CN104924160A - 一种智能自动磨刀机加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能自动磨刀机加工装置，包括自动取放单元、夹紧单元和磨削单元：自动取放单元，用来拾取待磨刀具，当夹紧单元内刀具完成磨削后，将磨削完成刀具取出再将待磨刀具安装至夹紧单元，并使待磨刀具按设定长度伸出夹紧单元；磨削单元，用来控制砂轮磨削刀具，由于机械手设置有1#爪、2#爪，可以利用其它刀具磨制的时间协调放置磨削完成的刀具并抓取另外待磨削刀具，所以磨制效率高，从取下磨制好的刀具至安装待磨制刀具只需5秒，采用独立的控制器分别控制自动取放单元和磨削单元的运行，可以在不停机的情况下进行程序的修改。

Description

一种智能自动磨刀机加工装置

技术领域

本发明涉及一种刀具加工装置，具体地说，涉及一种智能自动磨刀机加工装置，属于机电设备技术领域。

背景技术

金属、塑料、木材等切削加工设备在进行工件切削加工时，切削用的刀具会受到磨损，刀刃变钝，这会影响加工工件的精度及表面粗糙度，因此刀具使用一段时间后必须进行磨刀。

目前，刀具的磨制通常采用以下几种方式：一、采用新的刀具棒料进行刀具磨制；二、采用数控磨刀机进行刀具磨制；三、采用进口五轴向磨刀机进行刀具的磨制。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下不足：采用以上前两种方式磨制刀具时，都需要人工或机械进行刀具的安装。磨制工序为：开机→人工取待磨刀具→人工安装待磨刀具→执行刀具磨制程序→磨制完成，人工取下已磨刀具放置好后，再取待磨刀具并安装上→执行刀具磨制程序。

据统计，人工或机械取下一只已经磨制好的刀具，再安装一只待磨制刀具所需要的时间平均约1.5分钟，而且人工更换刀具的时间长短不一，以上所述刀具磨制方式应用于大批量刀具磨制，效率非常低，不适应大批量刀具磨制的要求。

以上所述第三种刀具磨制方式是目前最先进的磨制方式，磨制工序为：开机→机械手取待磨刀具→机械手安装待磨刀具→机械手退回，执行刀具磨制程序→磨制完成，机械手取下已磨刀具放置好后，再取待磨刀具并安装上→机械手退回，执行刀具磨制程序。机械手取下一只已经磨制好的刀具，再安装一只待磨制刀具也要用时25秒左右，效率也不理想。

以上数控磨刀机需要更改参数时，必须停机复位后更改，然后从头开始执行，使用起来不方便。

发明内容

本发明要解决的问题是针对以上不足，提供一种智能自动磨刀机加工装置，采用该加工装置，实现了以下目的：

1、刀具磨制效率高，从取下磨制好的刀具至安装待磨制刀具只需5秒。

2、实现刀具磨制的全自动。

3、实现刀具的批量化磨制。

4、采用两个独立的控制器，内嵌控制系统以分别控制自动取放单元和磨削单元的运行，可以在不停机的情况下进行程序的修改。

5、提供该智能自动磨刀机加工装置的控制方法。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案为：一种智能自动磨刀机加工装置，其特征在于，包括自动取放单元、夹紧单元和磨削单元。

一种优化方案，所述自动取放单元包括机械手；

机械手包括：

1#爪，用来将待磨刀具从料盘置于磨削夹头上；

2#爪，用来将已磨刀具从磨削夹头置于料盘上。

进一步地，所述机械手还包括摆动连接轴、摆动缸、送刀顶缸、1#松开检测开关、1#夹紧检测开关、摆台、垂直位置检测开关、2#夹紧检测开关、伸出检测开关、收回检测开关、水平位置检测开关、2#松开检测开关。

