CN112025105A - 一种激光切割配套上下料工作站的控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于激光切割自动化技术领域，具体提供了一种激光切割配套上下料工作站的控制方法及系统。包括启动任务，解析判断上料区材料是否符合当前切割任务，若否解析计算符合当前切割任务的材料在料库中的位置信息，执行出库，出库完成上料区材料符合当前任务，开始上料；第一工作台上料完成后同时判断是否为首次上料，若是，则将第一工作台与第二工作台交换，以对第一工作台上的首次材料加工，同时给第二个工作台上料；每次下料完成时计数，并判断是否为倒数第一件，倒数第二件，倒数第三件及以上，分别对应执行下料，交换工作台后再下料，上料后再交换工作台。该方案显著降低企业的人力成本，切割过程及状态的可视化，使人机交互更友好。

Description

一种激光切割配套上下料工作站的控制方法及系统
技术领域
本发明属于激光切割自动化技术领域，具体涉及一种激光切割配套上下料工作站的控制方法及系统。
背景技术
激光切割广泛应用于钣金加工、工程机械、轮船、汽车零部件、地铁配件、厨具、金属工艺品、企事业单位备用发动机组等各种制造加工行业。由于这些制造加工行业中的激光切割，通常具有加工量大，高度重复性，人工搬运上料下料效率低、工作强大、可持续性差，生产任务、物料消耗统计工作繁琐等特点。因此一种具备一键启动生产任务，实现切割、工作台交换，上料、下料，物料出库、入库自动化，实时统计生产任务的完成情况，原材料的消耗情况，设备运行状态可视化的控制方法是切割配套上下料工作站备受青睐的解决方案。目前还没有一套系统完整的控制方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种自动化程度高的激光切割配套上下料工作站的控制方法及系统，以解决激光切割机运行效率低下的问题。
为此，本发明提供了一种激光切割配套上下料工作站的控制方法，包括：
S1：启动任务，解析判断上料区材料是否符合当前切割任务，若符合开始上料；
S2：若上料区材料不符当前切割任务，则解析计算符合当前任务的材料位置信息，执行上料区物料回库后将目标物料出库，出库完成开始上料；
S3：第一工作台上料完成后同时判断是否为首次上料，若是，则将第一工作台与第二工作台交换，以对第一工作台上的首次材料加工，同时给第二个工作台上料；
S4：首次材料加工完成后进行第二次工作台交换准备下料，与此同时对第二工作台上的材料进行加工；
S5：每次下料完成时计数，若下料计数是倒数第一件，则任务完成，不用交换工作台，直接下料即可；
若为倒数第二件，待倒数第一件切割完成，交换工作台后下料，任务完成；
若为倒数第三件及以上，则继续上料，待上料和切割皆完成，则进入由切割上料完成事件，工作台交换完成事件，下料完成事件，上料完成事件，切割完成事件，切割下料完成事件构成循环事件处理中，直至整个任务列表完成。
优选地，启动任务之前先添加任务，具体包括选择本地程序文件逐条添加；通过编辑任务模板文件批量导入。
优选地，步骤S2具体包括：若上料区材料不符合当前切割任务，则执行出库，出库动作包括：
当上料小车无板材时，将目标板材从立体料塔中转运到上料小车上；
当上料小车上有板材但非当前任务所需时，将上料小车上的物料转运到立体料塔中，再将目标板材从立体料塔中转运到上料小车上。
优选地，所述第一工作台与所述第二工作台为联动旋转机构。
优选地，在整个任务操作过程中，实时监测并统计立体料塔中各层存放的材料规格及数量、上料数量、下料数量以及工作状态。
优选地，步骤S3具体包括：切割机和上下料工作站互联成功，任务列表编辑合格，启动任务，则触发任务启动事件，上料机械手上第一张板材到第一工作台，当监控到上下料工作站端反馈的上料完成信号，则触发上料完成事件，在上料完成事件处理中启动激光切割机工作台交换，当监控到工作台交换完成信号，则触发工作台交换完成事件，在工作台交换完成事件处理中启动第一张板材的标定、寻边和切割，同时上料机械手上第二张板材到第二工作台上。
