CN113325801B - 超精密加工系统、方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请适用于超精密加工技术领域，提供了一种超精密加工系统、方法、设备及存储介质。其中，一种超精密加工系统包括控制平台和机床设备，所述机床设备包括多个加工部件，所述多个加工部件用于对待加工工件进行加工：所述控制平台用于实时获取第一加工部件的运行数据，得到第一运行数据，所述第一加工部件是所述多个加工部件中当前处于运行状态的加工部件；所述控制平台用于在根据所述第一运行数据确定所述第一加工部件出现异常的情况下，从所述多个加工部件中确定待控制的加工部件；所述控制平台用于控制所确定的待控制的加工部件的运行状态。本申请提供的超精密加工系统可以提高超精密加工的智能化程度。

Description

超精密加工系统、方法、设备及存储介质

技术领域

本申请属于超精密加工技术领域，尤其涉及一种超精密加工系统、方法、设备及存储介质。

背景技术

随着科技的发展和生活水平的提高，对产品的制造需求也越来越精细，在一些尖端技术领域甚至要求纳米级的加工精度。为了满足日益增长的加工精度需求，人们开始研究如何使加工得到的产品更精细，超精密加工技术在此背景下逐渐得到重视。现有的超精密加工设备可以通过程序控制加工部件按照产品图纸进行加工，但在加工过程中仍存在智能化程度低的问题。

发明内容

本申请提供一种超精密加工系统、方法、设备及存储介质，可以提高超精密加工的智能化程度。

第一方面，本申请实施例提供了一种超精密加工系统，包括：控制平台和机床设备，所述机床设备包括多个加工部件，所述多个加工部件用于对待加工工件进行加工：

所述控制平台用于实时获取第一加工部件的运行数据，得到第一运行数据，所述第一加工部件是所述多个加工部件中当前处于运行状态的加工部件；

所述控制平台用于在根据所述第一运行数据确定所述第一加工部件出现异常的情况下，从所述多个加工部件中确定待控制的加工部件；

所述控制平台用于控制所确定的待控制的加工部件的运行状态。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述从所述多个加工部件中确定待控制的加工部件，包括：

根据所述第一加工部件的重要程度值，从所述多个加工部件中确定待控制的加工部件。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据所述第一加工部件的重要程度值，从所述多个加工部件中确定待控制的加工部件，包括：

若所述第一加工部件的重要程度值大于或等于重要程度值阈值，则将所述多个加工部件确定为所述待控制的加工部件；

所述控制平台用于控制所确定的待控制的加工部件的运行状态，包括：

所述控制平台用于控制所述多个加工部件停止运行。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据所述第一加工部件的重要程度值，从所述多个加工部件中确定待控制的加工部件，包括：

若所述第一加工部件的重要程度值小于所述重要程度值阈值，则将所述第一加工部件和第二加工部件确定为所述待控制的加工部件，所述第二加工部件是所述多个加工部件中加工顺序位于所述第一加工部件之后的加工部件；

所述控制平台用于控制所确定的待控制的加工部件的运行状态，包括：

所述控制平台用于控制所述第一加工部件将当前加工的工件传递给所述第二加工部件进行加工，且传递完成后所述第一加工部件停止运行。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述系统包括的机床设备的数量为多个，所述控制平台还用于：

接收终端发送的工件加工指令，所述工件加工指令包括待加工工件的优先级和工件加工数据；

从多个机床设备中确定能够用于加工所述待加工工件的机床设备；

若所述能够用于加工所述待加工工件的机床设备中不存在处于空闲状态的机床设备，则根据所述优先级，从所述能够用于加工所述待加工工件的机床设备中选择一个机床设备；

控制所选择的机床设备对所述待加工工件进行加工。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述控制平台还用于：

获取由所述机床设备加工得到的产品的质量信息；

对于所述多个加工部件中的指定加工部件，基于所述质量信息、所述产品的工件加工数据、以及所述指定加工部件的运行数据，对目标模型进行更新，其中，所述目标模型用于在所述指定加工部件出现偏差时确定偏差修正策略。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述控制平台还用于：

基于所述多个加工部件中的目标加工部件的运行数据进行数据分析，得到所述目标加工部件的数据分析结果；

基于所述目标加工部件的数据分析结果绘制可视化图表，得到所述目标加工部件的可视化图表；

显示所述目标加工部件的可视化图表。

第二方面，本申请实施例提供了一种超精密加工方法，应用于如上所述的超精密加工系统，包括以下步骤：

实时获取第一加工部件的运行数据，得到第一运行数据，所述第一加工部件是所述多个加工部件中当前处于运行状态的加工部件；

在根据所述第一运行数据确定所述第一加工部件出现异常的情况下，从所述多个加工部件中确定待控制的加工部件；

控制所确定的待控制的加工部件的运行状态。

可选的，可以根据所述第一加工部件的重要程度值，从所述多个加工部件中确定待控制的加工部件。

可选的，若所述第一加工部件的重要程度值大于或等于重要程度值阈值，则将所述多个加工部件确定为所述待控制的加工部件；

控制所述多个加工部件停止运行。

可选的，若所述第一加工部件的重要程度值小于所述重要程度值阈值，则将所述第一加工部件和第二加工部件确定为所述待控制的加工部件，所述第二加工部件是所述多个加工部件中加工顺序位于所述第一加工部件之后的加工部件；

