CN113093648A - 电动机基座自动化加工系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出电动机基座自动化加工系统及方法，所述方法包括以下步骤：步骤S11，自动测量并计算基座的内孔直径或止口直径；步骤S12，判断所述基座的内孔直径或止口直径是否超过最大极限值，如果是，则所述基座不合格，不进行刀具磨损值补偿；如果否，则执行步骤S13；步骤S13，判断所述基座的内孔直径或止口直径是否在最大极限值和中间偏下值之间，如果是，则所述基座合格，无需进行刀具磨损值补偿；如果否，则执行步骤S14；步骤S14，判断所述基座的内孔直径或止口直径是否在中间偏下值和最小极限值之间，如果是，则执行步骤S15，自动对刀具磨损值进行补偿。本发明的电动机基座自动化加工系统及方法可自动实现工件测量、刀具磨损值补偿及数据记录分析。

Description

电动机基座自动化加工系统及方法

技术领域

本发明涉及电动机制造领域，特别涉及一种电动机基座自动化加工系统和一种电动机基座自动化加工方法。

背景技术

运用机器人自动化加工电动机基座时，操作工人进入生产区域对加工后的基座进行测量以及在机床数控系统中对刀具磨损值进行修改时，则机器人动作时会有安全风险，并且会影响整个生产线的工作效率，但如果不进行测量及对刀具磨损值进行补偿则会影响产品的加工质量。此外，现有的基座加工完成后需要进行手动测量并修改刀具磨损补偿值，相关数据由操作工手动记录在表格中，工作量大且容易出错，不同操作工的测量结果难以保持一致。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种电动机基座自动化加工系统及方法，可自动实现工件测量、刀具磨损值补偿和加工数据的记录分析，有利于提升加工的安全性和加工品质。

本发明提出一种电动机基座自动化加工方法，其包括以下步骤：

步骤S11，自动测量并计算基座的内孔直径或止口直径；

步骤S12，判断所述基座的内孔直径或止口直径是否超过最大极限值，如果是，则所述基座不合格，不进行刀具磨损值补偿；如果否，则执行步骤S13；

步骤S13，判断所述基座的内孔直径或止口直径是否在最大极限值和中间偏下值之间，如果是，则所述基座合格，无需进行刀具磨损值补偿；如果否，则执行步骤S14；

步骤S14，判断所述基座的内孔直径或止口直径是否在中间偏下值和最小极限值之间，如果是，则判断所述基座合格，执行步骤S15；如果否，则执行步骤S16至步骤S18；

步骤S15，自动对刀具磨损值进行补偿；

步骤S16，机床暂停；

步骤S17，操作工手动测量和手动修改刀具磨损值；

步骤S18，对所述基座执行返修程序，再次自动测量所述基座的内孔直径或止口直径后，循环至步骤S12。

在电动机基座自动化加工方法的一种示意性实施例中，所述步骤S11更包括以下步骤：

将机床主轴旋转定位到0°，测量并记录所述基座的内孔直径或止口直径的测量数据X1；

将机床主轴旋转定位到90°，测量并记录所述基座的内孔直径或止口直径的测量数据X2；

将机床主轴旋转定位到180°，测量并记录所述基座的内孔直径或止口直径的测量数据X3；

将机床主轴旋转定位到270°，测量并记录所述基座的内孔直径或止口直径的测量数据X4；

计算水平方向上的测量直径值D1和垂直方向上的测量直径值D2，所述水平方向上的测量直径值D1和所述垂直方向上的测量直径值D2满足公式：D1＝(X1+X3)/2，D2＝(X2+X4)/2；以及

计算得出所述基座的内孔直径或止口直径的数值D，所述数值D满足公式：D＝(D1+D2)/2。

在电动机基座自动化加工方法的一种示意性实施例中，所述步骤S16还包括以下步骤：

机床报警。

本发明还提出一种电动机基座自动化加工系统，用于执行上述的电动机基座自动化加工方法，所述电动机基座自动化加工系统包括机床、设置于所述机床上的测量装置、判断模块和自动刀具磨损值补偿模块，其中，所述测量装置执行所述步骤S11，所述判断模块执行所述步骤S12至所述步骤S14，所述刀具磨损值补偿模块执行所述步骤S15。

