一种基于机床换料时间模型提高产线机器人工作效率方法技术

本发明专利技术公开了一种基于机床换料时间模型提高产线机器人工作效率方法，包括以下步骤：获取自动化产线内所有机床的参数信息以及外部信息和位置信息；根据所述机床的参数信息和位置信息构建各机床的换料时间模型；解析所有零件的加工程式文件，实时监测当前加工进程并实时预测剩余加工时间；根据所述零件的剩余加工时间与换料时间模型进行实时比对，判断零件剩余加工时间是否大于该机床的换料时间；如是，则产线机器人执行其他任务；如否，将所述零件的换料任务发送给产线机器人任务队列执行。本发明专利技术根据任务类别规则对产线机器人进行最优调度，从而大幅提升产线机器人加工效率。从而大幅提升产线机器人加工效率。从而大幅提升产线机器人加工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机床换料时间模型提高产线机器人工作效率方法


[0001]本专利技术属于产线机器人自动化加工领域，具体涉及一种基于机床换料时间模型提高产线机器人工作效率方法。

技术介绍

[0002]在多品种小批量制造业中，由于其零件品种更换频繁，零件工艺工序较多，在加工过程中机床的加工程序要随着零件的变化频繁切换，同时同一个零件往往需要在多种不同类型的机床上进行多道工序的加工。由于这些特点，在自动化生产过程中每个零件的加工时间不同，使得产线机器人只能在零件加工完成后才能收到换料信息进行换料任务，再加上不同类型的设备换料时间不一致，使得产线机器人换料的过程中机床等待时间较长，大大降低了自动化线的加工效率和机床的稼动率。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，提供一种基于机床换料时间模型提高产线机器人工作效率方法，根据任务类别规则对产线机器人进行最优调度，从而大幅提升产线机器人加工效率。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种基于机床换料时间模型提高产线机器人工作效率方法，包括以下步骤：获取自动化产线内所有机床的参数信息以及外部信息和位置信息；根据所述机床的类型信息、工作参数信息和物理位置信息构建各机床的换料时间模型；解析所有零件的加工程式文件，实时监测当前加工进程并实时预测剩余加工时间；根据所述零件的剩余加工时间与换料时间模型进行实时比对，判断零件剩余加工时间是否大于该机床的换料时间；如是，则产线机器人执行其他任务；如否，将所述零件的换料任务发送给产线机器人任务队列执行。<br/>[0005]机床的换料时间模型的构建步骤包括：（1）收集所有机床的运动参数数据，包括机床主轴归零位时间、自动门或油槽的开闭时间、工作台移动时间、放油时间、油槽升降时间，并将运动参数数据进行预处理，得到每种类型机床的主轴回零位时间；预处理包括对加工相同零件类型时机床的运动参数数据进行数据冗余处理，过滤掉重复样本数据，同时按机床运动类型对过滤后的数据进行分类合并；（2）根据每台机床在产线内的物理位置及计算出产线机器人从不同原点出发对每种类型机床进行换料任务的运动轨迹和时间，通过数据挖掘后得出每台产线机器人在不同位置下的换料时间；（3）建立不同类型机床的主轴回零时间与不同位置的产线机器人换料时间的多对多的映射集合，并按机床类型进行聚类，最终得到产线内所有机床的换料时间模型。
[0006]机床换料时间模型的执行步骤具体为：通过计算机床的位置信息以及产线机器人当前位置得出产线机器人运行距离，根据产线机器人搬运不同重量零件的速率，计算出产
线机器人的待换料零件时间。
[0007]机床换料时间模型的执行步骤还包括：针对需要进行转向的零件时，考虑产线机器人的装夹转向时间，零件及电极的换装时间。
[0008]预测得到剩余加工时间的具体步骤为：根据零件的几何模型和加工程式对零件的加工过程进行仿真模拟处理，对加工进程进行实时监测，并与仿真模拟过程进行动态比对，预测得到零件剩余加工时间。
[0009]当产线机器人收到零件的换料任务时，首先将换料任务加入到当前的任务队列，同时会对现有的任务列队进行遍历，对所有的任务按任务类型和调度规则进行排序，机床换料任务优先级高于扫描任务和其它类型任务；如同时有多个换料任务，则优先执行根据换料时间模型得出最小换料时间的换料任务。
[0010]还提供一种基于机床换料时间模型提高产线机器人工作效率的系统，包括无线连接的主控制器与产线机器人，产线机器人工作于自动化产线，自动化产线带有机床；其中，主控制器，通过产线机器人获取自动化产线内所有机床的参数信息以及外部信息和位置信息；主控制器根据所述机床的类型信息、工作参数信息和物理位置信息构建各机床的换料时间模型；主控制器解析所有零件的加工程式文件，实时监测当前加工进程并实时预测剩余加工时间；主控制器根据所述零件的剩余加工时间与换料时间模型进行实时比对，判断零件剩余加工时间是否大于该机床的换料时间；如是，则控制产线机器人执行其他任务；如否，将所述零件的换料任务发送给产线机器人任务队列执行。
[0011]机床的换料时间模型的构建步骤包括：（1）收集所有机床的运动参数数据，包括机床主轴归零位时间、自动门或油槽的开闭时间、工作台移动时间、放油时间、油槽升降时间，并将运动参数数据进行预处理，得到每种类型机床的主轴回零位时间；预处理包括对加工相同零件类型时机床的运动参数数据进行数据冗余处理，过滤掉重复样本数据，同时按机床运动类型对过滤后的数据进行分类合并；（2）根据每台机床在产线内的物理位置及计算出产线机器人从不同原点出发对每种类型机床进行换料任务的运动轨迹和时间，通过数据挖掘后得出每台产线机器人在不同位置下的换料时间；（3）建立不同类型机床的主轴回零时间与不同位置的产线机器人换料时间的多对多的映射集合，并按机床类型进行聚类，最终得到产线内所有机床的换料时间模型。
