CN108994649A - 刀具自动切换的控制方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

刀具自动切换的控制方法、装置、计算机设备及存储介质 Download PDF

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李耀斌
曾雨权
王接昌
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    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
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    • B23Q3/15503—Processes characterized by special sequencing of operations or the like, e.g. for optimizing tool changing time or capacity in tool storage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种刀具自动切换的控制方法、装置、计算机设备及存储介质，其中，该方法包括：启动被选中的刀具；读取加工指令；判断指令是否是换刀指令，若是，则进入下一步骤，若否，则被选中刀具根据对应的指令做相应的处理；停止当前工作的刀具，将另外被选中的刀具调节至工作位，并启动该刀具。本发明刀具自动切换的控制方法中，通过读取加工指令是何种指令以使刀具做出相应的处理，当指令是换刀指令时，则停止当前工作的刀具，将另外被选中的刀具调节至工作位，并启动该刀具，进而完成了刀具的切换，整个换刀过程均由设置的控制指令来完成，无需人工手动操作，大大提高了工作效率。

Description

刀具自动切换的控制方法、装置、计算机设备及存储介质
技术领域
本发明涉及板材切割中的刀具切换，更具体地说是一种刀具自动切换的控制方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
目前，在板材切割时，大多数切割机只配备有一把刀具来进行切割，这导致工作效率低下，也有少数的切割机配备有多把刀具的情况，虽配备有多把刀具，但需要更换刀具时，需要通过人工选择手轮来进行刀具切换，这不仅工作效率低下，而且操作过程较为复杂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种刀具自动切换的控制方法、装置、计算机设备及存储介质。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种刀具自动切换的控制方法，所述方法包括：
启动被选中的刀具；
读取加工指令；
判断指令是否是换刀指令，若是，则进入下一步骤，若否，则被选中刀具根据对应的指令做相应的处理；
停止当前工作的刀具，将另外被选中的刀具调节至工作位，并启动该刀具。
其进一步技术方案为：所述启动被选中的刀具的步骤，具体包括以下步骤：
将刀具偏移到对应的工作位；
判断刀具气缸是否打下，若是，则进入下一步骤，若否，则打下对应刀具的气缸；
启动被选中刀具的主轴电机。
其进一步技术方案为：所述读取加工指令的步骤之后，还包括以下步骤：
判断指令是否是最后一条指令，若是，则进入下一步骤，若否，则报错，加工结束；
控制当前刀具的主轴电机停止；
收回气缸，以使当前刀具收回；
加工结束。
其进一步技术方案为：所述停止当前工作的刀具，将另外被选中的刀具调节至工作位，并启动该刀具的步骤，具体包括以下步骤：
停止当前刀具的主轴电机；
当前刀具的气缸收回；
将另外被选中刀具的气缸打下；
将另外被选中刀具偏移到对应的工作位；
启动另外被选中刀具的主轴电机。
一种刀具自动切换的控制装置，包括启动单元、读取单元、判断单元以及切换单元；
所述启动单元，用于启动被选中的刀具；
所述读取单元，用于读取加工指令；
所述判断单元，用于判断指令是否是换刀指令，若是，则进入下一步骤，若否，则被选中刀具根据对应的指令做相应的处理；
所述切换单元，用于停止当前工作的刀具，将另外被选中的刀具调节至工作位，并启动该刀具。
其进一步技术方案为：所述启动单元包括偏移模块、判断模块、气缸控制模块以及主轴电机控制模块；
所述偏移模块，用于将刀具偏移到对应的工作位；
所述判断模块，用于判断刀具气缸是否打下；
所述气缸控制模块，打下对应刀具的气缸；
所述主轴电机控制模块，用于启动被选中刀具的主轴电机。
其进一步技术方案为：还包括最终指令模块、报错模块以及结束模块；
所述最终指令模块，用于判断指令是否是最后一条指令；
所述报错模块，用于报错；
所述结束模块，用于控制加工结束。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的刀具自动切换的控制方法。
