CN112720012B - 能够无限扩展的加工中心共享刀库系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能够无限扩展的加工中心共享刀架/刀库系统及方法，包括：加工中心端101、带机器人臂的移动小车102以及刀具库部件103；所述加工中心端101包括：第一加工中心装刀位置定位点1、机器设备序列标识2；所述第一加工中心装刀位置定位点1、机器设备序列标识2安装于能够无限扩展的加工中心共享刀架/刀库系统上；所述带机器人臂的移动小车102运行于能够无限扩展的加工中心共享刀架/刀库系统中；所述带机器人臂的移动小车102能够运行至刀具库部件103处。本发明能够突破打开刀具库的限制，实现多台加工设备共享刀库，同时，该刀具库更具有可扩展性。

Description

能够无限扩展的加工中心共享刀库系统及方法

技术领域

本发明涉及，具体地，涉及一种能够无限扩展的加工中心共享刀架/刀库系统及方法。

背景技术

刀库系统是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一种装置；其自动换刀机构及可以储放多把刀具的刀库；改变了传统以人为主的生产方式。藉由电脑程式的控制，可以完成各种不同的加工需求，如铣削、钻孔、搪孔、攻牙等。

一般加工中心的刀库，是与机床单独匹配的，通过一定的换刀机构，通过机床的电脑程式控制，调用刀库中的刀具，并将加工完毕的刀具更换至刀库中。首先，由于常规的刀库是与单台加工机械绑定，刀库的刀具可容数≤100把，这个对于自动化且内容相对复杂的加工来说，有很大的局限性。这样的配置下，如果多台加工中心的工作车间，虽然刀库可容的刀具数总的来说是很可观的，但是，由于刀库的绑定，使得实际可用刀具的有效的种类和数量都有很大的局限性，实际上存在1+1＝1 的使用状态。其次，如果单台加工中心一旦选定了相应的刀库，如果需要增加刀具的数量，是非常困难的，必须拆除原来的刀库，加装新的刀库，而刀库的可容刀具数越多，刀库的成本呈几何级数的增长，但其可使用的刀具种类却无法真正的增加。再次，更换刀库，费时费力，无法满足弹性生产的变化需求。此外，刀具维护的所需要的人工比较高，且必须停机，将刀具逐一取下后再进行保养、更换等，再逐一按照规定的刀位加装上去。更重要的是，单机带有的刀具位置无法变更，如需变更的话，必须修改电脑程式中刀具位置，否则就会影响加工的正常进行所有以上的问题，在智能制造的过程中，都是造成一定程度的瓶颈。

专利文献CN110480392B公开了一种加工中心的智能刀库系统和智能刀库系统运行方法，该智能刀库系统设置有198个刀具，能够丰富刀具的供应种类和数量，同时，刀具上设置有存储刀具信息的码块，能够实现对损坏刀具的识别，且能够根据码块传递的刀具信息自动更换损坏刀具，实现更换刀具的智能化、自动化，满足不同零件同时加工的需求，并有效缩短换刀时间，提高生产效率；采用本发明的运行方法控制控制装置、驱动装置、感应装置和换刀装置协调运作，能够精简运行时间，合理使用刀具，避免刀具碰撞，提高刀具的使用寿命和精度，且可通过控制装置统一控制，带动加工中心内置刀库与外置塔式刀库实现动作功能。该专利在结构和性能上仍然有待提高的空间。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种能够无限扩展的加工中心共享刀架/刀库系统及方法。

根据本发明提供的一种能够无限扩展的加工中心共享刀架/刀库系统，包括：加工中心端101、带机器人臂的移动小车102以及刀具库部件103；所述加工中心端101包括：第一加工中心装刀位置定位点1、机器设备序列标识2；所述第一加工中心装刀位置定位点1、机器设备序列标识2安装于能够无限扩展的加工中心共享刀架/刀库系统上。所述带机器人臂的移动小车102运行于能够无限扩展的加工中心共享刀架/刀库系统中；所述带机器人臂的移动小车102能够运行至刀具库部件103处。

