CN110238698A - 一种工件加工程序自动匹配的加工方法及加工设备 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于工业自动化生产领域，公开了一种工件加工程序自动匹配的加工方法及加工设备，上述加工方法，包括以下步骤：控制***预设有多个在设定尺寸范围内且对应不同尺寸区段的加工程序，控制***控制夹持机构夹持工件，通过数据采集组件测算工件的实际尺寸，并将工件的实际尺寸与设定尺寸范围进行比对，若工件的实际尺寸在设定尺寸范围内，则根据工件的实际尺寸选用对应尺寸区段的加工程序进行加工。本发明通过检测和筛选的方式来匹配最佳的加工程序以减小或者消除工件的实际加工误差。

Description

一种工件加工程序自动匹配的加工方法及加工设备
技术领域
本发明属于工业自动化生产领域，尤其涉及一种工件加工程序自动匹配的加工方法及加工设备。
背景技术
目前国内的许多管材生产工艺不够理想，往往标称的管材规格与实际大小不匹配(相同规格的管材可能存在几十个丝的偏差)，而一般的激光切管机数控***所运行的加工程序都是预先按照标准管材规格编程好的，所以加工出来的工件大小尺寸就会存在偏差，从而导致轮廓位置精度不达标，甚至是工件直接报废无法使用等问题。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一，提供了一种工件加工程序自动匹配的加工方法及加工设备，其通过检测和筛选的方式来匹配最佳的加工程序以减小或者消除工件的实际加工误差。
本发明的技术方案是：一种工件加工程序自动匹配的加工方法，包括以下步骤：控制***预设有多个在设定尺寸范围内且对应不同尺寸区段的加工程序，控制***控制夹持机构夹持工件，通过数据采集组件测算工件的实际尺寸，并将工件的实际尺寸与设定尺寸范围进行比对，若工件的实际尺寸在设定尺寸范围内，则根据工件的实际尺寸选用对应尺寸区段的加工程序进行加工。
可选地，所述数据采集组件测算工件的实际尺寸操作如下：
数据采集组件采集工件的模拟量数据，并根据公式y＝ax+b来计算工件的实际尺寸，其中，x为模拟量数据,a为0.029，b为135.4。
可选地，所述模拟量数据包括工件的宽度模拟量数据和高度模拟量数据。
可选地，在所述设定尺寸范围内以设定间隔划分有多个尺寸区段，并按各所述尺寸区段的中间值设定对应的加工程序。
可选地，所述设定尺寸范围为工件标准尺寸加上允许的尺寸偏差，所述尺寸偏差的上偏差和下偏差的绝对值相等。
可选地，所述尺寸偏差为1mm,其中上偏差为+0.5mm，下偏差为-0.5mm。
可选地，根据工件的实际尺寸选用对应尺寸区段的加工程序的操作如下：
将工件的实际尺寸与所述工件标准尺寸进行比对得到比对差值，判断比对差值是否处于所述工件允许的尺寸偏差内，若比对差值处于所述工件允许的尺寸偏差内，再从多个尺寸区段中筛选出与工件的实际尺寸匹配的尺寸区段，最后调用与该尺寸区段对应的加工程序进行加工，若比对差值在所述工件标准尺寸允许的尺寸偏差外，则停止加工；
或者，将工件的实际尺寸与所述设定尺寸范围进行比对，判断工件的实际尺寸是否处于所述设定尺寸范围内，若工件的实际尺寸处于所述设定尺寸范围内，再从多个尺寸区段中筛选出与工件的实际尺寸匹配的尺寸区段，最后调用与该尺寸区段对应的加工程序进行加工。
可选地，若工件的实际尺寸在设定尺寸范围外，则停止加工。
本发明还提供了一种加工设备，包括拥有夹持工件的夹持机构，所述夹持机构设置有用于测算工件实际尺寸的数据采集组件，还包括预设有多个在设定尺寸范围内且对应不同尺寸区段的加工程序、并根据工件的实际尺寸选用对应尺寸区段的加工程序进行加工的控制***，所述数据采集组件与所述控制***通讯连接。
可选地，所述数据采集组件包括用于采集工件宽度数据模拟量的水平数据采集器和采集用于工件高度数据模拟量的竖直数据采集器，且所述水平数据采集器和所述竖直数据采集器为直线位移传感器或超声波传感器。
本发明所提供的一种工件加工程序自动匹配的加工方法及加工设备，通过数据采集组件采集工件的模拟量数据，并计算得出工件的实际尺寸，将工件的实际尺寸与设定尺寸范围内的多个尺寸区段进行比对分析，从多个尺寸区段中筛选出与工件实际尺寸匹配的尺寸区段，并调用与该尺寸区段对应的加工程序进行加工。本发明具有以下优点：
1、产品多样性好，可适用各种不同规格的工件；
2、可以有效的减小或消除原料工件不规范带来的误差，提高加工精度，同时可以防止加工到错误的工件类型，安全可靠性好；
