CN103128583B - 数控系统基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法，属于数控系统技术领域。该方法在数控系统读取加工文件并初始化当前刀盘刀具号后，开始执行加工文件，在加工过程中根据加工文件生成换刀指令；数控系统根据所述的换刀指令换刀；并更新所述的当前刀盘刀具号，而后继续加工。从而实现了一种通过实时更新记录当前刀具号，对于所使用的刀具的自动替换，以此能够在数控机床的加工过程中免去手动换刀的时间，提高加工效率，减低操作错误的可能性，且本发明的数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法，其实现方式简便，实现成本低廉，应用范围也较为广泛。
Description
技术领域
本发明涉及数控系统技术领域，特别涉及数控机床刀具自动替换方法技术领域，具体是指一种数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法。
背景技术
制造业是国民经济的基础产业，制造业的水平的高低是衡量一个国家工业发达程度的重要标志，数控机床水平的高低，关系着国家制造业水平的高低。
在现有技术中，由于加工的材料不同或者是加工的图形不同，经常需要进行换刀的动作，使用不同的刀具来完成加工。目前圆盘刀库换刀过程中，刀盘转动，刀盘号不能及时有效更新，导致换刀出错，影响加工效率。手动修改刀盘号或者手动转动刀盘，浪费时间，而且不适用于加工过程中的自动换刀，显然不是一种简捷有效的方式。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种通过实时更新记录当前刀具号，实现对于所使用的刀具的自动替换，从而在数控机床的加工过程中可以免去手动换刀的时间，提高加工效率，减低操作错误的可能性，且实现方式简便，实现成本低廉，应用范围较为广泛的数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法。
为了实现上述的目的，本发明的数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法包括以下步骤：
（1）所述的数控系统读取加工文件，并初始化当前刀盘刀具号；
（2）所述的数控系统根据执行加工文件，并根据加工文件生成换刀指令；
（3）所述的数控系统根据所述的换刀指令换刀；
（4）所述的数控系统更新所述的当前刀盘刀具号，并返回步骤（2）。
该数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法中，所述的数控系统根据加工文件生成换刀指令，具体为：所述的数控系统根据加工文件生成包括刀盘刀具号的换刀指令。
该数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法中，所述的步骤（3）具体包括以下步骤：
（31）所述的数控系统根据所述的换刀指令中的刀盘刀具号与当前刀盘刀具号比较，确定刀盘转动方向和步数；
（32）所述的数控系统根据所述的刀盘转动方向和步数控制刀盘转动；
（33）所述的数控系统获取新的刀具。
该数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法中，所述的步骤（4）具体包括以下步骤：
（41）所述的数控系统检测所述的刀盘转动方向和步数；
（42）所述的数控系统根据所述的刀盘转动方向、步数和当前刀盘刀具号计算新的刀盘刀具号；
（43）所述的数控系统以所述的新的刀盘刀具号替换所述的当前刀盘刀具号。
该数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法中，所述的数控系统检测所述的刀盘转动方向和步数，具体为：所述的数控系统中的可编程逻辑控制器检测所述的刀盘转动方向和步数。
该数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法中，所述的数控系统根据所述的刀盘转动方向、步数和当前刀盘刀具号计算新的刀盘刀具号，包括以下步骤：
（421）若所述的数控系统判断所述刀盘转动方向为正转，则将刀盘转动步数和当前刀盘刀具号之和作为新的刀盘刀具号；
（422）若所述的数控系统判断所述刀盘转动方向为反转，则将刀盘转动步数和当前刀盘刀具号之差作为新的刀盘刀具号。
该数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法中，所述的数控系统根据所述的刀盘转动方向、步数和当前刀盘刀具号计算新的刀盘刀具号，还包括以下步骤：
（423）若所述的刀盘转动步数和当前刀盘刀具号之和超出刀库容量，则根据以下公式得到新的刀盘刀具号：
新的刀盘刀具号＝（当前刀盘刀具号＋刀盘转动步数）％刀库容量；
其中，％为取模运算，刀库容量为刀盘刀具的总数。
该数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法中，所述的数控系统根据所述的刀盘转动方向、步数和当前刀盘刀具号计算新的刀盘刀具号，还包括以下步骤：
