CN110977576A - 一种复合材料零件加工控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于零件加工技术领域，尤其涉及一种复合材料零件加工控制系统及方法。本发明实施例通过可编程逻辑控制器读取人机界面所设定好的产品参数，并与机器人进行连接，将读取好的产品参数传输给机器人，并控制机器人移动到刀库装置位置上，控制与其连接的主轴进行刀具安装，当完成安装后，将机器人移动到代加工零件上方，控制主轴进行运转的同时控制机器人进行轨迹运动，当完成轨迹运动后，控制主轴停止运动，并控制机器人运动到所述刀库位置上进行刀具拆卸，最后控制所述机器人运动到指定位置，结束运动。整个过程降低了加工成本以及缩短了加工周期。

Description

一种复合材料零件加工控制系统及方法

技术领域

本发明属于零件加工技术领域，尤其涉及一种复合材料零件加工控制系统及方法。

背景技术

随着科技发展水平的不断提高，应用于飞机、汽车等行业的复合材料越来越受人们的重视，目前复合材料存在尺寸较大、形状不规则以及加工面多为曲率各不相同的弧面。而目前市场上的零件加工一般采用CMC机床，如果使用CNC机床加工的话，就需要庞大的龙门机床，但是其价格十分昂贵、占地面积非常大而且加工流程特别复杂，从而就会使得加工成本变高以及加工周期变长。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种复合材料零件加工控制系统及方法，以解决现有零件加工因使用工具昂贵、占地面积大以及加工流程特别复杂，而导致的加工成本大以及加工周期长的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种复合材料零件加工控制系统，包括：人机界面、可编程逻辑控制器、机器人、执行机构模块以及待加工零件；所述执行机构模块包括主轴、零件夹持机构、刀库装置、冷却装置；

所述可编程逻辑控制器与所述人机界面连接，用于读取在所述人机界面上设定好的产品参数；

所述可编程逻辑控制器与所述机器人连接，用于控制所述机器人移动到所述刀库装置位置上；

所述可编程逻辑控制器与所述主轴连接，用于控制所述主轴进行刀具安装，其中，所述主轴设置于所述机器人中；

当所述可编程逻辑控制器读取到安装完成信号后，所述可编程逻辑控制器控制所述机器人移动到待加工零件上方；

所述可编程逻辑控制器控制所述主轴进行运转，并控制所述机器人进行轨迹运动；

当所述机器人完成轨迹运动后，所述可编程逻辑控制器控制所述主轴停止运转，并控制所述机器人运动到所述刀库位置上，再控制所述主轴进行刀具拆卸；

当所述主轴完成刀具拆卸后，所述可编程逻辑控制器控制所述机器人运动到指定位置，结束运动。

进一步地，所述复合材料零件加工控制系统还包括开关；

所述可编程逻辑控制器与所述开关连接，用于读取开关信号；

当可编程逻辑控制器读取到开关自动启动信号时，所述可编程逻辑控制器控制所述机器人移动到所述刀库装置位置上。

进一步地，所述可编程逻辑控制器与所述冷却装置连接，用于控制冷却装置运行。

进一步地，所述可编程逻辑控制器通过获取所述机器人传输的位置信号，所述可编程逻辑控制器控制与其连接的所述零件夹持机构进行操作。

进一步地，所述刀库装置包括：自动取刀单元和自动放刀单元；

所述自动取刀单元用于所述刀具安装，当在刀柄位检测到刀柄时，所述机器人运动到所述刀柄位上方，将所述刀柄夹紧，当检测到所述刀柄夹紧后，所述机器人离开所述刀柄位，完成所述刀具安装；

所述自动放刀单元用于所述刀具拆卸，当在所述刀柄位未检测到所述刀柄时，所述机器人运动到所述刀柄位上方，将所述刀柄松开，当检测到所述刀柄松开后，所述机器人离开所述刀柄位，完成所述刀具拆卸。

