CN113523867B - 智能刀具车及其换刀方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能刀具车及其换刀方法，智能刀具车具有：至少一抽屉可容置多个刀把及多个刀把座、一控制单元，电连至一刀把数据读取座，可据以读取一刀把的一识别数据包含一品名、一料号或一履历，该控制单元可根据接收到的一机床信息及一工单信息以及该刀把的识别数据来确认要装设于一机床的一刀把或已从一机床卸下的一刀把是否是正确的。

Description

智能刀具车及其换刀方法

技术领域

一种刀具车，尤指一种智能刀具车及其换刀方法。

背景技术

刀具为CNC数值加工机所不可或缺的加工工具，随着加工的方式、加工的对像以及CNC数值加工机的不同，其所需用的刀具也不相同。一般的机械加工的工厂中通常具有多台CNC数值加工机及多种加工的对象，同时还要考量到刀具的使用寿命，因此一般的机械加工的工厂中所使用刀具的种类甚多，管理上往往要耗费许多人力与时间，才能把握换刀具的时机与时效、避免用错刀具，及兼顾刀具的使用寿命。

市面上已有一些刀具车、刀具管理系统以及刀库管理系统，其中由刀库领出的刀具或要送回刀库储存的刀具皆会置放于刀具车上以便利运送；刀具车将从刀库领出的刀具送到现场的加工机床，由人工将其设置于加工机床上，并将从加工机床卸下的刀具放置于刀具车上，由刀具车送回刀库，所以刀具车上的刀具也需要管理及记录，以防止拿错刀具。只是市面上现有的刀具车本身并没有检查刀具的功能，以至于刀具车在上下刀具时，往往需要人力来纪录上下的刀具并确认其是否正确，如此的换刀流程及刀具管理既耗时又容易发生错误，造成刀具车的换刀流程问题及刀具管理问题，甚至造成刀具管理系统以及刀库管理系统的问题，所以如何解决上述刀具车的换刀流程问题及刀具管理问题，是有迫切的需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种智能刀具车及其换刀方法，以下叙述本发明“一种智能刀具车”的技术内容：

一种智能刀具车，可容置多个刀把，该多个刀把中的每一个要装设于一机床或是从一机床卸下的，该智能刀具车包含：

至少一抽屉，该至少一抽屉中的每一个可同时承载多个刀把以及多个刀把座；

多个刀把座，该多个刀把座中的每一个可容置一刀把；

一控制单元，电连至一刀把数据读取座；

其中该刀把数据读取座，可读取一刀把的一识别数据包含一品名、一料号或一履历，并将所读取的该识别数据传送给该控制单元；

其中该控制单元可根据接收到的一机床信息及一工单信息以及该刀把数据读取座所读取的该识别数据来确认要装设于一机床的一刀把或已从一机床卸下的一刀把是否是正确的。

该智能刀具车，进一步具有多个轮子，位于该智能刀具车的一底部。

该智能刀具车，其中该多个刀把座中的每一个进一步具有一LED灯，电连至该控制单元，并可发出闪烁灯光，表示该刀把座中的该刀把要被装设于该机床，或该刀把座是空的且要被置入从该机床卸下的该刀把。

该智能刀具车，进一步具有一条码机，电连至该控制单元，并可由该机床读取该机床信息及该工单信息，并将所读取的该机床信息及该工单信息传送给该控制单元。

该智能刀具车，进一步具有一显示装置，电连至该控制单元，用以显示该机床信息、该工单信息及该识别数据及提供一使用介面。

该智能刀具车，进一步具有至少一电磁插销锁，电连至该控制单元，其中该至少一电磁插销锁中的每一个分别对应于该至少一抽屉中的一个抽屉，用于锁住该抽屉。

该智能刀具车，进一步具有至少一近接开关，电连至该控制单元，其中该至少一近接开关中的每一个分别对应于该至少一抽屉中的一个抽屉，用于监测该抽屉的位置，以确定该抽屉是否能被上锁。

