專利名稱：一種對(duì)模具加工過程的運(yùn)動(dòng)對(duì)象實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于RFID技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種對(duì)模具加工過程的運(yùn)動(dòng)對(duì)象實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位的方法。
背景技術(shù)：
模具作為一種典型的訂單驅(qū)動(dòng)的單件生產(chǎn)型產(chǎn)品，目前主要采用由數(shù)控銑床、電加工機(jī)床、磨床等離散設(shè)備所組成的制造系統(tǒng)來完成模具的加工任務(wù)，并由人工執(zhí)行工件在各個(gè)設(shè)備之間的轉(zhuǎn)序。在模具的加工過程中，企業(yè)的管理水平，以及操作人員素質(zhì)和技術(shù)水平對(duì)加工質(zhì)量和加工效率的影響非常大，加上模具訂單的隨機(jī)性、設(shè)計(jì)制造過程的經(jīng)驗(yàn)依賴性以及變更的頻繁性，使得模具的生產(chǎn)過程動(dòng)態(tài)多變，并導(dǎo)致模具加工過程中的質(zhì)量和周期難以得到有效的控制。為了解決這些問題，一些模具加工企業(yè)開始采用條形碼技術(shù)來記錄、跟蹤被加工模具的狀態(tài)和位置等信息，以便實(shí)時(shí)確定模具所處的加工狀態(tài)，從而達(dá)到加強(qiáng)模具加工車間的加工過程管理之目的。但是由于條形碼技術(shù)需要人工等操作，人為因素的影響會(huì)導(dǎo)致上述統(tǒng)計(jì)信息出錯(cuò)。例如，當(dāng)一個(gè)模具零件被加工完畢后，操作人員沒有及時(shí)進(jìn)行條碼掃描，而是在一批零件全部加工完成再予以掃描，這樣就會(huì)導(dǎo)致無法準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地獲取零件加工狀態(tài)和位置等信息，并使得零件加工工時(shí)統(tǒng)計(jì)和成本估算出錯(cuò)。針對(duì)條形碼技術(shù)的不足，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)采用RFID (射頻識(shí)別)技術(shù)來取代條形碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)加工工件的自動(dòng)跟蹤。例如，CN102646221A中公開了一種對(duì)離散制造工序物流的實(shí)時(shí)跟蹤并追溯質(zhì)量的方法，其中通過對(duì)RFID標(biāo)簽中寫入零件信息、人員信息和圖紙信息，并由RFID讀寫器獲取這些信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)服務(wù)器中，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)制造工序物流的實(shí)時(shí)監(jiān)控、管理和查詢。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的這些RFID自動(dòng)跟蹤及定位方案仍然存在以下的缺陷或不足第一，對(duì)于模具制造過程中的一些運(yùn)動(dòng)對(duì)象譬如被加工零件、配送車、刀具等來說，不能準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地獲知它們相對(duì)于機(jī)床、配送車?？奎c(diǎn)、裝配區(qū)等這些關(guān)鍵的相對(duì)固定點(diǎn)的位置關(guān)系；第二，缺乏對(duì)整個(gè)模具加工環(huán)境的三維空間定位，而在模具制造的某些環(huán)節(jié)例如物料在貨架的倉儲(chǔ)或取出、機(jī)床刀具對(duì)工件的磨削加工中，不僅需要實(shí)現(xiàn)二維平面的定位，最好還能夠?qū)崿F(xiàn)在X-Y-Z三維方向上的精確定位；第三，考慮到定位方案的實(shí)施成本和后續(xù)管理的方便，需要減少對(duì)RFID參考標(biāo)簽的使用，并盡量避免標(biāo)簽由于磨損、污染等因素失效，進(jìn)而導(dǎo)致定位失敗的情形。特別是，隨著技術(shù)的發(fā)展，近年來越來越多的現(xiàn)代化模具制造企業(yè)開始采用柔性制造系統(tǒng)(FMS)或柔性制造單元(FMC)來完成模具的自動(dòng)化加工，并將其與設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化、物流、過程控制、模具裝配與試模等方面形成完整的體系，從而實(shí)現(xiàn)模具的大規(guī)模定制化生產(chǎn)。這些系統(tǒng)可以全天候地不間斷加工模具，具備很高的生產(chǎn)效率且制造質(zhì)量可得到有效的保證。