一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如上述的刀具自动切换的控制方法。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明刀具自动切换的控制方法中，通过读取加工指令是何种指令以使刀具做出相应的处理，当指令是换刀指令时，则停止当前工作的刀具，将另外被选中的刀具调节至工作位，并启动该刀具，进而完成了刀具的切换，整个换刀过程均由设置的控制指令来完成，无需人工手动操作，大大提高了工作效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明刀具自动切换的控制方法具体实施例的流程图；
图2为本发明刀具自动切换的控制装置具体实施例的示意性框图；
图3为本发明刀具自动切换的控制装置具体实施例中启动单元的示意性框图；
图4为本发明刀具自动切换的控制装置具体实施例中最终指令判断的的示意性框图；
图5为本发明一种计算机设备具体实施例的示意性框图。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
应当理解，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体/操作/对象与另一个实体/操作/对象区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体/操作/对象之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
还应当理解，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
如图1所示，本发明提供了一种刀具自动切换的控制方法，该方法包括：
S10、启动被选中的刀具；
S20、读取加工指令；
S30、判断指令是否是换刀指令，若是，则进入下一步骤，若否，则被选中刀具根据对应的指令做相应的处理；
S40、停止当前工作的刀具，将另外被选中的刀具调节至工作位，并启动该刀具。
具体的，本实施例中，是基于X86平台以及FPGA芯片来实现刀具的参数设置以及控制，X86负责实现人机交互、运动算法控制，最终插补产生数据序列，FPGA负责将数据序列转化成电机主轴所需的脉冲序列，从而控制刀具的运动。其中X86平台包括显示区、按键区、功能键区以及急停区。
运动控制的核心部分运行在实时内核之中。本实施例是采用WINCE6.0实时操作系统，中断延时100us左右。系统中采用4ms的插补周期，能满足绝大部分板材切割控制的精度要求。为了避免频繁中断导致的系统线程切换的时间消耗，即一次中断线程来临，插补出4次的结果同时放到系统缓冲区内。通过这样的处理，可以让系统中断线程处理的次数减少8倍。在同一个嵌入式CPU上同时实现实时的运动控制，以及系统管理，文件管理等功能是系统的核心所在，本系统将所有的功能都集成到一个CPU内实现。本系统中调度核心由时钟中断服务程序和任务调度程序组成。任务要求的调度机制(WINCE支持抢占时间片轮转调度)和任务的状根据态，调度核心对任务实行管理，即决定当前哪个任务获得CPU的控制权，并监控任务的状态。系统中各个任务只能通过调度核心才能运行和终止。
具体的，步骤S10具体包括以下步骤：
S101、将刀具偏移到对应的工作位；
S102、判断刀具气缸是否打下，若是，则进入下一步骤，若否，则打下对应刀具的气缸；
S103、启动被选中刀具的主轴电机。
具体的，当选中一把刀具之后，需要把该刀具移动至工作位(即是切割位)，刀具移动所需要移动的方位是由该刀具在移动之前所处的位置来觉得，系统会结合刀具移动之前的位置以及结合工作位的位置来计算并制定刀具的移动路线。在刀具移动到工作位之后，需要判断刀具的气缸是否打下，这里说的气缸是否打下是表示气缸是否带动刀具伸出，处于可以切割的状态，如果刀具未伸出，则控制气缸带动刀具伸出。刀具伸出之后，即可启动主轴电机，使刀具运行，以进行板材切割。
在某些实施例中，步骤S20之后，还包括以下步骤：
S25、判断指令是否是最后一条指令，若是，则进入下一步骤，若否，则报错，加工结束；
S26、控制当前刀具的主轴电机停止；
S27、收回气缸，以使当前刀具收回；
S28、加工结束。
对于步骤S2-28，若获得的指令有误，则需要报错，这时，工作人员可以及时对报错的原因进行分析，及时解决问题。若获得的指令是最后一条指令，则控制当前刀具的主轴电机停止，然后收回气缸加工结束。
步骤S40具体包括以下步骤：
S401、停止当前刀具的主轴电机；
S402、当前刀具的气缸收回；
S403、将另外被选中刀具的气缸打下；
S404、将另外被选中刀具偏移到对应的工作位；
S405、启动另外被选中刀具的主轴电机。
