CN111993161B - 一种基于数控加工中心同时加工非标零部件系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于数控加工中心同时加工非标零部件系统及方法，包括：装夹工艺板、视觉照相软模块、加工中心在线找正校准模块、CAM二次开发数控编程模块、零部件在线检测模块；装夹工艺板用于将多件非标零部件装夹到一块工艺板上，视觉照相软模块用于对工艺板上的零部件通过视觉照相进行工件初次找正校准，加工中心在线找正校准模块在线检测探针运动，CAM二次开发数控编程模块用于编制数控加工中心用非标零部件全自动加工NC程序；本发明的优点是：对非标零部件的数据采集与处理，保证数控加工中心能够同时在一块工艺板上装夹多件非标零部件进行无人值守的全自动加工，减少了数控机加工制造过程的辅助时间，保证了数控加工中心的稼动率。

Description

一种基于数控加工中心同时加工非标零部件系统及方法

技术领域

本发明涉及工业非标零部件机加工技术领域，更为具体地，涉及一种基于数控加工中心加工非标零部件用一个工艺板装夹多零部件同时加工系统及方法。

背景技术

数控加工中心是通过数控系统控制数控加工程序，自动完成工件的机加工，以及产品加工精度在线检测工作，数控加工中心包含数控刀具库、在线测刀仪等关键机床部件，普通数控加工中心一般不包含数控刀具库，在机加工领域占主导地位，特别在标准的零部件加工使用普遍，在非标零部件机加工中使用机床也占有很大的比例。

传统的工业非标零部件由数控加工中心单件机加工，先进的是由机械手转运工件单件加工，此种非标零部件机加工制造的缺点相对来讲生产效率低，因非标零部件的特性，同一工序加工时间短，需要数控加工中心的操作者频繁的变换零部件的装夹方式与方向，重新对非标零部件找正校准，频繁的调取数控加工程序进行加工工作，这些工作属于无技术含量的重复性工作，影响数控加工中心的稼动率，以及增加企业的制造成本，在非标零部件加工过程中，传统加工方式需要人工操作检测被加工工件的加工精度尺寸，对于超标的加工部位重新出NC程序进行二次加工，或者线下专业的三坐标测量机检测，对于不合格加工部位重新上机床加工，此项工作是保证产品质量的基本工作，传统的操作方式不仅浪费时间，从而降低了数控加工中心的稼动率，增加了机加工成本。

因此，在数控加工中心机加工环节，如何通过软件硬件相结合，简化产前工件准备工作，通过软件控制数控加工中心，完成重复性没有技术含量的工作，有效的提高数控加工中心的稼动率，节约机加工制造成本，是机加工行业亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于数控加工中心同时加工非标零部件系统及方法，用于解决机加工领域现有技术导致的数控加工中心机加工稼动率低、加工质量控制繁琐、制造成本高的问题，以克服上述现有技术的不足。

本发明提供的基于数控加工中心同时加工非标零部件系统包括：位于数控加工中心内部的装夹工艺板、视觉照相软模块、加工中心在线找正校准模块、CAM二次开发数控编程模块、零部件在线检测模块；

所述装夹工艺板用于按照系统规范要求将多件非标零部件装夹到一块工艺板上，带有多个非标零部件的所述装夹工艺板夹到数控加工中心工作台上进行无人值守全自动加工，其中，所述装夹工艺板固定在机床床面，且上面带有便于镶块定位的长圆型槽和锁附镶块用的螺丝孔，并配备键、螺杆及小型压板辅助工具固定；

所述视觉照相软模块用于对工艺板上的零部件通过视觉照相进行工件初次找正校准，所述视觉照相软模块包括：视觉照相机和数据处理模块，所述视觉照相机安装在靠近所述装夹工艺板的数控加工中心内部，所述视觉照相机用于摄取目标零部件相关位置数据、各目标零部件定义的中心与工艺板定义中心的相对距离，并转换成图像信号传递给所述数据处理模块，所述数据处理模块用于对视觉照相机获取的信息进行抽取目标特征，并将抽取的目标特征进行判别，判别结果后控制现场设变动作或对现场进行校核；其中，所述判别过程为目标零部件加工后的形状与图纸进行比对，做出镶块加工量及基准偏移量X、Y差值；