在這些系統(tǒng)中，更需要對(duì)模具零件的加工狀態(tài)、位置等信息實(shí)現(xiàn)精確、便利的實(shí)時(shí)跟蹤和反饋，以確保自動(dòng)化加工的順利進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷和/或技術(shù)需求，本發(fā)明的目的在于提出一種對(duì)模具加工過程中的運(yùn)動(dòng)對(duì)象實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位的方法，其通過采用預(yù)標(biāo)定的方式，可以為整個(gè)模具加工車間建立三維方向的位置特征信息，此外通過對(duì)車間內(nèi)靜止對(duì)象與運(yùn)動(dòng)對(duì)象之間比較其RFID標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度信息，能夠?qū)崟r(shí)、直觀地展示模具加工過程的全貌，并實(shí)現(xiàn)對(duì)包括物料、被加工零件、操作人員、配送車、刀具等運(yùn)動(dòng)對(duì)象的精確自動(dòng)定位。按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于對(duì)模具加工過程的運(yùn)動(dòng)對(duì)象實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟(a)為整個(gè)模具加工車間建立X-Y-Z三軸坐標(biāo)系，分別沿著X軸、Y軸和Z軸方向?qū)⒃撟鴺?biāo)系均分為多個(gè)網(wǎng)格，然后設(shè)置多個(gè)RFID讀寫器以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)網(wǎng)格交點(diǎn)的有效識(shí)另O，以此方式為網(wǎng)格交點(diǎn)確立包括三軸坐標(biāo)值、RFID標(biāo)簽信息強(qiáng)度及其對(duì)應(yīng)的RFID讀寫器標(biāo)識(shí)信息在內(nèi)的基準(zhǔn)位置特征信息；(b)根據(jù)工況選擇模具加工車間內(nèi)的多個(gè)靜止對(duì)象,并對(duì)這些靜止對(duì)象同樣確立包括三軸坐標(biāo)值、RFID標(biāo)簽信息強(qiáng)度及其對(duì)應(yīng)的RFID讀寫器標(biāo)識(shí)信息在內(nèi)的參考位置特征信息；Ce)將模具加工車間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象貼上跟蹤RFID標(biāo)簽，然后通過步驟(a)所設(shè)置的RFID讀寫器實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的有效識(shí)別；Cd)實(shí)時(shí)采集運(yùn)動(dòng)對(duì)象的跟蹤RFID標(biāo)簽信息強(qiáng)度及其對(duì)應(yīng)的RFID讀寫器標(biāo)識(shí)信息，然后與通過步驟(a)和(b)所確立的基準(zhǔn)位置特征信息和參考位置特征信息相比較，由此可獲得運(yùn)動(dòng)對(duì)象在三軸坐標(biāo)系中的當(dāng)前位置信息及其與靜止對(duì)象之間的相對(duì)位置信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的自動(dòng)定位過程。通過以上構(gòu)思，由于采用預(yù)標(biāo)定的方式為整個(gè)模具加工車間、以及其內(nèi)部的多個(gè)靜止對(duì)象建立三維方向的位置特征信息，能夠節(jié)省大量的參考標(biāo)簽，降低定位成本，同時(shí)實(shí)時(shí)、直觀地展示模具加工過程的全貌；此外，通過采集并比較RFID標(biāo)簽的RSS參數(shù)的方式，能夠準(zhǔn)確獲知模具加工車間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象的當(dāng)前位置信息，并尤其可以確認(rèn)及其與靜止對(duì)象之間的相對(duì)位置信息，相應(yīng)地，能夠更為便利地實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的生產(chǎn)和輸送狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，滿足自動(dòng)化生產(chǎn)的調(diào)度和控制需求。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟(a)中，可以根據(jù)定位精度要求采用不同的間距規(guī)格，來沿著X軸、Y軸和Z軸方向?qū)⑷S坐標(biāo)系均分為多個(gè)網(wǎng)格。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述靜止對(duì)象包括數(shù)控銑床、電加工機(jī)床、磨床、配送車?？