优选地，步骤S4具体包括：当同时监控到第一张板材切割完成信号和第二张板材上料完成信号，则再次触发激光切割机工作台交换，当监控到工作台交换完成信号，则触发工作台交换完成事件，在工作台交换完成事件处理中启动第二张板材寻边、切割及下料第一张板材。
优选地，当监控到第一张板材下料完成信号，则触发上料第三张板材，当同时监控到第二张板材切割完成信号及第三张板材上料完成信号，则触发第二次上料切割完成事件，在第二次上料切割完成事件处理中启动激光切割机工作台交换；
当监控到工作台交换完成信号，则触发工作台交换完成事件，在工作台交换完成事件处理中启动第三张板材寻边、切割及下料第二张板材。
本发明还提供了一种激光切割配套上下料工作站的控制系统，所述控制系统用于实施如前任一项所述的激光切割配套上下料工作站的控制方法。
本发明的有益效果：本发明提供的这种激光切割配套上下料工作站的控制方法及系统。包括启动任务，解析判断上料区材料是否符合当前切割任务，若否解析计算符合当前切割任务的材料在料库中的位置信息，执行出库，出库完成上料区材料符合当前任务，开始上料；第一工作台上料完成后同时判断是否为首次上料，若是，则将第一工作台与第二工作台交换，以对第一工作台上的首次材料加工，同时给第二个工作台上料；每次下料完成时计数，并判断是否为倒数第一件，倒数第二件，倒数第三件及以上，分别对应执行下料，交换工作台后再下料，上料后再交换工作台；采用事件触发机制使切割自动化控制逻辑清晰，动作精准，提供稳定性。控制系统为安装在切割机上的应用程序，本地读取并加载切割文件，避免了文件的传输，提高了效率和稳定性。此外，一键式启动生产任务，显著降低企业的人力成本，切割过程及状态的可视化，使人机交互更友好。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明激光切割配套上下料工作站的控制方法及系统的总体流程示意图；
图2是本发明激光切割配套上下料工作站的控制方法及系统的上下料工作站上料流程图；
图3是本发明激光切割配套上下料工作站的控制方法及系统的上下料工作站出库流程图。
图4是本发明激光切割配套上下料工作站的控制方法及系统的上下料工作站下料流程图。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明实施例提供了一种激光切割配套上下料工作站的控制方法，如图1至图4所示，其特征在于，包括：
S1：启动任务，解析判断上料区材料是否符合当前切割任务，若符合开始上料；
S2：若上料区材料不符当前切割任务，则解析计算符合当前任务的材料位置信息，执行上料区物料回库后将目标物料出库，出库完成开始上料；
S3：第一工作台上料完成后同时判断是否为首次上料，若是，则将第一工作台与第二工作台交换，以对第一工作台上的首次材料加工，同时给第二个工作台上料；
S4：首次材料加工完成后进行第二次工作台交换准备下料，与此同时对第二工作台上的材料进行加工；
S5：每次下料完成时计数，若下料计数是倒数第一件，则任务完成，不用交换工作台，直接下料即可；
若为倒数第二件，待倒数第一件切割完成，交换工作台后下料，任务完成；
若为倒数第三件及以上，则继续上料，待上料和切割皆完成，则进入由切割上料完成事件，工作台交换完成事件，下料完成事件，上料完成事件，切割完成事件，切割下料完成事件构成循环事件处理中，直至整个任务列表完成。
实现激光切割配套上下料工作站一键启动生产任务，实时统计生产任务完成情况，原材料消耗情况，监控并显示切割机，上下料工作站设备运行状态。提高激光切割配套上下料工作站的生产效率，降低企业人力成本。
