CN116141058A - 一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法、系统及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机床刀具控制技术领域，更具体地，涉及一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法、系统及设备。该方案包括设置刀具管理数据库用于存储每个刀具的信息；实时判断是否存在缺少刀具情况，并自动补充中央刀具库；判断当前是否有新刀具申请，并完成对刀操作；根据工控机内的记录，进行刀具寿命智能分析，并自适应启动换刀；通过传感器采集当前刀具的状态，并与存储的信息进行对比，判断是否存在断刀；根据断刀状态和换刀是否启动，进行在线的送刀控制。该方案通过刀具磨损状态、主轴功率、切削参数等数据的实时监控，降低机床碰撞风险，可实现数控设备的自适应、高效加工。

Description

一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法、系统及设备

技术领域

本发明涉及机床刀具控制技术领域，更具体地，涉及一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法、系统及设备。

背景技术

刀具的自动控制是指在机床加工过程中，根据一定的控制策略，实现对刀具运动状态的自动控制，以保证加工程序得到正确执行的工艺系统控制方法。在自动机床中，刀具运动状态的反馈是通过机床主轴驱动装置（如伺服电机、联轴器、离合器等）与刀具上安装的传感器（如光电编码器、压力变送器等）之间信号传递来实现的。当工件上加工出一个基准孔后，如果没有采用补偿方法来保证刀具位置精度，那么随着工件向下一个孔移动，其位置误差将不断增大，这是由于工件上存在加工余量所致。

在本发明技术之前，现有的刀具控制方法为减小这种误差，采用补偿方法，对刀具上安装的传感器进行位置调节，但是，现有技术缺乏对应刀具的监测、匹配和评估的体系，导致刀具管理混乱、低效率。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法、系统及设备，通过刀具磨损状态、主轴功率、切削参数等数据的实时监控，降低机床碰撞风险，可实现数控设备的自适应、高效加工。

本发明第一方面提供一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法。

所述一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法包括：

设置刀具管理数据库用于存储每个刀具的信息；

实时判断是否存在缺少刀具情况，并自动补充中央刀具库；

判断当前是否有新刀具申请，并完成对刀操作；

根据工控机内的记录，进行刀具寿命智能分析，并自适应启动换刀；

通过传感器采集当前刀具的状态，并与存储的信息进行对比，判断是否存在断刀；

根据断刀状态和换刀是否启动，进行在线的送刀控制。

所述设置刀具管理数据库用于存储每个刀具的信息，具体包括：

设置刀具管理数据库包括生产线中央刀库和数控机床刀库；

对所述刀具管理数据库中的每个刀具进行刀具信息的存储，其中，所述刀具信息包括：刀具分类号和刀具编号。

所述实时判断是否存在缺少刀具情况，并自动补充中央刀具库，具体包括：

根据所述刀具管理数据库判断当前刀具是否缺额过大，若不满足刀具计算公式则认为缺额过大，若满足则不做处理；

当所述刀具管理数据库存在缺额过大情况时，由人工操作员完成刀具入刀站操作后，将刀具送入中央刀具库；

所述刀具计算公式为：

Q>py

其中，Q为当前刀具的缺额，py为预设的刀具总数裕度。

所述判断当前是否有新刀具申请，并完成对刀操作，具体包括：

根据当前的新刀申请信息，在所述刀具管理数据库获取新刀；

将新刀置入对刀仪，完成对刀操作并将对应的刀具信息存储到工控机。

所述根据工控机内的记录，进行刀具寿命智能分析，并自适应启动换刀，具体包括：

在工控机内读取每个的刀具寿命信息，所述寿命信息包括刀具使用总时长、刀具使用次数、刀具磨损次数；

利用第一计算公式判断单一预警值达到时则启动预警告警命令；

利用第二计算公式计算每种第一系数、第二系数和第三系数组合下对应的综合预警指数；

通过第三计算公式确定最优的综合预警指数对应的系数组；

利用第四计算公式更新综合预警指数；

当满足所述预警指数大于预设的换刀综合指数时，则直接启动换刀；

所述第一计算公式为：

其中，M为刀具磨损次数的单一预警值，S为总时长的单一预警值，C为刀具使用次数的单一预警值, D1为预设的刀具磨损次数的裕度，D2为预设的总时长的裕度，D3为预设的刀具使用次数的裕度；

