一种应用于数控加工中心机床的刀具自动识别系统及其识别方法技术方案

本发明专利技术涉及数控自动化技术领域，具体涉及一种应用于数控加工中心机床的刀具自动识别系统及其识别方法；它的设备部分包括：数控机床、巴鲁夫处理器、读写头与安装编码块的刀柄；数控机床与巴鲁夫处理器采用Profibus DP通信，巴鲁夫处理器与读写头采用电缆连接，读写头与安装编码块的刀柄采用非物理连接；它的识别操作过程为：读操作使能时，当安装有编码块的刀柄进入读写头能够识别的区域时，识别系统自动读取编码块上的刀具号、刀具补偿值，并自动更新相应刀号的补偿值；写操作使能时，识别系统自动将数控机床PMC中指定的数据表数据写入刀柄编码块；复位操作时，取消读/写使能；本发明专利技术的应用可以避免手工录入刀补数据存在的误操作，还可提高录入刀补数据的效率。

Tool automatic recognition system applied to numerically controlled machining center machine tool and identification method thereof

The invention relates to the field of numerical control automation technology, automatic identification system and identification method thereof and particularly relates to a tool used in CNC machining center equipment; part of it include: CNC machine tools, Baruv processor, read and write head and install encoding block handles; CNC machine with Balluff processor using Profibus DP communication, Baruv the processor to read and write head with cable connection, read and write head and the installation block encoding holder adopts the non physical connection; recognition of its operations to enable the read operation, when installing a handle into the encoding block read and write head can identify areas when the recognition system automatically reads the tool number, tool compensation block encoding on the value, and automatically update the corresponding number of cutter compensation value; write enable, automatic identification system will be written to handle the specified data table of NC machine tool PMC When the reset operation is performed, the read / write enable is cancelled; the application of the invention can avoid the misoperation of manual input data, and can also improve the efficiency of the data input of the input cutter.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于数控加工中心机床的刀具自动识别系统及其识别方法
本专利技术涉及数控自动化
，具体涉及一种应用于数控加工中心机床的刀具自动识别系统及其识别方法。
技术介绍
随着制造业朝自动化、智能化方向的发展，数控加工中心机床的广泛使用，辅助工序时间的缩短，加工精度的提升，为企业带来了可观的经济效益，但作为制造车间不可或缺的切削刀具的管理技术却相对落后。目前刀具的几何尺寸、磨损尺寸、刀具寿命等一般还是依靠手工录入，一方面会因为人为操作出现差错而导致经济损失，另外也存在手工操作、效率低下等不足。目前有些研究机构提出了基于射频技术（RFID）的刀具自动识别系统，一般都基于PC机、西门子S7300/400PLC或开放性好的西门子840D系统与RFID读写器的通信以实现刀具的自动识别，但在国内市场占有率较高的发那科（FANUC）数控系统由于自身的特点，一直没有相关的应用出现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的一种应用于数控加工中心机床的刀具自动识别系统及其识别方法，它的设备部分包括：数控机床、巴鲁夫处理器、读写头与安装编码块的刀柄；数控机床与巴鲁夫处理器采用ProfibusDP通信，巴鲁夫处理器与读写头采用电缆连接，读写头与安装编码块的刀柄采用非物理连接；它的识别方法为：读操作使能时，当安装有编码块的刀柄进入机床工作区域时，识别系统自动读取编码块上的数据，并自动更新刀具补偿画面对应刀号的补偿值；写操作使能时，识别系统自动将数据表数据写入刀柄编码块，实现刀具数据的更新；复位操作时，取消读/写使能，读写头不读/写数据；系统运行过程中出现的报警显示在用户界面上。采用上述结构后，本专利技术有益效果为：本专利技术所述的一种应用于数控加工中心机床的刀具自动识别系统及其识别方法，它能够实时读取安装有编码块刀柄的刀具补偿数据（刀具几何值、磨损值等），并可根据刀具的使用情况及时更新编码块数据，避免人工输入刀具补偿数据可能存在的误操作，同时提高了刀具补偿数据输入的效率；除此之外读/写过程中出现故障或错误时将在数控机床液晶屏上显示用户报警。本系统立意新颖，能够适应智能制造技术发展的新要求。附图说明此处所说明的附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本专利技术的不当限定，在附图中：图1是本专利技术系统的原理框图；图2为数控机床侧通信接口区的输入/输出（DI/DO）地址设置示意图；图3为设置巴鲁夫处理器从站地址的8位二进制拨码开关；图4为PMC梯形图读、写子程序调用时的示意图；图5为数控机床PMC数据表（待写入数据块的数据）的详细信息；图6为数控机床刀具几何值与磨损值补偿画面；图7为通信过程中存在故障或错误时的数控机床报警信息提示。附图标记说明：1-数控机床、2-巴鲁夫处理器、3-读写头、4-安装编码块的刀柄。具体实施方式下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本专利技术，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。如图1所示，本具体实施方式所述的一种应用于数控加工中心机床的刀具自动识别系统及其识别方法，它的设备部分包括数控机床、巴鲁夫处理器、读写头与安装编码块的刀柄；数控机床与巴鲁夫处理器采用ProfibusDP通信，巴鲁夫处理器与读写头采用电缆连接，读写头与安装编码块的刀柄采用非物理连接；实施时在数控机床ProfibusMaster主站画面配置总线通信参数；并增加用于与巴鲁夫处理器通信的梯形图程序、报警信息等，进而实现对安装在刀柄上的数据块以非接触式方式进行读、写与复位操作。如果通信存在故障或错误，报警信息将显示在数控机床用户界面上。进一步地：所述数控机床配置了双插槽的FANUC数控系统，安装了ProfibusDP主站板与主站功能；数控机床为ProfibusDP主站，其控制器为数控机床内置PMC；巴鲁夫处理器为ProfibusDP从站，具有ProfibusDP从站通信接口与从站通信功能；所述数控机床为ProfibusDP通信主站，与从站通信的参数在数控机床上设置（如图2所示）；与从站通信的参数包括：总线参数表、从站表、从站单元参数、模块数据、输入/输出缓冲区地址、运行方式等通信参数的设置；巴鲁夫处理器的从站地址由二进制编码的8位拨码开关设置（如图3所示）。进一步地：所述数控机床ProfibusDP主站画面配置有总线通信参数；PMC画面添加了与巴鲁夫处理器通信的PMC梯形图程序与报警信息。本具体实施方式所述的一种应用于数控加工中心机床的刀具自动识别系统及其识别方法，它的识别方法为：读操作使能时，当安装有编码块的刀柄进入机床工作区域时，识别系统自动读取编码块上的数据，并自动更新刀具补偿画面对应刀号的补偿值；写操作使能时，识别系统自动将数据表数据写入刀柄编码块，实现刀具数据的更新；复位操作时，取消读/写使能，读写头不读/写数据；系统运行过程中出现的报警显示在用户界面上。进一步地：所述读操作使能和写操作使能是由数控机床上按键控制而使PMC内部保持型继电器（K）置位时的状态。进一步地：所述机床工作区域是机床上安装的读写头能够识别的区域。进一步地：所述识别系统自动读取编码块上的数据是存放在编码块上的刀具编号与刀具几何补偿值与磨损补偿值。进一步地：所述自动更新相应刀号的补偿值是更新相应刀具的几何补偿值与刀具的磨损补偿值。进一步地：所述数据表数据是指数控机床PMC程序中指定的数据表数据。进一步地：所述系统运行过程中出现的报警是指因为巴鲁夫处理器、读写头存在故障或断线而产生的报警。本专利技术中主站控制器为数控机床的内置PMC，采用梯形图编程方式，分别调用读、写子程序实现（如图4所示）。读操作使能时，当安装有编码块的刀柄进入处理器能够识别的区域时，PMC向指定的输出缓冲区发出命令码（0x01）、编码块上数据存放的首地址、字节数，并置位命令开始信号（AV），接着PMC监控输入接口区命令完成标志位（AE），若该位（AV）置位，则读取输入缓冲区内的数据，并复位命令开始信号（AV），PMC监控到命令完成标志位（AE）复位的信号后调用PMC窗口写功能将输入接口数据传送至对应刀号实现刀具补偿数据的更新（如图5所示）。写操作使能时，当安装有编码块的刀柄进入处理器能够识别的区域时，PMC向指定的输出缓冲区发出命令码（0x02）、编码块上数据存放的首地址、字节数，并置位命令开始信号（AV），处理器接受到控制器发来的命令后置位命令执行中数据位（AA），同时取反输出触发位（TO）的状态；PMC检测到命令执行中数据位（AA）置位、输出触发位（TO）改变时，将预置的数据表数据（如图6所示）写入输出缓冲区，并取反输入触发位（TI），接着PMC监控输入接口区命令完成标志位（AE），若该位（AE）置位，则复位命令开始信号（AV），随后处理器复位命令执行中数据位（AA）与命令完成标志位（AE）位。复位操作时，取消读/写使能，读写头即使接近安装有数据块的刀柄也不会读/写数据。为了实时显示系统通信过程中存在的故障或错误，定义了PMC报警信息（Message），例如当读写头与处理器断线时数控机床用户界面上将出现报警信息提示（如图7所示）。本专利技术所述的一种应用于数控加工中心机床的刀具自动识别系统及其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于数控加工中心机床的刀具自动识别系统及其识别方法，其特征在于：它的设备部分包括：数控机床、巴鲁夫处理器、读写头与安装编码块的刀柄；数控机床与巴鲁夫处理器采用Profibus DP通信，巴鲁夫处理器与读写头采用电缆连接，读写头与安装编码块的刀柄采用非物理连接。

