ob体育智能加工本领以及编制与流程

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　　1.本发明属于金属加工技术领域，涉及一种对金属毛坯进行加工从而生产成品工件的智能加工方法以及系统。

　　2.在金属加工领域经常遇到需要将金属毛坯进行多方向加工的情况，例如，将三通管形状的毛坯在三个方向上分别进行钻孔、搪孔、车螺纹、拉槽等加工工序，从而得到可供管道连接使用的三通管件。

　　3.由于材料为金属，且每个方向的加工工序复杂、顺序各有不同，因此，上述金属毛坯的加工通常难以在一台设备上完成，较常见的形式是采用几台设备连续加工。即，每台设备负责实施一个或两个工序，毛坯件在这些设备之间依序运送，完成各步骤的加工。这种加工方式中，一方面，因为需要设置多台设备，故成本较高且需占据较大空间；另一方面，若要实现自动化，则毛坯及半成品件的运送过程需要与各设备的上下料机构实现准确对接，而毛坯和工件的复杂形状使得这样的对接不易实现，不仅提升了设备结构设计的难度，也影响了自动化的应用。

　　4.另外，现有技术中也存在一些能够实现多方向同时加工的设备，但这类设备的上料、下料通常需要配合机械臂夹取的方式实现，且上料设备及下料设备的结构复杂、各有不同，向上料设备输入毛坯或将下料设备中的成品工件输出时往往需要操作人员人工配合，使得整体加工过程不连续，不仅在操作人员离岗时无法生产，当操作人员在岗时，也有可能因为操作不及时而导致设备需要暂停等待的情况，导致生产效率低。

　　5.为解决上述问题，本发明提出了一种能够实现连续无人生产、不需要暂停等待的智能加工系统，具体采用了如下技术方案：

　　6.本发明提供了一种智能加工方法，用于将毛坯连续加工成具有预定的加工结构的工件，其特征在于，包括：输入工序，对毛坯进行输入；上料工序，对输入的毛坯进行上料；加工工序，对上料的毛坯进行加工形成工件；以及下料工序，对加工后的工件进行下料，其中，上料工序中采用存储仓对毛坯进行存储，输入工序包括：采用输入设备将毛坯输入存储仓，在存储仓处设置输入监测单元实时对存储仓内的存储情况进行监测，通过输入监测单元的监测结果判定存储仓内的存储情况是否充足，在不充足时形成输入控制信号使空闲的输入设备将毛坯运输至存储仓。

　　7.进一步，本发明提供的智能加工方法，还可以具有这样的技术特征，还包括：输出工序，采用输出设备对工件进行输出，下料工序中，采用含有摆料夹具的摆料机构夹取工件并将该工件依次摆放在托盘上，并采用于托盘输出机构对摆满了工件的托盘进行输出，输出设备设置在托盘输出机构下方，使得托盘输出机构输出的托盘能够被叠放在输出设备上，输出工序包括：在输出设备位置处设置输出监测单元，实时对输出设备上的托盘的堆叠

　　情况进行监测，在输出设备上堆叠的托盘数量达到预定数量时，形成相应的输出控制信号，让输出设备离开下料设备并将托盘进行运送。

　　8.本发明还提供了一种智能加工系统，用于将毛坯连续加工成具有预定的加工结构的工件，其特征在于，包括：输入设备，用于对毛坯进行输入；上料设备，用于对输入的毛坯进行上料；加工设备，用于对上料的毛坯进行加工形成工件；下料设备，用于对加工后的工件进行下料；以及控制设备，其中，上料设备包括对毛坯进行存储的存储仓，控制设备包括：输入监测单元，设置在存储仓处，用于实时对存储仓内的存储情况进行监测；输入控制单元，在根据输入监测单元的监测结果判定存储仓内的存储情况为不充足时形成输入控制信号，使空闲的输入设备将毛坯运输至存储仓。

　　9.进一步，本发明提供的智能加工系统，还可以具有这样的技术特征，其中，输入监测单元为用于对毛坯进行感应的光电感应器，每个存储仓内设置多个输入监测单元，控制设备还包括：存储评估单元，根据存储仓内的各个输入监测单元所获取的感应信号判断存储仓内的存储情况，当存储仓内预定数量的输入监测单元均未感应到毛坯时，存储评估单元评估该存储仓内的毛坯数量为不充足。

　　10.进一步，本发明提供的智能加工系统，还可以具有这样的技术特征，还包括：输出设备，用于对工件进行输出，下料设备包括：摆料机构，含有用于夹取工件并将该工件依次摆放在托盘上的摆料夹具；托盘输出机构，对摆满了工件的托盘进行输出，输出设备设置在托盘输出机构下方，使得托盘输出机构输出的托盘能够被叠放在输出设备上，控制设备还包括输出监测单元以及输出控制单元，输出监测单元设置在输出设备位置处，用于实时对输出设备上的托盘的堆叠情况进行监测，输出控制单元用于在根据输出监测单元的监测结果判断输出设备上堆叠的托盘数量达到预定数量时，形成相应的输出控制信号，让输出设备离开下料设备并将托盘进行运送。

　　11.更进一步，本发明提供的上述智能加工系统，还可以具有这样的技术特征，其中，输出监测单元为光电感应器，设置在下料设备上且能够对输出设备上堆叠的托盘进行感应，控制设备还包括堆叠判定单元，该堆叠判定单元用于根据输入监测单元的感应信号判定托盘的是否堆叠达到预定数量。

