[发明专利]一种数控机床的刀库刀位的检测、定位装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测、定位装置及其检测、定位方法，尤其涉及一种数控机床的刀库刀位的检测、定位装置。

背景技术

刀库系统是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一种装置，其自动换刀机构及可以储放多把刀具的刀库；改变了传统以人为主的生产方式。藉由电脑程式的控制，可以完成各种不同的加工需求，如铣削、钻孔、镗孔、攻牙等。大幅缩短加工时程，降低生产成本；这是刀库系统的最大特点。

近年来刀库的发展已超越其为工具机配件的角色，广泛应用于数控机床中。在数控机床技术领域中发展出符合工具机高精度、高效能、高可靠度及多工复合等概念之刀库，刀库品质的优劣，关系到数控机床的整体效能表现。然而，目前数控机床的刀库刀位的检测、定位装置多采用机械式凸轮，比如台湾台大生产的盘式刀库就是采用机械式凸轮进行刀位分度和定位的，机械式凸轮设计和制造成本高，限制了刀库刀位定位检测装置的普及和发展。

发明内容

基于上述缺陷，本发明提供一种精度较高、速度快、成本低廉的数控机床的刀库刀位的检测、定位装置及其标定方法。

本发明的解决方案是：一种数控机床的刀库刀位的检测、定位装置，其用于检测数控机床的刀库(1)上的刀位，该装置包括感应式触发器(3)、若干凸轮(2)、控制器：

感应式触发器(3)固定安装在刀库(1)的外围，且包括呈直线叠层设置的若干感应式接近开关(5)；感应式触发器(3)用于在任意感应式接近开关(5)受触发时，发出电信号X₁X₂…X_n，其中，n代表感应式接近开关(5)的数量，取值为正整数，X_n代表第n个感应式接近开关(5)的状态信号：导通或截止。

若干凸轮(2)以刀库(1)的旋转轴(OO')为中心，环绕旋转轴(OO')呈圆形或链形均匀固定在刀库(1)上，每个凸轮(2)代表刀库(1)的一个刀位；每个凸轮(2)在平行于或垂直于旋转轴(OO')方向上的长度相同，所有凸轮(2)均匀地位于同一平面上，每个凸轮(2)依据该长度从凸轮(2)的一侧至凸轮(2)的相对另一侧而划分为与若干感应式接近开关(5)相对应的若干层，该若干层中至少有一层设置有凸起(4)；凸起(4)用于在刀库(1)的旋转下被旋转至感应式触发器(3)时，触发感应式触发器(3)中相应的感应式接近开关(5)；

控制器电性连接于感应式触发器(3)，用于接收电信号X₁X₂…X_n，并根据电信号X₁X₂…X_n检测、定位刀库(1)上的刀位；

其中，该装置满足以下条件：

a.刀库(1)的刀位数量与凸轮(2)的数量相等；凸轮(2)的层数与感应式接近开关(5)的数量相等；

b.任意两个凸轮(2)，在以下两者特征中至少有一者特征不相同：特征一，每个凸轮(2)的凸起(4)的数量；特征二，凸起(4)所在层在相应凸轮(2)中的位置；

c.凸轮(2)的其中一层定义为零点层，所有零点层中只能有一个零点位置设置为凸起(4)，刀库(1)每转一圈，识别一次零点层的凸起(4)。

作为上述方案的进一步改进，若干凸轮(2)均匀安装在刀库(1)的环形侧壁上，每个凸轮(2)在平行于旋转轴(OO')方向上的高度相同，每个凸轮(2)依据该高度自上而下划分为若干层，该若干层中至少有一层设置有凸起(4)。

进一步地，若干凸轮(2)均匀安装在刀库(1)的外部圆柱的侧面上。

进一步地，若干凸轮(2)均匀安装在刀库(1)的内部同心圆柱的侧面上。

作为上述方案的进一步改进，若干凸轮(2)均匀安装在刀库(1)的外部圆柱的端面上，每个凸轮(2)在径向自左而右划分为若干层，该若干层中至少有一层设置有凸起(4)。

作为上述方案的进一步改进，每个凸轮(2)为分层制作的多层结构。

作为上述方案的进一步改进，每个凸轮(2)为一体成型结构。

作为上述方案的进一步改进，感应式接近开关(5)为电容式接近开关、或电感式接近开关、或电磁式接近开关。

作为上述方案的进一步改进，该控制器为上位机或具有控制功能的集成电路。

本发明还提供一种数控机床的刀库刀位的检测、定位方法，其应用于上述任意数控机床的刀库刀位的检测、定位装置，该方法包括以下步骤：

步骤一、安装该装置：