【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数控加工机床，具体为一种可实现数控加工中心不停工的刀具检测系统和检测方法。
技术介绍
1、数控机加工过程中，加工中心的刀库用于储存和更换加工所需的刀具，以提高加工效率，其具体实现方式包括链式、圆盘式、飞碟式、斗笠式等。刀具对中与检测是必不可少的过程，其目的在于获取刀具长度与截面尺寸，在加工过程中进行基于刀具几何形状与磨损情况的加工补偿，同时刀具对中与检测涉及刀具失效判断、刀具中心位置计算等。一般而言，刀具检测过程可分为机外和机内检测，前者指刀具拆卸后在测量仪器上进行测量，后者指通过机床加工主轴与检测装置的相对运动实现无需刀具拆卸的对刀。机内刀具检测的原理为：首先在机床指定位置设置对刀仪或将对刀仪安装至工作台，然后运行指定程序或手动操作，使机床的加工主轴运行至指定位置并进行刀具几何形貌的测量。自动化对刀技术可以有效提升效率，消除人工对刀的失误，是目前较为先进的方法。
2、然而，目前对刀技术是停机或停工对刀，也就是需要在切削加工过程前后人工校准或采用程序将刀具运动至指定位置，进行刀具的检测。在对刀过程中，机床的加工主轴被占用，造成加工产品的时间降低，极大影响生产效率。在刀库控制下的多刀具组合加工场景下，刀具频繁更换，生产效率的降低更为明显。在每一把刀具加工前或加工后，需要停止生产过程对刀具进行对刀，如发现刀具磨损超过阈值，还需中止机床运动进行换刀。以上对刀与换刀预计将占据加工时间的15％，在大批量生产中起到巨大影响。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述问
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种可实现数控加工中心不停工的刀具检测系统，包括原刀库、备用刀库、刀具检测装置、转运装置、第二主轴、控制系统，备用刀库为链式刀库，原刀库为所述加工中心的主轴提供刀具，转运装置包括库内转运装置和库外转运装置，库内转运装置将刀柄刀具组合体在原刀库和备用刀库之间或者在原刀库和第二主轴之间进行转运，刀具检测装置对第二主轴上的刀柄刀具组合体进行检测，库外转运装置将刀柄刀具组合体在备用刀库和第二主轴之间进行转运。
4、作为上述技术方案的进一步改进：
5、优选的，库内转运装置位于原刀库内，备用刀库、库外转运装置和刀具检测装置都位于原刀库外，第二主轴可转动的安装在原刀库外，备用刀库上设有和库内转运装置衔接的安装位，库内转运装置将刀柄刀具组合体在原刀库和备用刀库之间转运。
6、更优选的，库内转运装置包括机械臂结构、旋转副、平移滑块、导轨，导轨固定安装在原刀库内，平移滑块滑设在导轨上，旋转副可转动地安装在平移滑块上，机械臂结构通过气动驱动实现夹持或松开刀柄刀具组合体，机械臂结构安装在旋转副上。
7、更优选的，库外转运装置包括第一支撑台、第一转台和第一转移壁，第一支撑台固定安装在备用刀库上，第一转台可升降和转动地安装在第一支撑台上，第一转移壁的一端连接第一转台、另一端可夹持刀柄刀具组合体，第一转移壁被第一转台带动围绕第一转台转动、将刀柄刀具组合体在备用刀库和第二主轴之间转运，第一转移壁通过气动驱动实现夹持或松开刀柄刀具组合体。
8、优选的，刀具检测装置包括传感器位移台、振动检测传感器和激光位移传感器，用于获取刀柄刀具组合体振动响应信息的振动检测传感器安装在第二主轴上，传感器位移台固定安装在备用刀库上，激光位移传感器滑设在传感器位移台上，滑动方向平行于第二主轴的中心轴的方向。
9、优选的，原刀库和备用刀库之间设有过渡台，库内转运装置、库外转运装置、第二主轴均安装在过渡台上，第二主轴可转动，第二主轴位于库内转运装置和库外转运装置之间，库内转运装置将刀柄刀具组合体在原刀库和第二主轴之间进行转运，刀具检测装置对第二主轴上的刀柄刀具组合体进行检测。
10、更优选的，刀具检测装置为对刀仪。
11、优选的，库内转运装置位于原刀库和第二主轴之间，库内转运装置包括第二支撑台、第二转台和第二转移壁，第二支撑台固定安装在过渡台上，第二转台可升降和转动地安装在第二支撑台上，第二转移壁的一端连接第二转台、另一端可夹持刀柄刀具组合体，第二转移壁被第二转台带动围绕第二转台转动、将刀柄刀具组合体在原刀库和第二主轴之间转移，第二转移壁通过气动驱动实现夹持或松开刀柄刀具组合体。
