[發明專利]一種數控機床的自動換刀方法

在審

• 申請號: 201710646899.8
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107272591A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 廖月
• 申請（專利權）人: 合肥康之恒機械科技有限公司
• 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權代理有限公司34130
• 代理人: 武金花

技術領域

本發明涉及數控機床技術領域，具體涉及一種數控機床的自動換刀方法。

背景技術

制造業是國民經濟的基礎產業，制造業的水平的高低是衡量一個國家工業發達程度的重要標志，數控機床水平的高低，關系著國家制造業水平的高低。

數控機床是一種裝有程序控制系統的自動化機床，能夠根據已編好的程序，使機床動作并加工零件。在現有技術中，由于加工的材料不同或者是加工的圖形不同，經常需要進行換刀的動作，使用不同的刀具來完成加工。目前圓盤刀庫換刀過程中，刀盤轉動，刀盤號不能及時有效更新，導致換刀出錯，影響加工效率。手動修改刀盤號或者手動轉動刀盤，浪費時間，而且不適用于加工過程中的自動換刀，顯然不是一種簡捷有效的方式。

與此同時，現在的數控機床的X、Y、Z運動精度非常精準，雖然有了高精度機床，但加工精度不一定高，這是因為刀具方面的誤差會導致精度下降，如：刀具直徑誤差、刀具夾頭誤差、人為裝夾刀具誤差、主軸本身偏心誤差等。要想保證加工精度，必須消除以上這些誤差，為了使加工更加精確，在編程時需要將這些誤差參數輸入到控制系統進行誤差補償，而這些誤差參數是通過對刀儀對刀獲得的，數控加工領域對于對刀儀的需求量非常大，每年幾百億元，使得加工制造成本高，價格非常昂貴，而且在對刀過程中刀尖與對刀儀表面為線接觸，為了保證測量精度，對刀儀的表面必須保證絕對水平或垂直，這就增加了對刀儀的安裝難度，所以現有的感知部位為圓柱形的對刀儀的精度也不高。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的問題，提供一種數控機床的自動換刀方法。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案來實現：

一種數控機床的自動換刀方法，所述數控機床包括放置于刀庫中的刀具、用于提取該刀具的機械手及用于固定該刀具的主軸嗦嘴，所述自動換刀方法包括以下步驟：

（1）所述數控機床的數控系統讀取加工文件，并初始化當前刀盤刀具號；

（2）所述數控系統執行加工文件，并根據加工文件生成換刀指令；

（3）所述數控系統根據所述換刀指令換刀，具體為：

a.所述數控系統根據當前刀盤號與當前刀盤刀具號比較，確定刀盤轉動方向和步數；

b.所述數控系統根據所述刀盤轉動方向和步數控制刀盤轉動；

c.所述數控系統進行卸刀；

d.所述機械手朝向該主軸嗦嘴運動，調節該主軸嗦嘴至保護高度，進行換刀動作；

（4）所述數控系統根據刀具切削刃的機床坐標及實際回轉半徑生成對刀指令；

（5）所述數控系統根據對刀指令進行對刀，對刀測量頭的感知部位為球形觸頭，具體為：

a.所述數控機床的加工主軸上的刀具按數控機床的加工主軸的Z方向最高精度進給，刀具相對數控機床按數控機床的X、Y方向最高精度進給，將主軸上的刀具刀尖切削刃與球形觸頭最高點碰撞接觸，當獲得兩次以上相同的刀尖切削刃Z坐標的數值時，根據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控機床上的Z坐標和已知的加工主軸在數控機床上的Z坐標，將步驟A所述球形觸頭中心在數控機床上的Z坐標值和已知的加工主軸在數控機床上的Z坐標值相減，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控機床上的Z坐標；

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

c.數控機床系統根據步驟a獲得的刀尖切削刃在數控機床上的Z坐標和步驟D獲得的刀尖切削刃的實際回轉半徑，對數控機床系統里的刀具參數進行修正，確定該刀具實際加工的參數；

（6）所述數控系統更新當前刀盤刀具號，并返回步驟(2)。

進一步地，所述數控系統根據加工文件生成換刀指令，具體為：所述數控系統根據加工文件生成包括刀盤刀具號的換刀指令。