所述加工中心在线找正校准模块用于控制数控加工中心在线检测探针运动，对工艺板上多个零部件进行精找正校准；

所述CAM二次开发数控编程模块用于编制数控加工中心用非标零部件全自动加工NC程序，并且通过数控加工中心的数据传递模块将目标零部件基本信息和NC程序上传至数据服务器；

所述非标零部件全自动加工NC程序是通过非标零部件NC程序处理软件根据每个单件零部件加工用NC程序，按照工艺板上装夹的工件组合处理成一个全自动加工用NC程序，用于数控加工中心无人值守全自动加工；

所述零部件在线检测模块用于控制数控加工中心在线检测探针，对加工后的零部件进行数控加工精度检测，将合格的检测数据反馈给数据服务器，零部件检测不合格的部位，通过所述非标零部件全自动加工NC程序修正加工。

作为优选，所述加工中心在线找正校准模块在线检测是当工件加工完成后，根据检测程序，数控加工中心自动调用检测程序检测，看检测数值是否超出公差范围，检测完成后将检测结果反馈给数控加工中心的数据服务器，其中，所述程序检测包括以下步骤：步骤S1、当检测结果在理论公差范围内，系统自动判断为合格；步骤S2、当根据检测结果实际值“未达到”理论公差系统自动重新调取数控加工中心相对应的过切程序，并执行该程序；步骤S3、加工完成后重新检测结果直到合格为止，当检测结果超差时数控加工中心自动进行报警，提醒产品不合格由品保部门参与决定后续工作。

作为优选，所述数控加工中心在线检测探针用于在数控加工中心完成后对零件加工精度检测，数控加工中心在线检测探针在检测时需要将探针安装在数控机床的机床头上进行对工件的检测，数控加工中心在线检测探针检测时通过探针的圆形针头去触碰工件，另一端用来传导信号，与数控加工中心连接进行数据传输，探针将检测信号传递回数控加工中心，使得数控加工中心通过探针精确的定位工件。

作为优选，所述加工中心在线找正校准模块的找正校准包括以下步骤：

步骤S1、通过视觉照相机对工件的位置、外形、基准进行比对，找到工作原点；

步骤S2、将装夹工艺板上的多个工件需要探点的位置的点X、Y、Z数据采集，通过数控加工中心在线检测探针自动调整坐标值以控制加工中心后续机床动作；

步骤S3、校正无误后，进行修正加工。

作为优选，还包括：数据库管理加工切削参数库模块，所述数据库管理加工切削参数库模块用于管理非标零部件数控NC程序与加工的切削参数数据；

所述数据库管理加工切削参数库模块根据工件不同的工件材质、不同的加工类型、不同的切削量、不同的刀具长度信息、不同的热处理工艺系统合理匹配加工切削参数。

作为优选，CAM二次开发数控编程模块用于编程完成后自动出指示书，代替编程员原来手动填写指示书，自动生成配刀单对刀片、刀柄型号，刀杆长度信息进行统一输出。

作为优选，所述非标零部件全自动加工NC程序用于对要加工的多件零部件的NC程序集中处理，拟合为一块工艺板多零部件加工的NC程序，其中，在非标零部件全自动加工NC程序编制生产阶段，还是使用传统的单件零部件NC编程方式编程，在数控加工中心加工生产阶段，将具备加工条件的多件零部件的NC程序输入到非标零部件NC程序处理模块内，经过非标零部件NC程序处理模块的处理，将多件零部件加工程序拟合为一体，从而适应具备加工条件的多件零部件装夹到一块工艺板上。

作为优选，所述CAM二次开发数控编程模块还包括：非标零部件数学模型模块，所述非标零部件数学模型模块处理被加工的非标零部件数学模型，所述非标零部件数学模型模块将非标零部件数学模型输入到CAM二次开发数控编程模块后，出具数控加工中心NC程序，并上传至数据服务器，CAM二次开发数控编程模块从数据服务器获取多个单件非标零部件NC程序进行处理，出具非标零部件全自动加工NC程序，传输至数控加工中心，控制数控加工中心/刀具库/在线刀具测量仪完成数控加工中心非标零部件无人值守全自动加工，加工中心在线找正校准模块控制数控加工中心在线检测探针完成对零部件加工精度检测。