在电动机基座自动化加工系统的一种示意性实施例中，所述电动机基座自动化加工系统还包括PLC控制器，所述PLC控制器包括数据采集模块和手动刀具磨损值补偿模块，所述机床与所述PLC控制器连接，由所述PLC控制器控制。

在电动机基座自动化加工系统的一种示意性实施例中，所述电动机基座自动化加工系统还包括本地电脑和工厂服务器，所述本地电脑和所述PLC控制器及所述工厂服务器连接，所述PLC控制器将数据信息传送给所述本地电脑，所述本地电脑将所述数据信息上传至所述工厂服务器。

在电动机基座自动化加工系统的一种示意性实施例中，所述电动机基座自动化加工系统还包括外部触摸屏，所述外部触摸屏用于手动修改机床的刀具磨损值。

在本发明的电动机基座自动化加工系统及方法中，通过自动测量并计算基座的内孔直径或止口直径，对基座的内孔直径或止口直径进行判断，而得出是否需要进行刀具磨损值补偿，若需进行刀具磨损值补偿，则自动对刀具进行磨损值补偿，从而实现基座的自动化生产，降低工人劳动强度，提供产品的质量和生产效率，降低单位产品的成本。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为本发明一实施例的电动机基座自动化加工方法的流程图。

图2为图1所示的电动机基座自动化加工方法的测量并计算基座的内孔直径或止口直径步骤的流程图。

图3为执行图1所示的电动机基座自动化加工方法的电动机基座自动化加工系统的框架示意图。

图4为图3所示的电动机基座自动化加工系统的数据传输示意图。

图5为图3所示的电动机基座自动化加工系统的本地电脑的信息传输示意图。

图6为图1所示的电动机基座自动化加工方法的手动修改刀具磨损补偿值和更换刀具的操作界面示意图。

在上述附图中，所采用的附图标记如下：

S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18 步骤

X1、X2、X3、X4 测量数据

D、D1、D2 直径值

100 电动机基座自动化加工系统

10 PLC控制器

20 机床

101 测量装置

102 判断模块

103 自动刀具磨损值补偿模块

104 手动刀具磨损值补偿模块

105 数据采集模块

30 本地电脑

40 工厂服务器

50 外部触摸屏

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

图1为本发明一实施例的电动机基座自动化加工方法的流程图，请参见图1，本实施例的电动机基座自动化加工方法包括以下步骤：

步骤S11，自动测量并计算基座的内孔直径或止口直径；

步骤S12，判断所述基座的内孔直径或止口直径是否超过最大极限值，如果是，则所述基座不合格，不进行刀具磨损值补偿；如果否，则执行步骤S13；

步骤S13，判断所述基座的内孔直径或止口直径是否在最大极限值和中间偏下值之间，如果是，则所述基座合格，无需进行刀具磨损值补偿；如果否，则执行步骤S14；

步骤S14，判断所述基座的内孔直径或止口直径是否在中间偏下值和最小极限值之间，如果是，则判断所述基座合格，执行步骤S15；如果否，则执行步骤S16至步骤S18；

步骤S15，基座合格，自动对刀具磨损值进行补偿；

步骤S16，机床暂停；

步骤S17，操作工手动测量和手动修改刀具磨损补偿值；

步骤S18，对所述基座执行返修程序，再次自动测量所述基座的内孔直径或止口直径后，循环至步骤S12。

更具体地，图2为图1所示的电动机基座自动化加工方法的测量并计算基座的内孔直径或止口直径步骤的流程图，请参见图2，对基座的内孔直径或止口直径进行测量时，在同一个水平面上每90°测量一个数据，共测量4个数据，分别计算出正交两个方向上的直径值，并取平均值为直径的测量值。更详细地，首先，将机床主轴旋转定位到0°，测量并记录此时基座的内孔直径或止口直径的测量数据X1，接着，将机床主轴旋转定位到90°，测量并记录此时基座的内孔直径或止口直径的测量数据X2，将机床主轴旋转定位到180°，测量并记录此时基座的内孔直径或止口直径的测量数据X3，将机床主轴旋转定位到270°，测量并记录此时基座的内孔直径或止口直径的测量数据X4，然后，计算水平方向上的测量直径值D1和垂直方向上的测量直径值D2，其中，D1＝(X1+X3)/2，D2＝(X2+X4)/2；最后，计算得出所述基座的内孔直径或止口直径的数值D＝(D1+D2)/2。