进一步地，自动取放单元还包括X1轴、X1轴驱动电机、Y1轴、Y1轴驱动电机、Z1轴、Z1轴驱动电机、待磨刀具放置盘和已磨刀具放置盘。

   所述磨削单元包括砂轮、X2轴、X2轴驱动电机、Y2轴、Y2轴驱动电机、Z2轴、Z2轴驱动电机、C轴、C轴驱动电机。

进一步地，加工装置还包括：

取放刀具控制器，用来控制自动取放单元的运行；

刀具磨削控制器，用来控制磨削单元的运行。

进一步地，还包括夹紧单元；

所述夹紧单元包括：

磨削夹头，用于夹持工件；

连接杆，与磨削夹头连接；

所述连接杆上设有气流通道，气流通道连通有安装空腔，安装空腔连接正压气路，磨削夹头和气流通道连通。

基于所述加工装置，加工装置的控制方法包括自动取放控制步骤和刀具磨制控制步骤；

所述自动取放控制步骤和刀具磨制控制步骤独立工作，只是在完成后实现一个信号的通讯。

进一步地，所述自动取放控制步骤包括：

步骤1，按生产要求写入各项参数，参数包括1#爪开始点的行数、列数，2#爪开始点的行数、列数，1#爪的起始坐标，2#爪的起始坐标，2#爪在磨削夹头抓刀时的坐标，抓刀的安全高度，磨刀机在抓刀时的各轴坐标；

步骤2，磨削单元移动至设定的安全位置，给机械手系统信息；

步骤3，机械手移动到设定抓刀的位置上方，1#爪松开；

步骤4， 1#松开检测开关检测1#爪是否松开，如果松开则进入步骤5，如果未松开则等待；

步骤5，机械手下落抓刀，1#爪夹紧；

步骤6，1#夹紧检测开关检测1#爪是否夹紧，如果夹紧则进入步骤7，如果未夹紧则等待；

步骤7，机械手抓刀后移动至下落点，摆台旋转至垂直状态，等待下落换刀；

步骤8，摆台垂直位置检测开关检测摆台是否移动至垂直状态，如果到位则进入步骤9，如果未到位则等待；

步骤9，机械手下落至磨削夹头位置，2#爪夹紧已磨好的刀具；2#夹紧检测开关检测2#爪是否夹紧，如果夹紧，则进入步骤10；

步骤10，磨削单元接到2#爪夹紧信息后磨削夹头松开，如果达到则进入步骤11，如果未达到则等待；

步骤11，机械手2#爪取出刀具，1#爪将刀料送人磨削夹头；

步骤12，送刀顶缸伸出，将刀具顶入磨削夹头，使其外露的长度一致；

步骤13，伸出检测开关检测送刀顶缸是否伸出到位，如果到位则磨削夹头夹紧刀具，如果不到位则等待。

步骤14，通过压力继电器检测磨削夹头是否夹紧刀具，如果夹紧则1#爪松开，送刀顶缸收回；

步骤15，收回检测开关检测送刀顶缸是否收回到位，如果到位，则机械手回到安全位置，输出换刀完成信号。

进一步地，所述刀具磨制控制步骤包括：

步骤1，磨刀机开始磨刀，机械手继续进行；

步骤2，机械手摆台转至水平状态；

步骤3，水平位置检测开关检测摆台是否在水平状态，如果是则进入步骤4，如果不是则等待；

步骤4，机械手移至已磨刀具放置盘的正上方，2#爪将刀具放入放置盘；2#爪松开；

步骤5，机械手动作使1#爪抓取待磨刀具放置盘前一取刀的位置。

步骤6，1#夹紧检测开关检测1#爪上是否有刀，如果有刀则停止等待，如果没有刀则进入步骤7；

步骤7，机械手上移至安全高度，1#爪松开；

步骤8，1#松开检测开关检测1#爪是否松开，如果松开则进入步骤9，如果未松开则等待；

步骤9，机械手移至下一把待磨刀料上方，下落到指定位置，1#爪夹紧；

步骤10，1#夹紧检测开关检测1#爪是否夹紧，如果夹紧则进入步骤11，如果未夹紧则等待；

步骤11，机械手上移至安全高度，移动至换刀下落点；

步骤12，机械手将摆台垂直；

步骤13，垂直位置检测开关检测摆台是否在垂直状态，如果在垂直状态则进入步骤14，如果不在垂直状态则等待；

步骤14，机械手将2#爪松开；

步骤15，2#松开检测开关检测2#爪是否在松开状态，如果在松开状态则进入步骤16，如果不在松开状态则等待；

步骤16，机械手在刀料磨削加工完成后，得到可以换刀信号，机械手开始换刀。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：由于机械手设置有1#爪、2#爪，可以利用其它刀具磨制的时间协调放置磨削完成的刀具并抓取另外待磨削刀具，所以磨制效率高，从取下磨制好的刀具至安装待磨制刀具只需5秒。