本发明实施例的第二方面提供了一种复合材料零件加工控制方法，包括：

获取在人机界面上所设定好的产品参数；

控制机器人移动到刀库装置位置上，控制主轴进行刀具安装，其中，所述主轴设置于所述机器人中；

当收到安装完成信号后，控制所述机器人移动到待加工零件上方；控制所述主轴进行运转，并控制所述机器人进行轨迹运动；

当收到轨迹完成信号后，控制所述主轴停止运转，并控制所述机器人运动到所述刀库位置上，再控制所述主轴进行刀具拆卸；

当收到拆卸完成信号后，控制所述机器人运动到指定位置，结束运动。

进一步地，在控制所述机器人移动到刀库装置位置上之前，还包括：

读取开关信号，当所述可编程逻辑控制器收到开关自动启动信号后，控制所述机器人移动到刀库装置位置上。

进一步地，在控制所述机器人进行轨迹运动之后，还包括：

获取所述机器人传输的位置信号，根据所述位置信号，控制所述零件夹持机构进行对应操作。

本发明实施例的第三方面提供了一种复合材料零件加工控制装置，包括：

获取模块，用于获取在人机界面上所设定好的产品参数；

安装模块，用于控制机器人移动到刀库装置位置上，控制主轴进行刀具安装，其中，所述主轴设置于所述机器人中；

加工零件模块，用于当收到安装完成信号后，控制所述机器人移动到待加工零件上方；控制所述主轴进行运转，并控制所述机器人进行轨迹运动；

拆卸模块，用于当收到轨迹完成信号后，控制所述主轴停止运转，并控制所述机器人运动到所述刀库位置上，再控制所述主轴进行刀具拆卸；

完成模块，用于当收到拆卸完成信号后，控制所述机器人运动到指定位置，结束运动。

本发明实施例的第四方面提供了一种可编程逻辑控制器，包括处理器，与所述处理器连接的存储器，以及存储在所述存储器中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上述复合材料零件加工控制方法的步骤。

本发明实施例的第五方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述的计算机程序被处理器执行时实现上述复合材料零件加工控制方法的步骤。

本发明实施例通过可编程逻辑控制器读取人机界面所设定好的产品参数，并与机器人进行连接，将读取好的产品参数传输给机器人，并控制机器人移动到刀库装置位置上，控制与其连接的主轴进行刀具安装，当完成安装后，将机器人移动到代加工零件上方，控制主轴进行运转的同时控制机器人进行轨迹运动，当完成轨迹运动后，控制主轴停止运动，并控制机器人运动到所述刀库位置上进行刀具拆卸，最后控制所述机器人运动到指定位置，结束运动。整个过程降低了加工成本以及缩短了加工周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的复合材料零件加工控制系统的第一种结构示意图；

图2是本发明实施例提供的复合材料零件加工控制系统的第二种结构示意图；

图3是本发明实施例提供的复合材料零件加工控制方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的复合材料零件加工控制装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的可编程逻辑控制器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

如图1所示，是本发明实施例提供的一种复合材料零件加工控制系统的结构示意图，所述系统可以包括：人机界面20、可编程逻辑控制器10、机器人40、执行机构模块以及待加工零件；所述执行机构模块包括主轴50、零件夹持机构60、刀库装置70、冷却装置80。

所述可编程逻辑控制器10与所述人机界面20连接，用于读取在所述人机界面20上设定好的产品参数。

在具体应用中用户提前在人机界面20上对产品的参数进行设置，将设置好的产品的参数通过串行通讯传输给与其连接的可编程逻辑控制器10中，对后续过程中可编程逻辑控制器10进行操作提供产品的参数。若可编程逻辑控制器10在操作过程中接收到一些模块传输过来的反馈信息，也可以传输给与其连接的人机界面20，通过人机界面20显示出来，其中人机界面20可单独接一个开关电源，供其运行使用。

可选的，上述人机界面20的功能还包括操作夹持机构各气缸进行手动夹紧、对主轴50的转速进行设置、各模块传感器反馈的状态信息显示以及发生故障时的报警显示等；上述产品的参数包括待加工零件的参数设定信息；上述串行通讯可以是RS422串行通讯；上述开关电源可以是24V；上述可编程逻辑控制器10与人机界面20的连接过程可再接入一个断路器进行保护。

所述复合材料零件加工控制系统还包括开关30。

所述可编程逻辑控制器10与所述开关30连接，用于读取开关信号。

当可编程逻辑控制器10读取到开关自动启动信号时，所述可编程逻辑控制器10控制所述机器人40移动到所述刀库装置70位置上。

在具体应用中，上述复合材料零件加工控制系统还包括开关30，可编程逻辑控制器10与开关30连接，用来读取开关信号，可编程逻辑控制器10根据读取的开关信号进行对应的操作。其中，可编程逻辑控制器10与开关30之间是以输入输出模块为两者的连接桥梁，来进行连接的，开关30通过输入输出模块可以将自身的状态传输给可编程逻辑控制器10。