需要说明的是，基座的内孔直径或止口直径可根据实际需求设定，为了方便说明起见，在本实施例中，以基座的内孔直径的基本尺寸为249.99毫米，公差为±0.023毫米为例加以说明，基座内孔直径的最大极限值为250.013毫米，基座内孔直径的最小极限值为249.967毫米，基本尺寸249.99毫米为中间值，小于249.99毫米即为中间偏下值，中间偏下值可根据加工经验设置，在本实施例中，假定基座内孔直径的中间偏下值为249.982毫米。

图3为执行图1所示的电动机基座自动化加工方法的电动机基座自动化加工系统的框架示意图，图4为图3所示的电动机基座自动化加工系统的数据传输示意图，请参见图3和图4，电动机基座自动化加工系统100用于执行图1所示的电动机基座自动化加工方法，电动机基座自动化加工系统100包括机床20、设置于机床20上的测量装置101、判断模块102和自动刀具磨损值补偿模块103，其中，测量装置101执行步骤S11，判断模块102执行步骤S12至步骤S14，自动刀具磨损值补偿模块103执行步骤S15。

电动机基座自动化加工系统100还包括PLC控制器10，PLC控制器10包括数据采集模块105和手动刀具磨损值补偿模块104，机床20与PLC控制器10连接，由PLC控制器10控制。

进一步地，电动机基座自动化加工系统100还包括本地电脑30、工厂服务器40和外部触摸屏50，本地电脑30和PLC控制器10及工厂服务器40连接，PLC控制器10将数据信息传送给本地电脑30，本地电脑30将所述数据信息上传至工厂服务器40。外部触摸屏50用于手动修改机床的刀具磨损值。

需要说明的是，图5为图3所示的电动机基座自动化加工系统的本地电脑的信息传输示意图，请参见图5、图3和图4，在基座自动化生产时，每一个基座加工完成后，在机床内部自动测量基座的实际尺寸，特别是影响定子装配的内孔直径及圆度和影响端盖装配的止口直径及圆度，通过对测量值与设计值比较实现自动修改刀具磨损补偿值，并将测量值、刀具磨损补偿值及其它状态传送给PLC控制器10并自动记录在本地电脑30及工厂服务器40中，可通过本地电脑30进行时间查询、班次查询、机床查询、产品查询、操作工查询和基座是否合格等数据查询，本地电脑30的生产界面上还可显示每台加工设备的生产数量、合格数量、不合格数量、返修数量，并可计算合格率，本地电脑30的趋势界面可显示每个基座的测量值趋势图，且本地电脑30可生成Excel报表。操作工还可以在生产线外部触摸屏50上手动修改生产线内每台机床的刀具磨损补偿值。

在步骤S12中，以基座的内孔直径为例，判断基座的内孔直径是否超过最大极限值250.013毫米，如果是，例如，测量得知基座的内孔直径为250.02毫米，则所述基座不合格，不进行刀具磨损值补偿，此种情况下，生产出的基座需要报废，仅通过刀具磨损值补偿无法提升基座的生产良率，因此不进行刀具磨损值补偿。如果判断得出基座的内孔直径不超过最大极限值250.013毫米，例如基座的内孔直径为250.011毫米，则执行步骤S13。

在步骤S13中，同样以基座的内孔直径为例，判断基座的内孔直径是否在最大极限值250.013毫米和中间偏下值249.982毫米之间，如果是，则所述基座合格，无需进行刀具磨损值补偿；如果判断基座的内孔直径不在最大极限值250.013毫米和中间偏下值249.982毫米之间，例如，基座内孔直径为249.97毫米，则执行步骤S14。

在步骤S14中，同样以基座的内孔直径为例，判断基座的内孔直径是否在中间偏下值249.982毫米和最小极限值249.967毫米之间，如果是，例如，基座内孔直径为249.977毫米，249.977毫米在中间偏下值249.982毫米和最小极限值249.967毫米之间，则执行步骤S15，对所述基座进行刀具磨损值补偿；如果否，例如，基座内孔直径为249.95毫米，249.95毫米不在中间偏下值249.982毫米和最小极限值249.967毫米之间，则执行步骤S16至步骤S18。