2、实现刀具磨制的全自动，机械手上设置有检测感应探头，可以使机械手自动检测到待磨刀具，而不需要人工安装。

3、实现刀具的批量化磨制，送刀顶缸伸缩全部自带检测，安装空腔连接正压气路，可以对刀具形成阻力，防止刀具顶入的时候因惯性前移，与送刀顶缸配合使用保证刀具伸出长度一定。无需对刀，通过送刀顶缸，可将长短不一的待磨刀具放置在夹紧单元上，而不受刀料长短限制。

4、采用独立的控制器分别控制自动取放单元和磨削单元的运行，可以在不停机的情况下进行程序的修改，如需要更改磨刀参数，只需将磨削单元系统暂停，便可更改磨刀参数及坐标，更改完后继续运行即可，无需从头开始，同样，需要更改取放刀具参数，只需将机械手系统暂停，便可更改。在刀具抽检中发现参数不正确需更改，亦是如此，方便修改参数及坐标。无需使用多轴系统或双通道系统，使用两台普通三轴及五轴系统即可完成，两系统独立工作，只是在完成后实现一个信号的通讯，降低了成本；而且多轴系统的实现这种控制的编程较为麻烦，降低了难度。

下面结合附图和实施例对本发明做详细说明。

附图说明

附图1为本发明实施例中自动磨刀机的结构示意图；

附图2为本发明实施例中去掉护罩后自动磨刀机的结构示意图；

附图3为本发明实施例中去掉护罩后自动磨刀机的俯视图；   

附图4为本发明实施例中去掉护罩后自动磨刀机的侧视图；

附图5为本发明实施例中机械手的结构示意图；

附图6为本发明实施例中机械手的结构示意图；

附图7为本发明实施例中夹紧单元的立体结构示意图；

附图8为本发明实施例中夹紧单元去掉盖板的俯视图；

附图9为附图8中A-A的结构示意图；

附图10为本发明实施例中连接杆的结构示意图；

图中，

1-床身平台，2-电器柜，3-机床护罩，4-油雾过滤器，5-取放刀具控制器，6-机械手，7- X1轴，8- X1轴驱动电机，9- Y1轴，10- Y1轴驱动电机，11- Z1轴，12- Z1轴驱动电机，13- B轴，14- B轴驱动电机，15-待磨刀具放置盘，16-已磨刀具放置盘，17-1#爪，18-2#爪，19-摆动连接轴，20-摆动缸，21-送刀顶缸，22-刀具磨削控制器，23-砂轮，24-X2轴，25-X2轴驱动电机，26-Y2轴，27-Y2轴驱动电机，28-Z2轴，29-Z2轴驱动电机，30-C轴，31-C轴驱动电机，32-1#松开检测开关，33-1#夹紧检测开关，34-摆台，35-垂直位置检测开关，36-2#夹紧检测开关，37-伸出检测开关，38-收回检测开关，39-水平位置检测开关，40-2#松开检测开关，41-安装箱体，42-盖板，43-电动机，44-动力轴，45-轴头，46-轴主体，47-通透槽，48-磨削夹头，49-滑套，50-连接键，51-油缸，52-连接杆，53-缓冲垫，54-顶靠部， 55-碟簧，56-安装空腔，57-气流通道，58-连接通道，59-限位部，60-限位凸起，61-推套。

具体实施方式

 实施例1，一种智能自动磨刀机加工装置，包括自动取放单元、夹紧单元和磨削单元；另外包括床身平台1、电器柜2、机床护罩3、油雾过滤器4组成自动磨刀机，床身平台1、电器柜2、机床护罩3、油雾过滤器4可以采用公知的技术。

自动取放单元，用于拾取待磨刀具，当夹紧单元内刀具完成磨削后，将磨削完成刀具取出再将待磨刀具安装至夹紧单元，并使待磨刀具按设定长度伸出夹紧单元；

夹紧单元，用于夹紧待磨刀具；

磨削单元，用于磨削刀具。

如图1、图2、图3、图4所示，自动取放单元包括取放刀具控制器5、机械手6、X1轴7、X1轴驱动电机8、Y1轴9、Y1轴驱动电机10、Z1轴11、Z1轴驱动电机12、待磨刀具放置盘15、已磨刀具放置盘16；驱动电机优选为伺服电机。

