一种自动修磨刀具系统及其使用方法与流程

本发明具体涉及一种自动修磨刀具系统及其使用方法。

背景技术：

目前市场上存在的磨刀机有两种，一种为纯手工磨刀机，一种是半自动磨刀机。纯手工虽然能修磨出不同角度的刀具，但是对技术工人要求高：技术含量高，经验积累难，劳动强度大，费时也费力。半自动磨刀机，此种方法为马达电机带动砂轮转动，手工把刀具贴近砂轮，利用砂轮高速运转来修磨刀具，其中刀具的深度，研磨量，角度等等依靠装置的定位销来限制，对于操作工人的技术要求比较低，省时也省力。但是，由于此方法修磨是不需要用到研磨油的，所以修磨后刀具表面比较粗糙；定位销是固定的，设备用久后，砂轮会磨损，一旦砂轮磨损，修磨出来的刀精度大大下降了；同时此磨刀机修磨刀具种类单一，维修比较困难，适应性比较差。

技术实现要素：

本发明针对背景技术所提出的问题，发明了一种自动修磨刀具系统及其使用方法，该系统能够实现自动修磨，减少人工操作，提高刀具精度；同时本系统还提供利用研磨油修磨，提高刀具表面光洁度。

本发明的技术方案是：一种自动修磨刀具系统，包括磨刀机及与磨刀机通讯的机械手，其中，所述磨刀机包括机体，所述机体上设置有砂轮固定装置、刀具固定装置以及用于推动所述刀具固定装置的气缸，其中，所述砂轮固定装置上固定有砂轮库，同时，还包括控制系统，所述控制系统包括控制模块，以及与所述控制模块连接的归零模块、砂轮库模块、参数建模模块、速度设置模块和运动模块，其中，所述归零模块用于检查磨刀机的安全条件、恢复和记录轴的位置以及复位气缸，所述砂轮库模块用于调用砂轮，所述参数建模模块用于计算详细的修磨刀具路径，所述速度设置模块用于对修磨路径进行速度规划，所述运动模块用于使电机安装规划的路径进行运动。

进一步的，所述机体上还设置有对刀传感器，所述对刀传感器包括一长度传感器和一角度传感器，其中，所述长度传感器用于对刀的长度进行定位，多数角度传感器用于检测刃口的方向。

进一步的，所述磨刀机上还设置有输出输入装置，所述输出输入装置包括与所述控制模块连接的键盘，显示屏，且其中所述显示屏为触摸显示屏。

进一步的，所述磨刀机上还设置有三色灯，通过三色灯的颜色变换来显示该磨刀机的工作状态。

进一步的，所述机体上还设置有一防护门，在工作的时候所述防护门是关的，要安装刀具和卸载刀具的时候要打开防护门。

本发明还提供了上述自动修磨刀具系统的使用方法，所述自动修磨刀具系统的使用方法包括如下步骤：

1、打开磨刀机，并通过控制系统中的归零模块检查连接硬件是否正确，检查外部环境是否处于安全状态，初始化外部硬件；

2、选择要修磨的刀具的类型以及修磨刀具的砂轮；

3、设置具体的参数，参数具体包括：是否修磨端面，是否修磨厚刀面，是否修磨侧刃，是否需要精磨等；刀具基本参数，直径，后刀面角度，顶角，前角等；补正参数，后刀面补正，角度补正，位置补正；

4、开始运作。

进一步的，在对刀过程中，先检查刀具的长度，然后检测刃口方向。

进一步的，砂轮的自动首先砂轮库里面已经保存有砂轮，然后用户在刀具参数界面里面有一个砂轮选择，最后在加工的时候，系统会根据用户选择的砂轮，利用传动装置，把选中的砂轮从砂轮库里面挑选出来，并固定好。

本发明的有益效果体现在：本发明系统结合砂轮参数，加工参数，机构参数，检查参数，自动进行几何计算，然后统一得到修磨刀具的全部路径，实现了自动修磨刀具，同时精度高。再加上利用研磨油修磨，表面光洁度好。同时结合机器人上下料以及自动更换砂轮的方式，更好的实现了刀具的循环利用，节约成本，提高了效益。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为所述刀具系统的结构示意图；

图2为所述磨刀机的使用方法；

图3为所述控制系统的结构示意图；

图4为归零模块的结构示意图；

图5为砂轮库模块的工作方法；

图6为参数建模模块的工作方法；

其中：1、砂轮固定装置，2、砂轮库，3、显示屏，4、三色灯。

具体实施方式

实施例：结合图1所示，为本发明提供的一种自动修磨刀具系统，包括磨刀机及与磨刀机通讯的机械手，其中，所述磨刀机包括机体，所述机体上设置有砂轮固定装置1、刀具固定装置以及用于推动所述刀具固定装置的气缸，其中，所述砂轮固定装置上固定有砂轮库2。