本发明的另一个目的是提供一种基于数控加工中心同时加工非标零部件系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：位于数控加工中心内部的装夹工艺板按照系统规范要求将多件非标零部件装夹到一块工艺板上，带有多个非标零部件的所述装夹工艺板夹到数控加工中心工作台上进行无人值守全自动加工；

步骤S2：利用数控加工中心的视觉照相软模块对工艺板上的零部件通过视觉照相进行工件初次找正校准，其中，视觉照相软模块的视觉照相机摄取目标零部件相关位置数据、各目标零部件定义的中心与工艺板定义中心的相对距离，并转换成图像信号传递给视觉照相软模块的数据处理模块，数据处理模块对视觉照相机获取的信息进行抽取目标特征，并将抽取的目标特征进行判别，判别结果后控制现场设变动作或对现场进行校核，判别过程为目标零部件加工后的形状与图纸进行比对，做出镶块加工量及基准偏移量X、Y差值；

步骤S3：利用加工中心在线找正校准模块控制数控加工中心在线检测探针运动，对工艺板上多个零部件进行精找正校准；

步骤S4：利用CAM二次开发数控编程模块编制数控加工中心用非标零部件全自动加工NC程序，并且通过数控加工中心的数据传递模块将目标零部件基本信息和NC程序上传至数据服务器；

步骤S41：非标零部件全自动加工NC程序是通过非标零部件NC程序处理软件根据每个单件零部件加工用NC程序，按照工艺板上装夹的工件组合处理成一个全自动加工用NC程序，用于数控加工中心无人值守全自动加工；

步骤S5：利用零部件在线检测模块控制数控加工中心在线检测探针，对加工后的零部件进行数控加工精度检测，将合格的检测数据反馈给数据服务器，零部件检测不合格的部位，通过所述非标零部件全自动加工NC程序修正加工。

作为优选，在步骤S3中还包括以下步骤：

步骤S31：加工中心在线找正校准模块在线检测是当工件加工完成后，根据检测程序，数控加工中心自动调用检测程序检测，看检测数值是否超出公差范围，检测完成后将检测结果反馈给数控加工中心的数据服务器；

步骤S32：当检测结果在理论公差范围内，系统自动判断为合格；

步骤S33：当根据检测结果实际值“未达到”理论公差系统自动重新调取数控加工中心相对应的过切程序，并执行该程序；

步骤S34：加工完成后重新检测结果直到合格为止，当检测结果超差时数控加工中心自动进行报警，提醒产品不合格由品保部门参与决定后续工作；

步骤S35：加工中心在线找正校准模块的找正校准通过视觉照相机对工件的位置、外形、基准进行比对，找到工作原点；

步骤S36：将装夹工艺板上的多个工件需要探点的位置的点X、Y、Z数据采集，通过数控加工中心在线检测探针自动调整坐标值以控制加工中心后续机床动作；

步骤S37：校正无误后，进行修正加工。

本发明的优点及积极效果是：

1、本发明通过位于数控加工中心内部的装夹工艺板、视觉照相软模块、加工中心在线找正校准模块、CAM二次开发数控编程模块、零部件在线检测模块对非标零部件的数据采集与处理，保证数控加工中心能够同时在一块工艺板上装夹多件非标零部件进行无人值守的全自动加工，减少了数控机加工制造过程的辅助时间，保证了数控加工中心的稼动率，通过数据库管理加工切削参数，保证了数控加工中心的加工效率，在线检测系统保证了数控加工中心的加工质量，根据装夹零部件的数量和加工时长，避免了操作者参与时间，降低了数控加工中心制造成本。

2、本发明的装夹工艺板上面带有便于镶块定位的长圆型槽和锁附镶块用的螺丝孔，并配备键、螺杆及小型压板等一系列辅助工具固定。改变了原装夹方式，工件夹紧时要考虑平行于X、Y轴的弊端。现在通过使用专用装夹工艺板,无需考虑工件装夹方向可以轻松将非标准的零部件通过同一块工艺板上可以“随意方向”放置装夹多件计划加工的非标准零部件，同时将原来的T型槽定位压板锁付改为长圆槽可移动螺栓锁付较以往使用时，工件的活动范围更广，活动空间更大。当工件为“标准零部件”时，可在移动块上锁付分离式虎钳。通过分离式虎钳再对“标准零部件”进行装夹。形成了多用途的工艺板。通过这些改进减少设备的非加工时间，提高设备整体的使用率。