控制所述第一加工部件将当前加工的工件传递给所述第二加工部件进行加工，且传递完成后所述第一加工部件停止运行。

可选的，接收终端发送的工件加工指令，所述工件加工指令包括待加工工件的优先级和工件加工数据；

从多个机床设备中确定能够用于加工所述待加工工件的机床设备；

若所述能够用于加工所述待加工工件的机床设备中不存在处于空闲状态的机床设备，则根据所述优先级，从所述能够用于加工所述待加工工件的机床设备中选择一个机床设备；

控制所选择的机床设备对所述待加工工件进行加工。

可选的，获取由所述机床设备加工得到的产品的质量信息；

对于所述多个加工部件中的指定加工部件，基于所述质量信息、所述产品的工件加工数据、以及所述指定加工部件的运行数据，对目标模型进行更新，其中，所述目标模型用于在所述指定加工部件出现偏差时确定偏差修正策略。

可选的，基于所述多个加工部件中的目标加工部件的运行数据进行数据分析，得到所述目标加工部件的数据分析结果；

基于所述目标加工部件的数据分析结果绘制可视化图表，得到所述目标加工部件的可视化图表；

显示所述目标加工部件的可视化图表。

第三方面，本申请实施例提供了一种控制设备，包括：存储器、处理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第一方面中任一项所述的超精密加工系统执行的方法。

第四方面，本申请实施例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，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项所述的超精密加工系统执行的方法。

本申请提供的超精密加工系统，通过控制平台根据当前正在运行的第一加工部件的运行数据确定第一加工部件是否存在异常，并在第一加工部件存在异常时，确定超精密加工系统中机床设备所包括的多个加工部件中待控制的加工部件，并控制所确定的待控制的加工部件的运行状态。通过控制平台可以及时地根据运行数据发现加工部件的异常，根据加工部件的异常情况确定需要控制的加工部件，并对其加以控制，从而达到实时地根据加工部件的运行数据控制加工部件运行的目的，实现超精密加工的自动化和智能化。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的应用场景示意图；

图2是本申请实施例提供的一种机床设备的详细结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种控制平台的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种系统层级示意图；

图5是本申请实施例提供的控制平台的一种方法流程图；

图6是本申请实施例提供的控制平台的一种流程示意图；

图7是本申请实施例提供的一种采集运行数据的示意图；

图8是本申请实施例提供的控制平台的又一种方法流程图；

图9为本申请实施例提供的一种终端的操作界面示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。在不冲突的情况下，本申请中不同的技术特征之间可以相互结合。

可以理解，本申请实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

可以理解，本申请所使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在对本申请实施例提供的超精密加工系统进行详细介绍之前，先对本申请实施例涉及的应用场景进行简单介绍。

示例性的，图1为本申请实施例提供的应用场景示意图。如图1所示，该应用场景中主要包括超精密加工系统0。可选地，应用场景中还可以包括云服务器3和终端4，超精密加工系统0和云服务器3之间建立有通信连接，以及云服务器3和终端4之间建立有通信连接。

作为一种示例，超精密加工系统0包括控制平台2和机床设备1，控制平台2与机床设备1之间建立有通信连接，譬如可以通过有线或无线建立通信连接，本申请实施例对此不作限定。另外，控制平台2与云服务器3之间建立有通信连接。

可选的，超精密加工系统中可以包括一个或者多个机床设备1，在超精密加工系统中包括多个机床设备1的情况下，控制平台2可以分别与多个机床设备1中每个机床设备1通信，也即，可以通过一个控制平台2控制多个机床设备。

可选的，超精密加工系统中可以包括多个控制平台2和多个机床设备1，此时每个控制平台2控制一个机床设备1，也即，一个控制平台可以仅控制一个机床设备。

在超精密加工系统0中，控制平台2用于根据待加工工件的工件加工数据控制机床设备1按照加工要求加工待加工工件，同时将加工过程中产生的运行数据传送至云服务器3进行存储。其中，工件加工数据可以包括产品的工件的设计图纸及工件的尺寸参数信息，设计图纸用于描述待加工工件的形状。

此外，控制平台2还可以通过分析超精密加工系统0产生的运行数据生成用于描述机床设备1的运行状况的可视化图表。进一步地，控制平台2可以将该可视化图表发给云服务器3进行存储，使得终端4可通过云服务器3获取该可视化图表并在终端进行显示，使用户可以随时查看机床设备运行期间的统计数据，掌握机床设备在运行期间的运行状况。

可选的，控制平台2可以包括人工智能模块、控制模块和操作系统模块。人工智能模块用于根据运行数据生成可视化图表、更新用于确定偏差修正策略的目标模型和确定待加工工件的加工方案。控制模块用于根据偏差修正策略或确定的加工方案控制机床设备1运行。操作系统模块用于提供人工智能模块和控制模块的运行环境。

可选的，机床设备1包括多个加工部件。示例性的，图2为本申请实施例提供的一种机床设备的详细结构示意图。如图2所示，机床设备的多个加工部件可以分别为智能运料平台101、自动装夹卡盘102、动平衡调节器103、光学对刀仪104和智能刀座105，多个加工部件之间的工作流程可以是智能运料平台101——>自动装夹卡盘102——>动平衡调节器103——>光学对刀仪104——>智能刀座105。

具体的，控制平台2接收指示开始加工的指令后，控制机床设备1的多个加工部件开始运行。例如，控制平台2控制多个加工部件加工的过程可以是：原材料经过智能运料平台101运送至自动装夹卡盘102，自动装夹卡盘102将原材料进行居中定位和夹紧后，交由动平衡调节器103通过调节误差来确保原材料的位置居中，再由光学对刀仪104进行对焦辨识，自动对焦后交由智能刀座根据待加工工件的工件加工数据对原材料进行切削加工，最终得到所要加工的待加工工件。

