CN108581590B - 用于机床自动上下料的桁架式机械手控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动机床控制技术领域。本发明一实施例提供提供一种用于机床自动上下料的桁架式机械手控制方法及系统，该方法包括：获取上料点立体坐标和换料点立体坐标，其中所述机床为所述多层料盘设定有零点立体坐标；基于上料点立体坐标、换料点立体坐标和零点立体坐标，生成多个中间位置坐标；根据所述多个中间位置坐标，控制机械手将换料点已加工工件更换为从上料点所运送来的待加工的工件。由此，实现了机床上下料在多轴立体空间中的自动化控制；并且，由于只需要给定两个点，使得编程测试过程简单，测试人员易于操作；进一步的，在本发明实施例中，并不限定机床的型号和类型，使得本发明的技术方案具有较强的通用性。

Description

用于机床自动上下料的桁架式机械手控制方法及系统

技术领域

本发明涉及自动机床控制技术领域，具体地涉及一种用于机床自动上下料的桁架式机械手控制方法及系统。

背景技术

机床上下料机器人是在数控机床上下料环节取代了人工的完成工件的自动装卸功能。数控机床上下料机器人具有速度快、柔性高、效能高、精度高、无污染等优点，主要适应的对象大多为大批量重复性或者是工件质量较大以及工作环境恶劣条件。在新兴工业化时代，机床上下料工业机器人能够满足快速、大批量加工节拍的生产要求，能够节省人力资源成本，大大提高工厂的生产效率。在柔性制造系统方面，机械手自动上下料装置是机器人技术应用的一个重要方面，随着机床的高速高精度发展趋势，机床加工中自动上下料技术将具有更广阔的发展前景。

在目前的相关技术中，采用高端的双通道系统数控来实现其中一通道控制数控车床，另外一通道控制桁架机械手。由于高端数控系统采用的总线伺服控制，所以需要和数控系统同一品牌的伺服驱动器和伺服电机，成本高昂，需要对多个位置进行编程调试时间长，而且不适用于配其他数控系统的车床，通用性比较差。另外，采用工控机配运动控制器的方案来控制桁架式机械手，由于要配工控机成本也是很高，运动控制器的应用开发周期长，占用客户工厂场地大。

有鉴于此，一种实现多轴控制，适用于多台数控车床通用的桁架式机械手的控制方案是目前业界的热门研究方向。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种用于机床自动上下料的桁架式机械手控制方法及系统，以实现多轴自动化控制、通用性强、编程调试过程简单的优点。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种用于机床自动上下料的桁架式机械手控制方法，机床设置有多层料盘，该方法包括：获取上料点立体坐标和换料点立体坐标，其中所述机床为所述多层料盘设定有零点立体坐标；基于所述上料点立体坐标、所述换料点立体坐标和所述零点立体坐标，生成多个中间位置坐标；根据所述多个中间位置坐标，控制机械手将换料点已加工工件更换为从上料点所运送来的待加工的工件。

其中，该方法还包括：基于所述上料点立体坐标、所述换料点立体坐标和所述零点立体坐标，生成关于第一机械手的多个第一中间位置坐标和关于第二机械手的多个第二中间位置坐标；根据所述多个第一中间位置坐标，控制所述第一机械手将位于上料点的所述待加工工件移动至换料点进行机床加工；以及根据所述多个第二中间位置坐标，控制所述第二机械手在当所述待加工工件到达换料远点时将换料点的所述已加工工件移出所述换料点，其中所述换料远点与所述换料点的X轴坐标不一样、且Y轴和Z轴坐标一样。

其中，所述第一中间位置坐标包括：上料高点立体坐标、上料低点立体坐标、安全点立体坐标、等待点立体坐标和所述换料远点立体坐标；其中，所述上料高点立体坐标用于指示第一机械手到达上料点上方的位置，所述上料低点立体坐标用于指示第一机械手夹取了待加工工件后离开上料点的位置；所述安全点立体坐标用于指示第一机械手为了避开床身钣金的高度所到达的位置，所述等待点立体坐标用于指示当等待响应机床换料指令时第一机械手准备进入机床内部空间的所述换料远点的位置；其中该方法还包括：控制所述第一机械手依次经过所述上料高点立体坐标、所述上料低点立体坐标、所述安全点立体坐标、所述等待点立体坐标、所述换料远点立体坐标和所述换料点立体坐标将待加工工件移动至换料点。