优选地，所述带机器人臂的移动小车102包括：机械手9、机械手万向转动头10 以及带有刀位扫描功能的换刀头11；

所述机械手万向转动头10与带有刀位扫描功能的换刀头11相连；

所述机械手9与机械手万向转动头10相连。

优选地，所述带机器人臂的移动小车102还包括：刀柄12；

所述刀柄12设置于带机器人臂的移动小车102中部。

优选地，所述带机器人臂的移动小车102还包括：第二加工中心装刀位定位点7；

所述第二加工中心装刀位定位点7设置于带机器人臂的移动小车102的下部。

优选地，所述带机器人臂的移动小车102还包括：机台识别扫描仪8；

所述第二加工中心装刀位定位点7设置于机台识别扫描仪8的下方；

优选地，所述带机器人臂的移动小车102还包括：刀架扫描仪3；

所述刀架扫描仪3与机台识别扫描仪8相对应地设置于带机器人臂的移动小车102的另一侧。

优选地，所述带机器人臂的移动小车102还包括：搬运车轮4；

所述搬运车轮4设置于带机器人臂的移动小车102的下部；

优选地，所述带机器人臂的移动小车102还包括：设备充电点5、搬运车控制器 6；

所述设备充电点5设置于带机器人臂的移动小车102的底部；

所述搬运车控制器6设置于设备充电点5的上方。

优选地，刀具库部件103还包括：能够组合刀架框13、刀柄固定架14、刀柄库位码15、刀架上储存的刀柄16以及刀架库位码17；

所述刀柄固定架14均匀设置于能够组合刀架框13中；

所述刀柄库位码15设置于刀柄固定架14下方；

所述刀架上储存的刀柄16设置于刀柄固定架14上；

所述刀架库位码17设置于能够组合刀架框13上。

根据本发明提供的一种能够无限扩展的加工中心共享刀架/刀库方法，采用能够无限扩展的加工中心共享刀架/刀库系统，进行刀具运载控制。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明能够突破打开刀具库的限制，实现多台加工设备共享刀库，同时，该刀具库更具有可扩展性；

2、本发明能把多台使用的加工中心的刀具的刀库，串连到一起，从而减少了多台加工中心的刀具的使用局限性，增加了每台加工中心可使用的刀具的容量；

3、本发明利用共享刀库的方法，利用搬运小车的功能，实现刀具和加工中心匹配多对多的效果，大大节约了刀具的成本；同时，共享功能可以根据自己的场地、刀具用途等，个性化地进行编排，并不受场地限制；

4、本发明中，共享刀库和刀具，有着固定的库位，并且可以随着刀具量的增加，而增加整个容量，所以，更能满足管理系统对于库位进行统一的管理，也有利于加工程式编制人员在编程系统中建立与生产一致的刀具系统，从而实现程式和生产场地的一致，从而为智能制造提供条件；

5、本发明中，共享的刀库，能给整个加工的刀具维护和保养提供便利，能使加工和保养的同步实行，从而提高生产效率，减少因为刀具、刀库维护所以需要的时间；

6、本发明中，共享刀库的带来的刀具多样化，更有利于产品类型多，加工所需用的刀种多的刀具配置，丰富的刀具配置，可以有效减少人员频繁调整机上刀具的安装和使用，避免刀具的误装。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例中的带机器人臂的移动小车示意图。

图2为本发明实施例中的加工中心端示意图。

图3为本发明实施例中的刀具库部件示意图。

图4为本发明实施例中的程序控制电脑及网关示意图。

图中：

加工中心端101 9.机械手

带机器人臂的移动小车102 10.机械手万向转动头

刀具库部件103 11.带有刀位扫描功能的换刀头

1.加工中心装刀位置定位点A 12.刀柄

2.机器设备序列标识 13.可组合刀架框

3.刀架扫描仪 14.刀柄固定架

4.搬运车轮 15.刀柄库位码

5.设备充电点 16.刀架上储存的刀柄

6.搬运车控制器 17.刀架库位码

7.加工中心装刀位定位点B 21.程序控制电脑

8.机台识别扫描仪 22.网关

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明的整体技术方案是：打开刀具库的限制，实现多台加工设备共享刀库，同时，该刀具库更具有可扩展性。

具体地，在一个实施例中，一种能够无限扩展的加工中心共享刀架/刀库系统包括：加工中心端、带机器人臂的移动小车、可组合的刀具库和刀具以及程序控制电脑、网关和搬运控制器。

一、加工中心端

1.在车间所有参与使用共享刀架/刀库的加工中心上装有加工中心装刀位置定位设备A，这一定位设备能为刀具运输小车4提供站位信息，使之能够准确地将刀具运送到对应的加工中心处；

2.加工中心组可以无限扩容，但均需装有可以用于识别的装刀位置定位点1和机器设备序列标识2。

二、带机器人臂的移动小车

1、移动小车装有刀柄固定架13，刀架扫描仪3,设备自动充电点5，控制器6，加工中心；

2、移动小车装有搬运车控制器6，通过车间网关链接程序控制电脑并读取刀具刀柄 6准备信息，并给移动小车行动指令；

3、带机器人臂的移动小车上装有刀架扫描仪3，行驶到可组合的刀具库和刀具处，通过刀柄库位码15信息找到所需要的刀架，通过机械手9上带有刀位扫描功能的换刀头11上的卡爪，取出带有刀具的刀柄12，放置于移动小车上的小车刀柄架上；

