[发明专利]数控机床刀具容量快速更换方法

说明书

本发明涉及数控机床技术领域，具体提供了一种数控机床刀具容量快速更换方法，包括：由编码器分别对刀仓上的每一把刀具和机械手进行精确定位；在刀仓中确定需要更换的目标刀具；控制刀仓所配置的伺服电机驱动机械手至目标刀具，机械手抓取目标刀具，并将目标刀具快速推送到主轴的配刀区下方；主轴将刀具更换为目标刀具，更换下的刀具由机械手送回刀仓。本发明采用比传统刀具容量更大的刀仓以容纳更多的刀具，适应工艺升级和加工工序增多的需求；通过机械手快速推送方式进行需要更换的目标刀具的输送，避免将整个刀仓推出，提高更换刀具的速度和灵活性，提高刀具更换效率；本方案可以提高数控机床的加工效率和扩展产品加工能力。

技术领域

本发明涉及数控机床技术领域，特别涉及一种数控机床刀具容量快速更换方法。

背景技术

由于产品升级技术更新，加工工序增多，数控机床专统刀仓容量无法满足加工需求，因此，数控机床刀具容量增大；数控机床进行换刀时，需要将整个刀仓推出，换刀机构需要在刀仓和主轴之间来回操作以完成刀具的装卸，不仅换刀工艺复杂，而且费时长，效率低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种数控机床刀具容量快速更换方法，包括以下步骤：

S100：由编码器分别对刀仓上的每一把刀具和机械手进行精确定位；

S200：在刀仓中确定需要更换的目标刀具；

S300：控制刀仓所配置的伺服电机驱动机械手至目标刀具，机械手抓取目标刀具，并将目标刀具快速推送到主轴的配刀区下方；

S400：主轴将刀具更换为目标刀具，更换下的刀具由机械手送回刀仓。

可选的，在S100步骤中，编码器刀具进行编号标记，并给每一把刀具在刀仓上配置相应的容腔；

构建坐标系，确定每个容腔的位置坐标和机械手的位置坐标；将容腔的位置坐标与容腔对应刀具的编号标记进行关联。

可选的，在S200步骤中，获取工件的加工方案，根据加工方案中的配置刀具需求，确定各加工工序所需要的刀具信息；

通过加工工序实时跟踪，并获取下一工序所需要的刀具信息；

以下一工序所需要的刀具信息在刀仓中确定需要更换的目标刀具。

可选的，在S100步骤中，还对刀仓上的刀具定位进行验证，具体如下：

S110：拍摄刀仓图像；

S120：对刀仓图像进行预处理；

S130：根据刀仓上每个刀具的容腔位置及尺寸，对刀仓图像进行分割处理，得到各容腔区域图像；

S140：从容腔区域图像提取其容纳的刀具特征，并将提取的刀具特征与预先配置的刀具特征进行比对，若两者一致则表示该容腔当前所容纳的刀具正确，以此容腔位置进行的刀具定位同样正确；否则表示刀具放置容腔存在错误，通过刀具特征比对确定容腔预先配置正确的刀具，进行刀具与容腔的调整。

可选的，在S200步骤后，对于机械手的移动预先进行路线规划，在S300步骤和S400步骤中以规划的移动路线控制机械手的移动，所述路线规划方法如下：

S210：构建数据机床的三维模型，并在三维模型上确定机械手定位、主轴的配刀区下方位置以及刀仓上的各空腔定位；

S220：以机械手的初始定位为起始点和复位点，以目标刀具在刀仓的空腔定位为第一目标点，以主轴的配刀区下方位置为第二目标点，以更换下的刀具应存放的空腔定位为第三目标点，依次连接起始点、第一目标点、第二目标点、第三目标点和复位点形成多线段的轨迹线，以该轨迹线作为机械手的移动路线；