　　13.根据本发明提供的加工系统及加工方法，由于采用了多个输入设备以及多个输出设备相配合，能够对毛坯进行自动输入、对工件进行自动输出，且在该毛坯输入、工件输出的过程中，上料设备、加工设备以及下料设备均不需要停止工作来进行等待，因此，一方面，可以实现连续不间断的生产，另一方面，其连续生产的过程不需要操作人员的干预；也就是说，本实施例的加工系统和加工方法可以在没有操作人员的情况下实现连续自动化生产。进一步，由于上料设备的存储仓设有上料监测单元，下料设备处设有堆叠判定单元，因此，当存储仓内毛坯数量不充足时即可让输入设备进行输入，下料设备处托盘堆叠较多时即可让输出设备进行输出，使得整个过程不会发生因毛坯数量不够而导致的上料不及时，也不会发生因托盘堆叠过多而导致的无法继续下料的情形。

　　30.本实施例提供了一种智能加工系统以及用该智能加工系统进行工件加工的方法，用于将毛坯批量加工成具有预定加工结构的成品部件。

　　32.如图1所示，本实施例的智能加工系统(以下简称加工系统)100包括多个输入设备10、多个上料设备20、多个加工设备30、多个下料设备40、多个输出设备50以及控制设备60。

　　33.输入设备10用于对毛坯进行输入。本实施例中，加工系统100近旁设置有用于存储毛坯的仓库，输入设备10可以是带有上料功能的agv小车等设备，其具体结构可以采用现有技术，只要能将毛坯从仓库中运至上料设备20即可。

　　35.如图2所示，本实施例中，每台加工设备30均对应地配置一台上料设备20、一台下料设备40，输入设备10和输出设备50则不需要与加工设备30对应地配置。实际的加工车间中，如图2这样的上料设备20、加工设备30与下料设备40的组合为多组，按照实际空间需求布置即可。另外，图2示出了加工设备30的上料工位及下料工位均在同一侧的情形，因此图2中上料设备20、下料设备40对应地布置在同侧；若采用上料工位及下料工位的位置与图中不同的加工设备30，则将上料设备20、下料设备40分别布置在相应的上料工位侧、下料工位侧即可。

　　37.如图3所示，上料设备20包括存储上料装置21以及上料控制装置22。

　　38.图4是本发明实施例的上料设备的一个角度的结构图，图5是本发明实施例的上料设备的另一个角度的结构图。

　　39.如图3-5所示，存储上料装置21包括存储支架210、存储仓211、上料台212、提升机构213、上料挡板214、上料抓取机构215以及拨料部216。

　　40.存储支架210设置在地面，用于对存储上料装置21的其他部分进行支撑。

　　41.存储仓211用于对毛坯进行存储。本实施例的存储仓211设置在存储支架210上，上端呈开口状，使得来自于输入设备10的毛坯能够直接进入存储仓211。例如，输入设备10可以采用cn1.9所公开用于铜管件自动上料的agv车，其采用翻转上料的方式，使得铜管或其他形式的金属毛坯件能够直接被倒入存储仓211；又如，输入设备10还可以采用cn0.x所公开的具有升降送料机构的agv小车，其将毛坯直接提升后输入存储仓211，这种情况下，存储仓211上方还可以额外设置与之配合的传送带等结构。

　　42.上料台212设置在存储支架210上且位于存储仓211的一侧。如图3、4所示，上料台212包括斜面部2121、平面部2122以及分隔部2123。

　　43.其中，斜面部2121与平面部2122的侧边连接，斜面部2121的表面为斜面且向着平面部2122的方向向下倾斜。

　　44.分隔部2123呈条状，设置在斜面部2122的中间位置处，将斜面部2121分隔为两部分。为了方便叙述，以下将该两部分称为斜面部2121a、斜面部2121b。

　　45.拨料部216包括两个设置在平面部2122上且能够左右移动的拨料条2161，以及能够分别驱动两个拨料条2161各自独立地左右移动的驱动机构(图中未示出)。未工作状态下，拨料条2161并排设置在平面部2122的中间位置处，并且与分隔部2123对齐，将平面部2122划分为两个部分，以下称为平面部2122a、平面部2122b；工作状态下，拨料条2161能够在各自的驱动机构的驱动下，从平面部2122的中间位置处分别移动至边缘位置处。

　　46.平面部2122a、平面部2122b的边缘位置处分别设有回料通道2125，该回料通道2125延伸至存储仓211内并朝着存储仓211的方向向下倾斜，当拨料条2161向边缘位置移动时，即可将对应的平面部2122a或平面部2122b上的未被上料的毛坯拨动至相应的回料通道2125，使得这些毛坯回到存储仓211内。

　　47.提升机构213设置在存储仓211内，具有多块能够上下移动的提升块2131。各提升块2131并排设置，上端面均为斜面且各斜面均朝上料台213的方向向下倾斜。各提升块2131的下端分别设有能够驱动提升块2131上下往复运动的驱动机构(图中未示出)，与平面部2132距离最近的提升块2131贴合在靠近斜面部2131的一侧挡板2111上；工作状态下，各驱动机构依次驱动各提升块2131上下往复运动，从而将存储仓211内的毛坯提升运输至斜面部2121。

