[发明专利]五轴机床刀库自动换刀防撞预警方法及装置

权利要求书

1.五轴机床刀库自动换刀防撞预警方法，其特征在于：包含以下步骤：

当需要换刀时，主轴沿着第五轴旋转至预设的待换刀角度，刀盘旋转至预设角度；

当刀盘与主轴之间的距离达到预设范围内时，刀盘自转装置、水平移动装置及竖向固定装置均处于弹性活动状态，与此同时，系统实时检测刀盘上待换刀刀位是否有刀具以及刀盘相对于主轴的位置；

系统将检测结果与系统预设的参数进行对比分析；

当对比分析结果处于系统预设误差范围内时，执行换刀动作；

当主轴与刀盘之间的相对位置运动至主轴上的刀具卡入至刀盘相应的刀位后，刀盘自转装置、水平移动装置及竖向固定装置均处于锁定状态；

待主轴将刀具卡入至刀盘后，刀盘自转装置、水平移动装置及竖向固定装置恢复至弹性活动状态；

待新的刀具插入至主轴之后，刀盘自转装置、水平移动装置及竖向固定装置再次锁定；

在主轴完成刀具拉刀后，刀盘自转装置、水平移动装置及竖向固定装置再次恢复至弹性活动状态，在移动至待机位置后重新锁定。

2.根据权利要求1所述的五轴机床刀库自动换刀防撞预警方法，其特征在于：在刀盘自转装置、水平移动装置及竖向固定装置均处于弹性活动状态时，系统实时检测刀盘负载及主轴负载，当负载超过预设负载时，立即停止换刀动作并发出报警；

所述刀盘负载包括旋转负载及横移负载。

3.根据权利要求1所述的五轴机床刀库自动换刀防撞预警方法，其特征在于：刀具与主轴之间的距离包括水平距离及竖向距离，所述水平距离包括安全距离a、刀套预警距离b，当刀盘上待换刀刀位与主轴之间的距离L1为(a+0.15)+b时，a大于b，刀盘自转装置、水平移动装置及竖向固定装置均处于弹性活动状态。

4.五轴机床刀库自动换刀防撞预警装置，其特征在于：包括刀库推杆（3）及旋转缓冲组件（5），所述刀库推杆（3）用于驱动刀盘沿着X轴移动；

所述刀库推杆（3）包括套筒（31）、双向弹性伸缩于套筒（31）内部的芯轴（32），所述芯轴（32）连接刀盘马达（4），所述套筒（31）连接于刀盘的X轴驱动装置；

所述旋转缓冲组件（5）包括上法兰（71）、下法兰（72），所述上法兰（71）设有扇形孔（711），所述下法兰通过上延伸件（721）延伸出扇形孔（711），且上延伸件（721）的两侧分别通过拉簧（73）连接上法兰（71）。

5.根据权利要求4所述的五轴机床刀库自动换刀防撞预警装置，其特征在于：所述刀盘马达（4）通过空心转轴（7）驱动刀盘（2）旋转，所述上法兰（71）设置于空心转轴（7）的下方，所述下法兰（72）设置于刀盘（2）的上方；

所述下法兰（72）还通过刀盘拉杆（61）连接Z轴缓冲气缸（6）的动力输出端，所述Z轴缓冲气缸（6）安装于刀盘马达（4）。

6.根据权利要求4所述的五轴机床刀库自动换刀防撞预警装置，其特征在于：所述刀库推杆（3）还包括固定连接于套筒（31）的锁定卡（33）；

所述芯轴（32）的侧部设有定位销（322），所述定位销（322）的两侧均设有套接于芯轴（32）的弹簧（321），且弹簧（321）的另一端连接套筒（31）；

所述套筒（31）的侧部设有限位孔（311），所述定位销（322）延伸出限位孔（311）；

当刀库推杆（3）处于锁定状态时，所述锁定卡（33）卡入至定位销（322）。

7.根据权利要求6所述的五轴机床刀库自动换刀防撞预警装置，其特征在于：所述定位销（322）的表面设有用于连接定位销（322）的套环。

8.根据权利要求6或7所述的五轴机床刀库自动换刀防撞预警装置，其特征在于：所述锁定卡（33）通过锥形卡槽（331）连接定位销（322），且锥形卡槽（331）的底部与定位销（322）的外径相匹配。