CN117381501A - 一种数控刀具库管理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械加工技术领域，特别是一种数控刀具库管理装置及方法。在本发明提供的管理装置中，由于承载方盘中存在一个空缺的方格，使得刀具套座可利用该空缺的空间进行水平横向移动和水平竖向移动，使得刀具套座的排序可变。移动机构通过平面移动组件带动电磁铁水平横向移动和水平竖向移动，实现改变电磁铁的位置。由于通过通电的电磁铁能与随行块磁连接，因此，当通电的电磁铁移动时，可带动随行块移动，从而使得刀具套座在承载方盘上移动，改变刀具的排序。实现全自动对承载方盘上的刀具进行排序管理，以便于加工设备按顺序取用刀具，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，特别是一种数控刀具库管理装置及方法。
背景技术
目前一些刀具管理装置会通过存储盘存放不同类型的刀具，存储盘上设有若干个套孔，刀具一一对应地插在套孔内，且刀具的刀柄竖直朝上。由于刀具在存储盘上无法移动改变位置，即存储盘上的刀具排序是固定的。因此，当加工设备从存储盘上取用刀具时，只能从众多的刀具之中按需取用，无法做到根据实际加工流程按一排一排的取用顺序从存储盘上的取用刀具，降低生产效率。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种数控刀具库管理装置及方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明第一方面公开了一种数控刀具库管理装置，包括：
承载方盘，所述承载方盘均匀划分出n×m个方格，所述承载方盘内设有最多n×m-1个刀具套座，所述刀具套座一一对应地位于所述方格内，且各个所述刀具套座均可相对所述承载方盘移动；其中，n、m为不小于2的自然数；各个所述刀具套座上分别设有与刀具种类一一对应的识别码；各个所述刀具套座的底部设有随行块；
移动机构，所述移动机构包括电磁铁以及平面移动组件，所述平面移动组件设置在所述承载方盘的底部，所述平面移动组件的活动端与所述电磁铁连接，以驱动所述电磁铁在水平横向移动和水平竖向移动；所述电磁铁可滑动地抵接于所述承载方盘的底面，且所述电磁铁在通电时与其中一个所述随行块磁连接；
相机，所述相机位于所述承载方盘的上方，以用于采集所述承载方盘的相片；
控制器，所述控制器分别与所述相机、电磁铁和平面移动组件电连接，以获取所述相机采集到的相片、控制所述平面移动组件带动电磁铁移动以及控制电磁铁的通断电状态。
进一步地，所述承载方盘的内底壁设有线缝，以划分出若干个所述方格；所述承载方盘内设有腔室，若干所述线缝均连通至所述腔室；所述腔室内设有可升降的托板，所述托板的顶面设有与所述线缝一一对应的插缝板，所述托板升起时，所述插缝板从所述线缝凸出于所述承载方盘的内底壁；所述托板下降时，所述插缝板的顶面与所述承载方盘的内底壁齐平；
所述承载方盘的外侧设有升降驱动组件，所述升降驱动组件与所述托板连接，以驱动所述托板升起和下降。
进一步地，所述升降驱动组件包括若干与所述控制器电连接的电动伸缩杆，所述承载方盘的边缘处设有围壁，所述电动伸缩杆设置在所述围壁，所述电动伸缩杆的伸缩端穿至所述腔室内与所述托板连接，以驱动所述托板升降。
进一步地，所述刀具套座的侧壁与底壁之间圆弧过渡。
进一步地，所述移动组件包括第一丝杠和第二丝杠，所述第一丝杠的螺杆水平横向设置，所述第一丝杠的螺母连接有平台，所述第二丝杠设置在所述平台上，所述第二丝杠的螺杆水平竖向设置，所述第二丝杠的螺母与所述电磁铁连接。
进一步地，所述刀具套座的底面设有万向滚珠。
本发明第二方面公开了一种数控刀具库管理方法，应用于本发明第一方面所述的一种数控刀具库管理装置，所述控制器执行如下步骤：
获取刀具目标排序；
采集承载方盘上所有刀具套座的相片，根据相片中各个刀具套座的识别码确定承载方盘上刀具当前排序；
根据刀具目标排序和刀具当前排序生成调整方案，根据控制所述平面移动组件带动电磁铁移动以及控制电磁铁的通断电状态。
进一步地，所述电磁铁断电状态下，控制所述升降驱动组件驱动所述托板升起，以使插缝板凸出于所述承载方盘的内底面；所述电磁铁通电状态下，控制所述升降驱动组件驱动所述托板下降，以使插缝板的顶面与所述承载方盘的内底面持平。
本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：
