[发明专利]一种可自由切换的刀库换刀方法

说明书

本发明公开一种可自由切换的刀库换刀方法，对带刀套刀库的所有刀套分配一固定地址，并一一记录各固定地址下对应的刀套的当前状态，建立固定地址与刀套状态一一对应的刀具表；根据加工中心的所需刀具型号、顺序信息，在刀具表中进行寻址，并将所需刀具按照顺序信息排列在连续的刀套中；刀套的当前状态包括：空——无刀具或刀具号——装载的刀具的型号。本发明采用可自由切换的刀库换刀方法，刀库中的刀具顺序能做到始终与工件加工顺序一致。预呼刀具时，刀具运行的距离最短(只移动一个刀位)，效率最高，加工节拍能缩短5％～20％。刀库容量越大且加工区刀具加工时间越短，效果越显著。

技术领域

本发明属于加工中心技术领域，具体是一种可自由切换的刀库换刀方法。

背景技术

刀库系统有两个重要的技术指标，一是刀库的旋转速度，由于自动换刀系统ATC(Auto Tools Change)的换刀位置是在刀库的某一特定位置，如何让所需刀具快速旋转到换刀位置成了刀库的一个重要的技术指标，这就是刀库的旋转速度，第二就是刀库的自动换刀系统ATC的换刀速度，所需刀具已经定位到了刀库的换刀位置，如何快速的使之与主轴上的刀具完成交换，成了刀库的另一个重要的技术指标，这就是ATC的换刀速度。如今在工业4.0的大趋势下，自动化程度要求越来越高，加工节拍要求分秒必争，在刀库的旋转速度达到机械极限时，如何提高刀库的换刀节拍以及稳定性成了机床厂家不得不面临的棘手问题。

目前配置带刀套刀库的加工中心自动换刀系统(ATC)常用的换刀方法有固定地址换刀和随机换刀两种，在不同场景都有不同程度的应用。固定地址换刀一旦将刀库中的刀具按加工顺序安装好后其刀具顺序就不会打乱，预呼刀具时，刀具运行的距离就会最短(只移动一个刀位)，效率最高，但是只适用于单品种加工，多品种混流加工时，刀库中刀具顺序不能做到与所有工件的加工工序保持一致。随机换刀方法是刀具在刀库中位置不固定，刀具顺序可以自由排列，在不拆卸刀具的情况下可以将刀具顺序调整成与所有工件的加工工序保持一致，但是加工中中心出现异常，刀库顺序容易被打乱，预呼刀具时间就会变长。

如图1所示，刀库中杂乱无序的刀具排列，为了便于说明，以加工2个品种为列，目前一般在2～10个品种不等。刀库中刀具如果按上图顺序排列，无论是加工品种A还是品种B，都会有一部分刀具在预呼时，移动距离会较长，随着加工中心向高速方向快速发展，单工序的加工时间越来越短。这样在加工过程中经常会出现等刀的现象，加工节拍由于预呼刀具时等刀而变长。

针对上述情况，本发明要解决的技术问题有：a、随机换刀方式下刀库中的刀具自动排序；b、如何实现固定地址换刀和随机换刀共存的双模式换刀方式。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种刀具呼出时间短、效率高的可自由切换的刀库换刀方法。

为达到上述目的，本发明设计的可自由切换的刀库换刀方法，其特征在于：对带刀套刀库的所有刀套分配一固定地址，并一一记录各固定地址下对应的刀套的当前状态，建立固定地址与刀套状态一一对应的刀具表；根据加工中心的所需刀具型号、顺序信息，在刀具表中进行寻址，并将所需刀具按照顺序信息排列在连续的刀套中；

刀套的当前状态包括：空——无刀具或刀具号——装载的刀具的型号。

优选的，先通过电气系统实时读取刀库中各刀具的存放位置，并将刀具位置信息反馈给数控系统，根据刀具位置信息进行实时判断、处理后，决定各刀具的存放位置，完成刀库中的刀具顺序排列。

进一步优选的，按照加工顺序把刀具号依次赋值到数控系统的宏变量中，电气系统读取当前刀库中的刀具顺序信息，与宏变量中的数据进行比较，随后进行刀具交换，直至刀库中刀具顺序与宏变量中设定顺序一致为止。

优选的，将刀套的固定地址与刀具号一一固定对应，并设定为刀具表的初始值。

进一步优选的，还包括切换按钮，通过切换按钮使刀具表在初始值和其他状态下自由切换。如此实现刀具在随机排刀和固定排刀之间自由切换。