用于机床自动上下料的桁架式机械手控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及自动机床控制技术领域。本发明专利技术一实施例提供提供一种用于机床自动上下料的桁架式机械手控制方法及系统，该方法包括：获取上料点立体坐标和换料点立体坐标，其中所述机床为所述多层料盘设定有零点立体坐标；基于上料点立体坐标、换料点立体坐标和零点立体坐标，生成多个中间位置坐标；根据所述多个中间位置坐标，控制机械手将换料点已加工工件更换为从上料点所运送来的待加工的工件。由此，实现了机床上下料在多轴立体空间中的自动化控制；并且，由于只需要给定两个点，使得编程测试过程简单，测试人员易于操作；进一步的，在本发明专利技术实施例中，并不限定机床的型号和类型，使得本发明专利技术的技术方案具有较强的通用性。

【技术实现步骤摘要】
用于机床自动上下料的桁架式机械手控制方法及系统
本专利技术涉及自动机床控制
，具体地涉及一种用于机床自动上下料的桁架式机械手控制方法及系统。
技术介绍
机床上下料机器人是在数控机床上下料环节取代了人工的完成工件的自动装卸功能。数控机床上下料机器人具有速度快、柔性高、效能高、精度高、无污染等优点，主要适应的对象大多为大批量重复性或者是工件质量较大以及工作环境恶劣条件。在新兴工业化时代，机床上下料工业机器人能够满足快速、大批量加工节拍的生产要求，能够节省人力资源成本，大大提高工厂的生产效率。在柔性制造系统方面，机械手自动上下料装置是机器人技术应用的一个重要方面，随着机床的高速高精度发展趋势，机床加工中自动上下料技术将具有更广阔的发展前景。在目前的相关技术中，采用高端的双通道系统数控来实现其中一通道控制数控车床，另外一通道控制桁架机械手。由于高端数控系统采用的总线伺服控制，所以需要和数控系统同一品牌的伺服驱动器和伺服电机，成本高昂，需要对多个位置进行编程调试时间长，而且不适用于配其他数控系统的车床，通用性比较差。另外，采用工控机配运动控制器的方案来控制桁架式机械手，由于要配工控机成本也是很高，运动控制器的应用开发周期长，占用客户工厂场地大。有鉴于此，一种实现多轴控制，适用于多台数控车床通用的桁架式机械手的控制方案是目前业界的热门研究方向。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种用于机床自动上下料的桁架式机械手控制方法及系统，以实现多轴自动化控制、通用性强、编程调试过程简单的优点。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种用于机床自动上下料的桁架式机械手控制方法，机床设置有多层料盘，该方法包括：获取上料点立体坐标和换料点立体坐标，其中所述机床为所述多层料盘设定有零点立体坐标；基于所述上料点立体坐标、所述换料点立体坐标和所述零点立体坐标，生成多个中间位置坐标；根据所述多个中间位置坐标，控制机械手将换料点已加工工件更换为从上料点所运送来的待加工的工件。可选的，该方法包括：基于所述上料点立体坐标、所述换料点立体坐标和所述零点立体坐标，生成关于第一机械手的多个第一中间位置坐标和关于第二机械手的多个第二中间位置坐标；根据所述多个第一中间位置坐标，控制所述第一机械手将位于上料点的所述待加工工件移动至换料点进行机床加工；以及根据所述多个第二中间位置坐标，控制所述第二机械手在当所述待加工工件到达换料远点时将换料点的所述已加工工件移出所述换料点，其中所述换料远点与所述换料点的X轴坐标不一样、且Y轴和Z轴坐标一样。可选的，所述第一中间位置坐标包括：上料高点立体坐标、上料低点立体坐标、安全点立体坐标、等待点立体坐标和所述换料远点立体坐标；其中，所述上料高点立体坐标用于指示第一机械手到达上料点上方的位置，所述上料低点立体坐标用于指示第一机械手夹取了待加工工件后离开上料点的位置；所述安全点立体坐标用于指示第一机械手为了避开床身钣金的高度所到达的位置，所述等待点立体坐标用于指示当等待响应机床换料指令时第一机械手准备进入机床内部空间的所述换料远点的位置；其中该方法还包括：控制所述第一机械手依次经过所述上料高点立体坐标、所述上料低点立体坐标、所述安全点立体坐标、所述等待点立体坐标、所述换料远点立体坐标和所述换料点立体坐标将待加工工件移动至换料点。