一种搬运控制系统及其搬运方法.pdf

本发明公开了一种搬运控制系统及其搬运方法，其包括总控机，所述总控机分别与第一上料装置、第二加工装置、第三加工装置、第四加工装置通信连接，用于控制上述装置的运行状态；所述第一上料装置将工件加工后传输到所述第二加工装置，所述第二加工装置对工件再加工后传输到所述第三加工装置，所述第三加工装置对工件第三次加工后传输到所述第四加工装置，所述第四加工装置对工件进行第四次加工后下料。其控制架构清晰，调度策略更为合理，便于实现生产线改造和升级，增加了系统的可操作性和安全性，也减少了工艺流程改变对程序修改带来的不便，实现了智能化加工，提高了对工件加工的效率与精确度。

1.  一种搬运控制系统，其包括总控机，其特征在于，所述总控机分别 与第一上料装置、第二加工装置、第三加工装置、第四加工装置通信连接， 用于控制上述装置的运行状态；所述第一上料装置将工件加工后传输到所 述第二加工装置，所述第二加工装置对工件再加工后传输到所述第三加工 装置，所述第三加工装置对工件第三次加工后传输到所述第四加工装置， 所述第四加工装置对工件进行第四次加工后下料。

2.  根据权利要求1所述的搬运控制系统，其特征在于，所述第一上料 装置包括第一机械手、第一控制柜、上料台、第一机床、第一翻转站与第 一示教盒，所述第一控制柜分别与所述第一机械手、所述第一机床、所述 第一示教盒通信连接，所述第二控制柜、所述第一翻转站均与所述总控机 通信连接，所述上料台通过第一变频器与所述第一控制柜通信连接。

3.  根据权利要求1所述的搬运控制系统，其特征在于，所述第二加工 装置包括第二机械手、第二控制柜、测量机、第二机床、第二翻转站、甩 料台与第二示教盒，所述第二控制柜分别与所述第二机械手、所述测量机、 所述第二机床、第二示教盒通信连接，所述第一控制柜、所述第二翻转站、 所述测量机、所述甩料台均与所述总控机通信连接。

4.  根据权利要求1所述的搬运控制系统，其特征在于，所述第三加工 装置包括第三机械手、第三控制柜、定位机、第一立式机床、第三翻转站 与第三示教盒，所述第三控制柜分别与第三机械手、所述定位机、所述第 三示教盒通信连接，所述第三控制柜、所述第一立式机床、所述第三翻转 站均与所述总控机通信连接。

5.  根据权利要求1所述的搬运控制系统，其特征在于，所述第四加工 装置包括第四机械手、第四控制柜、第二立式机床、下料转台、倒角机与 第四示教盒，所述第四控制柜分别与所述第四机械手、所述第二立式机床、 所述第四示教盒通信连接，所述下料转台通过第二变频器与所述第四控制 柜通信连接，所述第四控制柜、所述倒角机均与所述总控机通信连接。

6.  一种如权利要求1所述搬运控制系统的搬运方法，其包括以下步骤：
总控机控制第一上料装置将工件加工后传输到第二加工装置，所述第 二加工装置对工件再加工后传输到第三加工装置，所述第三加工装置对工 件第三次加工后传输到第四加工装置，所述第四加工装置对工件进行第四 加工后下料。

7.  根据权利要求6所述的搬运方法，其特征在于，上述步骤具体的还 包括：上料台上料准备就绪，就绪信号交互传递给第一控制柜，所述第一 控制柜将所述上料台部分信息以以太网通讯方式传给所述总控机；
所述总控机根据所述上料台信息来决定第一机械手是否取料，若所述 第一机械手取料，同时第一机床信号也通过所述第一控制柜传递给所述总 控机，所述总控机判断所述第一机床是否已经准备好加工工件；
如果所述第一机床已经准备好，则所述总控机控制所述第一控制柜执 行向所述第一机床下料加工的操作；
所述第一控制柜放料操作结束后，所述总控机重新判断所述上料台状 态，执行再次上料；
所述第一机床加工工件与所述第一机械手再次取料操作同步进行；当 加工结束后，所述第一机床发送加工结束信号给所述总控机，所述总控机 控制所述第一机械手取出已经加工好的工件放置在第一翻转站上，进入下 一工序。

