CN113385972B - 刀库组件位置参数标定方法和机床 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种刀库组件位置参数标定方法和机床，涉及数控机床技术领域，包括当主轴安装有感应组件时，控制刀库组件和主轴运行以实现通过感应组件对刀库组件中预设点位的实际位置采集，其中预设点位位于刀库组件中的刀柄和/或刀座上；基于采集到的预设点位的实际位置对刀柄和/或刀座的位置进行标定。以此可以实现，通过主轴安装的感应组件高效地对刀库组件位置参数进行精确的标定，人力成本低。

Description

刀库组件位置参数标定方法和机床

技术领域

本发明涉及数控机床技术领域，尤其是涉及一种刀库组件位置参数标定方法和机床。

背景技术

目前市面流行的精雕机生产中刀库位置调试，通常采用标准刀柄校刀器，通过人工手动微调每一把刀具位置。在大批量精雕机机床生产中，由于机械加工刀盘加工存在误差不一致，以及机械装配存在误差等等情况，导致最后组装的刀库组件，每一个刀爪位置都存在误差。在机床加工过程中连续换刀时，由于每个刀座都有误差，会影响刀柄从刀库取刀的精度，导致精雕机加工出来的产品尺寸不稳定。

另外，刀爪有误差会导致对刀库有挤压，长时间运行，会极大的影响刀库的寿命。

目前，可以通过数控系统对每个刀座位置进行补偿，主要是采用标准刀柄校刀器由人工手动微调后记录正确位置，手动输入到刀库数据标准。但是这种方法效率特别低、人力成本高、而且人为因素误差大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刀库组件位置参数标定方法和机床，以缓解了现有技术中存在的刀座位置补偿效率低的技术问题。

第一方面，本发明提供一种刀库组件位置参数标定方法，方法应用于机床，机床包括刀库组件以及主轴，刀库组件用于为主轴提供刀具置换以及收纳，方法包括：

当主轴安装有感应组件时，控制刀库组件和主轴运行以实现通过感应组件对刀库组件中预设点位的位置采集，其中预设点位位于刀库组件中的刀柄和/或刀座上；

基于采集到的预设点位的测量位置对刀柄和/或刀座的位置进行标定。

在可选的实施方式中，预设点位包括第一点位和第二点位；第一点位和第二点位的连线为刀柄的第一内切圆直径或第一外切圆直径，且第一内切圆直径和第一外切圆直径与U轴的旋转方向圆心和刀柄的圆心的连线垂直，U轴为刀库组件的旋转轴；控制刀库组件和主轴运行以实现通过感应组件对刀库组件中预设点位的位置采集，包括：

控制主轴处于X轴和Z轴的安全位置，X轴与Z轴为预先建立的机床的三维坐标系的X轴和Z轴，主轴与工作台能够在三维坐标系的X轴、Y轴以及Z轴进行相对运动；

控制刀库组件依次将刀库组件中的刀座处于U轴基准位置，并针对位于基准位置的刀座进行如下操作，直至确定每个刀座的第一点位和第二点位的U轴测量位置；

控制主轴在X轴方向上以第一速度定位到位于基准位置的刀座的中心位置的X轴位置；

控制主轴在Z轴方向以第二速度定位到感应器能触发信号且安全的位置；

控制刀库组件中的刀盘以第三速度顺时钟旋转，当感应器碰到刀柄的内圆一侧位置时，记录第一点位的U轴测量位置；

控制刀库组件中的刀盘以第四速度快速回退到位于基准位置的刀座的U轴中心位置；

控制刀库组件中的刀盘以第三速度逆时钟旋转，当感应器碰到刀柄的内圆的另一侧位置时，记录第二点位的U轴测量位置。

在可选的实施方式中，基于采集到的预设点位的测量位置对刀柄和/或刀座的位置进行标定，包括：

基于确定的第一点位的U轴测量位置和第二点位的U轴测量位置，得到所述第一点位的U轴测量位置和所述第二点位的U轴测量位置的第一连线中心点；

根据所述第一连线中心点与所述刀盘的位置确定第二连线；

根据所述刀柄和/或刀座的位置与所述刀盘的位置确定第三连线；

基于所述第二连线与所述第三连线的角度、所述刀盘的位置以及所述刀柄和/或刀座的位置，对刀柄和/或刀座的U轴旋转中心位置进行标定。

在可选的实施方式中，预设点位包括第三点位和第四点位；第三点位和第四点位的连线为刀柄的第一内切圆直径或第一外切圆直径，且第一内切圆直径和第一外切圆直位于U轴的旋转方向圆心和刀柄的圆心的连线上；方法还包括：

