CN116859820A - 总控式数控机床系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了总控式数控机床系统包括：中心控制器，至少包括加工信息库，加工信息库满足在加工过程中依据请求派发匹配于待加工产品的加工信息和匹配于执行该加工的加工执行终端的运行信息；加工执行终端，用于依据由中心控制器获得的加工信息和运行信息执行加工作业；通信系统，至少用于依据中心控制器的指令向加工执行终端分发适配于当前加工任务的加工信息和运行信息。本发明通过优化提供一种总控式的数控加工体系，在消除本地机床的控制芯片和程序控制要求后，降低了各本地中心的布置成本和控制维护成本，同时还可以有效地降低程序等非硬件系统非升级维护难度，有效提升了大规模分布式加工的布设效果和生产控制的统一性，有利于提升批次产品的质量。

Description

总控式数控机床系统

技术领域

本发明是关于智能加工设备技术，特别是关于一种总控式数控机床系统。

背景技术

在分布式加工是当前数控机床加工中的一个主要趋势之一，在不同区域加工状态和进度等就是需要重点关注的问题。在采用分布式加工中心时，为每台设备都配制控制主机和系统，在一定程度上推高了应用成本，并且由于各主机程序执行差异，极易造成信息延迟，而影响任务执行的效率。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种总控式数控机床系统，通过优化提供一种总控式的数控加工体系，在消除本地机床的控制芯片和程序控制要求后，降低了各本地中心的布置成本和控制维护成本，同时还可以有效地降低程序等非硬件系统非升级维护难度，有效提升了大规模分布式加工的布设效果和生产控制的统一性，有利于提升批次产品的质量。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了总控式数控机床系统包括：中心控制器，至少包括加工信息库，加工信息库满足在加工过程中依据请求派发匹配于待加工产品的加工信息和匹配于执行该加工的加工执行终端的运行信息，加工信息库的加工信息匹配于可加工的产品清单、运行信息匹配于可执行操控的加工执行终端清单；加工执行终端，用于依据由中心控制器获得的加工信息和运行信息执行加工作业；通信系统，至少用于依据中心控制器的指令向加工执行终端分发适配于当前加工任务的加工信息和运行信息。

在本发明的一个或多个实施方式中，加工执行终端还包括通信连接到通信系统的缓存装置，缓存装置用于临时存储由中心控制器获取的加工信息和/或运行信息，加工执行终端在加工由缓存装置获取执行当前动作所需的加工信息和运行信息。

在本发明的一个或多个实施方式中，中心控制器还通信连接有可视化终端，至少用于依据操作指令展示加工执行终端的任务执行状态和运行状态。

在本发明的一个或多个实施方式中，可视化终端还设置有预警模块，预警模块用于依据中心控制器所执行的任务执行状态和/或运行状态跟踪，并在跟踪获得的跟踪信息溢出时提示预警。

在本发明的一个或多个实施方式中，跟踪信息至少为将任务执行状态与预设任务执行日志进行比较的结果和/或运行状态为将加工执行终端的工作状态与预设的加工执行终端的安全状态进行比较的结果。

在本发明的一个或多个实施方式中，加工执行终端还包括终端可视化模块，终端可视化模块至少用于实时监控加工执行终端的运行状态和/或用于通信连接中心控制器以实时反馈信息的展示。

