CN110434672A - 一种自动化加工质量闭环控制方法 - Google Patents

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李睿
张斌
胡鑫
胡向波
高振超
贾占磊
蔡伟
冯伟
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    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work

Abstract

本发明公开了一种自动化加工质量闭环控制方法，属于质量检测的技术领域，该方法包括以下步骤：经机器人对工件执行上料动作，并完成在机床上对工件的装夹；经在机检测测头对工件的装夹数据进行在机检测，并反馈至MES系统中，若不满足装夹精度要求，则由MES系统下发指令至机器人，机器人执行下料动作，流程结束；若满足装夹精度要求，则启动机床，待工件加工完成后送入至三坐标测量机并对工件尺寸进行检测，并反馈至MES系统，判断是否满足尺寸精度要求，若满足，则流程结束；若不满足，则由MES系统获取刀具补偿信息，并下发至机床，对工件的加工流程执行质量闭环控制，以达到能够提升薄壁壳件在自动化加工过程中质量管控，以提高加工精度的目的。

Description

一种自动化加工质量闭环控制方法
技术领域
本发明属于质量检测的技术领域，具体而言，涉及一种自动化加工质量闭环控制方法。
背景技术
在产品整个生命周期内，每个阶段都有很多质量活动，产生大量的质量信息，某些信息从本阶段输出，送到下一阶段，成为下阶段的输入，下阶段的某些信息又反馈回前面阶段，闭环控制系统通过这种反馈将输出与输入进行比较，从而获得最优输出结果。
在自动化加工过程中，刀具磨损、装夹误差、机床误差等因素均会带来加工误差，造成产品超差。
目前，对于薄壁弱刚性零件毛坯采用旋压加工方式，故应力状态不一致，该薄壁壳体加工易变形，对产品的精度要求较高，因此对加工质量控制十分重要。
针对薄壁弱刚性零件主要采用真空吸附方式以进行自动化加工，而在自动化加工过程中缺乏质量闭环控制方法，导致薄壁壳体加工质量无法得到有效保障，亟待开发基于自动化加工的质量闭环控制方法以满足对零件的加工质量要求。
发明内容
鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种自动化加工质量闭环控制方法以达到能够提升薄壁壳件在自动化加工过程中质量管控，以提高加工精度的目的。
本发明所采用的技术方案为：一种自动化加工质量闭环控制方法，该方法包括以下步骤：
(1)经自动化加工产线上的机器人对工件执行上料动作，并完成在机床上对工件的装夹；
(2)经在机检测测头对工件的装夹数据进行在机检测，并反馈至MES系统中；
(3)MES系统对装夹数据进行比对计算，若不满足装夹精度要求，则进入步骤(4)中；若满足装夹精度要求，则进入步骤(5)中；
(4)由MES系统下发指令信号至机器人，机器人执行下料动作，流程结束；
(5)启动机床并对工件加工，待工件加工完成后送入至三坐标测量机；
(6)经三坐标测量机对工件尺寸进行检测，并将检测数据反馈至MES系统，MES系统判断是否满足尺寸精度要求，若满足，则流程结束；若不满足，则进入步骤(7)；
(7)由MES系统进行比对计算以获取刀具补偿信息，并将刀具补偿信息下发至机床，返回执行步骤(5)；
(8)重复步骤(4)到步骤(7)，完成对工件的加工流程执行质量闭环控制。
进一步地，所述在机检测测头采用雷尼绍测头，且机床内装载有基于该雷尼绍测头开发的在机检测程序，雷尼绍测头主要用于在机检测，且具有测量精度较高。
进一步地，在所述步骤(7)中，通过MES系统的尺寸检测模块对加工工件的尺寸数据进行计算并获取刀具补偿信息，刀具补偿信息作为机床调整刀具的依据，以实现对工件的加工尺寸进行修正。
进一步地，在所述步骤(3)中，通过MES系统的装夹检测模块接收装夹数据，并对装夹数据进行比对计算，以判断是否满足装夹精度要求。
进一步地，还包括报警模块，当步骤(3)中判断装夹数据不满足装夹精度时，MES系统下发指令至报警模块，并通过报警模块进行报警，以对产线管理人员作预警指示，进行重新装夹找正，避免质量问题发生。
本发明的有益效果为：
1、采用本发明所公开的自动化加工质量闭环控制方法，其通过在工件加工前对工件的装夹精度检测，加工后对工件的尺寸精度检测，并且当尺寸精度不满足要求时，会循环执行加工、检测、刀具补偿的加工工序，整个过程是基于MES系统自动化进行的，从而，实现了对产品的加工过程进行闭环质量控制，其特别适用于对薄壁弱刚性零件的质量闭环控制，加工精度可控制在±0.02mm。
2、采用本发明所公开的自动化加工质量闭环控制方法，在进行装配精度检测的过程中，通过MES系统及时下发报警信号，并执行下料动作，以便于进行重现装夹找正，避免质量问题的发生。
附图说明
图1是本发明提供的自动化加工质量闭环控制方法的系统流程框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义型实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
实施例1