可选的，所述根据所述多个中间位置坐标控制机械手将换料点已加工工件更换为从上料点所运送来的待加工的工件包括：判断所述第一机械手在相邻两个相邻的中间位置坐标之间所要移动的中间行程是否大于预定阈值；以及当所述中间行程大于所述预定阈值时，按照第一移动速度移动所述机械手完成中间行程；以及当所述中间行程小于预定阈值时，按照第二移动速度移动所述机械手完成中间行程，其中所述第一移动速度大于所述第二移动速度。

可选的，该方法还包括：当该控制方法意外中断时，确定中断原因，该中断原因包括以下中的任意一者：伺服故障、紧急停止和自动运行暂停；根据中断原因，将故障级别分类为可继续执行流程或报警终止流程；当所述故障级别为可继续执行流程时，继上一节点执行控制流程；以及当所述故障级别为报警终止流程时，初始化执行控制流程。

本发明实施例另一方面提供一种用于机床自动上下料的桁架式机械手控制系统，机床设置有多层料盘，该控制系统包括：获取单元，用于获取上料点立体坐标和换料点立体坐标，其中所述机床为所述多层料盘设定有零点立体坐标；中间位置确定单元，用于基于所述上料点立体坐标、所述换料点立体坐标和所述零点立体坐标，生成多个中间位置坐标；工件更换单元，用于根据所述多个中间位置坐标，控制机械手将换料点已加工工件更换为从上料点所运送来的待加工的工件。

其中，所述中间位置确定单元用于基于所述上料点立体坐标、所述换料点立体坐标和所述零点立体坐标，生成关于第一机械手的多个第一中间位置坐标和关于第二机械手的多个第二中间位置坐标；所述工件更换单元用于根据所述多个第一中间位置坐标，控制所述第一机械手将位于上料点的所述待加工工件移动至换料点进行机床加工，以及根据所述多个第二中间位置坐标，控制所述第二机械手在当所述待加工工件到达换料远点时将换料点的所述已加工工件移出所述换料点，其中所述换料远点与所述换料点的X轴坐标不一样、且Y轴和Z轴坐标一样。

其中，所述第一中间位置坐标包括：上料高点立体坐标、上料低点立体坐标、安全点立体坐标、等待点立体坐标和所述换料远点立体坐标；其中，所述上料高点立体坐标用于指示第一机械手到达上料点上方的位置，所述上料低点立体坐标用于指示第一机械手夹取了待加工工件后离开上料点的位置；所述安全点立体坐标用于指示第一机械手为了避开床身钣金的高度所到达的位置，所述等待点立体坐标用于指示当等待响应机床换料指令时第一机械手准备进入机床内部空间的所述换料远点的位置；其中该方法还包括：控制所述第一机械手依次经过所述上料高点立体坐标、所述上料低点立体坐标、所述安全点立体坐标、所述等待点立体坐标、所述换料远点立体坐标和所述换料点立体坐标将待加工工件移动至换料点。

可选的，所述工件更换单元包括：中间行程判断模块，用于判断所述第一机械手在相邻两个相邻的中间位置坐标之间所要移动的中间行程是否大于预定阈值；以及移速控制模块，用于当所述中间行程大于所述预定阈值时，按照第一移动速度移动所述机械手完成中间行程；以及当所述中间行程小于预定阈值时，按照第二移动速度移动所述机械手完成中间行程，其中所述第一移动速度大于所述第二移动速度。

可选的，该系统还包括：中断原因单元，用于当该控制方法意外中断时，确定中断原因，该中断原因包括以下中的任意一者：伺服故障、紧急停止和自动运行暂停；故障分类单元，用于根据中断原因，将故障级别分类为可继续执行流程或报警终止流程；流程执行判断单元，用于当所述故障级别为可继续执行流程时，继上一节点执行控制流程；以及当所述故障级别为报警终止流程时，初始化执行控制流程。

通过上述技术方案，只需要为机床给定上料点坐标和换料点坐标(或下料点坐标)，就能自动化计算出将上料点处的工件转移至下料点所需要经过的各个中间位置的立体坐标，并基于这些中间位置立体坐标自动控制机械手自动化逐步将工件从上料点换入换料点，实现了机床上下料在多轴立体空间中的自动化控制；并且，由于只需要给定两个点，使得编程测试过程简单，测试人员易于操作；进一步的，在本发明实施例中，并不限定机床的型号和类型，使得本发明的技术方案具有较强的通用性。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明一实施例的用于机床自动上下料的桁架式机械手控制方法的流程图；