在本发明的一个或多个实施方式中，加工执行终端还配制有用于匹配地址和/或任务的识别编码，识别编码选自身份编码、任务编码。

在本发明的一个或多个实施方式中，身份编码至少匹配如下任一信息：区域地址、交通状态、任务执行能力、所有者、设备类型。

在本发明的一个或多个实施方式中，任务编码至少匹配如下任一信息：任务相关产品类型、任务进度、任务紧急程度、任务期限、任务执行过程中的出错累积。

在本发明的一个或多个实施方式中，终端可视化模块还配制有报警器，报警器依据终端可视化模块捕获的预警信息实施警报。

与现有技术相比，根据本发明实施方式的总控式数控机床系统，通过优化提供一种总控式的数控加工体系，在消除本地机床的控制芯片和程序控制要求后，降低了各本地中心的布置成本和控制维护成本，同时还可以有效地降低程序等非硬件系统非升级维护难度，有效提升了大规模分布式加工的布设效果和生产控制的统一性，有利于提升批次产品的质量。此外，本系统还可以实现对落后机床的快速升级维护，降低升级成本，只要相关不够先进的机床具有足够的加工精度，即可以可通过数据接口实现远程控制的高精度加工，而无需全系统改进，在降低成本的同时，还降低了对本地控制人员的技术和经验要求。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

本发明的总控式数控机床系统是为了实现由单一控制主机，实现对多个不具有机载电脑的加工主机(这里的加工主机可以如现有的三轴机床或者五轴加工中心等去除机载电脑的情形，即加工执行终端)的加工作用的操控。

机床系统包括：执行控制(这里的控制包括而不限于任务管理、远程对加工执行终端的作业执行控制等)的中心控制器(即主机电脑)在识别对象加工主机型号以及读取所要执行的任务后，调用中心控制器的机载数据库或者调用云服务器的数据库，即至少调取加工信息库中的与主机和任务所匹配的加工信息和运行信息。需要注意的是，加工信息库满足在加工过程中依据请求派发匹配于待加工产品的加工信息和匹配于执行该加工的加工执行终端的运行信息(运行信息包括依据时序而限定的主轴功率、进刀速度、进刀深度、进刀方向、进刀路径、润滑液的选择与流量等)，加工信息库的加工信息匹配于可加工的产品清单(即产品清单的每一产品均对应有各自的加工信息，包括进润滑油类型、润滑油流速、温度、进刀路径等)。加工执行终端，其通过通信系统如万维网、局域网WIFI等获取由中心控制器下发的加工信息和运行信息，在确定润滑系统、刀具系统以及加工材料等就位后，即可以用于依据由中心控制器获得的加工信息和运行信息执行加工作业完成加工任务。通信系统，可以实现加工执行终端与中心控制器之间的指令和信息等的交互，至少用于依据中心控制器的指令向加工执行终端分发适配于当前加工任务的加工信息和运行信息。

这里注意的是，每一产品均各自独立于材质、尺寸等)、运行信息匹配于可执行操控的加工执行终端清单(即加工执行终端清单的每一终端均对应有各自的加工精度、允许加工类型、安全作业的功率范围、电流/电压范围等)，通过中心控制器对数据库的加工信息和运行信息的调用，最终可以实现其匹配于每一特定的加工执行终端对每一种产品的加工信息和运行信息的组合。

作为一种实施方案，为提高系统中信息传递的速度效率和质量等，避免因发生信息延迟而影响加工质量、加工效率和加工安全性等，加工执行终端还包括通信连接到通信系统的缓存装置，缓存装置包括临时存储芯片用于接收并写入由中心控制器下发或者依据中心控制器指令由云服务器下发的满足当前加工序列以及邻近序列的加工要求所需的加工信息和运行信息(如将当前加工作业的零件的整个数据包按照加工先后时序进行碎片化后，在缓存装置中临时存储接下来15S时间内终端加工作业所需的加工信息和运行信息)以供终端由本地读取，从而提高加工的安全性和运行连续性(此时执行完毕的数据片段可以被删除，系统可以拥有足够的时间重新下发新的数据片段)，缓存装置用于临时存储由中心控制器获取的加工信息和/或运行信息，加工执行终端在加工由缓存装置获取执行当前动作所需的加工信息和运行信息。