8.  根据权利要求7所述的搬运方法，其特征在于，上述步骤具体的还 包括：
所述第一翻转站将状态信号传递给所述总控机，所述总控机判断所述 第一翻转站是否就绪；
如就绪，所述总控机通过第二控制柜控制第二机械手反向抓取放在所 述第一翻转站上的工件；抓取结束后，所述总控机判断第二机床是否准备 加工；如所述第二机床准备就绪；所述总控机则令所述第二机械手向所述 第二机床放料，同时不断检测所述第一翻转站的状态；
当所述第二机械手放料结束后，如果所述第一翻转站处于有料状态， 则所述第二机械手执行去所述第一翻转站取料动作，待所述第二机床加工 结束后，所述第二机械手执行换料；
此时，测量机通过以太网通讯方式与所述总控机通讯，待所述第二机 械手换料动作完成后；所述总控机向所述测量机发出命令，要求所述测量 机将状态信号反馈给所述总控机；
如果所述测量机准备就绪，则所述第二机械手将所述第二机床加工完 成的工件放入所述测量机测量；
工件放好后，所述测量机开始测量，并将测量结果传递给所述总控机； 如工件为合格品则进入下一工序；如工件为不合格品，则所述总控机令所 述第二机械手将不合格工件移至甩料台甩料；
如工件合格后，所述总控机检测第二翻转站是否允许放置工件；如允 许，则所述第二机械手抓取合格工件放在所述第二翻转站上，然后所述第 二机械手往复所述第一翻转站取料，并重复上述步骤。

9.  根据权利要求8所述的搬运方法，其特征在于，上述步骤具体的还 包括：所述总控机检测定位机是否准备定位，如果准备就绪，所述总控机 令第三机械手抓取所述第二翻转站上的工件，放置在所述定位机进行定位；
定位完成后，所述总控机首先检测第三控制柜运行状态，根据预设的 软件优先级判断条件，判断是否取料；
如果为取料，则所述总控机命令所述第三机械手从所述定位机取料， 同时检测第一立式机床是否允许加工；如果为是，则所述第三机械手将工 件放入所述第一立式机床进行加工；
如果此时所述定位机上又存在待加工工件，则所述第三机械手仍抓取 所述定位机上的工件，并回到安全位置等候，当所述第一立式机床加工结 束后，所述总控机命令所述第三机械手换料，并将加工好的工件放置在第 三翻转站上，进入下一工序。

10.  根据权利要求9所述的搬运方法，其特征在于，上述步骤具体的 还包括：
所述总控机检测到所述第三翻转站有工件放置时，同时比较所述第四 加工装置的状态，如优先级允许，所述总控机所述第四机械手抓取所述第 三翻转站上的工件；
同时所述总控机检测第二立式机床状态，如果所述第二立式机床允许 加工，则所述第四机械手将工件放入所述第二立式机床进行加工；
所述总控机再检测所述第三翻转站是否又有工件放置，如有，则令所 述第四机械手再次取料，待所述第二立式机床加工结束后，所述第四机械 手向所述第二立式机床取料换料；
并且所述总控机判断工件是否倒角；若倒角机允许倒角，则所述总控 机令所述第四机械手将换下来加工完成的工件放入所述倒角机进行倒角； 所述总控机检测下料转台的状态，如果运行下料，则所述总控机令所述第 四机械手抓取倒角后的工件放到所述下料转台进行下料。

