CN111761394A - 智能刀库装置及刀具管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种智能刀库装置，用于与包括刀盘的数控机床相配合，其包括仓储机构与机械手，仓储机构用于仓储多个刀具，智能刀库装置还包括检测机构、处理器、存储设备、通讯单元，检测机构用于检测刀具的实际参数及加工条件信息，存储设备适于存储多条指令，多条指令适于由处理器加载并执行：控制机械手将刀具传送至检测机构能检测的范围内；控制检测机构检测刀具的实际参数及加工条件信息；根据初始参数及刀具的实际参数计算刀具的误差补偿值；控制通讯单元将误差补偿值信息传送至数控机床；控制机械手在仓储机构与刀盘之间传送刀具。本发明能补偿误差，提高加工的良率。本发明还提出一刀具管理方法。

Description

智能刀库装置及刀具管理方法

技术领域

本发明涉及数控机床加工技术领域，特别是一种智能刀库装置及刀具管理方法。

背景技术

数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，能够根据已编好的程序，使机床带动刀具加工零件。刀具在加工零件的过程中，必然会发生不同程度的磨损。因此，从第二次使用开始，刀具的实际参数与机床内保存的初始参数有误差，影响了加工的良率。

发明内容

鉴于上述状况，实有必要提供一种智能刀库装置及刀具管理方法，以解决上述问题。

一种智能刀库装置，用于与至少一个包括刀盘的数控机床相配合，所述智能刀库装置包括仓储机构与至少一个机械手，所述仓储机构用于仓储多个刀具，所述智能刀库装置还包括检测机构、处理器、存储设备、通讯单元，所述处理器分别与至少一个所述机械手、所述检测机构、所述存储设备及所述通讯单元电性连接，所述检测机构用于检测所述刀具的实际参数及加工条件信息，所述存储设备适于存储多条指令，所述处理器适于实现所述多条指令，所述多条指令适于由所述处理器加载并执行，所述多条指令包括：控制至少一个所述机械手将所述刀具传送至所述检测机构能检测的范围内；控制所述检测机构检测所述刀具的实际参数及加工条件信息；根据初始参数及所述刀具的实际参数计算所述刀具的误差补偿值；控制所述通讯单元将所述误差补偿值信息传送至所述数控机床；控制所述机械手在所述仓储机构与所述刀盘之间传送所述刀具。

一种刀具管理方法，所述刀具管理方法包括如下步骤：控制至少一个机械手将所述刀具传送至检测机构能检测的范围内；控制所述检测机构检测所述刀具的实际参数及加工条件；根据初始参数及所述刀具的实际参数计算所述刀具的误差补偿值；控制通讯单元将所述误差补偿值信息传送至数控机床；控制所述机械手在仓储机构与刀盘之间传送所述刀具。

本发明设置处理器可根据检测机构的检测数据计算检测的刀具的实际参数与数控机床内保存的初始参数的误差并控制通讯单元误差信息传送至数控机床，以补偿误差，从而提高了加工的良率。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的智能刀库装置与数控机台的俯视示意图。

图2为图1所示的智能刀库装置的结构框图。

图3为为本发明一实施例提供的刀具管理系统的模块示意图。

图4为本发明一实施例提供的刀具管理方法的上刀步骤的流程图。

图5为本发明一实施例提供的刀具管理方法的下刀步骤的流程图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个元件或组件被认为是“连接”另一个元件或组件，它可以是直接连接到另一个元件或组件或者可能同时存在居中设置的元件或组件。当一个元件或组件被认为是“设置在”另一个元件或组件，它可以是直接设置在另一个元件或组件上或者可能同时存在居中设置的元件或组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1与图2，本发明的实施例提供一种智能刀库装置100，用于与至少一台数控机床200相配合以实现刀具智能管理。数控机床200上设有刀盘210，且数控机床200的主轴(图未示)能调用刀盘210的刀具。智能刀库装置100包括仓储机构10、至少一个机械手20、检测机构30、至少一个扩展刀盘40、处理器50、存储设备60、通讯单元70及显示机构80。仓储机构10与至少一台数控机床200相邻设置，至少一个机械手20设于仓储机构10与至少一台数控机床200的一侧。检测机构30设于机械手20的一侧。处理器50分别与仓储机构10、至少一个机械手20、检测机构30、存储设备60、通讯单元70及显示机构80电性连接。扩展刀盘40设于数控机床200上并位于刀盘210的一侧。