图2是本发明一实施例的基于中间位置坐标控制机械手的流程示意图；

图3是本发明一实施例的料盘的立体坐标分布示意图；

图4示出了机床中关于料盘和机床卡盘之间的包括中间位置在内的位置关系；

图5示出了应用于自动机床设备的上下料控制流程示意图；

图6是本发明一实施例的机床分级报警管理方法的流程图；

图7是本发明一实施例的用于机床自动上下料的桁架式机械手控制系统的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

如图1所示，本发明一实施例的用于机床自动上下料的桁架式机械手控制方法，该机床设置有多层料盘，因此当需要自动化实施上下料操作时，需要自控系统能够实施立体化多轴控制，具体该方法包括：

S11、获取上料点立体坐标和换料点立体坐标，其中机床为多层料盘设定有零点立体坐标。

S12、基于上料点立体坐标、换料点立体坐标和零点立体坐标，生成多个中间位置坐标。

S13、根据多个中间位置坐标，控制机械手将换料点已加工工件更换为从上料点所运送来的待加工的工件。

本发明实施例的方法可以应用于自动机床上，并且应用本发明实施例方法的自动机床相比于相关技术至少具有如下的优势：

其一、两点示教快速调试，使得客户使用方便；其他厂家基本都是多点示教，调试效率低，维修效率低，特别是批量使用时。其二，在本发明实施例中提出电控工件三轴移动，能够定位准确；其他厂家的做法有两种：1.点动控制，按着就走松开停止，定位不准，而且容易出意外；2.直接定位到指定坐标值位置，需要触摸屏上修改和爪子位置观察，来回操作；或者两个人一人操作一人观察。其三，在调试完成之后，操作员使用非常方便，其具体需要实施的动作有五个：1.开机回原点，2.选择料盘，3.选择自动模式，4.按下启动键和5.料盘工件加工完成后换料盘；其他厂家操作复杂。

更具体的，机床自动上下料的操作优选可以是通过针对两个机械手的协同操作来完成的，例如可以是利用第一机械手上料，并利用第二机械手下料。如图2所示，本发明一实施例的基于中间位置坐标控制机械手的流程，包括：

S21、基于上料点立体坐标、换料点立体坐标和零点立体坐标，生成关于第一机械手的多个第一中间位置坐标和关于第二机械手的多个第二中间位置坐标。

S22、根据多个第一中间位置坐标，控制第一机械手将位于上料点的待加工工件移动至换料点进行机床加工。

S23、根据多个第二中间位置坐标，控制第二机械手在当待加工工件到达换料远点时将换料点的已加工工件移出换料点，其中换料远点靠近换料点，但与换料点的X轴坐标不一样、且Y轴和Z轴坐标一样。

由此，在本实施例中实现了基于第二中间位置坐标将已完成加工的工件从机床中调出，并基于第一中间位置将待加工的工件准备放入机床进行加工，完成了无缝连接的自动换料操作。

更具体的，第一中间位置坐标包括：上料高点立体坐标、上料低点立体坐标、安全点立体坐标、等待点立体坐标和换料远点立体坐标；其中，上料高点立体坐标用于指示第一机械手到达上料点上方的位置，上料低点立体坐标用于指示第一机械手夹取了待加工工件后离开上料点的位置；安全点立体坐标用于指示第一机械手为了避开床身钣金的高度所到达的位置，等待点立体坐标用于指示当等待响应机床换料指令时第一机械手准备进入机床内部空间的换料远点的位置。其中，如图所示，该用于机床自动上下料的桁架式机械手控制方法还包括：控制第一机械手依次经过上料高点立体坐标、上料低点立体坐标、安全点立体坐标、等待点立体坐标、换料远点立体坐标和换料点立体坐标将待加工工件移动至换料点。