作为示例而非限定，上述开关30包括手动档和自动档，若开关30打到手动挡时，则开关30通过输入输出模块将开关手动信号传输给可编程逻辑控制器10，进而进行一些手动操作；若开关30打到自动档位时，须按下启动按钮，才可进行启动，开关30通过输入输出模块将开关自动启动信号传输给可编程逻辑控制器10，进而可编程逻辑控制器10控制机器人40移动到刀库位置上。还可以设定一个急停按钮，当急停按钮被按下时，整个运转可暂时停止，人机界面20上可显示出现异常模块的相关信息。

可选的，上述复合材料零件加工系统还包括显示模块，显示模块还包括有信号指示灯、报警器等具有提醒功能的单元，当开关30切换手动档、自动挡以及异常报警等类似的需要进行显示提醒的状况时，信号指示灯会对应的亮起，并如果遇到需要报警状况，可以进行报警鸣笛。其中，可根据指示灯的颜色、位置以及大小等方式对不同的指示信息进行区分；可以根据报警器的声音大小的不同对不同的报警信息进行区分。信号指示灯与报警器是可编程逻辑控制器10将需报警或者是信号指示的信息传输给与其连接的输入输出模块，输入输出模块将信息传输给继电器，继电器再传输给显示模块，进而通知信号指示灯或报警器进行对应的操作，可编程逻辑控制器10通过控制继电器的线圈来控制直流电路的通断。继电器需接入一个开关电源进行供电，继电器所用的开关电源，可以跟上述与人机界面20进行连接的开关电源为同一个。上述继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是重要的控制元件之一。上述的可编程逻辑控制器10与开关30的连接过程可再接入一个断路器进行保护。

所述可编程逻辑控制器10与所述机器人40连接，用于控制所述机器人40移动到所述刀库装置70位置上。

在具体应用中，可编程逻辑控制器10与机器人40连接，可以控制机器人40向刀库位置上移动。其中，机器人40可以只有一个，也可以是由两个及两个以上的机器人40组成机器人40组，机器人40的数量可以根据整体需求来进行具体设定。上述复合材料零件加工控制系统还包括输入输出模块，可编程逻辑控制器10与机器人40之间是以输入输出模块作为两者连接的桥梁，进行连接的，可编程逻辑控制器10通过输入输出模块控制机器人40控制器，进而控制一个机器人40，或者两个及两个以上的机器人40组成的机器人40组。而机器人40通过输入输出模块可以将自身的状态传输给可编程逻辑控制器10。

可选的，上述自身的状态包括但不限于是机器人40到达各个点位的信号，作为示例而非限定，机器人40运动到刀库装置70上时，可以通过输入输出模块将位置信息传输给可编程逻辑控制器10。上述可编程逻辑控制器10与机器人40的连接过程可再接入一个断路器进行保护。

作为示例而非限定，当机器人40走到某个位置时，发出一个位置信号给可编程逻辑控制器10，可编程逻辑控制器10会对应进行下一步动作。

所述可编程逻辑控制器10与所述主轴50连接，用于控制所述主轴50进行刀具安装，其中，所述主轴50设置于所述机器人40中。

在具体应用中，可编程逻辑控制器10与主轴50连接，当可编程逻辑控制器10获取设置于刀库位置上的传感器检测到机器人40已经到刀库装置70上的信号时，可编程逻辑控制器10控制主轴50进行刀具安装，其中，上述复合材料零件加工系统还包括转换模块和变频器，可编程逻辑控制器10与主轴50之间的连接是通过转换模块、变频器和输入输出模块将两者连接到一起。可编程逻辑控制器10可以通过输入输出模块发出控制主轴50的信号，输入输出模块将控制主轴50的信号传输给变频器，变频器传输给与其连接的主轴50，进而控制主轴50进行一些列的操作，例如：控制主轴50进行运转、停止等类似的操作。而变频器通过与主轴50连接，可以获取主轴50当前的状态信号，例如：是报警，正转，反转，停止等信号，并将状态信号传输给与其连接的输入输出模块，进而输入输出模块将所获取的状态信号传输给与其连接的可编程逻辑控制器10。