如图2-4所示，本发明还提供了一种刀具自动切换的控制装置，该装置包括启动单元1、读取单元2、判断单元3以及切换单元4；
启动单元1，用于启动被选中的刀具；
读取单元2，用于读取加工指令；
判断单元3，用于判断指令是否是换刀指令，若是，则进入下一步骤，若否，则被选中刀具根据对应的指令做相应的处理；
切换单元4，用于停止当前工作的刀具，将另外被选中的刀具调节至工作位，并启动该刀具。
具体的，本实施例中，是基于X86平台以及FPGA芯片来实现刀具的参数设置以及控制，X86负责实现人机交互、运动算法控制，最终插补产生数据序列，FPGA负责将数据序列转化成电机主轴所需的脉冲序列，从而控制刀具的运动。其中X86平台包括显示区、按键区、功能键区以及急停区。
运动控制的核心部分运行在实时内核之中。本实施例是采用WINCE6.0实时操作系统，中断延时100us左右。系统中采用4ms的插补周期，能满足绝大部分板材切割控制的精度要求。为了避免频繁中断导致的系统线程切换的时间消耗，即一次中断线程来临，插补出4次的结果同时放到系统缓冲区内。通过这样的处理，可以让系统中断线程处理的次数减少8倍。在同一个嵌入式CPU上同时实现实时的运动控制，以及系统管理，文件管理等功能是系统的核心所在，本系统将所有的功能都集成到一个CPU内实现。本系统中调度核心由时钟中断服务程序和任务调度程序组成。任务要求的调度机制(WINCE支持抢占时间片轮转调度)和任务的状根据态，调度核心对任务实行管理，即决定当前哪个任务获得CPU的控制权，并监控任务的状态。系统中各个任务只能通过调度核心才能运行和终止。
具体的，启动单元1包括偏移模块11、判断模块12、气缸控制模块13以及主轴电机控制模块14；
偏移模块11，用于将刀具偏移到对应的工作位；
判断模块12，用于判断刀具气缸是否打下；
气缸控制模块13，打下对应刀具的气缸；
主轴电机控制模块14，用于启动被选中刀具的主轴电机。
具体的，当选中一把刀具之后，需要把该刀具移动至工作位(即是切割位)，刀具移动所需要移动的方位是由该刀具在移动之前所处的位置来觉得，系统会结合刀具移动之前的位置以及结合工作位的位置来计算并制定刀具的移动路线。在刀具移动到工作位之后，需要判断刀具的气缸是否打下，这里说的气缸是否打下是表示气缸是否带动刀具伸出，处于可以切割的状态，如果刀具未伸出，则控制气缸带动刀具伸出。刀具伸出之后，即可启动主轴电机，使刀具运行，以进行板材切割。
在某些实施例中，该装置还包括最终指令模块25、报错模块26以及结束模块27；
最终指令模块25，用于判断指令是否是最后一条指令；
报错模块26，用于报错；
结束模块27，用于控制加工结束。
具体的，若获得的指令有误，则需要报错，这时，工作人员可以及时对报错的原因进行分析，及时解决问题。若获得的指令是最后一条指令，则控制当前刀具的主轴电机停止，然后收回气缸加工结束。
如图5所示，本申请实施例提供的一种计算机设备的示意性框图。该计算机设备700可以是终端或服务器。该计算机设备700包括通过系统总线710连接的处理器720、存储器和网络接口750，其中，存储器可以包括非易失性存储介质730和内存储器740。
该非易失性存储介质730可存储操作系统731和计算机程序732。该计算机程序732被执行时，可使得处理器720执行任意一种刀具自动切换的控制方法。
该处理器720用于提供计算和控制能力，支撑整个计算机设备700的运行。
该内存储器740为非易失性存储介质730中的计算机程序732的运行提供环境，该计算机程序732被处理器720执行时，可使得处理器720执行任意一种刀具自动切换的控制方法。
该网络接口750用于进行网络通信，如发送分配的任务等。本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备700的限定，具体的计算机设备700可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。其中，所述处理器720用于运行存储在存储器中的程序代码，以实现以下步骤：
启动被选中的刀具；
读取加工指令；
判断指令是否是换刀指令，若是，则进入下一步骤，若否，则被选中刀具根据对应的指令做相应的处理；
停止当前工作的刀具，将另外被选中的刀具调节至工作位，并启动该刀具。
在某些实施例中，所述启动被选中的刀具的步骤，具体包括以下步骤：
将刀具偏移到对应的工作位；
判断刀具气缸是否打下，若是，则进入下一步骤，若否，则打下对应刀具的气缸；
启动被选中刀具的主轴电机。
在某些实施例中，所述读取加工指令的步骤之后，还包括以下步骤：
判断指令是否是最后一条指令，若是，则进入下一步骤，若否，则报错，加工结束；
控制当前刀具的主轴电机停止；
收回气缸，以使当前刀具收回；
加工结束。
在某些实施例中，所述停止当前工作的刀具，将另外被选中的刀具调节至工作位，并启动该刀具的步骤，具体包括以下步骤：
停止当前刀具的主轴电机；
当前刀具的气缸收回；
将另外被选中刀具的气缸打下；
