CN108594760A - 生产加工控制系统、生产加工控制方法及存储设备 - Google Patents

生产加工控制系统、生产加工控制方法及存储设备 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种应用于一生产加工设备上的生产加工控制系统，生产加工设备包括：上料机构、加工装置、传送机构及检测机构，生产加工控制系统包括：处理器，适于实现各指令；存储设备，适于存储多条指令，指令适于由处理器加载并执行：控制上料机构对多个工件进行依次上料；根据工件预设形状及尺寸、选用的加工工具规格输入相应的加工程序；控制加工装置进行自动调机并优化加工程序；控制加工装置按照优化后的加工程序对工件进行加工；控制加工装置的加工主轴驱动加工工具进行自动进给补偿；控制传送机构以将加工后的工件传送至检测机构；控制检测机构对工件进行检测并判断工件是否合格。本发明还提出了一种生产加工控制方法及存储设备。

Description

生产加工控制系统、生产加工控制方法及存储设备
技术领域
本发明涉及一种生产加工控制系统，特别是一种用于工件进行自动化生产的生产加工控制系统、生产加工控制方法及存储设备。
背景技术
现有技术中，在对如刀具等精密工件进行加工过程中，操作员依据数控编程(CAM，Computer Aided Manufacturing)程序结合加工工具砂轮的实际尺寸参数进行首个工件加工调机，为保证工件加工尺寸精度及质量，需对多个加工尺寸进行测量确认及补正，并结合以往经验，对砂轮参数或程序参数进行反复补正调试，直至全部加工尺寸符合精度要求，调机时间长，效率低。同时，加工上述工件采用安装砂轮的多轴联动磨床进行磨削加工，砂轮磨损，及加工主轴振动也会导致工件的加工尺寸发生变化，降低加工良率，且需要停机对砂轮及加工主轴进行校正，或对CAM程序进行调整，影响设备稼动率。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种自动化程度高的生产加工控制系统、生产加工控制方法及存储设备以解决上述问题。
一种生产加工控制系统，所述生产加工控制系统应用于一生产加工设备上以对工件进行加工，所述生产加工设备包括：上料机构、加工装置、传送机构及检测机构，所述生产加工控制系统包括：
处理器，适于实现各指令；
存储设备，适于存储多条指令，所述指令适于由所述处理器加载并执行：
控制所述上料机构对多个所述工件进行依次上料至所述加工装置；
根据工件预设形状及尺寸、选用的加工工具规格，通过所述加工装置的操作面板输入相应的加工程序；
控制所述加工装置进行自动调机并优化所述加工程序；
控制所述加工装置按照优化后的所述加工程序对工件进行加工；
控制所述加工装置的相应的加工主轴驱动相应的加工工具进行自动进给补偿；
控制所述传送机构以将加工后的工件从所述加工装置传送至所述检测机构；
控制所述检测机构对加工后的工件进行检测并判断工件是否合格。
一种生产加工控制方法，其包括：
控制上料机构对多个工件进行依次上料至加工装置；
根据工件预设形状及尺寸、选用的加工工具规格，通过所述加工装置的操作面板输入相应的加工程序；
控制所述加工装置进行自动调机并优化所述加工程序；
控制所述加工装置按照优化后的所述加工程序对工件进行加工；
控制所述加工装置的相应的加工主轴驱动相应的加工工具进行自动进给补偿；
控制传送机构以将加工后的工件从所述加工装置传送至检测机构；
控制所述检测机构对加工后的工件进行检测并判断工件是否合格。
一种存储设备，所述存储设备存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：
控制上料机构对多个工件进行依次上料至加工装置；
根据工件预设形状及尺寸、选用的加工工具规格，通过所述加工装置的操作面板输入相应的加工程序；
控制所述加工装置进行自动调机并优化所述加工程序；
控制所述加工装置按照优化后的所述加工程序对工件进行加工；
控制所述加工装置的相应的加工主轴驱动相应的加工工具进行自动进给补偿；
控制传送机构以将加工后的工件从所述加工装置传送至检测机构；
控制所述检测机构对加工后的工件进行检测并判断工件是否合格。
上述生产加工控制系统、生产加工控制方法及储存设备通过补偿单元根据多个感应器的检测数据控制相应的加工主轴驱动相应的加工工具进行自动进给补偿，提高了生产的效率及良率。同时，加工工具检测单元控制相应的感应器对使用前的相应的加工工具的实际尺寸参数以自动优化加工程序并完成调机，并建立快速调机模型，提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明一实施方式的生产加工设备的模块示意图。
图2是图1所示的生产加工设备的加工装置的模块示意图。