　　48.上料挡板214的数量为两个，分别设置在两个斜面部2121与存储仓211之间。两个上料挡板214分别通过电机或气缸进行驱动，从而能够升降。当上料挡板214上升时，被提升机构213提升的毛坯可以到达对应的斜面部2121上，并能够滑落至相应的平面部2122上；当上料挡板214下降时，毛坯则被阻挡而不能被提升至对应的斜面部2121。

　　49.上料抓取机构215用于将平面部2122上的毛坯抓取至加工设备30进行加工。本实施例中，上料抓取机构215为设置在上料台212近旁的机械臂，该机械臂设有夹具，能够把平面部2122a上或者2122b上的毛坯夹取至加工设备30进行上料。

　　50.上料控制装置22包括上料监测支架221、上料图像获取单元222、上料图像分析单元223、抓取控制单元224、回料控制单元225以及挡板控制单元226。

　　51.上料监测支架221设置在存储支架211的近旁，上料图像获取单元222安装在上料监测支架221的上端。

　　52.本实施例中，上料图像获取单元222为含有至少两个摄像头的3d图像获取单元，其图像获取的方向朝向平面部2122，能够同时获取平面部2122a以及平面部2122b处的立体视觉图像。

　　53.上料图像分析单元223用于对该立体视觉图像进行图像处理分析，从而判定平面部2122a以及平面部2122b上的毛坯所处的位置以及其具体姿态；抓取控制单元224根据该位置及姿态控制上料抓取机构215对毛坯进行抓取，并使得抓取时毛坯具有特定姿态(例如某一凸出部位朝向特定方向)，从而让上料抓取机构215将毛坯以该特定姿态抓取至加工设备30。

　　54.回料控制单元225用于控制拨料条2161的工作，若某一毛坯在平面部2122a或平面部2122b上呈现出不便于抓取的姿态，则抓取控制单元224控制上料抓取机构215不对其进行抓取；当平面部2122a或平面部2122b上不存在毛坯或其上的毛坯均处于不便于抓取的姿态时，回料控制单元225控制对应的该毛坯将在拨料条2161向边缘部分移动，使得这些毛坯被拨动到回料通道2125，从而回到存储仓211内。

　　55.挡板控制单元226用于控制上料挡板214的移动动作，即，在需要让毛坯到达某一平面部2122时，控制相应上料挡板214的驱动机构动作，使该上料挡板214上升。此外，每次控制上料挡板214上升并维持一段时间(例如5～10s)后，挡板控制单元226控制该上料挡板214下降，以避免过多毛坯到达该平面部2122。

　　56.本实施例中，上料控制装置22可以包含工控机或控制芯片等能够记录控制程序的硬件，其记录有相应的控制程序，从而实现上料图像分析单元223、抓取控制单元224、回料控制单元225以及挡板控制单元226的功能。

　　57.加工设备30用于对毛坯进行加工。具体地，本实施例中，加工设备30的数量为多台，各加工设备30的种类及相应的加工工序可以根据工件的加工需求选择。

　　59.如图6所示，本实施例中，加工设备30为水车式多工位加工设备，具有机架31，该机架31内设有能够转动的主轴以及安装在主轴上能随主轴转动的工作台(图中未示出)，工作台上安装了多个对毛坯进行夹持的夹具32。机架31上安装有多个实现不同加工工序的动力头33，这些动力头33上设有能够对夹具32夹持的毛坯进行加工的刀具。机架31上设有一个进出料窗311，可从该进出料窗311处将毛坯上料至夹具32，或将加工完成的工件从夹具32处取走。

　　60.本实施例中，加工设备30的具体结构及工作原理为现有技术(如cn 7.6所公开的水车式多工位组合加工机床、cn2.3所公开的水车式气阀专机等)，且根据实际需要可以选择不同类型的加工设备及其组合，只要其具有可供上料下料的窗口、方便上下料衔接即可，在此不再赘述。

　　61.由于上料抓取机构215以特定姿态将毛坯抓取至加工设备30进行上料，因此，在毛坯为不规律形状(例如非对称形状)且不同形状部位的加工工序要求不同的情况下，也能够保证毛坯以合适的朝向被夹取至加工设备30，使得加工设备30能够对毛坯的不同形状部位实现特定的加工工序，避免因朝向错误而出现加工错误、出现次品的情况。

　　63.图7是本发明实施例的下料设备的结构框图，图8是本发明实施例的下料设备的一

　　64.如图7-9所示，下料设备40包括下料支架41、下料接收机构42、传输通道43、摆料挡件44、摆料机构45、托盘输出机构46、承载移动机构47以及下料控制装置48。

　　65.下料支架41设置在地面上，呈框架形状，其一侧下方设有开口411。

　　66.下料接收机构42包括下料接收夹具421以及下料感应单元、下料夹具驱动机构(图中未示出)，其中下料接收夹具421设置在下料支架41的一个角部的顶端。

　　67.如图2所示，本实施例中，加工设备30与下料设备40之间还设有一个下料转移机构31，该下料转移机构31为带有夹爪的机械臂，能够从加工设备30处取出加工好的工件并转移至下料接收夹具421上；下料夹具驱动机构能够对下料接收夹具421进行驱动，使下料接收夹具421从下料转移机构31处接收并夹取工件后进一步进行转移。下料感应单元为设置在下料接收夹具421处的下料支架41上的红外感应器(图中未示出)，能够在下料转移机构31将工件转移至下料接收夹具421时对工件进行感应，以便下料接收夹具421进行相应的夹取动作。下料夹具驱动机构为电机，下料接收夹具421安装在该电机的输出轴上，能够在其驱动下转向；另外，下料接收夹具421自身的开合动作由气缸或电机驱动。ob体育