所述取放刀具控制器5用于控制X1轴驱动电机8、Y1轴驱动电机10、Z1轴驱动电机12、1#爪17、2#爪18、摆动缸20、送刀顶缸21的工作。

机械手6设置在Z1轴11上，Z1轴驱动电机12用来带动机械手6在Z1轴11上作竖直方向移动；

Z1轴11设置在X1轴7上，X1轴驱动电机8用来带动Z1轴11在X1轴7上作水平方向移动；

Y1轴9设置在床身平台1上，待磨刀具放置盘15、已磨刀具放置盘16设置在Y1轴9上，Y1轴驱动电机10用来带动待磨刀具放置盘15、已磨刀具放置盘16在Y1轴9作水平方向移动，与Z1轴11在X1轴7上的水平方向垂直。

如图5、图6所示，机械手6的主要作用为检测、取放刀具，包括1#爪17、2#爪18、摆动连接轴19、摆动缸20、送刀顶缸21、1#松开检测开关32、1#夹紧检测开关33、摆台34、垂直位置检测开关35、2#夹紧检测开关36、伸出检测开关37、收回检测开关38、水平位置检测开关39、2#松开检测开关40；该机械手6自带检测感应探头，送刀顶缸21伸缩全部自带检测，无需对刀，通过送刀顶缸21，可将长短不一的待磨刀具放置在夹紧单元上，而不受刀料长短限制。

摆动缸20固定在在Z1轴11上，摆动连接轴19设置在摆动缸20上，1#爪17、2#爪18设置在摆动连接轴19上，送刀顶缸21设置在摆动连接轴19上。

只要顶缸能顶到指手抓住的刀具，就可以保证刀具伸出夹头的长度一致。

夹紧单元，包括安装箱体41，安装箱体41上设有一安装空腔56，安装箱体41上转动安装有由动力机构驱动的动力轴44，通常，动力轴44通过轴承安装在安装箱体41上，动力机构优选为电动机43，电动机43的动力输出轴与动力轴44相连接，动力轴44具有一中心孔，中心孔的敞口端伸出安装箱体41，中心孔内滑动安装有用于夹持工件的磨削夹头48，磨削夹头48安装在中心孔的敞口端，磨削夹头48连接一连接杆52，实现磨削夹头48与连接杆52同步运动，具体的说，磨削夹头48与连接杆52可以是螺纹连接，也可以采用销钉连接，也可以采用其他紧固件（例如紧定螺钉）连接，等等，在此不一一举例，连接杆52滑动安装于中心孔内；位于安装空腔56内的动力轴44上滑动安装有滑套49，滑套49套装于动力轴44上，动力轴44上设有轴向延伸的通透槽47，滑套49上设有一连接键50，连接键50穿过通透槽47连接连接杆52，滑套49外周转动安装有由直线驱动机构驱动且限定滑套49轴向自由度的推套61，具体的说，滑套49和推套61之间既可以实现相对转动，又可以实现相对滑动，通常，滑套49上设有限位凸起60，推套61的内径小于限位凸起60的外径，当直线驱动机构推动推套61向限位凸起60方向移动时，限位凸起60限制推套61的前移，因此推套61带动滑套49一起移动，当推套61回退时，滑套49和推套61分离，滑套49轴向上不再受推套61的作用力，直线驱动机构优选为油缸51或者气缸，连接杆52与动力轴44之间设有弹性复位元件，弹性复位元件优选为碟簧55。

磨削夹头48的夹持端设有若干敞口槽，使得磨削夹头48的夹持端能够具有径向上的较大变形量，便于工件插入磨削夹头48，也可以满足不同直径的工件的夹持，夹持端的外表面设有夹紧斜面，通过中心孔与夹紧斜面的配合，把轴向作用力变为径向作用力，将工件夹紧，本领域技术人员可以根据自己的专业知识理解实施，在此不再赘述。

为了便于安装，动力轴44包括连接在一起的轴主体46和轴头45，轴主体46和轴头45之间可以通过紧固件连接，也可以使用螺纹连接，还可以使用销钉连接，在此不限定具体的连接关系，本领域技术人员可以自行选择使用，连接杆52滑动安装于轴主体46内，磨削夹头48滑动安装于轴头45内，连接杆52上一端设有限位部60，限位部60与连接通常使用螺纹连接，另一端设有顶靠部54，弹性复位元件夹压于限位部60与顶靠部54之间，顶靠部54套装于连接杆52上与轴头45相抵靠，使得碟簧55的作用力可以作用到轴头45上。