如图3所示，料盘m行n列工位位置坐标P[m,n]的行坐标＝P[1，1]的行坐标+(m-1)*B；料盘m行n列工位位置坐标P[m,n]的列坐标＝P[1，1]的列坐标+(n-1)*A；料盘l的竖直方向坐标P[m,n]的竖直坐标＝P[1，1]的竖直坐标+(l-1)*C；因为料盘设计出来行间距和列间距都是已知的，所以为了求出P[m,n]的坐标，只需要得到P[1,1]的坐标即可。得到P[1,1]的坐标的方法即为示教，通过旋转电子手轮来控制移动料爪A至P[1，1]的位置，操作触摸屏记录当前的X/Y/Z轴坐标值，即可得到P[1,1]的行坐标、列坐标和竖直方向的Z坐标。并且，在多个料盘分层排列时，P[1,1]的竖直方向的Z坐标也可以通过减去料盘间的竖直间距C，来计算得到其他层料盘的P[1,1]的Z轴坐标值；

优选的，在执行换料操作的过程中，可以是判断第一机械手在相邻两个相邻的中间位置坐标之间所要移动的中间行程是否大于预定阈值；以及当中间行程大于预定阈值时，按照第一移动速度移动机械手完成中间行程；以及当中间行程小于预定阈值时，按照第二移动速度移动机械手完成中间行程，其中第一移动速度大于第二移动速度。关于该预定阈值的大小可以根据用户需求来限定，例如可以是将预定阈值设置成当机械手从料盘中取料、向盘中放料或在机床内部移动时能够判断出是小行程等。由此，实现在大行程快速移动机械手，在小行程时慢速移动，提高了工件更换及加工效率的同时还能够满足精细化生产的要求。

如图4所示，其示出了机床中关于料盘和机床卡盘之间的包括中间位置在内的位置关系。另外，如图5所示，应用于自动机床设备的上下料控制流程具体包括以下步骤：S301、设备通过开机时三轴回零点得到X,Y,Z轴的坐标基准点坐标(0,0,0)，正常使用时，一般来说这个零点位置就是流程图里面的起点，当然其他安全位置也可以作为起点(程序中对启动位置坐标进行了限定，防止错误的位置启动程序引发不安全问题)；

S302、设备上有一个多工位的料盘，料爪A高速从起点动作到第m行第n列工位时，切换到低速时的位置。该位置X和Y坐标根据料盘初始工位P[1，1]和行间距B、列间距A计算得到，Z坐标的计算方法为：P[m,n]的Z轴坐标-(工件的伸出高度尺寸+余量)；其中(工件的伸出高度尺寸+余量)；流程图中动作点称之为上料高点；

S303、低速竖直移动到抓取工件的位置，通过示教可以得到P[1，1]工位准确抓取工件位置的三轴坐标值，然后计算出P[m,n]的坐标值即为该位置；在流程图里面我们称之为上料点；此步骤里面上料爪A动作夹紧工件；

S304、低速竖直向上离开料盘位置，但是要避开工件从料盘中抬起的高度，所以目标位置的Z坐标＝P[m,n]的Z轴坐标-(工件插入料盘深度尺寸+余量)；流程图里面我们称之为上料低点。

S305、高速三轴联动移动到安全点，安全点是为了避开床身钣金的高度；计算方法为：Z轴坐标＝换料点Z坐标+等待高度(卡盘中心高度到安全门上方安全距离)；Y轴坐标＝换料点Y坐标(卡盘中心对齐)；X轴坐标＝P[1,1]+料盘宽度-余量；

S306、高速向左移动到等待点，等待点的坐标：X＝换料点X值-换料距离；Y＝换料点Y值；Z＝换料点Z值-等待高度(卡盘中心高度到安全门上方安全距离)；移动到这里时等待机床发指令过来，机械手才被运行进入机床内部空间；

S307、机床的安全门打开，并且发出了换料指令后，机械手高速竖直向下移动到换料远点；换料远点Y轴和Z轴与换料点的值一样，X轴坐标＝换料点X坐标+换料距离；

S308、低速移动X轴到换料点，换料点为手轮示教记录的坐标位置；当移动到位后，下料爪B夹紧卡盘中加工完成的工件，机床卡盘同时松开工件；

S309、低速移动X轴到换料远点，移动到位后，气缸旋转，上料爪A和下料爪B交换位置；

S310、低速移动X轴到换料点，移动到位后，机床卡盘夹紧工件，上料爪A松开工件。

S311、低速移动X轴到换料远点。

S312、高速移动Z轴到等待点，移动到位后，发送换料完成指令给机床，机床开始加工工件。

S313、高速移动到安全点。

S314、高速移动到下料高点，X和Y坐标同P[m,n]，Z轴坐标＝P[m,n]Z坐标-(工件高度+余量)；移动到位以后，松开下料爪放下工件。

通过上述的S301-S314完成了工件的自动上料和换料，由此只需要正确示教上料点和换料点的坐标，其他点的坐标都可以通过机械设计的数据来自动设定，可以实现快速调试。优选的，自动机床可以快速移动到下一个上料高点P[m,n+1]使得三轴联动，移动到位以后，旋转气缸翻转，上料爪处于工作位置，以准备抓取料盘中的又一个待加工工件。由此可以一直循环执行，直到料盘工位全部完成。