可选的，机床设备1还可以包括直线运动机构、回转运动机构和运动控制系统，运动控制系统通过控制直线运动机构和回转运动机构完成原材料在多个加工部件之间的传输。

图3为本申请实施例提供的一种控制平台的结构示意图。示例性的，如图3所示，本申请实施例中的控制平台2可以包括：处理器20、存储器21、显示设备23以及存储在存储器21中并可在处理器20上运行的计算机程序22，处理器20执行计算机程序22时可以实现本申请实施例提供的超精密加工系统的功能。

本申请实施例对处理器20、存储器21的数量和类型不做限定。

作为本申请的一个示例，上述云服务器3可以存储超精密加工系统0产生的运行数据，终端4可以实时获取云服务器3上存储的运行数据，从而实时地查看当前机床设备的运行状况和加工情况。此外，终端4还可以通过云服务器3向超精密加工系统0发送加工指令，使超精密加工系统0根据该加工指令控制机床设备的运行。

可选的，图4为本申请实施例提供的一种系统层级示意图。如图4所示，本申请实施例提供的超精密加工系统可以包括网络链路层41、人工智能层42、监控控制层43和工艺装备层44。

其中，网络链路层41包括云服务器3和外部设备，外部设备可以包括终端4和控制平台2，网络链路层41用于云服务器3和外部设备之间的数据交互。人工智能层42用于根据控制平台2采集到的数据更新目标模型，并根据目标模型在指定加工部件出现偏差时确定相应的偏差修正策略。监控控制层43通过传感器采集机床设备1和加工部件的加工数据，从而监控机床设备1的加工状态。工艺装备层44包括多个机床设备1和多个加工部件，用于根据控制平台2确定的加工方案加工工件。

下面对本申请实施例提供的超精密加工系统的实现方法进行详细的描述。

本申请实施例提供的超精密加工系统包括控制平台和机床设备，机床设备包括多个加工部件，多个加工部件用于对待加工工件进行加工。图5为本申请实施例提供的控制平台的一种方法流程图，如图5所示，在本申请实施例中，控制平台用于：

S401、实时获取第一加工部件的运行数据，得到第一运行数据，第一加工部件是多个加工部件中当前处于运行状态的加工部件。

具体的，第一加工部件可以为机床设备中任意一个当前处于运行状态的加工部件。例如，第一加工部件可以为图2中智能运料平台101、自动装夹卡盘102、动平衡调节器103、光学对刀仪104和智能刀座105中的任意一个当前处于运行状态的加工部件。

第一运行数据是第一加工部件在加工过程中产生的数据，不同的加工部件在加工过程中产生的数据不同。例如，智能运料平台101的运行数据可以是重量，自动装夹卡盘102的运行数据可以是夹紧力，动平衡调节器103的运行数据可以是振动信号，光学对刀仪104的运行数据可以是图像或电压，智能刀座105的运行数据可以是切削力。

S402、在根据第一运行数据确定第一加工部件出现异常的情况下，从多个加工部件中确定待控制的加工部件。

具体的，控制平台确定第一加工部件出现异常后，确定该机床设备上除第一加工部件之外的其他加工部件是否需要控制，将该第一加工部件和需要控制的其他加工部件共同被确定为待控制的加工部件。应理解，控制平台确定的待控制的加工部件的数量至少有一个。

例如图2中的智能刀座105作为最后的加工步骤，将原材料进行切削加工，得到待加工工件。当智能刀座105出现异常时，无法对原材料进行切削加工，则智能刀座105为待控制的加工部件。并且，智能刀座105作为加工流程的一部分，也会影响到其余加工部件的运行状态，因此，也要确定其余加工部件中是否存在待控制的加工部件，若存在，则与智能刀座105共同被确定为待控制的加工部件。

S403、控制所确定的待控制的加工部件的运行状态。

可选的，控制平台可以控制所确定的待控制的加工部件是否继续运行，还可以根据运行数据判断该加工部件的异常是否可修正，若可修正则控制所确定的待控制的加工部件进行修正。

图6为本申请实施例提供的控制平台的一种流程示意图。示例性的，如图6所示，控制平台控制机床设备和机床设备的多个加工部件开始运行，在运行过程中，控制平台实时获取当前处于运行状态的第一加工部件的运行数据，得到第一运行数据，并根据第一运行数据判断第一加工部件是否出现异常。若第一加工部件没有出现异常，则继续运行机床设备和机床设备的多个加工部件。若第一加工部件出现异常，则从多个加工部件中确定待控制的加工部件，并控制所确定的待控制的加工部件是否继续运行。

具体的，第一加工部件的运行数据由第一加工部件对应的第一传感器采集后传输至控制平台，控制平台对第一加工部件的运行数据进行处理得到第一运行数据。

示例性的，图7为本申请实施例提供的一种采集运行数据的示意图。如图7所示，超精密加工系统中的每个加工部件都与对应的传感器连接。传感器在加工部件的运行过程中，负责采集对应的加工部件在运行过程中产生的数据，得到加工部件的运行数据，传输至控制平台进行处理。

需要说明的是，本申请对每个加工部件对应的传感器的个数不做限定，每个加工部件的运行数据可以包含多个类型的数据。

本申请实施例提供的超精密加工系统，可以通过控制平台根据当前正在运行的第一加工部件的运行数据确定第一加工部件是否存在异常，并在第一加工部件存在异常时，确定超精密加工系统中机床设备所包括的多个加工部件中待控制的加工部件，并控制所确定的待控制的加工部件的运行状态。通过控制平台可以及时地根据运行数据发现加工部件的异常，根据加工部件的异常情况确定需要控制的加工部件，并对其加以控制，从而达到实时地根据加工部件的运行数据控制加工部件运行的目的，实现超精密加工的自动化和智能化。