奎c(diǎn)、配送導(dǎo)軌的起點(diǎn)、配送導(dǎo)軌的終點(diǎn)、檢驗(yàn)區(qū)中心點(diǎn)和裝配區(qū)中心點(diǎn)等。作為進(jìn)一步優(yōu)選地,所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象包括物料、被加工的零件、操作人員、配送車、刀具等。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟(C)中，在15m2xl5m2的空間內(nèi)設(shè)置至少三個(gè)RFID讀寫器以便實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的有效識(shí)別。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟(d)中，通過插值平均定位算法來對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象進(jìn)行位置估計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的自動(dòng)定位過程，其具體過程為采集運(yùn)動(dòng)對(duì)象的多個(gè)RFID讀寫器的標(biāo)識(shí)信息；搜索每個(gè)RFID讀寫器所記錄的網(wǎng)格交點(diǎn)和靜止對(duì)象的RFID強(qiáng)度信息，并將其作為參考特征點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)對(duì)象的RFID強(qiáng)度信息進(jìn)行比較；將與運(yùn)動(dòng)對(duì)象RFID強(qiáng)度信息的差別落在一定閾值范圍內(nèi)的參考特征點(diǎn)坐標(biāo)信息放入一個(gè)集合中，多個(gè)RFID讀寫器獲得多個(gè)集合；求這些集合的交集，對(duì)該交集中的參考特征點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行平均，由此確定運(yùn)動(dòng)對(duì)象的坐標(biāo)位置。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟(d)之后，可以根據(jù)所獲知的運(yùn)動(dòng)對(duì)象的當(dāng)前位置信息及其與靜止對(duì)象之間的相對(duì)位置信息，來進(jìn)一步執(zhí)行相應(yīng)的操作控制。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，可以對(duì)多個(gè)模具加工車間同時(shí)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的自動(dòng)定位，并對(duì)各個(gè)加工車間內(nèi)靜止對(duì)象和運(yùn)動(dòng)對(duì)象的真實(shí)位置映射到虛擬場景中予以實(shí)時(shí)顯示。按照本發(fā)明的另一方面，還提供了上述方法在采用柔性制造系統(tǒng)或柔性制造單元來完成模具自動(dòng)化加工等領(lǐng)域的應(yīng)用?？傮w而言，按照本發(fā)明用于對(duì)模具加工過程的運(yùn)動(dòng)對(duì)象實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)1、通過采用RFID技術(shù)替換條形碼技術(shù)，能夠避免人為因素影響，提高定位精度；此外，由于采用預(yù)標(biāo)定的方式建立三維方向的位置特征信息，能夠更為貼合模具加工流程的實(shí)際場景，節(jié)省大量的參考標(biāo)簽，同時(shí)實(shí)時(shí)、直觀地展示模具加工過程的全貌；2、通過采集并比較RFID標(biāo)簽的RSS參數(shù)的方式，能夠準(zhǔn)確獲知模具加工車間內(nèi)的主要運(yùn)動(dòng)對(duì)象的當(dāng)前位置信息，并尤其可以確認(rèn)及其與靜止對(duì)象之間的相對(duì)位置信息，包括加工零件在生產(chǎn)線上的狀態(tài)、物料在物料倉庫內(nèi)的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)加工工時(shí)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，避免排產(chǎn)無法進(jìn)行、成本統(tǒng)計(jì)出錯(cuò)等問題；3、整個(gè)定位方法易于操作，精度高、并能結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖形界面的顯示和查詢，供生產(chǎn)管理者實(shí)時(shí)查看生產(chǎn)的實(shí)際情況，因而便于各類模具加工企業(yè)的實(shí)施，并尤其適用于采用柔性制造技術(shù)來完成模具自動(dòng)化加工等場合。