控制主轴处于X轴和Z轴的安全位置；

基于标定后的刀座的U轴旋转中心位置；控制刀库组件依次将刀库组件中的刀座处于标定后的U轴中心位置，并针对位于X轴基准位置的刀座进行如下操作，直至确定每个刀座的第三点位和第四点位的X轴测量位置；

控制主轴在X轴方向上以第一速度定位到位于基准位置的刀座X轴方向的初始中心；

控制主轴在Z轴方向以第二速度定位到感应器触发信号且安全的位置；

控制主轴在X轴正方向移动，当感应器碰到刀柄的内圆的右侧位置时，记录第三点位的X轴测量位置；

控制刀盘以第四速度回退到位于基准位置的刀座X轴方向的初始中心；

控制主轴在X轴负方向移动，当感应器碰到刀柄的内圆的左侧位置时，记录第四点位的X轴测量位置。

在可选的实施方式中，基于采集到的预设点位的测量位置对刀柄和/或刀座的位置进行标定，包括：

基于确定的第三点位的X轴测量位置和第四点位的X轴测量位置，对刀柄的X轴中心位置进行标定。

在可选的实施方式中，预设点位包括第五点位；第五点位的位置位于刀柄上；方法还包括：

控制主轴处于X轴和Z轴的安全位置；

基于标定后的刀座的U轴中心位置和刀柄的X轴中心位置，控制刀库组件依次将刀库组件中的刀座处于标定后的U轴中心位置，X轴中心位置，并针对位于Z轴基准位置的刀座进行如下操作，直至确定每个刀座的第五点位的Z轴测量位置；

控制主轴以第一速度定位到位于基准位置的刀柄的内圆和外圆之间在X轴方向的中心位置；

控制主轴在Z轴方向以第二速度移动到感应器未触发信号且安全的位置；

控制主轴在Z轴方向靠近刀柄移动，当感应器能触发高速电平信号发送给数控系统时，记录第五点位的Z轴测量位置。

在可选的实施方式中，基于采集到的预设点位的Z轴测量位置对刀柄和/或刀座的位置进行标定，包括：

基于第五点位的Z轴测量位置，标定刀柄在Z轴的位置。

在可选的实施方式中，感应组件为物理感应组件或者光电感应组件。

在可选的实施方式中，感应组件与机床的控制器通过有线或无线连接。

第二方面，本发明提供一种机床，机床包括控制器、刀库组件以及主轴，刀库组件用于为主轴提供刀具置换以及收纳，控制器用于：

当主轴安装有感应组件时，控制刀库组件和主轴运行以实现通过感应组件对刀库组件中预设点位的位置采集，其中预设点位位于刀库组件中的刀柄和/或刀座上；

基于采集到的预设点位的测量位置对刀柄和/或刀座的位置进行标定。

本发明提供的一种刀库组件位置参数标定方法和机床。通过当主轴安装有感应组件时，控制刀库组件和主轴运行以实现通过感应组件对刀库组件中预设点位的实际位置采集，其中预设点位位于刀库组件中的刀柄和/或刀座上；基于采集到的预设点位的实际位置对刀柄和/或刀座的位置进行标定。以此可以实现，通过主轴安装的感应组件高效地对刀库组件位置参数进行精确的标定，人力成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种刀库组件位置参数标定方法流程示意图；

图2为一种机床结构示意图；

图3为一种刀库结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一个预设点位的示例；

图5为本发明实施例提供的一种刀库U轴位置测量示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种刀库U轴位置测量示意图；

图7为本发明实施例提供的再一种刀库U轴位置测量示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为本发明实施例提供的一种刀库组件位置参数标定方法流程示意图。