3、本发明的视觉照相软模块通过将处理后的结果与图纸进行比对，做出镶块加工量及基准偏移量(X、Y)差值。用视觉照相机校准方法可大大提高生产效率和生产自动化程度。而且机器视觉易于实现计算机集成制造的基础信息。

4、本发明数控加工中心在线检测探针是一种高精度的电子元件，检测时需要将探针安装在数控机床的机床头上进行对工件的检测。探针检测时可以通过探针的圆形针头去触碰工件，另一端用来传导信号，与数控机床连接进行数据传输。探针将检测信号传递回数控机床。这样数控机床通过探针可以精确的定位工件。为多部件同时加工系统定位做准备。

5、本发明加工中心在线找正校准程序减少了加工过程中的人为辅助时间，停机时间，提升了工件拉直找正的效率。

6、本发明的数据库管理加工切削参数库根据工件不同的工件材质、不同的加工类型、不同的切削量、不同的刀具长度信息、不同的热处理工艺系统合理匹配加工切削参数。从而达到减少机床加工中载荷，延长刀具使用的寿命，保证工件表面的加工质量等。

7、本发明从非标零部件模型开始，完成控制非标零部件整个数控加工中心一工艺板多件零部件同时无人值守全自动加工过程，克服了现有技术加工非标零部件效率低，成本高，和加工精度不好控制难题，在非标零部件行业具有极高的产业利用价值。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的原理图。

图2为根据本发明实施例的装夹工艺板结构示意图。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

实施例1

参阅图1，本发明的基于数控加工中心(WELL AA1165硬轨适用于粗加工、WELLAQ850线轨适用于高速精加工)同时加工非标零部件系统，包括：位于数控加工中心内部的装夹工艺板、视觉照相软模块、加工中心在线找正校准模块、CAM二次开发数控编程模块、零部件在线检测模块；

本实施例中的装夹工艺板11用于按照系统规范要求将多件非标零部件装夹到一块工艺板上，带有多个非标零部件的所述装夹工艺板夹到数控加工中心工作台上进行无人值守全自动加工，所述装夹工艺板11体积小，易于固定在机床床面，且上面带有便于镶块定位的长圆型槽和锁附镶块用的螺丝孔，并配备键、螺杆及小型压板等一系列辅助工具固定。改变了原装夹方式，工件夹紧时要考虑平行于X、Y轴的弊端。现在通过使用专用装夹工艺板,无需考虑工件装夹方向可以轻松将非标准的零部件通过同一块工艺板上可以“随意方向”放置装夹多件计划加工的非标准零部件，如图2所示，同时将原来的T型槽定位压板锁付改为长圆槽可移动螺栓锁付较以往使用时，工件的活动范围更广，活动空间更大。当工件为“标准零部件”时，可在移动块上锁付分离式虎钳。通过分离式虎钳再对“标准零部件”进行装夹。形成了多用途的工艺板。通过这些改进减少设备的非加工时间，提高设备整体的使用率。

本实施例中的视觉照相软模块12用于对工艺板上的零部件通过视觉照相进行工件初次找正校准，所述视觉照相软模块12包括：视觉照相机和数据处理模块，所述视觉照相机安装在靠近所述装夹工艺板的数控加工中心内部，所述视觉照相机(尼康D90)用于摄取目标零部件相关位置数据、各目标零部件定义的中心与工艺板定义中心的相对距离，并转换成图像信号传递给所述数据处理模块，所述数据处理模块用于对视觉照相机获取的信息进行抽取目标特征，并将抽取的目标特征进行判别，判别结果后控制现场设变动作或对现场进行校核；其中，所述判别过程为目标零部件加工后的形状与图纸进行比对，做出镶块加工量及基准偏移量X、Y差值；用视觉照相机校准方法可大大提高生产效率和生产自动化程度。而且机器视觉易于实现计算机集成制造的基础信息。