在本发明提供的管理装置中，由于承载方盘中存在一个空缺的方格，使得刀具套座可利用该空缺的空间进行水平横向移动和水平竖向移动，使得刀具套座的排序可变。移动机构通过平面移动组件带动电磁铁水平横向移动和水平竖向移动，实现改变电磁铁的位置。由于通过通电的电磁铁能与随行块磁连接，因此，当通电的电磁铁移动时，可带动随行块移动，从而使得刀具套座在承载方盘上移动，改变刀具的排序。实现全自动对承载方盘上的刀具进行排序管理，以便于加工设备按顺序取用刀具，提高生产效率。
在具体应用中，需要对承载方盘中的刀具进行排序时，先利用相机在上方拍摄承载方盘的相片，相机将相片发送到控制器，控制器根据相片获取到承载方盘上所有刀具套筒的识别码，根据识别码识别确定承载方盘上刀具的当前排序情况。控制器根据当前排序和目标排序生成调整方案。控制器根据调整方案控制所述电磁铁的移动以及电磁铁的通断电状态，实现移动承载方盘的刀具套座，使得刀具按照目标排序进行排列，以便于加工设备按顺序逐排地取用刀具，提高生产效率。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的结构示意图；
图2是本发明的一个实施例的移动机构的结构示意图；
图3是本发明的一个实施例的托盘升起的状态示意图；
图4是本发明的一个实施例的承载方盘的俯视图；
图5是本发明的一个实施例管理方法流程示意图；
其中：100-承载方盘、110-方格、120-刀具套座、121-随行块、130-线缝、140-腔室、150-托板、151-插缝板、160-电动伸缩杆、170-围壁、180-万向滚珠、200-移动机构、210-电磁铁、220-平面移动组件、221-第一丝杠、222-第二丝杠、300-相机。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合图1至图4描述本发明第一方面公开的一种数控刀具库管理装置，包括：
承载方盘100，所述承载方盘100均匀划分出n×m个方格110，所述承载方盘100内设有最多n×m-1个刀具套座120，所述刀具套座120一一对应地位于所述方格110内，且各个所述刀具套座120均可相对所述承载方盘100移动；其中，n、m为不小于2的自然数；各个所述刀具套座120上分别设有与刀具种类一一对应的识别码；具体地，在实际应用中，刀具以刀柄朝上的方式插设在刀具套座120上。刀具套座120上的识别码与刀具的种类一一对应，即一把刀具有其专属的刀具套座120，其中，所述识别码可以是二维码。各个所述刀具套座120的底部设有随行块121；具体地，所述随行块121的材质为可以被磁体吸引的材质，如铁、镍、钴等亲磁的金属。
移动机构200，所述移动机构200包括电磁铁210以及平面移动组件220，所述平面移动组件220设置在所述承载方盘100的底部，所述平面移动组件220的活动端与所述电磁铁210连接，以驱动所述电磁铁210在水平横向移动和水平竖向移动；所述电磁铁210可滑动地抵接于所述承载方盘100的底面，且所述电磁铁210在通电时与其中一个所述随行块121磁连接；
相机300，所述相机300位于所述承载方盘100的上方，以用于采集所述承载方盘100的相片；
控制器，所述控制器分别与所述相机300、电磁铁210和平面移动组件220电连接，以获取所述相机300采集到的相片、控制所述平面移动组件220带动电磁铁210移动以及控制电磁铁210的通断电状态。
在本发明提供的管理装置中，由于承载方盘100中存在一个空缺的方格110，使得刀具套座120可利用该空缺的空间进行水平横向移动和水平竖向移动，使得刀具套座120的排序可变。移动机构200通过平面移动组件220带动电磁铁210水平横向移动和水平竖向移动，实现改变电磁铁210的位置。由于通过通电的电磁铁210能与随行块121磁连接，因此，当通电的电磁铁210移动时，可带动随行块121移动，从而使得刀具套座120在承载方盘100上移动，改变刀具的排序。实现全自动对承载方盘100上的刀具进行排序管理，以便于加工设备按顺序逐排地取用刀具，提高生产效率。
在具体应用中，需要对承载方盘100中的刀具进行排序时，先利用相机300在上方拍摄承载方盘100的相片，相机300将相片发送到控制器，控制器根据相片获取到承载方盘100上所有刀具套筒的识别码，根据识别码识别确定承载方盘100上刀具的当前排序情况。控制器根据当前排序和目标排序生成调整方案。控制器根据调整方案控制所述电磁铁210的移动以及电磁铁210的通断电状态，实现移动承载方盘100的刀具套座120，使得刀具按照目标排序进行排列，以便于加工设备按顺序取用刀具，提高生产效率。
