[發明專利]五軸機床刀庫自動換刀防撞預警方法及裝置

有效

• 申請號: 202210308211.6
• 申請日: 2022-03-26
• 公開（公告）號: CN114536070B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 劉士孔;裴俊朋;劉星明;鄭良澤
• 申請（專利權）人: 意特利(滁州)智能數控科技有限公司
• 主分類號: B23Q3/155
• 分類號: B23Q3/155;B23Q17/22
• 代理公司: 北京錦信誠泰知識產權代理有限公司 11813
• 代理人: 丁濤

本發明公開了五軸機床刀庫自動換刀防撞預警方法及裝置：當需要換刀時，當刀盤與主軸之間的距離達到預設范圍內時，刀盤自轉裝置、水平移動裝置及豎向固定裝置均處于彈性活動狀態，待主軸將刀具卡入至刀盤后，刀盤自轉裝置、水平移動裝置及豎向固定裝置恢復至彈性活動狀態；待新的刀具插入至主軸之后，刀盤自轉裝置、水平移動裝置及豎向固定裝置再次鎖定；在主軸完成刀具拉刀后，刀盤自轉裝置、水平移動裝置及豎向固定裝置再次恢復至彈性活動狀態，在移動至待機位置后重新鎖定。本發明可通過各個傳感器對主軸相對于刀盤的位置及角度進行檢測，避免換刀時發生碰撞。在換刀過程中，當刀盤到達預設位置時，各個緩沖裝置可對刀盤的旋轉、橫移進行緩沖。

技術領域

本發明涉及機械加工設備技術領域，具體涉及一種五軸機床刀庫自動換刀防撞預警方法及裝置。

背景技術

五軸機床是復合程度高、精度高的關鍵加工設備，用五軸機床加工的零件加工工藝日益集成化，使用刀具品種及規格多，盡量減少人參與刀具更換，以達到提高加工效率和降低零件不良品率，所以在五軸機床中安裝能夠實現自動換刀多刀套刀庫，但是隨著刀庫引入，由于刀庫自身結構的檢測開關失靈、刀庫旋轉動作異常、工件加工中主軸碰撞造成換刀方向位置變化等異常原因，在這樣情況在進行換刀會造成主軸與刀庫碰撞，這在傳統的刀庫上是無法避免的。

發明內容

為解決現有技術中的不足，本發明提供一種五軸機床刀庫自動換刀防撞預警方法及裝置，解決了現有技術中五軸機床換刀過程中容易造成主軸與刀庫碰撞的技術問題。

為了實現上述目標，本發明采用如下技術方案：

五軸機床刀庫自動換刀防撞預警方法：包含以下步驟：

當需要換刀時，主軸沿著第五軸旋轉至預設的待換刀角度，刀盤旋轉至預設角度；

當刀盤與主軸之間的距離達到預設范圍內時，刀盤自轉裝置、水平移動裝置及豎向固定裝置均處于彈性活動狀態，與此同時，系統實時檢測刀盤上待換刀刀位是否有刀具以及刀盤相對于主軸的位置；

系統將檢測結果與系統預設的參數進行對比分析；

當對比分析結果處于系統預設誤差范圍內時，執行換刀動作；

當主軸與刀盤之間的相對位置運動至主軸上的刀具卡入至刀盤相應的刀位后，刀盤自轉裝置、水平移動裝置及豎向固定裝置均處于鎖定狀態；

待主軸將刀具卡入至刀盤后，刀盤自轉裝置、水平移動裝置及豎向固定裝置恢復至彈性活動狀態；

待新的刀具插入至主軸之后，刀盤自轉裝置、水平移動裝置及豎向固定裝置再次鎖定；

在主軸完成刀具拉刀后，刀盤自轉裝置、水平移動裝置及豎向固定裝置再次恢復至彈性活動狀態，在移動至待機位置后重新鎖定。

優選，前述的五軸機床刀庫自動換刀防撞預警方法：在刀盤自轉裝置、水平移動裝置及豎向固定裝置均處于彈性活動狀態時，系統實時檢測刀盤負載及主軸負載，當負載超過預設負載時，立即停止換刀動作并發出報警；

刀盤負載包括旋轉負載及橫移負載。

優選，前述的五軸機床刀庫自動換刀防撞預警方法：刀具與主軸之間的距離包括水平距離及豎向距離，水平距離包括安全距離a、刀套預警距離b，當刀盤上待換刀刀位與主軸之間的距離L1為(a+0.15)+b時，a大于b，刀盤自轉裝置、水平移動裝置及豎向固定裝置均處于彈性活動狀態。

五軸機床刀庫自動換刀防撞預警裝置：包括刀庫推桿及旋轉緩沖組件，刀庫推桿用于驅動刀盤沿著X軸移動；

刀庫推桿包括套筒、雙向彈性伸縮于套筒內部的芯軸，芯軸連接刀盤馬達，套筒連接于刀盤的X軸驅動裝置；