可选的，在上述实施例的基础上，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，控制平台根据第一加工部件的重要程度值，从多个加工部件中确定待控制的加工部件。

具体的，控制平台可以根据机床设备的多个加工部件的工作流程和影响程度对每个加工部件预先设置对应的重要程度值。

示例性的，假设重要程度值越低表示越不重要，也即重要程度值越高表示越重要。如图2所示，智能运料平台101作为流程的起始点，负责开启后续工作流程中加工部件的工作，但若其出现异常，智能运料平台101停止后，后续加工部件并非必须停止，因此可将智能运料平台101的重要程度值设置为2。自动装夹卡盘102和动平衡调节器103作为中间步骤，若出现异常，则会影响到后续光学对刀仪104和智能刀座105的工作，因此可将自动装夹卡盘102的重要程度值设置为4、动平衡调节器103的重要程度值设置为3。光学对刀仪104作为智能刀座105的辅助加工部件，帮助智能刀座105更好的工作，但由于其对智能刀座105的加工影响程度有限，若光学对刀仪104出现异常，智能刀座105还可以继续工作，因此可将光学对刀仪104的重要程度值设置为1。由于智能刀座105为最后的步骤，若其发生异常且异常无法修正时需要停止工作，此时若前序加工部件继续工作则会造成材料拥堵，因此可将智能刀座105的重要程度值设置为5。

表1

为了更清晰的展示加工部件和其对应的重要程度值，表1为与上述示例对应的加工部件及重要程度值数据表。

可选的，若第一加工部件的重要程度值大于或等于重要程度值阈值，则将多个加工部件确定为待控制的加工部件，控制平台控制待控制的加工部件停止运行。

其中，重要程度值阈值可以根据实际需求进行设置。

具体的，将重要程度值小于出现异常的第一加工部件的重要程度值的加工部件确定为待控制的加工部件。

示例性的，在上述实施例的基础上，根据表1所示的加工部件和重要程度值，若发生异常的第一加工部件为自动装夹卡盘102，对应的重要程度值为4，在重要程度值阈值为3时，将确定的待控制的加工部件包括自动装夹卡盘102、智能运料平台101、动平衡调节器103和光学对刀仪104，控制平台控制自动装夹卡盘102、智能运料平台101、动平衡调节器103和光学对刀仪104停止运行。

可选的，若第一加工部件的重要程度值小于重要程度值阈值，则将第一加工部件和第二加工部件确定为待控制的加工部件，第二加工部件是多个加工部件中加工顺序位于第一加工部件之后的加工部件。控制平台控制第一加工部件将当前加工的工件传递给第二加工部件进行加工，且传递完成后第一加工部件停止运行。

示例性的，在上述实施例的基础上，根据表1所示的加工部件和重要程度值，结合图2所示多个加工部件之间的加工顺序：智能运料平台101——>自动装夹卡盘102——>动平衡调节器103——>光学对刀仪104——>智能刀座105，若发生异常的第一加工部件为光学对刀仪104，对应的重要程度值为1，在重要程度值阈值为3时，满足第一加工部件的重要程度值小于重要程度值阈值的条件。因此，将光学对刀仪104和加工顺序位于光学对刀仪104之后的智能刀座105确定为待控制的加工部件。控制平台控制光学对刀仪104将当前加工的工件传递给智能刀座105进行加工，且传递完成后光学对刀仪104停止运行。

应理解，上述第一加工部件为机床设备的多个加工部件中的任意一个加工部件，机床设备的任意一个加工部件出现异常时，均由控制平台确定待控制的加工部件和决定所确定的待控制的加工部件的运行状态。

通过对机床设备的多个加工部件设置对应的重要程度值，可以在一个加工部件发生异常时，使控制平台快速的根据重要程度值是否大于重要程度值阈值，来确定待控制的加工部件和对应的运行方案，从而快速的控制机床设备的多个加工部件的运行状态，实现超精密加工系统的自动化和智能化。

可选的，在上述实施例的基础上，在本申请实施例的另一种可能的实现方式中，图8为本申请实施例提供的控制平台的另一种方法流程图，如图8所示，当超精密加工系统包括的机床设备的数量为多个时，控制平台还用于：

S801、接收终端发送的工件加工指令，工件加工指令包括待加工工件的优先级和工件加工数据。

具体的，待加工工件的优先级可以表示待加工工件的紧急程度，优先级越高表示加工该工件的加工任务越紧急。

可选的，工件加工指令还可以包括开始加工时间、要完成的工件数量和完成加工的时间。

示例性的，图9为本申请实施例提供的一种终端的操作界面示意图，如图9所示，终端4的显示界面可以包括可视化图表区和加工指令区。其中，可视化图表区用来显示控制平台生成的可视化图表，加工指令区用于接收用户的操作并根据操作生成工件加工指令。

丰富的工件加工指令可以提供给控制平台，使控制平台有更丰富的数据基础，以确定当前更适合该工件加工指令的加工方案。

S802、从多个机床设备中确定能够用于加工待加工工件的机床设备。

譬如，根据该工件加工指令中的工件加工数据确定待加工工件的类型，然后从多个机床设备中确定能够加工该类型工件的机床设备。不难理解，能够加工该类型工件的机床设备的数量可能为一个或者多个。