【技术特征摘要】
1.一种应用于数控加工中心机床的刀具自动识别系统及其识别方法，其特征在于：它的设备部分包括：数控机床、巴鲁夫处理器、读写头与安装编码块的刀柄；数控机床与巴鲁夫处理器采用ProfibusDP通信，巴鲁夫处理器与读写头采用电缆连接，读写头与安装编码块的刀柄采用非物理连接。2.根据权利要求1所述的一种应用于数控加工中心机床的刀具自动识别系统，其特征在于：所述数控机床配置了双插槽的FANUC数控系统，安装了ProfibusDP主站板与主站功能；数控机床为DP主站，其控制器为数控机床内置PMC，巴鲁夫处理器为DP从站。3.根据权利要求2所述的一种应用于数控加工中心机床的刀具自动识别系统，其特征在于：所述数控机床ProfibusDP主站画面配置有总线通信参数；PMC画面添加了与巴鲁夫处理器通信的PMC梯形图程序与报警信息。4.一种应用于数控加工中心机床的刀具自动识别系统及其识别方法，其特征在于它的识别方法为：读操作使能时，当安装有编码块的刀柄进入机床工作区域时，识别系统自动读取编码块上的数据，并自动更新刀具补偿画面对应刀号的补偿值；写操作使能时，识别系统自动将数据表数据写入刀柄编码块，实现刀具数据的更新；复位操作时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张爱红，
申请(专利权)人：无锡职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32