可选的，上述主轴50可以设置于机器人40的手臂中；上述可编程逻辑控制器10与主轴50的连接过程可再接入一个断路器进行保护。

当所述可编程逻辑控制器10读取到安装完成信号后，所述可编程逻辑控制器10控制所述机器人40移动到待加工零件上方。

在具体应用中，当可编程逻辑控制器10读取安装完成信号后，可编程逻辑控制器10控制机器人40移动到待加工零件上方。其中，上述安装完成信号是通过主轴50部分的传感器进行检测得出的，当满足安装完成条件时，才可认为完成安装，而安装完成条件包括以下四部：刀柄松开检测、刀柄夹紧但无刀检测、刀柄位刀柄检测、机器人40是否平移出刀柄位检测。上述传感器检测当前状态的信号则需要通过输入输出模块传输给可编程逻辑控制器10。当可编程逻辑控制器10获取机器人40传输过来的位置信息符合待加工零件的位置信息时，可编程逻辑控制器10控制机器人40停止运动。

所述可编程逻辑控制器10与所述冷却装置80连接，用于控制冷却装置80运行。

在具体应用中，可编程逻辑控制器10与冷却装置80进行连接，来控制冷却装置80运行，冷却装置80需在可编程逻辑控制器10控制机器人40运动到待加工零件上方后就开始运行，可以理解的是，冷却装置80是用来控制主轴50的温度的，当主轴50转速很高时，主轴50的运转会产生大量的热量，会引起主轴50温度的升高，从而致使主轴50的热态特性和动态特性变得很差，然后影响主轴50的正常工作，因此，需采用一定的措施来使主轴50的温度恒定保持在稳定值内，而冷却装置80正是起这一作用的。其中，上述复合材料零件加工控制系统包括接触器。可编程逻辑控制器10与冷却装置80之间是以输入输出模块和接触器为两者的连接桥梁进行连接的。可编程逻辑控制器10通过输入输出模块传输给接触器开关信号，当需要冷却装置80进行运行的时候，传输给冷却装置80的信号为开启信号，上述信号传输给接触器的线圈，从而接触器的线圈闭合，接触器的触点接通，致使冷却装置80通电运行。上述接触器是可编程逻辑控制器10通过控制接触器的线圈来控制交流电路的通断，交流接触器广泛用作电力的开断和控制电路。

可选的，当冷却装置80出现异常情况的时候，会在信号反馈模块产生报警信号，通过输入输出模块传输给可编程逻辑控制器10，进而可编程逻辑控制器10控制主轴50停止运动。

可选的，上述信号反馈模块用来将各模块的传感器检测信息、各模块出现异常时的报警信息通过输入输出模块反馈给可编程逻辑控制器10，可编程逻辑控制器10可进行对应操作，上述可编程逻辑控制器10与冷却装置80的连接过程可再接入一个断路器进行保护。

所述可编程逻辑控制器10控制所述主轴50进行运转，并控制所述机器人40进行轨迹运动。

在具体应用中，当可编程逻辑控制器10控制机器人40移动到待加工零件上方后，可编程逻辑控制器10控制主轴50进行运转的同时，控制机器人40进行轨迹运动，从而实现零件孔位轨迹的加工。其中，主轴50运转的速度是人机界面20所设定好的主轴50速度，将主轴50速度这个数据传送给与其连接的转换模块，转换模块将其转换成电压的形式，在将转换后的电压传输给与其连接的变频器，变频器将电压值设置成对应的速度，传输给与其连接的主轴50，主轴50将以这个速度进行运转，且转换模块也可以给可编程逻辑控制器10一个反馈信号。当主轴50出现异常的时候，例如速度变缓、卡顿的时候，主轴50将会把这一异常信号反馈给与其连接的变频器，可以通过变频器查找导致主轴50电机出现异常的原因。