该方法应用于机床，如图2所示，该机床包括刀库组件以及主轴，该刀库组件用于为主轴提供刀具置换以及收纳。其中，在机床开始调试时需要设定机床零点建立机床坐标系。该机床坐标系可以包括X轴、Y轴、Z轴和U轴。X轴、Y轴、Z轴为笛卡尔三维坐标系，主轴与工作台能够在三维坐标系的X轴、Y轴以及Z轴进行相对运动，U轴为刀库(或刀盘)旋转轴。

如图3所示，该刀库可以包括：刀库支架、伺服电机、刀库电机安装座、刀盘、刀柄、刀座、刀库门以及减速机。其中，伺服电机和减速机用于控制刀盘转动，刀库门用于出刀，刀盘上安装有多个刀座，刀座用于安装刀具，刀具可以包括刀柄。

参见图1所示，该方法具体可以包括如下步骤：

S110，当主轴安装有感应组件时，控制刀库组件和主轴运行以实现通过感应组件对刀库组件中预设点位的实际位置采集，其中预设点位位于刀库组件中的刀柄和/或刀座上。

如图4所示，该感应组件401可以安装在主轴402上，其中，该感应组件401可以为高精度位移传感器和感应工装。感应组件为物理感应组件或者光电感应组件。感应组件与机床的控制器通过有线或无线连接。

作为一个示例，可以通过基于高精度位移传感器触发高速电平信号发送给数控系统，来实现位置的测量。当数控机床建立好机床坐标系后，可以设置刀柄测量范围。当在测量范围内触发高速感应器时，数控系统记录当前移动轴位置。当在测量范围内进行测量移动时一直未触发高速测量信号，系统进行机床保护发出报警，测量程序停止。

其中，该预设点位可以包括刀柄顶部两侧位置和刀库中心的位置。例如，数控系统可以通过高速测量信号的触发，记录当前移动轴的机床坐标系位置，测量刀柄顶部两侧位置。

S120，基于采集到的预设点位的测量位置对刀柄和/或刀座的位置进行标定。

基于采集到的预设点位的测量位置通过计算可以得到刀柄和/或刀座的位置。例如，通过采集到的预设点位的实际位置通过计算可以得出刀柄中心圆周旋转位置，机床坐标系X轴位置，机床坐标系Z轴位置。可以将计算得到的位置数据作为标定后的数据记录到系统数据表内。

本发明实施例可以通过主轴安装的感应组件高效地对刀库组件位置参数进行精确的标定，人力成本低。

作为一种可选的实施例，先对U轴进行测量，选择一个基准位置测量所有刀柄，即感应组件不去找刀柄，其位置并不随刀柄位置变化而变化，刀柄而是通过刀盘的转动，实现刀柄位置接近感应组件；再对X轴进行测量，在前述步骤的U轴中心已确定的情况下，保持刀盘不动，控制X轴移动即感应组件跟随X轴进行移动；然后进行Z轴测量，在前述步骤U轴中心、X轴已确定的情况下，保持刀盘不动，X轴不动，感应组件进行上下移动测量。

其中，本发明实施例先一次性测量所有刀柄的偏角参数，再一次性测量所有刀柄的径向偏移以及Z轴参数，此种测量方式和针对每个刀柄的偏角、径向偏移以及Z轴参数依次测量相比，操作时间较快、循环测量程序也较为简洁一些，对与产线员工操作更为方便。

在一些实施例中，预设点位可以包括多种设定方式，下面结合具体示例进行进一步地介绍。

作为一个示例，如图5所示，该预设点位可以包括第一点位和第二点位；第一点位和第二点位的连线为以U轴旋转中心与刀柄圆心的连线为旋转半径R的圆，与刀柄的第一内切圆相交得到的两个点位A和B，且第一点位和第二点位的连线AB与U轴的旋转中心O和刀柄的圆心D的连线垂直，U轴为刀库组件的旋转轴；基于此，上述步骤S110具体可以包括如下步骤：

