[实用新型]一种自动换刀系统

说明书

本实用新型公开了一种自动换刀系统，其包括自动换刀单元、驱动自动换刀单元的伺服马达、伺服驱动器以及控制器，伺服马达可回授伺服马达的旋转角度信息给伺服驱动器；控制器包括产生或编修一参数规划信息的运动规划单元、储存参数规划信息的储存单元，参数规划信息包括在换刀行程内的不同区间对应的不同转速、松夹刀上下区间及松夹刀等待讯号，控制器分别发送松夹刀动作的要求讯号、接收确认讯号、电性耦接伺服驱动器、接收伺服驱动器回传的角度信息，根据参数规划信息发送控制信号至伺服驱动器。本实用新型可在空刀、松刀及夹刀阶段，相应地规划每个阶段以不同转速进行，并可在松刀或夹刀区间以非零速换刀，提高换刀效率。

【技术领域】

本实用新型涉及换刀系统技术领域，尤其是涉及一种自动换刀系统。

【背景技术】

目前市面上的自动换刀机构，例如刀臂式换刀机构大多使用I/O控制变频电机，搭配凸轮带动刀臂旋转和装卸刀具；常见的是I/O换刀机构搭配五个“I点”和二个“O点”来完成换刀动作。刀臂上有三个(或两个)“I点”作为刀臂位置侦测，刀臂以一个“O点”驱动旋转和换刀动作，以一个“剎车I点”信号在原点、松夹刀点等位置发出暂停旋转信号。然此一运动机构的变频电机只能以固定速度转动或少差异的高低频率转动，因此无法达到三个以上区间的转速变化，因此无法使换刀速度优化。

近期使用伺服电机带动刀臂(以下简称伺服刀臂)的应用有慢慢提升之趋势，伺服电机有精准定位、提供加减速规划与转速设定等功能。然而，以目前所知的换刀速度规划方式，为确保刀臂单元在松夹刀时不会因为打刀机构异常而造成机构拉扯，故在松夹刀时，换刀臂驱动单元的速度需先减速至零，等待松夹刀完成才会回复转动，并进行后续动作，因此在换刀效率上实有待提升。

【实用新型内容】

本实用新型的主要目的在于提供一种自动换刀系统，其应用伺服驱动器、带编码器的伺服马达及松刀或夹刀动作监控装置，可在空刀、松刀及夹刀阶段，相对应地规划每个阶段以不同转速进行，并可在松刀或夹刀(以下或称松夹刀)区间以非零速换刀，提高换刀效率。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种自动换刀系统，包括：自动换刀单元、伺服马达、伺服驱动器及控制器；自动换刀单元接受一驱动信号而自原点转一圈回到原点完成一次主轴与刀库间的换刀行程，该换刀行程系历经主轴的松刀和夹刀的动作，该自动换刀单元包括一监控装置，该监控装置用以检查该松刀或夹刀的完成状态，并在完成松刀或夹刀动作时输出一确认讯号；伺服马达电性耦接该自动换刀单元，根据一驱动讯号转动该自动换刀单元，该伺服马达具有一编码器，该编码器可实时监测该伺服马达的转轴的旋转角度，并回报一旋转角度信息；伺服驱动器，系电性耦接该伺服马达，用以接收一控制信号并据而发出该驱动信号至该伺服马达，该伺服驱动器可接收并传递该旋转角度信息；控制器，包括一运动规划单元用以产生或编修一参数规划信息、一储存单元用以储存该参数规划信息，该参数规划信息包括在该换刀行程内的空刀、松刀及夹刀不同区间对应的不同转速、松夹刀上下区间、及松夹刀等待讯号，该控制器以一I/O单元发出进行松夹刀动作的第一要求讯号或第二要求讯号，及接收该监控装置的确认讯号、电性耦接该伺服驱动器，用以接收该伺服驱动器回传的该马达角度信息，并根据该参数规划信息发送对应的该控制信号至该伺服驱动器。

在一实施方式中，该控制器包括一异常警报单元，当该控制器无法在一等待时间内接收到该确认讯号时，则应用该异常警报单元发出警示。

在一实施方式中，该控制器包括一监看画面单元，用以实时显示该自动换刀单元的参数状态。

与现有技术相比，本实用新型一种自动换刀系统的有益效果在于：其控制器包括运动控制曲线规划、预松夹刀位置、及松夹刀区间的参数内容。除可调整自动换刀单元运动状态，本方案的运动速度规划可依据各讯号或是数据来决定是否要将运动速度切换至零或是保持速度前进。除提升换刀速度外还能降低掉刀和撞刀机率，兼顾效率与运动平顺性。本方案的自动换刀单元运动速度及预松夹刀位置和松夹刀区间等相关参数可由使用者依据实际状况自行调适，不局限于本实用新型的实施例参数。