　　68.传输通道43设置在下料支架41的一侧边顶部，其长度方向与该侧边的长度方向一致，且一端靠近下料接收夹具421。下料接收夹具421夹取工件后，即可在下料夹具驱动机构的驱动下将工件放置在传输通道43的一端表面上。本实施例中，传输通道43的表面设有传送带，能够在传送带驱动电机431的驱动下将工件向另一端进行传送。

　　69.摆料挡件44设置在传输通道43远离下料接收夹具421的一端上，且该摆料挡件44与传送带相互分离。摆料挡件44朝向传输通道43的一侧表面为阻挡面，当工件由下料接收夹具421处被传送带传送至摆料挡件44处时，即与阻挡面接触，从而被摆料挡件44阻挡在传输通道43上。本实施例中，阻挡面为斜面，即、相对于传输通道43的传输方向呈倾斜状，因此工件被摆料挡件44阻挡时也将呈现倾斜的状态，便于后续摆料机构45进行夹取。另外，摆料挡件44的一端通过螺栓固定在传输通道43侧部，因此可以通过拧松螺栓后重新固定的方式改变斜面的倾斜角度，适应于不同形状的工件。

　　70.摆料机构45用于对摆料挡件44处的工件依次进行夹取和摆料，即，依次夹取工件后将其摆放至托盘上。摆料机构45包括摆料夹具451以及摆料夹具驱动机构452。其中，摆料夹具驱动机构452为能够实现三方向运动的驱动机构，本实施例中该摆料夹具驱动机构452包括第一方向驱动部、第二方向驱动部以及升降驱动部453。

　　71.第一方向驱动部包括固定在下料支架41上的沿着第一水平方向延伸的第一滑轨4521、可滑动地安装在第一滑轨4521上的第一滑块4522以及驱动第一滑块4522沿着第一滑轨4521移动的第一电机4523；第二方向驱动部包括沿着第二水平方向延伸的第二滑轨4531、可滑动地安装在第二滑轨4531上的第二滑块4532以及驱动第二滑块4532沿着第二滑轨4531移动的第二电机4533。升降驱动部453为安装在第二滑块4532上的直线安装在该直线电机的输出端上。第一水平方向与第二水平方向相垂直，由此，第一方向驱动部与第二方向驱动部相互配合，能够让升降驱动部453在水平面上移动；升降驱动部453驱动摆料夹具451，能够让其在竖直方向上进行升降。作为替代方案，在其他实施例中，摆料夹具驱动机构452也可以是其他形式的三方向驱动机构，例如由多组丝杠螺母副构成或由多个直线电机构成，只要能够同时实现摆料夹具451在水平面的移动和竖直方向上的

　　72.摆料夹具451由气缸或电机驱动开合，在摆料夹具驱动机构452下，摆料夹具451可以移动至摆料挡件44处并下降，夹取摆料挡件44处的工件后上升，再进行水平面上的移动。

　　73.图10是本发明实施例的下料设备的俯视结构图，图11是本发明实施例的下料设备中托盘输出机构部位的结构图。在图11中，为了清楚显示结构，省略了摆料机构45以及托盘挡板471。

　　74.如图8-11所示，托盘输出机构46用于对摆满了工件的托盘进行输出，包括托盘升降驱动部461、托盘承托框架462以及托盘承托组件463。

　　75.托盘升降驱动部461包括托盘升降滑轨4611、可滑动地安装在托盘升降滑轨4611上的托盘升降滑块4612以及驱动托盘升降滑块4612在托盘升降滑轨4611上移动的托盘升降电机4613。其中，托盘升降滑轨4611竖直延伸，固定安装在下料支架41的一侧，且位于靠近摆料机构45的位置。

　　76.托盘承托框架462水平设置，固定安装在托盘升降滑块4612上，且位于摆料夹具451的下方。在托盘升降电机4613的驱动下，托盘承托框架462可以在竖直方向上升降。此外，开口411就位于托盘承托框架462的一侧。

　　77.托盘承托组件463设置在托盘承托框架462上，用于对托盘进行承托，包括四个固定安装在托盘承托框架462上的承托气缸4631以及分别安装在各个承托气缸4631的伸缩端上的l形状承托板4632。各承托气缸4631的伸缩端均朝向托盘承托框架462的内侧设置，当各承托气缸4631的伸缩端均伸出时，即可让各承托板4632向内侧移动，从而能够对托盘(图中未示出)进行承托。托盘被托盘承托组件463承托的状态下，摆料夹具451即可通过摆料夹具驱动机构452驱动而移动至摆料挡件45处夹取工件，移动至托盘的预定位置后下降并将工件放置在托盘承托组件463上的托盘上。