可选的，所述根据所述多个中间位置坐标控制机械手将换料点已加工工件更换为从上料点所运送来的待加工的工件包括：判断所述第一机械手在相邻两个相邻的中间位置坐标之间所要移动的中间行程是否大于预定阈值；以及当所述中间行程大于所述预定阈值时，按照第一移动速度移动所述机械手完成中间行程；以及当所述中间行程小于预定阈值时，按照第二移动速度移动所述机械手完成中间行程，其中所述第一移动速度大于所述第二移动速度。可选的，该方法还包括：当该控制方法意外中断时，确定中断原因，该中断原因包括以下中的任意一者：伺服故障、紧急停止和自动运行暂停；根据中断原因，将故障级别分类为可继续执行流程或报警终止流程；当所述故障级别为可继续执行流程时，继上一节点执行控制流程；以及当所述故障级别为报警终止流程时，初始化执行控制流程。本专利技术实施例另一方面提供一种用于机床自动上下料的桁架式机械手控制系统，机床设置有多层料盘，该控制系统包括：获取单元，用于获取上料点立体坐标和换料点立体坐标，其中所述机床为所述多层料盘设定有零点立体坐标；中间位置确定单元，用于基于所述上料点立体坐标、所述换料点立体坐标和所述零点立体坐标，生成多个中间位置坐标；工件更换单元，用于根据所述多个中间位置坐标，控制机械手将换料点已加工工件更换为从上料点所运送来的待加工的工件。可选的，所述中间位置确定单元用于基于所述上料点立体坐标、所述换料点立体坐标和所述零点立体坐标，生成关于第一机械手的多个第一中间位置坐标和关于第二机械手的多个第二中间位置坐标；所述工件更换单元用于根据所述多个第一中间位置坐标，控制所述第一机械手将位于上料点的所述待加工工件移动至换料点进行机床加工，以及根据所述多个第二中间位置坐标，控制所述第二机械手在当所述待加工工件到达换料远点时将换料点的所述已加工工件移出所述换料点，其中所述换料远点与所述换料点的X轴坐标不一样、且Y轴和Z轴坐标一样。可选的，所述第一中间位置坐标包括：上料高点立体坐标、上料低点立体坐标、安全点立体坐标、等待点立体坐标和所述换料远点立体坐标；其中，所述上料高点立体坐标用于指示第一机械手到达上料点上方的位置，所述上料低点立体坐标用于指示第一机械手夹取了待加工工件后离开上料点的位置；所述安全点立体坐标用于指示第一机械手为了避开床身钣金的高度所到达的位置，所述等待点立体坐标用于指示当等待响应机床换料指令时第一机械手准备进入机床内部空间的所述换料远点的位置；其中该方法还包括：控制所述第一机械手依次经过所述上料高点立体坐标、所述上料低点立体坐标、所述安全点立体坐标、所述等待点立体坐标、所述换料远点立体坐标和所述换料点立体坐标将待加工工件移动至换料点。可选的，所述工件更换单元包括：中间行程判断模块，用于判断所述第一机械手在相邻两个相邻的中间位置坐标之间所要移动的中间行程是否大于预定阈值；以及移速控制模块，用于当所述中间行程大于所述预定阈值时，按照第一移动速度移动所述机械手完成中间行程；以及当所述中间行程小于预定阈值时，按照第二移动速度移动所述机械手完成中间行程，其中所述第一移动速度大于所述第二移动速度。可选的，该系统还包括：中断原因单元，用于当该控制方法意外中断时，确定中断原因，该中断原因包括以下中的任意一者：伺服故障、紧急停止和自动运行暂停；故障分类单元，用于根据中断原因，将故障级别分类为可继续执行流程或报警终止流程；流程执行判断单元，用于当所述故障级别为可继续执行流程时，继上一节点执行控制流程；以及当所述故障级别为报警终止流程时，初始化执行控制流程。