将另外被选中刀具偏移到对应的工作位；
启动另外被选中刀具的主轴电机。
应当理解，在本申请实施例中，处理器720可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器720还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
本领域技术人员可以理解，图5中示出的计算机设备700结构并不构成对计算机设备700的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
本领域普通技术人员可以理解的是实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一存储介质中，该存储介质为计算机可读存储介质。如本发明实施例中，该计算机程序可存储于计算机系统的存储介质中，并被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现包括如上述一种SSD的数据储存方法的实施例的流程步骤。
该计算机可读存储介质可以是磁碟、光盘、U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的一种刀具自动切换的控制方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的一种刀具自动切换的控制装置实施例仅仅是示意性的。例如，各个单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。本申请实施例装置中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
该集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，终端，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种刀具自动切换的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
启动被选中的刀具；
读取加工指令；
判断指令是否是换刀指令，若是，则进入下一步骤，若否，则被选中刀具根据对应的指令做相应的处理；
停止当前工作的刀具，将另外被选中的刀具调节至工作位，并启动该刀具。
2.根据权利要求1所述的一种刀具自动切换的控制方法，其特征在于，所述启动被选中的刀具的步骤，具体包括以下步骤：
将刀具偏移到对应的工作位；
判断刀具气缸是否打下，若是，则进入下一步骤，若否，则打下对应刀具的气缸；
启动被选中刀具的主轴电机。
3.根据权利要求1所述的一种刀具自动切换的控制方法，其特征在于，所述读取加工指令的步骤之后，还包括以下步骤：
判断指令是否是最后一条指令，若是，则进入下一步骤，若否，则报错，加工结束；
控制当前刀具的主轴电机停止；
收回气缸，以使当前刀具收回；
加工结束。
4.根据权利要求1所述的一种刀具自动切换的控制方法，其特征在于，所述停止当前工作的刀具，将另外被选中的刀具调节至工作位，并启动该刀具的步骤，具体包括以下步骤：
停止当前刀具的主轴电机；
当前刀具的气缸收回；
将另外被选中刀具的气缸打下；
将另外被选中刀具偏移到对应的工作位；
启动另外被选中刀具的主轴电机。
5.一种刀具自动切换的控制装置，其特征在于，包括启动单元、读取单元、判断单元以及切换单元；
所述启动单元，用于启动被选中的刀具；
所述读取单元，用于读取加工指令；
所述判断单元，用于判断指令是否是换刀指令，若是，则进入下一步骤，若否，则被选中刀具根据对应的指令做相应的处理；
所述切换单元，用于停止当前工作的刀具，将另外被选中的刀具调节至工作位，并启动该刀具。
6.根据权利要求5所述的一种刀具自动切换的控制装置，其特征在于，所述启动单元包括偏移模块、判断模块、气缸控制模块以及主轴电机控制模块；
所述偏移模块，用于将刀具偏移到对应的工作位；
所述判断模块，用于判断刀具气缸是否打下；
所述气缸控制模块，打下对应刀具的气缸；
所述主轴电机控制模块，用于启动被选中刀具的主轴电机。
7.根据权利要求5所述的一种刀具自动切换的控制装置，其特征在于，还包括最终指令模块、报错模块以及结束模块；
所述最终指令模块，用于判断指令是否是最后一条指令；
所述报错模块，用于报错；
所述结束模块，用于控制加工结束。
8.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1～4中任意一项所述的刀具自动切换的控制方法。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1～4任意一项所述的刀具自动切换的控制方法。
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