[發明專利]一種應用于數控加工中心機床的刀具自動識別系統及其識別方法

在審

• 申請號: 201710223175.2
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN106919146A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 張愛紅
• 申請（專利權）人: 無錫職業技術學院
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 無錫萬里知識產權代理事務所(特殊普通合伙)32263
• 代理人: 李翀

技術領域

本發明涉及數控自動化技術領域，具體涉及一種應用于數控加工中心機床的刀具自動識別系統及其識別方法。

背景技術

隨著制造業朝自動化、智能化方向的發展，數控加工中心機床的廣泛使用，輔助工序時間的縮短，加工精度的提升，為企業帶來了可觀的經濟效益，但作為制造車間不可或缺的切削刀具的管理技術卻相對落后。目前刀具的幾何尺寸、磨損尺寸、刀具壽命等一般還是依靠手工錄入，一方面會因為人為操作出現差錯而導致經濟損失，另外也存在手工操作、效率低下等不足。目前有些研究機構提出了基于射頻技術（RFID）的刀具自動識別系統，一般都基于PC機、西門子S7 300/400 PLC或開放性好的西門子840D系統與RFID讀寫器的通信以實現刀具的自動識別，但在國內市場占有率較高的發那科（FANUC）數控系統由于自身的特點，一直沒有相關的應用出現。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種結構簡單，設計合理、使用方便的一種應用于數控加工中心機床的刀具自動識別系統及其識別方法，它的設備部分包括：數控機床、巴魯夫處理器、讀寫頭與安裝編碼塊的刀柄；數控機床與巴魯夫處理器采用Profibus DP通信，巴魯夫處理器與讀寫頭采用電纜連接，讀寫頭與安裝編碼塊的刀柄采用非物理連接；它的識別方法為：讀操作使能時，當安裝有編碼塊的刀柄進入機床工作區域時，識別系統自動讀取編碼塊上的數據，并自動更新刀具補償畫面對應刀號的補償值；寫操作使能時，識別系統自動將數據表數據寫入刀柄編碼塊，實現刀具數據的更新；復位操作時，取消讀/寫使能，讀寫頭不讀/寫數據；系統運行過程中出現的報警顯示在用戶界面上。

采用上述結構后，本發明有益效果為：本發明所述的一種應用于數控加工中心機床的刀具自動識別系統及其識別方法，它能夠實時讀取安裝有編碼塊刀柄的刀具補償數據（刀具幾何值、磨損值等），并可根據刀具的使用情況及時更新編碼塊數據，避免人工輸入刀具補償數據可能存在的誤操作，同時提高了刀具補償數據輸入的效率；除此之外讀/寫過程中出現故障或錯誤時將在數控機床液晶屏上顯示用戶報警。本系統立意新穎，能夠適應智能制造技術發展的新要求。

附圖說明

此處所說明的附圖是用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，但并不構成對本發明的不當限定，在附圖中：

圖1是本發明系統的原理框圖；

圖2為數控機床側通信接口區的輸入/輸出（DI/DO）地址設置示意圖；

圖3為設置巴魯夫處理器從站地址的8位二進制撥碼開關；

圖4為PMC梯形圖讀、寫子程序調用時的示意圖；

圖5為數控機床PMC數據表（待寫入數據塊的數據）的詳細信息；

圖6為數控機床刀具幾何值與磨損值補償畫面；

圖7為通信過程中存在故障或錯誤時的數控機床報警信息提示。

附圖標記說明：

1-數控機床、2-巴魯夫處理器、3-讀寫頭、4-安裝編碼塊的刀柄。

具體實施方式

下面將結合附圖以及具體實施例來詳細說明本發明，其中的示意性實施例以及說明僅用來解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。

如圖1所示，本具體實施方式所述的一種應用于數控加工中心機床的刀具自動識別系統及其識別方法，它的設備部分包括數控機床、巴魯夫處理器、讀寫頭與安裝編碼塊的刀柄；數控機床與巴魯夫處理器采用Profibus DP通信，巴魯夫處理器與讀寫頭采用電纜連接，讀寫頭與安裝編碼塊的刀柄采用非物理連接；實施時在數控機床Profibus Master主站畫面配置總線通信參數；并增加用于與巴魯夫處理器通信的梯形圖程序、報警信息等，進而實現對安裝在刀柄上的數據塊以非接觸式方式進行讀、寫與復位操作。如果通信存在故障或錯誤，報警信息將顯示在數控機床用戶界面上。

進一步地：所述數控機床配置了雙插槽的FANUC數控系統，安裝了Profibus DP主站板與主站功能；數控機床為Profibus DP主站，其控制器為數控機床內置PMC；巴魯夫處理器為Profibus DP從站，具有Profibus DP從站通信接口與從站通信功能；所述數控機床為Profibus DP通信主站，與從站通信的參數在數控機床上設置（如圖2所示）；與從站通信的參數包括：總線參數表、從站表、從站單元參數、模塊數據、輸入/輸出緩沖區地址、運行方式等通信參數的設置；巴魯夫處理器的從站地址由二進制編碼的8位撥碼開關設置（如圖3所示）。