该智能刀具车，进一步具有至少一电磁锁，电连至该控制单元，其中该至少一电磁锁中的每一个分别对应于该至少一刀把座中的一个，用于锁住置入于该刀把座中的一刀把。

该智能刀具车，进一步具有至少一近接感应器，电连至该控制单元，其中该至少一近接感应器中的每一个分别对应于该至少一刀把座中的一个，用于监测该刀把座中是否有一刀把且该刀把是否放置在正确的位置，以确定该刀把座是否能上锁来锁住该刀把。

该智能刀具车中的该刀把数据读取座进一步具有一上机识别刀把座及一下机识别刀把座，分别用于放置一要上机的刀把和一已下机的刀把，该刀把数据读取座还设置有一第一识别传感器及一第二识别传感器，分别用于感测一要上机的刀把的识别数据和一已下机的刀把的识别数据。

该智能刀具车中的该刀把数据读取座读取该刀把的该识别数据的方式可以是以RFID的方式或是以NFC的方式为之。

该智能刀具车中的该控制单元进一步具有一无线传输功能，可以将数据传送至一外部的伺服单元，也可从该伺服单元接收数据。

接着，以下叙述本发明“一种智能刀具车的换刀方法”的技术内容：

提供一智能刀具车及一外部的机床，该智能刀具车具有一条码机、一控制器、至少一抽屉、上机识别刀把座、下机识别刀把座，该智能刀具车及其换刀方法包含下列步骤：

S1:确认一要上机的刀把的识别数据以及一要下机的刀把的识别数据，同时确认该要上机的刀把其目前所放置的一刀把座，以及确认该要下机的刀把其将要放置的一刀把座；

S2：控制目前放置该要上机的刀把的该刀把座，使其解锁，并控制该刀把座的一LED灯，使其闪烁；

S3：确认该要上机的刀把的一识别数据为正确，控制所述闪灯的刀把座的该LED灯，使其停止闪烁；

S4：将该要下机的刀把送至一主轴位置；

S5：确认该要下机的刀把的一识别数据为正确，确认该要下机的刀把其将要放置的一刀把座是空的，确认该刀把座未上锁，否则将该刀把座解锁，然后控制该刀把座的该LED灯，使其闪烁；

S6：控制该刀把座的LED灯，使其停止闪烁，并控制该刀把座将该已下机的刀把上锁；

S7：将该要上机刀把装设于该机床的该主轴。

根据上述本发明所提出“一种智能刀具车”、“一种智能刀具车的换刀方法”，可解决前述刀具车的换刀流程问题及刀具管理问题，达成本发明的发明目的。

附图说明

图1为本发明的智能刀具车的示意图。

图2A为本发明的智能刀具车的外观示意图。

图2B为本发明的智能刀具车打开上盖时的示意图。

图3A为本发明的智能刀具车的抽屉的示意图。

图3B为本发明的智能刀具车的抽屉的示意图。

图4为刀把的示意图。

图5为刀把座与刀把结合的示意图。

图6为本发明的智能刀具车的刀把数据读取座的示意图。

图7为本发明的智能刀具车的控制方块图。

图8为本发明的智能刀具车的换刀流程图。

图9为本发明的智能刀具车的应用图。

具体实施方式

请参阅图1、图2A所示，图1是本发明的智能刀具车的示意图，图2A是本发明的智能刀具车的外观示意图。在图1、图2A中，本发明的智能刀具车1的车体外壳主要由相对的一正面2与一背面(图未示)，以及相对的一第一侧面3与一第二侧面(图未示)，以及相对的一上盖4与一底部(图未示)所组成，并据以构成一车内空间，其中该正面2设置有一第一抽屉5与一第二抽屉6，该第一抽屉5与该第二抽屉6可同时承载多个刀把31(即前述的刀具)以及多个刀把座32。当闭合时(如图2A所示)，该第一抽屉5与该第二抽屉6位于该车内空间，当打开时(如图1所示)，该第一抽屉5与该第二抽屉6可被拖出于该车内空间。另外本发明的智能刀具车1的底部具有四个角落且分别设一个轮子7，因此本发明的智能刀具车1可被推着走。本发明的智能刀具车1还具有设置于该上盖4的一刀把数据读取座8，可经由RFID(无线射频识别，Radio Frequency Identification)的方式或其他方式如NFC(近场通讯，Near FieldCommunication)的方式来读取刀把31本身的识别数据如其品名、料号或履历。