图3是本发明一实施方式的生产加工控制系统的模块示意图。
图4是图3所示的生产加工控制系统的加工控制模块的模块示意图。
图5是本发明一实施方式的生产加工控制方法的流程示意图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当一个元件或组件被认为是“连接”另一个元件或组件，它可以是直接连接到另一个元件或组件或者可能同时存在居中设置的元件或组件。当一个元件或组件被认为是“设置在”另一个元件或组件，它可以是直接设置在另一个元件或组件上或者可能同时存在居中设置的元件或组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请同时参阅图1和图2，图1为本发明一实施方式的一种生产加工设备100的示意图。生产加工设备100用于对工件进行加工、检测及下料储存。生产加工设备100包括上料机构10、加工装置20、传送机构30、检测机构40及下料机构50。上料机构10用于对多个工件依次传送至加工装置20。加工装置20用于对工件进行加工。传送机构30用于将加工后的工件传送至检测机构40。检测机构40用于对工件进行检测是否合格。下料机构50用于将检测后的工件进行分类下料并打包处理。本实施例中，加工装置20为CNC(Computer NumericalControl)加工机台，传送机构30为自动导引运输车(Automated Guided Vehicle，AGV)。
请参阅图2，加工装置20具有至少一个加工主轴21、至少一个加工工具22、操作面板23及多个感应器24。加工工具22设置于相应的加工主轴21上并在相应的加工主轴21的驱动下对工件进行加工。操作面板23用于输入相应的加工参数及加工程序。多个感应器24分别对加工装置20的使用状态及工作温度、相应的加工主轴21的偏摆距离/振动距离/进给距离、相应的加工工具22的偏摆距离/振动距离/磨损尺寸、加工过程中的工件尺寸、车间温度等进行感测。本实施例中，加工工具22为砂轮。
可以理解，加工装置20还具有工作台及伺服机构等相关机构(图未示)，为节约篇幅，在此不再赘述。
请参阅图3，图3为本发明一实施方式中生产加工控制系统200的模块示意图。生产加工控制系统200应用于生产加工设备100上。生产加工控制系统200包括处理器210、存储设备220、上料控制模块230、加工控制模块240、传送控制模块250、检测控制模块260、通讯模块270及下料控制模块280。存储设备220、上料控制模块230、加工控制模块240、传送控制模块250、检测控制模块260、通讯模块270及下料控制模块280分别与处理器210电性连接。
处理器210可以是中央处理器、数字信号处理器或者单片机等。处理器210用于处理相关数据及发送多条指令。
存储设备220能够存储设备220、上料控制模块230、加工控制模块240、传送控制模块250、检测控制模块260、通讯模块270及下料控制模块280的相关数据及多条指令，且所述指令适于由处理器210加载并执行相关动作。同时，存储设备220还能够存储加工后工件的类型及标准尺寸和加工工具22的类型及材质。
可以理解，本实施例中，加工后的工件为端刀、圆鼻刀、标准钻头、T刀、燕尾刀、倒角刀、台阶钻、双面倒角刀、成型轮廓刀、球刀、插铣刀、铰刀、螺纹铣刀、牙刀、粗皮刀、镗刀等刀具。
可理解，存储设备220可为硬盘、软盘、U盘、随机存取存储器等。
在至少一实施方式中，存储设备220可以是内部存储系统，例如闪存、随机读取存储器RAM、可读取的存储器ROM及云盘等。
在至少一实施方式中，存储设备220还可以是一个存储系统，例如影碟、存储卡、或者数据存储媒介等。存储设备220还包括不稳定或者稳定的存储设备。
在至少一实施方式中，存储设备220包括两个或者多个存储设备，例如，其中一个存储设备为记忆体，其中另一个存储设备为驱动器。此外，存储设备220还可以全部或者部分独立于生产加工设备100。
上料控制模块230用于控制上料机构10将多个工件依次传送至加工装置20以便于加工装置20对工件进行加工。
请同时参阅图2至图4，加工控制模块240包括加工程序输入单元241、加工工具检测单元242、工件检测单元243、加工主轴检测单元244、环境检测单元245及补偿单元246。
加工程序输入单元241用于使操作员根据工件的设计形状及尺寸、选用的加工工具22规格通过操作面板23输入相应的加工程序。
加工工具检测单元242用于控制相应的感应器24对使用前的相应的加工工具22的尺寸、使用中的相应的加工工具22的尺寸、偏摆距离及振动距离进行检测。
工件检测单元243用于控制相应的感应器24对加工中的工件及加工后的工件的尺寸进行检测。