优选地，所述承载方盘100的内底壁设有线缝130，以划分出若干个所述方格110；所述承载方盘100内设有腔室140，若干所述线缝130均连通至所述腔室140；所述腔室140内设有可升降的托板150，所述托板150的顶面设有与所述线缝130一一对应的插缝板151，所述托板150升起时，所述插缝板151从所述线缝130凸出于所述承载方盘100的内底壁；所述托板150下降时，所述插缝板151的顶面与所述承载方盘100的内底壁齐平；所述承载方盘100的外侧设有升降驱动组件，所述升降驱动组件与所述托板150连接，以驱动所述托板150升起和下降。
具体地，在本实施例中，通过升降驱动组件将托板150升起时，托板150带动插缝板151从线缝130穿出，实现插缝板151凸出于承载方盘100的内底面，使得插缝板151位于相邻的两个刀具套座120之间，从而将刀具套座120完整地推回在方格110内，以解决刀具套座120移动后没有完整在方格110内而影响后续的刀具套座120移动的技术问题；有效提高刀具套座120移动的顺畅性。当升降驱动组件将托板150下降时，托板150带动插缝板151下降，使得插缝板151的顶面与所述承载方盘100的内底壁齐平，实现填补线缝130，以使刀具套座120可顺利越过线缝130平移到另一个方格110内。
可选地，所述升降驱动组件包括若干与所述控制器电连接的电动伸缩杆160，所述承载方盘100的边缘处设有围壁170，所述电动伸缩杆160设置在所述围壁170，所述电动伸缩杆160的伸缩端穿至所述腔室140内与所述托板150连接，以驱动所述托板150升降。在本实施例中，承载方盘100通过围壁170围起若干刀具套座120，以避免刀具套座120从承载方盘100的边缘掉落。其中，具体可选地，电动伸缩杆160的设置数量为四个，当电磁铁210断电后，控制器控制四个电动伸缩杆160同步升起托板150，从而使插缝板151凸出于所述承载方盘100的内底面。
优选地，所述刀具套座120的侧壁与底壁之间圆弧过渡。如此，以便于插缝板151插到两个刀具套座120之间，分开刀具套座120，使得刀具套座120完整位于方格110内。
具体地，所述移动组件包括第一丝杠221和第二丝杠222，所述第一丝杠221的螺杆水平横向设置，所述第一丝杠221的螺母连接有平台，所述第二丝杠222设置在所述平台上，所述第二丝杠222的螺杆水平竖向设置，所述第二丝杠222的螺母与所述电磁铁210连接。如此，通过第一丝杠221和第二丝杠222组成十字滑台，当电磁铁210需要水平横向移动时，通过第一丝杠221带动第二丝杠222整体水平横向移动，从而使设置在第二丝杠222上的电磁铁210水平横向移动。当电磁铁210需要水平竖向移动时，通过第二丝杠222带动电磁铁210水平竖向移动。
优选地，所述刀具套座120的底面设有万向滚珠180。通过在刀具套座120的底部设置万向滚珠180，以滚动摩擦取代滑动摩擦，减少刀具套座120移动的摩擦力，以便于电磁铁210带动刀具套座120移动。
如图5所示，本发明第二方面还公开一种数控刀具库管理方法，应用在本发明第一发明公开的一种数控刀具库管理装置，所述控制器执行如下步骤：
获取刀具目标排序；
采集承载方盘100上所有刀具套座120的相片，根据相片中各个刀具套座120的识别码确定承载方盘100上刀具当前排序；
根据刀具目标排序和刀具当前排序生成调整方案，根据控制所述平面移动组件220带动电磁铁210移动以及控制电磁铁210的通断电状态。值得说明的是，可以通过现有的算法生成调整方案，例如数学华容道程序算法，根据刀具目标排序，从相片中确认第一把刀具、第二把刀具、第三把刀具……的位置，然后根据数学华容道程序算法求解出刀具当前排序转变到刀具目标排序所需要移动刀具套座120的步骤即可。
在具体应用中，需要对承载方盘100中的刀具进行排序时，利用相机300在上方拍摄承载方盘100的相片，相机300将相片发送到控制器，控制器根据相片获取到承载方盘100上所有刀具套筒的识别码，根据识别码识别确定承载方盘100上刀具的当前排序情况。控制器根据当前排序和目标排序生成调整方案。控制器根据调整方案控制所述电磁铁210的移动以及电磁铁210的通断电状态，实现移动承载方盘100的刀具套座120，使得刀具按照目标排序进行排列，以便于加工设备按顺序取用刀具，提高生产效率。
