一种机床刀库的控制方法、装置以及机床与流程

1.本发明涉及数控机床控制领域，具体涉及一种机床刀库的控制方法、装置以及机床。


背景技术：

2.数控机床在工作的过程中，为了完成多道工序往往需要更换刀具，目前主要有两种换刀方式：固定换刀以及随机换刀。固定换刀是换刀之前要先将主轴的刀还回去，属于刀号对应刀杯号，然后再去找目标的刀换刀，工作效率很慢，但故障率最低。随机换刀的原理是主轴不用进行还刀，也就是说刀杯和刀号是不对应的，找到目标刀直接进行换刀，此种工作效率快，同时相对来说故障率也会高一点。
3.需要说明的是，在现有技术中，不管是固定换刀以及随机换刀，都是需要等待机床的当前刀完成加工任务之后，再进行换刀，此种换刀方式效率较低。


技术实现要素：

4.本发明提供一种机床刀库的控制方法、装置以及机床，以至少解决现有技术中需要等待机床的当前刀完成加工任务之后，再进行换刀，换刀方式效率较低的技术问题。
5.根据本发明的第一方面，提供了一种机床刀库的控制方法，该方法包括：获取到备刀指令，其中，所述备刀指令用于表征准备目标刀；在保持机床的当前刀处于执行加工任务的状态下，根据所述备刀指令控制机床刀库旋转至所述目标刀。
6.进一步地，在根据所述备刀指令控制机床刀库旋转至目标刀之后，所述方法包括：在检测到机床的所述当前刀完成加工任务的情况下，将所述机床从所述当前刀切换为所述目标刀。
7.进一步地，根据所述备刀指令控制机床刀库旋转至目标刀，包括：计算所述当前刀与所述目标刀的序号差值；根据所述序号差值控制机床刀库旋转至目标刀。
8.进一步地，将所述机床从所述当前刀切换为所述目标刀，包括：控制所述机床的刀套从水平状态切换为垂直状态；控制机械臂将所述当前刀切换为所述目标刀。
9.进一步地，在所述刀库旋转时，控制所述机床的刀套为水平状态。
10.根据本发明的第二方面，提供了一种机床刀库的控制装置，所述装置包括：获取单元，用于获取到备刀指令，其中，所述备刀指令用于表征准备目标刀；旋转单元，用于在保持机床的当前刀处于执行加工任务的状态下，根据所述备刀指令控制机床刀库旋转至所述目标刀。
11.进一步地，装置还包括：切换单元，用于在检测到机床的所述当前刀完成加工任务的情况下，将所述机床从所述当前刀切换为所述目标刀。
12.进一步地，所述旋转单元包括：计算模块，用于计算所述当前刀与所述目标刀的序号差值；第一控制模块，用于根据所述序号差值控制机床刀库旋转至目标刀。
13.进一步地，所述切换单元包括：第二控制模块，用于控制所述机床的刀套从水平状
态切换为垂直状态；第三控制模块，用于控制机械臂将所述当前刀切换为所述目标刀。
14.根据本发明的第三方面，提供了一种机床，机床包括上述任意一项的装置。
15.本发明提供一种机床刀库的控制方法、装置以及机床，该方法包括：获取到备刀指令，其中，所述备刀指令用于表征准备目标刀；在保持机床的当前刀处于执行加工任务的状态下，根据所述备刀指令控制机床刀库旋转至所述目标刀。解决了现有技术中需要等待机床的当前刀完成加工任务之后，再进行换刀，换刀方式效率较低的技术问题。
附图说明
16.图1是本发明实施例提供的机床刀库的控制方法的流程图；
17.图2是本发明实施例提供的可选的机床刀库的控制方法的流程图；
18.图3是发明实施例提供的机床刀库的控制装置的示意图。
具体实施方式
19.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20.实施例一
21.根据本发明实施例，提供了一种机床刀库的控制方法，如图1所示，该方法包括：
22.步骤s11，获取到备刀指令，其中，所述备刀指令用于表征准备目标刀。
23.具体的，在本方案中，可以由数控机床的控制器或者带有数据处理功能的设备作为本方案的方法的执行主体，在数控机床的当前刀进行加工任务的情况下，用户可以向数控机床输入备刀指令，即在当前工序下使用当前刀进行加工任务，在下一个工序则需要使用另一种加工刀具目标刀，因此则需要备刀。
24.这里需要说明的是，在本方案中，数控机床的控制器可以接收用户手动发出的备刀指令，也可以是根据输入的加工工序自动分析出下一道工序需要换成目标刀，然后自动生成的备刀指令。
25.步骤s13，在保持机床的当前刀处于执行加工任务的状态下，根据所述备刀指令控制机床刀库旋转至所述目标刀。
26.具体的，在获取到备刀指令之后，本方案可以控制刀库旋转到目标刀的位置(即找刀)，以供机械手进行换刀。
27.这里需要重点说明的是，本方案在控制刀库旋转的过程中，机床主轴上的当前刀是处于加工状态的，即本方案在是在换刀之前就把刀库旋转到目标刀的位置，只要当前刀完成加工任务，机械手马上可以完成换刀，然后机床快速的执行下一道工序的任务。