在本实施例中具体提供了一种自动化加工质量闭环控制方法，以实现实现对薄壁弱刚性零件的质量闭环控制，并将其加工精度可控制在±0.02mm，该控制方法主要是基于MES系统和自动化加工产线，其中，MES系统为制造企业生产过程执行系统，是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统；自动化加工产线是指由自动化机器体系实现产品工艺过程的一种生产组织形式。它是在连续流水线的进一步发展的基础上形成的。其特点是：加工对象自动地由一台机床传送到另一台机床，并由机床自动地进行加工、装卸、检验等；工人的任务仅是调整、监督和管理自动线。
该方法包括以下步骤：
(1)经自动化加工产线上的机器人对工件执行上料动作，该上料动作通过工件与机床上的零点定位系统对接完成(零点定位系统是一个独特的定位和锁紧装置，能保持工件从一个工位到另一个工位，一个工序到另一个工序，或一台机床到另一台机床，零点始终保持不变)，并完成在机床上对工件的装夹；
(2)经在机检测测头对工件的装夹数据进行在机检测，并反馈至MES系统中；优选的，在本实施例中，所述在机检测测头采用雷尼绍测头，且机床内装载有基于该雷尼绍测头开发的在机检测程序，机床调用该在机检测程序以操控雷尼绍测头对工件的装夹进行检测，具体可通过对薄壁弱刚性壳体上的多个位置点的检测值进行对比判定，以确定是否满足装配精度要求。
(3)MES系统对装夹数据进行比对计算，具体的，通过MES系统的装夹检测模块接收装夹数据，可对装夹数据进行比对计算后进行实时反馈，以对操作者提供参考，并对装夹工件进行适当调整。若不满足装夹精度要求，则进入步骤(4)中；若满足装夹精度要求，则进入步骤(5)中。
(4)由MES系统下发指令信号至机器人，机器人执行下料动作，即进行工件拆卸，流程结束；返回至步骤(1)以重新进行工件装夹并加工流程中。
(5)机床调取工件匹配的加工程序，启动机床并对工件加工，待工件加工完成后送入至三坐标测量机，三坐标测量机主要用于离线检测；其中，三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟。
(6)经三坐标测量机对工件尺寸进行检测，同样，在检测过程中主要是对工件的关键点尺寸进行检测提取，并将检测数据反馈至MES系统，MES系统判断是否满足尺寸精度要求，若满足，则流程结束；若不满足，则进入步骤(7)；
(7)由MES系统进行比对计算以获取刀具补偿信息，并将刀具补偿信息下发至机床，返回执行步骤(5)；具体的，通过MES系统的尺寸检测模块对加工工件的尺寸数据与标准工件的尺寸数据进行比对计算并获取刀具补偿信息，刀具补偿信息主要是用于机床进行刀具的走刀调整。
(8)重复步骤(4)到步骤(7)，完成对工件的加工流程执行质量闭环控制，采用该自动化加工质量闭环控制方法，可以实现对薄壁弱刚性零件的质量闭环控制，加工精度可控制在±0.02mm。
为进一步提升加工过程中的质量管控，还包括报警模块，当步骤(3)中判断装夹数据不满足装夹精度时，MES系统下发指令至报警模块，并通过报警模块进行报警，以避免质量问题发生。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自动化加工质量闭环控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)经自动化加工产线上的机器人对工件执行上料动作，并完成在机床上对工件的装夹；
(2)经在机检测测头对工件的装夹数据进行在机检测，并反馈至MES系统中；
(3)通过MES系统对装夹数据进行比对计算，若不满足装夹精度要求，则进入步骤(4)中；若满足装夹精度要求，则进入步骤(5)中；
(4)由MES系统下发指令信号至机器人，机器人执行下料动作，流程结束；
(5)启动机床并对工件加工，待工件加工完成后送入至三坐标测量机；
(6)经三坐标测量机对工件尺寸进行检测，并将检测数据反馈至MES系统，MES系统判断是否满足尺寸精度要求，若满足，则流程结束；若不满足，则进入步骤(7)；
(7)由MES系统进行比对计算以获取刀具补偿信息，并将刀具补偿信息下发至机床，返回执行步骤(5)；
(8)重复步骤(4)到步骤(7)，完成对工件的加工流程执行质量闭环控制。
2.根据权利要求1所述的自动化加工质量闭环控制方法，其特征在于，所述在机检测测头采用雷尼绍测头，且机床内装载有基于该雷尼绍测头开发的在机检测程序。
3.根据权利要求1所述的自动化加工质量闭环控制方法，其特征在于，在所述步骤(7)中，通过MES系统的尺寸检测模块对加工工件的尺寸数据进行计算并获取刀具补偿信息。
4.根据权利要求1所述的自动化加工质量闭环控制方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，通过MES系统的装夹检测模块接收装夹数据，并对装夹数据进行比对计算。
5.根据权利要求1所述的自动化加工质量闭环控制方法，其特征在于，还包括报警模块，当步骤(3)中判断装夹数据不满足装夹精度时，MES系统下发指令至报警模块，并通过报警模块进行报警。
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