步骤1)，控制主轴处于X轴和Z轴的安全位置，X轴与Z轴为预先建立的机床的三维坐标系的X轴和Z轴，主轴与工作台能够在三维坐标系的X轴、Y轴以及Z轴进行相对运动；

步骤2)，控制刀库组件依次将刀库组件中的刀座处于U轴基准位置，并针对位于基准位置的刀座进行如下操作，直至确定每个刀座的第一点位和第二点位的U轴测量位置：

步骤3)，控制主轴在X轴方向上以第一速度定位到位于基准位置的刀座的中心位置的X轴位置，其中，刀座的位置为刀座的中心点；

步骤4)，控制主轴在Z轴方向以第二速度定位到感应组件中感应器能触发信号且安全的位置，即感应器能感应到刀库组件中预设点位的安全位置；

步骤5)，控制刀库组件中的刀盘以第三速度顺时钟旋转，当感应器碰到刀柄的内圆一侧位置时，记录第一点位的U轴测量位置，即感应器感应到刀柄的第一内切圆一侧的预设点位时，进行记录，可以理解的是，该预设点位为第一点位；

步骤6)，控制刀库组件中的刀盘以第四速度快速回退到位于基准位置的刀座的U轴中心位置；

步骤7)，控制刀库组件中的刀盘以第三速度逆时钟旋转，当感应器碰到刀柄的内圆的另一侧位置时，记录第二点位的U轴测量位置，同上，感应器感应到刀柄第一内切圆的另一侧的预设点位时进行记录，该预设点位为第二点位。进一步的，基于上述步骤确定的第一点位的U轴测量位置和第二点位的U轴测量位置，可以对刀座的U轴旋转中心位置进行标定。基于此，上述步骤S120具体可以包括：基于确定的第一点位的U轴测量位置和第二点位的U轴测量位置，得到第一点位的U轴测量位置和第二点位的U轴测量位置的第一连线的中心点，其中该第一连线为实际刀柄和/或刀座内圆或外圆的一条弦；根据第一连线中心点与刀盘的位置中心点确定出第二连线；根据刀柄和/或刀座的位置与刀盘的位置确定第三连线；基于第二连线与第三连线的角度，确定的刀柄和/或刀座的位置、刀盘的位置，U轴基准位置形成的角度值；基于第二连线与第三连线的角度值、刀盘的位置以及刀柄和/或刀座的位置，能够确定出刀柄和/或刀座实际的中心点位置，进而对刀柄和/或刀座的U轴旋转中心位置进行标定。

在一些实施例中，如图6所示，先控制感应组件定位到X轴上的基准位置，即感应头初始位置，此时并没有产生偏角。感应组件在U轴测量的过程中，已知可获取的参数为旋转半径R及其的转动角度，再加上u轴中心位置这个已知参数，就可以确定第一点位A、第二点位B点的位置，即可以计算出刀柄实际中心与U轴基准的偏角。

需要说明的是，将U轴基准值设为0度，采用上述步骤能够得到的是D点(实际刀柄中心)的位置(即相对于U轴基准值的角度值)，由于D点与C点相对于U轴基准值的角度相同，进而通过得到C点的角度位置，就相当于得到了D的角度位置，而C点的位置是A点和B点连线的中点，所以通过测量得到A点和B点的位置，就可以得到C点。

其中，刀库组件中的刀柄是可以取走的，刀座是固定在刀盘上的，当刀柄放在刀座上时，刀柄中心与刀座中心是重合的。刀盘上所有固定的组件都是一个旋转中心，即U轴的旋转中心。

作为另一个示例，该预设点位可以包括第三点位和第四点位；第三点位和第四点位的连线为以U轴旋转中心与刀柄圆心的连线为半径的圆，与刀柄的第一内切圆相交得到的两个点位，且第三点位和第四点位的连线位于U轴的旋转方向圆心和刀柄的圆心的连线上；基于此，可以通过如下步骤确定第三点位的U轴测量位置和第四点位的U轴测量位置：

步骤a)，控制主轴处于X轴基准位置的刀座的位置和Z轴的安全位置；

步骤b)，基于标定后的刀座的U轴旋转中心位置；控制刀库组件依次将刀库组件中的刀座处于标定后的U轴中心位置，并针对位于X轴基准位置的刀座进行如下操作，直至确定每个刀座的第三点位和第四点位的X轴测量位置；