3、实用性和灵活性好，安装简单使用简便，匹配规则可以灵活设定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种工件加工程序自动匹配的加工方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种加工设备中夹持机构的结构示意图；
图3是本发明实施例中公式y＝ax+b中x和y的线性关系图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。
另外，本发明实施例中若有“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系的用语，其为基于附图所示的方位或位置关系或常规放置状态或使用状态，其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结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位或位置关系、也不是必须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。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。
在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。
本发明实施例提供的一种工件加工程序自动匹配的加工方法，包括以下步骤：开启加工设备的自动加工模式，先在控制***中预设有多个在设定尺寸范围内且对应不同尺寸区段的加工程序，夹持机构1在控制***控制下自动夹持工件2，通过数据采集组件3测算工件2的实际尺寸，将工件的实际尺寸与设定尺寸范围进行比对，若工件的实际尺寸在设定尺寸范围内，则从多个尺寸区段中筛选出与工件2的实际尺寸相匹配尺寸区段，并调用与该尺寸区段对应的加工程序对工件2进行加工，以减小工件尺寸不规范造成的加工误差，有效地提高加工精度。
可选地，所述数据采集组件3测算工件2的实际尺寸的操作如下：
数据采集组件3采集工件2的模拟量数据，并根据公式y＝ax+b来计算工件2的实际尺寸，其中，x为数据采集组件3采集到的模拟量数据，x为负值，a为0.029，b为135.4，y为实际尺寸且单位为mm。
一实施例中，数据采集组件3采集到圆管的直径模拟量数据x,根据公式y＝0.029x+135.4可计算得出圆管的实际直径，x和y的线性关系如图3所示，其中横坐标表示模拟量数据，纵坐标表示实际尺寸，且x和y的具体数值如下表：
x y
模拟量数据 实际长度(mm)
-4324.127931 10
-3979.310345 20
-3634.482759 30
-3289.655172 40
-2944.827586 50
-2600 60
-2255.172414 70
-1910.344828 80
-1565.517241 90
-1220.689655 100
可选地，所述模拟量数据包括工件2的宽度模拟量数据和高度模拟量数据，保证模拟量数据采集的全面性，从而确保工件2的实际尺寸精度。实际应用中，当工件为圆管时，宽度模拟量数据和高度模拟量数据均为直径模拟量数据。
可选地，在所述设定尺寸范围内以设定间隔等分划分有多个尺寸区段，并按各所述尺寸区段的中间值设定对应的加工程序，对工件2的设定范围做进一步详细地划分，根据实际尺寸能匹配到最佳的尺寸区段，有效的提高加工精度。
作为另一种实施方式，工件允许的尺寸偏差以设定间隔等分划分有多个偏差区段，并以每个偏差区段的中间值设定对应的加工程序。
可选地，该设定间隔可以为0.1mm、0.2mm、0.25mm、0.5mm等。
可选地，所述设定尺寸范围为工件标准尺寸加允许的尺寸偏差，所述尺寸偏差的上偏差和下偏差的绝对值相等，所述尺寸偏差为1mm,其中上偏差为+0.5mm，下偏差为-0.5mm。当然，可以理解地，工件2允许的尺寸偏差可根据实际加工要求的不同，也可以为其他合适的值，如2mm、3mm、4mm等。
可选地，根据工件2的实际尺寸选用对应尺寸区段的加工程序的操作如下：
将工件2的实际尺寸与所述工件标准尺寸进行比对得到比对差值，判断比对差值是否处于所述工件2允许的尺寸偏差内，若比对差值处于所述工件2允许的尺寸偏差内，例如：圆管实际尺寸为52.6mm，圆管标准尺寸为53mm，允许的尺寸偏差为±0.5mm,则工件2的实际尺寸与工件标准尺寸的比对差值为-0.4mm,比对差值-0.4mm在±0.5mm范围内,则说明工件2的实际尺寸满足加工的要求，为了确保加工精度，需对工件2的实际尺寸做进一步的确认，从设定尺寸范围内的多个尺寸区段中筛选出与工件2的实际尺寸匹配的尺寸区段，并调用与该尺寸区段对应的加工程序进行加工；