仓储机构10包括多个刀位11，每个刀位11用于仓储对应的刀具。在本实施例中，刀具内置有RFID(Radio Frequency Identification)标签。机械手20上相应设有读取器，以识别刀具。

检测机构30用于检测刀具的实际参数及加工条件信息。上述参数包括刀具尺寸、刀具轮廓、刀具安装次数、刀具历史加工时间及刀具历史加工里程等各类型参数。上述加工条件包括待加工零件的材料属性、待加工零件的尺寸及数控机床200的动力等各种对刀具的寿命有影响的加工条件。在本实施例中，检测机构30为CCD相机和传感器，但不限于此，检测机构30可以根据所需检测的信息设置相应的检测设备。

扩展刀盘40设于数控机床200上并位于刀盘210的一侧，能存放多个刀具。扩展刀盘40用于数控机床200上的刀盘210能存放的刀具数量不够时扩展可存放刀具的位置。在本实施例中，刀盘210能存放的刀具数量为十二个，扩展刀盘40能存放的刀具数量为十八个。当所需刀具的数量超过十二个时，例如十五个，在刀盘210预先空出一个位置，也即刀盘210仅放置十一个刀具，而剩余四个刀具放置扩展刀盘40。当需要使用扩展刀盘40上的刀具时，机械手20将扩展刀盘上的刀具放置上述预先空出的位置，以便数控机床200的主轴调用。

存储设备60存储相关数据并在智能刀库装置100的运行过程中实现高速、自动地完成程序或数据的存取。

可理解地，存储设备60可为硬盘、U盘、随机存取存储器等。

处理器50可以是中央处理器、数字信号处理器或者单片机等。处理器50用于处理相关数据及执行多条指令。

通讯单元70可以通过有线或无线的方式与数控机床200通讯连接。

显示机构80用于显示检测机构30检测的数据，以便相关作业人员及时了解检测数据。

在一个实施例中，刀具管理系统2应用于智能刀库装置100上。刀具管理系统2可以包括一个或多个程序形式的计算机指令，该一个或多个程序形式的计算机指令储存于所述存储设备60中，并由处理器50执行。在本实施例中，所述刀具管理系统2可以集成于处理器50中。在其他实施例中，所述刀具管理系统2也可以独立于处理器50之外。请参阅图3，刀具管理系统2包括机械手控制模块21、检测控制模块22、显示控制模块23、误差补偿计算模块24、通讯模块25、判断模块26及寿命计算模块27。

机械手控制模块21用于控制机械手20将刀具传送至检测机构30能检测的范围内、控制机械手20在仓储机构10与刀盘210或扩展刀盘40之间传送刀具及控制机械手将扩展刀盘40上的刀具传送至刀盘210的预留位置。

检测控制模块22用于控制检测机构30检测刀具的实际参数及加工条件信息。上述实际参数包括刀具尺寸、刀具轮廓、刀具安装次数、刀具历史加工时间及刀具历史加工里程等各类型参数。上述加工条件包括待加工零件的材料属性、待加工零件的尺寸及数控机床的动力等各种对刀具的寿命有影响的加工条件。

显示控制模块23用于控制显示机构80显示检测的数据及刀具的寿命。

误差补偿计算模块24用于根据初始参数及检测到的刀具的实际参数计算需要数控机床200补偿的误差补偿值。

通讯模块25用于控制通讯单元70将误差补偿值传送至数控机床200。

判断模块26用于判断需要使用的扩展刀盘410上的刀具。

寿命计算模块27用于根据检测的刀具实际参数与加工条件计算刀具的寿命值。

请参阅图4和图5，为本发明一实施使用智能刀库装置100的刀具管理方法的流程图，所述刀具管理方法包括上刀步骤及下刀步骤。

所述上刀步骤包括以下分步骤：

S401：控制至少一个机械手20将刀具从仓储机构10传送至检测机构30能检测的范围内；

S402：控制检测机构30检测刀具的实际参数及加工条件信息；

具体地，上述的实际参数包括刀具尺寸、刀具轮廓、刀具安装次数、刀具历史加工时间及刀具历史加工里程等各类型参数。上述加工条件包括待加工零件的材料属性、待加工零件的尺寸及数控机床的动力等各种对刀具的寿命有影响的加工条件。

