CN116757457A - 机械加工行业板材下料的方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械加工行业板材下料的方法、装置、设备及存储介质，步骤为：合单套料：生成多个生产任务，基于多个生产任务进行合单套料，生成并输出套料结果图以及数控程序；裁切：将套料结果图以及数控程序下发至加工设备进行板材的裁切；按单分拣：将套料结果图对应的下料任务投影至裁切后的板材上，通过灯光指引进行按单分拣。本发明的有益效果是应用于机械加工行业的板材下料的过程，借助信息系统的集成及相关装置，优化了机械加工行业板材的下料过程。通过对多个下料任务进行合单套料，之后按照套料结果进行裁切，最后裁切完成后通过光影指导现场按单分拣，完成板材下料工作，从源头上提高板材类原材料利用率。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工行业板材的下料领域，尤其涉及机械加工行业板材下料的方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
当前机械加工行业板材下料，大部分企业采用人工手动排版套料，部分企业引入了自动化套料软件进行套料，以上方法均可一定程度提高材料利用率，但均存在局限性，无法打通数据通路，无法自动统筹多任务/多工单的下料任务，并无法进一步对裁切后的物料进行按单分拣以达到更高的材料利用率及下料效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供机械加工行业板材下料的方法、装置设备及存储介质，借助信息系统的集成及相关装置，优化机械加工行业板材的下料过程。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：机械加工行业板材下料的方法，步骤为：
合单套料：生成多个生产任务，基于多个生产任务进行合单套料，生成并输出套料结果图以及数控程序；
裁切：将套料结果图以及数控程序下发至加工设备进行板材的裁切；
按单分拣：将套料结果图对应的下料任务投影至裁切后的板材上，通过灯光指引进行按单分拣。
本发明的有益效果是：上述方案应用于机械加工行业的板材下料的过程，借助信息系统的集成及相关装置，优化了机械加工行业板材的下料过程。通过对多个下料任务进行合单套料，之后按照套料结果进行裁切，最后裁切完成后通过光影指导现场按单分拣，完成板材下料工作。上述过程将从源头上提高板材类原材料利用率，降低加工时间，提高下料过程的生产效率。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述合单套料：生成多个生产任务，基于多个生产任务进行合单套料，生成并输出套料结果图以及数控程序的步骤，包括：
MES系统生成多个生产任务后对产品的多个生产任务进行排产，得到多个板材下料任务；
根据生产进度要求以及生产能力，MES系统将部分或全部的板材下料任务下发至套料软件；
套料软件依据接收到的板材下料任务及预定义的物料图纸图形数据进行套料。
采用上述进一步方案的有益效果是：改变了现有的MES系统与套料软件无信息交互的方式，通过将MES系统与套料软件相集成，实现MES系统将生产任务下发至套料系统，套料系统将套料结果反馈给MES系统的信息传输过程，进而实现将多个下料任务进行合单套料，合单可同时对多个生产任务进行处理，通过合单套料提高生产效率，套料可提高材料利用率。
进一步，预定义的物料图纸图形数据为来自于CAD中对应生产任务中各零件的尺寸数据，通过MES系统收集并下发至套料软件。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过MES系统实现将多个生产任务以及多个生产任务所对应的子任务与图纸数据进行一一对应，便于后续分拣操作的进行。
进一步，所述套料软件依据接收到的板材下料任务及预定义的物料图纸图形数据进行套料的步骤中，依据原材料尺寸、材料类型、材料厚度、板材下料量的不同进行套料，生成并输出至少一张套料结果图，给套料结果图中的每个零件赋予编码，并将编码与每个零件所对应的下料任务一一对应。