步骤c)，控制主轴在X轴方向上以第一速度定位到位于基准位置的刀座X轴方向的初始中心；

步骤d)，控制主轴在Z轴方向以第二速度定位到感应器能感应到预设点位、触发信号且安全的位置；

步骤e)，控制主轴在X轴正方向移动，当感应器碰到刀柄的内圆的右侧位置时，能够感应到刀柄的第一内切圆的右侧的预设点位(第三点位)，记录第三点位的X轴测量位置；

步骤f)，控制刀盘以第四速度回退到位于基准位置的刀座X轴方向的初始中心；

步骤g)，控制主轴在X轴负方向移动，当感应器碰到刀柄的内圆的左侧位置时，能够感应到刀柄的第一内切圆的左侧的预设点位(第四点位)，记录第四点位的X轴测量位置。

在一些实施例中，如图7所示，上述确定刀柄径向偏移量的步骤可理解为：先控制感应组件定位到X轴上的基准位置，即感应头初始位置，此时没有偏角，其与U轴中心的连线即为基准半径，其在X轴方向上没有偏移。基于基准半径、X轴左偏移量以及X轴右偏移量，那么可以得到刀柄实际中心到U轴中心的实际距离，即可算出刀柄在径向偏移量。

其中，在一些实施例中，预设点位可以包括第一点位、第二点位、第三点位和第四点位，基于此，可以在第一点位的U轴测量位置和第二点位的U轴测量位置确定完成后，并对刀座的U轴旋转中心位置进行标定后，再进行第三点位的U轴测量位置和第四点位的U轴测量位置的确定，以此可以提升第三点位的U轴测量位置和第四点位的U轴测量位置的可信度以及测量难度。

另外，第三点位的U轴测量位置和第四点位的U轴测量位置可以用于对刀柄的X轴中心位置进行标定。基于此，上述步骤S120还可以包括：基于确定的第三点位的X轴测量位置和第四点位的X轴测量位置，对刀柄的X轴中心位置进行标定。

作为另一个示例，该预设点位可以包括第五点位；该第五点位的位置位于刀柄上；可以通过如下步骤确定第五点位的Z轴测量位置：

步骤A)，控制主轴处于X轴和Z轴的安全位置；

步骤B)，基于标定后的刀座的U轴中心位置和刀柄的X轴中心位置，控制刀库组件依次将刀库组件中的刀座处于标定后的U轴中心位置，X轴中心位置，并针对位于Z轴基准位置的刀座进行如下操作，直至确定每个刀座的第五点位的Z轴测量位置；

步骤C)，控制主轴以第一速度定位到位于基准位置的刀柄的内圆和外圆之间；

步骤D)，控制主轴在Z轴方向以第二速度移动到感应器未触发信号且安全的位置；

步骤E)，控制主轴在Z轴方向靠近刀柄移动，当感应器能触发高速电平信号发送给数控系统时，记录第五点位的Z轴测量位置。

其中，在一些实施例中，预设点位可以包括第一点位、第二点位、第三点位、第四点位和第五点位，基于此，可以在第一点位的U轴测量位置、第二点位的U轴测量位置、第三点位的U轴测量位置和第四点位的U轴测量位置确定完成后，并对刀座的U轴旋转中心位置进行标定和刀柄的X轴中心位置进行标定完成后，在确定第五点位的Z轴测量位置。以此可以提升第五点位的Z轴测量位置的可信度以及测量难度。

其中，该第五点位的Z轴测量位置，可以用于标定刀柄在Z轴的位置。基于此，该方法还可以包括：基于第五点位的Z轴测量位置，标定刀柄在Z轴的位置。

下面结合一个具体示例，对本发明实施例进行进一步地介绍，如图5-图7所示。

感应器工装需要安装在主轴上。

测量开始前由程序自动设定初始值，主要包括：刀库在X轴、Z轴的安全位置，主轴在X轴减速点，主轴在Z轴减速点，校准刀库定位速度(刀盘和感应器的移动速度)，刀柄在X轴方向上的中心点位置，第一号刀座的中心位置，感应器在Z轴方向上能触发信号的位置；使感应器能快速并有效率的在安全范围内测量。

