[发明专利]一种适用于盘式刀库的换刀控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及数控系统技术领域，特别涉及数控机床刀具替换方法技术领域，具体地是涉及一种适用于盘式刀库的换刀控制方法及系统。

背景技术

以往加工中心盘式刀库，如果有少量的刀具半径比较大时，为了保证相邻刀具不干涉，就会采用隔一个刀套放一把刀具的方式，这样刀库的利用率只有一半。还有一个方法就是采用固定刀套换刀方式，这样就会牺牲加工效率来避免相邻刀具之间的干涉问题，因为采用固定刀套换刀方式的换刀时间是随机就近换刀方式的一倍。

在加工过程中，刀库的利用率直接影响加工的工序数，比如说有24把刀套的盘式刀库，如果利用率只有50%，那么它最多只能加工12道工序；如果利用率有88%，那么它最多就能加工21道工序。换刀时间的长短直接影响加工效率，如果换刀时间增加50%，那么加工一个零件的时间就会相应的增加了这50%的换刀时间。以上问题就会大大降低加工效率和增加加工成本，直接影响企业的整体效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：现有技术中的盘式刀库在换刀过程中的利用率和加工效率都比较低下。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种适用于盘式刀库的换刀控制方法，包括如下步骤：

S1：系统发出换刀指令后，判断待更换的刀具所在的刀套是否为禁用刀套，如果待更换的刀具是禁用刀套，发出警报信号并结束换刀任务；如果待更换的刀具不是禁用刀套，进入步骤S2；

S2：判断待更换的刀具是否为第二型号刀具，如果待更换的刀具是第二型号刀具进入步骤S3；如果待更换的刀具不是第二型号刀具进入步骤S4；

S3：判断主轴上的刀具是否为第二型号刀具，如果主轴上的刀具是第二型号刀具，驱动刀库完成换刀任务；如果主轴上的刀具不是第二型号刀具，驱动刀库将主轴上的刀具换到处于空状态的用于装载第一型号刀具的刀套内，而后驱动刀库完成换刀任务；

S4：判断主轴上的刀具是否为第二型号刀具，如果主轴上的刀具不是第二型号刀具，驱动刀库完成换刀任务；如果主轴上的刀具是第二型号刀具，驱动刀库将主轴上的刀具换到处于空状态的用于装载第二型号刀具的刀套内，而后驱动刀库完成换刀任务。

进一步地刀库实际利用率P按照下述公式获得：

P=（N0-N1-1）/N0，

其中N0为刀库的总刀套数量，N1为第二型号刀具数量。

进一步地还包括

S0：设定每一刀套和主轴的刀具号，确定所述刀套和所述主轴上的刀具的状态变量值的设定规则，初始化每一所述刀套和所述主轴的状态变量值，所述步骤S1至所述步骤S4结合所述状态变量值的设定规则进行相应的判断；

S5：实时结合每一刀套和主轴的实际情况按照所述状态变量值的设定规则对其进行状态变量值的设定，而后重复所述步骤S1至所述步骤S4。

进一步地所述步骤S1还包括：

系统发出换刀指令后，判断所述换刀指令具体更换的是哪一把刀具，如果待更换的刀具在主轴上，结束换刀任务；如果待更换的刀具不在主轴上，判断待更换的刀具所在的刀套是否为禁用刀套。

进一步地所述状态变量值的设定规则为：0为第一型号刀具的刀套，1为第二型号刀具的刀套，2为禁用刀套，98为处于空状态的用于装载第二型号刀具的刀套，99为处于空状态的用于装载第一型号刀具的刀套。

进一步地所述第二型号刀具的半径大于所述第一型号刀具的半径。

一种适用于盘式刀库的换刀控制系统，包括：判定模块、中心控制模块和驱动模块，其中所述判定模块包括禁用刀套判断单元、报警单元和第二型号刀具判断单元，所述禁用刀套判断单元用于判断待更换的刀具所在的刀套是否为禁用刀套，所述报警单元用于当确认所述待更换的刀具所在的刀套为禁用刀套时进行报警，所述第二型号刀具判断单元用于判断主轴上的刀具是否为第二型号刀具，所述中心控制模块用于接收所述判定模块的判定信息并控制所述驱动模块动作，所述驱动模块用于驱动刀库完成换刀任务。

进一步地所述中心控制模块包括设定单元、初始化单元和实时测试单元，所述设定单元用于设定每一刀套和主轴的刀具号，确定所述刀套和所述主轴上的刀具的状态变量值的设定规则；所述初始化单元用于初始化每一所述刀套和所述主轴的状态变量值，所述实时测试单元用于实时结合每一刀套和主轴的实际情况按照所述设定单元的设定规则对其进行状态变量值的设定。

进一步地所述判定模块还包括主轴判定单元，所述主轴判定单元用于判断待更换的刀具是否在主轴上。