本实施例中的加工中心在线找正校准模块13用于控制数控加工中心在线检测探针运动，对工艺板上多个零部件进行精找正校准；所述加工中心在线找正校准模块在线检测是当工件加工完成后，根据检测程序，数控加工中心自动调用检测程序检测，在线检测通常是自动进行的(也可以人为进行手动检测)。程序员提供相应的检测程序，当工件加工完成后，机床自动调用或操作员可根据调用已经写好的检测程序检测，看检测数值是否超出公差范围。完成后系统将检测结果反馈给数据服务器31，相关环节对反馈的数据分析处理。其中，所述程序检测包括以下步骤：步骤S1、当检测结果在理论公差范围内(例：型面±0.05mm,轮廓±0.02mm)，系统自动判断为合格；步骤S2、当根据检测结果实际值“未达到”理论公差系统自动重新调取数控加工中心相对应的过切程序，并执行该程序；步骤S3、加工完成后重新检测结果直到合格为止，当检测结果超差时数控加工中心自动进行报警，提醒产品不合格由品保部门参与决定后续工作。

本实施例中的数控加工中心在线检测探针14用于在数控加工中心完成后对零件加工精度检测，探针是一种高精度的电子元件，数控加工中心在线检测探针在检测时需要将探针安装在数控机床的机床头上进行对工件的检测，数控加工中心在线检测探针检测时通过探针的圆形针头去触碰工件，另一端用来传导信号，与数控加工中心连接进行数据传输，探针将检测信号传递回数控加工中心，使得数控加工中心通过探针精确的定位工件；为多部件同时加工系统定位做准备。

本实施例中的加工中心在线找正校准模块的在线找正校准宏程序21，用于检测加工中心工作台上工艺板零部件找正校准，具体包括以下步骤：

步骤S1、通过视觉照相机对工件的位置、外形、基准进行比对，找到工作原点；

步骤S2、将装夹工艺板上的多个工件需要探点的位置的点X、Y、Z数据采集，通过数控加工中心在线检测探针自动调整坐标值以控制加工中心后续机床动作；

步骤S3、校正无误后，执行程序即可。

本实施例中的数据库管理加工切削参数库模块22，用于管理非标零部件数控NC程序与加工的切削参数数据；根据工件不同的工件材质、不同的加工类型、不同的切削量、不同的刀具长度信息、不同的热处理工艺系统合理匹配加工切削参数(如下表所示)。从而达到减少机床加工中载荷，延长刀具使用的寿命，保证工件表面的加工质量等。

表1

本实施例中的CAM二次开发数控编程模块23用于编制数控加工中心用非标零部件全自动加工NC程序，并且通过数控加工中心的数据传递模块将目标零部件基本信息和NC程序上传至数据服务器；CAM二次开发数控编程模块用于编程完成后自动出指示书，代替编程员原来手动填写指示书，减少书写错误率及编写指示书的时间，提升编程效率，自动生成配刀单对刀片、刀柄型号，刀杆长度信息进行统一输出，防止数控操作者装夹长度错误、上错刀具从而发生撞机现象。

本实施例中的非标零部件全自动加工NC程序24是通过非标零部件NC程序处理软件根据每个单件零部件加工用NC程序，按照工艺板上装夹的工件组合处理成一个全自动加工用NC程序，用于数控加工中心无人值守全自动加工；非标零部件全自动加工NC程序24对要加工的多件零部件的NC程序集中处理，拟合为一块工艺板多零部件加工的NC程序。

NC程序编制生产阶段，还是使用传统的单件零部件NC编程方式编程，在数控加工中心加工生产阶段，将具备加工条件的多件零部件的NC程序输入到非标零部件NC程序处理软件24内，经过软件的自动处理，即自动将多件零部件加工程序拟合为一体，从而适应具备加工条件的多件零部件装夹到一块工艺板上，当做一整体零件进行无人值守的全自动加工。

本实施例中的数据服务器(DELL T3600)31，用于管理非标零部件机加工过程的数据管理用于处理工作。

本实施例中的数控加工中心(WELL AA1165硬轨适用于粗加工、WELL AQ850线轨适用于高速精加工)/刀具库(WELL侧挂式、刀臂式刀库，适用刀柄规格BT50，刀库存放刀具数量24把)/在线刀具测量仪(BLUM TNC_V5C_CHS)41，用于非标零部件数控加工中心加工。

本实施例中的数控加工中心控制系统(FANUC 0i MD)42，用于控制数控加工中心运动动作完成机加工过程。

本实施例中的数控加工中心加工非标零部件43，是被机加工的一工艺板上的多个非标零部件。

本实施例中的零部件在线检测模块用于控制数控加工中心在线检测探针，对加工后的零部件进行数控加工精度检测，将合格的检测数据反馈给数据服务器，零部件检测不合格的部位，通过所述非标零部件全自动加工NC程序修正加工。

