[发明专利]一种矩阵式刀库换刀系统及其方法

说明书

本发明公开了一种矩阵式刀库换刀统，采用带有多层置刀架的矩阵式刀库，可以存放大量的刀具，通过控制系统控制取刀部件、换刀部件以及主轴的夹取和移动，可以实现智能化换刀流程；本发明的一种矩阵式刀库换刀方法，具有备刀功能，在备刀发生中断后可以自动判断是否需要重新备刀还是直接根据第一次备刀进行换刀，还刀过程还会判断主轴上是否有旧刀存在，在中断后可以一次性将目标刀具和旧刀存放到置刀架上，实现智能化换刀、还刀。

技术领域

本发明涉及一种矩阵式刀库换刀系统及其方法。

背景技术

据市场上产品的调查，现市面上的CNC(数控)机台配备的自动化刀库多数是以链式刀库、圆盘刀库、斗笠式刀库、伞型刀库、D型刀库这几款刀库为主，这几款刀库都是小容量、中等容量刀把的刀库，对于大容量刀把的刀库却是只有链式刀库能配备，但其外形尺寸非常大(链式刀库外形多数是椭圆)，需要的安装空间较大，并且现有的刀库换刀流程都较为简单，仅仅是涉及普通的换刀和还刀，当系统发生故障中断或者使用者自行中断换刀流程时，不能将已经备好的刀具进行重新判断，需要手工去回收刀具，回收麻烦，换刀流程不够智能。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种矩阵式刀库换刀系统及其方法，采用矩阵式的刀库代替传统的刀库，容量大，若在换刀过程中出现中断，可以对已备好的刀具进行还刀或者重新换刀处理，实现智能化换刀。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种矩阵式刀库换刀系统，包括用于存放刀具的矩阵式刀库、用于夹取刀具进行加工的主轴以及用于控制换刀的控制系统，所述矩阵式刀库包括用于存放刀具的一层以上的置刀架、用于夹取刀具的取刀部件以及换刀部件，所述换刀部件包括两个以上的用于夹取刀具的夹持部；所述主轴将位于其上的旧刀放置到换刀部件上，所述取刀部件从置刀架上夹取需要更换的目标刀具放置到换刀部件上，并夹取换刀部件上的旧刀存放到置刀架上，所述主轴夹取换刀部件上的目标刀具；所述控制系统控制换刀部件、取刀部件以及主轴的夹取和移动。

进一步，所述矩阵式刀库还包括用于进行换刀和还刀的刀具传递窗口，刀具传递窗口设置在置刀架上，所述换刀部件设置在刀具传递窗口上。

进一步，还包括用于控制取刀部件在X、Y、Z三个轴方向上移动的X轴驱动结构、Y轴驱动结构以及Z轴驱动结构，所述控制系统分别控制X轴驱动结构、Y轴驱动结构以及Z轴驱动结构。

进一步，所述取刀部件为取刀机械手。

进一步，所述换刀部件为换刀机械臂

进一步，所述控制系统包括PLC以及控制计算机。

一种矩阵式刀库换刀方法，包括以下步骤：

A、控制系统接收到第一备刀信号时，转步骤B，控制系统接收到第一还刀信号时，转步骤I；

B、取刀部件抓取第一备刀信号所对应的目标刀具放置到换刀部件上，转步骤C；

C、控制系统判断是否接收到复位信号，若接收到复位信号，转步骤D，若没有接收到复位信号，转步骤F；

D、控制系统接收到第二备刀信号时，转步骤E，控制系统接收到第二还刀信号时，转步骤J；

E、控制系统判断第一备刀信号所对应的目标刀具是否与第二备刀信号所对应的目标刀具相同，若相同，转步骤F，若不同，转步骤G；

F、控制系统接收到换刀信号后，将换刀部件上的第一备刀信号所对应的目标刀具换到主轴上；

G、取刀部件夹取换刀部件上第一备刀信号所对应的目标刀具放置到置刀架上，并夹取第二备刀信号所对应的目标刀具放置到换刀部件上，转步骤H；

H、控制系统接收到换刀信号后，将换刀部件上的第二备刀信号所对应的目标刀具换到主轴上；