S803、若能够用于加工待加工工件的机床设备中不存在处于空闲状态的机床设备，则根据优先级，从能够用于加工待加工工件的机床设备中选择一个机床设备。

超精密加工系统中的每个机床设备的机床状态可分为空闲状态和非空闲状态，多个机床设备的机床状态存在不同，当控制平台接收到终端发送的工件加工指令时，确定能够加工该待加工工件的机床设备后，根据所确定的机床设备的机床状态确定一个机床设备。

具体的，当超精密加工系统中的所有机床设备均处于非空闲状态时，获取所有能够加工该待加工工件的机床设备和该机床设备当前正在加工工件的优先级，以及工件加工指令中待加工工件的优先级。比较待加工工件的优先级和当前正在加工工件的优先级，若待加工工件的优先级高于当前正在加工的第一工件的优先级，则停止加工第一工件的机床设备，并根据优先级从中选择一个机床设备加工待加工工件。其中，第一工件指优先级低于待加工工件的优先级的工件。

可选的，若工件加工指令中的开始加工时间、要完成的工件数量和完成加工的时间指示该待加工产品的加工任务量大且工期紧张，控制平台也可以根据优先级从中选择多个机床设备加工待加工工件。

若在能够用于加工待加工工件的机床设备中存在处于空闲状态的机床设备，则由该处于空闲状态的机床设备中选择一个机床设备加工待加工工件。

例如，工件加工指令指示要加工的工件为螺丝，则多个机床设备中确定可以加工螺丝的机床设备，并根据实时接收到的机床设备的机床状态信息从可以加工螺丝的机床设备中确定处于空闲状态的机床设备，由该机床设备负责加工螺丝。

可选的，若可以加工螺丝的机床设备中处于空闲状态的机床设备有多个，控制平台可以根据开始加工时间、要完成的工件数量和完成加工的时间决定用一个或多个机床设备进行加工，也可以随机选择任意一个机床设备进行加工。

需要说明的是，本申请对确定能够加工待加工工件的机床设备和确定处于空闲状态的机床设备之间的先后顺序不做限定。

S804、控制所选择的机床设备对待加工工件进行加工。

示例性的，若超精密加工系统包括7个机床设备，分别为机床设备1、机床设备2、机床设备3、机床设备4、机床设备5、机床设备6和机床设备7，其中，机床设备1～4可以加工A、B、C工件，机床设备5～7可以加工D、E、F工件。

在当前时刻A，机床设备1～7对应的机床状态分别为：非空闲、非空闲、空闲、空闲、非空闲、非空闲、非空闲。

为了更清晰的展示机床设备和其对应的机床信息，表2为与上述示例对应的机床设备及机床信息表。其中，机床信息包括机床设备及其对应的可加工工件和机床状态。

表2

此时，若控制平台接收到终端发送的工件加工指令中，工件加工数据指示待加工工件为工件A，则由处于空闲状态的机床设备3或机床设备4加工工件A。若控制平台接收到终端发送的工件加工指令中，工件加工数据指示待加工工件为工件E，由于可加工工件E的机床设备5～7均处于非空闲状态中，则将工件E的优先级与正在加工的工件D和工件F的优先级进行比较，如果工件E的优先级大于正在加工的工件D的优先级或工件F的优先级，则暂停工件D或工件F的加工，将该暂停的机床设备所加工的对象改为工件E，并进行加工。

例如，工件D的优先级为2，工件F的优先级为4，工件E的优先级为3，则经过比较，工件E的优先级大于正在加工的工件D的优先级，则暂停机床设备5和/或机床设备6对工件D的加工，由机床设备5和/或机床设备6加工工件E。工件E的优先级小于正在加工的工件F的优先级，则当前正在加工工件F的机床设备7不受影响，继续加工工件F。

通过对加工工件设置优先级解决机床设备在非空闲状态下的加工方案，通过对多个机床设备的空闲状态进行监控，可以快速的在新的加工任务出现时做出决断，从而更好的控制整个超精密加工系统的运行，实现超精密加工系统的自动化和智能化。

可选的，在上述实施例的基础上，在本申请实施例的又一种可能的实现方式中，控制平台还用于：

获取由机床设备加工得到的产品的质量信息。

对于多个加工部件中的指定加工部件，基于质量信息、产品的工件加工数据、以及指定加工部件的运行数据，对目标模型进行更新，其中，目标模型用于在指定加工部件出现偏差时确定偏差修正策略。

可选的，产品的质量信息可以包括加工表面粗糙度。作为一种示例，指定加工部件是机床设备的多个加工部件中的任意一个，或者，指定加工部件也可以是机床设备中的某个特定的加工部件。指定加工部件的运行数据可以包括力信号、光信号、声信号、振动信号和图像信号。

示例性的，如图2所示，指定加工部件可以是智能运料平台101、自动装夹卡盘102、动平衡调节器103、光学对刀仪104或智能刀座105中的任意一个。

可选的，控制平台根据指定加工部件的运行数据，判断指定加工部件的运行是否出现偏差，并判断该偏差是否可修复。若是，则根据指定运行数据和该指定加工部件对应的目标模型确定偏差修正策略，并根据该偏差修正策略控制指定加工部件运行。

示例性的，对不同的原材料设置不同的加工表面粗糙度阈值，以此为依据来判断智能刀座的刀具是否磨损及磨损程度，从而判断在智能刀座出现偏差时的偏差修正策略，智能刀座的偏差修正策略包括换刀或校正刀具。

