[發(fā)明專利]一種采用基于零點(diǎn)料架和RFID系統(tǒng)的柔性制造單元的柔性制造方法

有效

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• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN112415956B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張強(qiáng);趙瑞杰
• 申請（專利權(quán)）人: 西安航天精密機(jī)電研究所
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418;G06K17/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 李雪亞

1.一種采用基于零點(diǎn)料架和RFID系統(tǒng)的柔性制造單元的柔性制造方法，

所述基于零點(diǎn)料架和RFID系統(tǒng)的柔性制造單元，包括主控電氣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、MES系統(tǒng)、滑動(dòng)軌道(1)、通過第七軸運(yùn)行在滑動(dòng)軌道(1)上的六自由度機(jī)器人(2)、設(shè)置在六自由度機(jī)器人(2)末端的零點(diǎn)料架夾具系統(tǒng)(3)、分別設(shè)置在滑動(dòng)軌道(1)兩側(cè)的兩臺(tái)加工中心(4)、兩組零點(diǎn)料架(5)、一組暫存位料架(6)、以及帶有兩個(gè)讀寫器和2N個(gè)芯片的RFID讀寫系統(tǒng)；所述兩臺(tái)加工中心(4)分別為一號(hào)加工中心和二號(hào)加工中心；每組所述零點(diǎn)料架(5)包含托盤快換系統(tǒng)和N個(gè)工位；

所述零點(diǎn)料架(5)的每個(gè)工位上均設(shè)置有母盤托盤(7)；所述母盤托盤(7)上設(shè)置有與不同工裝(9)連接的過渡板(8)；

所述RFID讀寫系統(tǒng)的2N個(gè)芯片分別一一對應(yīng)地設(shè)置在相應(yīng)的母盤托盤(7)上；所述RFID讀寫系統(tǒng)的兩個(gè)讀寫器，其中一個(gè)設(shè)置在六自由度機(jī)器人(2)末端，用于讀取零點(diǎn)料架(5)上所述工位的位置信息；另一個(gè)設(shè)置在所述工裝(9)上，用于寫入工裝(9)上安裝的待加工零件(13)的信息；

所述兩組零點(diǎn)料架(5)以及一組暫存位料架(6)的位置按以下原則確定：首先根據(jù)毛坯料的來源和成品的去向確定兩組零點(diǎn)料架(5)的初步位置；然后根據(jù)兩臺(tái)加工中心(4)的位置確定六自由度機(jī)器人(2)第七軸的位置；再根據(jù)兩臺(tái)加工中心(4)及六自由度機(jī)器人(2)第七軸的位置確定暫存位料架(6)的初始位置；之后再根據(jù)六自由度機(jī)器人(2)的工作范圍微調(diào)兩組零點(diǎn)料架(5)以及暫存位料架(6)的位置，進(jìn)而確定其最終位置，確保六自由度機(jī)器人(2)末端的零點(diǎn)料架夾具系統(tǒng)(3)能夠到達(dá)零點(diǎn)料架(5)上2N個(gè)工位的極限位置；

其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：通過MES系統(tǒng)綁定毛坯料類型、毛坯料所在母盤托盤(7)位于的零點(diǎn)料架(5)的料架號(hào)和母盤托盤(7)位置號(hào)，將對應(yīng)的數(shù)據(jù)寫入母盤托盤(7)上的RFID讀寫系統(tǒng)的芯片上，然后通過MES系統(tǒng)生成任務(wù)，并遠(yuǎn)程啟動(dòng)六自由度機(jī)器人(2)開始抓取；

步驟2：六自由度機(jī)器人(2)根據(jù)MES系統(tǒng)下發(fā)的、需要加工的毛坯料所在母盤托盤(7)位于的零點(diǎn)料架(5)的料架號(hào)和母盤托盤(7)位置號(hào)，從對應(yīng)的位置抓取帶毛坯料的母盤托盤(7)，判斷其是否是該加工中心所要加工毛坯料的首件；如果不是，則放入所述暫存位料架(6)；如果是，則直接放入加工中心開始加工然后根據(jù)任務(wù)類型，從以下三種工作模式中選擇加工過程：

工作模式一：只有一號(hào)加工中心工作

則六自由度機(jī)器人(2)從零點(diǎn)料架(5)上取走載有毛坯料的母盤托盤(7)，放入一號(hào)加工中心加工，待加工完成后，讀取載有成品的母盤托盤(7)信息，將載有成品的母盤托盤(7)放回到零點(diǎn)料架(5)上對應(yīng)的位置，重復(fù)以上過程；

工作模式二：只有二號(hào)加工中心工作

則六自由度機(jī)器人(2)從零點(diǎn)料架(5)上取走載有毛坯料的母盤托盤(7)，放入二號(hào)加工中心加工，待加工完成后，讀取載有成品的母盤托盤(7)信息，將載有成品的母盤托盤(7)放回到零點(diǎn)料架(5)上對應(yīng)的位置，重復(fù)以上過程；

工作模式三：兩臺(tái)加工中心(4)同時(shí)工作

則六自由度機(jī)器人(2)將從零點(diǎn)料架(5)上取走的首件載有毛坯料的母盤托盤(7)，放入兩臺(tái)加工中心(4)中設(shè)定的優(yōu)先級(jí)較高的加工中心進(jìn)行加工；將從零點(diǎn)料架(5)上取走的第二件載有毛坯料的母盤托盤(7)，放入兩臺(tái)加工中心(4)中設(shè)定的優(yōu)先級(jí)較低的加工中心進(jìn)行加工；從第三件載有毛坯料的母盤托盤(7)開始，通過所述暫存位料架(6)，對載有成品的母盤托盤(7)進(jìn)行下料操作和對載有毛坯料的母盤托盤(7)進(jìn)行上料操作，然后讀取載有成品的母盤托盤(7)信息，將載有成品的母盤托盤(7)放回到零點(diǎn)料架(5)上對應(yīng)的位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性制造方法，其特征在于，所述步驟2具體為：