采用上述进一步方案的有益效果是：依据原材料尺寸、材料类型、材料厚度、板材下料量等的不同进行套料，提高对板材的利用率。同时基于编码的设置，实现零件的溯源与数字化生产。
进一步，所述裁切：将套料结果图以及数控程序下发至加工设备进行板材的裁切的步骤，包括：
套料系统将套料结果图以及裁切过程的数控程序指令输出至MES系统；
MES系统依据套料结果图及数控程序信息将数控程序下发至加工设备；
加工设备按照数控程序信息进行加工，完成板材的裁切。
采用上述进一步方案的有益效果是：套料结果图与数控程序指令实现一一对应，实现了数字化、精准化以及现代化生产。
进一步，所述MES系统依据套料结果图及数控程序信息将数控程序下发至加工设备的步骤中：套料软件基于从MES系统获取对应生产任务中各零件尺寸的数据自动生成数控切割程序。
采用上述进一步方案的有益效果是：基于套料软件自身的功能以及所获取的各零件尺寸数据自动生成对应套料结果图的数控切割程序，自动化程度高，提高了生产效率。
进一步，所述按单分拣：将套料结果图对应的下料任务投影至裁切后的板材上，通过灯光指引进行按单分拣的步骤，包括：
依据接收到的套料结果图，MES系统匹配每块板材裁切出的多个零件与所分别对应的下料任务；
MES系统中对套料结果图中的零件以高亮形式进行显示，并输出显示结果；
显示结果以投影方式投影至放置有对应板材的分拣工作台上，投影以灯光指引的方式引导进行拣选。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过投影光引导下的按单分拣，MES系统接收来自套料系统的套料结果，将当前待拣选零件通过灯光进行指引，提高拣选效率，降低出错概率。
为了实现上述目的，还公开了一种机械加工行业板材下料的装置，包括：合单套料设备、裁切设备以及按单分拣设备，合单套料设备、裁切设备以及按单分拣设备工序连接；
合单套料设备：用于生成多个生产任务，基于多个生产任务进行合单套料，生成并输出套料结果图以及数控程序；合单套料设备包括集成设置的制造运行管理软件即MES系统与套料软件;
裁切设备：用于将套料结果图以及数控程序下发至加工设备进行板材的裁切；
按单分拣设备：用于将套料结果图对应的下料任务投影至裁切后的板材上，通过灯光指引进行按单分拣。
为了实现上述目的，还公开了一种计算机设备，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现如上任一项所述方法的步骤。
为了实现上述目的，还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上任一项所述方法的步骤。
附图说明
图1为本发明一种实施例的板材下料方法的流程图；
图2为本发明一种实施例的板材下料装置的示意图。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
第一方面，在本发明的一种实施例中，如图1所示，机械加工行业板材下料的方法，步骤为：
S1：合单套料：生成多个生产任务，基于多个生产任务进行合单套料，生成并输出套料结果图以及数控程序；
S2：裁切：将套料结果图以及数控程序下发至加工设备进行板材的裁切；
S3：按单分拣：将套料结果图对应的下料任务投影至裁切后的板材上，通过灯光指引进行按单分拣。在本步骤中所指的按单分拣即为按照生成的生产任务的订单来进行分拣操作。
上述方案应用于机械加工行业的板材下料的过程，借助信息系统的集成及相关装置，优化了机械加工行业板材的下料过程。通过对多个下料任务进行合单套料，之后按照套料结果进行裁切，最后裁切完成后通过光影指导现场按单分拣，完成板材下料工作。上述过程将从源头上提高板材类原材料利用率，降低加工时间，提高下料过程的生产效率。
其中合单套料即为合并多个生产任务的订单进行套料的操作，在进一步的方案中，步骤S1包括：
S11：生成多个生产任务后对多个生产任务进行排产，得到多个板材下料任务；具体的，在MES（Manufacturing Execution System）系统中通过输入或者导入等方式生成多个生产任务的订单，并进行多个生产任务的排产，进而获得对板材的下料任务，同时，由于多个生产任务在MES系统中统筹，因此可通过MES系统将多个生产任务对应生成多个板材的下料任务。
