CN113110296B - 基于智能加工站的刀具管理方法、***、设备及存储介质 - Google Patents

基于智能加工站的刀具管理方法、***、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于智能加工站的刀具管理方法、***、设备及存储介质，其中所述方法包括：获取预设的刀具需求以及刀具库存信息，并生成刀具装配指令，将刀具安装到机床上；利用刀具识别装置识别刀具，获取刀具信息；利用刀具检测装置获取刀具尺寸，当刀具尺寸与刀具标准尺寸的差值超过预设的第一阈值，确定刀具更换指令，根据刀具库存信息和刀具编号，寻找到匹配的新刀具，将机床上的旧道具更换为新刀具。本申请实施例实现智能工作站对刀具从刀具需求调度到刀具更换的一系列管理过程，为智能工作站完成完整的制造序列任务提供有效保障。

Description

基于智能加工站的刀具管理方法、***、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及智能加工技术领域，尤其涉及一种基于智能加工站的刀具管理方法、***、设备及存储介质。
背景技术
智能加工站(Intelligent Manufacturing System，IMS)技术集多工序、多工位加工制造单元于一体，智能加工站通过控制中心集成的“生产管控***”结合企业ERP、PLM、MES等KI信息化***，实现从优化排程、物料准备、加工制造、质量检验到成品输出的完整制造序列任务。智能加工站主要针对小批量、多品种、定制化、柔性化的机械加工需求，以航天航空行业为例，智能加工站可进行作动器、阀体组件、叶片等的加工制造。在加工制造过程中，智能加工站需要使用到多种刀具对零件进行切削加工，因此如何有效管理刀具是亟待解决的问题。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请提出一种基于智能加工站的刀具管理方法、***、设备及存储介质。
第一方面，本申请实施例提供了一种基于智能加工站的刀具管理方法，包括：获取预设的刀具需求；获取刀具库存信息；根据所述刀具库存信息和所述刀具需求，确定刀具装配指令；所述刀具装配指令用于将生产所需的刀具安装到机床上；获取所述机床上的刀具信息；其中，所述刀具信息包括刀具编号和刀具标准尺寸；获取刀具尺寸；当所述刀具尺寸与所述刀具标准尺寸的差值超过预设的第一阈值，确定刀具更换指令；根据所述刀具库存信息、所述刀具编号以及所述刀具更换指令，更换所述刀具。
可选地，所述刀具信息还包括刀具使用时长，所述方法还包括：当所述刀具使用时长和预设的刀具切削时长的差值超过预设的第二阈值，确定刀具更换指令。
可选地，所述刀具信息还包括刀具使用次数，所述方法还包括：当所述刀具使用次数和预设的刀具切削次数的差值超过预设的第三阈值，确定刀具更换指令。
可选地，所述刀具信息还包括刀具保养间隔，所述方法还包括：当所述刀具保养间隔的时长超过预设的第四阈值，确定刀具保养指令。
第二方面，本申请实施例提供了一种基于智能加工站的刀具管理***，包括：刀具库、刀具识别装置、刀具检测装置以及刀具更换装置：所述刀具库用于储存刀具；所述刀具识别装置包括二维码读码器，所述二维码读码器用于识别所述刀具上的二维码，获得刀具信息；所述刀具检测装置包括对刀仪；所述对刀仪用于获取刀具尺寸；所述刀具更换装置包括机械臂；所述机械臂用于将机床上的刀具取下，并更换新的刀具。
可选地，所述刀具识别装置包括射频识别读写器，所述射频识别读写器用于识别所述刀具上的射频识别芯片。
第三方面，本申请实施例提供了一种基于智能加工站的刀具管理***，包括：获取模块、装配指令生成模块、更换指令生成模块、刀具更换模块；所述获取模块用于获取预设的刀具需求、刀具库存信息、刀具信息、刀具尺寸；所述装配指令生成模块用于根据所述刀具库存信息和所述刀具需求，确定刀具装配指令；所述更换指令生成模块用于当所述刀具尺寸与所述刀具标准尺寸的差值超过预设的第一阈值，确定刀具更换指令；所述刀具更换模块用于根据所述刀具库存信息和所述刀具更换指令，更换所述刀具。
第四方面，本申请实施例提供了一种设备，包括：至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如第一方面所述的基于智能加工站的刀具管理方法。