加工主轴检测单元244用于控制相应的感应器24对相应的加工主轴21的偏摆距离、振动距离及进给距离进行检测。
环境检测单元245用于控制相应的感应器24分别对加工装置20的工作温度及车间温度进行检测。
补偿单元246用于根据加工工具检测单元242检测的数据、工件检测单元243的检测数据、加工主轴检测单元244检测的数据、环境检测单元245的检测数据及存储设备220存储的相应的加工后工件的类型和标准尺寸控制相应的加工主轴21驱动相应的加工工具22进行进给补偿。
传送控制模块250用于控制传送机构30以将工件从加工装置20传送至检测机构40。
检测控制模块260用于控制检测机构40对加工后的工件的尺寸及外观进行检测并根据存储设备220存储的相应的工件的类型、标准尺寸及外观要求判断工件是否合格。
通讯模块270能够将加工工具检测单元242检测的数据、工件检测单元243的检测数据、加工主轴检测单元244检测的数据、环境检测单元245的检测数据及检测控制模块260的检测数据传送给处理器210。同时，通讯模块270还能够将处理器210发的各指令传送至上料控制模块230、加工控制模块240、传送控制模块250、检测控制模块260及下料控制模块280。
下料控制模块280用于控制下料机构50将检测后的工件进行分类下料并打包。具体地，下料控制模块280控制下料机构50将检测合格的工件和检测不合格的工件分别进行下料并打包。
请参阅图5，为本发明一实施方式中应用于所述生产加工控制系统200使用生产加工设备100的生产加工控制方法的流程图。所述生产加工控制方法仅是一种示例，因为有很多种实施所述方法的方式。请同时参阅图1至图4，接下来要描述的生产加工控制方法能够被图1-4所示的模块所执行。图5中每一个图块代表的一个或者多个步骤，方法或者子流程等由示例方法所执行。使用上述生产加工控制系统200生产加工工件的生产加工控制方法包括如下步骤：
S101：上料控制模块230接收处理器210发送的指令控制上料机构10对多个工件进行依次上料至加工装置20；
S102：根据工件预设形状及尺寸、选用的加工工具22的规格，加工程序输入单元241通过加工装置20的操作面板23输入相应的加工程序；
S103：加工控制模块240接收处理器210发送的指令控制加工装置20进行调机并优化上述加工程序；
具体地，加工工具检测单元242接收处理器210发送的指令控制相应的感应器24对使用前的相应的加工工具22的实际尺寸参数进行检测，并由通讯模块270传送至处理器210；处理器210接收上述相应的加工工具22的实际尺寸参数得出相应的加工工具22的补偿尺寸参数并对上述加工程序进行优化以完成调机；同时，通讯模块270将上述补偿尺寸参数数据传送至存储设备220，处理器210对存储于存储设备220的上述补偿尺寸参数数据进行系统分析，并建立快速调机模型，实现对加工装置20的自动调机。
S104：加工控制模块240接收处理器210发送的指令控制加工装置20按照优化后的上述加工程序对工件进行加工；
S105：补偿单元246接收处理器210发送的指令控制加工装置20的相应的加工主轴21驱动相应的加工工具22进行自动进给补偿以确保加工后的工件尺寸准确；
具体地，加工工具检测单元242接收处理器210发送的指令控制相应的感应器24对使用中的相应的加工工具22的尺寸、偏摆距离及振动距离进行检测并由通讯模块270传送至存储设备220；工件检测单元243接收处理器210发送的指令控制相应的感应器24对加工中的工件的尺寸进行检测并由通讯模块270传送至存储设备220；加工主轴检测单元244接收处理器210发送的指令控制相应的感应器24对相应的加工主轴21的偏摆距离、振动距离及进给距离进行检测并由通讯模块270传送至存储设备220；环境检测单元245接收处理器210发送的指令控制相应的感应器24分别对加工装置20的工作温度及车间温度进行检测并由通讯模块270传送至存储设备220；处理器210根据加工工具检测单元242检测的数据、工件检测单元243的检测数据、加工主轴检测单元244检测的数据、环境检测单元245的检测数据及存储设备220存储的相应的加工后工件的类型和标准尺寸向补偿单元246发送指令以控制相应的加工主轴21驱动相应的加工工具22进行进给补偿；
同时，处理器210对存储于存储设备220的每个工件加工过程中的上述进给补偿数据进行系统分析，并总结进给补偿规律，且基于上述进给补偿数据进行自动学习和计算，实现对加工装置20的加工工具22自动进给补偿；
S106：传送控制模块250接收处理器210发送的指令控制传送机构30以将加工后的工件从加工装置20传送至检测机构40，检测控制模块260控制检测机构40对加工后的工件进行检测并判断工件是否合格，且检测数据由通讯模块270传送至处理器210及存储设备220；
