一种加工中心自动换刀智能控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种加工中心自动换刀智能控制系统，包括：主轴移动控制装置、刀库移动控制装置、定位系统和总控制系统；所述总控制系统连接所述主轴移动控制装置和刀库移动控制装置，通过总控制系统对主轴移动控制装置和刀库移动控制装置的参数进行控制，所述主轴移动控制装置对换刀过程中主轴的移动路径进控制，刀库移动控制装置对换刀过程中刀库的移动路径进行控制；所述定位系统定位在换刀过程中主轴和刀库之间的位置关系；所述总控制系统控制主轴和刀库移动到位后，控制换刀机械手进行自动换刀动作。动换刀动作。动换刀动作。

【技术实现步骤摘要】
一种加工中心自动换刀智能控制系统


[0001]本专利技术涉及数控
，具体涉及一种加工中心自动换刀智能控制系统。

技术介绍

[0002]加工中心是从数控铣床发展而来的。与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀系统改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能，现有技术的加工中心的自动换刀系统中大多采用卡扣实现刀具与旋转装置相连，卡扣在多次使用中容易被磨损，使刀具与旋转装置相连不牢固，使刀具在加工中心机壳内掉落，影响加工中心的性能。并且现有技术不能实现自动换刀的智能化控制。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种加工中心自动换刀智能控制系统，以解决现有技术中存在的上述问题。
[0004]本专利技术提供一种加工中心自动换刀智能控制系统，包括：主轴移动控制装置、刀库移动控制装置、定位系统和总控制系统；
[0005]所述总控制系统连接所述主轴移动控制装置和刀库移动控制装置，通过总控制系统对主轴移动控制装置和刀库移动控制装置的参数进行控制，所述主轴移动控制装置对换刀过程中主轴的移动路径进控制，刀库移动控制装置对换刀过程中刀库的移动路径进行控制；所述定位系统定位在换刀过程中主轴和刀库之间的位置关系；所述总控制系统控制主轴和刀库移动到位后，控制换刀机械手进行自动换刀动作。
[0006]优选的，主轴移动包括水平移动和竖直移动；刀库移动包括竖直移动和转动；
[0007]所述主轴移动控制装置包括主轴伺服电机控制系统和主轴移动路径控制系统；所述主轴移动路径控制系统控制主轴的移动路线以及优先级设定；所述优先级设定是当主轴需要水平和竖直移动时，先进行水平移动还是先进行竖直及移动；
[0008]所述刀库移动控制装置通过竖直移动伺服电机和转动伺服电机共同控制刀库的竖直移动和转动。
[0009]优选的，在刀库上设置有若干个刀位，每个刀位可放置一个刀具；每个刀位上设置有编号以及指示灯；所述编号用于刀库数据库记录每个刀具的位置所对应的编号；
[0010]所述指示灯连接所述总控制系统，按照换刀程序中写入换刀顺序，在执行换刀动作之前的30s内，所述总控制系统控制等待换刀的刀位上对应的指示灯点亮；换刀完成后，指示灯熄灭。
[0011]优选的，还包括刀具归位检测装置，所述刀具归位检测装置包括按压开关以及连接按压开关的检测电路，所述检测电路连接报警电路；所述刀具归为检测装置包括在刀位的下端设置按压开关，当换刀完成后，被换下的刀具放入相应的刀位时，通过刀具按压所述按压开关，所述按压开关闭合，检测电路检测到按压开关闭合状态，则不启动报警电路，若
刀具放置不到位，则无法按压所述按压开关，所述检测电路检测到按压开关为开启状态，则启动报警电路，进行报警。
[0012]优选的，还包括通信模块和同步模块，所述通信模块基于无线通信技术将总控制系统的参数传输至加工中心相邻的自动换刀智能控制系统中；所述同步模块在接到所述总控制系统的同步指令后，启动数据同步功能，使同步功能通过所述通信模块完成；
[0013]所述总控制系统内的参数设置通过数据上传软件上传至云服务器，在所述云服务器上存储所有总控制系统中的参数设置，每个总控制系统设置有唯一编码，通过唯一编码记录该总控制系统中的参数设置；通过云服务器更改相应的总控制系统的参数设置。
[0014]优选的，所述刀库移动控制装置包括：双圆盘刀库；
[0015]所述双圆盘刀库包括位于外圈的第一圆盘刀库和位于内圈的第二圆盘刀库，所述第一圆盘刀库连接第一伺服电机、所述第二圆盘刀库连接第二伺服电机，通过第一伺服电机和第二伺服电机带动所述第一圆盘刀库和第二圆盘刀库转动；
[0016]所述第一圆盘刀库内存放有常规程序所需要的刀具；所述第二圆盘刀库内存放有备用刀具，所述备用刀具是当检测到主轴上的刀具发生磨损时，通过换刀程序通过第二圆盘刀库换上备用刀具。
[0017]优选的，当对刀仪检测出刀具出现磨损值超出阈值的情况时，在刀库中确定出所需要更换的刀具位置，通过所述第二伺服电机带动所述第二圆盘刀库转动，使第二圆盘刀库中所需要刀具转动到待更换刀具的位置，通过换刀机械手自动进行换刀操作；并将更换下来的磨损刀具放置在第二圆盘刀库相应刀位上。
[0018]优选的，所述定位系统包括第一定位系统和第二定位系统；
[0019]所述第一定位系统用于定位主轴移动的位置，所述第二定位系统用于定位刀库移动的位置；
[0020]所述第一定位系统包括第一警报系统，所述第二定位系统包括第二警报系统；