其中，启动任务之前先添加任务，具体包括选择本地程序文件逐条添加；通过编辑任务模板文件批量导入。软件控制系统可以通过如下两种方式添加任务：选择本地程序文件逐条添加；通过编辑任务模板文件批量导入。
优选的方案，出库动作包含两种情况:当上料小车无板材时，出库是指将目标板材从立体料塔中转运到上料小车上；当上料小车上有板材但非当前任务所需时，将上料小车上的物料转运到立体料塔中，再将目标板材从立体料塔中转运到上料小车上。
优选的方案，切割机和上下料工作站互联成功，任务列表编辑合格，启动任务，则触发任务启动事件，上料机械手上第一张板材，当监控到上下料工作站端反馈的上料完成信号，则触发上料完成事件，在上料完成事件处理中启动激光切割机工作台交换，当监控到工作台交换完成信号，则触发工作台交换完成事件，在工作台交换完成事件处理中启动第一张板材的标定，寻边和切割及上料机械手上第二张板材。
优选的方案，当同时监控到第一张板材切割完成信号和第二张板材上料完成信号，则再次触发激光切割机工作台交换，当监控到工作台交换完成信号，则触发工作台交换完成事件，在工作台交换完成事件处理中启动第二张板材寻边、切割及下料第一张板材。
优选的方案，当监控到第一张板材下料完成信号，则触发上料第三张板材，当同时监控到第二张板材切割完成信号及第三张板材上料完成信号，则触发上料切割完成事件，在上料切割完成事件处理中启动激光切割机工作台交换。当监控到工作台交换完成信号，则触发工作台交换完成事件，在工作台交换完成事件处理中启动第三张板材寻边、切割及下料第二张板材。
以此类推，当同时监控到第N-2(N>2)张板材下料完成信号和第N-1张板材切割完成信号，则触发下料切割完成事件，在下料切割完成事件处理中启动第N张板材上料，当同时监控到第N-1张板材切割完成信号及第N张板材上料完成信号，则触发上料切割完成事件，在上料切割完成事件处理中启动工作台交换。当监控到工作台交换完成信号，则触发工作台交换完成事件，在工作台交换完成事件处理中启动第N张板材寻边,切割及N-1张板材下料。
如上所述每次切割完成，上料完成，下料完成系统会记录切割完成数量Nw，上料数量Ns，下料数量Nx。每次下料完成时，比较切割任务总数Nz与下料数量Nx。
(1)当Nz＝Nx，则是任务最后一件下料，监控到下料完成信号时，整个任务完成。
(2)当Nz＝Nx+1,则是任务倒数第二件下料，同时监控到下料完成信号及倒数第一件切割完成信号时，触发下料切割完成事件，在下料切割完成事件处理中启动工作台交换，监控到工作台交换完成信号，触发工作台交换完成事件，在工作台交换完成事件处理中，启动最后一件板材下料操作，监控到下料完成信号，整个任务完成。
(3)当Nz>＝Nx+2,则继续上料，循环前述步骤，直至完成整个任务列表。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，可以取得如下有益的效果：
(1)事件触发机制使切割自动化控制逻辑清晰，动作精准，提供稳定性。
(2)控制系统为安装在切割机上的应用程序，本地读取并加载切割文件，避免了文件的传输，提高了效率和稳定性。
(3)一键式启动生产任务，显著降低企业的人力成本，切割过程及状态的可视化，使人机交互更友好。
本发明还提供了一种激光切割配套上下料工作站的控制系统。该控制系统用于实施如前任一方案所述的激光切割配套上下料工作站的控制方法。
控制系统可实现功能有：编辑任务，删除任务，一键启动任务,自动化流程暂停,自动化流程停止及复位，寻边起点设置。实现对切割任务的上料数量，完成数量，下料数量，立体料塔中各层存放的材料规格及数量实时统计；实时监测并指示切割机、上下料工作站事件状态；实时输出过程执行明细。系统定义的事件有：任务启动事件，上料完成事件，工作台交换完成事件，下料完成事件，切割完成事件，下料切割完成事件，上料切割完成事件，出库完成事件。