S403：控制显示机构80显示检测的数据；

S404：根据初始参数及检测到的所述刀具的实际参数计算误差补偿值；

S405：控制通讯单元70将误差补偿值传送至数控机床200；

S406：控制机械手20将刀具放置刀盘210或扩展刀盘40；

S407：判断需要使用的扩展刀盘40上的刀具并控制机械手20将扩展刀盘40上的刀具传送至刀盘210的预留位置。

所述下刀步骤包括以下分步骤：

S501：控制机械手20将刀具从刀盘210或扩展刀盘40传送至检测机构30能检测的范围内；

S502：控制检测机构30检测刀具的实际参数及加工条件信息；

S503：根据刀具的实际参数及加工条件信息计算刀具的寿命；

S504：控制显示机构80显示检测的数据及刀具的寿命；

S505：控制机械手20将刀具放置仓储机构10。

本发明可根据检测机构30的检测数据计算检测的刀具的实际参数与初始参数的误差补偿值并控制通讯单元70将误差补偿值信息传送至数控机床200，以补偿误差，从而提高了加工的良率。

在本实施例中，智能刀库装置100包括至少一个扩展刀盘40，用于数控机床200上的刀盘210能存放的刀具数量不够时扩展可存放刀具的位置，但不限于此，在其他实施例中，扩展刀盘40可以省略，相应地，步骤S406可以省略。

在本实施例中，智能刀库装置100包括显示机构80，其用于显示检测机构30检测的数据，在其他实施例中，显示机构80可以省略，相应地，步骤S403及步骤S504可以省略。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施方式的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其它单元或步骤，单数不排除复数。

最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种智能刀库装置，用于与至少一个包括刀盘的数控机床相配合，所述智能刀库装置包括仓储机构与至少一个机械手，所述仓储机构用于仓储多个刀具，其特征在于：所述智能刀库装置还包括检测机构、处理器、存储设备、通讯单元，所述处理器分别与至少一个所述机械手、所述检测机构、所述存储设备及所述通讯单元电性连接，所述检测机构用于检测所述刀具的实际参数及加工条件信息，所述存储设备适于存储多条指令，所述处理器适于实现所述多条指令，所述多条指令适于由所述处理器加载并执行，所述多条指令包括：

控制至少一个所述机械手将所述刀具传送至所述检测机构能检测的范围内；控制所述检测机构检测所述刀具的实际参数及加工条件信息；根据初始参数及所述刀具的实际参数计算所述刀具的误差补偿值；控制所述通讯单元将所述误差补偿值信息传送至所述数控机床；控制所述机械手在所述仓储机构与所述刀盘之间传送所述刀具。

2.如权利要求1所述的智能刀库装置，其特征在于：所述智能刀库装置还包括至少一个扩展刀盘，所述扩展刀盘用于当所述数控机床上的所述刀盘能存放的所述刀具的数量不够时扩展可存放所述刀具的位置，所述多条指令还包括：

判断需要使用的所述扩展刀盘上的所述刀具；控制所述机械手将所述扩展刀盘上的所述刀具传送至所述刀盘的预留位置。

3.如权利要求1所述的智能刀库装置，其特征在于：所述多条指令还包括：

根据检测到的所述刀具的实际参数及加工条件计算所述刀具的寿命。

4.如权利要求3所述的智能刀库装置，其特征在于：所述智能刀库装置还包括显示机构，所述多条指令还包括：

控制所述显示机构显示检测的数据及所述刀具的寿命。

5.如权利要求1所述的智能刀库装置，其特征在于：所述仓储机构包括多个刀位，每个所述刀位用于仓储对应的所述刀具。

6.一种刀具管理方法，其特征在于：所述刀具管理方法包括如下步骤：

控制至少一个机械手将所述刀具传送至检测机构能检测的范围内；

控制所述检测机构检测所述刀具的实际参数及加工条件；

根据初始参数及所述刀具的实际参数计算所述刀具的误差补偿值；

控制通讯单元将所述误差补偿值信息传送至数控机床；

控制所述机械手在仓储机构与刀盘之间传送所述刀具。

7.如权利要求6所述的刀具管理方法，其特征在于：所述刀具管理方法还包括如下步骤：

判断需要使用的扩展刀盘上的所述刀具；控制所述机械手将所述扩展刀盘上的所述刀具传送至所述刀盘的预留位置。

8.如权利要求6所述的刀具管理方法，其特征在于：所述刀具管理方法还包括如下步骤：

根据所述刀具的实际参数及加工条件计算所述刀具的寿命。

9.如权利要求8所述的刀具管理方法，其特征在于：所述刀具管理方法还包括如下步骤：

控制显示机构显示检测的数据及所述刀具的寿命。

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