第五方面，本申请实施例提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由所述处理器执行时用于实现如第一方面所述的基于智能加工站的刀具管理方法。
本申请实施例的有益效果如下：首先获取预设的刀具需求以及刀具库存信息，当刀具库中的刀具满足本次生产的需求，管控***生成刀具装配指令，将刀具安装到机床上；利用刀具识别装置识别刀具，获取刀具信息；利用刀具检测装置获取刀具尺寸，当刀具尺寸与刀具标准尺寸的差值超过预设的第一阈值，确定刀具更换指令，根据刀具库存信息和刀具编号，寻找匹配刀具所在的区域；机械臂将机床上的刀具拆卸下来，换上从刀具库取出的新刀具。本申请实施例实现智能工作站对刀具从刀具需求调度到刀具更换的一系列管理过程，配合智能工作站完成产品加工制造这一重要环节，为智能工作站完成完整的制造序列任务提供有效保障。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1是本申请一些实施例提供的基于智能加工站的刀具管理***；
图2是本申请一些实施例提供的基于智能加工站的刀具管理方法；
图3为本申请另一些实施例提供的基于智能加工站的刀具管理***；
图4为本申请一些实施例提供的一种设备。
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用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，虽然在***示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于***中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等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。
下面结合附图，对本申请实施例作进一步阐述。
参考图1，图1是本申请一些实施例提供的基于智能加工站的刀具管理***，该***100属于智能加工站的一部分，该***100包括刀具库110、刀具识别装置120、刀具检测装置130以及刀具更换装置140。刀具库用于储存刀具，根据智能加工站中对不同零件的不同加工需求，刀具库中存储有多种类型的刀具。刀具识别装置包括二维码读码器，二维码读码器用于识别刀具上的二维码，二维码中储存有包括但不限于刀具的编号、刀具标准尺寸、刀具使用时长、刀具保养间隔等等内容的刀具信息。刀具检测装置包括对刀仪；对刀仪除了可以用于调整刀具的位置，还可以用于获取刀具尺寸。刀具更换装置包括机械臂；机械臂用于将机床上的刀具取下，并将新的刀具更换到机床上。
可选地，刀具识别装置还可以包括射频识别读写器，射频识别读写器用于识别刀具上的射频识别芯片，射频识别芯片存储有刀具信息。
参照图2，图2是本申请一些实施例提供的基于智能加工站的刀具管理方法，该方法包括但不限于步骤S200至步骤S260。
步骤S200，获取预设的刀具需求。
具体地，智能加工站根据不同的生产计划生成不同的需求，包括但不限于刀具需求、物料需求、工装夹具需求等等。刀具需求具体包括本次生产计划中不同工序所需要用到的所有刀具类型和数量。
步骤S210，获取刀具库存信息。
具体地，用户可以通过智能加工站的管控***查看刀具库中的刀具库存情况，获取到刀具库存信息。
步骤S220，根据刀具库存信息和刀具需求，确定刀具装配指令。
具体地，根据所需要的刀具的种类、数量等需求，与刀具库存信息进行匹配，当刀具库存满足本次生产所需的刀具需求，管控***生成刀具装配指令，刀具装配指令用于将生产所需的刀具安装到机床上，刀具装配工作可以由智能工作站中的机械臂完成，也可以由人工完成。
可选地，当刀具库存信息显示，刀具库中的刀具储存量不足以完成本次生产，则生成刀具补偿指令，对刀具库中缺少的刀具进行补偿。
步骤S230，获取机床上的刀具信息。
具体地，智能工作站中使用的刀具上均带有可识别的二维码，二维码均用于存储刀具信息，刀具信息包括但不限于刀具编号和刀具标准尺寸。在刀具管理过程中，使用刀具识别装置中二维码读码器可以识别刀具上的二维码，获得刀具信息。
可选地，刀具上还可以带有射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)芯片，RFID芯片用于存储刀具信息，使用刀具识别装置中的射频识别读写器可以识别RFID芯片，获得刀具信息。