一种搬运控制系统及其搬运方法
技术领域
本发明涉及一种用于轴承加工的搬运控制系统及其搬运方法。
背景技术
现有的轴承加工工厂的机床上下料搬运控制系统的控制结构为单控制 中心控制单台机械手。设备之间调度通过IO信号交互实现。其缺点是：设 备之间调度方式复杂，不利于生产线改造。整个轴承加工生产线各设备的 协调完全依靠各控制中心之间的I/O交互。一旦生产线改造，硬件连接上都 需要改变。模块化和可替代性不强，只有收到完成信号后才能结束等待状 态，工件加工节拍过长。采用梯形图、流程图等控制中心的编程语言编程， 程序量较大。由于调度是通过控制中心实现的，一旦要修改加工工艺，整 个系统多台控制中心程序需要重新设计，实现起来较为困难，缺少上位机 监控，不利于实时掌握系统运行状态。现有上下料系统的监控多通过示教 盒或触摸屏实现，监控分散且监控项目有限，只对机器手运行位置，是否 碰撞等信息有相应显示，而对其他信息，如机床刀具状态、加工工件良率 等监控较少。可见，现有技术还需要改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于轴承加工 的搬运控制系统及其搬运方法，以便于实现生产线改造和升级，增加系统 的可操作性和安全性。
为解决上述技术问题，本发明技术方案包括：
一种搬运控制系统，其包括总控机，其中，所述总控机分别与第一上 料装置、第二加工装置、第三加工装置、第四加工装置通信连接，用于控 制上述装置的运行状态；所述第一上料装置将工件加工后传输到所述第二 加工装置，所述第二加工装置对工件再加工后传输到所述第三加工装置， 所述第三加工装置对工件第三次加工后传输到所述第四加工装置，所述第 四加工装置对工件进行第四次加工后下料。
所述的搬运控制系统，其中，所述第一上料装置包括第一机械手、第 一控制柜、上料台、第一机床、第一翻转站与第一示教盒，所述第一控制 柜分别与所述第一机械手、所述第一机床、所述第一示教盒通信连接，所 述第一控制柜、所述第一翻转站均与所述总控机通信连接，所述上料台通 过第一变频器与所述第一控制柜通信连接。
所述的搬运控制系统，其中，所述第二加工装置包括第二机械手、第 二控制柜、测量机、第二机床、第二翻转站、甩料台与第二示教盒，所述 第二控制柜分别与所述第二机械手、所述测量机、所述第二机床与第二示 教盒通信连接，所述第二控制柜、所述第二翻转站、所述测量机、所述甩 料台均与所述总控机通信连接。
所述的搬运控制系统，其中，所述第三加工装置包括第三机械手、第 三控制柜、定位机、第一立式机床、第三翻转站与第三示教盒，所述第三 控制柜分别与第三机械手、所述定位机、所述第三示教盒通信连接，所述 第三控制柜、所述第一立式机床、所述第三翻转站均与所述总控机通信连 接。
所述的搬运控制系统，其中，所述第四加工装置包括第四机械手、第 四控制柜、第二立式机床、下料转台、倒角机与第四示教盒，所述第四控 制柜分别与所述第四机械手、所述第二立式机床、所述第四示教盒通信连 接，所述下料转台通过第二变频器与所述第四控制柜通信连接，所述第四 控制柜、所述倒角机均与所述总控机通信连接。
一种如所述搬运控制系统的搬运方法，其包括以下步骤：
总控机控制第一上料装置将工件加工后传输到第二加工装置，所述第 二加工装置对工件再加工后传输到第三加工装置，所述第三加工装置对工 件第三次加工后传输到第四加工装置，所述第四加工装置对工件进行第四 加工后下料。
所述的搬运方法，其中，上述步骤具体的还包括：上料台上料准备就 绪，就绪信号交互传递给第一控制柜，所述第一控制柜将所述上料台部分 信息以以太网通讯方式传给所述总控机；
所述总控机根据所述上料台信息来决定第一机械手是否取料，若所述 第一机械手取料，同时第一机床信号也通过所述第一控制柜传递给所述总 控机，所述总控机判断所述第一机床是否已经准备好加工工件；
如果所述第一机床已经准备好，则所述总控机控制所述第一控制柜执 行向所述第一机床下料加工的操作；