请参阅图2B所示，在图2B中本发明的智能刀具车1的该上盖4为打开的状态，可看见一第一框架20环设于本发明的智能刀具车1的顶部；一第一近接开关51与一第一电磁插销锁53固设于该第一框架20，其中该第一近接开关51用于监测该第一抽屉5是否在关闭的状态，以允许该第一电磁插销锁53的启动，以锁住该第一抽屉5于该车内空间；类似的，一第二近接开关52与一第二电磁插销锁54固设于该第一框架20，其中该第二近接开关52用于监测该第二抽屉6是否在关闭的状态，以允许该第二电磁插销锁54的启动，以锁住该第二抽屉6于该车内空间。

请参阅图3A与图3B所示。图3A与图3B皆是本发明的智能刀具车的抽屉的示意图。在图3A与图3B中，该第一抽屉5具有一第一门板21以及设置于其上的一第一手把22、一第一锁孔43、第一支架23、第二支架24、第三支架25以及一万向转轮26，其中该第一手把22允许人员从该智能刀具车1拉开或关闭该第一抽屉5，该第一锁孔43用于容纳该第一电磁插销锁53的一锁舌，以锁住该第一抽屉5，使其保持关闭状态。该万向转轮26一轮子，用于承载该第一抽屉5的重量并使该第一抽屉5能移动。该第一抽屉5中的该第一支架23以及该第二支架24其一端分别固设于该第一门板21的上端及下端，其另一端分别固设于该第三支架25的上端及下端，该第一支架23以及该第二支架24之上还分别环设有一第二框架27以及一第三框架28，使得该第一支架23以及该第二框架27共同形成一第一容置空间29，该第二支架24以及该第三框架28共同形成一第二容置空间30，其中该第一容置空间29与该第二容置空间30皆是用于容置多个刀把座32以及多个刀把31。至于该第二抽屉6，其结构及功能与该第一抽屉5是类似的。

请参阅图4与图5所示。图4为刀把的示意图，图5为本发明的智能刀具车的刀把座与刀把结合的示意图。在图4中，该刀把31具有一颈部33、一头部34、一固定凹槽35以及一RFID标签或一NFC标签(图未示)，该RFID标签或该NFC标签其设置于该固定凹槽35的对侧。在图5中，一刀把31放置于一刀把座32中，该刀把座32具有一平台321，该平台321之上设置有一固定凸件322，该平台321具有一中空区域，该刀把31可置入该中空区域，此时该刀把31的固定凹槽35与该固定凸件322结合，以确保该刀把31正确的置入该中空区域，该刀把座32还具有一固定板323，其上设置有一近接感应器36及一电磁锁37，该固定板323、该近接感应器36及该电磁锁37皆位于该平台321的下方，该当该刀把31置入该中空区域时，该刀把31的一部份包含该颈部33与该头部34位于该平台321的下方，此时该近接感应器36若监测到该刀把31位于正确位置，则允许该电磁锁37伸出一锁舌38卡住该刀把31的颈部33，使得该刀把31的头部34无法脱出，可达成将该刀把31锁住在该刀把座32的功效。另外该刀把座32进一步具有一LED(Light Emitting Diode，发光二极体)灯39，可用于提醒相关人员：该刀把座32要放置或取用一刀把31。