（424）若所述的当前刀盘刀具号减去刀盘转动步数小于0，则根据以下公式得到新的刀盘刀具号：
新的刀盘刀具号＝（当前刀盘刀具号－刀盘转动步数）＋刀库容量；
其中，刀库容量为刀盘刀具的总数；
（425）若所述的刀盘转动步数和当前刀盘刀具号之差为零，则将刀盘刀具总数作为新的刀盘刀具号。
采用了该发明的数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法，其在数控系统读取加工文件并初始化当前刀盘刀具号后；开始执行加工文件，在加工过程中根据加工文件生成换刀指令；数控系统根据所述的换刀指令换刀；并更新所述的当前刀盘刀具号，而后继续加工。从而实现了一种通过实时更新记录当前刀具号，对于所使用的刀具的自动替换，以此能够在数控机床的加工过程中可以免去手动换刀的时间，提高加工效率，减低操作错误的可能性，且本发明的数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法，其实现方式简便，实现成本低廉，应用范围也较为广泛。
附图说明
图1为本发明的数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法的步骤流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
请参阅图1所示，为本发明的数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法的步骤流程图。
在一种实施方式中，该数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法包括以下步骤：
（1）所述的数控系统读取加工文件，并初始化当前刀盘刀具号；
（2）所述的数控系统根据执行加工文件，并根据加工文件生成换刀指令；
（3）所述的数控系统根据所述的换刀指令换刀；
（4）所述的数控系统更新所述的当前刀盘刀具号，并返回步骤（2）。
在一种较优选的实施方式中，步骤（2）中所述的数控系统根据加工文件生成换刀指令，具体为：所述的数控系统根据加工文件生成包括刀盘刀具号的换刀指令。
在进一步优选的实施方式中，所述的步骤（3）具体包括以下步骤：
（31）所述的数控系统根据所述的换刀指令中的刀盘刀具号与当前刀盘刀具号比较，确定刀盘转动方向和步数；
（32）所述的数控系统根据所述的刀盘转动方向和步数控制刀盘转动；
（33）所述的数控系统获取新的刀具。
且所述的步骤（4）具体包括以下步骤：
（41）所述的数控系统检测所述的刀盘转动方向和步数；
（42）所述的数控系统根据所述的刀盘转动方向、步数和当前刀盘刀具号计算新的刀盘刀具号；
（43）所述的数控系统以所述的新的刀盘刀具号替换所述的当前刀盘刀具号。
在更进一步优选的实施方式中，步骤（41）所述的数控系统检测所述的刀盘转动方向和步数，具体为：所述的数控系统中的可编程逻辑控制器检测所述的刀盘转动方向和步数。
在更优选的实施方式中，步骤（42）所述的数控系统根据所述的刀盘转动方向、步数和当前刀盘刀具号计算新的刀盘刀具号，包括以下步骤：
（a）若所述的数控系统判断所述刀盘转动方向为正转，则将刀盘转动步数和当前刀盘刀具号之和作为新的刀盘刀具号；
（b）若所述的数控系统判断所述刀盘转动方向为反转，则将刀盘转动步数和当前刀盘刀具号之差作为新的刀盘刀具号；
（c）若所述的刀盘转动步数和当前刀盘刀具号之和超出刀库容量，则根据以下公式得到新的刀盘刀具号：
新的刀盘刀具号＝（当前刀盘刀具号＋刀盘转动步数）％刀库容量；
其中，％为取模运算，刀库容量为刀盘刀具的总数；
（d）若所述的当前刀盘刀具号减去刀盘转动步数小于0，则根据以下公式得到新的刀盘刀具号：
新的刀盘刀具号＝（当前刀盘刀具号－刀盘转动步数）＋刀库容量；
其中，刀库容量为刀盘刀具的总数；
（e）若所述的刀盘转动步数和当前刀盘刀具号之差为零，则将刀盘刀具总数作为新的刀盘刀具号。
在实际应用中，本发明的更新刀盘刀具号的方法如下：
（1）设置一个变量；
（2）取得当前的刀盘刀具号存储于该变量；
（3）刀盘转动一次，这个变量在存储的刀盘刀具号上相应加减一；如果是刀库正转的话，变量值应该加一；如果是刀库反转的话，变量值应该减一；
(4)再将这个变量值写回到刀盘刀具号；更新刀盘刀具号
具体而言，实际加工过程中，本发明的自动换刀控制方法步骤如下：
1、圆盘刀库换刀过程中，首先要把主轴上当前使用的刀具放回刀库，然后从刀具里夹取目标刀具。换刀开始要判断刀盘号是不是当前刀具，如果是的话直接过去松刀；如果不是，则转动刀盘到当前刀具对应的刀库位置；
2、例如刀库容量是8，刀盘号是1，但是当前刀号是3，那么刀盘就要转2次，利用PLC扫描系统状态，当刀库正转有信号，且有一次数刀信号出现的话，这个刀盘会正转一次，PLC扫描到该状态就会发消息调用响应函数，这个函数实现的功能如下：
（1）刀盘正转并且有数刀信号，通过PLC调用函数更新刀盘刀具号；
（2）刀盘刀具号作为系统的一个参数，我们在刀盘正转函数处理中首先要设一个变量；
（3）然后从参数内存中读取当前的参数值（即当前的刀盘刀具号），存于该变量中，然后把存于变量中的这个值加1仍然存于该变量；
