[发明专利]五轴机床刀库自动换刀防撞预警方法及装置

说明书

本发明公开了五轴机床刀库自动换刀防撞预警方法及装置：当需要换刀时，当刀盘与主轴之间的距离达到预设范围内时，刀盘自转装置、水平移动装置及竖向固定装置均处于弹性活动状态，待主轴将刀具卡入至刀盘后，刀盘自转装置、水平移动装置及竖向固定装置恢复至弹性活动状态；待新的刀具插入至主轴之后，刀盘自转装置、水平移动装置及竖向固定装置再次锁定；在主轴完成刀具拉刀后，刀盘自转装置、水平移动装置及竖向固定装置再次恢复至弹性活动状态，在移动至待机位置后重新锁定。本发明可通过各个传感器对主轴相对于刀盘的位置及角度进行检测，避免换刀时发生碰撞。在换刀过程中，当刀盘到达预设位置时，各个缓冲装置可对刀盘的旋转、横移进行缓冲。

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体涉及一种五轴机床刀库自动换刀防撞预警方法及装置。

背景技术

五轴机床是复合程度高、精度高的关键加工设备，用五轴机床加工的零件加工工艺日益集成化，使用刀具品种及规格多，尽量减少人参与刀具更换，以达到提高加工效率和降低零件不良品率，所以在五轴机床中安装能够实现自动换刀多刀套刀库，但是随着刀库引入，由于刀库自身结构的检测开关失灵、刀库旋转动作异常、工件加工中主轴碰撞造成换刀方向位置变化等异常原因，在这样情况在进行换刀会造成主轴与刀库碰撞，这在传统的刀库上是无法避免的。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种五轴机床刀库自动换刀防撞预警方法及装置，解决了现有技术中五轴机床换刀过程中容易造成主轴与刀库碰撞的技术问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

五轴机床刀库自动换刀防撞预警方法：包含以下步骤：

当需要换刀时，主轴沿着第五轴旋转至预设的待换刀角度，刀盘旋转至预设角度；

当刀盘与主轴之间的距离达到预设范围内时，刀盘自转装置、水平移动装置及竖向固定装置均处于弹性活动状态，与此同时，系统实时检测刀盘上待换刀刀位是否有刀具以及刀盘相对于主轴的位置；

系统将检测结果与系统预设的参数进行对比分析；

当对比分析结果处于系统预设误差范围内时，执行换刀动作；

当主轴与刀盘之间的相对位置运动至主轴上的刀具卡入至刀盘相应的刀位后，刀盘自转装置、水平移动装置及竖向固定装置均处于锁定状态；

待主轴将刀具卡入至刀盘后，刀盘自转装置、水平移动装置及竖向固定装置恢复至弹性活动状态；

待新的刀具插入至主轴之后，刀盘自转装置、水平移动装置及竖向固定装置再次锁定；

在主轴完成刀具拉刀后，刀盘自转装置、水平移动装置及竖向固定装置再次恢复至弹性活动状态，在移动至待机位置后重新锁定。

优选，前述的五轴机床刀库自动换刀防撞预警方法：在刀盘自转装置、水平移动装置及竖向固定装置均处于弹性活动状态时，系统实时检测刀盘负载及主轴负载，当负载超过预设负载时，立即停止换刀动作并发出报警；

刀盘负载包括旋转负载及横移负载。

优选，前述的五轴机床刀库自动换刀防撞预警方法：刀具与主轴之间的距离包括水平距离及竖向距离，水平距离包括安全距离a、刀套预警距离b，当刀盘上待换刀刀位与主轴之间的距离L1为(a+0.15)+b时，a大于b，刀盘自转装置、水平移动装置及竖向固定装置均处于弹性活动状态。

五轴机床刀库自动换刀防撞预警装置：包括刀库推杆及旋转缓冲组件，刀库推杆用于驱动刀盘沿着X轴移动；

刀库推杆包括套筒、双向弹性伸缩于套筒内部的芯轴，芯轴连接刀盘马达，套筒连接于刀盘的X轴驱动装置；