中心孔内设有减小连接杆52与传动轴冲击的缓冲垫53，减小了冲击噪音，避免了连接杆52受到冲击变形。

连接杆52上设有一气流通道57，气流通道57连通磨削夹头48和安装空腔56，安装空腔56连接正压气路，安装箱体41通常包括箱体和盖板42，正压气路使得安装空腔56内形成正压，在工件加工完成后，卸下工件，正压气流可以将附着在磨削夹头48或者动力轴44上的铁屑吹掉，在安装工件时，正压气流给工件一作用力，使得工件插入磨削夹头48时受到气流阻力，避免冲击磨削夹头48或者连接杆52，同时可以对刀具形成阻力，防止刀具顶入的时候因惯性前移，保证刀具伸出长度一定。

连接杆52上为了加工气流通道57更加容易，气流通道57沿轴向贯穿连接杆52，连接杆52的端部设有连通气流通道57与安装空腔56的连接通道58，这种结构，加工工艺简单，加工成本低。当然，气流通道也可以不用贯穿连接杆52，而是采用盲孔，连接通道则沿径向开设在连接杆52上，与气流通道连通，这种结构加工起来工艺比较复杂，成本略高，使用效果相同。

工作过程如下：

加工结束拆卸工件时，油泵供油，油缸51的活塞杆伸出，推动推套61向限位凸起60方向移动，当推套61推动到滑套49上的限位凸起60时，推套61带动滑套49一起移动，滑套49上的连接键50带动连接杆52移动，限位部60压缩碟簧55，连接杆52将磨削夹头48的夹持端推出动力轴44的中心孔，夹持斜面失去束缚力，夹持端张开，将工件卸下，此时，安装空腔56内的正压气流经过通透槽47、连接通道58、气流通道57、磨削夹头48吹出，可以将附着在磨削夹头48或者动力轴44上的铁屑吹掉，保证了再次装夹工件时较高的重复夹持精度。

安装工件时，机械手夹持着工件放入磨削夹头48的夹持端，工件插入磨削夹头48时，正压气流给工件一作用力，使得工件插入磨削夹头48时受到气流阻力，避免冲击磨削夹头48或者连接杆52，工件到位后，油泵停止供油，碟簧55复位，连接杆52回退，带动滑套49和推套61回退，同时连接杆52带动磨削夹头48移动，夹持端缩回中心孔，夹持斜面受力将工件夹紧，整个过程用时短，重复夹持精度高。

以上夹紧单元也可以采用传统的夹紧单元。

自动取放单元工作过程：

通过取放刀具控制器5输入控制程序控制驱动电机驱动X1轴7、Y1轴9、Z1轴11三个轴联动。控制机械手6运动到待磨刀具放置盘15位置，通过1#爪17进行取待磨刀具。此过程中机械手6检测到取到待磨刀具后，系统控制X1轴7、Y1轴9、Z1轴11三个轴联动，使机械手6运动到夹紧单元正上方安全处，而后停止动作。等待夹紧单元上的在磨削的刀具加工完成，此过程运行的是刀具磨削控制程序，在磨削刀具加工完毕后，砂轮部分移动到安全位置，到位后，加工磨削系统检测到信号并传输给自动取刀控制系统，自动取刀系统控制X1轴7、Y1轴9、Z1轴11运动，使机械手6下移，通过2#爪18取出磨好的刀具，然后2#爪17将待磨刀具放进夹紧单元中，夹紧单元依靠液压动力夹紧。机械手6向上退出，2#爪18将已磨刀具放置到已磨刀具放置盘16指定位置（此过程中，机械手6运动到安全位置后自动取刀系统会给刀具磨削系统信号，刀具磨削系统开始对夹紧单元上的刀具进行磨削）。检测信号检测到已磨刀具放下后，自动取刀系统再次控制X1轴7、Y1轴9、Z1轴11三个轴联动，使机械手6抓取待磨刀具放置盘15中的待磨刀具。然后进入下一个循环过程。

磨削单元包括：刀具磨削控制器22、砂轮23、X2轴24、X2轴驱动电机25、Y2轴26、Y2轴驱动电机27、Z2轴28、Z2轴驱动电机29、C轴30、C轴驱动电机31。X2、Y2轴的驱动电机优选为直线电机，避免了使用丝杠时长期运动造成的间隙而影响机床精度，Z2轴的驱动电机优选为伺服电机。该磨削单元可以采用传统的磨削装置。