只有一號(hào)加工中心工作：則六自由度機(jī)器人(2)從零點(diǎn)料架(5)上抓取首件載有毛坯料的母盤托盤(7)，直接放入一號(hào)加工中心開始加工；然后，六自由度機(jī)器人(2)返回零點(diǎn)料架(5)再抓取下一個(gè)載有毛坯料的母盤托盤(7)，放入暫存位料架(6)上的一號(hào)加工中心毛坯料暫存位，六自由度機(jī)器人(2)停留在機(jī)器人等待位；待首件加工完成后，六自由度機(jī)器人(2)將首件載有成品的母盤托盤(7)取出，放入暫存位料架(6)上的一號(hào)加工中心成品暫存位；然后將放在暫存位料架(6)上的一號(hào)加工中心毛坯料暫存位的所述下一個(gè)載有毛坯料的母盤托盤(7)，放入一號(hào)加工中心開始加工；接著六自由度機(jī)器人(2)讀取放在暫存位料架(6)上的一號(hào)加工中心成品暫存位的所述首件載有成品的母盤托盤(7)信息，并將所述首件載有成品的母盤托盤(7)放回到零點(diǎn)料架(5)上的對應(yīng)位置；六自由度機(jī)器人(2)再次從零點(diǎn)料架(5)上抓取一個(gè)載有毛坯料的母盤托盤(7)，放入暫存位料架(6)上的一號(hào)加工中心毛坯料暫存位，六自由度機(jī)器人(2)停留在機(jī)器人等待位，由此周而復(fù)始運(yùn)行；

只有二號(hào)加工中心工作：則六自由度機(jī)器人(2)從零點(diǎn)料架(5)上抓取首件載有毛坯料的母盤托盤(7)，直接放入二號(hào)加工中心開始加工；然后，六自由度機(jī)器人(2)返回零點(diǎn)料架(5)再抓取下一個(gè)載有毛坯料的母盤托盤(7)，放入暫存位料架(6)上的二號(hào)加工中心毛坯料暫存位，六自由度機(jī)器人(2)停留在機(jī)器人等待位；待首件加工完成后，六自由度機(jī)器人(2)將首件載有成品的母盤托盤(7)取出，放入暫存位料架(6)上的二號(hào)加工中心成品暫存位；然后將放在暫存位料架(6)上的二號(hào)加工中心毛坯料暫存位的所述下一個(gè)載有毛坯料的母盤托盤(7)，放入二號(hào)加工中心開始加工；接著六自由度機(jī)器人(2)讀取放在暫存位料架(6)上的二號(hào)加工中心成品暫存位的所述首件載有成品的母盤托盤(7)信息，并將所述首件載有成品的母盤托盤(7)放回到零點(diǎn)料架(5)上的對應(yīng)位置；六自由度機(jī)器人(2)再次從零點(diǎn)料架(5)上抓取一個(gè)載有毛坯料的母盤托盤(7)，放入暫存位料架(6)上的二號(hào)加工中心毛坯料暫存位，六自由度機(jī)器人(2)停留在機(jī)器人等待位，由此周而復(fù)始運(yùn)行；

兩臺(tái)加工中心(4)同時(shí)工作：則設(shè)定一號(hào)加工中心比二號(hào)加工中心優(yōu)先加工；六自由度機(jī)器人(2)從零點(diǎn)料架(5)上抓取首件載有毛坯料的母盤托盤(7)，直接放入一號(hào)加工中心開始加工；然后，六自由度機(jī)器人(2)返回零點(diǎn)料架(5)再抓取第二個(gè)載有毛坯料的母盤托盤(7)，直接放入二號(hào)加工中心開始加工；接著，六自由度機(jī)器人(2)繼續(xù)返回零點(diǎn)料架(5)，抓取第三個(gè)載有毛坯料的母盤托盤(7)，放入暫存位料架(6)上的一號(hào)加工中心毛坯料暫存位；然后，六自由度機(jī)器人(2)再次繼續(xù)返回零點(diǎn)料架(5)，抓取第四個(gè)載有毛坯料的母盤托盤(7)，放入暫存位料架(6)上的二號(hào)加工中心毛坯料暫存位，六自由度機(jī)器人(2)停留在加工中心的機(jī)器人等待位；待兩臺(tái)加工中心(4)其中之一先完成加工任務(wù)后，從先完成加工任務(wù)的加工中心中取出載有成品的母盤托盤(7)，將其放入暫存位料架(6)上的該加工中心成品暫存位；接著將放在暫存位料架(6)上的該加工中心毛坯料暫存位的所述載有毛坯料的母盤托盤(7)放入該加工中心開始加工；隨后，六自由度機(jī)器人(2)讀取放在暫存位料架(6)上的該加工中心成品暫存位的所述載有成品的母盤托盤(7)信息，并將該載有成品的母盤托盤(7)放回到零點(diǎn)料架(5)上的對應(yīng)位置；然后六自由度機(jī)器人(2)再繼續(xù)從零點(diǎn)料架(5)上抓取一個(gè)載有毛坯料的母盤托盤(7)，放入暫存位料架(6)上的該加工中心毛坯料暫存位，由此周而復(fù)始運(yùn)行。