其中，预设点位可以如图4所示，包括第一点位测量点1，第二点位测量点2，第三点位测量点3，第四点位测量点4以及第五点位测量点5。

基于此，可以自动测量刀库每把刀具U轴中心位置。测量原理参见图6所示，具体可以通过如下步骤实现。

步骤1.1)，主轴快速定位到X轴、Z轴的安全位置，即刀库旋转过程中，刀盘与主轴不干涉位置。

步骤1.2)，刀库旋转到程序设定好的第一号刀座的初始中心位置，如图5所示的刀盘位置(旋转中心)。

步骤1.3)，主轴在X轴方向上快速定位到刀库第一号刀座的中心位置(即第一号刀柄的中心位置)的X轴位置，如图6所示的感应器感应头初始位置。

步骤1.4)，主轴在Z轴方向慢速定位到感应器能触发信号且安全的位置。

步骤1.5)，刀盘先慢速顺时钟旋转，当感应器碰到刀柄的内圆一侧位置时，会触发高速电平信号发送给数控系统，数控系统自动记录第一号刀柄U轴的测量点1，如果超过刀柄位置还未触发感应器，程序报警停止测量。

步骤1.6)，刀盘快速回退到第一号刀座初始中心位置。

步骤1.7)，刀盘慢速逆时钟旋转，当感应器碰到刀柄的内圆的另一侧位置时，数控系统自动记录第一号刀柄U轴的测量点2,如果超过刀柄位置还未触发感应器，程序报警停止测量。

步骤1.8)，系统通过测量点1与测量点2，自动计算第一号刀座U轴中心位置，并自动设置到刀库数据表中。

步骤1.9)，主轴移动到Z轴安全位置。

步骤1.10)，刀盘U轴旋转到下一个刀座中心位置。

步骤1.11)，程序自动循环执行B-J过程，直到刀库所有刀柄测量完成。

还可以自动测量刀库每把刀具X轴中心位置。测量原理如图6所示，具体可以通过如下步骤实现。

步骤2.1)，主轴快速定位到X轴、Z轴的安全位置，即刀库旋转过程中，刀盘与主轴不干涉位置。

步骤2.2)，刀库旋转到程序设定好的第一号刀座的初始中心位置，如图5所示的刀盘位置(旋转中心)。

步骤2.3)，主轴在X轴方向上快速定位到刀库第一号刀座X轴方向初始中心(即第一号刀柄的中心位置)，如图6所示的感应器的感应头初始位置。

步骤2.4)，主轴在Z轴方向慢速定位到感应器触发信号且安全的位置，此时采集到测量点5，如图4所示。

步骤2.5)，主轴在X轴正方向移动，当感应器碰到刀柄的内圆的右侧位置时，会触发高速电平信号发送给数控系统，数控系统自动记录第一号刀柄X轴方向的测量点3，如果超过刀柄位置还未触发感应器，程序报警停止测量。

步骤2.6)，刀盘快速回退到第一号刀座X轴方向的初始中心(即第一号刀柄的中心位置)。

步骤2.7)，主轴在X轴负方向移动，当感应器碰到刀柄的内圆的左侧位置时，会触发高速电平信号发送给数控系统，数控系统自动记录第一号刀柄X轴方向测量点4,如果超过刀柄位置还未触发感应器，程序报警停止测量。

步骤2.8)，系统通过测量点3与测量点4，自动计算第一号刀柄X轴中心位置，并自动设置到刀库数据表中。

步骤2.9)，主轴移动到Z轴安全位置。

步骤2.10)，刀盘U轴旋转到下一个刀座中心位置。

步骤2.11)，程序自动循环执行B-J过程，直到刀库所有刀柄测量完成。

还可以自动测量刀库每把刀具Z轴位置。具体可以通过如下步骤实现：

步骤3.1)，主轴快速定位到X轴、Z轴安全位置，即刀库旋转过程中，刀盘与主轴不干涉位置。

步骤3.2)，刀库旋转到U轴第一号刀座初始中心位置，如图5所示的刀盘位置(旋转中心)。

步骤3.3)，主轴快速定位到刀库第一号刀柄内圆和外圆之间在X轴方向的中心位置。如图6所示的感应器位置中感应头初始位置。

步骤3.4)，主轴在Z轴方向慢速移动到感应器触发信号且安全的位置。

步骤3.5)，主轴在Z轴方向靠近刀柄移动，当感应器能触发高速电平信号发送给数控系统时，停止移动，数控系统自动记录第一号刀柄Z方向测量点5，如果超过刀柄位置还未触发感应器，程序报警停止测量。

