[发明专利]适用于数控机床的智能刀库系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种适用于数控机床的智能刀库系统。其包括刀具编码检测单元、刀库机械单元、刀库主控单元、辅助换刀单元及操作器单元。本发明还包括一种适用于数控机床的智能刀库系统的控制方法。其包括提供上述的智能刀库系统，对其进行编码初始化并重新建立实时编码数据库；采用检索命令检索数据库的方式对智能刀库系统进行空刀位的查找、寿命不足刀具与破损刀具的查找、刀具选刀控制，以及换刀后NC端的刀具与程序检验。本发明的优点在于，可实现多重重复刀号的刀库初始化、检索空刀位、检索刀具寿命不足刀具与破损刀具，及实现在加工中实时自动更换备用刀具。同时满足产品工艺刀具分类及刀具工艺分析，实现一步一刀号工艺。

技术领域

本发明涉及数控机床中刀库技术领域，具体涉及一种适用于数控机床的智能刀库系统及其控制方法。

背景技术

随着批量生产越来越集中，人工成本越来越高且利润越来越低，提高自动化水平是提高生产效率及降低生产成本唯一的出路。现有数控机床领域刀库的换刀、选刀、刀具破损的排查以及刀库的纠错现都依托于人工和不同部门共同实现，极大的浪费了加工时间。此外，换刀方式也是固定式选刀和随机选刀，其实现基本依托于现有刀库的刀套号和随机的刀号而建立在数控系统PLC模块上的刀库系统，其中乱刀是刀库最常见故障。

随着数控技术及FMS制造的发展，车间无人化生产是大趋势；但是当刀具使用寿命预判、刀具更替及更换工艺的实现都需要人工手动修改其数据和调试,效率很低；且现有刀库系统的故障率和刀具管理系统已均无法适应FMS的需要。随着机械加工零散式中小批量加工和FMS系统的发展，淘汰现行加工中心纯机械刀库，推广具有刀具管理系统的智能刀库系统具有重大的现实意义及经济意义。

发明内容

为克服现有技术刀库系统存在的上述缺陷，本发明提供一种适用于数控机床的智能刀库系统及其控制方法，可实现多重重复刀号的刀库初始化、刀库内检索空刀位、刀库内检索刀具寿命不足刀具与破损刀具及刀库内实现在加工中实时自动更换备用刀具。

本发明提供一种适用于数控机床的智能刀库系统，包括

刀具编码检测单元，用于将控制刀库换刀及管理刀库刀具所需的各类型变量与命令进行参数化并产生编码，然后通过编码写入物理载体，然后再通过读写装置将参数从物理载体中读出并供刀具与刀库使用；其包括配套设置的检测主体及检测客体，其中检测主体为编码读写装置，检测客体为含有编码标签的刀具；

刀库机械单元，为刀库系统的机械部分，用于存储刀具并提供换刀的机械结构；其包括同时满足机床加工需要的主轴换刀点及辅助换刀点；

刀库主控单元，用于与智能刀库系统进行参数交换并输出控制指令，进而实现对刀具的控制；其包括MCU控制单元及分别与其相连的电源模块、通讯模块、脉冲输出模块或总线控制模块；

辅助换刀单元，用于对接刀库机械单元的辅助换刀点；

及操作器单元，为刀库系统的内部软件控制部分；其包括

刀具编码识别模块，用于对刀库系统中含编码的刀具进行识别；

刀具寿命模块，用于对刀库系统中刀具的使用寿命时间进行统计；

报警诊断模块，用于对刀具寿命模块所诊断的问题刀具进行报警；

刀盘位置控制模块，用于对刀库机械单元中刀具的位置进行控制；

数据库模块，用于存储各类型的编码数据并建立编码表；

主轴编码识别模块，用于对刀库机械单元中主轴换刀点的刀具编码进行识别。

在本发明提供的所述智能刀库系统一较佳实施例中，所述检测主体为NFC读写器，所述检测客体为含有NFC电子标签的刀具。