[0012]机床换料时间模型的执行步骤具体为：通过计算机床的位置信息以及产线机器人当前位置得出产线机器人运行距离，根据产线机器人搬运不同重量零件的速率，计算出产线机器人的待换料零件时间；针对需要进行转向的零件时，考虑产线机器人的装夹转向时间，零件及电极的换装时间。
[0013]预测得到剩余加工时间的具体步骤为：根据零件的几何模型和加工程式对零件的加工过程进行仿真模拟处理，对加工进程进行实时监测，并与仿真模拟过程进行动态比对，预测得到零件剩余加工时间。
[0014]当产线机器人收到零件的换料任务时，首先将换料任务加入到当前的任务队列，同时会对现有的任务列队进行遍历，对所有的任务按任务类型和调度规则进行排序，机床
换料任务优先级高于扫描任务和其它类型任务；如同时有多个换料任务，则优先执行根据换料时间模型得出最小换料时间的换料任务。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术前预测零件剩余加工时间并提前生成换料任务，根据任务类别规则对产线机器人进行最优调度，从而大幅提升产线机器人的加工效率。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例的流程示意图。
具体实施方式
[0017]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术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专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0018]为解决多品种小批量行业的多种不同类型设备柔性自动化线体加工效率的问题，提出一种基于机床换料时间模型的提高机器人工作效率的方法。首先通过获取自动化线内所有机床的参数信息和位置信息构建自动化线内每台机床的换料时间模型。在实际加工阶段，通过解析所有零件加工程式和加工仿真模拟文件并实时监控当前程序执行进度，根据所述零件剩余加工时间与换料时间模型进行实时比对，提前准确的预测零件的加工完成事件并提前生成换料任务，根据任务类别规则对机器人进行最优调度，从而大幅提升工业机器人加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机床换料时间模型提高产线机器人工作效率方法，其特征在于，包括以下步骤：获取自动化产线内所有机床的参数信息以及外部信息和位置信息；根据所述机床的类型信息、工作参数信息和物理位置信息构建各机床的换料时间模型；解析所有零件的加工程式文件，实时监测当前加工进程并实时预测剩余加工时间；根据所述零件的剩余加工时间与换料时间模型进行实时比对，判断零件剩余加工时间是否大于该机床的换料时间；如是，则产线机器人执行其他任务；如否，将所述零件的换料任务发送给产线机器人任务队列执行。2.根据权利要求1所述的一种基于机床换料时间模型提高产线机器人工作效率方法，其特征在于，机床的换料时间模型的构建步骤包括：（1）收集所有机床的运动参数数据，包括机床主轴归零位时间、自动门或油槽的开闭时间、工作台移动时间、放油时间、油槽升降时间，并将运动参数数据进行预处理，得到每种类型机床的主轴回零位时间；预处理包括对加工相同零件类型时机床的运动参数数据进行数据冗余处理，过滤掉重复样本数据，同时按机床运动类型对过滤后的数据进行分类合并；（2）根据每台机床在产线内的物理位置及计算出产线机器人从不同原点出发对每种类型机床进行换料任务的运动轨迹和时间，通过数据挖掘后得出每台产线机器人在不同位置下的换料时间；（3）建立不同类型机床的主轴回零时间与不同位置的产线机器人换料时间的多对多的映射集合，并按机床类型进行聚类，最终得到产线内所有机床的换料时间模型。3.根据权利要求2所述的一种基于机床换料时间模型提高产线机器人工作效率方法，其特征在于，机床换料时间模型的执行步骤具体为：通过计算机床的位置信息以及产线机器人当前位置得出产线机器人运行距离，根据产线机器人搬运不同重量零件的速率，计算出产线机器人的待换料零件时间；针对需要进行转向的零件时，考虑产线机器人的装夹转向时间，零件及电极的换装时间。4.根据权利要求1所述的一种基于机床换料时间模型提高产线机器人工作效率方法，其特征在于，预测得到剩余加工时间的具体步骤为：根据零件的几何模型和加工程式对零件的加工过程进行仿真模拟处理，对加工进程进行实时监测，并与仿真模拟过程进行动态比对，预测得到零件剩余加工时间。5.根据权利要求1所述的一种基于机床换料时间模型提高产线机器人工作效率方法，其特征在于，当产线机器人收到零件的换料任务时，首先将换料任务加入到当前的任务队列，同时会对现有的任务列队进行遍历，对所有的任务按任务类型和调度规则进行排序，机床换料任务优先级高于扫描任务和其它类型任务；如同时有多个换料任务，则优先执行根据换料时间模型得出最小换料时间的换料任务。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：易平，张靖暹，胡建平，蔡兵，
申请(专利权)人：武汉益模科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：