28.本方案不同于现有技术中等到换刀的时刻才进行找刀，而是在当前刀工作的时候提前将下一次需要使用的刀具旋转到位置，这样，在当前刀完成加工任务的时候，本方案无需等待可以快速的完成换刀，较高的提升了机床加工的效率，因此本实施例解决了现有技术中需要等待机床的当前刀完成加工任务之后，再进行换刀，换刀方式效率较低的技术问题。本方案是在加工程序前进行换刀和备刀，在加工程序后进行换刀，依次类推完成整个换刀流程，以达到运行刀库找刀和刀套垂直不占用加工时间的效果。
29.可选的，步骤s13在根据所述备刀指令控制机床刀库旋转至目标刀之后，所述方法包括：
30.步骤s15，在检测到机床的所述当前刀完成加工任务的情况下，将所述机床从所述当前刀切换为所述目标刀。
31.具体的，在本方案中，提前将下一步工序所需要的目标刀找到之后，本方案则检测机床的当前刀是否完成加工任务，如果完成，控制机械手将主轴的当前刀换下，并且更换为目标刀。
32.可选的，步骤s13根据所述备刀指令控制机床刀库旋转至目标刀，包括：
33.步骤s131，计算所述当前刀与所述目标刀的序号差值。
34.步骤s132，根据所述序号差值控制机床刀库旋转至目标刀。
35.具体的，在本方案中，可以先计算当前刀和目标刀的差值，并且根据序号的差值控制刀库旋转相应的角度，可选的，本方案可以据检测到的接近开关的次数，进行判断是否到达目标刀。
36.可选的，步骤s15将所述机床从所述当前刀切换为所述目标刀，包括：
37.步骤s151，控制所述机床的刀套从水平状态切换为垂直状态。
38.步骤s152，控制机械臂将所述当前刀切换为所述目标刀。
39.具体的，在本方案中，上述垂直状态可以为刀套倒下的状态，在刀套倒下时，机械手才可以抓到刀并完成更换。
40.可选的，本方案可以检测到到刀库到达目标刀位时，倒下刀套，以是机械手进行刀具的更换。
41.可选的，在所述刀库旋转时，控制所述机床的刀套为水平状态。
42.具体的，在本方案中，当刀库进行旋转找刀时，本方案则控制刀套为水平状态(即收回刀套)。当刀库旋转到目标刀套时自触发刀套倒下信号，当执行刀库正反转时自动激活刀套水平信号。
43.下面结合图2，介绍本方案的一种可选的实施例：
44.首先判定是否开启备刀功能，在开启备刀功能的情况下，执行备刀指令，执行备刀指令的具体过程为刀具功能上升沿保持，机床仍旧执行刀具功能，在机床仍旧执行刀具功能的情况下，刀库开始旋转，然后，判断刀库是否到达目标刀的位置，在达到目标刀位置的情况下，刀库停止旋转，接着在运行完毕该到的加工程序的的情况下，控制机械手进行换刀。
45.需要说明的是，上述流程可以为运行于机床pmc系统中的程序逻辑，当刀库进行正反转，即找刀时机床的刀套为水平状态，在刀库到达目标屌的位置时自动将刀套垂直，以实现安全操作的效果。
46.这里还需要说明的是，对于立式加工中心的刀库换刀方式，我们在应用立式加工中心进行加工时，经常会因加工效率而导致出货量低，这样会影响客户经济效益。本方案提供一种可以提前备刀和主动倒刀功能，备刀和倒刀可以提前运行完，这样下一把刀具加工的时候，刀库找刀和刀套垂直不会占用加工效率。
47.这里还需要说明的是，本发明不仅可应用于立式加工中心常用的圆盘式刀库，还可应用到卧式加工中心的链式刀库等。
48.实施例二
49.如图3所示，本方案还提供了一种机床刀库的控制装置，该装置可以用于执行上述实施例一的方法，该装置包括：接收单元30，用于接收到备刀指令，其中，所述备刀指令用于表征准备目标刀。旋转单元32，用于在保持机床的当前刀处于执行加工任务的状态下，根据所述备刀指令控制机床刀库旋转至所述目标刀。
50.具体的，在数控机床的当前刀进行加工任务的情况下，用户可以向数控机床输入备刀指令，即在当前工序下使用当前刀进行加工任务，在下一个工序则需要使用另一种加工刀具目标刀，因此则需要备刀。在本方案中，数控机床的控制器可以接收用户手动发出的备刀指令，也可以是根据输入的加工工序自动分析出下一道工序需要换成目标刀，然后自动生成的备刀指令。在获取到备刀指令之后，本方案可以控制刀库旋转到目标刀的位置(即找刀)，以供机械手进行换刀。
51.这里需要重点说明的是，本方案在控制刀库旋转的过程中，机床主轴上的当前刀是处于加工状态的，即本方案在是在换刀之前就把刀库旋转到目标刀的位置，只要当前刀完成加工任务，机械手马上可以完成换刀，然后机床快速的执行下一道工序的任务。
52.本方案不同于现有技术中等到换刀的时刻才进行找刀，而是在当前刀工作的时候提前将下一次需要使用的刀具旋转到位置，这样，在当前刀完成加工任务的时候，本方案无需等待可以快速的完成换刀，较高的提升了机床加工的效率，因此本实施例解决了现有技术中需要等待机床的当前刀完成加工任务之后，再进行换刀，换刀方式效率较低的技术问题。本方案是在加工程序前进行换刀和备刀，在加工程序后进行换刀，依次类推完成整个换刀流程，以达到运行刀库找刀和刀套垂直不占用加工时间的效果。
53.可选的，所述装置还包括：切换单元，用于在检测到机床的所述当前刀完成加工任务的情况下，将所述机床从所述当前刀切换为所述目标刀。
54.具体的，在本方案中，提前将下一步工序所需要的目标刀找到之后，本方案则检测机床的当前刀是否完成加工任务，如果完成，控制机械手将主轴的当前刀换下，并且更换为目标刀。