圖1是按照本發(fā)明的對(duì)模具加工過程的運(yùn)動(dòng)對(duì)象實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位的方法流程圖；圖2是按照本發(fā)明的對(duì)模具加工過程的運(yùn)動(dòng)對(duì)象實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位的場景模擬示意圖；圖3a是采用本發(fā)明的方法對(duì)配送車實(shí)現(xiàn)定位的示意圖；圖3b是采用本發(fā)明的方法對(duì)加工零件實(shí)現(xiàn)定位及狀態(tài)設(shè)置的示意圖；圖3c是采用本發(fā)明的方法對(duì)物料進(jìn)行管理的示意圖；在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中1-RFID讀寫器2-RFID標(biāo)簽3_網(wǎng)格交點(diǎn)4_靜止對(duì)象5_移動(dòng)對(duì)象41-機(jī)床42-貨架51-配送車52-被加工的零件53-待加工區(qū)
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的條形碼技術(shù)以及RFID自動(dòng)跟蹤及定位技術(shù)的不足，本發(fā)明期望提供一種基于RFID技術(shù)的自動(dòng)化加工定位監(jiān)控方案，以便能夠?qū)δ＞呒庸み@一特定領(lǐng)域的生產(chǎn)制造過程實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、精確地定位，并能直觀地展示自動(dòng)化加工生產(chǎn)線的全貌及加工零件的當(dāng)前位置。圖1是按照本發(fā)明的對(duì)模具加工過程的運(yùn)動(dòng)對(duì)象實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位的方法流程圖。如圖1中所示，按照本發(fā)明的用于對(duì)模具加工過程的運(yùn)動(dòng)對(duì)象實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位的方法主要包括以下流程首先，對(duì)模具加工車間的特征點(diǎn)進(jìn)行預(yù)標(biāo)定。該過程具體包括對(duì)整個(gè)加工車間進(jìn)行處理，從而建立如圖2中所示的X-Y-Z三軸坐標(biāo)系；然后可以根據(jù)定位精度要求或其他實(shí)際需要，分別沿著X軸、Y軸和Z軸方向?qū)⒃撟鴺?biāo)系均分為多個(gè)網(wǎng)格并獲得一系列已知三軸坐標(biāo)值的交點(diǎn)。對(duì)于每個(gè)交點(diǎn)(特征點(diǎn))，分別通過設(shè)置RFID標(biāo)簽及讀寫器的方式，采集其所對(duì)應(yīng)的不同RFID標(biāo)簽信息強(qiáng)度(RSS參數(shù))及其讀寫器標(biāo)識(shí)信息。這些信息包括了 x/y/z坐標(biāo)值、標(biāo)簽信息強(qiáng)度、讀寫器標(biāo)識(shí)信息在內(nèi)的標(biāo)定信息可以被存儲(chǔ)在調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)中，從而為整個(gè)模具加工車間確立了三維方向的基準(zhǔn)位置特征信息庫。接著，根據(jù)工況將模具加工過程中所涉及的主要對(duì)象劃分為靜止對(duì)象和運(yùn)動(dòng)對(duì)象，其中靜止對(duì)象是指在模具加工過程中位置相對(duì)固定的設(shè)備或地點(diǎn)，譬如包括但不限于數(shù)控銑床、電加工機(jī)床、磨床、配送車?？奎c(diǎn)、配送導(dǎo)軌的起點(diǎn)、配送導(dǎo)軌的終點(diǎn)、檢驗(yàn)區(qū)中心點(diǎn)和裝配區(qū)中心點(diǎn)等；運(yùn)動(dòng)對(duì)象是指在模具加工過程中需要相對(duì)于靜止對(duì)象發(fā)生移動(dòng)以便執(zhí)行各項(xiàng)工序的人或物，譬如包括但不限于物料、被加工的零件、操作人員、配送車、刀具等。為了確認(rèn)運(yùn)動(dòng)對(duì)象與靜止對(duì)象之間的相對(duì)位置以便實(shí)現(xiàn)更為精確地進(jìn)行定位及相關(guān)操作，可以選擇模具加工車間內(nèi)的主要靜止對(duì)象，并對(duì)這些靜止對(duì)象同樣通過設(shè)置RFID標(biāo)簽及讀寫器的方式執(zhí)行預(yù)標(biāo)定，由此確立包括三軸坐標(biāo)值、RFID標(biāo)簽信息強(qiáng)度和讀寫器標(biāo)識(shí)信息在內(nèi)的參考位置特征信息。這些參考位置特征信息被存儲(chǔ)在調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)中，并與基準(zhǔn)位置特征信息共同構(gòu)成反映整個(gè)加工車間位置特征信息的標(biāo)定數(shù)據(jù)庫。