例如，设置原材料对应的加工表面粗糙度阈值为0.25微米。智能刀座在加工工件时，判断获取的产品的加工表面粗糙度是否小于加工表面粗糙度阈值。若产品的加工表面粗糙度小于等于加工表面粗糙度阈值，则表示智能刀座工作正常。若产品的加工表面粗糙度大于加工表面粗糙度阈值，则智能刀座对应的目标模型根据加工表面粗糙度和加工表面粗糙度阈值得到偏差修正策略，并以此偏差修正策略为根据控制智能刀座的运行。具体为：若刀具磨损程度高且属于不可修正的磨损情况，则停止智能刀座的工作并更换刀具。若刀具没有磨损或磨损程度低，属于可修正的磨损情况，则偏差修正策略根据加工表面粗糙度提供对应的刀具校正方案，并根据该刀具校正方案控制刀具的工作，达到校正的目的。

再例如，智能运料平台通过重力传感器采集在运料平台上放置的原材料的重力数据，并将该重力数据实时传送至控制平台进行处理。设定超过三个原材料堆积在运料平台上时停止运料，若每个原材料的重力均为20牛顿，则只需要判断采集到的原材料的重力是否大于60牛顿，若是，则智能运料平台停止运料即可。但在实际加工过程中，每个原材料的体积和密度互不相同，多在20牛顿上下浮动，在这种情况下，很难通过简单的大小判断去实现经确的自动化，因此，为了使控制过程在保证容错度的同时具有较高的精确度，本申请实施例通过智能运料平台对应的目标模型来判断在运料平台上是否超过三个原材料堆积。智能运料平台对应的目标模型是在具有初始修正策略的基础上，根据加工过程中采集到的产品的质量信息、工件加工数据以及智能运料平台的运行数据，逐渐完善的更新后的最新的目标模型。以实际加工过程中的数据为基础得到的目标模型，可以根据产品的质量信息、工件加工数据以及智能运料平台的运行数据得到更贴合实际情况的偏差修正策略。

可选的，若目标模型根据加工部件异常时对应的数据无法得到偏差修正策略，则生成分析数据提供给用户，由用户根据分析数据决定如何控制机床设备和加工部件的运行。

通过目标模型在该目标模型对应的指定加工部件出现偏差时确定偏差修正策略，可以在加工过程中综合多方信息确定指定加工部件的运行方案。根据产品的质量信息、工件加工数据以及指定加工部件的运行数据对指定加工部件的目标模型进行更新，可以保证目标模型的准确度和实用性，从而保证在指定加工部件出现偏差时所确定的偏差修正策略的准确度和实用性，通过准确的控制加工部件的运行可以更好的控制超精密加工系统的运行，实现超精密加工系统的自动化和智能化。

可选的，在上述实施例的基础上，在本申请实施例的再一种可能的实现方式中，控制平台还用于：

基于多个加工部件中的目标加工部件的运行数据进行数据分析，得到目标加工部件的数据分析结果。

基于目标加工部件的数据分析结果绘制可视化图表，得到目标加工部件的可视化图表。

显示目标加工部件的可视化图表。

具体的，目标加工部件为超精密加工系统中多个机床设备的多个加工部件中的一个或多个部件，目标加工部件的数据分析结果指示了目标加工部件的运行状况。目标加工部件的可视化图表可以为图像、表格、线条、数值中的至少一项。

示例性的，目标加工部件的可视化图表可以包括智能运料平台101的可视化图表、自动装夹卡盘102的可视化图表、动平衡调节器103的可视化图表、光学对刀仪104的可视化图表和智能刀座105的可视化图表。

其中，智能运料平台101的可视化图表可以包括运料时原材料重力的变化曲线和分析得到的所运送的原材料的数量信息，自动装夹卡盘102的可视化图表可以包括夹紧力的变化数据和当前工作状态，智能刀座105的可视化图表可以是通过拟合运行过程中采集到的力信号得到的线性函数和误差数据，光学对刀仪104的可视化图表可以是多个时间点的图像信号变化、电压值和/或电压值变化曲线，动平衡调节器103的可视化图表可以是振动信号的波形图。

示例性的，智能刀座在加工过程中通过刀具对原材料进行切削，传感器采集到切削过程中的切削力并传输至控制平台。控制平台基于切削力的数学模型和接收到的切削过程中的切削力进行拟合，得到刀高刀低误差，并根据得到的刀高刀低误差得到智能刀座的偏差修正策略。其中，控制平台通过将切削力的数学模型和接收到的切削过程中的切削力进行拟合，得到拟合结果的同时生成智能刀座的可视化图表。

可选的，控制平台还可以生成机床设备的可视化图表，机床设备的可视化图表可以包括传感器采集机床设备自身的运行数据后经过数据分析得到的可视化图表。

可选的，机床设备自身的运行数据可以包括：机床温度、气浮轴承的气压、主轴润滑油粘稠度、油压和光栅尺的衰减程度。

其中，机床温度用以表征机床设备的冷却系统工作质量，气浮轴承的气压用以表征机床设备的压缩气体压力与质量，主轴润滑油粘稠度用以表征机床设备的主轴在旋转过程中润滑油的粘度，油压用以表征机床设备的液体静压导轨的压力，光栅尺的衰减程度用以表征机床设备的机床位移的精准度。

则机床设备的可视化图表包括冷却系统工作质量的可视化图表、压缩气体压力与质量的可视化图表、主轴润滑油的粘度的可视化图表、液体静压导轨压力的可视化图表和光栅尺的可视化图表。

示例性的，光栅尺用来检测机床设备的机床位移，随着检测次数的累积，光栅尺会发生衰减，检测到的机床位移的精准度也会降低。例如，机床设备开机但处于静止状态时，光栅尺检测得到的电信号可以在屏幕中显示为一个封闭图形，若该封闭图形是正圆形，则表示光栅尺工作正常，若该封闭图形是椭圆形或其他非圆形的封闭图形，表示光栅尺发生衰减。