在一个具体的实施场景中，如图1所示的流程图：
(1)当切割机及上料下工作站都为自动模式，互联成功，上料区就绪，任务列表编辑合格，触发任务启动事件。解析任务列表中首行任务，得到当前切割任务切割程序文件名及存储路径，板材类型T，板材长L、宽W、厚H。将板材类型T，板材的长L、宽W、厚H与上料区板材类型Ts，长Ls、宽Ws、厚Hs对比。
(2)如果上料区材料符合当前任务材料规格(即T＝Ts&&L＝Ls&&W＝Ws&&H＝Hs)，则执行上料动作。
(3)如果上料区材料不符合当前任务材料规格(即T≠Ts||L≠Ls||W≠Ws||H≠Hs)，将料塔中各层料规格与当前切割任务材料规格做对比，直到找到符合当前切割任务材料，并记录该类板材在料塔中的存放位置的层号。
(4)执行出库动作，上料区材料回库到料塔中原存放层，升降电机带动托盘平台运动至目标处，将目标层物料托盘带出运动到上料区，再执行上料动作。
(5)上料完成，判断当前上料是否为首次上料。如果是首次上料，则发送工作台交换指令。工作台交换完成，执行第二次上料动作，并同时发送第一件板材的切割指令，各子任务首张板材切割前需标定，寻边，非子任务首张板需寻边。同时监测到首张板材切割完成和第二张板材上料完成信号后，则进入上料切割完成事件处理中启动工作台交换。如果上料为非首次上料，则上料完成后等待切割完成信号，共同触发上料完成事件，启动工作台交换，工作台交换完成，执行下料操作。
(6)下料完成事件中，判断是否为整个任务列表的最后一件物料，如果是最后一件物料，则整个任务列表完成；如果是倒数第二件物料，则下料完成后，等待倒数第一件物料切割完成，触发下料切割完成事件，发送工作台交换指令，工作台交换完成后，下料最后一件物料，下料完成整个任务列表完成。如果下料完成大于等于倒数第三件物料，则下料完成后，继续上料，触发上料切割完成事件，交换工作台，进入工作台交换完成事件，循环后续事件处理，直至整个任务列表切割完成。
如图2所示，上下料工作站端接收到上料指令，解析当前任务的材料规格，看上料区材料是否符合当前切割任务，如果符合当前任务，则上料机械手抓料板材，分张，测厚，符合厚度符合，则开始执行上料，如果厚度不合适，则重新抓料，分张，测厚，符合后，带板材运动到激光切割机工作台上。如果上料区材料不符合，则从料库中逐层寻找符合当前任务的材料，并返回相应的物料存放层数，上料区材料返回到原有层数，目标板材运动到上料区，执行上料动作。
如图3所示，上下料工作站端收到出库指令，读取需要出库的层号，上料小车运动到立体料塔下方出库位，如果上料小车上板材数量为零，则料塔料盘承载台运动到目标出库层，带出该层料盘并转运至上料小车上；如果上料小车上有板材，则先将上料小车上的板材运回到料塔原有存放层，再将目标层料盘转运至上料小车上，上料小车将目标物料运送至上料区，反馈出库完成信号。
如图4所示，上下料工作站端接收到下料指令，下料机械手运动到激光切割机工作台上方，抓取成品运动至成品小车上方，放下成品，下料完成。
本发明的有益效果：本发明提供的这种激光切割配套上下料工作站的控制方法及系统。包括启动任务，解析判断上料区材料是否符合当前切割任务，若否解析计算符合当前切割任务的材料在料库中的位置信息，执行出库，出库完成上料区材料符合当前任务，开始上料；第一工作台上料完成后同时判断是否为首次上料，若是，则将第一工作台与第二工作台交换，以对第一工作台上的首次材料加工，同时给第二个工作台上料；每次下料完成时计数，并判断是否为倒数第一件，倒数第二件，倒数第三件及以上，分别对应执行下料，交换工作台后再下料，上料后再交换工作台。采用事件触发机制使切割自动化控制逻辑清晰，动作精准，提供稳定性。控制系统为安装在切割机上的应用程序，本地读取并加载切割文件，避免了文件的传输，提高了效率和稳定性。此外，一键式启动生产任务，显著降低企业的人力成本，切割过程及状态的可视化，使人机交互更友好。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种激光切割配套上下料工作站的控制方法，其特征在于，包括：