所述第二计算公式为：

Z=k₁×M+k₂×S+k₃×C

其中，Z为所述综合预警指数，k₁为第一系数，k₂为第二系数，k₃为第三系数；

所述第三计算公式为：

{ n₁,n₂,n₃}=argmax(f₁(k₁,k₂,k₃)×f₂(k₁,k₂,k₃))

其中，f₁(k₁,k₂,k₃)为第一系数为k₁、第二系数为k₂和第三系数为k₃时对应的换刀次数, f₂(k₁,k₂,k₃)为第一系数为k₁、第二系数为k₂和第三系数为k₃时对应的人工校验通过率，{n₁,n₂,n₃}为最优的综合预警指数对应的系数组，argmax()为选取第一系数为k₁、第二系数为k₂和第三系数为k₃时使得对应的f₁(k₁,k₂,k₃)×f₂(k₁,k₂,k₃)最大的(k₁,k₂,k₃)的函数；

所述第四计算公式为：

Z=n₁×M+n₂×S+n₃×C

其中，n₁、n₂和n₃依次为最优的综合预警指数中对应的第一、第二和第三系数。

所述通过传感器采集当前刀具的状态，并与存储的信息进行对比，判断是否存在断刀，具体包括：

获取当前在运行的全部刀具类型、刀具刃长和刃数信息；

实时与历史数据中预设的刀具类型、刀具刃长和刃数信息进行对比，生成刀刃差值，当所述刀刃差值满足第五计算公式时，认为刀具存在断裂或损伤；

所述第五计算公式为:

其中，L为检测获得的连续的刃长，L_max为刀具刃长的总数，Ds为检测获得损坏的刀刃长度，y为预设的损坏的刀刃长度裕度。

所述根据断刀状态和换刀是否启动，进行在线的送刀控制，具体包括：

当存在断刀状态时，安排最快速度的停机，并进行换刀；

当刀具寿命分析获得了启动换刀的情况时，根据机床排产获得机床加工任务，并根据所述机床加工任务进行资源调度，使得待更换的刀具不在所述机床加工任务的加工序列时，进行送刀。

本发明第二方面提供一种数控机床刀具自适应匹配与控制系统。

所述一种数控机床刀具自适应匹配与控制系统包括：

数据库设置模块，用于设置刀具管理数据库用于存储每个刀具的信息；

刀具补充模块，用于实时判断是否存在缺少刀具情况，并自动补充中央刀具库；

对刀控制模块，用于判断当前是否有新刀具申请，并完成对刀操作；

寿命控制模块，用于根据工控机内的记录，进行刀具寿命智能分析，并自适应启动换刀；

断刀监测模块，用于通过传感器采集当前刀具的状态，并与存储的信息进行对比，判断是否存在断刀；

送刀控制模块，用于根据断刀状态和换刀是否启动，进行在线的送刀控制。

本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器执行时实现如本发明实施例第一方面中任一项所述的方法。

本发明第四方面提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储一条或多条计算机程序指令，其中，所述一条或多条计算机程序指令被所述处理器执行以实现本发明实施例第一方面中任一项所述的方法。

本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明方案中，通过刀具磨损状态、主轴功率、切削参数等数据的实时监控，降低机床碰撞风险，可实现数控设备的自适应、高效加工。

本发明方案中，配备中央刀库及刀具配送功能，能够对线内刀具进行管理，包括刀具上下线、刀具寿命、刀具状态监测、刀具调用等。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本发明一个实施例的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法的流程图。

图2是本发明一个实施例的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法中的设置刀具管理数据库用于存储每个刀具的信息的流程图。

图3是本发明一个实施例的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法中的实时判断是否存在缺少刀具情况，并自动补充中央刀具库的流程图。

图4是本发明一个实施例的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法中的判断当前是否有新刀具申请，并完成对刀操作的流程图。

图5是本发明一个实施例的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法中的根据工控机内的记录，进行刀具寿命智能分析，并自适应启动换刀的流程图。

图6是本发明一个实施例的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法中的通过传感器采集当前刀具的状态，并与存储的信息进行对比，判断是否存在断刀的流程图。

图7是本发明一个实施例的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法中的根据断刀状态和换刀是否启动，进行在线的送刀控制的流程图。