可选的，控制平台可以根据电信号确定光栅尺的衰减程度，从而确定是否更换光栅尺。

具体的，当封闭图形为其他非圆形的封闭图形时，直接确定更换光栅尺，当封闭图形为椭圆形时，根据椭圆形的圆度和预设的圆度阈值判断光栅尺的衰减程度和确定是否更换光栅尺。

示例性的，以被测圆上的三个点为基础设置一个和被测圆内接的圆，以此圆为中心，再做出和被测圆外接的圆，这两个圆的半径差即为圆度。预先设置圆度阈值，当电信号在屏幕中所显示的圆形的圆度大于预先设置的圆度阈值时，表示光栅尺的衰减程度过高，更换光栅尺。

进一步地，光栅尺还可以在机床设备工作时检测得到电信号，控制平台获取光栅尺检测得到的电信号的电压值，并根据电压值判断光栅尺的衰减程度。若电压值小于预设电压阈值，则表示光栅尺的衰减程度过高，需要更换光栅尺。

例如，当预设电压阈值为140毫伏时，若电压值在200～300毫伏范围内，表示光栅尺正常工作，若电压值为120毫伏，表示光栅尺的衰减程度过高，需要更换光栅尺。

控制平台分析圆度、电压值与光栅尺的数学模型，在得到分析结果的同时生成光栅尺的可视化图表，生成的光栅尺的可视化图表可以包括封闭图形、电信号波形、电压值和分析结果。分析结果用以表示光栅尺的衰减程度。

通过对机床设备和加工部件的运行数据进行采集和分析，根据分析的结果绘制用于描述每个机床设备的可视化图表并显示，可以使用户更方便的了解到超精密加工系统的信息，实时掌握超精密加工系统及其中每个机床设备和加工部件的运行状况。

在本申请另一实施例中，超精密加工系统主要包括机床设备，机床设备包括多个加工部件，多个加工部件之间互相通信连接。多个加工部件用于对待加工工件进行加工，并在加工的同时获取加工部件自身的运行数据，在根据自身的运行数据确定加工部件自身出现异常的情况下，从多个加工部件中确定待控制的加工部件，并向待控制的加工部件发送控制该加工部件的运行状态的指令。

示例性的，如图2所示，若加工部件101的重要程度为1，当加工部件101根据自身的运行数据确定自身发生异常时，其他加工部件均可以继续正常进行加工。因此，可以确定待控制的加工部件只有加工部件101，向加工部件101发送停止运行的指令，控制加工部件101停止运行。

又例如，若加工部件105的重要程度为5，当加工部件105根据自身的运行数据确定自身发生异常时，其他加工部件均不可以继续加工。因此，可以确定待控制的加工部件包括加工部件101～105，向加工部件101～105发送停止运行的指令，控制加工部件101～105停止运行。

可选的，本申请实施例提供的超精密加工系统还可以包括控制平台，用于接收机床设备的运行数据、多个加工部件的运行数据和工件加工数据，并根据机床设备的运行数据确定加工方案，根据多个加工部件的运行数据生成可视化图表，以及根据工件加工数据控制机床设备按照加工要求加工待加工工件。

可选的，机床设备可以有多个。当某个加工螺丝的第一机床设备发生异常且不能继续运行时，该第一机床设备可直接向对应的多个加工部件发送停止工作的指令，同时向其他机床设备传输该异常信息，其他机床设备根据该异常信息确定对应机床设备的运行状态。

进一步地，若第一机床设备发生异常且不能继续运行时螺丝的加工任务未完成，向其他机床设备传输该异常信息和螺丝的加工任务未完成信息，其他机床设备根据自身空闲状态和工件加工数据确定是否代替发生故障的机床设备进行加工。

可选的，控制平台还可以用于根据接收的多个加工部件的运行数据更新加工部件对应的目标模型。

本申请实施例可以在加工部件发生异常的时候，及时快速的确定待控制的加工部件，并通过加工部件之间的互相通信，直接向待控制的加工部件发送控制指令，从而在异常发生时快速的控制加工部件的运行状态，避免因对异常的反应不及时而造成材料浪费或设备故障。

在本申请又一实施例中，提供了一种超精密加工方法，可以应用于上述实施例提供的超精密加工系统。图2示出了本申请提供的超精密加工方法的示意性流程图。如图2所示，本实施例提供的超精密加工方法，可以包括：

实时获取第一加工部件的运行数据，得到第一运行数据，所述第一加工部件是所述多个加工部件中当前处于运行状态的加工部件；

在根据所述第一运行数据确定所述第一加工部件出现异常的情况下，从所述多个加工部件中确定待控制的加工部件；

控制所确定的待控制的加工部件的运行状态。

可选的，可以根据所述第一加工部件的重要程度值，从所述多个加工部件中确定待控制的加工部件。

可选的，若所述第一加工部件的重要程度值大于或等于重要程度值阈值，则将所述多个加工部件确定为所述待控制的加工部件；

控制所述多个加工部件停止运行。

可选的，若所述第一加工部件的重要程度值小于所述重要程度值阈值，则将所述第一加工部件和第二加工部件确定为所述待控制的加工部件，所述第二加工部件是所述多个加工部件中加工顺序位于所述第一加工部件之后的加工部件；