所述刀具磨削控制器22用于控制砂轮23、X2轴驱动电机25、Y2轴驱动电机27、Z2轴驱动电机29、C轴驱动电机31的工作。

磨削单元工作原理：

机械手6把待磨刀具放进夹紧单元中后，机械手6上的检测信号传送信息给控制夹紧单元将刀具夹紧，等机械手6运动到安全位置后，刀具磨削系统会根据程序控制X2轴24、Y2轴26、Z2轴28、C轴30（数控回转工作台，可控制夹紧单元摆角度）、及B轴13运动，完成刀料的磨削加工。磨削完成后，磨削部分的各个轴均会回到起始原点，此时给自动取刀系统信号，自动取刀系统会控制机械手6取放刀具进行循环。

高效全自动刀具控制方法：

开机→机械手6取待磨刀具→机械手6安装待磨刀具→机械手6退回，执行刀具磨制程序，机械手6取待磨刀具待命→磨制完成，机械手6取下已磨刀具，再将待磨刀具安装上→机械手6退回，执行刀具磨制程序，机械手6放下已磨刀具，取待磨刀具待命。如此循环下去。

从料盘上取刀放入磨削夹头的机械手定义为1#爪17，

从磨削夹头上取刀放入料盘的机械手定义为2#爪18。

启动步骤开始于S101，按生产要求写入各项参数，参数包括1#爪17开始点的行数、列数，2#爪18开始点的行数、列数，1#爪17的起始坐标，2#爪18的起始坐标，2#爪18在磨削夹头抓刀时的坐标，抓刀的安全高度，磨刀机在抓刀时的各轴坐标；

