所述线切割加工机床1在工作过程中出现任何异常状况时，有关异常状况的信息或者相应的报警信息也会显示在显示屏13上，这些异常状况例如包括：断丝、电极丝用尽(对慢走丝线切割加工加床而言)、极间短路、极间电弧放电、工作液系统故障等等，均会直接影响到加工的继续进行。

因此，优选地，本发明的线切割加工系统中，控制模块11通过所述通讯模块12发送的状态信息包括所述显示屏13上显示的信息，从而可以向通讯终端2发送有关于机床的较为全面的信息。

例如，在通讯模块12和通信终端2之间建立通讯后，控制模块11可以在机床进行加工的过程中定时地(例如每隔10-60min)采集显示屏13上显示的信息，并将其发送给通讯终端2，以便使机床操作者能够及时地远程掌握机床的动态，特别是远程了解加工任务的进展情况。

或者，在通讯模块12和通信终端2之间建立通讯后，控制模块11还可以在所述线切割加工机床1于工作过程中出现异常状况时，立即采集并发送显示屏13上显示的信息(包括机床给出的报警信息以及加工程序中止时的各种参数等)，从而使机床操作者第一时间就能远程了解全面的异常信息。

优选地，本发明的线切割加工机床还可以包括图像采集模块(未示出)，所述图像采集模块与所述控制模块11相连，所述控制模块11控制所述图像采集模块采集所述线切割加工机床1的显示屏13的图像，并且所述控制模块11将采集到的图像发送给所述通讯终端2。以图像的形式发送显示屏13所显示的信息，可以大大简化信息采集的过程和发送的过程，使得在一条信息中便能包含尽可能多的有用内容。

本发明的线切割加工系统中，图像采集模块优选包括设置在所述显示屏13前上方的摄像头(未示出)，其以拍照的方式采集显示屏13的图像，使得采集过程易于控制，实现容易。

替代地，图像采集模块还可以采用拷屏的方式采集显示屏13的图像。

作为一种优选实例，所述线切割加工机床1与所述通讯终端2可以在局域网范围内进行互联，从而机床操作者例如可以机床进行加工的时候离开车间回到设计室中进行其他工作，在通讯终端2收到信息时则前往处理。

优选地，如图1所示，本发明的线切割加工系统还可以包括网关3，所述通讯模块12通过所述网关3连接互联网，进而经互联网与所述通讯终端2进行通讯。也即，作为进一步的优选实例，所述线切割加工机床1与所述通讯终端2通过互联网进行互联，从而使得机床操作者与线切割加工机床1之间完全不再受限于距离，真正实现远程互联。例如，机床操作者可以利用通讯终端在家中接收线切割加工机床1的相关信息，掌握机床动态，例如，在下班的时段，在不需要对机床进行干预的情况下，机床操作者可以不必前往车间，只有当机床停止工作(例如出现异常或者需要更换工件、补充电极丝)时，才需要前往车间。这一特点对于晚上加班或周末加班的机床操作者而言极为有利。

优选地，所述通讯模块12与所述网关3之间的连接方式为无线连接，也即，通讯模块12优选为无线通讯模块，如WI-FI模块、ZigBee模块等，网关3优选为无线网关，如WI-FI网关、ZigBee网关等。采用无线连接的方式容易实现车间的整洁，有利于减少布线工作量和降低成本，同时更容易利用车间已有的网络设施。

优选地，如图1所示，本发明的线切割加工系统还可以包括云平台4，所述控制模块11通过所述通讯模块12连接所述云平台4，进而通过所述云平台4与所述通讯终端2进行通讯。

优选地，所述云平台4能够根据所述控制模块11发送的信息内容查询云资源，以便向所述通讯终端2发送附加信息。例如，当控制模块11发送的信息内容包括机床故障信息时，云平台4可以查询云资源，获得与机床故障解除有关的信息，并将这些信息一并发送给通讯终端2，机床操作者在到达车间之前，便可以了解到这些信息，也便于及早做出相关准备。

通常，所述线切割加工机床1包括供液单元(未示出)，主要用于向工件和电极丝之间的狭窄的切割缝隙(通常只有数十微米到数百微米)内进行强制冲液。当所述线切割加工机床1在工作过程中出现异常状况时，例如出现放电状态异常(如拉弧和/或短路)，或者出现断丝或电极丝用尽，或者出现供液故障时，线切割加工机床1都会停止放电工作，并且例如给出相应的报警信息，这些情况下，机床操作者必须及时进行处理，以免影响加工进度。特别地，在放电状态异常或者断丝的情况下，机床虽然停止放电加工，但供液单元通常不会自动停止工作，如果机床操作者不能及时处理的话，则会造成供液单元长时间白白工作而浪费能源。优选地，在这些异常状况发生时，所述控制模块11能够将所述异常状况的信息发送给所述通讯终端2，以向机床操作者汇报。并且优选地，所述通讯终端2能够向所述控制模块11发送控制指令，以便使所述控制模块11控制所述供液单元停止工作，以减少能源浪费。