（4）然后再把这个变量值（已经在原来基础上加1）写入到参数（即当前的刀盘刀具号）中，那么我们在换刀程序中调用的当前刀盘刀具号就是正确的，换刀就会顺利进行；
（5）这个过程中需要考虑到圆盘刀库的容量不是无限制的，假设刀盘包括8把刀，那操作者按了多次刀库正转之后，当前刀盘刀具号很可能会超过8，这样显然不合理。所以在把变量中存储的刀盘刀具号加1之前，需要先将变量对刀库容量取余，这个问题便迎刃而解。
3、松完刀，刀盘号被更新为当前刀具号3，主轴夹取目标刀具，刀盘要转到目标刀具位置。
例如目标刀具是8号刀（刀库容量假定为8），如果刀盘正转的话要转5次，而使用反转的话就要转3次。刀盘反转的处理与正转类似，区别在于，调用函数时存储刀盘刀具号的变量的值是减1。考虑到刀盘刀具号减1等于0的情况，需要判断如果变量的值变成了0，则将刀库容量的值赋给变量，再把变量的值写入参数即当前的刀盘刀具号中。
4、以上动作正确的更新了刀盘号，系统在反转了3次之后，主轴执行夹刀操作，顺利完成换刀操作。整个更新刀盘号的方法，处理过程简单方便，换刀结果准确可靠。
采用了该发明的数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法，其在数控系统读取加工文件并初始化当前刀盘刀具号后；开始执行加工文件，在加工过程中根据加工文件生成换刀指令；数控系统根据所述的换刀指令换刀；并更新所述的当前刀盘刀具号，而后继续加工。从而实现了一种通过实时更新记录当前刀具号，对于所使用的刀具的自动替换，以此能够在数控机床的加工过程中可以免去手动换刀的时间，提高加工效率，减低操作错误的可能性，且本发明的数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法，其实现方式简便，实现成本低廉，应用范围也较为广泛。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (4)
1.一种数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的数控系统读取加工文件，并初始化当前刀盘刀具号；
(2)所述的数控系统根据执行加工文件，并根据加工文件生成换刀指令；
(3)所述的数控系统根据所述的换刀指令换刀，具体为：
(31)所述的数控系统根据当前刀盘号与当前刀盘刀具号比较，确定刀盘转动方向和步数；
(32)所述的数控系统根据所述的刀盘转动方向和步数控制刀盘转动；
(33)所述的数控系统进行卸刀并更新所述的当前刀盘刀具号；
(34)所述的数控系统根据所述的换刀指令中的刀盘刀具号与当前刀盘刀具号比较，确定刀盘转动方向和步数；
(35)所述的数控系统根据所述的刀盘转动方向和步数控制刀盘转动；
(36)所述的数控系统获取新刀；
(4)所述的数控系统更新所述的当前刀盘刀具号，并返回步骤(2)；
所述的数控系统根据当前刀盘号与当前刀盘刀具号比较，确定刀盘转动方向和步数，具体包括以下步骤：
(a)所述的数控系统检测所述的刀盘转动方向和步数；
(b)所述的数控系统根据所述的刀盘转动方向、步数和当前刀盘刀具号计算新的刀盘刀具号；
(c)所述的数控系统以所述的新的刀盘刀具号替换所述的当前刀盘刀具号；
所述的数控系统根据所述的刀盘转动方向、步数和当前刀盘刀具号计算新的刀盘刀具号，包括以下步骤：
(b1)若所述的数控系统判断所述刀盘转动方向为正转，则将刀盘转动步数和当前刀盘刀具号之和作为新的刀盘刀具号；
(b2)若所述的数控系统判断所述刀盘转动方向为反转，则将刀盘转动步数和当前刀盘刀具号之差作为新的刀盘刀具号；
(b3)若所述的刀盘转动步数和当前刀盘刀具号之和超出刀库容量，则根据以下公式得到新的刀盘刀具号：
新的刀盘刀具号＝(当前刀盘刀具号+刀盘转动步数)％刀库容量；
其中，％为取模运算，刀库容量为刀盘刀具的总数。
2.根据权利要求1所述的数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法，其特征在于，所述的数控系统根据加工文件生成换刀指令，具体为：
所述的数控系统根据加工文件生成包括刀盘刀具号的换刀指令。
3.根据权利要求1所述的数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法，其特征在于，所述的数控系统检测所述的刀盘转动方向和步数，具体为：
所述的数控系统中的可编程逻辑控制器检测所述的刀盘转动方向和步数。
4.根据权利要求1所述的数控系统中基于刀库的刀盘刀具号实现自动换刀控制的方法，其特征在于，所述的数控系统根据所述的刀盘转动方向、步数和当前刀盘刀具号计算新的刀盘刀具号，还包括以下步骤：
(b4)若所述的当前刀盘刀具号减去刀盘转动步数小于0，则根据以下公式得到新的刀盘刀具号：
新的刀盘刀具号＝(当前刀盘刀具号－刀盘转动步数)+刀库容量；
其中，刀库容量为刀盘刀具的总数；
(b5)若所述的刀盘转动步数和当前刀盘刀具号之差为零，则将刀盘刀具总数作为新的刀盘刀具号。
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