在机床运行的过程中，可能会出现程序中断的情况，例如伺服系统出现故障、或只是人为暂停，此时如果不论什么情况都重新开始执行整个流程，会导致流程的浪费。因此，在本发明一优选实施方式中，如图6所示，该控制方法还包括：

S41、当该控制方法意外中断时，确定中断原因，该中断原因包括以下中的任意一者：伺服故障、紧急停止和自动运行暂停。

S42、根据中断原因，将故障级别分类为可继续执行流程或报警终止流程。

S43、当故障级别为可继续执行流程时，继上一节点执行控制流程。

S44、当故障级别为报警终止流程时，初始化执行控制流程。

具体的，例如可以是在系统自动运行的过程中，若发生了伺服故障或急停故障，则可以是认为故障等级较高(即为报警终止流程)，此时应当初始化执行控制流程；若发生了低级别的报警，可以直接启动继续执行程序，而无需初始化执行控制流程。

需说明的是，在目前相关技术中，初始开发的方法为多点示教，每个动作点都需要去用电子手轮移动到指定的位置，然后通过操作触摸屏记录下该位置坐标，以供程序使用；这些动作点多达九个，会占用大量的调试时间。相比之下，在本实施例中使用的两点示教，只需要示教两个动作点，即可完成整个动作流程，调试时间大大缩短，提高了效率。其中，这两个动作点分别为料盘第一行第一列位置P[1,1]和机床卡盘的换料点位置，其余动作点的位置坐标都是通过机械设计提供的数据计算得到。

在本发明实施例中，对运行效率进行了优化，无精确定位需求的动作点，采用高速运动；对有精确定位要求的分成高速和低速两段，高速走大行程，低速走小行程。避免高速引起的振动和过冲问题。采用联动取代常规的单个轴分步动作，原来的单个轴运动效率低，现在采用的三轴联动节省了运动到中间点的时间。另一方面，当程序中断时，可以根据中断原因的故障级别分类为可继续执行程序或报警终止程序执行，这样在遇到低级别报警时可继续执行程序，不需要从头开始执行程序，造成时间和工件原料的浪费。

在一些实施方式中，本发明实施例的控制方法还可以被配置成执行以下的功能或流程：

其一、具有两种控制方式：手轮和自动，上文所描述的都用于指示在自动上下料情况下的操作过程。

在手轮模式中，可以是通过按钮控制上料爪、下料爪的松夹，气缸的旋转，料盘的进退等，当前坐标和速度的显示；另外，手轮模式控制三个轴的运动，三轴软硬限位保护，一键完成三轴回零点。

在自动模式实现流程控制，具有单步和单循环功能，运行中可修改参数，当前流程显示及动画效果，参数设定可以实现各个点位的示教，高度和距离参数的设定，运动参数的设定。并且在料盘完成自动切换，所有料盘完成时蜂鸣器响起，手动确认新料盘放置到位，然后按下启动即可继续循环程序。

其二、具有诊断功能，其可以监控当前的输入输出信号的状态，查看当前和历史报警信息，用来判断和解决故障；

其三、报警分级管理功能，低级别报警可以按启动继续执行程序，高级别报警程序立即停止；

其四、三级用户管理权限设置：操作员(只允许操作设备)、技术员(可以示教和设定应用参数)和管理员(可以修改所有参数)；

本发明实施例的方法可以主要应用于小型机床，桁架机械手的应用不存在高于四轴的情形，而且采用的数控系统品牌多样，本发明实施例提供的控制方法对于各个硬件方案都具有通用性。另外，在本发明实施例中，通过使用较少的步骤高的效率安全的措施来实现工件的无人上下料，采用电子手轮来精确控制各轴移动到指定位置，特有的两点示教法，只需要手轮方式下精确校准两个位置(上料点和换料点)的坐标即可完成调试，调试效率超高。