在步骤S102，磨削加工部分移动至设定的安全位置，给机械手系统信息，机械手系统程序开始执行；

在步骤S103，机械手移动到设定抓刀的位置上方，1#爪17松开；

在步骤S104，机械手1#松开检测开关32检测1#爪17是否松开，如果松开则进入下一步S105，如果未松开则等待；

在步骤S105，机械手下落抓刀，1#爪17夹紧；

在步骤S106，机械手1#夹紧检测开关33检测1#爪17是否夹紧，如果夹紧则进入下一步S107，如果未夹紧则等待；

在步骤S107中，机械手抓刀后移动至下落点，摆台34旋转至垂直状态，等待下落换刀；

在步骤S108，摆台垂直位置检测开关35检测摆台34是否移动至垂直状态，如果到位则进入下一步S109，如果未到位则等待；

在步骤S109，机械手下落至磨削夹头48位置，2#爪18夹紧已磨好的刀具；如果夹紧，则进入下一步S110；

在步骤S110，磨削加工部分接到信息后磨削夹头48松开，如果达到则进入下一步S111，如果未达到则等待；

在步骤S111，机械手2#爪18取出刀具；1#爪17将刀料送人磨削夹头48；

在步骤S112，送刀顶缸21伸出，将刀具顶入磨削夹头48，使其外露的长度一致；

在步骤S113，伸出检测开关37检测送刀顶缸21是否伸出到位，如果到位则进入下一步S114，如果不到位则等待；

在步骤S114，磨削加工部分接到信息，控制磨削夹头48夹紧。夹紧后会给机械手信息控制1#爪17松开；

在步骤S115， 1#松开检测开关32检测1#爪17是否松开，如果松开则进入下一步S116，如果未松开则等待；

在步骤S116，机械手X1轴7后退，Z1轴11上移，来开换刀区域，输出换刀完成信号。

在步骤S117，磨刀机开始磨刀，机械手继续进行；

在步骤S118，机械手摆台34转至水平状态；

在步骤S119，水平位置检测开关39检测摆台34是否在水平状态，如果是则进入下一步S120，如果不是则等待；

在步骤S120，机械手移至已磨刀具放置盘16的正上方，2#爪18将刀具放入放置盘；1#爪17松开；

在步骤S121，机械手动作使1#爪17抓取前一取刀的位置。

在步骤S122，1#夹紧检测开关33检测1#爪17上是否有刀，如果有刀则停止等待，如果没有刀则进入下一步S123；

在步骤S123，机械手上移至安全高度，1#爪17松开；

在步骤S124，1#松开检测开关32检测1#爪17是否松开，如果松开则进入下一步S125，如果未松开则等待；

在步骤S125，机械手移至下一把待磨刀料上方，下落并夹紧1#爪17；

在步骤S126，1#夹紧检测开关33检测1#爪17是否夹紧，如果夹紧则进入下一步S127，如果未夹紧则等待；

在步骤S127，机械手上移至安全高度，移动至换刀下落点；

在步骤S128，机械手将摆台34垂直；

在步骤S129，垂直位置检测开关35检测摆台34是否在垂直状态，如果在垂直状态则进入下一步S130，如果不在垂直状态则等待；

在步骤S130，机械手将2#爪18松开；

在步骤S131，2#松开检测开关40检测2#爪18是否在松开状态，如果在松开状态则进入下一步S132，如果不在松开状态则等待；

在步骤S132，机械手刀料磨削加工完成后，得到可以换刀信号，机械手开始换刀；

在步骤S133，转至程序步骤S107,循环换刀加工；

在步骤S134，直至将最后一把刀放入夹头加工，磨刀机将最后一把刀磨制完成，程序停止；

在步骤S135，机械手将最后一把刀放入已磨刀具放置盘，机械手程序停止。

基于以上磨刀机自动加工控制方法，提供一种实施所述生产控制方法的装置，无需使用多轴系统或双通道系统，使用两台普通三轴及五轴系统即可完成，两系统独立工作，只是在完成后实现一个信号的通讯，降低了成本；而且多轴系统的实现这种控制的编程较为麻烦，降低了难度。

该智能自动磨刀机可以实现自动化磨刀，无需人工上下刀具，磨刀效率高，比进口五轴磨刀机效率提高一倍，并可以进行刀具的批量化磨制。采用双系统操作控制，可以在不停机的情况下进行程序的修改，而单系统操作，如果需要更改磨刀参数，需复位后更改，然后从头开始执行。我们采用的双系统，如需要更改磨刀参数，只需将机械手磨削单元系统暂停，便可随意更改磨刀参数及坐标，更改完后继续运行即可，同样，需要更改取放刀具参数，只需将机械手系统暂停，便可更改，无需从头开始。在刀具抽检中发现参数不正确需更改，亦是如此。避免了人工装夹刀料的误差,提高了刀具质量。

本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明内容，不应理解为是对本发明保护范围的限制，以上自动取放控制步骤和刀具磨制控制步骤，也可以仅采用本发明的自动取放控制步骤，而刀具磨制控制步骤仍然采用传统的人工控制方法；反之亦然。以上实施例为最优化的技术方案，只要是根据本发明技术方案所作的改进，均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能自动磨刀机加工装置，其特征在于，包括自动取放单元、夹紧单元和磨削单元。

2.如权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述自动取放单元包括机械手（6）；

机械手（6）包括：

1#爪（17），用来将待磨刀具从料盘置于磨削夹头上；

2#爪（18），用来将已磨刀具从磨削夹头置于料盘上。

3.如权利要求2所述的加工装置，其特征在于，所述机械手（6）还包括摆动连接轴（19）、摆动缸（20）、送刀顶缸（21）、1#松开检测开关（32）、1#夹紧检测开关（33）、摆台（34）、垂直位置检测开关（35）、2#夹紧检测开关（36）、伸出检测开关（37）、收回检测开关（38）、水平位置检测开关（39）、2#松开检测开关（40）。

4.如权利要求1所述的加工装置，其特征在于，自动取放单元还包括X1轴（7）、X1轴驱动电机（8）、Y1轴（9）、Y1轴驱动电机（10）、Z1轴（11）、Z1轴驱动电机（12）、待磨刀具放置盘（15）和已磨刀具放置盘（16）。

5.如权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述磨削单元包括砂轮（23）、X2轴（24）、X2轴驱动电机（25）、Y2轴（26）、Y2轴驱动电机（27）、Z2轴（28）、Z2轴驱动电机（29）、C轴（30）、C轴驱动电机（31）。

6.如权利要求1所述的加工装置，其特征在于，加工装置还包括：

取放刀具控制器（5），用来控制自动取放单元的运行；

刀具磨削控制器（22），用来控制磨削单元的运行。

7.如权利要求1所述的加工装置，其特征在于，还包括夹紧单元；

所述夹紧单元包括：

磨削夹头（48），用于夹持工件；

连接杆（52），与磨削夹头（48）连接；

所述连接杆（52）上设有气流通道（57），气流通道（57）连通有安装空腔(56)，安装空腔（56）连接正压气路，磨削夹头（48）和气流通道（57）连通。

8.一种如权利要求3-7其中之一所述加工装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括自动取放控制步骤和刀具磨制控制步骤；