需要说明的是，本申请实施例中，二维码和RFID芯片都用于存储刀具信息，可以根据生产需求在二维码和RFID芯片中任选其一使用，也可以组合使用，而刀具识别装置也根据具体的刀具信息存储方法进行调整。
步骤S240，获取刀具尺寸。
具体地，智能工作站中的刀具检测装置包括对刀仪，对刀仪可以对刀具的长度、刀径等尺寸进行测量，通过刀具检测装置获取刀具尺寸。
步骤S250，当刀具尺寸与刀具标准尺寸的差值超过预设的第一阈值，确定刀具更换指令。
具体地，将获取到的刀具尺寸与刀具信息中的刀具标准尺寸进行比较，比较的尺寸包括但不限于刀具长度、刀径，当刀具尺寸与刀具标准尺寸的差值超过预设的第一阈值，则判断刀具磨损，不能继续使用，则智能工作站的管控***下发刀具更换指令。刀具更换指令用于根据需更换的刀具的刀具编号，在刀具库中查询对应的刀具存储位置，将需更换的刀具从机床上拆下，并从刀具库中取出新的刀具，更换到机床上。
可选地，刀具信息中还包括刀具使用时长。刀具每一次进入机床开始使用以及使用完毕的时间都可以记录在刀具信息中，从而统计出刀具的使用时长。由于刀具都有其使用寿命，即刀具切削时长，当刀具使用时长和预设的刀具切削时长的差值超过预设的第二阈值，则判断刀具已经到达使用寿命，不能继续使用，则智能工作站的管控***下发刀具更换指令。
可选地，刀具信息中还包括刀具使用次数，刀具每使用一次，刀具使用次数加一。而刀具的会磨损，切削次数是有限的，在刀具信息中还包括预设的刀具切削次数，当刀具使用次数和预设的刀具切削次数的差值超过预设的第三阈值，则判断刀具的切削次数已经达极限，不能继续使用，则智能工作站的管控***下发刀具更换指令。
可选地，刀具信息中还包括刀具保养间隔，刀具可以通过适当的保养增加切削次数，延长刀具的寿命。刀具每次保养都会在刀具信息中记录下保养的日期，管控***可以根据上一次保养的日期统计出刀具的保养间隔，当刀具保养间隔的时长超过预设的第四阈值，则判断刀具需要进行保养，则智能工作站的管控***确定刀具保养指令，刀具保养指令用于控制机械臂对刀具进行保养，或者是用于提醒用户进行人工保养。当保养完成，刀具切削次数会适当增加，切削次数的具体增加幅度需要根据不同的刀具类型具体设置。
步骤S260，根据刀具库存信息和刀具更换指令，更换刀具。
具体地，当智能工作站的管控***下发了刀具更换指令，则根据刀具库存信息，查看刀具库的存储了匹配刀具的区域，根据刀具更换指令在刀具库中寻找到匹配的刀具后，机械臂将需要更换的旧道具拆下，并将从刀具库中取出的新道具更换到机床上，完成刀具更换。
通过步骤S200至步骤S260，首先获取预设的刀具需求以及刀具库存信息，当刀具库中的刀具满足本次生产的需求，管控***生成刀具装配指令，将刀具安装到机床上；利用刀具识别装置识别刀具，获取刀具信息；利用刀具检测装置获取刀具尺寸，当刀具尺寸与刀具标准尺寸的差值超过预设的第一阈值，确定刀具更换指令，根据刀具库存信息和刀具编号，寻找匹配刀具所在的区域；机械臂将机床上的刀具拆卸下来，换上从刀具库取出的新刀具。另外，还可以根据刀具信息中的刀具使用时长、刀具使用次数等信息，对机床上的刀具进行更换；根据刀具信息中的保养间隔，对刀具进行定期保养。本申请实施例实现智能工作站对刀具从刀具需求调度到刀具更换、刀具保养等一系列管理过程，配合智能工作站完成产品加工制造这一重要环节，为智能工作站完成完整的制造序列任务提供有效保障。
参照图3，图3为本申请另一些实施例提供的基于智能加工站的刀具管理***，该***300包括获取模块310、装配指令生成模块320、更换指令生成模块330、刀具更换模块340；获取模块用于获取预设的刀具需求、刀具库存信息、刀具信息、刀具尺寸；装配指令生成模块用于根据刀具库存信息和刀具需求，确定刀具装配指令；更换指令生成模块用于当刀具尺寸与刀具标准尺寸的差值超过预设的第一阈值，确定刀具更换指令；刀具更换模块用于根据刀具库存信息和刀具更换指令，更换刀具。
参考图4，图4为本申请一些实施例提供的一种设备，该设备400包括至少一个处理器410，还包括至少一个存储器420，用于存储至少一个程序；图4中以一个处理器及一个存储器为例。