　　78.承载移动机构47用于对空托盘进行承载以及移动，包括托盘挡板471、托盘移动导轨472、托盘移动架473、托盘移动驱动部474以及多个托盘限位部475。

　　79.托盘挡板471固定安装在下料支架41上，位于托盘承托框架462的一侧。

　　80.托盘移动导轨472固定安装在下料支架41上，其长度方向与第一水平方向一致，且高度方向上的位置低于托盘挡板471的下端。

　　81.托盘移动架473可滑动地安装在托盘移动导轨472上，能够沿托盘移动导轨472的长度方向来回移动。

　　82.托盘移动驱动部474安装在下料支架41上，用于驱动托盘移动架473移动。本实施例中，托盘移动驱动部474为直线电机，其输出端与托盘移动架473连接，能够驱动托盘移动架473在移动导轨472上来回移动，使得托盘移动架473可以从托盘挡板471下方越过托盘挡板471，并到达托盘承托框架472位置处，使得托盘承托组件463能够对其进行承托。

　　83.本实施例中，托盘限位部475的数量为四个，分别位于托盘移动架473的两侧。各托盘限位部475由固定安装在下料支架41上的气缸构成，位于同一水平面上，且在高度方向上的位置略高于托盘挡板471下端。各气缸的伸缩端可水平伸缩，其伸出方向朝向托盘移动架473的方向。空托盘可以在托盘限位部475之间堆叠，其最下方的一个托盘可以随着托盘移动架473向托盘承托框架472处移动，而当托盘限位部475的伸缩端均伸出时，即可抵接最下方托盘的上方托盘的侧面，避免该上方托盘随托盘移动架473移动。另外，托盘挡板471也起

　　84.如图7所示，下料控制装置48包括下料判定单元481、下料计数单元482、接收控制单元483、摆料控制单元484以及托盘输出控制单元485。

　　85.其中，下料判定单元481用于接收下料感应单元所传来的感应信号，从而判定成品工件是否被从加工设备30转移到了下料接收夹具421位置处。具体地，下料感应单元的感应方向朝向下料转移机构31转移来时成品工件所在的位置，当下料感应单元产生感应信号时，就说明其前方存在物体，即成品工件被转移过来。

　　86.下料计数单元482用于根据下料判定单元481的判定结果对加工数量进行累积计数。即，在每一次判定有成品工件转移来时，下料计数单元482就对当前的累计加工数量进行加1的计数操作。本实施例中，下料计数单元482在每更换一个新的空托盘时，都将计数清零，并在随后的摆料过程中重新累计。

　　87.接收控制单元483用于根据下料判定单元481的判定结果对下料接收机构42的工作进行控制，具体为：当判定工件被转移来时，控制下料夹具驱动机构驱动下料接收夹具421转向至朝向下料转移机构31的方向，并控制下料接收夹具421夹取接收工件；随后再控制下料夹具驱动机构驱动下料接收夹具421转向至朝向传输通道43的方向，并控制下料接收夹具421张开从而将工件放置在传输通道43上。

　　88.摆料控制单元484用于对摆料机构45的工作进行控制。即，根据下料计数单元482的计数结果，判定当前托盘上是否已经摆满；由于每个托盘的尺寸是固定的，其上能够摆放的工件数量也是确定的，因此根据下料计数单元482的技术结果，即可判断当前的托盘是否已经摆满。在未摆满时，摆料控制单元484就控制摆料夹具驱动机构452将摆料夹具45移动至传输通道43上方，夹取工件后移动至托盘的上方，下降并松开，从而完成摆件。另外，摆料控制单元484按照一定的位置顺序来控制摆料机构45的移动，使得各个成品工件按照一定的位置先后顺序被摆在托盘上，整体排列整齐。

　　89.托盘输出控制单元485用于对托盘输出机构46以及承载移动机构47的工作进行控制。即，托盘输出控制单元485根据下料计数单元482的计数结果判定当前托盘上是否已经摆满，在判定为摆满时，就控制托盘升降驱动部461驱动托盘承托框架462下降，然后控制托盘承托组件463的承托气缸4631缩回，使得托盘被放至下方的agv小车上。然后，托盘输出控制单元485控制托盘升降驱动部461驱动托盘承托框架462上升，并在控制托盘限位部475伸出、抵接上方托盘的状态下，控制托盘移动驱动部474将最下方的空托盘移动至托盘承托框架472上，进一步控制托盘承托组件463的承托气缸4631伸出而对该空托盘进行承托。与此同时，托盘输出控制单元485发出一个表述新的空托盘到位的信号，下料计数单元482根据该信号将计数清零。

　　90.下料控制装置48可以包含工控机或控制芯片等能够记录控制程序的硬件，其记录有相应的控制程序，从而实现上述的控制功能。

　　91.本实施例中，托盘输出机构46位于开口411所在的一侧，输出设备50为agv小车，配置在托盘承托框架462的下方，位于开口411内；当托盘上摆满工件时，托盘升降驱动部461即可驱动托盘承托框架462下降，各承托气缸4631收回，使得托盘被放下，即，被放在输出设备50上，在堆叠一定数量(例如堆叠多个摆满工件的托盘)后，输出设备50即可由开口411离开从而对工件进行输出，例如，输出至成品仓库中进行存放。

　　93.如图1所示，本实施例中，控制设备60包括多个输入监测单元61、存储评估单元62、输入控制单元63、多个输出监测单元64、堆叠判定单元65、输出控制单元66以及控制通信单元67。该控制设备60的硬件结构可以包括计算机，输出监测单元64、堆叠判定单元65以及输出控制单元66可以是设置在该计算机中的相应控制程序，控制通信单元67为其中的通信模块，用于实现控制设备60与其他各个装置及设备之间的通信连接。