所述第一控制柜放料操作结束后，所述总控机重新判断所述上料台状 态，执行再次上料；
所述第一机床加工工件与所述第一机械手再次取料操作同步进行；当 加工结束后，所述第一机床发送加工结束信号给所述总控机，所述总控机 控制所述第一机械手取出已经加工好的工件放置在第一翻转站上，进入下 一工序。
所述的搬运方法，其中，上述步骤具体的还包括：
所述第一翻转站将状态信号传递给所述总控机，所述总控机判断所述 第一翻转站是否就绪；
如就绪，所述总控机通过第二控制柜控制第二机械手反向抓取放在所 述第一翻转站上的工件；抓取结束后，所述总控机判断第二机床是否准备 加工；如所述第二机床准备就绪；所述总控机则令所述第二机械手向所述 第二机床放料，同时不断检测所述第一翻转站的状态；
当所述第二机械手放料结束后，如果所述第一翻转站处于有料状态， 则所述第二机械手执行去所述第一翻转站取料动作，待所述第二机床加工 结束后，所述第二机械手执行换料；
此时，测量机通过以太网通讯方式与所述总控机通讯，待所述第二机 械手换料动作完成后；所述总控机向所述测量机发出命令，要求所述测量 机将状态信号反馈给所述总控机；
如果所述测量机准备就绪，则所述第二机械手将所述第二机床加工完 成的工件放入所述测量机测量；
工件放好后，所述测量机开始测量，并将测量结果传递给所述总控机； 如工件为合格品则进入下一工序；如工件为不合格品，则所述总控机令所 述第二机械手将不合格工件移至甩料台甩料；
如工件合格后，所述总控机检测第二翻转站是否允许放置工件；如允 许，则所述第二机械手抓取合格工件放在所述第二翻转站上，然后所述第 二机械手往复所述第一翻转站取料，并重复上述步骤。
所述的搬运方法，其中，上述步骤具体的还包括：所述总控机检测定 位机是否准备定位，如果准备就绪，所述总控机令第三机械手抓取所述第 二翻转站上的工件，放置在所述定位机进行定位；
定位完成后，所述总控机首先检测第三控制柜运行状态，根据预设的 软件优先级判断条件，判断是否取料；
如果为取料，则所述总控机命令所述第三机械手从所述定位机取料， 同时检测第一立式机床是否允许加工；如果为是，则所述第三机械手将工 件放入所述第一立式机床进行加工；
如果此时所述定位机上又存在待加工工件，则所述第三机械手仍抓取 所述定位机上的工件，并回到安全位置等候，当所述第一立式机床加工结 束后，所述总控机命令所述第三机械手换料，并将加工好的工件放置在第 三翻转站上，进入下一工序。
所述的搬运方法，其中，上述步骤具体的还包括：
所述总控机检测到所述第三翻转站有工件放置时，同时比较所述第四 加工装置的状态，如优先级允许，所述总控机所述第四机械手抓取所述第 三翻转站上的工件；
同时所述总控机检测第二立式机床状态，如果所述第二立式机床允许 加工，则所述第四机械手将工件放入所述第二立式机床进行加工；
所述总控机再检测所述第三翻转站是否又有工件放置，如有，则令所 述第四机械手再次取料，待所述第二立式机床加工结束后，所述第四机械 手向所述第二立式机床取料换料；
并且所述总控机判断工件是否倒角；若倒角机允许倒角，则所述总控 机令所述第四机械手将换下来加工完成的工件放入所述倒角机进行倒角； 所述总控机检测下料转台的状态，如果运行下料，则所述总控机令所述第 四机械手抓取倒角后的工件放到所述下料转台进行下料。
本发明提供的一种用于轴承加工的搬运控制系统及其搬运方法，采用 总控机、第一上料装置、第二加工装置、第三加工装置与第四加工装置的 结构方式，其控制架构清晰，调度策略更为合理，便于实现生产线改造和 升级，增加了系统的可操作性和安全性，也减少了工艺流程改变对程序修 改带来的不便，实现了智能化加工，提高了对工件加工的效率与精确度。
附图说明