作为一种实施方案，为了满足对整个系统中心的人机交互性能的提升和优化，控制器还可以通信连接有可视化终端，至少用于依据操作指令展示加工执行终端的任务执行状态和运行状态，比如在控制中心设置显示大屏等，在大屏上显示个区域所执行的任务、任务执行状态等，并且可以对报废率、成品率、警报信息等进行展示，从而便捷高效地掌握全系统的任务执行状态。进一步地，在可视化终端还可以设置有预警模块，预警模块用于依据中心控制器所执行的任务执行状态和/或运行状态跟踪，并在跟踪获得的跟踪信息溢出时提示预警，如设置警示灯和蜂鸣器等在系统运行如某个任务执行严重滞后、脱机等发生时，可以在大屏上显示红色警报状态，同时警示灯可以亮起，蜂鸣器也可以发出声音警报。跟踪信息至少为将任务执行状态与预设任务执行日志进行比较的结果和/或为将加工执行终端的工作状态与预设的加工执行终端的安全状态进行比较的结果，即将当前执行的加工信息(如零件形状、进刀速度等)或运行信息(如主机功率、电流、温度等)与预设的基准值进行比较，当发现超出合理范围时，即可以认为溢出，发起警报。

作为一种实施方案，加工执行终端还可以包括用于展示本机状态的终端可视化模块，终端可视化模块至少用于实时监控加工执行终端的运行状态和/或用于通信连接中心控制器以实时反馈信息的展示，如通过设置的CCD相机获取零件加工的形状尺寸信息、通过温度传感器获取主轴/舱室等的温度信息、通过流量传感器获取冷却液的流量信息等有关本机运行加工状态的信息都可以通过相关的传感器和设备等采集在上传至中心控制器的同时，还可以通过本地的终端可视化模块如触摸屏或者手机等进行展示，以帮助本地的管理员实时了解所负责的各机的状态。优选的，终端可视化模块还配制有报警器如蜂鸣器或者报警灯等，报警器依据终端可视化模块捕获的预警信息实施警报。

作为一种实施方案，在系统的管理中，为了提供管理效率等，加工执行终端还可以被配制有用于匹配地址和/或任务的识别编码，识别编码选自身份编码、任务编码。身份编码至少匹配如下任一信息：区域地址、交通状态、任务执行能力、所有者、设备类型。任务编码至少匹配如下任一信息：任务相关产品类型、任务进度、任务紧急程度、任务期限、任务执行过程中的出错累积。

以下实施例中，将本发明总控式数控机床系统应用于总控式的分布式加工中心的加工过程实时监控，天津设置总控平台和数据服务器，选择威海、广州、苏州、西安等四地为分布式加工中心试验地，每个试验地分别配制Leaderway-V450、沈阳机床6180、HMC630或者同类型机床各3台(各机床均拆除本机的主控芯片，并通过通信接口连接到网络以通信连接到总控平台，更新驱动和控制程序，在测试合格后参加本实施例的测试)，分别执行10000件/地区的6082铝合金材质的异形薄壁扇叶加工作业，在任务执行开始前，预先调试各试验地的机床的运行状态和工作参数(调试时，在远程开机试运行后，可以在总控平台分配作业任务、远程匹配到各机型的相应零件的工作参数，包括进刀角度、进刀量、刀具类型、进刀速度、加工路径信息、冷却液类型及供液速度、主机功率、主轴转速等。在加工执行过程中，还可以将当前瞬态的零件建模信息等下发至本机缓存，从而由CCD相机以及传感器等对零件状态和本机运行状态进行监控)，开始执行加工任务后，总控平台实时对各地本机下发所执行任务的当前加工动作所需求的加工数据包，本机依据加工数据包执行当前加工动作，直至加工结束，则重新开始新的加工作业。以下以温度参数和产品形状参数的跟踪为例，在每一台机床上均设置10个温度测量点，每个温度测量点处均设置一个温度传感器，并在机床主轴的X轴向、Y轴向、和/或Z轴向安装一个或多个电涡流位移传感器和高精度CCD相机，在连续生产过程中实时进行温度等数据采集上传至总控平台。其中，下表为10个温度传感器测量数控机床温度情况的位置及作用。