具体的，获取MES系统中的多个生产任务的订单中的原材料尺寸、尺寸类型、材料厚度、板材下料量等参数信息，并在MES系统进行合单操作；在具体操作过程中，通过在MES系统中进行条件的筛选，例如，通过材质、厚度等条件进行筛选，在多个生产任务中的多个子任务基于材质、厚度等条件筛选，本实施例中，子任务即为生产任务中将要加工成的多个零件，将材质、厚度相同的子任务筛选出来，进行合单操作并下发至套料软件，更加便于进行后续套料操作。
S12：根据生产进度要求以及生产能力，将部分或全部的板材下料任务下发至套料软件；
在步骤S12中，生产进度要求即生产任务的工期要求，优先处理工期紧急程度高的生产任务，因此在进行将板材下料任务下发至套料软件的过程中，可以通过生产进度要求以及生产能力进行综合评判，来决定下发部分还是全部的板材下料任务。
同时，在步骤S11进行合单操作过程中，根据条件进行筛选以后需结合工期紧急程度来共同考虑是否进行合单操作，实现优先处理工期进度紧张的生产任务。
S13：套料软件依据接收到的板材下料任务及预定义的物料图纸图形数据进行套料。
在步骤S13中，套料软件接收到来自于MES系统中下料任务，其中该下料任务中已经包含步骤S11以及步骤S12中的合单结果，并根据可合单的多个零件通过套料软件直接生成并输出套料结果图，本步骤中可形成的一张或多张的套料结果图。
在本方法中，将制造运行管理软件即MES系统与套料软件相集成，从而实现MES系统与套料软件之间信息的交互，具体的，套料软件可以直接从MES系统中获取生产任务，并将套料结果反馈给MES系统，实现数据以及信息的交互；在具体的实施方式中，可将套料软件集成于MES系统中，也可以将套料系统独立外置，通过串接口或通讯协议等实现数据的传输与交互。
上述仅示出了两种可行的方式，可以想到的，其他实现MES系统与套料软件集成连接实现数据交互的方式均可；其中套料软件为商业现有的套料软件，在此不多做限定。
上述方案中，改变了现有的MES系统与套料软件无信息交互的方式，通过将MES系统与套料软件相集成，实现MES系统将生产任务下发至套料系统，套料系统将套料结果反馈给MES系统的信息传输过程，进而实现将多个下料任务进行合单套料，合单可同时对多个生产任务进行处理，通过合单套料提高生产效率，套料可提高材料利用率。
进一步的方案中，MES系统生成多个生产任务后，可以通过收集来自于CAD中的对应生产任务中各零件尺寸的数据，此时MES系统中集成有多个生产任务所对应的子任务的尺寸数据，即为预定义的图纸数据，并将图纸数据连同生产任务下发至套料软件，其中图纸数据与生产任务一一对应。
因此，套料软件进行套料时即可获知每个零件的对应尺寸，便于进行套料，同时还需记录板材的尺寸以及编号。
上述方案中，通过MES系统实现将多个生产任务以及多个生产任务所对应的子任务与图纸数据进行一一对应，便于后续分拣操作的进行。
在步骤S13中，依据原材料尺寸、材料类型、材料厚度、板材下料量等的不同，基于排布最优、板材浪费最少的原则进行套料，其中现有成熟的套料软件已经可实现最优套料结果输出，即所输出的套料结果图上各零件排布最优，实现板材浪费最少，在此不多做赘述。
同时，给套料结果图中的每个零件赋予编码，记录每个零件所对应的下料任务。具体的，一次合单套料形成至少一张套料结果图，通过给套料结果图中的每个零件赋予编码，实现下料任务与套料结果图中的每个零件的编码一一对应。在本实施例中，每个子任务的编码是唯一的，通过编码实现对子任务的标示，便于后续根据子任务的编码进行分拣操作。
上述方案中，依据原材料尺寸、材料类型、材料厚度、板材下料量等的不同进行套料，提高对板材的利用率。同时基于编码的设置，实现零件的溯源与数字化生产。
进一步的，步骤S2包括：
S21：套料系统将套料结果图以及裁切过程的数控程序指令输出至MES系统；
S22：MES系统依据套料结果图及数控程序信息将数控程序下发至加工设备；具体在步骤S22中，MES系统可通过设备透明网关与数控设备的接口将数控程序信息下发至加工设备，本实施例中的加工设备可以为线切割机床等可实现切割的设备。