图8是本发明一个实施例的一种数控机床刀具自适应匹配与控制系统的结构图。

图9是本发明一个实施例中一种电子设备的结构图。

具体实施方式

在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

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。

本发明实施例中，提供了一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法、系统及设备。该方案通过刀具磨损状态、主轴功率、切削参数等数据的实时监控，降低机床碰撞风险，可实现数控设备的自适应、高效加工。

根据本发明实施例第一方面，提供一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法。

图1是本发明一个实施例的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法的流程图。

在一个或多个实施例中，优选地，所述一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法包括：

S101、设置刀具管理数据库用于存储每个刀具的信息；

S102、实时判断是否存在缺少刀具情况，并自动补充中央刀具库；

S103、判断当前是否有新刀具申请，并完成对刀操作；

S104、根据工控机内的记录，进行刀具寿命智能分析，并自适应启动换刀；

S105、通过传感器采集当前刀具的状态，并与存储的信息进行对比，判断是否存在断刀；

S106、根据断刀状态和换刀是否启动，进行在线的送刀控制。

在本发明实施例中，首先确定了如何设置刀具管理数据库，进而，明确在何种情况下，需要进行上刀，并给出了对应新刀具增加后的对刀方式，在此基础上，确定刀具的寿命的自动控制的方案，直接启动换刀的一个流程，在此基础上，进行了断刀监测，并根据断刀或启动换刀，实现最终的送刀，达到综合的高效的刀具管理的目的。

图2是本发明一个实施例的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法中的设置刀具管理数据库用于存储每个刀具的信息的流程图。

如图2所示，在一个或多个实施例中，优选地，所述设置刀具管理数据库用于存储每个刀具的信息，具体包括：

S201、设置刀具管理数据库包括生产线中央刀库和数控机床刀库；

S202、对所述刀具管理数据库中的每个刀具进行刀具信息的存储，其中，所述刀具信息包括：刀具分类号和刀具编号。

在本发明实施例中，明确了如何设置刀具管理数据库，刀具管理数据库包括生产线中央刀库和数控机床刀库；对所述刀具管理数据库中的每个刀具进行刀具信息的存储，所述刀具信息包括：刀具分类号和刀具编号；其中，所述刀具分类号为对于刀具类型的唯一编号；所述刀具编号为对于单个刀具的一一对应的唯一编号；所述的刀具管理数据库是实现刀具自动识别、调用与配送，刀具管理、刀具信息可视化管理、刀具寿命管理、断刀检测等的数据基础。

图3是本发明一个实施例的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法中的实时判断是否存在缺少刀具情况，并自动补充中央刀具库的流程图。

如图3所示，在一个或多个实施例中，优选地，所述实时判断是否存在缺少刀具情况，并自动补充中央刀具库，具体包括：

S301、根据所述刀具管理数据库判断当前刀具是否缺额过大，若不满足刀具计算公式则认为缺额过大，若满足则不做处理；

S302、当所述刀具管理数据库存在缺额过大情况时，由人工操作员完成刀具入刀站操作后，将刀具送入中央刀具库；

所述刀具计算公式为：

其中，Q为当前刀具的缺额，py为预设的刀具总数裕度。

在本发明实施例中，明确了具体的上刀流程，其核心为，当完成大量刀具的更新后，在线规划，并进行人工的上刀操作；由人工操作员完成刀具入刀站操作后；在工控机上根据对刀数据驱动刀手，抓取刀具；将刀具送入中央刀具库。

图4是本发明一个实施例的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法中的判断当前是否有新刀具申请，并完成对刀操作的流程图。

如图4所示，在一个或多个实施例中，优选地，所述判断当前是否有新刀具申请，并完成对刀操作，具体包括：

S401、根据当前的新刀申请信息，在所述刀具管理数据库获取新刀；

S402、将新刀置入对刀仪，完成对刀操作并将对应的刀具信息存储到工控机。

在本发明实施例中，明确了如何进行对刀，根据当前的新刀申请信息，在所述刀具管理数据库获取新刀；进而将新刀置入对刀仪，完成对刀操作并将对应的刀具信息存储到工控机；启动新刀进行上机工作。

图5是本发明一个实施例的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法中的根据工控机内的记录，进行刀具寿命智能分析，并自适应启动换刀的流程图。