请参阅图6所示。图6为本发明的智能刀具车的刀把数据读取座8的示意图。在图6中，该刀把数据读取座8具有一座体81，其上设置有一上机识别刀把座82及一下机识别刀把座83，分别用于放置一要上机的刀把31和一已下机的刀把31，该刀把数据读取座8还具有一感测面84，其上设置有一第一识别传感器85及一第二识别传感器86，分别用于感测一要上机的刀把31的识别数据和一已下机的刀把31的识别数据。其中当一刀把31正确的放置于该上机识别刀把座82或该下机识别刀把座83时，该刀把31的识别数据可被该第一识别传感器85或该第二识别传感器86所读取；其中，该刀把数据读取座8可以RFID的方式感测刀把的RFID标签，也可以NFC的方式感测刀把的NFC标签。

请参阅图7所示。图7为本发明的智能刀具车1的控制方块图。在图7中，本发明的智能刀具车1进一步具有一控制单元60、一条码机61、一平板电脑62以及一电池与充电装置64，其中该控制单元60可为具有微控制器或微处理器的一电路或一电脑系统。多个刀把座32中的每一个的电磁锁37与近接感应器36(参阅图5)皆电连接至该控制单元60，其中该近接感应器36会将其感测结果传送给该控制单元60，使其能判断一刀把31是否已正确的放置于相对应的一刀把座32中，若该控制单元60判断该刀把31已正确的放置于相对应的该刀把座32中时，该控制单元60才能控制该刀把座32的电磁锁37(参阅图5)，将该刀把31上锁或解锁，另外多个刀把座32中的每一个LED灯39皆电连接至该控制单元60，该控制单元60可控制该多个刀把座32中的每一个LED灯39的发光状态如闪烁、持续亮、不亮等。

类似的，该第一近接开关51与该第一电磁插销锁53皆电连接至该控制单元60，其中该第一近接开关51会将其感测结果传送给该控制单元60，使其能判断该第一抽屉5是否在正确的关闭位置，若该控制单元60判断该第一抽屉5是在正确的关闭位置时，该控制单元60才能控制该第一电磁插销锁53，将该第一抽屉5上锁或解锁。类似的，该第二近接开关52与该第二电磁插销锁54皆电连接至该控制单元60，其中该第二近接开关52会将其感测结果传送给该控制单元60，使其能判断该第二抽屉6是否在正确的关闭位置，若该控制单元60判断该第二抽屉6是在正确的关闭位置时，该控制单元60才能控制该第二电磁插销锁54，将该第二抽屉6上锁或解锁。

该条码机61电连接至该控制单元60，其中该条码机61可从一机床读取一机床信息及一工单信息，该工单信息包含一要上机的刀把31的识别数据，该机床信息包含一要下机的刀把31的识别数据，该条码机61会将其读取到的该机床信息及该工单信息传送给该控制单元60。该平板电脑62电连接至该控制单元60，该平板电脑62用以提供显示信息及使用介面给人员。该控制单元60进一步具有无线网路传输能力，如WiFi，会将数据传送至一外部的伺服单元(图未示)，也可从该伺服单元接收数据。

该电池与充电装置64用以直接或间接提供电力给该控制单元60、条码机61、该平板电脑62、该多个刀把座32中的每一个电磁锁37及每一个近接感应器36以及每一个LED灯39、该第一近接开关51与该第一电磁插销锁53、该第二近接开关52与该第二电磁插销锁54、该第一识别传感器85及该第二识别传感器86。

请参阅图8所示。图8为本发明的智能刀具车的换刀流程图。本发明的智能刀具车的换刀流程包含7个步骤，详述如下：

步骤1(S1)：该条码机61从一机床读取一机床信息及一工单信息并将其所读取的信息传送给控制器60以确认一要上机的刀把31的识别数据以及一要下机的刀把31的识别数据。同时该控制器60确认该要上机的刀把31其目前所放置的一刀把座32，以及确认该要下机的刀把31其将要放置的一刀把座32。

步骤2(S2)：该控制器60控制该第一电磁插销锁53与该第二电磁插销锁54来分别解锁该第一抽屉5与该第二抽屉6，并将该第一抽屉5与该第二抽屉6开启，该控制器60控制目前放置该要上机的刀把31的该刀把座32的电磁锁37，使其解锁，并控制该刀把座32的LED灯39，使其闪烁，以提醒人员从该刀把座32拿取该刀把31。