所述自动取放控制步骤和刀具磨制控制步骤独立工作，分别用来控制自动取放单元和磨削单元的运行。

9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述自动取放控制步骤包括：

步骤1，按生产要求写入各项参数，参数包括1#爪（17）开始点的行数、列数，2#爪（18）开始点的行数、列数，1#爪（17）的起始坐标，2#爪（18）的起始坐标，2#爪（18）在磨削夹头抓刀时的坐标，抓刀的安全高度，磨刀机在抓刀时的各轴坐标；

步骤2，磨削单元移动至设定的安全位置，给机械手系统信息；

步骤3，机械手移动到设定抓刀的位置上方，1#爪（17）打开；

步骤4， 1#松开检测开关（32）检测1#爪（17）是否松开，如果打开则进入步骤5，如果未打开则等待；

步骤5，机械手下落抓刀，1#爪（17）关闭；

步骤6，1#夹紧检测开关（33）检测1#爪（17）是否夹紧，如果夹紧则进入步骤7，如果未夹紧则等待；

步骤7，机械手抓刀后移动至下落点，摆台（34）旋转至垂直状态，等待下落换刀；

步骤8，摆台垂直位置检测开关（35）检测摆台（34）是否移动至垂直状态，如果到位则进入步骤9，如果未到位则等待；

步骤9，机械手下落至磨削夹头位置，2#爪（18）夹紧已磨好的刀具；2#夹紧检测开关（36）检测2#爪（18）是否夹紧，如果夹紧，则进入步骤10；

步骤10，磨削单元接到2#爪（18）夹紧信息后磨削夹头（48）松开，如果达到则进入步骤11，如果未达到则等待；

步骤11，机械手2#爪（18）取出刀具，1#爪（17）将刀料送人磨削夹头（48）；

步骤12，送刀顶缸（21）伸出，将刀具顶入磨削夹头（48），使其外露的长度一致；

步骤13，伸出检测开关（37）检测送刀顶缸（21）是否伸出到位，如果到位则磨削夹头（48）夹紧刀具，如果不到位则等待；

步骤14，通过压力继电器检测磨削夹头（48）是否夹紧刀具，如果夹紧则1#爪（17）松开，送刀顶缸（21）收回；

步骤15，收回检测开关（38）检测送刀顶缸（21）是否收回到位，如果到位，则机械手回到安全位置，输出换刀完成信号。

10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述刀具磨制控制步骤包括：

步骤1，磨刀机开始磨刀，机械手继续进行；

步骤2，机械手摆台（34）转至水平状态；

步骤3，水平位置检测开关（39）检测摆台（34）是否在水平状态，如果是则进入步骤4，如果不是则等待；

步骤4，机械手移至已磨刀具放置盘（16）的正上方，2#爪（18）将刀具放入放置盘；2#爪（18）松开；

步骤5，机械手动作使1#爪（17）抓取待磨刀具放置盘（15）前一取刀的位置；

步骤6，1#夹紧检测开关（33）检测1#爪（17）上是否有刀，如果有刀则停止等待，如果没有刀则进入步骤7；

步骤7，机械手上移至安全高度，1#爪（17）打开；

步骤8，1#松开检测开关（32）检测1#爪（17）是否松开，如果松开则进入步骤9，如果未松开则等待；

步骤9，机械手移至下一把待磨刀料上方，下落到指定位置并1#爪（17）夹紧；

步骤10，1#夹紧检测开关（33）检测1#爪（17）是否夹紧，如果夹紧则进入步骤11，如果未夹紧则等待；

步骤11，机械手上移至安全高度，移动至换刀下落点；

步骤12，机械手将摆台垂直；

步骤13，垂直位置检测开关（35）检测摆台（34）是否在垂直状态，如果在垂直状态则进入步骤（17），如果不在垂直状态则等待；

步骤14，机械手将2#爪（18）打开；

步骤15，2#松开检测开关（40）检测2#爪（18）是否在松开状态，如果在松开状态则进入步骤16，如果不在松开状态则等待；

步骤16，机械手刀料磨削加工完成后，得到可以换刀信号，机械手开始换刀。