　　94.输入监测单元61用于对加工系统100中各个上料设备20的存储情况进行监测。本实施例中，输入监测单元61为红外光电感应器，分别设置在各个存储仓211内，能够对毛坯进行感应。具体地，每个存储仓211内设有多个输入监测单元61，各输入监测单元61均固定在存储仓211的内壁上，且位于各个提升块2131上升后的位置处。输入监测单元61的感应方向朝向存储仓211内，由于提升块2131在驱动机构的驱动下上下往复运动，当某一提升块2131上表面存在毛坯时，其上升后就可以对相应的输入监测单元61形成遮挡，使输入监测单元61产生相应的感应信号，该感应信号就说明提升块2131上存在毛坯；当一定时间内，输入监测单元61均不能产生前述感应信号时，就说明提升块2131上已经没有毛坯。此外，前述的“一定时间”可以是一个提升块2131进行一次上下往复运动所需的时间；通常情况下，若一个提升块2131上存在毛坯，则相应的输入监测单元61必然在一次上下往复运动所需的时间内检测到毛坯的存在。

　　95.存储评估单元62用于根据输入监测单元61所获取的信号评估各个存储仓211内的存储情况，即评估存储仓211内的毛坯是否充足。具体地，当一个存储仓211内的一定数量的输入监测单元61均在一定时间内未产生感应信号(例如四个输入监测单元61中的三个均未产生感应信号)时，存储评估单元62就评估该存储仓211内的毛坯数量不充足；当存储仓211内的少部分输入监测单元61在一定时间内未产生感应信号，或全部的输入监测单元61均不存在一定时间内未产生感应信号的情况，则存储评估单元62就评估该存储仓211内毛坯数量较为充足。

　　96.输入控制单元63用于对各个输入设备10的工作进行协调控制。具体地，根据存储评估单元63的计数结果判断存储仓211内的毛坯是否较少，当较少时，输入控制单元63就形成一个输入控制信号，该输入控制信号能够使一个空闲的输入设备10对毛坯进行运输，从而将毛坯输入对应的存储仓211。

　　97.输出监测单元64用于对加工系统100中各个输出设备50的托盘堆叠情况进行监测。本实施例中，输出监测单元64为红外光电感应器，设置在各个下料设备40的下料支架41上，朝向输出设备50方向，从而能够对输出设备50上堆叠的托盘进行感应。当输出设备50上堆叠的托盘达到一定高度时，输出监测单元64即可产生相应的感应信号。

　　98.堆叠判定单元65用于根据输出监测单元63所获取的感应信号判断各个输出设备50的托盘堆叠情况。具体地，输出监测单元64产生感应信号时，就说明托盘已经堆叠达到了一定高度，即、已经达到一定的数量。根据托盘的厚度，即可判断该高度所对应的托盘堆叠数量，即，即可判断是否达到预定数量。

　　99.输出控制单元66用于对各个输出设备50的工作进行协调控制。具体地，当堆叠判定单元65判断托盘堆叠数量达到预定数量后，输出控制单元66进一步形成相应的输出控制信号，让该输出设备50能够离开下料设备40，将托盘运送至成品仓库；同时，输出控制单元

　　66还形成预备输出控制信号，使得一个空闲的输出设备50到达该下料设备40处并移动至托盘承托框架462下方，以便让下一个摆满工件的托盘能够放置在输出设备50上。

　　101.如图12所示，采用本实施例的加工系统100进行自动加工的动作流程包括如下步骤：

　　102.步骤s1，各个输入监测单元61实时对存储仓211内的毛坯进行感应；

　　103.步骤s2，存储评估单元62根据步骤s1获得的感应信号依次判定各个存储仓211内的毛坯数量是否充足；

　　104.步骤s3，当某一存储仓211内的毛坯数量不充足时，输入控制单元63选择一个空闲的输入设备10并形成一个输入信号，控制通信单元67将该输入信号发送至该空闲的输入设备10，让其向对应的存储仓211输送毛坯；

　　107.步骤s6，下料设备40从加工设备30处依次取出工件并进行摆件和托盘堆叠；

　　108.步骤s7，输出监测单元63对各个输出设备50上堆叠的托盘进行感应；

　　109.步骤s8，堆叠判定单元65判定各个下料设备40处的输出设备50上的托盘堆叠数量是否达到预定数量；

　　110.步骤s9，当堆叠判定单元65判定某一下料设备40处的输出设备50的托盘堆叠数量达到预定数量时，输出控制单元66形成一个输出信号，控制通信单元67将该输出信号发送至该输出设备50，使得该输出设备50将盛放有工件的托盘进行输出；

　　111.步骤s10，输出控制单元66选择一个空闲的输出设备50，形成一个预备输出信号，控制通信单元67将该输出信号发送至该输出设备50，从而控制该输出设备50移动至步骤s9中的下料设备40处。

　　112.上述过程中，步骤s1～步骤s3即构成了加工系统100的输入工序，步骤s4为上料工序，步骤s5为加工工序，步骤s6为下料工序，步骤s7～步骤s10即构成了加工系统100的输出工序。实际运行时，输入工序、上料工序、加工工序、下料工序以及输出工序均同时进行，而不需要按照先后顺序进行。