通过上述技术方案，只需要为机床给定上料点坐标和换料点坐标（或下料点坐标），就能自动化计算出将上料点处的工件转移至下料点所需要经过的各个中间位置的立体坐标，并基于这些中间位置立体坐标自动控制机械手自动化逐步将工件从上料点换入换料点，实现了机床上下料在多轴立体空间中的自动化控制；并且，由于只需要给定两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机床自动上下料的桁架式机械手控制方法，机床设置有多层料盘，该方法包括：获取上料点立体坐标和换料点立体坐标，其中所述机床为所述多层料盘设定有零点立体坐标；基于所述上料点立体坐标、所述换料点立体坐标和所述零点立体坐标，生成多个中间位置坐标；根据所述多个中间位置坐标，控制机械手将换料点已加工工件更换为从上料点所运送来的待加工的工件。

【技术特征摘要】
1.一种用于机床自动上下料的桁架式机械手控制方法，机床设置有多层料盘，该方法包括：获取上料点立体坐标和换料点立体坐标，其中所述机床为所述多层料盘设定有零点立体坐标；基于所述上料点立体坐标、所述换料点立体坐标和所述零点立体坐标，生成多个中间位置坐标；根据所述多个中间位置坐标，控制机械手将换料点已加工工件更换为从上料点所运送来的待加工的工件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括：基于所述上料点立体坐标、所述换料点立体坐标和所述零点立体坐标，生成关于第一机械手的多个第一中间位置坐标和关于第二机械手的多个第二中间位置坐标；根据所述多个第一中间位置坐标，控制所述第一机械手将位于上料点的所述待加工工件移动至换料点进行机床加工；以及根据所述多个第二中间位置坐标，控制所述第二机械手在当所述待加工工件到达换料远点时将换料点的所述已加工工件移出所述换料点，其中所述换料远点与所述换料点的X轴坐标不一样、且Y轴和Z轴坐标一样。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一中间位置坐标包括：上料高点立体坐标、上料低点立体坐标、安全点立体坐标、等待点立体坐标和所述换料远点立体坐标；其中，所述上料高点立体坐标用于指示第一机械手到达上料点上方的位置，所述上料低点立体坐标用于指示第一机械手夹取了待加工工件后离开上料点的位置；所述安全点立体坐标用于指示第一机械手为了避开床身钣金的高度所到达的位置，所述等待点立体坐标用于指示当等待响应机床换料指令时第一机械手准备进入机床内部空间的所述换料远点的位置；其中该方法还包括：控制所述第一机械手依次经过所述上料高点立体坐标、所述上料低点立体坐标、所述安全点立体坐标、所述等待点立体坐标、所述换料远点立体坐标和所述换料点立体坐标将待加工工件移动至换料点。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个中间位置坐标控制机械手将换料点已加工工件更换为从上料点所运送来的待加工的工件包括：判断所述第一机械手在相邻两个相邻的中间位置坐标之间所要移动的中间行程是否大于预定阈值；以及当所述中间行程大于所述预定阈值时，按照第一移动速度移动所述机械手完成中间行程；以及当所述中间行程小于预定阈值时，按照第二移动速度移动所述机械手完成中间行程，其中所述第一移动速度大于所述第二移动速度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：当该控制方法意外中断时，确定中断原因，该中断原因包括以下中的任意一者：伺服故障、紧急停止和自动运行暂停；根据中断原因，将故障级别分类为可继续执行流程或报警终止流程；当所述故障级别为可继续执行流程时，继上一节点执行控制流程；以及当所述故障级别为报警终止流程时，初始化执行控制流程。6.一种用于机床自动上下料的桁架式机械手控制系统，机床设...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋新者，廖大山，
申请(专利权)人：上海西码机床科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31