优选地，当所述线切割加工机床1完成加工任务时，所述控制模块11将加工任务完成的信息发送给所述通讯终端2。优选地，当不需要继续进行新的加工任务时，所述通讯终端2还可以向所述控制模块11发送机床关闭的控制指令，从而使机床操作者能够远程操作机床关机，避免机床开机耗电。

当机床操作者携带蓝牙外设模块5开启线切割加工机床1时，在线切割加工机床1开机后，蓝牙模块14可以立即与蓝牙外设模块5完成配对。

优选地，在所述蓝牙模块14与所述蓝牙外设模块5配对成功的情况下，所述控制模块11可以实时(或者间隔一定时间)控制所述蓝牙模块14扫描所述蓝牙外设模块5，在预设的时间内未收到所述蓝牙外设模块5的应答信息时，确认为所述蓝牙模块14与所述蓝牙外设模块5脱离配对状态。

也即，在具体工作时，控制模块11可以通过蓝牙模块14实时(或者间隔一定时间)扫描蓝牙外设模块5，在扫描到蓝牙外设模块5的情况下(也即二者之间保持配对状态时)，则通讯模块12不工作，以免浪费网络资源；只有当蓝牙模块14扫描不到蓝牙外设模块5(例如在预设的时间内未能检测到蓝牙外设模块5)时，表明二者之间脱离配对状态，意味着蓝牙外设模块5已随机床操作者一起离开线切割加工机床1，此时蓝牙模块14可以向控制模块11发送信号，以触发通讯模块12与通讯终端2之间的通讯。

优选地，所述蓝牙外设模块5为可穿戴设备，以便于机床操作者携带；优选地，所述可穿戴设备包括手环、手表、吊坠、胸针或胸牌等。替代地，所述蓝牙外设模块5也可以是带有蓝牙功能的手机等通讯设备。

优选地，当所述线切割加工机床1接收到任何人工操作时，所述控制模块11便可以终止所述通讯模块12与所述通讯终端2之间的通讯。显然，当有人工操作线切割加工机床1时，意味着有机床操作者回到车间，此时，无论蓝牙模块14与蓝牙外设模块5是否重新处于配对状态，都可以终止所述通讯模块12与所述通讯终端2之间的通讯，以免浪费网络资源。

替代地，在所述通讯模块12与所述通讯终端2之间的进行通讯的过程中，蓝牙模块14仍然可以实时(或者间隔一定时间)扫描蓝牙外设模块5，一旦二者重新配对成功，则蓝牙模块14可以向控制模块11发送信号，以终止所述通讯模块12与所述通讯终端2之间的通讯，以免浪费网络资源。

本发明的线切割加工系统中，线切割加工机床1既可以是快走丝线切割加工机床，也可以是慢走丝线切割加工机床。并且，本发明的线切割加工系统中，蓝牙外设模块5可以有多个，分别由不同的机床操作者携带。

在上述工作的基础上，本实施例的第二方面提供了一种用于控制前面所述的带有蓝牙模块的线切割加工系统的方法，如图2所示，包括步骤：

S10、所述线切割加工机床1开机，所述蓝牙模块14与所述蓝牙外设模块5完成配对；

S20、所述线切割加工机床1执行加工任务；

S30、所述控制模块11控制所述蓝牙模块14扫描所述蓝牙外设模块5，以检测所述蓝牙模块14与所述蓝牙外设模块5是否脱离配对状态；

S40、在确认所述蓝牙模块14与所述蓝牙外设模块5脱离配对状态的情况下，所述控制模块11采集所述线切割加工机床1的状态信息，并将采集到的状态信息发送给所述通讯终端2。

具体地，控制模块11采集的状态信息可以是机床加工过程的任何可采集的信息，同时，采集的形式可以是图片(例如借助于图像采集模块)，也可以是字符串(如文字或代码等)。

优选地，步骤S30中，所述控制模块11可以实时(或者间隔一定时间)控制所述蓝牙模块14扫描所述蓝牙外设模块5，在预设的时间内未收到所述蓝牙外设模块5的应答信息时，确认为所述蓝牙模块14与所述蓝牙外设模块5脱离配对状态。