接著，對(duì)車間內(nèi)所有運(yùn)動(dòng)對(duì)象貼上跟蹤RFID標(biāo)簽，并通過預(yù)標(biāo)定過程中所設(shè)置多個(gè)RFID讀寫器來讀取這些跟蹤RFID標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)信息Ma、標(biāo)簽信號(hào)強(qiáng)度Ca等信息。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的有效識(shí)別，測試表明，可以在15m2xl5m2的空間內(nèi)在上方設(shè)置至少三個(gè)RFID讀寫器。RFID讀寫器將讀取的上述信息以及讀寫器自身的標(biāo)識(shí)信息A經(jīng)交換機(jī)上傳至調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)接收的跟蹤RFID標(biāo)簽標(biāo)識(shí)信息Ma、標(biāo)簽信號(hào)強(qiáng)度Ca和讀寫器標(biāo)識(shí)信息A與標(biāo)定數(shù)據(jù)庫相比較，當(dāng)跟蹤RFID標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度與標(biāo)定數(shù)據(jù)庫中分別對(duì)應(yīng)于不同交點(diǎn)或固定對(duì)象的標(biāo)簽信號(hào)強(qiáng)度相等或相近時(shí)，則認(rèn)為追蹤目標(biāo)RFID標(biāo)簽與該基準(zhǔn)/參考RFID標(biāo)簽所指示的位置相同或接近，即確定了運(yùn)動(dòng)對(duì)象的目前位置以及其與靜止對(duì)象之間的相關(guān)位置。為了便于生產(chǎn)管理者實(shí)時(shí)查看生產(chǎn)的實(shí)際情況，還可以采用顯示裝置來提供模具加工車間的虛擬場景，并按照上述方法所獲得的位置信息，將模具加工過程中的靜止對(duì)象和運(yùn)動(dòng)對(duì)象在真實(shí)車間的位置映射到虛擬場景中的相應(yīng)位置予以顯示。不同的加工車間可以具有不同的虛擬場景圖，并可進(jìn)行選擇和切痕。采用圖形界面來執(zhí)行上述可視化的場景顯示，同時(shí)實(shí)時(shí)更新運(yùn)動(dòng)對(duì)象的當(dāng)前位置。下面將以一些具體運(yùn)用場景為例，來進(jìn)一步解釋按照本發(fā)明的自動(dòng)定位方法。如圖3a中所示，顯示了對(duì)配送車實(shí)現(xiàn)定位的過程。配送車51被放在配送軌道上，加工機(jī)床41等距分布于軌道兩側(cè)；配送車上貼有RFID標(biāo)簽2，放置在配送車上的加工零件同樣也貼有不同的RFID標(biāo)簽2。起初，配送車51停止在軌道的末端，物料倉庫按照調(diào)度中心的要求，將被加工的零件52出庫，并裝在配送車51上。當(dāng)所有被加工的零件裝載完畢后，由調(diào)度中心發(fā)送指令，啟動(dòng)配送車，沿軌道向前運(yùn)行；配送車前行的過程中，沿途的RFID讀寫器I對(duì)其進(jìn)行探測，并不斷與標(biāo)定數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)?shù)竭_(dá)所設(shè)定的目標(biāo)特征點(diǎn)附近也即比對(duì)的標(biāo)簽強(qiáng)度相近時(shí)，則由調(diào)度中心發(fā)送指令，使配送車停止；加工零件全部裝卸完畢后，由調(diào)度中心發(fā)送指令，使配送車啟動(dòng)，繼續(xù)行走；沿途RFID讀寫器繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行探測，若小車已到軌道末端，如是則反方向繼續(xù)行走。通過以上方式，調(diào)度中心能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控、設(shè)置每個(gè)加工零件和配送車的狀態(tài)，并對(duì)加工零件和配送車的下一個(gè)目標(biāo)進(jìn)行計(jì)算、控制。如圖3b中所示，顯示了對(duì)加工零件實(shí)現(xiàn)定位及狀態(tài)設(shè)置的過程。首先，在加工起始階段，調(diào)度中心建立待加工零件集合，當(dāng)所有被加工零件52從物料倉庫中檢出，設(shè)置加工零件為出庫狀態(tài)，并建立加工的目標(biāo)站點(diǎn)集合；當(dāng)配送車51將零件配送到目標(biāo)站點(diǎn)后，將加工零件從配送車上卸下，調(diào)度中心不斷與加工區(qū)的特征點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)比對(duì)結(jié)果相近也即移動(dòng)到待加工區(qū)時(shí)，發(fā)送信息給調(diào)度中心，設(shè)置零件為待加工狀態(tài)；接著，調(diào)度中心不斷將加工零件的RFID信息與加工機(jī)床的特征點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)將零件安裝到機(jī)床上時(shí)，發(fā)送信息給調(diào)度中心，調(diào)度中心設(shè)置零件為開始加工狀態(tài)；加工零件完成加工后，移動(dòng)至待加工區(qū)，調(diào)度中心設(shè)置零件狀態(tài)為加工完成。