[发明专利]一种基于备用刀库的机外换刀方法

权利要求书

1.一种基于备用刀库的机外换刀方法，所述方法用于柔性制造系统的机床数铣加工过程中无人值守的机床，所述柔性制造系统包括数控机床、工件自动储运系统和柔性制造控制系统，其特征在于，所述机床包括刀具测量装置和机床自带刀库，工件自动储运系统包括刀具上料架用机械臂和备用刀库，所述方法包括：

在任一刀具完成所有加工轨迹运动后返回机内换刀点时判断刀具状态是否满足换刀条件，所述刀具状态包括刀具使用时长、刀具长度磨损值和刀具直径磨损值；

当所述刀具满足任一换刀条件时，执行所述刀具与所述备用刀库中备用刀具的交换。

2.如权利要求1所述的基于备用刀库的机外换刀方法，其特征在于，所述刀具使用时长是否满足换刀条件的判断步骤包括：

采集所述刀具被切换到主轴上且主轴旋转的时间；

判断所述主轴旋转的时间是否超出设定的最大使用时长，若所述主轴旋转的时间超出所述最大使用时长则判定为满足换刀条件。

3.如权利要求2所述的基于备用刀库的机外换刀方法，其特征在于，所述方法还包括：

设定所述刀具使用时长的警戒阈值，所述警戒阈值小于最大使用时长；

当所述刀具使用时长达到所述警戒阈值时，检验所述刀具的其他刀具状态是否满足换刀条件，若满足则调整所述最大使用时长及所述警戒阈值。

4.如权利要求1所述的基于备用刀库的机外换刀方法，其特征在于，所述刀具长度磨损值是否满足换刀条件的判断步骤包括：

通过所述刀具测量装置获取所述刀具长度，计算所述刀具长度与理论刀具长度的长度差值；

判断所述长度差值是否超过设定的阈值，若超过设定的阈值则判定为满足换刀条件。

5.如权利要求1所述的基于备用刀库的机外换刀方法，其特征在于，所述刀具直径磨损值是否满足换刀条件的判断步骤包括：

通过所述刀具测量装置获取所述刀具直径，计算所述刀具直径与理论刀具直径的直径差值；

判断所述直径差值是否超过设定的阈值，若超过设定的阈值则判定为满足换刀条件。

6.如权利要求1所述的基于备用刀库的机外换刀方法，其特征在于，所述柔性制造系统还包括刀具管理平台，所述方法还包括：

在所述刀具管理平台内建立刀具信息库，所述刀具信息库包含刀具基本信息和刀具状态信息；

所述刀具基本信息包括刀具物资编码、刀具名称、刀具类型、刀具型号、刀具警戒寿命、刀具最大寿命、刀具长度最大磨损值、刀具直径最大磨损值、、刀具首测长度和刀具首测直径；

所述刀具状态信息包括刀具首测长度、刀具首测直径、刀具实测长度、刀具实测直径、刀具使用时长和刀具状态。

7.如权利要求6所述的基于备用刀库的机外换刀方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述刀具管理平台内建立刀具库库位信息看板，所述库位信息包括柔性系统上各个机床的机内刀库库位与备用刀库库位；

根据刀具的刀柄序列号，展示刀具在机内备用刀库的放置情况，当机床和备用刀库中的刀具发生变化时，所述刀具库库位信息看板实时更新相应信息。

8.如权利要求7所述的基于备用刀库的机外换刀方法，其特征在于，所述执行所述刀具与所述备用刀库中备用刀具的交换具体包括：

根据刀具的刀柄序列号，将新的刀具基本信息录入并与刀柄绑定，通过线外对刀仪测量刀具首测直径和刀具首测长度，并关联到所述刀具的刀具基本信息中；

将所述刀具放置于所述刀具上料架上，当触发上料请求时，所述机械臂将所述刀具放置于所述备用刀库，并将所述刀具的刀具基本信息录入所述刀具信息库；

当所述柔性制造系统接收到换刀请求时，从所述备用刀库中匹配与被更换刀具相同型号、相同类型的刀具库位，向所述刀具上料用机械臂发出刀具更换指令，所述机械臂从所述备用刀库对应库位抓取新刀具，更换到发起换刀请求的数控机床主轴上；

当所述新刀具更换到数控机床主轴上后，所述柔性制造系统将新刀具的刀具的首测直径和刀具首测长度信息传递给所述机床的数控操作系统，并将所述数控操作系统内当前刀号的刀具使用时长清零。