本实施例中的非标零部件数学模型模块51是被加工的非标零部件数学模型，非标零部件数学模型51输入到CAM二次开发数控编程软件23出具数控加工中心NC程序，上传至数据服务器31，非标零部件NC程序处理软件24从数据服务器31获取多个单件非标零部件NC程序进行处理，出具非标零部件全自动加工NC程序，传输至数控加工中心控制系统42，控制数控加工中心/刀具库/在线刀具测量仪41完成数控加工中心非标零部件43无人值守全自动加工，零部件在线检测系统13控制数控加工中心在线检测探针14完成对零部件加工精度检测。

实施例2

本实施例中的一种基于数控加工中心同时加工非标零部件系统的控制方法，具体包括以下步骤：步骤S1：位于数控加工中心内部的装夹工艺板按照系统规范要求将多件非标零部件装夹到一块工艺板上，带有多个非标零部件的所述装夹工艺板夹到数控加工中心工作台上进行无人值守全自动加工；

步骤S2：利用数控加工中心的视觉照相软模块对工艺板上的零部件通过视觉照相进行工件初次找正校准，其中，视觉照相软模块的视觉照相机摄取目标零部件相关位置数据、各目标零部件定义的中心与工艺板定义中心的相对距离，并转换成图像信号传递给视觉照相软模块的数据处理模块，数据处理模块对视觉照相机获取的信息进行抽取目标特征，并将抽取的目标特征进行判别，判别结果后控制现场设变动作或对现场进行校核，判别过程为目标零部件加工后的形状与图纸进行比对，做出镶块加工量及基准偏移量X、Y差值；

步骤S3：利用加工中心在线找正校准模块控制数控加工中心在线检测探针运动，对工艺板上多个零部件进行精找正校准；

步骤S31：加工中心在线找正校准模块在线检测是当工件加工完成后，根据检测程序，数控加工中心自动调用检测程序检测，看检测数值是否超出公差范围，检测完成后将检测结果反馈给数控加工中心的数据服务器；

步骤S32：当检测结果在理论公差范围内，系统自动判断为合格；

步骤S33：当根据检测结果实际值“未达到”理论公差系统自动重新调取数控加工中心相对应的过切程序，并执行该程序；

步骤S34：加工完成后重新检测结果直到合格为止，当检测结果超差时数控加工中心自动进行报警，提醒产品不合格由品保部门参与决定后续工作；

步骤S35：加工中心在线找正校准模块的找正校准通过视觉照相机对工件的位置、外形、基准进行比对，找到工作原点；

步骤S36：将装夹工艺板上的多个工件需要探点的位置的点X、Y、Z数据采集，通过数控加工中心在线检测探针自动调整坐标值以控制加工中心后续机床动作；

步骤S37：校正无误后，进行修正加工；

步骤S4：利用CAM二次开发数控编程模块编制数控加工中心用非标零部件全自动加工NC程序，并且通过数控加工中心的数据传递模块将目标零部件基本信息和NC程序上传至数据服务器；

步骤S41：非标零部件全自动加工NC程序是通过非标零部件NC程序处理软件根据每个单件零部件加工用NC程序，按照工艺板上装夹的工件组合处理成一个全自动加工用NC程序，用于数控加工中心无人值守全自动加工；

步骤S5：利用零部件在线检测模块控制数控加工中心在线检测探针，对加工后的零部件进行数控加工精度检测，将合格的检测数据反馈给数据服务器，零部件检测不合格的部位，通过所述非标零部件全自动加工NC程序修正加工。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于数控加工中心同时加工非标零部件系统，其特征在于，包括：位于数控加工中心内部的装夹工艺板、视觉照相软模块、加工中心在线找正校准模块、CAM二次开发数控编程模块、零部件在线检测模块；

所述装夹工艺板用于按照系统规范要求将多件非标零部件装夹到一块工艺板上，带有多个非标零部件的所述装夹工艺板夹到数控加工中心工作台上进行无人值守全自动加工，其中，所述装夹工艺板固定在机床床面，所述工艺板上面带有便于镶块定位的长圆型槽和锁附镶块用的螺丝孔，并配备键、螺杆及小型压板辅助工具固定；