步骤3.6)，系统把Z轴方向测量点位置自动设定到刀库数据表内。

步骤3.7)，主轴移动到Z轴安全位置。

步骤3.8)，刀盘U轴旋转到下一刀座中心位置。

步骤3.9)，程序自动循环执行B-J过程，直到刀库所有刀柄测量完成。

本发明实施例还提供了一种机床。该机床可以包括控制器、刀库组件以及主轴，该刀库组件用于为主轴提供刀具置换以及收纳，该控制器用于执行上述如图1所示的步骤。

对应于上述刀库组件位置参数标定方法，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，计算机可运行指令促使处理器运行上述刀库组件位置参数标定方法的步骤。

本申请实施例所提供的刀库组件位置参数标定装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本申请实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备执行本申请各个实施例移动控制方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read－OnlyMemory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种刀库组件位置参数标定方法，其特征在于，所述方法应用于机床，所述机床包括刀库组件以及主轴，所述刀库组件用于为所述主轴提供刀具置换以及收纳，所述方法包括：

当所述主轴安装有感应组件时，控制所述刀库组件和所述主轴运行以实现通过所述感应组件对所述刀库组件中预设点位的实际位置采集，其中所述预设点位位于所述刀库组件中的刀柄和/或刀座上；

基于采集到的预设点位的实际位置对所述刀柄和/或刀座的位置进行标定；

通过采集到的五个预设点位的实际位置计算得出刀柄和/或刀座的中心圆周旋转位置，机床坐标系X轴位置和机床坐标系Z轴位置；将计算得到的所述刀柄和/或刀座的中心圆周旋转位置，机床坐标系X轴位置和机床坐标系Z轴位置作为标定后的数据进行记录。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设点位包括第一点位和第二点位；所述第一点位和所述第二点位的连线为以U轴旋转中心与刀柄圆心的连线为半径的圆，与所述刀柄的第一内切圆相交得到的两个点位，且所述第一点位和所述第二点位的连线与U轴的旋转中心和刀柄的圆心的连线垂直，所述U轴为所述刀库组件的旋转轴；所述控制所述刀库组件和所述主轴运行以实现通过所述感应组件对所述刀库组件中预设点位的实际位置采集，包括：

控制所述主轴处于X轴和Z轴的安全位置，所述X轴与所述Z轴为预先建立的机床的三维坐标系的X轴和Z轴，所述主轴与工作台能够在所述三维坐标系的X轴、Y轴以及Z轴进行相对运动；

控制所述刀库组件依次将所述刀库组件中的刀座处于U轴基准位置，并针对位于基准位置的刀座进行如下操作，直至确定每个所述刀座的第一点位和第二点位的U轴测量位置；

控制所述主轴在X轴方向上以第一速度定位到位于X轴基准位置的刀座的位置，其中，所述刀座的位置为所述刀座的中心点；

控制所述主轴在Z轴方向以第二速度定位到所述感应组件能感应所述刀库组件中的预设点位的安全位置；

控制所述刀库组件中的刀盘以第三速度顺时钟旋转，当所述感应组件感应到刀柄的第一内切圆一侧的预设点位时，记录所述第一点位的U轴测量位置；

控制所述刀库组件中的刀盘以第四速度快速回退到位于基准位置的刀座的U轴中心位置；

控制所述刀库组件中的刀盘以第三速度逆时钟旋转，当所述感应组件感应到刀柄的第一内切圆的另一侧的预设点位时，记录所述第二点位的U轴测量位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于采集到的预设点位的测量位置对所述刀柄和/或刀座的位置进行标定，包括：