实际应用中，也可以对工件2允许的尺寸偏差以一定的间隔划分成多个偏差区段，以每个偏差区段的中间值设定对应的加工程序，需对工件2的实际尺寸做进一步确认的操作如下：从工件2允许的尺寸偏差内的多个偏差区段中筛选出与比对差值匹配的偏差区段(即与比对差值最为接近的偏差区段)，并调用与该偏差区段对应的加工程序对工件2进行加工。
或者，将工件2的实际尺寸直接与所述设定尺寸范围进行比对，判断工件2的实际尺寸是否处于所述设定尺寸范围内，若工件2的实际尺寸处于所述设定尺寸范围内，例如：圆管实际尺寸为52.6mm，圆管标准尺寸为53mm，允许的尺寸偏差为±0.5mm，即圆管设定尺寸范围为52.5mm-53.5mm，圆管实际尺寸52.6mm在52.5mm-53.5mm范围内,则说明工件2的实际尺寸满足加工的要求，为了确保加工精度，需对工件2的实际尺寸做进一步的确认，从设定尺寸范围内的多个尺寸区段中筛选出与工件2的实际尺寸匹配的尺寸区段，并调用与该尺寸区段对应的加工程序进行加工。
可选地，若工件2的实际尺寸在设定尺寸范围外，即工件2的实际尺寸不符合加工要求，加工设备发出警报并停机。
本发明中，以标准直径为63mm的圆管为例，加工流程参见图1，其中，圆管允许的尺寸偏差为±0.5mm，即设定尺寸范围为62.5mm-63.5mm，设定以0.1mm为间隔，对设定尺寸范围进行等分划分得到十个直径区段，控制***记录这十个直径区段并按每个直径区段的中间值制作出十个不同直径的加工程序，加工时，夹持机构夹持固定圆管，通过水平直线位移传感和竖直直线位移传感采集得到圆管的直径模拟量数据，再用控制***根据公式y＝0.029x+135.4计算得出圆管的实际尺寸，将圆管的实际尺寸与控制***中设定尺寸范围进行比对，判断圆管的实际直径是否处于62.5mm-63.5mm范围内，若圆管的实际直径在62.5mm-63.5mm范围内，则控制***从十个直径区段中筛选出与圆管的实际直径最为接近的直径区段，并调取与该直径区段对应的加工程序对圆管进行加工。若圆管的实际直径在62.5mm-63.5mm范围外，加工设备报警并停机。其中，圆管的实际直径与各个直径区段的具体匹配形式如下：
当62.5mm<实际直径<62.6mm，则匹配直径为62.55mm的加工程序；
当62.6mm<实际直径<62.7mm，则匹配直径为62.65mm的加工程序；
当62.7mm<实际直径<62.8mm，则匹配直径为62.75mm的加工程序；
当62.8mm<实际直径<62.9mm，则匹配直径为62.85mm的加工程序；
当62.9mm<实际直径<63.0mm，则匹配直径为62.95mm的加工程序；
当63.0mm<实际直径<63.1mm，则匹配直径为63.05mm的加工程序；
当63.1mm<实际直径<63.2mm，则匹配直径为63.15mm的加工程序；
当63.2mm<实际直径<63.3mm，则匹配直径为63.25mm的加工程序；
当63.3mm<实际直径<63.4mm，则匹配直径为63.35mm的加工程序；
当63.4mm<实际直径<63.5mm，则匹配直径为63.45mm的加工程序。
实际应用中，工件2允许的尺寸偏差和设定间隔可以通过控制***进行预先的编排和设定。
本发明还提供了一种加工设备，包括拥有夹持工件2的夹持机构1，所述夹持机构1设置有用于测算工件2实际尺寸的数据采集组件3，还包括预设有多个在设定尺寸范围内且对应不同尺寸区段的加工程序、并根据工件的实际尺寸选用对应尺寸区段的加工程序进行加工的控制***，所述数据采集组件3与所述控制***通讯连接。工作时，夹持机构1在控制***的控制下自动夹持工件2，将工件2夹持固定后，通过数据采集组件3采集工件2的模拟量数据，并根据模拟量数据计算得出工件2的实际尺寸(如工件2的宽度和高度尺寸)，将工件2的实际尺寸与设定尺寸范围进行比对，确定工件的类型或/和尺寸是否符合加工要求，如果工件2的实际尺寸在设定尺寸范围内，说明工件2满足加工要求，控制***筛选出与工件2的实际尺寸匹配尺寸区段，并调用与该尺寸区段对应的加工程序对工件2进行加工，如果工件2的实际尺寸在设定尺寸范围外，则控制***发出警报并控制加工设备停机。本发明通过检测和筛选的方式匹配出最佳的加工程序来减小或者消除加工误差，有效的提高加工精度。其中，加工设备可以为具有计算机数字控制功能的数控机床、数控铣削设备等。
