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    柔性制造系統中刀具管理與在線檢測技術研究

    在柔性制造系統中,被加工零件的品種較多,零件加工工藝比較復雜,且工序高度集中,需要的刀具種類、規格、數量是很多的。隨著被加工零件的變化和刀具磨損、破損,需要定時強制性換刀和隨機換刀。系統運行過程中,刀具頻繁的在各機床之間、機床與刀庫之間進行交換,刀具流的運輸、管理和監控是很復雜的。因此,需要有一個先進、實用、功能完善的刀具管理系統,以實現柔性制造系統中刀具的調度、儲存及信息管理等任務。

       1刀具管理系統應具備的性能

       刀具管理系統應具備的性能:一是管理數量龐大的刀具,通常是數百把至幾千把刀具;二是刀具輸送自動化程度高,具有高性能、智能化的機器人作為刀具流動的傳送工具;三是自動、準確地采集刀具信息;四是借助大型數據庫實現對刀具的調度及動靜態最優化管理;五是自動在線檢測刀具壽命及刀具磨損、破損管理,并能實現在線換刀功能。為此,以某一關鍵零部件的柔性加工系統中的刀具管理系統為例進行說明。

       2刀具管理系統的組成

       該系統采用VB6.0編程系統軟件作為開發平臺,由6個程序塊及5個外存文件組成。

       2.1程序塊

       2.1.1用戶登錄模塊主要實現對系統的保護措施,防止非法用戶進入系統,確保系統數據和系統運行的安全。

       2.1.2系統運行控制模塊主要實現系統的初始化,以完成對在線刀具管理各種模塊的起停控制、任務排隊及接口管理,確認加工中心刀庫及中央刀庫的信息。

       2.1.3刀具離線管理模塊主要實現刀具庫的管理,進行刀具需求分析,刀具裝配計劃編制,刀具的刃磨和預調,刀具的編碼生成、粘貼及信息輸入,刀具的組件管理,生成刀具購買清單,及時向線內提供所需刀具。

       2.1.4刀具在線管理模塊主要實現柔性制造系統內的刀具活動的管理,保證加工中心在正確的時間得到正確的刀具,完成對加工中心刀具的需求與供給,運用適當的策略實現刀具的合理選擇、調度以及刀具運送指令的下達和刀具剩余壽命的計算。

       2.1.5系統信息管理模塊主要完成缺刀檢查,刀具入庫管理(包括新刀入庫和從柔性自動線上返回的刀具入庫),刀具出庫管理,磨損、破損刀具的管理以及數據庫管理。

       2.1.6系統狀態監控模塊主要實現系統內刀具、設備故障的監控以及為刀具管理系統實時管理提供必要的資源狀況信息。這6個程序塊是系統的主要組成部分,它們按照一定的邏輯順序相互調用,使系統具有完善、合理的刀具管理功能,同時又是結構相互獨立的子程序模塊,子程序間通過數據傳遞而相互聯系。

       2.2外數據庫文件

       2.2.1刀具文件、存放所有刀具的主要參數,每1把刀具的參數作為1個記錄。

       2.2.2機床文件

       存放機床的主要參數,一種型號的機床參數作為1個記錄。

       2.2.3工藝數據文件

       存放各種與加工有關的工藝數據,一種加工方法的數據作為1個記錄。

       2.2.4切削條件系數文件

       存放決定切削條件的各種系數。

       2.2.5磨損、破損刀具文件

       存放磨損、破損刀具的主要參數,每1把刀具的參數作為1個記錄。

       3刀具磨損和破損的在線檢測

       刀具磨損和破損在線檢測的方法很多,主要有功率檢測、聲發射檢測、學習模式、力檢測等。在此介紹一種利用神經網絡對柔性制造系統中的刀具的檢測方法。

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