12、优选的，库外转运装置位于第二主轴和备用刀库之间，库外转运装置包括第三支撑台、第三转台和第三转移壁，第三支撑台固定安装在过渡台上，第三转台可升降和转动地安装在第三支撑台上，第三转移壁的一端连接第三转台、另一端可夹持刀柄刀具组合体，第三转移壁被第三转台带动围绕第三转台转动、将刀柄刀具组合体在备用刀库和第二主轴之间转移，第三转移壁通过气动驱动实现夹持或松开刀柄刀具组合体。
13、一种可实现数控加工中心不停工的刀具检测方法，基于上述刀具检测系统，包括如下步骤：
14、步骤a：在原刀库上选择被测刀具；
15、步骤b：将被测刀具转运到第二主轴上；
16、步骤c：对第二主轴上的刀具检测与对中；
17、步骤d：判定刀具是否失效，若是，则此刀具被换下，替换上新的刀具，返回步骤c；若否，则控制系统对此刀具进行补偿参数更新并将刀具放回原刀库；
18、检测过程中，所述数控中心的主轴不停工。
19、本专利技术的有益效果是：
20、(1)通过外置备用刀库、第二主轴和刀具检测装置，实现检测设备与加工设备分离，既能够实现加工主轴不停工状态下对加工中心刀具的检测、对中、补偿、换刀，避免了由于对刀、换刀而导致的停机或加工主轴占用导致的效率降低，又能够保证检测、换刀区域与加工区域之间有物理阻隔，保证了系统使用的安全性。
21、(2)备用刀库有多重作用：给原刀库提供新刀具，实现自动换刀；暂时存储替换下来的、已经检测为失效的刀具；采用人工更换方式，在机外实现旧刀取用与新刀替换，保证整个过程的高效安全。
22、(3)所述系统整体结构紧凑成本低。
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1.一种可实现数控加工中心不停工的刀具检测系统，其特征在于，包括原刀库(1)、备用刀库(2)、刀具检测装置(3)、转运装置(4)、第二主轴(5)、控制系统，备用刀库(2)为链式刀库，原刀库(1)为所述加工中心的主轴提供刀具，转运装置(4)包括库内转运装置(41)和库外转运装置(42)，库内转运装置(41)将刀柄刀具组合体(6)在原刀库(1)和备用刀库(2)之间或者在原刀库(1)和第二主轴(5)之间进行转运，刀具检测装置(3)对第二主轴(5)上的刀柄刀具组合体(6)进行检测，库外转运装置(42)将刀柄刀具组合体(6)在备用刀库(2)和第二主轴(5)之间进行转运。
2.根据权利要求1所述的刀具检测系统，其特征在于：库内转运装置(41)位于原刀库(1)内，备用刀库(2)、库外转运装置(42)和刀具检测装置(3)都位于原刀库(1)外，第二主轴(5)可转动的安装在原刀库(1)外，备用刀库(2)上设有和库内转运装置(41)衔接的安装位(21)，库内转运装置(41)将刀柄刀具组合体(6)在原刀库(1)和备用刀库(2)之间转运。
3.根据权利要求2所述的刀具检测系统，其特
4.根据权利要求2所述的刀具检测系统，其特征在于：库外转运装置(42)包括第一支撑台(421)、第一转台(422)和第一转移壁(423)，第一支撑台(421)固定安装在备用刀库(2)上，第一转台(422)可升降和转动地安装在第一支撑台(421)上，第一转移壁(423)的一端连接第一转台(422)、另一端可夹持刀柄刀具组合体(6)，第一转移壁(423)被第一转台(422)带动围绕第一转台(422)转动、将刀柄刀具组合体(6)在备用刀库(2)和第二主轴(5)之间转运，第一转移壁(423)通过气动驱动实现夹持或松开刀柄刀具组合体(6)。
5.根据权利要求3或4所述的刀具检测系统，其特征在于：刀具检测装置(3)包括传感器位移台(31)、振动检测传感器(32)和激光位移传感器(33)，用于获取刀柄刀具组合体(6)振动响应信息的振动检测传感器(32)安装在第二主轴(5)上，传感器位移台(31)固定安装在备用刀库(2)上，激光位移传感器(33)滑设在传感器位移台(31)上，滑动方向平行于第二主轴(5)的中心轴的方向。
6.根据权利要求1所述的刀具检测系统，其特征在于：原刀库(1)和备用刀库(2)之间设有过渡台(7)，库内转运装置(41)、库外转运装置(42)、第二主轴(5)均安装在过渡台(7)上，第二主轴(5)可转动，第二主轴(5)位于库内转运装置(41)和库外转运装置(42)之间，库内转运装置(41)将刀柄刀具组合体(6)在原刀库(1)和第二主轴(5)之间进行转运，刀具检测装置(3)对第二主轴(5)上的刀柄刀具组合体(6)进行检测。