优选地，步骤S40中：

所述控制模块11每隔预定的时间间隔(如10-60min)采集一次状态信息，并发送所述状态信息；

当所述线切割加工机床1在工作过程中出现异常状况时，所述控制模块11立即采集所述异常状况的信息，并发送所述异常状况的信息；

当所述线切割加工机床1完成加工任务时，所述控制模块11立即采集加工任务完成的信息，并发送所述加工任务完成的信息。

优选地，当所述线切割加工系统包括云平台4时，在所述控制模块11向所述通讯终端2发送异常状况的信息的同时，所述云平台4能够接收到所述异常状况的信息，并且所述云平台4将会基于所述异常状况的信息查询云资源，以获取应对所述异常状况的解决方案，并将获取到的解决方案发送给所述通讯终端2。

优选地，所述线切割加工机床1包括图像采集模块和显示屏13，当所述线切割加工机床1在工作过程中出现异常状况时，所述控制模块11控制所述图像采集模块采集所述显示屏13的图像，并发送所述图像。

优选地，步骤S40中，当所述控制模块11向所述通讯终端2发送异常状况的信息时，所述通讯终端2可以向所述控制模块11发送控制指令，以对所述线切割加工机床1进行控制，如控制其供液单元停止工作等等。

优选地，步骤420中，当所述控制模块11向所述通讯终端2发送加工任务完成的信息时，所述通讯终端2可以向所述控制模块11发送机床关闭的控制指令，从而使机床操作者远程操作机床关机。

优选地，步骤S40之后，还可以包括步骤：

当所述线切割加工机床1接收到任何人工操作时，或者所述蓝牙模块14与所述蓝牙外设模块5重新处于配对状态时，所述控制模块11终止所述通讯模块12与所述通讯终端2之间的通讯。

本发明的线切割加工系统及其控制方法能够自动检测机床操作者是否离开线切割加工机床，并在机床操作者离开线切割加工机床时启动通讯模块与通讯终端之间的通讯，使已经远离线切割加工机床的机床操作者仍能准确及时地掌握线切割加工机床的动态，确保生产过程的安全、可靠和高效。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (6)

1.一种线切割加工系统，其特征在于，包括线切割加工机床、通讯终端、蓝牙外设模块和图像采集模块；其中，所述线切割加工机床利用电极丝对金属工件进行放电切割，所述线切割加工机床具有控制模块、通讯模块和蓝牙模块；所述蓝牙外设模块由机床操作者携带，用于与所述蓝牙模块进行配对；在所述线切割加工机床的工作过程中，当所述蓝牙模块与所述蓝牙外设模块脱离配对状态时，所述控制模块通过所述通讯模块与所述通讯终端进行通讯，以便向所述通讯终端发送所述线切割加工机床的状态信息；所述图像采集模块与所述控制模块相连，所述控制模块能够控制所述图像采集模块采集显示屏的图像，并且所述控制模块能够将采集到的图像发送给所述通讯终端。

2.根据权利要求1所述的一种线切割加工系统，其特征在于，所述线切割加工机床具有显示屏，所述控制模块向所述通讯终端发送的状态信息包括所述显示屏上显示的信息。

3.根据权利要求1所述的一种线切割加工系统，其特征在于，所述图像采集模块包括设置在所述显示屏前上方的摄像头。

4.根据权利要求1-3之一所述的一种线切割加工系统，其特征在于，还包括网关，所述通讯模块通过所述网关连接互联网，进而经互联网与所述通讯终端进行通讯。

5.根据权利要求4所述的一种线切割加工系统，其特征在于，还包括云平台，所述控制模块通过所述通讯模块连接所述云平台，进而通过所述云平台与所述通讯终端进行通讯；所述云平台能够根据所述控制模块发送的信息内容查询云资源，以便向所述通讯终端发送附加信息。

6.根据权利要求1所述的一种线切割加工系统，其特征在于，

在所述蓝牙模块与所述蓝牙外设模块配对成功的情况下，所述控制模块控制所述蓝牙模块扫描所述蓝牙外设模块，在预设的时间内未收到所述蓝牙外设模块的应答信息时，确认为所述蓝牙模块与所述蓝牙外设模块脱离配对状态；

所述蓝牙外设模块集成在可穿戴设备中；所述可穿戴设备包括手环、手表、吊坠、胸针或胸牌；

所述通讯终端包括手机、平板电脑、PC机和/或工作站；

当所述线切割加工机床完成加工任务时，所述控制模块将加工任务完成的信息发送给所述通讯终端。