S23：加工设备按照数控程序进行加工，完成板材的裁切。
上述方案中，套料结果图与数控程序指令实现一一对应，实现了数字化、精准化以及现代化生产。
进一步的，步骤S21中，套料系统生成裁切过程的数控程序是基于套料软件自身的功能实现的，套料软件进行套料后结合从MES系统获取的合单中对应生产任务中各零件尺寸的数据自动生成数控切割程序，并将每个套料结果图所对应的数控切割程序下发至加工设备。
上述方案中，基于套料软件自身的功能以及所获取的各零件尺寸数据自动生成对应套料结果图的数控切割程序，自动化程度高，提高了生产效率。
进一步的，由于前期进行了合单后套料，即将多个不同的下料任务进行合并后一起套料，因此裁切后的零件将分属多个不同的下料任务，为提高后续加工工序的生产效率，需将裁切后的零件进行分单分拣。具体裁切后按单分拣的步骤S3包括：
S31：依据接收到的套料结果图，MES系统匹配每块板材裁切出的多个零件分别对应的下料任务。
在步骤S31中，通过MES系统识别裁切处的每个零件的编码，同时将编码与下发的对应的下料任务进行匹配。
S32：MES系统对套料结果图中的零件以高亮形式进行显示，并输出显示结果。
在步骤S32中，可以依据下料任务进行分拣，具体的，在MES系统中选定生产任务，该生产任务可对应至少一张套料结果图，并将该生产任务所对应的全部套料结果图中的属于该生产任务的零件以高亮形式进行显示，并将投影结果输出至投影装置。
作为可替换的方式，可以依据板材进行分拣，每块板材在切割前也被分别赋予了唯一的编码，当按照板材进行分拣时，可依据板材上属于同一生产任务的零件以高亮形式进行显示，分拣完成后高亮显示属于其他生产任务的零件，并将投影结果输出至投影装置。
其中，可以想到的，其他可实现分拣的方式均可。
S33：显示结果以投影方式投影至放置有对应板材的分拣工作台上，投影以灯光指引的方式引导进行拣选。
在步骤S33中，投影装置接收到来自于MES系统输出的显示结果，基于步骤S32中的挑选方式，当依据下料任务进行分拣时，可逐个选定该生产任务所对应的套料结果图，此时对应该生产任务的套料结果图中属于该生产任务的零件已经高亮显示出来，投影装置接收后同样将对应操作台上板材属于该生产任务的、所需分拣的全部零件投亮，之后分拣人员或者分拣机器人可直接依据投影光的指引进行逐个分拣；在本实施例中的投影装置可以但不限于投影仪。
当依据板材进行分拣时，每块板材在切割前也被分别赋予了唯一的编码，可依据板材上属于同一生产任务的零件以高亮形式进行显示，分拣完成后高亮显示属于其他生产任务的零件，并将投影结果输出至投影装置，投影装置接收后同样将对应操作台上板材属于该生产任务的、所需分拣的全部零件投亮，之后分拣人员或者分拣机器人可直接依据投影光的指引进行逐个分拣。
上述方案中，通过投影光引导下的按单分拣，MES系统接收来自套料系统的套料结果，将当前待拣选零件通过灯光进行指引，提高拣选效率，降低出错概率。
第二方面，还公开了机械加工行业板材下料的装置，如图2所示，包括：合单套料设备、裁切设备以及按单分拣设备，合单套料设备、裁切设备以及按单分拣设备工序连接；
合单套料设备：用于生成并获取多个生产任务，基于多个生产任务进行合单套料，生成并输出套料结果图以及数控程序；合单套料设备包括集成设置的制造运行管理软件即MES系统与套料软件，MES系统与套料软件之间可实现信息交互；在具体的实施方式中，可将套料软件集成于MES系统中，也可以将套料系统独立外置，通过串接口或通讯协议等实现数据的传输与交互。
裁切设备：用于将套料结果图以及数控程序下发至加工设备进行板材的裁切；
按单分拣设备：用于依据套料结果图对应的下料任务投影至裁切后的板材上，通过灯光指引进行按单分拣。
第三方面，还公开了一种计算机设备，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，并在执行计算机程序时，使得处理器执行如上任一项所述方法的步骤。