可选的，上述零件孔位轨迹的加工包括但不限于是打大小不规则的孔、对孔位进行清洗、切削加工等操作。

作为示例而非限定，在人机界面20上输入主轴50的转速为：6000rad/min，这个数据被传送到与人机界面20连接的可编程逻辑控制器10中，然后可编程逻辑控制器10将设定好的转速传送给与其连接的转换模块。通过转换模块将获取的转速换算成0到10V的电压值，然后将这个电压通过硬件电气接线传送给变频器。其中，可编程逻辑控制器10的数字量0到4000，对应的模拟电压值为0到10V，而模拟电压0到10V对应主轴50的转速为0rad/min到30000rad/min，因此，当设定的转速为6000rad/min时，经过可编程逻辑控制器10换算得到的数字量为800，而对应的转换模块的端口输出电压为2V，将这个2V电压传送给变频器，那么变频器的速度就被设置为6000rad/min，主轴50将以这个速度来运转。

所述可编程逻辑控制器10通过获取所述机器人40传输的位置信号，所述可编程逻辑控制器10控制与其连接的所述零件夹持机构60进行操作。

在具体应用中，可编程逻辑控制器10可以通过机器人40传输的当前位置信号，进而控制零件夹持机构60进行对应操作。可编程逻辑控制器10通过输入输出模块以及继电器来连接零件夹持机构60，进行控制。其中，可编程逻辑控制器10通过控制继电器的线圈来控制直流电路的通断。上述继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是重要的控制元件之一。

可选的，零件夹持机构60中的传感器通过气缸夹紧检测以及气缸松开检测，进而判断零件夹持机构60的状态是夹紧或松开。在机器人40的轨迹运动中，通过检测零件夹持机构60的状态，进而决定机器人40是停止还是移动，若零件夹是松开的状态，则机器人40继续运动通过该处零件夹，若零件夹是夹紧的状态，则机器人40停止等待直到零件夹松开，再继续运动。上述可编程逻辑控制器10与零件夹持机构60的连接过程可再接入一个断路器进行保护。

当所述机器人40完成轨迹运动后，所述可编程逻辑控制器10控制所述主轴50停止运转，并控制所述机器人40运动到所述刀库位置上，再控制所述主轴50进行刀具拆卸。

在具体应用中，当可编程逻辑控制器10获取传感器传输来的轨迹完成的信号后，可编程逻辑控制器10控制主轴50停止运转后，控制机器人40运动到刀库位置上，再控制主轴50进行刀具拆卸。

可选的，刀库装置70中有不同的刀柄位，可以在刀库装置70中不同的刀柄位上设定刀柄位刀柄检测传感器，用来检测当前刀柄位有无刀柄，并将当前状态传输给可编程逻辑控制器10，当可编程逻辑控制器10接收到的刀柄位刀柄检测传感器的状态为ON时，则证明该刀柄位有刀具，机器人40不能把刀具拆卸在此刀柄位上，需换一个刀柄位。

当所述主轴50完成刀具拆卸后，所述可编程逻辑控制器10控制所述机器人40运动到指定位置，结束运动。

在具体应用中，当可编程逻辑控制器10获取传感器传输来的刀具拆卸完成的信号后，可编程逻辑控制器10控制机器人40运动到指定位置上，并结束运动。

进一步地，所述刀库装置70包括：自动取刀单元701和自动放刀单元702。

所述自动取刀单元701用于所述刀具安装，当在刀柄位检测到刀柄时，所述机器人40运动到所述刀柄位上方，将所述刀柄夹紧，当检测到所述刀柄夹紧后，所述机器人40离开所述刀柄位，完成所述刀具安装。

在具体应用中，刀库装置70中的自动取刀单元701用于刀具安装，当在刀柄位检测到刀柄的时候，可编程逻辑控制器10控制机器人40运动到刀柄位上方，刀柄上方的主轴50电磁阀运动将刀柄夹紧，当检测到刀柄松开检测为OFF、刀柄夹紧但无刀检测为OFF以及刀柄位刀柄检测为OFF时，机器人40平移出刀柄位，完成刀具安装。其中，若检测出刀柄松开检测为ON时，则说明主轴50上没有刀，必须取刀完成后主轴50才能运转；若刀柄夹紧但无刀检测为ON时，也说明主轴50没有刀，必须松开电磁阀，进行刀柄松开再夹紧的操作，取刀完成后主轴50才能运转。可以理解的是，可编程逻辑控制器10与输入输出模块连接将信号给继电器的线圈，通过触点闭合通电去控制电磁阀的动作。