在步骤S15中，对刀具磨损值进行自动补偿。

步骤S16，机床暂停，需要说明的是，步骤S16还包括机床报警的步骤，即提醒操作工前来处理。

在步骤S17中，操作工手动测量基座内孔直径或止口直径并根据实际情况手动修改刀具磨损值，步骤S17还包括查看基座内孔或止口测量点附近是否有铁屑，如果有铁屑，将铁屑清理干净的步骤。

在步骤S18中，对基座执行返修程序，即采用手动修改刀具磨损值后的刀具对基座作返修加工，然后，再次自动测量基座的内孔直径或止口直径后，循环至步骤S12。

需要说明的是，上述步骤S12至步骤S18中采用基座的内孔直径加以说明，基座的止口直径的测量和判断与内孔直径相同。基座的止口直径的基本尺寸为253.040毫米，公差为±0.04毫米，基座止口直径的最大极限值为253.080毫米，最小极限值为253.000毫米。内孔直径和止口直径的尺寸不以本实施例为限，可依实际情况任意选择。

测量完成后，机床将所测内孔直径值或止口直径值以及是否合格、刀具磨损值、是否返修等数据传送到PLC控制器10中，PLC控制器10再将收到的数据和基座来自哪台机床以及在本地电脑30上设置的操作工信息和基座型号等信息一起保存在本地电脑30及工厂服务器40中。在本地电脑30显示基座内孔和止口直径测量值曲线，根据曲线预测刀具磨损状况并在生产线外部触摸屏50上可手动修改对应机床的对应刀具磨损值，或调整步骤S13和步骤S14中的中间偏下值。在本地电脑30可以按不同要求进行历史数据查询，显示设备的生产状态、显示当班的数据信息。

当机床内部更换新的刀具后，需要在外部触摸屏50上点击刀具更换按钮，便于机床自动清除之前修改的刀具磨损补偿值。外部触摸屏50中刀具磨损修改值可进行读写操作，但是刀具磨损实际值为只读数据。当需要进行某个刀号下的某个刀沿刀具磨损补偿值修改时，需要先在刀具磨损修改值中输入需要修改的数值，然后单击修改按钮确认修改。

图6为图1所示的电动机基座自动化加工方法的修改刀具磨损补偿值和更换刀具的操作界面示意图，请参见图6，可以根据需要在外部触摸屏50上修改刀具磨损补偿值。当更换新刀具后，点击刀具更换按钮，机床自动清除之前修改的刀具磨损补偿值。在外部触摸屏50上，刀具磨损修改值可以进行读写，而刀具磨损实际值为只读信号，与机床内实际的刀具磨损补偿值相同。当需要修改某刀沿(如图6中的刀号刀沿号1、刀号刀沿号2、刀号刀沿号3或刀号刀沿号n)的刀具磨损值时，首先修改对应的刀具磨损修改值，然后点击修改按钮即可。

当基座加工完成后，在机床内部进行自动测量，并将测量值与目标值进行比较，自动补偿刀具磨损值和判断基座的加工质量，此外，在自动化生产线的外部触摸屏50上可手动修改机床的刀具磨损补偿值而不用暂停自动化生产线加工过程，测量数据及相关信息自动记录在本地电脑30及工厂服务器40中，便于查询及进行刀具磨损预测分析。

本发明的电动机基座自动化加工方法至少具有以下的优点：

1.在本发明的电动机基座自动化加工系统及方法中，通过自动测量并计算基座的内孔直径或止口直径，对基座的内孔直径或止口直径进行判断，而得出是否需要进行刀具磨损值补偿，若需进行刀具磨损值补偿，则自动对刀具磨损值进行补偿，从而实现基座的自动化生产，降低工人劳动强度，提高产品的质量和生产效率，降低单位产品的成本。

2.在本发明的电动机基座自动化加工系统及方法的一实施例中，采用自动测量的方法实现自动刀具磨损值补偿、并可在自动化生产线外手动进行刀具磨损值补偿、测量数据及其相关信息自动记录并进行预测分析。

3.在本发明的电动机基座自动化加工系统及方法的一实施例中，当基座的内孔直径或止口直径小于最小极限值时，机床暂停且机床报警提醒操作工，操作工查看基座内孔或止口测量点附近是否有铁屑，如果有铁屑，将铁屑清理干净，然后，操作工手动测量基座内孔直径或止口直径和手动修改刀具磨损补偿值，对基座执行返修程序，此种情形是极少数情况下才会出现的，采用人工手动测量和手动修改刀具磨损补偿值有利于保证加工设备的正常运行，提升基座的加工品质。

