[发明专利]一种模块化结构链式刀库与自动换刀控制方法

权利要求书

1.一种模块化结构链式刀库，其特征在于：包括机架(1)和主控制器，所述的机架(1)上固定有直线机构，所述直线机构上设有可沿直线机构运动的ATC自动换刀机构(4)，所述的直线机构上还具有可驱动ATC自动换刀机构(4)沿直线机构运动的ATC平移电机(7)；所述的ATC自动换刀机构(4)包括ATC电机(3)和由ATC电机(3)驱动换刀的刀臂(5)；所述的机架(1)对应直线机构上ATC自动换刀机构(4)的运动方向排布有若干子模块刀仓(2)，所述的机架(1)对应直线机构运动的其中一段侧方固定有用于夹持刀具并可供ATC自动换刀机构(4)模拟换刀的虚拟主轴(6)；各个子模块刀仓(2)内均具有相互独立的伺服电机、传感机构和单元控制器，所述子模块刀仓(2)内的单元控制器分别通过总线接口和现场总线与主控制器线路连接并通过主控制器对各个子模块刀仓(2)进行独立控制。

2.如权利要求1所述的一种模块化结构链式刀库，其特征在于：所述的直线机构位于子模块刀仓(2)的外侧且与各个子模块刀仓(2)的端面垂直，所述直线机构内设有齿条运送机构，所述的齿条运送机构一端与ATC平移电机(7)传动连接。

3.如权利要求2所述的一种模块化结构链式刀库，其特征在于：所述的子模块刀仓(2)垂直于水平面呈竖直状态并与机架(1)可调固定，各个子模块刀仓(2)平行排布。

4.如权利要求3所述的一种模块化结构链式刀库，其特征在于：每个子模块刀仓(2)的传感机构包括在换刀位置固定的位置传感器，所述位置传感器与单元控制器信号连接。

5.一种模块化结构链式刀库的自动换刀控制方法，其特征在于：包括如权利要求1-4中任意一项所述的一种模块化结构链式刀库，若干子模块刀仓(2)命名为第一刀仓、第二刀仓、第三刀仓、第四刀仓、第五刀仓……第N刀仓，并记录各子模块刀仓(2)内刀具位置坐标，子模块刀仓(2)的单元控制器接受主控制器的换刀信号，并对应判断目标刀具的刀仓位置，对对应的子模块刀仓(2)进行寻刀，并将目标刀具放置到换刀位置，ATC平移电机(7)带动ATC自动换刀机构(4)位移至目标子模块刀仓(2)并进行换刀，换下刀具由ATC平移电机(7)带动ATC自动换刀机构(4)位移至虚拟主轴(6)处，并与虚拟主轴(6)进行换刀，而后将更换后的刀具通过ATC平移电机(7)带动ATC自动换刀机构(4)位置至对应目标子模块刀仓(2)，装入刀具，完成换刀动作。

6.如权利要求5所述的一种模块化结构链式刀库的自动换刀控制方法，其特征在于：具有如下具体换刀动作：

A、初始状态，ATC平移电机(7)带动ATC自动换刀机构(4)位于虚拟主轴(6)处的待刀位，ATC自动换刀机构(4)的刀臂(5)处于伸出位置即原点位置；

B、主控制器向需换刀的子模块刀仓(2)的单元控制器发出换刀信号，对应子模块刀仓(2)内部寻刀至所选刀号并对所选刀号的刀执行倒刀动作，对应刀号的刀套倒出，对应子模块刀仓(2)的单元控制器将倒刀信号传递至主控制器；

C、主控制器控制ATC平移电机(7)带动ATC自动换刀机构(4)平移至对应子模块刀仓(2)处进行抓刀，抓刀完成后，ATC自动换刀机构(4)的刀臂(5)缩回，ATC平移电机(7)带动ATC自动换刀机构(4)平移至待刀位，并与虚拟主轴(6)进行换刀，夹持虚拟主轴(6)上换下的刀具后回归待刀位；

D、主控制器控制ATC自动换刀机构(4)的刀臂(5)缩回，ATC平移电机(7)带动ATC自动换刀机构(4)平移至对应子模块刀仓(2)，ATC自动换刀机构(4)的刀臂(5)伸出，向子模块刀仓(2)装入虚拟主轴(6)上换下刀具，ATC平移电机(7)带动ATC自动换刀机构(4)回归待刀位，完成整个换刀动作。

7.如权利要求6所述的一种模块化结构链式刀库的自动换刀控制方法，其特征在于：所述的与虚拟主轴(6)进行换刀时，ATC自动换刀机构(4)的未夹持刀具一端的刀臂(5)伸出，向虚拟主轴(6)平移并抓取虚拟主轴(6)上夹持的刀具，抓刀到位后，刀臂(5)缩回，并旋转180°，刀臂(5)上夹持从子模块刀仓(2)抓取刀具的一端伸出，将从子模块刀仓(2)抓取的刀具装至虚拟主轴(6)上，ATC平移电机(7)带动ATC自动换刀机构(4)平移至待刀位。