如图5所示，在一个或多个实施例中，优选地，所述根据工控机内的记录，进行刀具寿命智能分析，并自适应启动换刀，具体包括：

S501、在工控机内读取每个的刀具寿命信息，所述寿命信息包括刀具使用总时长、刀具使用次数、刀具磨损次数；

S502、利用第一计算公式判断单一预警值达到时则启动预警告警命令；

S503、利用第二计算公式计算每种第一系数、第二系数和第三系数组合下对应的综合预警指数；

S504、通过第三计算公式确定最优的综合预警指数对应的系数组；

S505、利用第四计算公式更新综合预警指数；

S506、当满足所述预警指数大于预设的换刀综合指数时，则直接启动换刀；

所述第一计算公式为：

其中，M为刀具磨损次数的单一预警值，S为总时长的单一预警值，C为刀具使用次数的单一预警值, D1为预设的刀具磨损次数的裕度，D2为预设的总时长的裕度，D3为预设的刀具使用次数的裕度；

所述第二计算公式为：

Z=k₁×M+k₂×S+k₃×C

其中，Z为所述综合预警指数，k₁为第一系数，k₂为第二系数，k₃为第三系数；

所述第三计算公式为：

{ n₁,n₂,n₃}=argmax(f₁(k₁,k₂,k₃)×f₂(k₁,k₂,k₃))

其中，f₁(k₁,k₂,k₃)为第一系数为k₁、第二系数为k₂和第三系数为k₃时对应的换刀次数, f₂(k₁,k₂,k₃)为第一系数为k₁、第二系数为k₂和第三系数为k₃时对应的人工校验通过率，{n₁,n₂,n₃}为最优的综合预警指数对应的系数组，argmax()为选取第一系数为k₁、第二系数为k₂和第三系数为k₃时使得对应的f₁(k₁,k₂,k₃)×f₂(k₁,k₂,k₃)最大的(k₁,k₂,k₃)的函数；

所述第四计算公式为：

Z=n₁×M+n₂×S+n₃×C

其中，n₁、n₂和n₃依次为最优的综合预警指数中对应的第一、第二和第三系数。

在本发明实施例中，进行刀具寿命分析控制，获取当前的刀具寿命信息，所述寿命信息包括刀具使用总时长、刀具使用次数、刀具磨损次数；并利用第一计算公式判断单一预警值达到时，则启动预警告警命令；进而利用第二计算公式计算综合预警指数；当所述综合预警指数达到时，进行人工校验，若人工校验不通过时，则启动换刀；当所述预警告警命令后，则进行同类型刀具的替换；通过第三计算公式使得每次人工校验通过率不断提升同时使得换刀次数最大化；更新所述综合预警指数，当满足所述预警指数大于预设的换刀综合指数时，则直接启动换刀。

图6是本发明一个实施例的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法中的通过传感器采集当前刀具的状态，并与存储的信息进行对比，判断是否存在断刀的流程图。

如图6所示，在一个或多个实施例中，优选地，所述通过传感器采集当前刀具的状态，并与存储的信息进行对比，判断是否存在断刀，具体包括：

S601、获取当前在运行的全部刀具类型、刀具刃长和刃数信息；

S602、实时与历史数据中预设的刀具类型、刀具刃长和刃数信息进行对比，生成刀刃差值，当所述刀刃差值满足第五计算公式时，认为刀具存在断裂或损伤；

所述第五计算公式为:

其中，L为检测获得的连续的刃长，L_max为刀具刃长的总数，Ds为检测获得损坏的刀刃长度，y为预设的损坏的刀刃长度裕度。

在本发明实施例中，明确断刀监测方式，获取当前在运行的全部刀具类型、刀具刃长和刃数信息；实时与历史数据中预设的刀具类型、刀具刃长和刃数信息进行对比，生成刀刃差值，当所述刀刃差值满足第五计算公式时，认为刀具存在断裂或损伤。

图7是本发明一个实施例的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法中的根据断刀状态和换刀是否启动，进行在线的送刀控制的流程图。

如图7所示，在一个或多个实施例中，优选地，所述根据断刀状态和换刀是否启动，进行在线的送刀控制，具体包括：

S701、当存在断刀状态时，安排最快速度的停机，并进行换刀；

S702、当刀具寿命分析获得了启动换刀的情况时，根据机床排产获得机床加工任务，并根据所述机床加工任务进行资源调度，使得待更换的刀具不在所述机床加工任务的加工序列时，进行送刀。