具体地，检测控制模块260控制检测机构40对加工后的工件的尺寸及外观进行检测并根据存储设备220存储的相应类型的工件的标准尺寸及外观要求判断加工后的工件是否合格。
S107：下料控制模块280接收处理器210发送的指令控制下料机构50将上述检测后的工件进行分类下料。
可以理解，处理器210根据加工后工件的检测合格率数据、相应的加工工具22的偏摆距离、相应的加工工具22的振动距离、相应的加工主轴21的偏摆距离及振动距离、上述进给补偿数据进行系统分析，并总结工件的合格率与上述检测数据关系规律，以对加工程序进行进一步优化。
可以理解，步骤S107可以去除，检测后的工件直接由人工直接下料，并不影响检测后的工件下料。
生产加工设备100包括上料机构10、加工装置20、传送机构30、检测机构40、下料机构50及便携式电子装置60，但不限于此，在其它实施例中，下料机构50及便携式电子装置60可以去除，检测后的工件直接由人工直接下料，生产加工控制系统200直接控制生产加工设备100对工件进行加工，并不影响检测后的工件下料及工件的加工。
上述生产加工设备100、生产加工控制系统200及生产加工控制方法通过补偿单元246根据多个感应器24的检测数据控制相应的加工主轴21驱动相应的加工工具22进行自动进给补偿，提高了生产的效率及良率。同时，加工工具检测单元242控制相应的感应器24对使用前的相应的加工工具22的实际尺寸参数以自动优化加工程序并完成调机，并建立快速调机模型，提高了生产效率。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施方式中的全部或者部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，所述程序在执行时，可包括如上述各方法的实施方式的流程。
另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在相同处理器中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在相同单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是手持式电子设备，如智能手机、笔记本电脑、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、智能式穿戴式设备等，也可以是桌面式电子设备，如台式机、智能电视等)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施方式的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其它单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或系统也可以由同一个单元或系统通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种生产加工控制系统，所述生产加工控制系统应用于一生产加工设备上以对工件进行加工，所述生产加工设备包括：上料机构、加工装置、传送机构及检测机构，所述生产加工控制系统包括：
处理器，适于实现各指令；
存储设备，适于存储多条指令，所述指令适于由所述处理器加载并执行：
控制所述上料机构对多个所述工件进行依次上料至所述加工装置；
根据工件预设形状及尺寸、选用的加工工具规格，通过所述加工装置的操作面板输入相应的加工程序；
控制所述加工装置进行自动调机并优化所述加工程序；
控制所述加工装置按照优化后的所述加工程序对工件进行加工；
控制所述加工装置的相应的加工主轴驱动相应的加工工具进行自动进给补偿；
控制所述传送机构以将加工后的工件从所述加工装置传送至所述检测机构；
控制所述检测机构对加工后的工件进行检测并判断工件是否合格。
2.如权利要求1所述的生产加工控制系统，其特征在于：所述指令适于由所述处理器加载并执行：
控制加工装置相应的感应器对使用前的相应的加工工具的实际尺寸参数进行检测；
根据相应的加工工具的实际尺寸参数得出相应的加工工具的补偿尺寸参数并对上述加工程序进行优化以完成调机。
3.如权利要求1所述的生产加工控制系统，其特征在于：所所述指令适于由所述处理器加载并执行：
控制所述加工装置相应的感应器对使用中的相应的加工工具的尺寸、偏摆距离及振动距离进行检测；
控制所述加工装置相应的感应器对加工中的工件的尺寸进行检测；
控制所述加工装置相应的感应器对所述加工装置相应的加工主轴的偏摆距离、振动距离及进给距离进行检测；
控制所述加工装置相应的感应器分别对所述加工装置的工作温度及车间温度进行检测；