所述视觉照相软模块用于对工艺板上的零部件通过视觉照相进行工件初次找正校准，所述视觉照相软模块包括：视觉照相机和数据处理模块，所述视觉照相机安装在靠近所述装夹工艺板的数控加工中心内部，所述视觉照相机用于摄取目标零部件相关位置数据、各目标零部件定义的中心与工艺板定义中心的相对距离，并转换成图像信号传递给所述数据处理模块，所述数据处理模块用于对视觉照相机获取的信息进行抽取目标特征，并将抽取的目标特征进行判别，判别结果后对现场进行校核；其中，所述判别过程为目标零部件加工后的形状与图纸进行比对，做出镶块加工量及基准偏移量X、Y差值；

所述加工中心在线找正校准模块用于控制数控加工中心在线检测探针运动，对工艺板上多个零部件进行精找正校准；

所述CAM二次开发数控编程模块用于编制数控加工中心用非标零部件全自动加工NC程序，并且通过数控加工中心的数据传递模块将目标零部件基本信息和NC程序上传至数据服务器；

所述非标零部件全自动加工NC程序是通过非标零部件NC程序处理软件根据每个单件零部件加工用NC程序，按照工艺板上装夹的工件组合处理成一个全自动加工用NC程序，用于数控加工中心无人值守全自动加工；

所述零部件在线检测模块用于控制数控加工中心在线检测探针，对加工后的零部件进行数控加工精度检测，将合格的检测数据反馈给数据服务器，零部件检测不合格的部位，通过所述非标零部件全自动加工NC程序修正加工。

2.根据权利要求1所述的一种基于数控加工中心同时加工非标零部件系统，其特征在于，所述加工中心在线找正校准模块在线检测是当工件加工完成后，根据检测程序，数控加工中心自动调用检测程序检测，看检测数值是否超出公差范围，检测完成后将检测结果反馈给数控加工中心的数据服务器，其中，所述程序检测包括以下步骤：步骤S1、当检测结果在理论公差范围内，系统自动判断为合格；步骤S2、当根据检测结果实际值“未达到”理论公差系统自动重新调取数控加工中心相对应的过切程序，并执行该程序；步骤S3、加工完成后重新检测结果直到合格为止，当检测结果超差时数控加工中心自动进行报警，提醒产品不合格由品保部门参与决定后续工作。

3.根据权利要求1所述的一种基于数控加工中心同时加工非标零部件系统，其特征在于，所述数控加工中心在线检测探针用于在数控加工中心完成后对零件加工精度检测，数控加工中心在线检测探针在检测时需要将探针安装在数控机床的机床头上进行对工件的检测，数控加工中心在线检测探针检测时通过探针的圆形针头去触碰工件，另一端用来传导信号，与数控加工中心连接进行数据传输，探针将检测信号传递回数控加工中心，使得数控加工中心通过探针精确的定位工件。

4.根据权利要求1所述的一种基于数控加工中心同时加工非标零部件系统，其特征在于，所述加工中心在线找正校准模块的找正校准包括以下步骤：

步骤S1、通过视觉照相机对工件的位置、外形、基准进行比对，找到工作原点；

步骤S2、将装夹工艺板上的多个工件需要探点的位置的点X、Y、Z数据采集，通过数控加工中心在线检测探针自动调整坐标值以控制加工中心后续机床动作；

步骤S3、校正无误后，进行修正加工。

5.根据权利要求1所述的一种基于数控加工中心同时加工非标零部件系统，其特征在于，还包括：数据库管理加工切削参数库模块，所述数据库管理加工切削参数库模块用于管理非标零部件数控NC程序与加工的切削参数数据；

所述数据库管理加工切削参数库模块根据工件不同的工件材质、不同的加工类型、不同的切削量、不同的刀具长度信息、不同的热处理工艺系统合理匹配加工切削参数。

6.根据权利要求1所述的一种基于数控加工中心同时加工非标零部件系统，其特征在于，CAM二次开发数控编程模块用于编程完成后自动出指示书，代替编程员原来手动填写指示书，自动生成配刀单对刀片、刀柄型号，刀杆长度信息进行统一输出。