基于确定的第一点位的U轴测量位置和第二点位的U轴测量位置，得到所述第一点位的U轴测量位置和所述第二点位的U轴测量位置的第一连线中心点；

根据所述第一连线中心点与所述刀盘的位置确定第二连线，其中，所述刀盘的位置为所述刀盘的中心点；

根据所述刀柄和/或刀座的位置与所述刀盘的位置确定第三连线，其中，所述刀柄和/或刀座的位置是所述刀柄和/或刀座的中心点；

基于所述第二连线与所述第三连线的角度，确定的所述刀柄和/或刀座的位置、所述刀盘的位置，所述U轴基准位置形成的角度值；

基于所述刀柄和/或刀座的位置、所述刀盘的位置、所述角度值，对所述刀柄和/或刀座的U轴旋转中心位置进行标定。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设点位包括第三点位和第四点位；所述第三点位和所述第四点位的连线为以U轴旋转中心与刀柄圆心的连线为半径的圆，与所述刀柄的第一内切圆相交得到的两个点位，且所述第三点位和所述第四点位的连线位于U轴的旋转方向圆心和刀柄的圆心的连线上；所述方法还包括：

控制所述主轴处于X轴基准位置的刀座的位置和Z轴的安全位置；

基于标定后的所述刀座的U轴旋转中心位置；控制所述刀库组件依次将所述刀库组件中的刀座处于标定后的U轴中心位置，并针对位于X轴基准位置的刀座进行如下操作，直至确定每个所述刀座的第三点位和第四点位的X轴测量位置；

控制所述主轴在X轴方向上以所述第一速度定位到位于基准位置的刀座X轴方向的初始中心；

控制所述主轴在Z轴方向以所述第二速度定位到所述感应组件能感应到所述预设点位的安全位置；

控制所述主轴在X轴正方向移动，当所述感应组件感应到刀柄的第一内切圆的右侧的预设点位时，记录所述第三点位的X轴测量位置；

控制所述刀盘以第四速度回退到位于基准位置的刀座X轴方向的初始中心；

控制所述主轴在X轴负方向移动，当所述感应组件感应到刀柄的第一内切圆的左侧的预设点位时，记录所述第四点位的X轴测量位置。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于采集到的预设点位的测量位置对所述刀柄和/或刀座的位置进行标定的步骤，还包括：

基于确定的第三点位的X轴测量位置和第四点位的X轴测量位置，对所述刀柄的X轴中心位置进行标定。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预设点位包括第五点位；所述第五点位的位置位于刀柄上；所述方法还包括：

控制所述主轴处于X轴基准位置的刀座的位置和Z轴的安全位置；

基于标定后的所述刀座的U轴中心位置和所述刀柄的X轴中心位置，控制所述刀库组件依次将所述刀库组件中的刀座处于标定后的U轴中心位置，X轴中心位置，并针对位于Z轴基准位置的刀座进行如下操作，直至确定每个所述刀座的第五点位的Z轴测量位置：

控制所述主轴以第一速度定位到位于基准位置的刀柄的内圆和外圆之间；

控制所述主轴在Z轴方向以第二速度移动到所述感应组件未感应到预设点位的安全位置；

控制所述主轴在Z轴方向靠近刀柄移动，当所述感应组件能感应到预设点位时，触发高速电平信号发送给数控系统，并记录所述第五点位的Z轴测量位置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于采集到的预设点位的实际位置对所述刀柄和/或刀座的位置进行标定的步骤，还包括：

基于所述第五点位的Z轴测量位置，标定所述刀柄在所述Z轴的位置。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的方法，其特征在于，所述感应组件为物理感应组件或者光电感应组件。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述感应组件与所述机床的控制器通过有线或无线连接。

10.一种机床，其特征在于，所述机床包括控制器、刀库组件以及主轴，所述刀库组件用于为所述主轴提供刀具置换以及收纳，所述控制器用于：

当所述主轴安装有感应组件时，控制所述刀库组件和所述主轴运行以实现通过所述感应组件对所述刀库组件中预设点位的实际位置采集，其中所述预设点位位于所述刀库组件中的刀柄和/或刀座上；

基于采集到的预设点位的实际位置对所述刀柄和/或刀座的位置进行标定；

通过采集到的五个预设点位的实际位置计算得出刀柄和/或刀座的中心圆周旋转位置，机床坐标系X轴位置和机床坐标系Z轴位置；将计算得到的所述刀柄和/或刀座的中心圆周旋转位置，机床坐标系X轴位置和机床坐标系Z轴位置作为标定后的数据进行记录。

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