同时，还包括控制系统，所述控制系统包括控制模块，以及与所述控制模块连接的归零模块、砂轮库模块、参数建模模块、速度设置模块和运动模块，其中，归零模块模块是本发明系统中的启动模块，它负责检查设备安全条件，恢复和记录轴的位置，复位气缸等功能。归零模块运行后，首先检查气压和安全门是否处于安全状态，接着检查气缸所处的位置，如果气缸不在开始位置，要对气缸进行动作；最后各个轴按照顺序额进行归零，记录了轴当前的位置。如果在气缸动作，各个轴归零过程中出现异常，设备都会提示，并且需要人工处理完再继续执行归零模块，直到归零成功，才能进行下一步工作，归零模块如图4所示。

砂轮库模块模块。由于修磨不同刀具，用的砂轮形状可能不一样，砂轮库模块能使客户能方便，快速，正确调用砂轮。砂轮库模块的实现方法如5所示，先把砂轮分类，比如e4，dr，dl，os等，然后同一种砂轮分材质：研磨高速钢和研磨钨钢的；同时每一个砂轮以及参数都有对应的图片显示，这样直观的分辨不同的砂轮；最后砂轮保存的还可以修改砂轮名字和砂轮使用次数，这样用户更能区分不同砂轮。

参数建模模块是本发明系统中的一个主模块，它结合砂轮参数、加工参数、机械参数和检测参数，进行几何计算，最后得到精确的详细修磨刀具路径。参数建模模块实际上就是几何计算模块，它里面包含了大量的数学算法。本模块实现方法如图6所示，通过了几何算法得到结果后，设定利用砂轮哪个位置进行修磨后，规划刀具所走的路径，一步一步分解出来，然后再连接起来，形成了修磨的整个刀路。在规划路径的时候要注意砂轮的选择方向，同时需要注意砂轮的避让区域，避免撞刀。

速度设置模块是修磨刀具全部路径出来后，对各个修磨路径进行速度规划。当遇需要用刀砂轮修磨的时候，速度需要慢一点；当砂轮修磨刀具的时候砂轮面跟刀具接触的时候修磨速度要快一点，相反砂轮修磨刀具的时候砂轮线跟刀具接触的时候修磨速度要慢一点；空走的时候速度为最大速度。同时每个步骤的速度用户都可以设置、修改，以便提高修磨效率。

运动模块是当修磨刀具的路径已经规划好，同时速度已经设置好。本模块就按照规划的修磨刀具路径，使电机运动执行规划的动作。同时运动过程中显示每一步加工过程中的详细信息，比如加工位置，加工的次数，加工的时间等等。

由于修磨刀具的步骤是一步一步分开然后结合的，由于一步一步执行效率非常低。为了提高效率，在没有碰撞的情况下，本系统加入了路径优化理念，把有些步骤同时进行，大大提高了修磨的效率。

在本实施例中，所述磨刀机上还设置有输出输入装置，所述输出输入装置包括与所述控制模块连接的键盘，显示屏3，且其中所述显示屏为触摸显示屏。

在本实施例中，所述磨刀机上还设置有三色灯4，通过三色灯4的颜色变换来显示该磨刀机的工作状态。

本发明还提供了所述磨刀机的工作流程，具体包括如下步骤，如图2所示：

1.本系统应用程序ymxt.exe(单机版客户端)启动，检查连接硬件是否正确，检查外部环境是否处于安全状态，初始化外部硬件。

2.外部气缸设置到开始状态，然后各个轴按照顺序依次归零，使外部全部部件设置到开始状态。

3.选择要修磨刀具的类型，本系统的刀具的类型有铣刀，钻头，倒角刀，丝锥，t型刀，阶梯钻，成型刀，球刀等十几种；

4.选择要修磨刀具的砂轮，核对砂轮尺寸和补正尺寸是否正确，然后确定进入刀具参数界面；

5.刀具的参数有几个大类。功能参数，是否修磨端面，是否修磨厚刀面，是否修磨侧刃，是否需要精磨等；刀具基本参数，直径，后刀面角度，顶角，前角等；补正参数，后刀面补正，角度补正，位置补正等；

6.刀具参数设置完毕后，按下开始后，系统发指令给机器人，然后机器人自动装载刀具，装载完成后机器人发指令给系统，系统进行关门，然后进行下一步操作；

7.刀具装载完成后关好门后，系统根据刀具砂轮的选择自动进行切换砂轮；

8.砂轮更换好后，设备进行对刀，最后自动修磨。自动修磨刀具过程中，如果遇到突发事件，可以进行停止和急停操作。并且加工过程进行到哪一步，同一步骤进行的次数，加工的时间等都有详细的显示。修磨完成后系统发指令给机器人进行刀具下料动作。

当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。