如图7所示，本发明一实施例的用于机床自动上下料的桁架式机械手控制系统70，机床设置有多层料盘，该控制系统70包括：获取单元701，用于获取上料点立体坐标和换料点立体坐标，其中机床为多层料盘设定有零点立体坐标；中间位置确定单元702，用于基于上料点立体坐标、换料点立体坐标和零点立体坐标，生成多个中间位置坐标；工件更换单元703，用于根据多个中间位置坐标，控制机械手将换料点已加工工件更换为从上料点所运送来的待加工的工件。

在一些实施方式中，中间位置确定单元702用于基于上料点立体坐标、换料点立体坐标和零点立体坐标，生成关于第一机械手的多个第一中间位置坐标和关于第二机械手的多个第二中间位置坐标；工件更换单元用于根据多个第一中间位置坐标，控制第一机械手将位于上料点的待加工工件移动至换料点进行机床加工，以及根据多个第二中间位置坐标，控制第二机械手在当待加工工件到达换料远点时将换料点的已加工工件移出换料点，其中换料远点与换料点的X轴坐标不一样、且Y轴和Z轴坐标一样。

在一些实施方式中，第一中间位置坐标包括：上料高点立体坐标、上料低点立体坐标、安全点立体坐标、等待点立体坐标和换料远点立体坐标；其中，上料高点立体坐标用于指示第一机械手到达上料点上方的位置，上料低点立体坐标用于指示第一机械手夹取了待加工工件后离开上料点的位置；安全点立体坐标用于指示第一机械手为了避开床身钣金的高度所到达的位置，等待点立体坐标用于指示当等待响应机床换料指令时第一机械手准备进入机床内部空间的换料远点的位置；其中该方法还包括：控制第一机械手依次经过上料高点立体坐标、上料低点立体坐标、安全点立体坐标、等待点立体坐标、换料远点立体坐标和换料点立体坐标将待加工工件移动至换料点。

在一些实施方式中，工件更换单元703包括：中间行程判断模块，用于判断第一机械手在相邻两个相邻的中间位置坐标之间所要移动的中间行程是否大于预定阈值；以及移速控制模块，用于当中间行程大于预定阈值时，按照第一移动速度移动机械手完成中间行程；以及当中间行程小于预定阈值时，按照第二移动速度移动机械手完成中间行程，其中第一移动速度大于第二移动速度。

在一些实施方式中，该系统还包括：中断原因单元，用于当该控制方法意外中断时，确定中断原因，该中断原因包括以下中的任意一者：伺服故障、紧急停止和自动运行暂停；故障分类单元，用于根据中断原因，将故障级别分类为可继续执行流程或报警终止流程；流程执行判断单元，用于当故障级别为可继续执行流程时，继上一节点执行控制流程；以及当故障级别为报警终止流程时，初始化执行控制流程。

关于本发明系统实施例的更具体的细节和效果可以参照上文关于方法实施例的描述，在此便不赘述。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (6)

