[發(fā)明專利]一種數(shù)控機(jī)床的自動換刀方法

在審

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• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107272591A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖月
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥康之恒機(jī)械科技有限公司
• 主分類號: G05B19/408
• 分類號: G05B19/408;B23Q3/155
• 代理公司: 合肥道正企智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司34130
• 代理人: 武金花

1.一種數(shù)控機(jī)床的自動換刀方法，所述數(shù)控機(jī)床包括放置于刀庫中的刀具、用于提取該刀具的機(jī)械手及用于固定該刀具的主軸嗦嘴，其特征在于，所述自動換刀方法包括以下步驟：

（1）所述數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)讀取加工文件，并初始化當(dāng)前刀盤刀具號；

（2）所述數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行加工文件，并根據(jù)加工文件生成換刀指令；

（3）所述數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)所述換刀指令換刀，具體為：

a.所述數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前刀盤號與當(dāng)前刀盤刀具號比較，確定刀盤轉(zhuǎn)動方向和步數(shù)；

b.所述數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)所述刀盤轉(zhuǎn)動方向和步數(shù)控制刀盤轉(zhuǎn)動；

c.所述數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行卸刀；

d.所述機(jī)械手朝向該主軸嗦嘴運動，調(diào)節(jié)該主軸嗦嘴至保護(hù)高度，進(jìn)行換刀動作；

（4）所述數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)刀具切削刃的機(jī)床坐標(biāo)及實際回轉(zhuǎn)半徑生成對刀指令；

（5）所述數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)對刀指令進(jìn)行對刀，對刀測量頭的感知部位為球形觸頭，具體為：

a.所述數(shù)控機(jī)床的加工主軸上的刀具按數(shù)控機(jī)床的加工主軸的Z方向最高精度進(jìn)給，刀具相對數(shù)控機(jī)床按數(shù)控機(jī)床的X、Y方向最高精度進(jìn)給，將主軸上的刀具刀尖切削刃與球形觸頭最高點碰撞接觸，當(dāng)獲得兩次以上相同的刀尖切削刃Z坐標(biāo)的數(shù)值時，根據(jù)此時記錄的加工主軸沿Z軸移動的距離、步驟A所述對刀測量頭的球形觸頭中心在數(shù)控機(jī)床上的Z坐標(biāo)和已知的加工主軸在數(shù)控機(jī)床上的Z坐標(biāo)，將步驟A所述球形觸頭中心在數(shù)控機(jī)床上的Z坐標(biāo)值和已知的加工主軸在數(shù)控機(jī)床上的Z坐標(biāo)值相減，得到球形觸頭中心與加工主軸的相對高度，再將該相對高度減去加工主軸沿Z軸移動的距離即可得到實際加工過程中刀具的刀尖切削刃相對于加工主軸的高度，計算出刀尖切削刃在數(shù)控機(jī)床上的Z坐標(biāo)；

b.將刀具相對數(shù)控機(jī)床沿數(shù)控機(jī)床的X或Y方向移動，再沿數(shù)控機(jī)床的加工主軸的Z方向移動至與步驟A所述球形觸頭中心的Z坐標(biāo)對應(yīng)的位置，旋轉(zhuǎn)刀具并將刀具相對數(shù)控機(jī)床按數(shù)控機(jī)床的X或Y方向最高精度進(jìn)給，將主軸上的刀具刀尖切削刃與球形觸頭最高點碰撞接觸，當(dāng)獲得兩次以上相同的加工主軸中心線在數(shù)控機(jī)床上的X或Y坐標(biāo)時，根據(jù)此時記錄的加工主軸中心線在數(shù)控機(jī)床上的X或Y坐標(biāo)和步驟A所述球形觸頭中心在數(shù)控機(jī)床上的X或Y坐標(biāo)，將加工主軸中心線在數(shù)控機(jī)床上的X或Y坐標(biāo)值和步驟A所述球形觸頭中心在數(shù)控機(jī)床上的X或Y坐標(biāo)值相減，再考慮球形觸頭的半徑，計算出刀尖切削刃的實際回轉(zhuǎn)半徑；

c.數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)根據(jù)步驟a獲得的刀尖切削刃在數(shù)控機(jī)床上的Z坐標(biāo)和步驟D獲得的刀尖切削刃的實際回轉(zhuǎn)半徑，對數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)里的刀具參數(shù)進(jìn)行修正，確定該刀具實際加工的參數(shù)；

（6）所述數(shù)控系統(tǒng)更新當(dāng)前刀盤刀具號，并返回步驟(2)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種數(shù)控機(jī)床的自動換刀方法，其特征在于，所述數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)加工文件生成換刀指令，具體為：所述數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)加工文件生成包括刀盤刀具號的換刀指令。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種數(shù)控機(jī)床的自動換刀方法，其特征在于，所述數(shù)控系統(tǒng)確定所述刀盤轉(zhuǎn)動方向和步數(shù)，具體為：所述數(shù)控系統(tǒng)中的可編程邏輯控制器檢測并確定所述刀盤轉(zhuǎn)動方向和步數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種數(shù)控機(jī)床的自動換刀方法，其特征在于，所述換刀動作的步驟包括：所述主軸嗦嘴將機(jī)械手上的刀具吸入其內(nèi)；及該機(jī)械手復(fù)位。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種數(shù)控機(jī)床的自動換刀方法，其特征在于，所述步驟（5）中的步驟a還包括，先將刀具按數(shù)控機(jī)床的加工主軸不同精度的Z方向進(jìn)給，刀具相對數(shù)控機(jī)床按數(shù)控機(jī)床的X、Y方向不同精度進(jìn)給，進(jìn)給精度逐漸縮小至最高精度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種數(shù)控機(jī)床的自動換刀方法，其特征在于，所述步驟（5）中的步驟b還包括，先將刀具相對數(shù)控機(jī)床按數(shù)控機(jī)床的X或Y方向不同精度進(jìn)給，進(jìn)給精度逐漸縮小至最高精度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種數(shù)控機(jī)床的自動換刀方法，其特征在于，所述保護(hù)高度為主軸嗦嘴運動至吸取刀具且與機(jī)械手未接觸時的高度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種數(shù)控機(jī)床的自動換刀方法，其特征在于，所述數(shù)控機(jī)床在該主軸嗦嘴軸向的測量誤差為0.001毫米。