7.根据权利要求1所述的一种基于数控加工中心同时加工非标零部件系统，其特征在于，所述非标零部件全自动加工NC程序用于对要加工的多件零部件的NC程序集中处理，拟合为一块工艺板多零部件加工的NC程序，其中，在非标零部件全自动加工NC程序编制生产阶段，还是使用传统的单件零部件NC编程方式编程，在数控加工中心加工生产阶段，将具备加工条件的多件零部件的NC程序输入到非标零部件NC程序处理模块内，经过非标零部件NC程序处理模块的处理，将多件零部件加工程序拟合为一体，从而适应具备加工条件的多件零部件装夹到一块工艺板上。

8.根据权利要求1所述的一种基于数控加工中心同时加工非标零部件系统，其特征在于，所述CAM二次开发数控编程模块还包括：非标零部件数学模型模块，所述非标零部件数学模型模块处理被加工的非标零部件数学模型，所述非标零部件数学模型模块将非标零部件数学模型输入到CAM二次开发数控编程模块后，出具数控加工中心NC程序，并上传至数据服务器，CAM二次开发数控编程模块从数据服务器获取多个单件非标零部件NC程序进行处理，出具非标零部件全自动加工NC程序，传输至数控加工中心，控制数控加工中心完成数控加工中心非标零部件无人值守全自动加工，加工中心在线找正校准模块控制数控加工中心在线检测探针完成对零部件加工精度检测。

9.根据权利要求1所述的一种基于数控加工中心同时加工非标零部件系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：位于数控加工中心内部的装夹工艺板按照系统规范要求将多件非标零部件装夹到一块工艺板上，带有多个非标零部件的所述装夹工艺板夹到数控加工中心工作台上进行无人值守全自动加工；

步骤S2：利用数控加工中心的视觉照相软模块对工艺板上的零部件通过视觉照相进行工件初次找正校准，其中，视觉照相软模块的视觉照相机摄取目标零部件相关位置数据、各目标零部件定义的中心与工艺板定义中心的相对距离，并转换成图像信号传递给视觉照相软模块的数据处理模块，数据处理模块对视觉照相机获取的信息进行抽取目标特征，并将抽取的目标特征进行判别，判别结果后对现场进行校核，判别过程为目标零部件加工后的形状与图纸进行比对，做出镶块加工量及基准偏移量X、Y差值；

步骤S3：利用加工中心在线找正校准模块控制数控加工中心在线检测探针运动，对工艺板上多个零部件进行精找正校准；

步骤S4：利用CAM二次开发数控编程模块编制数控加工中心用非标零部件全自动加工NC程序，并且通过数控加工中心的数据传递模块将目标零部件基本信息和NC程序上传至数据服务器；

步骤S41：非标零部件全自动加工NC程序是通过非标零部件NC程序处理软件根据每个单件零部件加工用NC程序，按照工艺板上装夹的工件组合处理成一个全自动加工用NC程序，用于数控加工中心无人值守全自动加工；

步骤S5：利用零部件在线检测模块控制数控加工中心在线检测探针，对加工后的零部件进行数控加工精度检测，将合格的检测数据反馈给数据服务器，零部件检测不合格的部位，通过所述非标零部件全自动加工NC程序修正加工。

10.根据权利要求9所述的一种基于数控加工中心同时加工非标零部件系统的控制方法，其特征在于，在步骤S3中还包括以下步骤：

步骤S31：加工中心在线找正校准模块在线检测是当工件加工完成后，根据检测程序，数控加工中心自动调用检测程序检测，看检测数值是否超出公差范围，检测完成后将检测结果反馈给数控加工中心的数据服务器；

步骤S32：当检测结果在理论公差范围内，系统自动判断为合格；

步骤S33：当根据检测结果实际值“未达到”理论公差系统自动重新调取数控加工中心相对应的过切程序，并执行该程序；

步骤S34：加工完成后重新检测结果直到合格为止，当检测结果超差时数控加工中心自动进行报警，提醒产品不合格由品保部门参与决定后续工作；

步骤S35：加工中心在线找正校准模块的找正校准通过视觉照相机对工件的位置、外形、基准进行比对，找到工作原点；

步骤S36：将装夹工艺板上的多个工件需要探点的位置的点X、Y、Z数据采集，通过数控加工中心在线检测探针自动调整坐标值以控制加工中心后续机床动作；

步骤S37：校正无误后，进行修正加工。

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