可选地，所述数据采集组件3包括用于采集工件2宽度数据模拟量的水平数据采集器31和采集用于工件2高度数据模拟量的竖直数据采集器32，确保模拟量数据采集的全面性，所述水平数据采集器31和所述竖直数据采集器32为直线位移传感器或超声波传感器，其检测精度高且稳定性好。
可选地，直线位移传感器或超声波传感器可通过安装支架固定在夹持机构11上。
可选地，所述夹持机构1可为卡盘。
本发明实施例所提供的一种工件加工程序自动匹配的加工方法及加工设备，先通过数据采集组件3采集工件2的模拟量数据，并计算得出工件2的实际尺寸，将工件2的实际尺寸与设定尺寸范围内的多个尺寸区段进行比对分析，从中筛选出与工件实际尺寸匹配的尺寸区段，并调用与该尺寸区段对应的加工程序进行加工。本发明具有以下优点：
1、产品多样性好，可适用各种不同规格的工件；
2、可以有效的减小或消除原料工件不规范带来的误差，提高加工精度，同时可以防止加工到错误的工件类型，安全可靠性好；
3、实用性和灵活性好，安装简单使用简便，匹配规则可以灵活设定。
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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工件加工程序自动匹配的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：控制***预设有多个在设定尺寸范围内且对应不同尺寸区段的加工程序，控制***控制夹持机构夹持工件，通过数据采集组件测算工件的实际尺寸，并将工件的实际尺寸与设定尺寸范围进行比对，若工件的实际尺寸在设定尺寸范围内，则根据工件的实际尺寸选用对应尺寸区段的加工程序进行加工。
2.如权利要求1所述的一种工件加工程序自动匹配的加工方法，其特征在于，所述数据采集组件测算工件的实际尺寸操作如下：
数据采集组件采集工件的模拟量数据，并根据公式y＝ax+b来计算工件的实际尺寸，其中，x为模拟量数据,a为0.029，b为135.4。
3.如权利要求2所述的一种工件加工程序自动匹配的加工方法，其特征在于，所述模拟量数据包括工件的宽度模拟量数据和高度模拟量数据。
4.如权利要求1所述的一种工件加工程序自动匹配的加工方法，其特征在于，在所述设定尺寸范围内以设定间隔划分有多个尺寸区段，并按各所述尺寸区段的中间值设定对应的加工程序。
5.如权利要求4所述的一种工件加工程序自动匹配的加工方法，其特征在于，所述设定尺寸范围为工件标准尺寸加上允许的尺寸偏差，所述尺寸偏差的上偏差和下偏差的绝对值相等。
6.如权利要求5所述的一种工件加工程序自动匹配的加工方法，其特征在于，所述尺寸偏差为1mm,其中上偏差为+0.5mm，下偏差为-0.5mm。
7.如权利要求5所述的一种工件加工程序自动匹配的加工方法，其特征在于，根据工件的实际尺寸选用对应尺寸区段的加工程序的操作如下：
将工件的实际尺寸与所述工件标准尺寸进行比对得到比对差值，判断比对差值是否处于所述工件允许的尺寸偏差内，若比对差值处于所述工件允许的尺寸偏差内，再从多个尺寸区段中筛选出与工件的实际尺寸匹配的尺寸区段，最后调用与该尺寸区段对应的加工程序进行加工，若比对差值在所述工件标准尺寸允许的尺寸偏差外，则停止加工；
或者，将工件的实际尺寸与所述设定尺寸范围进行比对，判断工件的实际尺寸是否处于所述设定尺寸范围内，若工件的实际尺寸处于所述设定尺寸范围内，再从多个尺寸区段中筛选出与工件的实际尺寸匹配的尺寸区段，最后调用与该尺寸区段对应的加工程序进行加工。
8.如权利要求1所述的一种工件加工程序自动匹配的加工方法，其特征在于，若工件的实际尺寸在设定尺寸范围外，则停止加工。
9.一种加工设备，其特征在于，包括拥有夹持工件的夹持机构，所述夹持机构设置有用于测算工件实际尺寸的数据采集组件，还包括预设有多个在设定尺寸范围内且对应不同尺寸区段的加工程序、并根据工件的实际尺寸选用对应尺寸区段的加工程序进行加工的控制***，所述数据采集组件与所述控制***通讯连接。
10.如权利要求9所述的一种加工设备，其特征在于，所述数据采集组件包括用于采集工件宽度数据模拟量的水平数据采集器和采集用于工件高度数据模拟量的竖直数据采集器，且所述水平数据采集器和所述竖直数据采集器为直线位移传感器或超声波传感器。
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