7.根据权利要求6所述的刀具检测系统，其特征在于：刀具检测装置(3)为对刀仪。
8.根据权利要求6所述的刀具检测系统，其特征在于：库内转运装置(41)位于原刀库(1)和第二主轴(5)之间，库内转运装置(41)包括第二支撑台(411)、第二转台(412)和第二转移壁(413)，第二支撑台(411)固定安装在过渡台(7)上，第二转台(412)可升降和转动地安装在第二支撑台(411)上，第二转移壁(413)的一端连接第二转台(412)、另一端可夹持刀柄刀具组合体(6)，第二转移壁(413)被第二转台(412)带动围绕第二转台(412)转动、将刀柄刀具组合体(6)在原刀库(1)和第二主轴(5)之间转移，第二转移壁(413)通过气动驱动实现夹持或松开刀柄刀具组合体(6)。
9.根据权利要求6所述的刀具检测系统，其特征在于：库外转运装置(42)位于第二主轴(5)和备用刀库(2)之间，库外转运装置(42)包括第三支撑台(411’)、第三转台(412’)和第三转移壁(413’)，第三支撑台(411’)固定安装在过渡台(7)上，第三转台(412’)可升降和转动地安装在第三支撑台(411’)上，第三转移壁(413’)的一端连接第三转台(412’)、另一端可夹持刀柄刀具组合体(6)，第三转移壁(413’)被第三转台(412’)带动围绕第三转台(412’)转动、将刀柄刀具组合体(6)在备用刀库(2)和第二主轴(5)之间转移，第三转...
【技术特征摘要】
1.一种可实现数控加工中心不停工的刀具检测系统，其特征在于，包括原刀库(1)、备用刀库(2)、刀具检测装置(3)、转运装置(4)、第二主轴(5)、控制系统，备用刀库(2)为链式刀库，原刀库(1)为所述加工中心的主轴提供刀具，转运装置(4)包括库内转运装置(41)和库外转运装置(42)，库内转运装置(41)将刀柄刀具组合体(6)在原刀库(1)和备用刀库(2)之间或者在原刀库(1)和第二主轴(5)之间进行转运，刀具检测装置(3)对第二主轴(5)上的刀柄刀具组合体(6)进行检测，库外转运装置(42)将刀柄刀具组合体(6)在备用刀库(2)和第二主轴(5)之间进行转运。
2.根据权利要求1所述的刀具检测系统，其特征在于：库内转运装置(41)位于原刀库(1)内，备用刀库(2)、库外转运装置(42)和刀具检测装置(3)都位于原刀库(1)外，第二主轴(5)可转动的安装在原刀库(1)外，备用刀库(2)上设有和库内转运装置(41)衔接的安装位(21)，库内转运装置(41)将刀柄刀具组合体(6)在原刀库(1)和备用刀库(2)之间转运。
3.根据权利要求2所述的刀具检测系统，其特征在于：库内转运装置(41)包括机械臂结构(401)、旋转副(402)、平移滑块(403)、导轨(404)，导轨(404)固定安装在原刀库(1)内，平移滑块(403)滑设在导轨(404)上，旋转副(402)可转动地安装在平移滑块(403)上，机械臂结构(401)通过气动驱动实现夹持或松开刀柄刀具组合体(6)，机械臂结构(401)安装在旋转副(402)上。
4.根据权利要求2所述的刀具检测系统，其特征在于：库外转运装置(42)包括第一支撑台(421)、第一转台(422)和第一转移壁(423)，第一支撑台(421)固定安装在备用刀库(2)上，第一转台(422)可升降和转动地安装在第一支撑台(421)上，第一转移壁(423)的一端连接第一转台(422)、另一端可夹持刀柄刀具组合体(6)，第一转移壁(423)被第一转台(422)带动围绕第一转台(422)转动、将刀柄刀具组合体(6)在备用刀库(2)和第二主轴(5)之间转运，第一转移壁(423)通过气动驱动实现夹持或松开刀柄刀具组合体(6)。
5.根据权利要求3或4所述的刀具检测系统，其特征在于：刀具检测装置(3)包括传感器位移台(31)、振动检测传感器(32)和激光位移传感器(33)，用于获取刀柄刀具组合体(6)振动响应...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐捷，陈振航，乐祺中，罗少辉，
申请(专利权)人：深圳市粤精机械装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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