S1：启动任务，解析判断上料区材料是否符合当前切割任务，若符合开始上料；
S2：若上料区材料不符当前切割任务，则解析计算符合当前任务的材料位置信息，执行上料区物料回库后将目标物料出库，出库完成开始上料；
S3：第一工作台上料完成后同时判断是否为首次上料，若是，则将第一工作台与第二工作台交换，以对第一工作台上的首次材料加工，同时给第二个工作台上料；
S4：首次材料加工完成后进行第二次工作台交换准备下料，与此同时对第二工作台上的材料进行加工；
S5：每次下料完成时计数，若下料计数是倒数第一件，则任务完成，不用交换工作台，直接下料即可；
若为倒数第二件，待倒数第一件切割完成，交换工作台后下料，任务完成；
若为倒数第三件及以上，则继续上料，待上料和切割皆完成，则进入由切割上料完成事件，工作台交换完成事件，下料完成事件，上料完成事件，切割完成事件，切割下料完成事件构成循环事件处理中，直至整个任务列表完成。
2.根据权利要求1所述的激光切割配套上下料工作站的控制方法，其特征在于：启动任务之前先添加任务，具体包括选择本地程序文件逐条添加；通过编辑任务模板文件批量导入。
3.根据权利要求1所述的激光切割配套上下料工作站的控制方法，其特征在于，步骤S2具体包括：若上料区材料不符合当前切割任务，则执行出库，出库动作包括：
当上料小车无板材时，将目标板材从立体料塔中转运到上料小车上；
当上料小车上有板材但非当前任务所需时，将上料小车上的物料转运到立体料塔中，再将目标板材从立体料塔中转运到上料小车上。
4.根据权利要求1所述的激光切割配套上下料工作站的控制方法，其特征在于：所述第一工作台与所述第二工作台为联动旋转机构。
5.根据权利要求1所述的激光切割配套上下料工作站的控制方法，其特征在于：在整个任务操作过程中，实时监测并统计立体料塔中各层存放的材料规格及数量、上料数量、下料数量以及工作状态。
6.根据权利要求1所述的激光切割配套上下料工作站的控制方法，其特征在于，步骤S3具体包括：切割机和上下料工作站互联成功，任务列表编辑合格，启动任务，则触发任务启动事件，上料机械手上第一张板材到第一工作台，当监控到上下料工作站端反馈的上料完成信号，则触发上料完成事件，在上料完成事件处理中启动激光切割机工作台交换，当监控到工作台交换完成信号，则触发工作台交换完成事件，在工作台交换完成事件处理中启动第一张板材的标定、寻边和切割，同时上料机械手上第二张板材到第二工作台上。
7.根据权利要求1所述的激光切割配套上下料工作站的控制方法，其特征在于，步骤S4具体包括：当同时监控到第一张板材切割完成信号和第二张板材上料完成信号，则再次触发激光切割机工作台交换，当监控到工作台交换完成信号，则触发工作台交换完成事件，在工作台交换完成事件处理中启动第二张板材寻边、切割及下料第一张板材。
8.根据权利要求7所述的激光切割配套上下料工作站的控制方法，其特征在于：当监控到第一张板材下料完成信号，则触发上料第三张板材，当同时监控到第二张板材切割完成信号及第三张板材上料完成信号，则触发第二次上料切割完成事件，在第二次上料切割完成事件处理中启动激光切割机工作台交换；
当监控到工作台交换完成信号，则触发工作台交换完成事件，在工作台交换完成事件处理中启动第三张板材寻边、切割及下料第二张板材。
9.一种激光切割配套上下料工作站的控制系统，其特征在于：所述控制系统用于实施如权利要求1至8任一项所述的激光切割配套上下料工作站的控制方法。
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