如圖3c中所示，顯示了對(duì)物料進(jìn)行管理的過程。首先建立物料倉庫的坐標(biāo)系，由于物料倉庫有標(biāo)準(zhǔn)貨架，按照標(biāo)準(zhǔn)貨架42的尺寸來劃分網(wǎng)格并獲得交點(diǎn)(特征點(diǎn))，也即X軸、Y軸和Z軸方向上的交點(diǎn)取標(biāo)準(zhǔn)貨架的8個(gè)角點(diǎn)。通過設(shè)置RFID標(biāo)簽及讀寫器的方式，可以對(duì)所有交點(diǎn)采集其所對(duì)應(yīng)的x/y/z坐標(biāo)軸、RFID標(biāo)簽信息強(qiáng)度及其讀寫器標(biāo)識(shí)信息。當(dāng)所有的交點(diǎn)信息采集完畢后，由此建立了物料倉庫三維方向上位置特征信息的標(biāo)定數(shù)據(jù)庫。被存儲(chǔ)的物料可以在入口處賦予RFID標(biāo)簽，物料要移動(dòng)至貨架時(shí)，多個(gè)RFID讀寫器將該標(biāo)簽的信息強(qiáng)度、讀寫器自身的標(biāo)識(shí)信息發(fā)送到調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)中，調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)將這些信息與先前建立的位置特性信息進(jìn)行比較，由此計(jì)算出物料當(dāng)前的位置信息，加入物料位置信息庫，并在調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行顯示，供物料管理者查看物料存儲(chǔ)的情況。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)模具加工過程的運(yùn)動(dòng)對(duì)象實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟 Ca)為整個(gè)模具加工車間建立X-Y-Z三軸坐標(biāo)系，分別沿著X軸、Y軸和Z軸方向?qū)⒃撟鴺?biāo)系均分為多個(gè)網(wǎng)格，然后設(shè)置多個(gè)RFID讀寫器以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)網(wǎng)格交點(diǎn)的有效識(shí)別，以此方式為網(wǎng)格交點(diǎn)確立包括三軸坐標(biāo)值、RFID標(biāo)簽信息強(qiáng)度及其對(duì)應(yīng)的RFID讀寫器標(biāo)識(shí)信息在內(nèi)的基準(zhǔn)位置特征信息； (b)根據(jù)工況選擇模具加工車間內(nèi)的多個(gè)靜止對(duì)象,并對(duì)這些靜止對(duì)象同樣確立包括三軸坐標(biāo)值、RFID標(biāo)簽信息強(qiáng)度及其對(duì)應(yīng)的RFID讀寫器標(biāo)識(shí)信息在內(nèi)的參考位置特征信息； (c)將模具加工車間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象貼上跟蹤RFID標(biāo)簽，然后通過步驟(a)所設(shè)置的RFID讀寫器實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的有效識(shí)別； (d)實(shí)時(shí)采集運(yùn)動(dòng)對(duì)象的跟蹤RFID標(biāo)簽信息強(qiáng)度及其對(duì)應(yīng)的RFID讀寫器標(biāo)識(shí)信息，然后與通過步驟(a)和(b)所確立的基準(zhǔn)位置特征信息和參考位置特征信息相比較，由此可獲得運(yùn)動(dòng)對(duì)象在三軸坐標(biāo)系中的當(dāng)前位置信息及其與靜止對(duì)象之間的相對(duì)位置信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的自動(dòng)定位過程。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(a)中，根據(jù)定位精度要求采用不同的間距規(guī)格，來沿著X軸、Y軸和Z軸方向?qū)⑷S坐標(biāo)系均分為多個(gè)網(wǎng)格。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述靜止對(duì)象包括數(shù)控銑床、電加工機(jī)床、磨床、配送車停靠點(diǎn)、配送導(dǎo)軌的起點(diǎn)、配送導(dǎo)軌的重點(diǎn)、檢驗(yàn)區(qū)中心點(diǎn)和裝配區(qū)中心點(diǎn)等