进一步，所述电磁铁210断电状态下，控制所述升降驱动组件驱动所述托板150升起，以使插缝板151凸出于所述承载方盘100的内底面；所述电磁铁210通电状态下，控制所述升降驱动组件驱动所述托板150下降，以使插缝板151的顶面与所述承载方盘100的内底面持平。在本实施例中，通过升降驱动组件将托板150升起时，托板150带动插缝板151从线缝130穿出，实现插缝板151凸出于承载方盘100的内底面，使得插缝板151位于相邻的两个刀具套座120之间，从而将刀具套座120完整地推回在方格110内，以解决刀具套座120移动后没有完整在方格110内而影响后续的刀具套座120移动的技术问题；有效提高刀具套座120移动的顺畅性。当升降驱动组件将托板150下降时，托板150带动插缝板151下降，使得插缝板151的顶面与所述承载方盘100的内底壁齐平，实现填补线缝130，以使刀具套座120可顺利越过线缝130平移到另一个方格110内。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种数控刀具库管理装置，其特征在于，包括：
承载方盘，所述承载方盘均匀划分出n×m个方格，所述承载方盘内设有最多n×m-1个刀具套座，所述刀具套座一一对应地位于所述方格内，且各个所述刀具套座均可相对所述承载方盘移动；其中，n、m为不小于2的自然数；各个所述刀具套座上分别设有与刀具种类一一对应的识别码；各个所述刀具套座的底部设有随行块；
移动机构，所述移动机构包括电磁铁以及平面移动组件，所述平面移动组件设置在所述承载方盘的底部，所述平面移动组件的活动端与所述电磁铁连接，以驱动所述电磁铁在水平横向移动和水平竖向移动；所述电磁铁可滑动地抵接于所述承载方盘的底面，且所述电磁铁在通电时与其中一个所述随行块磁连接；
相机，所述相机位于所述承载方盘的上方，以用于采集所述承载方盘的相片；
控制器，所述控制器分别与所述相机、电磁铁和平面移动组件电连接，以获取所述相机采集到的相片、控制所述平面移动组件带动电磁铁移动以及控制电磁铁的通断电状态。
2.根据权利要求1所述的一种数控刀具库管理装置，其特征在于，所述承载方盘的内底壁设有线缝，以划分出若干个所述方格；所述承载方盘内设有腔室，若干所述线缝均连通至所述腔室；所述腔室内设有可升降的托板，所述托板的顶面设有与所述线缝一一对应的插缝板，所述托板升起时，所述插缝板从所述线缝凸出于所述承载方盘的内底壁；所述托板下降时，所述插缝板的顶面与所述承载方盘的内底壁齐平；
所述承载方盘的外侧设有升降驱动组件，所述升降驱动组件与所述托板连接，以驱动所述托板升起和下降。
3.根据权利要求2所述的一种数控刀具库管理装置，其特征在于，所述升降驱动组件包括若干与所述控制器电连接的电动伸缩杆，所述承载方盘的边缘处设有围壁，所述电动伸缩杆设置在所述围壁，所述电动伸缩杆的伸缩端穿至所述腔室内与所述托板连接，以驱动所述托板升降。
4.根据权利要求2所述的一种数控刀具库管理装置，其特征在于，所述刀具套座的侧壁与底壁之间圆弧过渡。
5.根据权利要求1所述的一种数控刀具库管理装置，其特征在于，所述移动组件包括第一丝杠和第二丝杠，所述第一丝杠的螺杆水平横向设置，所述第一丝杠的螺母连接有平台，所述第二丝杠设置在所述平台上，所述第二丝杠的螺杆水平竖向设置，所述第二丝杠的螺母与所述电磁铁连接。
6.根据权利要求1所述的一种数控刀具库管理装置，其特征在于，所述刀具套座的底面设有万向滚珠。
7.一种数控刀具库管理方法，其特征在于，应用于权利要求2-4任一项所述的一种数控刀具库管理装置，所述控制器执行如下步骤：
获取刀具目标排序；
采集承载方盘上所有刀具套座的相片，根据相片中各个刀具套座的识别码确定承载方盘上刀具当前排序；
根据刀具目标排序和刀具当前排序生成调整方案，根据控制所述平面移动组件带动电磁铁移动以及控制电磁铁的通断电状态。
8.根据权利要求7所述的一种数控刀具库管理方法，其特征在于，所述电磁铁断电状态下，控制所述升降驱动组件驱动所述托板升起，以使插缝板凸出于所述承载方盘的内底面；所述电磁铁通电状态下，控制所述升降驱动组件驱动所述托板下降，以使插缝板的顶面与所述承载方盘的内底面持平。
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-
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- 2023-12-13 CN CN202311709928.2A patent/CN117381501B/zh active Active
Patent Citations (3)
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| DE19950318A1 (de) * | 1999-10-13 | 2001-10-18 | Hektor Steinhilber | Bearbeitungszentrum |
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