所述自动放刀单元702用于所述刀具拆卸，当在所述刀柄位未检测到所述刀柄时，所述机器人40运动到所述刀柄位上方，将所述刀柄松开，当检测到所述刀柄松开后，所述机器人40离开所述刀柄位，完成所述刀具拆卸。

在具体应用中，刀库装置70中的自动放刀单元702用于刀具拆卸，当在刀柄位没有检测到刀柄的时候，可编程逻辑控制器10控制机器人40运动到刀柄位上方，刀柄上方的主轴50电磁阀运动将刀柄松开，当检测到刀柄松开检测为ON、刀柄夹紧但无刀检测为OFF以及刀柄位刀柄检测为ON时，机器人40向上运动移出刀柄位，完成刀具拆卸。其中，若检测出刀柄夹紧但无刀检测为ON时，则该状态为异常状态，因为刀柄当前状态为松开状态，所以可将上述异常状态信息传输给可编程逻辑控制器进行异常显示。

可选的，如图2所示，上述整个实施例的详细过程可通过一个总电源进行总电路的供电，其中，总电源可以是380V；将总电源与总开关进行连接，总开关用于控制整个电路的通断；再将总开关与总断路器进行连接，总断路器用于整个电路的电路保护；再将总断路器与滤波器进行连接，起电路的防干扰作用，再每个分支电路的连接中分别接入一个断路器进行电路保护。可再接入一个排风扇将电控柜内的热量排出，避免电控柜内因温度过高导致电气元器件的损坏。在总开关开启的状态，排风扇将一直进行运转，用于电控柜内元器件冷却。其中，上述断路器可适用于交流50/60Hz额定电压230/400V，额定电流至63A线路的过载和短路保护之用，也可以在正常情况下作为线路的不频繁操作转换之用。

本发明实施例通过可编程逻辑控制器读取人机界面所设定好的产品参数，并与机器人进行连接，将读取好的产品参数传输给机器人，并控制机器人移动到刀库装置位置上，控制与其连接的主轴进行刀具安装，当完成安装后，将机器人移动到代加工零件上方，控制主轴进行运转的同时控制机器人进行轨迹运动，当完成轨迹运动后，控制主轴停止运动，并控制机器人运动到所述刀库位置上进行刀具拆卸，最后控制所述机器人运动到指定位置，结束运动。整个过程降低了加工成本以及缩短了加工周期。

对应于图1所示的一种复合材料零件加工控制系统，本发明实施例提供了一种复合材料零件加工控制方法，该方法的执行主体可以是图1中的可编程逻辑控制器，如图3所示，所述一种复合材料零件加工控制方法可以包括：

步骤S101、获取在人机界面上所设定好的产品参数。

步骤S102、控制机器人移动到刀库装置位置上，控制主轴进行刀具安装，其中，所述主轴设置于所述机器人中。

步骤S103、当收到安装完成信号后，控制所述机器人移动到待加工零件上方；控制所述主轴进行运转，并控制所述机器人进行轨迹运动。

步骤S104、当收到轨迹完成信号后，控制所述主轴停止运转，并控制所述机器人运动到所述刀库位置上，再控制所述主轴进行刀具拆卸。

步骤S105、当收到拆卸完成信号后，控制所述机器人运动到指定位置，结束运动。

进一步地，步骤S102之前还包括：

步骤S1021、读取开关信号，当所述可编程逻辑控制器收到开关自动启动信号后，控制所述机器人移动到刀库装置位置上。

进一步地，步骤S103之后还包括：

步骤S1031、获取所述机器人传输的位置信号，根据所述位置信号，控制所述零件夹持机构进行对应操作。

本发明实施例通过可编程逻辑控制器读取人机界面所设定好的产品参数，并与机器人进行连接，将读取好的产品参数传输给机器人，并控制机器人移动到刀库装置位置上，控制与其连接的主轴进行刀具安装，当完成安装后，将机器人移动到代加工零件上方，控制主轴进行运转的同时控制机器人进行轨迹运动，当完成轨迹运动后，控制主轴停止运动，并控制机器人运动到所述刀库位置上进行刀具拆卸，最后控制所述机器人运动到指定位置，结束运动。整个过程降低了加工成本以及缩短了加工周期。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