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象包括物料、被加工的零件、操作人員、配送車、刀具等。
5.如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟(c)中，在15m2xl5m2的空間內(nèi)設(shè)置至少三個(gè)RFID讀寫器以便實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的有效識(shí)別。
6.如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟(d)中，通過插值平均定位算法來對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象進(jìn)行位置估計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的自動(dòng)定位過程，其具體過程為 (dl)采集運(yùn)動(dòng)對(duì)象的多個(gè)RFID讀寫器的標(biāo)識(shí)信息； (d2)搜索每個(gè)RFID讀寫器所記錄的網(wǎng)格交點(diǎn)和靜止對(duì)象的RFID強(qiáng)度信息，并將其作為參考特征點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)對(duì)象的RFID強(qiáng)度信息進(jìn)行比較； (d3)將與運(yùn)動(dòng)對(duì)象RFID強(qiáng)度信息的差別落在一定閾值范圍內(nèi)的參考特征點(diǎn)坐標(biāo)信息放入一個(gè)集合中，多個(gè)RFID讀寫器獲得多個(gè)集合； (d4)求這些集合的交集，對(duì)該交集中的參考特征點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行平均，由此確定運(yùn)動(dòng)對(duì)象的坐標(biāo)位置。
7.如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟(d)之后，根據(jù)所獲知的運(yùn)動(dòng)對(duì)象的當(dāng)前位置信息及其與靜止對(duì)象之間的相對(duì)位置信息，來進(jìn)一步執(zhí)行相應(yīng)的操作控制。
8.如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,對(duì)多個(gè)模具加工車間同時(shí)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的自動(dòng)定位，并對(duì)各個(gè)加工車間內(nèi)靜止對(duì)象和運(yùn)動(dòng)對(duì)象的真實(shí)位置映射到虛擬場景中予以實(shí)時(shí)顯示。
9.如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的方法在采用柔性制造系統(tǒng)或柔性制造單元來完成模具自動(dòng)化加工場合的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對(duì)模具加工過程的運(yùn)動(dòng)對(duì)象實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位的方法，包括(a)為模具加工車間建立三軸坐標(biāo)系并均分為多個(gè)網(wǎng)格，然后設(shè)置RFID讀寫器由此對(duì)各個(gè)網(wǎng)格交點(diǎn)確立包括坐標(biāo)值、RFID標(biāo)簽信息強(qiáng)度、讀寫器標(biāo)識(shí)信息在內(nèi)的基準(zhǔn)位置特征信息；(b)對(duì)車間內(nèi)靜止對(duì)象同樣確立包括以上信息在內(nèi)的參考位置特征信息；(c)將車間內(nèi)運(yùn)動(dòng)對(duì)象貼上跟蹤RFID標(biāo)簽并實(shí)現(xiàn)有效識(shí)別；(d)采集運(yùn)動(dòng)對(duì)象的標(biāo)簽信息強(qiáng)度和讀寫器標(biāo)識(shí)信息并與位置特征信息相比較，由此獲得定位相關(guān)息。通過本發(fā)明，可以以低成本、便于操控的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的三維定位，同時(shí)能夠?qū)崟r(shí)、直觀地展示模具加工過程的全貌，并尤其適用于采用柔性制造技術(shù)來完成模具自動(dòng)化加工的場合。
文檔編號(hào)G06K17/00GK103049774SQ20121054601
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者李建軍, 鄭志鎮(zhèn), 陳榮創(chuàng), 車俊, 劉闖, 王華昌 申請人:華中科技大學(xué), 深圳市麥斯優(yōu)聯(lián)科技有限公司