步骤3(S3)：从步骤2中所述闪灯的刀把座32中拿取该要上机的刀把31并将其放置于该上机识别刀把座82，由该上机识别刀把座82的第一识别传感器85读取该要上机的刀把31的识别数据，并将所读取到的识别数据传送给该控制单元60确认，若确认该识别数据为正确，则该控制单元60控制所述闪灯的刀把座32的LED灯39，使其停止闪烁。

步骤4(S4)：将该机床的一刀塔转位，将该要下机的刀把31送至一主轴位置。

步骤5(S5)：将该要下机的刀把31从该机床的该主轴卸下，将其移至该下机识别刀把座83，由该下机识别刀把座83的第二识别传感器86读取其识别数据，并将所读取到的识别数据传送给该控制单元60确认，若确认该识别数据为正确，则该控制单元60经由要放置该已下机的刀把31的该刀把座32的近接感应器36确认该刀把座32是空的，并进一步确认该刀把座32的电磁锁37是未上锁的，否则将该刀把座32的电磁锁37解锁，然后控制该刀把座32的LED灯39，使其闪烁，以提醒人员将该已下机的刀把31置入于该刀把座32中。

步骤6(S6)：从该下机识别刀把座83拿取该已下机的刀把31并将其放置于步骤5中所述闪灯的刀把座32后，该控制单元60根据该刀把座32的近接感应器36所传送来的感测结果，确认该已下机的刀把31正确放置后，该控制单元60控制该刀把座32的LED灯39，使其停止闪烁，并控制该刀把座32的电磁锁37将该已下机的刀把31上锁。

步骤7(S7)：从该上机识别刀把座82拿取该要上机刀把31并将其装设于该机床的该主轴。

综上，本发明的智能刀具车利用控制器、条码机、电磁锁、刀把座的LED灯，确实管控并记录整个的换刀流程，可管控人员上刀，避免上错刀；因本发明的智能刀具车具有无线网路传输能力，故还可及时的与一伺服单元交换刀把的识别数据及履历与其摆放的刀把座，以利追踪刀把的位置及履历。故本发明的智能刀具车可达成本发明的发明目的。

请参阅图9所示。图9为本发明的智能刀具车的一应用图。本发明的智能刀具车1可搭配一无人搬运车70(Automatic Guided Vehicle,AGV)，该无人搬运车70具备派车地图、Wifi网路传输及Wifi定位系统等功能；本发明的智能刀具车1与该无人搬运车70可进一步搭配一刀具自动派车系统，该刀具自动派车系统能自动派送刀具到指定的机台及指定的刀库，可节省大量人力，同时可避免人为错误。

另外，本发明的智能刀具车1还可搭配一刀库管理系统，本发明的智能刀具车1透过该伺服单元能及时的与该刀库管理系统交换刀把的位置及履历，该刀库管理系统可增进刀把出入刀库的效率及正确性。

另外，本发明的智能刀具车1还可搭配一刀具管理系统，本发明的智能刀具车1透过该伺服单元能及时的与该刀具管理系统交换刀把的位置及履历，该刀具管理系统可节省一比对刀的时间，并提高刀具的寿命。

Claims (12)

1.一种智能刀具车，其特征在于，可容置多个刀把，所述多个刀把中的每一个要装设于一机床或是从一机床卸下的，所述智能刀具车包含：

一车体；

至少一抽屉，所述至少一抽屉可活动地设置于所述车体；

多个刀把座，设置于所述至少一抽屉中，所述多个刀把座中的每一个可容置一刀把；

一控制单元，电连至一刀把数据读取座；

其中所述刀把数据读取座，可读取所述刀把的一识别数据，所述识别数据包含一品名、一料号或一履历，并将所读取的所述识别数据传送给所述控制单元，所述刀把数据读取座进一步具有一上机识别刀把座及一下机识别刀把座，分别用于放置一要上机的刀把和一已下机的刀把，所述刀把数据读取座还设置有一第一识别传感器及一第二识别传感器，分别用于感测一要上机的刀把的识别数据和一已下机的刀把的识别数据；