如图4所示，本发明实施例提供的一种复合材料零件加工控制装置4的示意图，所述装置可以包括：

获取模块401，用于获取在人机界面上所设定好的产品参数。

安装模块402，用于控制机器人移动到刀库装置位置上，控制主轴进行刀具安装，其中，所述主轴设置于所述机器人中。

加工零件模块403，用于当收到安装完成信号后，控制所述机器人移动到待加工零件上方；控制所述主轴进行运转，并控制所述机器人进行轨迹运动。

拆卸模块404，用于当收到轨迹完成信号后，控制所述主轴停止运转，并控制所述机器人运动到所述刀库位置上，再控制所述主轴进行刀具拆卸。

完成模块405，用于当收到拆卸完成信号后，控制所述机器人运动到指定位置，结束运动。

进一步地，所述复合材料零件加工控制装置还包括：

传输模块，用于读取开关信号，当所述可编程逻辑控制器收到开关自动启动信号后，控制所述机器人移动到刀库装置位置上。

进一步地，所述复合材料零件加工控制装置还包括：

控制模块，用于获取所述机器人传输的位置信号，根据所述位置信号，控制所述零件夹持机构进行对应操作。

本发明实施例通过可编程逻辑控制器读取人机界面所设定好的产品参数，并与机器人进行连接，将读取好的产品参数传输给机器人，并控制机器人移动到刀库装置位置上，控制与其连接的主轴进行刀具安装，当完成安装后，将机器人移动到代加工零件上方，控制主轴进行运转的同时控制机器人进行轨迹运动，当完成轨迹运动后，控制主轴停止运动，并控制机器人运动到所述刀库位置上进行刀具拆卸，最后控制所述机器人运动到指定位置，结束运动。整个过程降低了加工成本以及缩短了加工周期。

如图5所示，本发明的一个实施例还提供一种可编程逻辑控制器5包括：处理器500，与所述处理器500连接的存储器501，以及存储在所述存储器501中并可在所述处理器500上运行的计算机程序502，例如复合材料零件加工控制程序。所述处理器500执行所述计算机程序502时实现上述各个复合材料零件加工控制系统实施例中的步骤，例如图3所示的步骤S101至S105。或者，所述处理器500执行所述计算机程序502时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如图4所示模块401至405的功能。

示例性的，所述计算机程序502可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器501中，并由所述处理器500执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序502在所述可编程逻辑控制器5中的执行过程。例如，所述计算机程序502可以被分割成获取模块、安装模块、加工零件模块、拆卸模块、完成模块，各模块具体功能如下：

获取模块401，用于获取在人机界面上所设定好的产品参数；

安装模块402，用于控制机器人移动到刀库装置位置上，控制主轴进行刀具安装，其中，所述主轴设置于所述机器人中；

加工零件模块403，用于当收到安装完成信号后，控制所述机器人移动到待加工零件上方；控制所述主轴进行运转，并控制所述机器人进行轨迹运动；

拆卸模块404，用于当收到轨迹完成信号后，控制所述主轴停止运转，并控制所述机器人运动到所述刀库位置上，再控制所述主轴进行刀具拆卸；

完成模块405，用于当收到拆卸完成信号后，控制所述机器人运动到指定位置，结束运动。

所述可编程逻辑控制器5可包括，但不仅限于，处理器500、存储器501。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是可编程逻辑控制器5的示例，并不构成对可编程逻辑控制器5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，例如所述可编程逻辑控制器还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器500可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(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。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。

所述存储器501可以是所述可编程逻辑控制器5的内部存储单元，例如可编程逻辑控制器5的硬盘或内存。所述存储器501也可以是所述可编程逻辑控制器5的外部存储设备，例如所述可编程逻辑控制器5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器501还可以既包括所述可编程逻辑控制器5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器501用于存储所述计算机程序以及所述可编程逻辑控制器所需的其他程序和数据。所述存储器501还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/可编程逻辑控制器和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/可编程逻辑控制器实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明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。

所述集成的模块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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合材料零件加工控制系统，其特征在于，包括：人机界面、可编程逻辑控制器、机器人、执行机构模块以及待加工零件；所述执行机构模块包括主轴、零件夹持机构、刀库装置、冷却装置；