55.可选的，所述旋转单元包括：计算模块，用于计算所述当前刀与所述目标刀的序号差值；第一控制模块，用于根据所述序号差值控制机床刀库旋转至目标刀。
56.具体的，在本方案中，可以先计算当前刀和目标刀的差值，并且根据序号的差值控制刀库旋转相应的角度，可选的，本方案可以据检测到的接近开关的次数，进行判断是否到达目标刀。
57.可选的，切换单元包括：第二控制模块，用于控制所述机床的刀套从水平状态切换为垂直状态；第三控制模块，用于控制机械臂将所述当前刀切换为所述目标刀。
58.具体的，在本方案中，上述垂直状态可以为刀套倒下的状态，在刀套倒下时，机械手才可以抓到刀并完成更换。
59.可选的，本方案可以检测到到刀库到达目标刀位时，倒下刀套，以是机械手进行刀具的更换。
60.可选的，在所述刀库旋转时，控制所述机床的刀套为水平状态。
61.具体的，在本方案中，当刀库进行旋转找刀时，本方案则控制刀套为水平状态(即收回刀套)。当刀库旋转到目标刀套时自触发刀套倒下信号，当执行刀库正反转时自动激活
刀套水平信号。
62.本技术还提供了一种机床，机床包括实施例二中任意一项的装置。
63.应理解，本文中前述关于本发明的方法所描述的具体特征、操作和细节也可类似地应用于本发明的装置和系统，或者，反之亦然。另外，上文描述的本发明的方法的每个步骤可由本发明的装置或系统的相应部件或单元执行。
64.应理解，本发明的装置的各个模块/单元可全部或部分地通过软件、硬件、固件或其组合来实现。所述各模块/单元各自可以硬件或固件形式内嵌于计算机设备的处理器中或独立于所述处理器，也可以软件形式存储于计算机设备的存储器中以供处理器调用来执行所述各模块/单元的操作。所述各模块/单元各自可以实现为独立的部件或模块，或者两个或更多个模块/单元可实现为单个部件或模块。
65.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，其包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可由处理器执行的计算机指令，所述计算机指令在由所述处理器执行时指示所述处理器执行本发明的实施例的方法的各步骤。该计算机设备可以广义地为服务器、终端，或任何其他具有必要的计算和/或处理能力的电子设备。在一个实施例中，该计算机设备可包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、通信接口等。该计算机设备的处理器可用于提供必要的计算、处理和/或控制能力。该计算机设备的存储器可包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质中或上可存储有操作系统、计算机程序等。该内存储器可为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口和通信接口可用于与外部的设备通过网络连接和通信。该计算机程序被处理器执行时执行本发明的方法的步骤。
66.本发明可以实现为一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时导致本发明实施例的方法的步骤被执行。在一个实施例中，所述计算机程序被分布在网络耦合的多个计算机设备或处理器上，以使得所述计算机程序由一个或多个计算机设备或处理器以分布式方式存储、访问和执行。单个方法步骤/操作，或者两个或更多个方法步骤/操作，可以由单个计算机设备或处理器或由两个或更多个计算机设备或处理器执行。一个或多个方法步骤/操作可以由一个或多个计算机设备或处理器执行，并且一个或多个其他方法步骤/操作可以由一个或多个其他计算机设备或处理器执行。一个或多个计算机设备或处理器可以执行单个方法步骤/操作，或执行两个或更多个方法步骤/操作。
67.本领域普通技术人员可以理解，本发明的方法步骤可以通过计算机程序来指示相关的硬件如计算机设备或处理器完成，所述的计算机程序可存储于非暂时性计算机可读存储介质中，该计算机程序被执行时导致本发明的步骤被执行。根据情况，本文中对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器的示例包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、闪存、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘等。易失性存储器的示例包括随机存取存储器(ram)、外部高速缓冲存储器等。
68.以上描述的各技术特征可以任意地组合。尽管未对这些技术特征的所有可能组合进行描述，但这些技术特征的任何组合都应当被认为由本说明书涵盖，只要这样的组合不存在矛盾。
69.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。