[發明專利]數控機床刀具容量快速更換方法

有效

• 申請號: 202210537922.0
• 申請日: 2022-05-17
• 公開（公告）號: CN114749974B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 韋祿
• 申請（專利權）人: 東莞市煒度創新精密設備有限公司
• 主分類號: B23Q3/155
• 分類號: B23Q3/155
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 萬晶晶

1.一種數控機床刀具容量快速更換方法，其特征在于，包括以下步驟：

S100：由編碼器分別對刀倉上的每一把刀具和機械手進行精確定位；

S200：在刀倉中確定需要更換的目標刀具；

S300：控制刀倉所配置的伺服電機驅動機械手至目標刀具，機械手抓取目標刀具，并將目標刀具快速推送到主軸的配刀區下方；

S400：主軸將刀具更換為目標刀具，更換下的刀具由機械手送回刀倉；

在S400步驟中，對更換下的刀具進行磨損評估，方式如下：

拍攝更換下的刀具圖像，并對刀具圖像進行預處理；

識別預處理后的刀具圖像中刀具的刃口圖像，進行刃口圖像切割；

將刃口圖像與預先存儲的同規格刀具未使用前刃口的初始圖像進行對比，采用以下公式計算兩者的圖像對比度：

上式中，S表示更換下的刃口圖像與同規格刀具未使用前刃口的初始圖像的圖像對比度；(i,j)表示刃口圖像和初始圖像的像素坐標；μ_(i,j)表示刃口圖像中(i,j)像素坐標處的色度值；μ_(i,j)^′表示初始圖像中(i,j)像素坐標處的色度值；γ_(i,j)表示刃口圖像中(i,j)像素坐標處的亮度值；γ_(i,j)^′表示初始圖像中(i,j)像素坐標處的亮度值；

若圖像對比度大于預設閾值，則表示更換下的刀具磨損嚴重，發出需要修理刃口或者更換新的同規格刀具的提示信息。

2.根據權利要求1所述的數控機床刀具容量快速更換方法，其特征在于，在S100步驟中，編碼器刀具進行編號標記，并給每一把刀具在刀倉上配置相應的容腔；

構建坐標系，確定每個容腔的位置坐標和機械手的位置坐標；將容腔的位置坐標與容腔對應刀具的編號標記進行關聯。

3.根據權利要求1所述的數控機床刀具容量快速更換方法，其特征在于，在S200步驟中，獲取工件的加工方案，根據加工方案中的配置刀具需求，確定各加工工序所需要的刀具信息；

通過加工工序實時跟蹤，并獲取下一工序所需要的刀具信息；

以下一工序所需要的刀具信息在刀倉中確定需要更換的目標刀具。

4.根據權利要求1所述的數控機床刀具容量快速更換方法，其特征在于，在S100步驟中，還對刀倉上的刀具定位進行驗證，具體如下：

S110：拍攝刀倉圖像；

S120：對刀倉圖像進行預處理；

S130：根據刀倉上每個刀具的容腔位置及尺寸，對刀倉圖像進行分割處理，得到各容腔區域圖像；

S140：從容腔區域圖像提取其容納的刀具特征，并將提取的刀具特征與預先配置的刀具特征進行比對，若兩者一致則表示該容腔當前所容納的刀具正確，以此容腔位置進行的刀具定位同樣正確；否則表示刀具放置容腔存在錯誤，通過刀具特征比對確定容腔預先配置正確的刀具，進行刀具與容腔的調整。

5.根據權利要求1所述的數控機床刀具容量快速更換方法，其特征在于，在S200步驟后，對于機械手的移動預先進行路線規劃，在S300步驟和S400步驟中以規劃的移動路線控制機械手的移動，所述路線規劃方法如下：

S210：構建數據機床的三維模型，并在三維模型上確定機械手定位、主軸的配刀區下方位置以及刀倉上的各空腔定位；

S220：以機械手的初始定位為起始點和復位點，以目標刀具在刀倉的空腔定位為第一目標點，以主軸的配刀區下方位置為第二目標點，以更換下的刀具應存放的空腔定位為第三目標點，依次連接起始點、第一目標點、第二目標點、第三目標點和復位點形成多線段的軌跡線，以該軌跡線作為機械手的移動路線；

S230：根據機械手自身形狀及尺寸，若機械手沿軌跡線移動存在障礙物，則根據障礙物位置確定繞障點，將繞障點納入軌跡線中形成的修正軌跡線，以修正軌跡線作為機械手的移動路線。