其中所述控制单元可根据接收到的一机床信息及一工单信息以及所述刀把数据读取座所读取的所述识别数据来确认要装设于一机床的一刀把或已从一机床卸下的一刀把是否是正确的。

2.根据权利要求1所述的智能刀具车，其特征在于，所述车体的一底部进一步设有多个轮子。

3.根据权利要求1所述的智能刀具车，其特征在于，所述多个刀把座中的每一个进一步具有一LED灯，电连至所述控制单元，并可发出闪烁灯光，表示所述刀把座中的所述刀把要被装设于所述机床，或所述刀把座是空的且要被置入从所述机床卸下的所述刀把。

4.根据权利要求1所述的智能刀具车，其特征在于，进一步具有一条码机，电连至所述控制单元，并可由所述机床读取所述机床信息及所述工单信息，并将所读取的所述机床信息及所述工单信息传送给所述控制单元。

5.根据权利要求1所述的智能刀具车，其特征在于，进一步具有一显示装置，电连至所述控制单元，用以显示所述机床信息、所述工单信息及所述识别数据及提供一使用介面。

6.根据权利要求1所述的智能刀具车，其特征在于，进一步具有至少一电磁插销锁，电连至所述控制单元，其中所述至少一电磁插销锁中的每一个分别对应于所述至少一抽屉中的一个抽屉，用于锁住所述抽屉。

7.根据权利要求1所述的智能刀具车，其特征在于，进一步具有至少一近接开关，电连至所述控制单元，其中所述至少一近接开关中的每一个分别对应于所述至少一抽屉中的一个抽屉，用于监测所述抽屉的位置，以确定所述抽屉是否能被上锁。

8.根据权利要求1所述的智能刀具车，其特征在于，进一步具有至少一电磁锁，电连至所述控制单元，其中所述至少一电磁锁中的每一个分别对应于所述至少一刀把座中的一个，用于锁住置入于所述刀把座中的一刀把。

9.根据权利要求1所述的智能刀具车，其特征在于，进一步具有至少一近接感应器，电连至所述控制单元，其中所述至少一近接感应器中的每一个分别对应于所述至少一刀把座中的一个，用于监测所述刀把座中是否有一刀把且所述刀把是否放置在正确的位置，以确定所述刀把座是否能上锁来锁住所述刀把。

10.根据权利要求1所述的智能刀具车，其特征在于，所述刀把数据读取座读取所述刀把的所述识别数据的方式可以是以RFID的方式或是以NFC的方式为之。

11.根据权利要求1所述的智能刀具车，其特征在于，所述控制单元进一步具有一无线传输功能，可以将数据传送至一外部的伺服单元，也可从所述伺服单元接收数据。

12.一种智能刀具车的换刀方法，提供一智能刀具车及一外部的机床，所述智能刀具车具有一条码机、一控制器、至少一抽屉、上机识别刀把座、下机识别刀把座，其特征在于，所述智能刀具车的换刀方法包含下列步骤：

S1:确认一要上机的刀把的识别数据以及一要下机的刀把的识别数据，同时确认要上机的所述刀把其目前所放置的一刀把座，以及确认要下机的所述刀把其将要放置的一刀把座；

S2：控制目前放置要上机的所述刀把的所述刀把座，使其解锁，并控制所述刀把座的一LED灯，使其闪烁；

S3：确认要上机的所述刀把的一识别数据为正确，控制闪灯的所述刀把座的所述LED灯，使其停止闪烁；

S4：将要下机的所述刀把送至机床的一主轴位置；

S5：确认要下机的所述刀把的一识别数据为正确，确认要下机的所述刀把其将要放置的一刀把座是空的，确认所述刀把座未上锁，否则将所述刀把座解锁，然后控制所述刀把座的所述LED灯，使其闪烁；

S6：控制所述刀把座的LED灯，使其停止闪烁，并控制所述刀把座将已下机的所述刀把上锁；

S7：将所述要上机刀把装设于所述机床的所述主轴。

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