在本发明实施例中，如何进行送刀，在进行送刀前，分成两种类型，第一类为断刀的处理，这种情况下，需要直接进行换刀，另一种情况下为预警的情况，则需要根据加工任务的排序，首先根据机床排产获得机床加工任务；根据所述机床加工任务进行资源调度，使得待更换刀具不在所述机床加工任务的加工序列时，进行送刀。

根据本发明实施例第二方面，提供一种数控机床刀具自适应匹配与控制系统。

图8是本发明一个实施例的一种数控机床刀具自适应匹配与控制系统的结构图。

在一个或多个实施例中，优选地，所述一种数控机床刀具自适应匹配与控制系统包括：

数据库设置模块801，用于设置刀具管理数据库用于存储每个刀具的信息；

刀具补充模块802，用于实时判断是否存在缺少刀具情况，并自动补充中央刀具库；

对刀控制模块803，用于判断当前是否有新刀具申请，并完成对刀操作；

寿命控制模块804，用于根据工控机内的记录，进行刀具寿命智能分析，并自适应启动换刀；

断刀监测模块805，用于通过传感器采集当前刀具的状态，并与存储的信息进行对比，判断是否存在断刀；

送刀控制模块806，用于根据断刀状态和换刀是否启动，进行在线的送刀控制。

在本发明实施例中，通过一系列的模块化设计，实现一个适用于不同结构下的系统，该系统能够通过采集、分析和控制，实现闭环的、可靠的、高效的执行。

根据本发明实施例第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器执行时实现如本发明实施例第一方面中任一项所述的方法。

根据本发明实施例第四方面，提供一种电子设备。图9是本发明一个实施例中一种电子设备的结构图。图9所示的电子设备为通用数控机床刀具自适应匹配与控制装置，其包括通用的计算机硬件结构，其至少包括处理器901和存储器902。处理器901和存储器902通过总线903连接。存储器902适于存储处理器901可执行的指令或程序。处理器901可以是独立的微处理器，也可以是一个或者多个微处理器集合。由此，处理器901通过执行存储器902所存储的指令，从而执行如上所述的本发明实施例的方法流程实现对于数据的处理和对于其它装置的控制。总线903将上述多个组件连接在一起，同时将上述组件连接到显示控制器904和显示装置以及输入／输出（I/O）装置905。输入／输出（I/O）装置905可以是鼠标、键盘、调制解调器、网络接口、触控输入装置、体感输入装置、打印机以及本领域公知的其他装置。典型地，输入／输出装置905通过输入／输出（I/O）控制器906与系统相连。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明方案中，通过刀具磨损状态、主轴功率、切削参数等数据的实时监控，降低机床碰撞风险，可实现数控设备的自适应、高效加工。

本发明方案中，配备中央刀库及刀具配送功能，能够对线内刀具进行管理，包括刀具上下线、刀具寿命、刀具状态监测、刀具调用等。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法，其特征在于，该方法包括：

设置刀具管理数据库用于存储每个刀具的信息；

实时判断是否存在缺少刀具情况，并自动补充中央刀具库；

判断当前是否有新刀具申请，并完成对刀操作；

根据工控机内的记录，进行刀具寿命智能分析，并自适应启动换刀；

通过传感器采集当前刀具的状态，并与存储的信息进行对比，判断是否存在断刀；

根据断刀状态和换刀是否启动，进行在线的送刀控制。

2.如权利要求1所述的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法，其特征在于，所述设置刀具管理数据库用于存储每个刀具的信息，具体包括：

设置刀具管理数据库包括生产线中央刀库和数控机床刀库；

对所述刀具管理数据库中的每个刀具进行刀具信息的存储，其中，所述刀具信息包括：刀具分类号和刀具编号。

3.如权利要求1所述的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法，其特征在于，所述实时判断是否存在缺少刀具情况，并自动补充中央刀具库，具体包括：

根据所述刀具管理数据库判断当前刀具是否缺额过大，若不满足刀具计算公式则认为缺额过大，若满足则不做处理；

当所述刀具管理数据库存在缺额过大情况时，由人工操作员完成刀具入刀站操作后，将刀具送入中央刀具库；

所述刀具计算公式为：

；

其中，Q为当前刀具的缺额，py为预设的刀具总数裕度。

4.如权利要求1所述的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法，其特征在于，所述判断当前是否有新刀具申请，并完成对刀操作，具体包括：