根据以上检测数据及所述存储设备存储的相应的加工后工件的类型和标准尺寸，控制相应的所述加工主轴驱动相应的所述加工工具进行进给补偿。
4.如权利要求1所述的生产加工控制系统，其特征在于：所述指令适于由所述处理器加载并执行：
控制所述检测机构对加工后的工件的尺寸及外观进行检测并根据所述存储设备存储的相应类型的工件的标准尺寸及外观要求判断加工后的工件是否合格。
5.如权利要求1所述的生产加工控制系统，其特征在于：所述生产加工设备还包括下料机构，所述指令适于由所述处理器加载并执行：
控制所述下料机构将上述检测后的工件进行分类下料。
6.一种生产加工控制方法，其包括：
控制上料机构对多个工件进行依次上料至加工装置；
根据工件预设形状及尺寸、选用的加工工具规格，通过所述加工装置的操作面板输入相应的加工程序；
控制所述加工装置进行自动调机并优化所述加工程序；
控制所述加工装置按照优化后的所述加工程序对工件进行加工；
控制所述加工装置的相应的加工主轴驱动相应的加工工具进行自动进给补偿；
控制传送机构以将加工后的工件从所述加工装置传送至检测机构；
控制所述检测机构对加工后的工件进行检测并判断工件是否合格。
7.如权利要求6所述的生产加工控制方法，其特征在于：
控制所述加工装置进行自动调机并优化所述加工程序的步骤具体包括：
控制加工装置相应的感应器对使用前的相应的加工工具的实际尺寸参数进行检测；
根据相应的加工工具的实际尺寸参数得出相应的加工工具的补偿尺寸参数并对上述加工程序进行优化以完成调机。
8.如权利要求6所述的生产加工控制方法，其特征在于：控制所述加工装置的相应的加工主轴驱动相应的加工工具进行自动进给补偿的步骤具体包括：
控制所述加工装置相应的感应器对使用中的相应的加工工具的尺寸、偏摆距离及振动距离进行检测；
控制所述加工装置相应的感应器对加工中的工件的尺寸进行检测；
控制所述加工装置相应的感应器对所述加工装置相应的加工主轴的偏摆距离、振动距离及进给距离进行检测；
控制所述加工装置相应的感应器分别对所述加工装置的工作温度及车间温度进行检测；
根据以上检测数据及存储设备存储的相应的加工后工件的类型和标准尺寸，控制相应的所述加工主轴驱动相应的所述加工工具进行进给补偿。
9.如权利要求6所述的生产加工控制方法，其特征在于：控制所述检测机构对加工后的工件进行检测并判断工件是否合格的步骤具体包括：
控制所述检测机构对加工后的工件的尺寸及外观进行检测并根据存储设备存储的相应类型的工件的标准尺寸及外观要求判断加工后的工件是否合格。
10.如权利要求6所述的生产加工控制方法，其特征在于：所述生产加工控制方法还包括：
控制一下料机构将上述检测后的工件进行分类下料。
11.一种存储设备，其特征在于，所述存储设备存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：
控制上料机构对多个工件进行依次上料至加工装置；
根据工件预设形状及尺寸、选用的加工工具规格，通过所述加工装置的操作面板输入相应的加工程序；
控制所述加工装置进行自动调机并优化所述加工程序；
控制所述加工装置按照优化后的所述加工程序对工件进行加工；
控制所述加工装置的相应的加工主轴驱动相应的加工工具进行自动进给补偿；
控制传送机构以将加工后的工件从所述加工装置传送至检测机构；
控制所述检测机构对加工后的工件进行检测并判断工件是否合格。
12.如权利要求11所述的存储设备，其特征在于，所述指令适于由处理器加载并执行：
控制加工装置相应的感应器对使用前的相应的加工工具的实际尺寸参数进行检测；
根据相应的加工工具的实际尺寸参数得出相应的加工工具的补偿尺寸参数并对上述加工程序进行优化以完成调机。
13.如权利要求11所述的存储设备，其特征在于，所述指令适于由处理器加载并执行：
控制所述加工装置相应的感应器对使用中的相应的加工工具的尺寸、偏摆距离及振动距离进行检测；
控制所述加工装置相应的感应器对加工中的工件的尺寸进行检测；
控制所述加工装置相应的感应器对所述加工装置相应的加工主轴的偏摆距离、振动距离及进给距离进行检测；
控制所述加工装置相应的感应器分别对所述加工装置的工作温度及车间温度进行检测；
根据以上检测数据及存储设备存储的相应的加工后工件的类型和标准尺寸，控制相应的所述加工主轴驱动相应的所述加工工具进行进给补偿。
14.如权利要求11所述的存储设备，其特征在于，所述指令适于由处理器加载并执行：
控制所述检测机构对加工后的工件的尺寸及外观进行检测并根据存储设备存储的相应类型的工件的标准尺寸及外观要求判断加工后的工件是否合格。
15.如权利要求11所述的存储设备，其特征在于，所述指令适于由处理器加载并执行：
控制一下料机构将上述检测后的工件进行分类下料。
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