4.在本发明的电动机基座自动化加工系统及方法的一实施例中，对基座的内孔直径或止口直径进行测量时，在同一个水平面上每90°测量一个数据，共测量4个数据，分别计算出正交两个方向上的直径值，并取平均值为直径的测量值，此种测量方式可减少测量误差，有利于提升后续刀具磨损值补偿的精度。

5.在本发明的电动机基座自动化加工系统及方法的一实施例中，可将测量数据及相关信息自动记录在本地电脑及工厂服务器中，便于查询、生成报表及进行刀具磨损预测分析。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.电动机基座自动化加工方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤(S11)，自动测量并计算基座的内孔直径或止口直径；

步骤(S12)，判断所述基座的内孔直径或止口直径是否超过最大极限值，如果是，则所述基座不合格，不进行刀具磨损值补偿；如果否，则执行步骤(S13)；

步骤(S13)，判断所述基座的内孔直径或止口直径是否在最大极限值和中间偏下值之间，如果是，则所述基座合格，无需进行刀具磨损值补偿；如果否，则执行步骤(S14)；

步骤(S14)，判断所述基座的内孔直径或止口直径是否在中间偏下值和最小极限值之间，如果是，则判断所述基座合格，执行步骤(S15)；如果否，则执行步骤(S16)至步骤(S18)；

步骤(S15)，自动对刀具磨损值进行补偿；

步骤(S16)，机床暂停；

步骤(S17)，操作工手动测量和手动修改刀具磨损值；

步骤(S18)，对所述基座执行返修程序，再次自动测量所述基座的内孔直径或止口直径后，循环至步骤(S12)。

2.如权利要求1所述的电动机基座自动化加工方法，其特征在于，所述步骤(S11)更包括以下步骤：

将机床主轴旋转定位到0°，测量并记录所述基座的内孔直径或止口直径的测量数据(X1)；

将机床主轴旋转定位到90°，测量并记录所述基座的内孔直径或止口直径的测量数据(X2)；

将机床主轴旋转定位到180°，测量并记录所述基座的内孔直径或止口直径的测量数据(X3)；

将机床主轴旋转定位到270°，测量并记录所述基座的内孔直径或止口直径的测量数据(X4)；

计算水平方向上的测量直径值(D1)和垂直方向上的测量直径值(D2)，所述水平方向上的测量直径值(D1)和所述垂直方向上的测量直径值(D2)满足公式：D1＝(X1+X3)/2，D2＝(X2+X4)/2；以及

计算得出所述基座的内孔直径或止口直径的数值(D)，所述数值(D)满足公式：D＝(D1+D2)/2。

3.如权利要求1所述的电动机基座自动化加工方法，其特征在于，所述步骤(S16)还包括以下步骤：

机床报警。

4.电动机基座自动化加工系统(100)，用于执行如权利要求1所述的电动机基座自动化加工方法，其特征在于，所述电动机基座自动化加工系统(100)包括机床(20)、设置于所述机床(20)上的测量装置(101)、判断模块(102)和自动刀具磨损值补偿模块(103)，其中，所述测量装置(101)执行所述步骤(S11)，所述判断模块(102)执行所述步骤(S12)至所述步骤(S14)，所述刀具磨损值补偿模块(103)执行所述步骤(S15)。

5.如权利要求4所述的电动机基座自动化加工系统(100)，其特征在于，所述电动机基座自动化加工系统(100)还包括PLC控制器(10)，所述PLC控制器(10)包括数据采集模块(105)和手动刀具磨损值补偿模块(104)，所述机床(20)与所述PLC控制器(10)连接，由所述PLC控制器(10)控制。

6.如权利要求5所述的电动机基座自动化加工系统(100)，其特征在于，所述电动机基座自动化加工系统(100)还包括本地电脑(30)和工厂服务器(40)，所述本地电脑(30)和所述PLC控制器(10)及所述工厂服务器(40)连接，所述PLC控制器(10)将数据信息传送给所述本地电脑(30)，所述本地电脑(30)将所述数据信息上传至所述工厂服务器(40)。

7.如权利要求6所述的电动机基座自动化加工系统(100)，其特征在于，所述电动机基座自动化加工系统(100)还包括外部触摸屏(50)，所述外部触摸屏(50)用于手动修改机床的刀具磨损补偿值。

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