[0021]当所述第一定位系统检测到主轴移动的位置不符合要求时，启动所述第一警报系统，所述第一警报系统向外发出警报，并将警报信息发送至总控制系统，通过总控制系统对主轴的移动进行微调；或者，
[0022]当所述第二定位系统检测到刀库移动的位置不符合要求时，启动所述第二警报系统，所述第二警报系统向外发出警报，并将警报信息发送至总控制系统，通过总控制系统对刀库的移动进行微调。
[0023]优选的，所述总控制系统包括自动控制模型；
[0024]所述自动控制模型通过构建系统频域传递函数构建频域模型，并且根据频域传递函数确定主轴移动的数学模型和刀库移动的数学模型；在所述频域模型和所述数学模型的基础上，对所述主轴移动和刀库移动的目标位置与当前位置进行微调处理，使所述主轴和刀库均可精确移动至相应位置。
[0025]优选的，还包括路径优化模型，所述总控制系统根据所述路径优化模型为主轴移动路径设置移动参数；
[0026]所述路径优化模型包括：确定主轴的初始位置坐标和刀具的形状尺寸数据，以及确定自动换刀的位置的最终位置坐标，依据初始位置坐标和最终位置坐标确定出主轴移动的所有路线，对所有路线进行试运行，记录每条路线的运行时长，根据运行时长删除不合理
路径，并对筛选出的合理路径进行微调优化处理，最终形成每个初始位置到最终位置的优化路径，当输入主轴的初始位置和最终位置时，基于所述路径优化模型确定出最优路线，并形成相应的移动参数。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0028]本专利技术提供一种加工中心自动换刀智能控制系统，包括：主轴移动控制装置、刀库移动控制装置、定位系统和总控制系统；所述总控制系统连接所述主轴移动控制装置和刀库移动控制装置，通过总控制系统对主轴移动控制装置和刀库移动控制装置的参数进行控制，所述主轴移动控制装置对换刀过程中主轴的移动路径进控制，刀库移动控制装置对换刀过程中刀库的移动路径进行控制；所述定位系统定位在换刀过程中主轴和刀库之间的位置关系；所述总控制系统控制主轴和刀库移动到位后，控制换刀机械手进行自动换刀动作。
[0029]通过设置总控制系统，基于定位系统对刀库移动和主轴移动进行控制，并且当刀库和主轴移动到相应位置时，即可通过控制换刀机械手进行自动换刀动作，实现智能化自动化换刀控制。
[0030]本专利技术的其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加工中心自动换刀智能控制系统，其特征在于，包括：主轴移动控制装置、刀库移动控制装置、定位系统和总控制系统；所述总控制系统连接所述主轴移动控制装置和刀库移动控制装置，通过总控制系统对主轴移动控制装置和刀库移动控制装置的参数进行控制，所述主轴移动控制装置对换刀过程中主轴的移动路径进控制，刀库移动控制装置对换刀过程中刀库的移动路径进行控制；所述定位系统定位在换刀过程中主轴和刀库之间的位置关系；所述总控制系统控制主轴和刀库移动到位后，控制换刀机械手进行自动换刀动作。2.根据权利要求1所述的一种加工中心自动换刀智能控制系统，其特征在于，主轴移动包括水平移动和竖直移动；刀库移动包括竖直移动和转动；所述主轴移动控制装置包括主轴伺服电机控制系统和主轴移动路径控制系统；所述主轴移动路径控制系统控制主轴的移动路线以及优先级设定；所述优先级设定是当主轴需要水平和竖直移动时，先进行水平移动还是先进行竖直及移动；所述刀库移动控制装置通过竖直移动伺服电机和转动伺服电机共同控制刀库的竖直移动和转动。3.根据权利要求1所述的一种加工中心自动换刀智能控制系统，其特征在于，在刀库上设置有若干个刀位，每个刀位可放置一个刀具；每个刀位上设置有编号以及指示灯；所述编号用于刀库数据库记录每个刀具的位置所对应的编号；所述指示灯连接所述总控制系统，按照换刀程序中写入换刀顺序，在执行换刀动作之前的30s内，所述总控制系统控制等待换刀的刀位上对应的指示灯点亮；换刀完成后，指示灯熄灭。4.根据权利要求3所述的一种加工中心自动换刀智能控制系统，其特征在于，还包括刀具归位检测装置，所述刀具归位检测装置包括按压开关以及连接按压开关的检测电路，所述检测电路连接报警电路；所述刀具归为检测装置包括在刀位的下端设置按压开关，当换刀完成后，被换下的刀具放入相应的刀位时，通过刀具按压所述按压开关，所述按压开关闭合，检测电路检测到按压开关闭合状态，则不启动报警电路，若刀具放置不到位，则无法按压所述按压开关，所述检测电路检测到按压开关为开启状态，则启动报警电路，进行报警。5.根据权利要求1所述的一种加工中心自动换刀智能控制系统，其特征在于，还包括通信模块和同步模块，所述通信模块基于无线通信技术将总控制系统的参数传输至加工中心相邻的自动换刀智能控制系统中；所述同步模块在接到所述总控制系统的同步指令后，启动数据同步功能，使同步功能通过所述通信模块完成；所述总控制系统内的参数设置通过数据上传软件上传至云服务器，在所述云服务器上存储所有总控制系统中的参数设置，每个总控制系统设置有唯一编码，通过唯一编码记录该总控制系统中的参数设置；通过云服务器更改相应的总控制系统的参数设置。6.根据权利要求1所述的一种加工中心自动换刀智能控制系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄光景，林翠梅，罗旭忠，何峻华，
申请(专利权)人：东莞市巨冈机械工业有限公司，
类型：发明
国别省市：