第四方面，还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时以实现如上任一项所述方法的步骤。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.机械加工行业板材下料的方法，其特征在于，步骤为：
合单套料：生成多个生产任务，基于多个生产任务进行合单套料，生成并输出套料结果图以及数控程序；
裁切：将套料结果图以及数控程序下发至加工设备进行板材的裁切；
按单分拣：将套料结果图对应的下料任务投影至裁切后的板材上，通过灯光指引进行按单分拣。
2.根据权利要求1所述机械加工行业板材下料的方法，其特征在于，所述合单套料：生成多个生产任务，基于多个生产任务进行合单套料，生成并输出套料结果图以及数控程序的步骤，包括：
MES系统生成多个生产任务后对产品的多个生产任务进行排产，得到多个板材下料任务；
根据生产进度要求以及生产能力，MES系统将部分或全部的板材下料任务下发至套料软件；
套料软件依据接收到的板材下料任务及预定义的物料图纸图形数据进行套料。
3.根据权利要求2所述机械加工行业板材下料的方法，其特征在于，预定义的物料图纸图形数据为来自于CAD中对应生产任务中各零件的尺寸数据，通过MES系统收集并下发至套料软件。
4.根据权利要求2或3所述机械加工行业板材下料的方法，其特征在于，所述套料软件依据接收到的板材下料任务及预定义的物料图纸图形数据进行套料的步骤中，依据原材料尺寸、材料类型、材料厚度、板材下料量的不同进行套料，生成并输出至少一张套料结果图，给套料结果图中的每个零件赋予编码，并将编码与每个零件所对应的下料任务一一对应。
5.根据权利要求4所述机械加工行业板材下料的方法，其特征在于，所述裁切：将套料结果图以及数控程序下发至加工设备进行板材的裁切的步骤，包括：
套料系统将套料结果图以及裁切过程的数控程序指令输出至MES系统；
MES系统依据套料结果图及数控程序信息将数控程序下发至加工设备；
加工设备按照数控程序信息进行加工，完成板材的裁切。
6.根据权利要求5所述机械加工行业板材下料的方法，其特征在于，所述MES系统依据套料结果图及数控程序信息将数控程序下发至加工设备的步骤中：套料软件基于从MES系统获取对应生产任务中各零件尺寸的数据自动生成数控切割程序。
7.根据权利要求5或6所述机械加工行业板材下料的方法，其特征在于，所述按单分拣：将套料结果图对应的下料任务投影至裁切后的板材上，通过灯光指引进行按单分拣的步骤，包括：
依据接收到的套料结果图，MES系统匹配每块板材裁切出的多个零件与所分别对应的下料任务；
MES系统中对套料结果图中的零件以高亮形式进行显示，并输出显示结果；
显示结果以投影方式投影至放置有对应板材的分拣工作台上，投影以灯光指引的方式引导进行拣选。
8.机械加工行业板材下料的装置，其特征在于，包括：合单套料设备、裁切设备以及按单分拣设备，合单套料设备、裁切设备以及按单分拣设备工序连接；
合单套料设备：用于生成多个生产任务，基于多个生产任务进行合单套料，生成并输出套料结果图以及数控程序；合单套料设备包括集成设置的制造运行管理软件即MES系统与套料软件;
裁切设备：用于将套料结果图以及数控程序下发至加工设备进行板材的裁切；
按单分拣设备：用于将套料结果图对应的下料任务投影至裁切后的板材上，通过灯光指引进行按单分拣。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
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| CN116197146A (zh) * | 2023-02-22 | 2023-06-02 | 湖南天桥嘉成智能科技有限公司 | 板材切割件柔性自动分拣系统及其分拣控制方法 |
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2023
- 2023-08-21 CN CN202311053162.7A patent/CN116757457B/zh active Active
Patent Citations (5)
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