[发明专利]一种机器人刀库换刀控制方法及控制系统

权利要求书

1.一种机器人刀库换刀控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：根据刀库墙和外部刀库的结构，对刀库墙和外部刀库进行参数配置，参数包括刀座数量、刀座号、每个刀座的理论偏移量和实际偏移量；

步骤2：接收换刀指令，判断换刀指令类型，并将机器人状态更改为“换刀动作执行中”；

步骤3：如果换刀指令为来自机床数控系统的内部换刀指令，则执行内部换刀流程，根据新刀和旧刀在刀库墙的刀座号、相应刀座的理论偏移量和实际偏移量计算相应刀座坐标，完成新刀和旧刀的替换；

步骤4：如果换刀指令为来自外部刀库系统的外部换刀指令，则执行外部换刀流程，根据旧刀和新刀在刀库墙的刀座号、旧刀和新刀在外部刀库的刀座号以及相应刀座的理论偏移量和实际偏移量计算相应刀座坐标，完成外部刀库中新刀和刀库墙中旧刀的替换；

所述步骤3具体为：

步骤3.1：根据换刀指令中的新刀在刀库墙的刀座号、理论偏移量和实际偏移量，计算新刀的刀座坐标；

步骤3.2：按照新刀的刀座坐标，指令机器人移动到抓取位置并检测新刀的刀座内是否有刀；

步骤3.3：如果检测到新刀的刀座有刀，则执行抓取新刀，否则报警；

步骤3.4：将新刀移动到刀具RFID校验位，校验夹取的新刀是否与换刀指令中的刀具名称相符；

步骤3.5：如不相符，则显示报警信息并将夹取的新刀放回原位，机器人退出刀库墙回原点；如果相符，则机器人将新刀放置到第一缓存位；

步骤3.6：数控机床完成将旧刀放置于第二缓存位，并抓取第一缓存位的新刀后，发送刀具交换完成指令；

步骤3.7：机器人从第二缓存位抓取旧刀，按照旧刀的刀座坐标，指令机器人移动到放置位置并检测旧刀的刀座内是否有刀；

步骤3.8：如果检测到旧刀的刀座无刀，则执行放置旧刀，否则报警；

步骤3.9：完成内部换刀流程，将机器人状态信号更改为“空闲”；

所述步骤4具体为：

步骤4.1：根据换刀指令中的旧刀在刀库墙和外部刀库的刀座号、相应刀座的理论偏移量和实际偏移量，分别计算旧刀在刀库墙和外部刀库中的刀座坐标；

步骤4.2：按照旧刀在刀库墙中的刀座坐标，指令机器人移动到抓取位置并检测旧刀在刀库墙中的刀座内是否有刀；

步骤4.3：如果检测到旧刀在刀库墙中的刀座有刀，则执行抓取旧刀，否则报警；

步骤4.4：按照旧刀在外部刀库中的刀座坐标，指令机器人移动到放置位置并检测旧刀在外部刀库中的刀座内是否有刀；

步骤4.5：如果检测到旧刀在外部刀库中的刀座无刀，则执行放置旧刀，否则报警；

步骤4.6：根据换刀指令中的新刀在刀库墙和外部刀库的刀座号、相应刀座的理论偏移量和实际偏移量，分别计算新刀在刀库墙和外部刀库中的刀座坐标；

步骤4.7：按照新刀在外部刀库中的刀座坐标，指令机器人移动到抓取位置并检测新刀在外部刀库中的刀座内是否有刀；

步骤4.8：如果检测到新刀在外部刀库中的刀座有刀，则执行抓取新刀，否则报警；

步骤4.9：将新刀移动到刀具RFID校验位，校验夹取的新刀是否与换刀指令中的刀具名称相符；

步骤4.10：如不相符，则显示报警信息并将夹取的新刀放回原位，机器人退出外部刀库回原点；如果相符，则机器人按照新刀在刀库墙中的刀座坐标，移动到放置位置并检测新刀在刀库墙中的刀座内是否有刀；

步骤4.11：如果检测到新刀在刀库墙中的刀座无刀，则执行放置新刀，否则报警；

步骤4.12：完成外部换刀流程，将机器人状态信号更改为“空闲”；

所述步骤1中对刀座数量进行配置具体为：对矩阵式刀库墙和外部刀库的每行所装刀座的数量和矩阵式刀库墙的行数进行配置；

步骤1中对刀库墙中刀座的理论偏移量进行配置具体为：在刀库墙坐标系下，配置每行相邻两刀座之间的X向偏移量和相邻两行刀座之间Y向的距离，Z向理论偏移量为0；对外部刀库中刀座的理论偏移量进行配置具体为：在外部刀库坐标系下，配置每行相邻两刀座之间的X向偏移量和相邻两行刀座之间Y向的距离，Z向理论偏移量为0；

步骤1中对刀座的实际偏移量进行配置具体为：在刀库墙或外部刀库坐标系下，当个别刀座位置由于制造、装配误差而导致无法正常完成换刀动作时，在理论偏移量基础上沿X、Y和Z方向再叠加一个实际偏移量，使机器人能够完成该刀座的换刀动作；

当机器人同时接收到来自机床数控系统的内部换刀请求和来自外部刀库系统的外部换刀请求时，机器人优先执行内部换刀流程，内部换刀流程执行完成后，外部刀库系统再发送外部换刀请求。