[发明专利]一种智能型数控机床换刀机械手及其操作方法

权利要求书

1.一种智能型数控机床换刀机械手，其特征在于，由换刀机械手系统和数控系统组成，换刀机械手系统由数控机床刀架、换刀机械手和刀库组成；刀库安放在数控机床床头箱上，换刀机械手102安放在床头箱与数控机床刀架之间，刀盘上的刀具平面、换刀机械手夹持面、刀架装刀平面三者在同一平面内，数控机床刀架的装刀位置固定，刀库刀具换刀位置固定；换刀机械手由下支座、上支座、中臂、前臂滑道、中臂气缸、前臂滑块、前臂气缸、手爪支架、夹持气缸、手爪关节一、手爪关节二、联轴器、涡轮蜗杆减速器和机械手步进电机组成；下支座安置在地面，上支座安装在下支座上，两者连接处加上垫片；中臂上装有中臂气缸、前臂滑道等部件，装在上支座上的机械手步进电机经过涡轮蜗杆减速器带动中臂上前臂滑道转动；整个前臂部分连接在中臂上，中臂与前臂滑道分别装有中臂气缸和前臂气缸，其中的滑动部分采用线性导轨并采用消隙调整换刀过程中换刀机械手相对数控机床刀架、刀库的精度调整；刀库由刀套、刀盘、轴端固定件、中轴、减速器上盖、减速器支座、蜗轮和蜗杆组成；机械手步进电机驱动蜗杆，通过蜗轮带动刀盘转动，由控制系统根据机械手换刀需要和刀套的位置决定正传或反转的度数，使选刀路径最短；由PLC控制步进电机的转角和转速；数控系统统包括一个控制换刀机械手的PLC控制模块、一个与PLC控制模块直连的机械手蓝牙模块、一个可移动掌上控制器控制端、一个与可移动掌上控制器控制端直连的可移动蓝牙模块；可移动蓝牙模块遵循埃里克森公司的蓝牙协议；所述机械手蓝牙模块是由存储器、激振器、机械手蓝牙控制器、接收／发送器组成。

2.一种智能型数控机床换刀机械手的操作方法，其特征在于，当PLC控制模块与可移动掌上控制器进行蓝牙通信时，先把换刀机械手的状态信号反馈给机械手蓝牙模块；然后手蓝牙模块通过蓝牙无线电传输给可移动掌上控制器的可移动蓝牙模块；再由可移动蓝牙模块传输给可移动掌上控制器控制端；当可移动掌上控制器给换刀机械手发送控制信号时，首先判断反馈的换刀机械手状态信号，然后发送换刀控制信号给可移动蓝牙模块；然后可移动蓝牙模块通过蓝牙无线电传输给机械手蓝牙模块，再由机械手蓝牙模块传输给PLC控制模块，由PLC控制模块驱动换刀机械手动作。

3.一种智能型数控机床换刀机械手及其操作方法的选刀方法，其特征在于，步骤如下：

    (1)记录当前刀号；当l号刀具处于取刀位置时，闭合所对应的到位行程开关，将数据l传入至数据寄存器VWO中；当2号刀具处于机械手位置时，闭合所对应的到位行程开关，将数据2传入至数据寄存器VWO中；以此类推，记录当前刀号；

    (2)记录当前请求刀号；当请求选择l号刀具时，PLC得到信号，将常数l传入至数据寄存器VW2中，同时使得内部标志位置位，其他请求信号无效；当请求选择2号刀具时，PLC得到信号，将常数2传入至数据寄存器VW2中，同时使得内部标志位置位，其他请求信号无效；以此类推，记录当前的请求刀具号；

    (3)当内部寄存器置位后，比较指令使得：

    ①如果寄存器数据VWO>VW2，则执行减法运算VWO—VW2，运算结果存入VW6中，然后将VW6中的数据在下一逻辑行中进行比较；

若VW6>3，则刀库离请求刀号逆转方向最近，步进电机到东刀库逆转；

若VW6—3，则刀库离请求刀号顺转方向最近；同理，若VW6<3，则电动机带动刀库顺转；

    ②如果寄存器数据VWO—VW2，则到位指示灯亮，机械手开始取刀；

    ③如果寄存器数据VWO<VW2，直接相减是一个负数，结果出错，因而将VWO加上刀具总数6后减去VW2，将得出的数据在下一逻辑行中比较；

重复以上的过程，最后使得VWO—VW2，机械手进行取刀操作。