1.一种用于机床自动上下料的桁架式机械手控制方法，机床设置有多层料盘，该方法包括：

获取上料点立体坐标和换料点立体坐标，其中所述机床为所述多层料盘设定有零点立体坐标；

基于所述上料点立体坐标、所述换料点立体坐标和所述零点立体坐标，生成多个中间位置坐标；根据所述多个中间位置坐标，控制机械手将换料点已加工工件更换为从上料点所运送来的待加工的工件，其中基于所述上料点立体坐标、所述换料点立体坐标和所述零点立体坐标，生成关于第一机械手的多个第一中间位置坐标和关于第二机械手的多个第二中间位置坐标；根据所述多个第一中间位置坐标，控制所述第一机械手将位于上料点的所述待加工工件移动至换料点进行机床加工；以及根据所述多个第二中间位置坐标，控制所述第二机械手在当所述待加工工件到达换料远点时将换料点的所述已加工工件移出所述换料点，其中所述换料远点与所述换料点的X轴坐标不一样、且Y轴和Z轴坐标一样其中所述第一中间位置坐标包括：上料高点立体坐标、上料低点立体坐标、安全点立体坐标、等待点立体坐标和所述换料远点立体坐标；其中，所述上料高点立体坐标用于指示第一机械手到达上料点上方的位置，所述上料低点立体坐标用于指示第一机械手夹取了待加工工件后离开上料点的位置；所述安全点立体坐标用于指示第一机械手为了避开床身钣金的高度所到达的位置，所述等待点立体坐标用于指示当等待响应机床换料指令时第一机械手准备进入机床内部空间的所述换料远点的位置； 其中该方法还包括：控制所述第一机械手依次经过所述上料高点立体坐标、所述上料低点立体坐标、所述安全点立体坐标、所述等待点立体坐标、所述换料远点立体坐标和所述换料点立体坐标将待加工工件移动至换料点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个中间位置坐标控制机械手将换料点已加工工件更换为从上料点所运送来的待加工的工件包括：判断所述第一机械手在相邻两个相邻的中间位置坐标之间所要移动的中间行程是否大于预定阈值；以及当所述中间行程大于所述预定阈值时，按照第一移动速度移动所述机械手完成中间行程；以及当所述中间行程小于预定阈值时，按照第二移动速度移动所述机械手完成中间行程，其中所述第一移动速度大于所述第二移动速度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：当该控制方法意外中断时，确定中断原因，该中断原因包括以下中的任意一者：伺服故障、紧急停止和自动运行暂停；根据中断原因，将故障级别分类为可继续执行流程或报警终止流程；当所述故障级别为可继续执行流程时，继上一节点执行控制流程；以及当所述故障级别为报警终止流程时，初始化执行控制流程。

4.一种用于机床自动上下料的桁架式机械手控制系统，机床设置有多层料盘，该控制系统包括：获取单元，用于获取上料点立体坐标和换料点立体坐标，其中所述机床为所述多层料盘设定有零点立体坐标；中间位置确定单元，用于基于所述上料点立体坐标、所述换料点立体坐标和所述零点立体坐标，生成多个中间位置坐标；工件更换单元，用于根据所述多个中间位置坐标，控制机械手将换料点已加工工件更换为从上料点所运送来的待加工的工件，其中所述中间位置确定单元用于基于所述上料点立体坐标、所述换料点立体坐标和所述零点立体坐标，生成关于第一机械手的多个第一中间位置坐标和关于第二机械手的多个第二中间位置坐标；所述工件更换单元用于根据所述多个第一中间位置坐标，控制所述第一机械手将位于上料点的所述待加工工件移动至换料点进行机床加工，以及根据所述多个第二中间位置坐标，控制所述第二机械手在当所述待加工工件到达换料远点时将换料点的所述已加工工件移出所述换料点，其中所述换料远点与所述换料点的X轴坐标不一样、且Y轴和Z轴坐标一样，其中所述第一中间位置坐标包括：上料高点立体坐标、上料低点立体坐标、安全点立体坐标、等待点立体坐标和所述换料远点立体坐标；其中，所述上料高点立体坐标用于指示第一机械手到达上料点上方的位置，所述上料低点立体坐标用于指示第一机械手夹取了待加工工件后离开上料点的位置；所述安全点立体坐标用于指示第一机械手为了避开床身钣金的高度所到达的位置，所述等待点立体坐标用于指示当等待响应机床换料指令时第一机械手准备进入机床内部空间的所述换料远点的位置；其中还包括：控制所述第一机械手依次经过所述上料高点立体坐标、所述上料低点立体坐标、所述安全点立体坐标、所述等待点立体坐标、所述换料远点立体坐标和所述换料点立体坐标将待加工工件移动至换料点。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述工件更换单元包括：中间行程判断模块，用于判断所述第一机械手在相邻两个相邻的中间位置坐标之间所要移动的中间行程是否大于预定阈值；以及移速控制模块，用于当所述中间行程大于所述预定阈值时，按照第一移动速度移动所述机械手完成中间行程；以及当所述中间行程小于预定阈值时，按照第二移动速度移动所述机械手完成中间行程，其中所述第一移动速度大于所述第二移动速度。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，该系统还包括：中断原因单元，用于当意外中断时，确定中断原因，该中断原因包括以下中的任意一者：伺服故障、紧急停止和自动运行暂停；故障分类单元，用于根据中断原因，将故障级别分类为可继续执行流程或报警终止流程；流程执行判断单元，用于当所述故障级别为可继续执行流程时，继上一节点执行控制流程；以及当所述故障级别为报警终止流程时，初始化执行控制流程。

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