处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本申请的另一个实施例还提供了一种设备，该设备可用于执行如上任意实施例中的控制方法，例如，执行以上描述的图2中的方法步骤S200至S260。
以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
本申请实施例还公开了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，处理器可执行的程序在由处理器执行时用于实现本申请提出的基于智能加工站的刀具管理方法。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、***可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.基于智能加工站的刀具管理方法，其特征在于，包括：
获取预设的刀具需求；
获取刀具库存信息；
根据所述刀具库存信息和所述刀具需求，确定刀具装配指令；所述刀具装配指令用于将生产所需的刀具安装到机床上；
获取所述机床上的刀具信息；其中，所述刀具信息包括刀具编号和刀具标准尺寸；
获取刀具尺寸；
当所述刀具尺寸与所述刀具标准尺寸的差值超过预设的第一阈值，确定刀具更换指令；
根据所述刀具库存信息、所述刀具编号以及所述刀具更换指令，更换所述刀具；
所述刀具信息还包括刀具保养间隔，所述方法还包括：
当所述刀具保养间隔的时长超过预设的第四阈值，确定刀具保养指令；
所述根据所述刀具库存信息和所述刀具需求，确定刀具装配指令，包括：
根据刀具的种类和数量需求，与所述刀具库存信息匹配；
当刀具库中的刀具能够满足刀具的种类和数量需求，则生成刀具装配指令；
当刀具库中的刀具储存量不满足刀具的种类和数量需求，则生成刀具补偿指令以对刀具库中缺少的刀具进行补偿；
所述获取所述机床上的刀具信息，包括：
识别刀具上的二维码以获取所述刀具信息。
2.根据权利要求1所述的基于智能加工站的刀具管理方法，其特征在于，所述刀具信息还包括刀具使用时长，所述方法还包括：
当所述刀具使用时长和预设的刀具切削时长的差值超过预设的第二阈值，确定刀具更换指令。
3.根据权利要求1所述的基于智能加工站的刀具管理方法，其特征在于，所述刀具信息还包括刀具使用次数，所述方法还包括：
当所述刀具使用次数和预设的刀具切削次数的差值超过预设的第三阈值，确定刀具更换指令。
4.基于智能加工站的刀具管理***，其特征在于，所述刀具管理***用于实施如权利要求1至3任意一项所述的刀具管理方法，所述刀具管理***包括：刀具库、刀具识别装置、刀具检测装置以及刀具更换装置：
所述刀具库用于储存刀具；
所述刀具识别装置包括二维码读码器，所述二维码读码器用于识别所述刀具上的二维码，获得刀具信息；其中，所述二维码储存有刀具信息，所述刀具信息包括刀具的编号、刀具标准尺寸、刀具使用时长、刀具保养间隔；
所述刀具检测装置包括对刀仪；所述对刀仪用于获取刀具尺寸；
所述刀具更换装置包括机械臂；所述机械臂用于将机床上的刀具取下，并更换新的刀具。
5.根据权利要求4所述的基于智能加工站的刀具管理***，其特征在于，所述刀具识别装置包括射频识别读写器，所述射频识别读写器用于识别所述刀具上的射频识别芯片。
6.基于智能加工站的刀具管理***，其特征在于，所述刀具管理***用于实施如权利要求1至3任意一项所述的刀具管理方法，所述刀具管理***包括：获取模块、装配指令生成模块、更换指令生成模块、刀具更换模块；
所述获取模块用于获取预设的刀具需求、刀具库存信息、刀具信息、刀具尺寸；
所述装配指令生成模块用于根据所述刀具库存信息和所述刀具需求，确定刀具装配指令；
所述更换指令生成模块用于当所述刀具尺寸与所述刀具标准尺寸的差值超过预设的第一阈值，确定刀具更换指令；
所述刀具更换模块用于根据所述刀具库存信息和所述刀具更换指令，更换所述刀具。
7.一种设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-3中任一项所述的基于智能加工站的刀具管理方法。
8.一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由所述处理器执行时用于实现如权利要求1-3任一项所述的基于智能加工站的刀具管理方法。
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