4、移动小车将选取的刀柄12根据程序控制电脑的指令，将所挑选的刀柄6搬运至CNC工作群指定设备处,通过搬运小车上的机台识别扫描仪8，找到所需刀具的指定加工中心，通过移动小车和加工中心上的装刀位置定位点1并定位，移动小车上的机械手9，将CNC加工中心上加工完毕的刀具和刀柄抓取并搬移至小车的空置的刀柄架13上，之后，将从可组合的刀具库处选好的刀具刀柄12装置指定的加工中心上；

5、移动小车将刀具通过小车控制器将刀具搬送回可组合的刀具库的指定刀具的刀架库位17处，并按刀具的规格和品名通过机械手9和上边的卡爪11将刀具和刀柄放回原刀柄固定库位码，对码入库，等待下次拾取。

三、可组合的刀具库和刀具

1、可组合的刀具库和刀具包括独立可组合的刀架，每组刀架包括可组合的刀架框18、刀柄固定架14，刀柄12在归还后，固定在刀柄固定架14处；

2、每个独立刀架带固定的位置有刀架库位码、每个刀柄固定架14出有每个刀柄库位码15，供搬运小车上装有的刀架扫描仪3，和带有刀位扫描功能的换刀头11识别。

四、程序控制电脑、网关和搬运控制器

1、本方案内的程序控制电脑是包含服务器的一组电脑，向CNC提供加工的程序，这些程序的内容包括加工的刀路和使用的刀具，同时，向搬运车控制器6发送相关刀具的信息，以使得搬运小车能根据事先设定的刀具和到库的定位信息进行匹配。

2、网关是起到小车和CNC加工中心端的数据的作用。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (2)

1.一种无限扩展的加工中心共享刀库系统，其特征在于，包括：加工中心端(101)、带机器人臂的移动小车(102)以及刀具库部件(103)；

所述加工中心端(101)包括：第一加工中心装刀位置定位点(1)、机器设备序列标识(2)；

所述第一加工中心装刀位置定位点(1)、机器设备序列标识(2)安装于能够无限扩展的加工中心共享刀架/刀库系统上；

所述带机器人臂的移动小车(102)运行于能够无限扩展的加工中心共享刀库系统中；

所述带机器人臂的移动小车(102)能够运行至刀具库部件(103)处；

所述带机器人臂的移动小车(102)包括：机械手(9)、机械手万向转动头(10)以及带有刀位扫描功能的换刀头(11)；

所述机械手万向转动头(10)与带有刀位扫描功能的换刀头(11)相连；

所述机械手(9)与机械手万向转动头(10)相连；

所述带机器人臂的移动小车(102)还包括：刀柄(12)；

所述刀柄(12)设置于带机器人臂的移动小车(102)中部；

所述带机器人臂的移动小车(102)还包括：第二加工中心装刀位定位点(7)；

所述第二加工中心装刀位定位点(7)设置于带机器人臂的移动小车(102)的下部；

所述带机器人臂的移动小车(102)还包括：机台识别扫描仪(8)；

所述第二加工中心装刀位定位点(7)设置于机台识别扫描仪(8)的下方；

所述带机器人臂的移动小车(102)还包括：刀架扫描仪(3)；

所述刀架扫描仪(3)与机台识别扫描仪(8)相对应地设置于带机器人臂的移动小车(102)的另一侧；

所述带机器人臂的移动小车(102)还包括：搬运车轮(4)；

所述搬运车轮(4)设置于带机器人臂的移动小车(102)的下部；

所述带机器人臂的移动小车(102)还包括：设备充电点(5)、搬运车控制器(6)；

所述设备充电点(5)设置于带机器人臂的移动小车(102)的底部；

所述搬运车控制器(6)设置于设备充电点(5)的上方；

所述刀具库部件(103)还包括：能够组合刀架框(13)、刀柄固定架(14)、刀柄库位码(15)、刀架上储存刀柄部件(16)以及刀架库位码(17)；

所述刀柄固定架(14)均匀设置于能够组合刀架框(13)中；

所述刀柄库位码(15)设置于刀柄固定架(14)下方；

所述刀架上储存刀柄部件(16)设置于刀柄固定架(14)上；

所述刀架库位码(17)设置于能够组合刀架框(13)上。

2.一种能够无限扩展的加工中心共享刀库方法，其特征在于，采用权利要求1所述的能够无限扩展的加工中心共享刀库系统，进行刀具运载控制。

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