　　113.输入监测单元61实时地对各个存储仓211内的存储情况进行监测，存储评估单元62持续地判断存储仓211内的毛坯数量是否充足，ob体育输出监测单元63实时地对各个输出设备50中的托盘进行感应，且堆叠判定单元65持续判定输出设备50中的托盘堆叠数量是否达到预定数量，由此，一旦某一上料设备20的存储仓211中的毛坯减少，即可通过输入设备10进行及时的输入，一旦某一下料设备40中的托盘堆叠较多，即可通过输出设备50进行及时的输出，在此过程中，上料设备20、加工设备30、下料设备40均不需要停止工作来等待毛坯输入或成品工件输出，因此，可以实现连续不间断的生产。

　　114.另外，本实施例中，各输入设备10、上料设备20、加工设备30、下料设备40以及输出设备50均具有相应的设备编号，各设备与控制设备60之间进行数据交换时，接收和发送的信息均含有相应的设备编号。一旦输入控制单元63选择了一个空闲的输入设备10向存储仓211输入毛坯，在输入动作完成前，输入控制单元63根据设备编号将该输入设备10的工作状态记录为非空闲，由此，当需要选择空闲的输入设备10时，输入控制单元63即可根据各个输

　　入设备10的工作状态来进行选择。一旦输出控制单元66选择了一个空闲的输出设备50移动至某一下料设备40处，则输出控制单元66将该输出设备50与下料设备40进行临时绑定(即将二者的设备编号进行对应记录)，在托盘堆叠数量达到预定数量、输出设备50将盛放有工件的托盘进行输出时，输出控制单元66再将二者解绑。

　　116.如图13所示，步骤s4中，上料设备20进行上料的过程具体如下：

　　117.步骤s4-1，上料图像获取单元222获取平面部2122a与平面部2122b的立体视觉图像；

　　118.步骤s4-2，上料图像分析单元223根据步骤s4-1获取到的立体视觉图像判定平面部2122a与平面部2122b上是否存在具有预定姿态的毛坯；

　　119.步骤s4-3，当上料图像分析单元223判断为存在具有预定姿态的毛坯时，抓取控制单元224选择其中一个具有预定姿态的毛坯设定为待抓取毛坯；

　　120.步骤s4-4，抓取控制单元224控制上料抓取机构215将待抓取毛坯抓取至加工设备30进行上料；

　　121.步骤s4-5，抓取控制单元224根据上料图像分析单元223的判断结果，判断步骤s4-3中的待抓取毛坯所在的平面部(平面部2122a或平面部2122b)上是否还存在其他具有预定姿态的毛坯，当判断为存在时将该具有预定姿态的毛坯中的任意一个设定为新的待抓取毛坯，然后回到步骤s4-4，当判断为不存在时进入步骤s4-6；

　　122.步骤s4-6，回料控制单元224控制拨料部216，让与步骤s4-5中判定为不存在其他具有预定姿态的毛坯的平面部2122相对应的拨料条2161将该平面部2122上剩余的未被抓取的毛坯拨至对应的回料通道2125；

　　123.步骤s4-7，挡板控制单元226控制与步骤s4-6的平面部2122相对应的上料挡板214上升，让提升机构213能够将毛坯提升至对应的斜面部2121上，使得毛坯从斜面部2121进一步滑至该平面部2122上。

　　124.上述过程中，提升机构213始终处于工作状态，即，持续地将存储仓211内的毛坯进行提升。

　　126.如图14所示，步骤s6中，下料设备40取出工件并进行摆放的过程具体如下：

　　127.步骤s6-1，下料感应单元对下料转移机构31转移来的工件进行感应；

　　128.步骤s6-2，当下料感应单元感应到下料转移机构31转移来工件时，接收控制单元483控制下料夹具驱动机构驱动下料接收夹具421转向至朝向下料转移机构31的方向，并控制下料接收夹具421夹取接收工件；

　　129.步骤s6-3，接收控制单元483控制下料夹具驱动机构驱动下料接收夹具421转向至朝向传输通道43的方向，并控制下料接收夹具421张开，将工件放置在传输通道43上；

　　130.步骤s6-4，下料判定单元481根据下料感应单元的感应信号判断成品工件是否被转移来；

　　131.步骤s6-5，下料计数单元482根据下料判定单元481的判定结果对加工数量进行累积计数；

　　132.步骤s6-6，摆料控制单元484根据步骤s6-4的判定结果，控制摆料夹具驱动机构

　　452将摆料夹具45移动至传输通道43上方，再控制摆料夹具45夹取工件，进一步控制摆料夹具驱动机构452将摆料夹具45移动至托盘上方，然后控制摆料夹具45将工件放置在托盘上，从而完成摆件；

　　133.步骤s6-7，托盘输出控制单元485根据下料计数单元482的计数结果判定托盘是否已经摆满；

　　134.步骤s6-8，当判定托盘摆满时，托盘输出控制单元485控制托盘升降驱动部461驱动托盘承托框架462下降、控制托盘承托组件463的承托气缸4631缩回，使得摆满了工件的托盘被放置在输出设备50上；