图1是本发明中搬运控制系统的框架结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种搬运控制系统及其搬运方法，为使本发明的目的、 技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理 解，此处所描述的具体实施例子仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种搬运控制系统，如图1所示的，其包括总控机1，所 述总控机1可以采用中央控制器、计算机等技术形式。其中，所述总控机1 通过以太网交换机32分别与第一上料装置2、第二加工装置3、第三加工 装置4、第四加工装置5通信连接，用于控制上述装置的运行状态；所述第 一上料装置2将工件加工后传输到所述第二加工装置3，所述第二加工装置 3对工件再加工后传输到所述第三加工装置4，所述第三加工装置4对工件 第三次加工后传输到所述第四加工装置5，所述第四加工装置5对工件进行 第四次加工后下料。
更详尽的是，所述第一上料装置2包括第一机械手6、第一控制柜7、 上料台8、第一机床9、第一翻转站10与第一示教盒11，所述第一控制柜 7分别与所述第一机械手6、所述第一机床9、所述第一示教盒11通信连接， 所述第一控制柜7、所述第一翻转站10均与所述总控机1通信连接，所述 上料台8通过第一变频器12与所述第一控制柜7通信连接，通过各个部件 的配合完成第一工序的操作。
在另一较佳实施例中，所述第二加工装置3包括第二机械手13、第二 控制柜14、测量机15、第二机床16、第二翻转站17、甩料台与第二示教 盒18，所述第二控制柜14分别与所述第二机械手13、所述测量机15、所 述第二机床16与第二示教盒18通信连接，所述第二控制柜14、所述第二 翻转站17、所述测量机15、所述甩料台均与所述总控机1通信连接，通过 各个部件的配合完成第二工序的操作。
更进一步的，所述第三加工装置4包括第三机械手19、第三控制柜20、 定位机21、第一立式机床22、第三翻转站23与第三示教盒24，所述第三 控制柜20分别与所述第三机械手19、所述第三示教盒24通信连接，所述 定位机21通过第二变频器33与所述第三控制柜20通信连接，所述第三控 制柜20、所述第一立式机床22、所述第三翻转站23均与所述总控机1通 信连接，通过各个部件的配合完成第三工序的操作。
在另一较佳实施例中，所述第四加工装置5包括第四机械手25、第四 控制柜26、第二立式机床27、下料转台28、倒角机29与第四示教盒30， 所述第四控制柜26分别与所述第四机械手25、所述第二立式机床27、所 述第四示教盒30通信连接，所述下料转台28通过第三变频器31与所述第 四控制柜26通信连接，所述第四控制柜26、所述倒角机29均与所述总控 机1通信连接，通过各个部件的配合完成第四工序的操作，完成对工件的 加工。
所述第一机械手6、所述第二机械手13、所述第三机械手19与所述第 四机械手25均为能三维运动的机械手。通过上述描述可知，采用总控机与 对应的控制柜通信连接，在通过对应控制柜控制对应加工装置运行，使运 行框架更清晰，只需要对总控机以及多个控制柜进行改造或升级，就实现 了整个生产线的改造和升级，节省了企业的运行成本。
本发明还提供了一种如所述搬运控制系统的搬运方法，其包括以下步 骤：
总控机1控制第一上料装置2将工件加工后传输到第二加工装置3，所 述第二加工装置3对工件再加工后传输到第三加工装置4，所述第三加工装 置4对工件第三次加工后传输到第四加工装置5，所述第四加工装置5对工 件进行第四加工后下料。
更加具体地，本发明的方法具体包括以下四个工序：
第一工序：
上料台8上料准备就绪，就绪信号交互传递给第一控制柜7，所述第一 控制柜7将所述上料台8部分信息以以太网通讯方式传给所述总控机1；
所述总控机1根据所述上料台8信息来决定第一机械手6是否取料， 若所述第一机械手6取料，同时第一机床9信号也通过所述第一控制柜7 传递给所述总控机1，所述总控机1判断所述第一机床9是否已经准备好加 工工件；
如果所述第一机床9已经准备好，则所述总控机1控制所述第一控制 柜7执行向所述第一机床9下料加工的操作；
所述第一控制柜7放料操作结束后，所述总控机1重新判断所述上料 台8状态，执行再次上料；