传感器	位置	作用
			T1～T5	主轴前轴承	测量轴承温度
T7，T8	主轴电机	测量电电温度
			T6，T9	主轴箱	测量主轴箱温度
T10	机床外壳	测量环境温度

监控中心实时地下发和控制各机床的当前操作，包括不限于如下：进刀角度、进刀量、刀具类型、进刀速度、产品温度、产品尺寸/形状信息等，以及机床的当前执行的加工路径信息、冷却液供液速度、主机功率、主轴转速、主机电流、环境温度等，各机依据下载获得的当前动作指令进行执行。以及还可以对单个零件的加工进度、本地区总体任务进度和整个任务包的进度进行跟踪。

一个时刻，苏州加工中心的Leaderway-V450触发警报，总控平台报错显示主轴温度波动较大，立即远程控制该机停止作业同时指令包暂停下发，当前动作暂停执行，提示监控人员呼叫检查，同时下苏州的本地主机下发检查单(在本机的显示屏显示)：包括机号(suz001)、操作建议(如停机检查等)、检查事项(如检查刀具是否发生磨损、是否发生崩刀、是否进刀过深、冷却液是否不足、冷却液喷嘴是否偏离位置等)，本地主机触发警报(鸣笛、亮灯)。检查维护完毕后，本机提交恢复作业请求，总控平台则恢复加工任务。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种总控式数控机床系统，包括

中心控制器，至少包括加工信息库，所述加工信息库满足在加工过程中依据请求派发匹配于待加工产品的加工信息和匹配于执行该加工任务的加工执行终端的运行信息，所述加工信息库的加工信息匹配于可加工的产品清单、运行信息匹配于可执行操控的加工执行终端清单；

加工执行终端，用于依据由中心控制器获得的加工信息和运行信息执行加工作业；

通信系统，至少用于依据所述中心控制器的指令向所述加工执行终端分发适配于当前加工任务的加工信息和运行信息。

2.如权利要求1所述的总控式数控机床系统，其特征在于，所述加工执行终端还包括通信连接到通信系统的缓存装置，所述缓存装置用于临时存储由所述中心控制器获取的加工信息和/或运行信息，所述加工执行终端在加工由所述缓存装置获取执行当前动作所需的加工信息和运行信息。

3.如权利要求1所述的总控式数控机床系统，其特征在于，所述中心控制器还通信连接有所述可视化终端，至少用于依据操作指令展示所述加工执行终端的任务执行状态和运行状态。

4.如权利要求3所述的总控式数控机床系统，其特征在于，所述可视化终端还设置有预警模块，所述预警模块用于依据中心控制器所执行的任务执行状态和/或运行状态跟踪，并在跟踪获得的跟踪信息溢出时提示预警。

5.如权利要求4所述的总控式数控机床系统，其特征在于，所述跟踪信息至少为将任务执行状态与预设任务执行日志进行比较的结果和/或为将加工执行终端的工作状态与预设的加工执行终端的安全状态进行比较的结果。

6.如权利要求1或2所述的总控式数控机床系统，其特征在于，所述加工执行终端还包括终端可视化模块，所述终端可视化模块至少用于实时监控加工执行终端的运行状态和/或用于通信连接所述中心控制器以实时反馈信息的展示。

7.如权利要求1所述的总控式数控机床系统，其特征在于，所述加工执行终端还配制有用于匹配地址和/或任务的识别编码，所述识别编码选自身份编码、任务编码。

8.如权利要求7所述的总控式数控机床系统，其特征在于，所述身份编码至少匹配如下任一信息：区域地址、交通状态、任务执行能力、所有者、设备类型。

9.如权利要求7所述的总控式数控机床系统，其特征在于，所述任务编码至少匹配如下任一信息：任务相关产品类型、任务进度、任务紧急程度、任务期限、任务执行过程中的出错累积。

10.如权利要求6所述的总控式数控机床系统，其特征在于，所述终端可视化模块还配制有报警器，所述报警器依据所述终端可视化模块捕获的预警信息实施警报。