　　135.步骤s6-9，托盘输出控制单元485控制托盘升降驱动部461驱动托盘承托框架462上升；

　　136.步骤s6-10，托盘输出控制单元485控制托盘移动驱动部474将最下方的空托盘移动至托盘承托框架472上；

　　137.步骤s6-11，托盘输出控制单元485控制托盘承托组件463的承托气缸4631伸出对空托盘进行承托，同时下料计数单元482进行清零。

　　138.上述过程中，步骤s6-1～步骤s6-3持续不断地进行，使得加工设备加工后形成的工件能够顺畅地被转移出。

　　140.根据本实施例提供的加工系统100及加工方法，由于采用了多个输入设备10以及多个输出设备50相配合，能够对毛坯进行自动输入、对工件进行自动输出，且在该毛坯输入、工件输出的过程中，上料设备20、加工设备30以及下料设备40均不需要停止工作来进行等待，因此，一方面，可以实现连续不间断的生产，另一方面，其连续生产的过程不需要操作人员的干预；也就是说，本实施例的加工系统100和加工方法可以在没有操作人员的情况下实现连续自动化生产，例如，在夜间无人值守的情况下也能正常生产，即，能够实现“黑灯工厂”式的运作。

　　141.实施例中，由于上料设备的存储仓211处设有输入监测单元61，能够对各个存储仓211的毛坯进行感应监测，同时存储评估单元62能够判定存储仓211内的存储情况，使得输入控制单元63能够在存储仓211内毛坯数量不充足时选择空闲的输入设备10进行输入，因此，能够让各个存储仓211内的毛坯数量始终维持充足，避免因毛坯数量少而导致加工设备30缺少原料、加工停滞的情况。同时，由于输出监测单元64能够对输出设备50上堆叠的托盘进行感应监测，堆叠判定单元65能够根据该输出监测单元64的感应结果判定是否达到预定数量，输出控制单元66进一步在达到预定数量时控制输出设备50进行输出，因此，在输出设备50上堆叠的成品工件托盘较多时能够及时将托盘运输至成品仓库，避免成品堆积的情况。

　　142.实施例中，下料支架41设有开口411，因此能够让输出设备50方便地进出；托盘输出机构46位于开口411所在的一侧，输出设备50配置在托盘承托框架462的下方，因此，托盘承托框架462被托盘升降驱动部461驱动下降时，可以直接将托盘放置在输出设备50上，使得下料过程与输出过程之间不需要其他的转移装置或设备，结构更为紧凑且不易出错。

　　143.由于本实施例的输入设备10和输出设备50均采用agv小车的形式，因此，其行走较为自由，便于在不同的上料设备20、加工设备30以及下料设备40之间运行，也能容易地与现

　　144.上述实施例仅用于举例说明本发明的具体实施方式，而本发明不限于上述实施例的描述范围。

　　145.例如，实施例中，输入设备10均采用了agv小车的形式。但在本发明中，输入设备10也可以是传送带、传送辊或二者混合的形式，只要其末端延伸至存储仓211的上方，让传送来的毛坯可以直接进入存储仓211即可。这种情况下，输入控制单元63可以通过提升存储仓211位置处局部传送带或传送辊的传送速度，让单位时间内进入存储仓211的毛坯数量增加，从而让存储仓211内的毛坯始终保持在预定数量以上。

　　146.进一步，实施例的各控制装置(即上料控制装置22、下料控制装置48等)均可以包含记录有相应控制程序的工控机等硬件结构；在本发明中，为了便于与其他自动化系统衔接，这类工控机还可以设置相应的通信接口，例如用于与opc交换机相通信连接的通信接口；由于opc交换机较为常用且兼容性强，因此设置该通信接口可以提升本发明的自动加工系统的扩展性。具体地，在预留opc接口后，即可从其他工业化自动系统中接收相应的反馈信号，使得控制设备60能够根据反馈信号向其他各设备发送相应的控制信号。例如，可以通过opc接口连接质检系统(例如是基于图像、光电感应等检测手段对毛坯和/或成品工件进行质检的系统)，在该质检系统发现某一上料设备20正在上料的毛坯存在缺陷时，控制设备60即可接收到相应的缺陷反馈信号，并根据该缺陷反馈信号控制该上料设备20和对应的加工设备30急停，在此基础上还可以设置能够在急停时发出声光警报的警报装置，让操作人员根据警报对相应的缺陷毛坯进行处理，以避免其被加工后形成缺陷成品；类似地，当质检系统发现下料设备40处下料的成品工件存在缺陷时，控制设备60接收到相应反馈信号后也可控制该下料设备40和对应的加工设备30急停，并控制警报装置发出声光警报以便提醒操作人员前往进行处理。

　　147.此外，实施例中，输入设备10的输入动作都是在控制设备60的控制下，在某一存储仓211内的毛坯不充足时进行的。作为一种进一步方案，还可以结合加工数量的累计来控制输入设备10的输入动作，具体为：在下料设备40中设置一个加工数量累计单元，用于根据下料感应单元的感应结果进行一个数量累计，每当下料感应单元感应到一个工件被转移来时，就对加工数量加1，该加工数量对应于加工设备30已经完成的工件数量，与存储仓211内的毛坯消耗数量理应相同；该数量达到一定数值后，无论存储评估单元62的判定结果如何，输入控制单元63都选择一个空闲的输入设备10并形成输入信号让其向对应的存储仓211输送毛坯。通过这样的方式，即使存储评估单元62的评估结果存在偏差(例如每个提升块2131上刚好存在一个毛坯，因此应当属于数量不充足的情况，但此时存储评估单元62因每个输入监测单元61均产生感应信号而评估为数量充足)，也可以及时地对毛坯进行补充，保证整个加工过程顺利进行。

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