所述第一机床9加工工件与所述第一机械手6再次取料操作同步进行； 当加工结束后，所述第一机床9发送加工结束信号给所述总控机1，所述总 控机1控制所述第一机械手6取出已经加工好的工件放置在第一翻转站10 上，进入下一工序。
第二工序：
然后，进入第二工序，所述第一翻转站10将状态信号传递给所述总控 机1，所述总控机1判断所述第一翻转站10是否就绪；
如就绪，所述总控机1通过第二控制柜14控制第二机械手13反向抓 取放在所述第一翻转站10上的工件；抓取结束后，所述总控机1判断第二 机床16是否准备加工；如所述第二机床16准备就绪，所述总控机1则令 所述第二机械手13向所述第二机床16放料，同时不断检测所述第一翻转 站10的状态；
当所述第二机械手13放料结束后，如果所述第一翻转站10处于有料 状态，则所述第二机械手13执行去所述第一翻转站10取料动作，待所述 第二机床16加工结束后，所述第二机械手13执行换料；
此时，测量机15通过以太网通讯方式与所述总控机1通讯，待所述第 二机械手13换料动作完成后；所述总控机1向所述测量机15发出命令， 要求所述测量机15将状态信号反馈给所述总控机1；
如果所述测量机15准备就绪，则所述第二机械手13将所述第二机床 16加工完成的工件放入所述测量机15测量；
工件放好后，所述测量机15开始测量，并将测量结果传递给所述总控 机1；如工件为合格品则进入下一工序；如工件为不合格品，则所述总控机 1令所述第二机械手13将不合格工件移至甩料台甩料；
如工件合格后，所述总控机1检测第二翻转站17是否允许放置工件； 如允许，则所述第二机械手13抓取合格工件放在所述第二翻转站17上， 然后所述第二机械手13往复所述第一翻转站10取料，并重复上述步骤。
第三工序：
然后进入第三工序，所述总控机1检测定位机21是否准备定位，如果 准备就绪，所述总控机1令第三机械手19抓取所述第二翻转站17上的工 件，放置在所述定位机21进行定位；
定位完成后，所述总控机1首先检测第三控制柜20运行状态，根据预 设的软件优先级判断条件，判断是否取料；
如果为取料，则所述总控机1命令所述第三机械手20从定位机21取 料，同时检测第一立式机床22是否允许加工；如果为是，则所述第三机械 手20将工件放入所述第一立式机床22进行加工；
如果此时所述定位机21上又存在待加工工件，则所述第三机械手19 仍抓取所述定位机21上的工件，并回到安全位置等候，当所述第一立式机 床22加工结束后，所述总控机1命令所述第三机械手19换料，并将加工 好的工件放置在第三翻转站23上，进入下一工序。
第四工序：
然后，进入第四工序，所述总控机1检测到所述第三翻转站23有工件 放置时，同时比较所述第四加工装置5的状态，如优先级允许，所述总控 机1所述第四机械手25抓取所述第三翻转站23上的工件；
同时所述总控机1检测第二立式机27床状态，如果所述第二立式机床 27允许加工，则所述第四机械手25将工件放入所述第二立式机床27进行 加工；
所述总控机1再检测所述第三翻转站23是否又有工件放置，如有，则 令所述第四机械手25再次取料，待所述第二立式机床27加工结束后，所 述第四机械手25向所述第二立式机床27取料换料；
并且所述总控机1判断工件是否倒角；若倒角机29允许倒角，则所述 总控机1令所述第四机械手25将换下来加工完成的工件放入所述倒角机29 进行倒角；所述总控机1检测下料转台28的状态，如果运行下料，则所述 总控机1令所述第四机械手25抓取倒角后的工件放到所述下料转台28进 行下料。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和 详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以 做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利 的保护范围应以所附权利要求为准。