根据当前的新刀申请信息，在所述刀具管理数据库获取新刀；

将新刀置入对刀仪，完成对刀操作并将对应的刀具信息存储到工控机。

5.如权利要求1所述的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法，其特征在于，所述根据工控机内的记录，进行刀具寿命智能分析，并自适应启动换刀，具体包括：

在工控机内读取每个的刀具寿命信息，所述寿命信息包括刀具使用总时长、刀具使用次数、刀具磨损次数；

利用第一计算公式判断单一预警值达到时则启动预警告警命令；

利用第二计算公式计算每种第一系数、第二系数和第三系数组合下对应的综合预警指数；

通过第三计算公式确定最优的综合预警指数对应的系数组；

利用第四计算公式更新综合预警指数；

当满足所述预警指数大于预设的换刀综合指数时，则直接启动换刀；

所述第一计算公式为：

；

其中，M为刀具磨损次数的单一预警值，S为总时长的单一预警值，C为刀具使用次数的单一预警值, D1为预设的刀具磨损次数的裕度，D2为预设的总时长的裕度，D3为预设的刀具使用次数的裕度；

所述第二计算公式为：

；

其中，Z为所述综合预警指数，k₁为第一系数，k₂为第二系数，k₃为第三系数；

所述第三计算公式为：

；

其中，f₁(k₁,k₂,k₃)为第一系数为k₁、第二系数为k₂和第三系数为k₃时对应的换刀次数,f₂(k₁,k₂,k₃)为第一系数为k₁、第二系数为k₂和第三系数为k₃时对应的人工校验通过率，{n₁,n₂,n₃}为最优的综合预警指数对应的系数组，argmax()为选取第一系数为k₁、第二系数为k₂和第三系数为k₃时使得对应的f₁(k₁,k₂,k₃)×f₂(k₁,k₂,k₃)最大的(k₁,k₂,k₃)的函数；

所述第四计算公式为：

；

其中，n₁、n₂和n₃依次为最优的综合预警指数中对应的第一、第二和第三系数。

6.如权利要求1所述的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法，其特征在于，所述通过传感器采集当前刀具的状态，并与存储的信息进行对比，判断是否存在断刀，具体包括：

获取当前在运行的全部刀具类型、刀具刃长和刃数信息；

实时与历史数据中预设的刀具类型、刀具刃长和刃数信息进行对比，生成刀刃差值，当所述刀刃差值满足第五计算公式时，认为刀具存在断裂或损伤；

所述第五计算公式为:

；

其中，L为检测获得的连续的刃长，L_max为刀具刃长的总数，Ds为检测获得损坏的刀刃长度，y为预设的损坏的刀刃长度裕度。

7.如权利要求1所述的一种数控机床刀具自适应匹配与控制方法，其特征在于，所述根据断刀状态和换刀是否启动，进行在线的送刀控制，具体包括：

当存在断刀状态时，安排最快速度的停机，并进行换刀；

当刀具寿命分析获得了启动换刀的情况时，根据机床排产获得机床加工任务，并根据所述机床加工任务进行资源调度，使得待更换的刀具不在所述机床加工任务的加工序列时，进行送刀。

8.一种数控机床刀具自适应匹配与控制系统，其特征在于，该系统用于实施如权利要求1-7中任一项所述的方法，该系统包括：

数据库设置模块，用于设置刀具管理数据库用于存储每个刀具的信息；

刀具补充模块，用于实时判断是否存在缺少刀具情况，并自动补充中央刀具库；

对刀控制模块，用于判断当前是否有新刀具申请，并完成对刀操作；

寿命控制模块，用于根据工控机内的记录，进行刀具寿命智能分析，并自适应启动换刀；

断刀监测模块，用于通过传感器采集当前刀具的状态，并与存储的信息进行对比，判断是否存在断刀；

送刀控制模块，用于根据断刀状态和换刀是否启动，进行在线的送刀控制。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令在被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

10.一种电子设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器用于存储一条或多条计算机程序指令，其中，所述一条或多条计算机程序指令被所述处理器执行以实现如权利要求1-7任一项所述的方法。

Images