控制所述第一加工部件将当前加工的工件传递给所述第二加工部件进行加工，且传递完成后所述第一加工部件停止运行。

可选的，接收终端发送的工件加工指令，所述工件加工指令包括待加工工件的优先级和工件加工数据；

从多个机床设备中确定能够用于加工所述待加工工件的机床设备；

若所述能够用于加工所述待加工工件的机床设备中不存在处于空闲状态的机床设备，则根据所述优先级，从所述能够用于加工所述待加工工件的机床设备中选择一个机床设备；

控制所选择的机床设备对所述待加工工件进行加工。

可选的，获取由所述机床设备加工得到的产品的质量信息；

对于所述多个加工部件中的指定加工部件，基于所述质量信息、所述产品的工件加工数据、以及所述指定加工部件的运行数据，对目标模型进行更新，其中，所述目标模型用于在所述指定加工部件出现偏差时确定偏差修正策略。

可选的，基于所述多个加工部件中的目标加工部件的运行数据进行数据分析，得到所述目标加工部件的数据分析结果；

基于所述目标加工部件的数据分析结果绘制可视化图表，得到所述目标加工部件的可视化图表；

显示所述目标加工部件的可视化图表。

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，并不用于限制本申请的保护范围。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。

本申请实施例还提供了一种控制设备，例如图1所示，该控制设备包括：至少一个处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述至少一个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任意系统实施例中所述的超精密加工系统执行的方法。

本申请实施例还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，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述任意系统实施例中所述的超精密加工系统执行的方法。

本领域技术人员可以理解，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程ROM(Programmable Read-Only Memory，PROM)、电可编程ROM(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)、电可擦除可编程ROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(Static Random-Access Memory，SRAM)、动态RAM(Dynamic Random Access Memory，DRAM)、同步DRAM(Synchronous DynamicRandom-Access Memory，SDRAM)、双数据率SDRAM(Double Data Rate SDRAM，DDRSDRAM)、增强型SDRAM(Enhanced Synchronous DRAM，ESDRAM)、同步链路DRAM(Sync Link DRAM，SLDRAM)、存储器总线直接RAM、直接存储器总线动态RAM(Direct Rambus DRAM，DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(Rambus DRAM，RDRAM)等。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种超精密加工系统，其特征在于，所述系统包括控制平台和机床设备，所述机床设备包括多个加工部件，所述多个加工部件用于对待加工工件进行加工：

所述控制平台用于实时获取第一加工部件的运行数据，得到第一运行数据，所述第一加工部件是所述多个加工部件中当前处于运行状态的加工部件；

所述控制平台用于在根据所述第一运行数据确定所述第一加工部件出现异常的情况下，从所述多个加工部件中确定待控制的加工部件，并控制所确定的待控制的加工部件的运行状态；

所述从所述多个加工部件中确定待控制的加工部件，并控制所确定的待控制的加工部件的运行状态，包括：

若所述第一加工部件的重要程度值大于或等于重要程度值阈值，则将所述多个加工部件确定为所述待控制的加工部件，并控制所述多个加工部件停止运行；

若所述第一加工部件的重要程度值小于所述重要程度值阈值，则将所述第一加工部件和第二加工部件确定为所述待控制的加工部件，并控制所述第一加工部件将当前加工的工件传递给所述第二加工部件进行加工，且传递完成后所述第一加工部件停止运行，所述第二加工部件是所述多个加工部件中加工顺序位于所述第一加工部件之后的加工部件。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括的机床设备的数量为多个，所述控制平台还用于：

接收终端发送的工件加工指令，所述工件加工指令包括待加工工件的优先级和工件加工数据；

从多个机床设备中确定能够用于加工所述待加工工件的机床设备；

若所述能够用于加工所述待加工工件的机床设备中不存在处于空闲状态的机床设备，则根据所述优先级，从所述能够用于加工所述待加工工件的机床设备中选择一个机床设备；

控制所选择的机床设备对所述待加工工件进行加工。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制平台还用于：

获取由所述机床设备加工得到的产品的质量信息；

对于所述多个加工部件中的指定加工部件，基于所述质量信息、所述产品的工件加工数据、以及所述指定加工部件的运行数据，对目标模型进行更新，其中，所述目标模型用于在所述指定加工部件出现偏差时确定偏差修正策略。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制平台还用于：

基于所述多个加工部件中的目标加工部件的运行数据进行数据分析，得到所述目标加工部件的数据分析结果；

基于所述目标加工部件的数据分析结果绘制可视化图表，得到所述目标加工部件的可视化图表；

显示所述目标加工部件的可视化图表。

5.一种超精密加工方法，其特征在于，应用于超精密加工系统，所述系统包括控制平台和机床设备，所述机床设备包括多个加工部件，所述多个加工部件用于对待加工工件进行加工，所述方法包括：

实时获取第一加工部件的运行数据，得到第一运行数据，所述第一加工部件是所述多个加工部件中当前处于运行状态的加工部件；

在根据所述第一运行数据确定所述第一加工部件出现异常的情况下，从所述多个加工部件中确定待控制的加工部件，并控制所确定的待控制的加工部件的运行状态；

所述从所述多个加工部件中确定待控制的加工部件，并控制所确定的待控制的加工部件的运行状态，包括：

若所述第一加工部件的重要程度值大于或等于重要程度值阈值，则将所述多个加工部件确定为所述待控制的加工部件，并控制所述多个加工部件停止运行；

若所述第一加工部件的重要程度值小于所述重要程度值阈值，则将所述第一加工部件和第二加工部件确定为所述待控制的加工部件，并控制所述第一加工部件将当前加工的工件传递给所述第二加工部件进行加工，且传递完成后所述第一加工部件停止运行，所述第二加工部件是所述多个加工部件中加工顺序位于所述第一加工部件之后的加工部件。

6.一种控制设备，其特征在于，包括存储器、处理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如权利要求1至4中任一项所述的超精密加工系统执行的方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的超精密加工系统执行的方法。

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