所述可编程逻辑控制器与所述人机界面连接，用于读取在所述人机界面上设定好的产品参数；

所述可编程逻辑控制器与所述机器人连接，用于控制所述机器人移动到所述刀库装置位置上；

所述可编程逻辑控制器与所述主轴连接，用于控制所述主轴进行刀具安装，其中，所述主轴设置于所述机器人中；

当所述可编程逻辑控制器读取到安装完成信号后，所述可编程逻辑控制器控制所述机器人移动到待加工零件上方；

所述可编程逻辑控制器控制所述主轴进行运转，并控制所述机器人进行轨迹运动；

当所述机器人完成轨迹运动后，所述可编程逻辑控制器控制所述主轴停止运转，并控制所述机器人运动到所述刀库位置上，再控制所述主轴进行刀具拆卸；

当所述主轴完成刀具拆卸后，所述可编程逻辑控制器控制所述机器人运动到指定位置，结束运动。

2.如权利要求1所述的一种复合材料零件加工控制系统，其特征在于，还包括开关；

所述可编程逻辑控制器与所述开关连接，用于读取开关信号；

当可编程逻辑控制器读取到开关自动启动信号时，所述可编程逻辑控制器控制所述机器人移动到所述刀库装置位置上。

3.如权利要求1所述的一种复合材料零件加工控制系统，其特征在于，还包括：

所述可编程逻辑控制器与所述冷却装置连接，用于控制冷却装置运行。

4.如权利要求1所述的一种复合材料零件加工控制系统，其特征在于，还包括：

所述可编程逻辑控制器通过获取所述机器人传输的位置信号，所述可编程逻辑控制器控制与其连接的所述零件夹持机构进行操作。

5.如权利要求1所述的一种复合材料零件加工控制系统，其特征在于，所述刀库装置包括：自动取刀单元和自动放刀单元；

所述自动取刀单元用于所述刀具安装，当在刀柄位检测到刀柄时，所述机器人运动到所述刀柄位上方，将所述刀柄夹紧，当检测到所述刀柄夹紧后，所述机器人离开所述刀柄位，完成所述刀具安装；

所述自动放刀单元用于所述刀具拆卸，当在所述刀柄位未检测到所述刀柄时，所述机器人运动到所述刀柄位上方，将所述刀柄松开，当检测到所述刀柄松开后，所述机器人离开所述刀柄位，完成所述刀具拆卸。

6.一种复合材料零件加工控制方法，其特征在于，应用于可编程逻辑控制器中，包括：

获取在人机界面上所设定好的产品参数；

控制机器人移动到刀库装置位置上，控制主轴进行刀具安装，其中，所述主轴设置于所述机器人中；

当收到安装完成信号后，控制所述机器人移动到待加工零件上方；控制所述主轴进行运转，并控制所述机器人进行轨迹运动；

当收到轨迹完成信号后，控制所述主轴停止运转，并控制所述机器人运动到所述刀库位置上，再控制所述主轴进行刀具拆卸；

当收到拆卸完成信号后，控制所述机器人运动到指定位置，结束运动。

7.如权利要求6所述的一种复合材料零件加工控制方法，其特征在于，在控制所述机器人移动到刀库装置位置上之前，还包括：

读取开关信号，当所述可编程逻辑控制器收到开关自动启动信号后，控制所述机器人移动到刀库装置位置上。

8.如权利要求6所述的一种复合材料零件加工控制方法，其特征在于，在控制所述机器人进行轨迹运动之后，还包括：

获取所述机器人传输的位置信号，根据所述位置信号，控制所述零件夹持机构进行对应操作。

9.一种复合材料零件加工控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取在人机界面上所设定好的产品参数；

安装模块，用于控制机器人移动到刀库装置位置上，控制主轴进行刀具安装，其中，所述主轴设置于所述机器人中；

加工零件模块，用于当收到安装完成信号后，控制所述机器人移动到待加工零件上方；控制所述主轴进行运转，并控制所述机器人进行轨迹运动；

拆卸模块，用于当收到轨迹完成信号后，控制所述主轴停止运转，并控制所述机器人运动到所述刀库位置上，再控制所述主轴进行刀具拆卸；

完成模块，用于当收到拆卸完成信号后，控制所述机器人运动到指定位置，结束运动。

10.一种可编程逻辑控制器，包括处理器，与所述处理器连接的存储器，以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求6至8任一项所述的一种复合材料零件加工控制方法的步骤。

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