一种数控机床系统及其控制方法与流程

本技术涉及数控车床，更具体地说，涉及一种数控机床系统及其控制方法。

背景技术：

1、目前，在数控加工领域，数控加工主要是通过cam(计算机辅助制造)软件对cad绘制的图纸定义和生成用于机床加工的加工路径，根据加工路径进行机床加工。

2、现有技术公开号为cn109317714b的文献提供一种数控机床系统及其控制方法，该系统控制器装置根据人机界面装置输入的待加工工件的加工参数自动生成钻孔加工路径，电主轴装置根据所述钻孔加工路径对待加工工件进行钻孔加工，通过在人机界面装置上输入待加工工件的加工参数即可自动生成钻孔加工路径，节省了人工编程的时间，提高了数控机床在钻孔加工时的效能。

3、上述中的现有技术方案虽然通过现有技术的结构可以实现与有关的有益效果，但是当工件钻孔参数较为复杂，具有多种类尺寸参数，常需调配不同尺寸型号的刀具进行钻孔加工，而传统的数控车床常为单个工作刀盘，在进行设计时，当工作刀盘的带刀数量设计增加时，车床的体积亦会随之增大，需二者进行取舍。

4、针对上述中的相关技术中，发明人认为可通过增设一个备用刀盘，通过合理的布局及高效的换刀控制系统，提高刀具的存储数量及换刀效率。鉴于此，我们提出一种数控机床系统及其控制方法。

技术实现思路

1、1.要解决的技术问题

2、本技术的目的在于提供一种数控机床系统及其控制方法，解决了现有技术中车床的体积及工作刀盘的横截面积限制了刀具的携带数量的技术问题，实现了提高刀具的存储数量及换刀效率的技术效果。

3、2.技术方案

4、本技术实施例提供了一种数控机床系统，包括人机界面、分析模块、控制模块和存储模块；

5、人机界面，用于工件加工参数获取；

6、分析模块，用于对加工参数分析及获取待使用的刀具信息，并根据刀具信息与存储模块的刀具数据库进行匹配，获取实际待使用的刀具位置；

7、控制模块，根据分析模块获取的刀具信息控制工作刀盘和备用刀盘、工作刀盘和主轴上的刀具切换及主轴的工作；

8、存储模块内的存储器，用于对加工参数存储；

9、存储模块内的刀具数据库，用于对各刀具的型号及对应的位置进行实时存储记录。

10、通过采用上述技术方案，通过工作刀盘和备用刀盘的设置，增大了刀具的存储量，且工作刀盘和备用刀盘、工作刀盘和主轴上的刀具可相互切换，实现快速换刀，大大提高了钻孔效率，摆脱了传统的仅通过增大工作刀盘的的体积来增加刀具存储量导致数控车床体积增大的问题；通过加工参数获取刀具信息并与刀具数据库进行匹配，从而实现对工作刀具的快速调配，降低换刀的等待时间。

11、作为本技术文件技术方案的一种可选方案，所述备用刀盘包括刀盘主体和若干个相互滑动连接的支撑块，所述刀盘主体一端连接有驱动部件，所述刀盘主体连接在驱动部件的输出端，所述驱动部件带动刀盘主体转动，所述支撑块上固定有自紧钻夹头，相互滑动连接的支撑块的滑动方向为刀盘主体的轴线方向，所述刀盘主体上固定有若干第一定位柱，所述支撑块上开设有第一定位孔，所述第一定位孔内插接配合有第一定位柱，所述第一定位柱与第一定位孔插接配合将支撑块限位在刀盘主体上。

12、作为本技术文件技术方案的一种可选方案，所述工件加工参数是通过在人机界面进行主动编写或读取获得。

13、作为本技术文件技术方案的一种可选方案，所述分析模块获取待使用的刀具信息包括刀具的型号和刀具的使用顺序，通过刀具型号与刀具数据库内的刀具进行匹配。

14、作为本技术文件技术方案的一种可选方案，所述分析模块在获取实际待使用的刀具位置后，判断第一个待使用的刀具是否存在工作刀盘或主轴上；

15、当第一待使用刀具处在主轴上，控制模块直接控制主轴根据加工参数进行工作；

16、当第一个待使用刀具处在工作刀盘上，将该刀具切换至换刀位，通过换刀器将主轴和工作刀盘换刀位上的刀具进行互换；

17、当第一待使用刀具处于备用刀盘上，控制模块控制工作刀盘与备用刀盘进行刀具切换，再通过换刀器将工作刀盘上的第一待使用刀具切换至主轴上。

18、作为本技术文件技术方案的一种可选方案，所述推顶模块包括弧形块，所述弧形块上固定有若干第二定位柱，所述支撑块上开设有若干第二定位孔，所述第二定位柱与第二定位孔插接配合将弧形块插接到支撑块上，所述伸缩缸的输出轴与弧形块固定连接，所述支撑块上固定有第一电磁铁，所述弧形块上固定有第二电磁铁。

19、作为本技术文件技术方案的一种可选方案，主轴带动刀具对工件进行钻孔加工时，控制模块根据分析模块获取的剩余的待使用刀具信息进行刀具位置切换，同时控制模块控制工作刀盘上的第二个待使用的刀具切换至换刀位。

20、通过采用上述技术方案，在第一个刀具加工时，将处在备用刀盘上的待使用刀具切换至工作刀盘上，同时控制模块控制工作刀盘上的第二个待使用的刀具切换至换刀位，可有效的降低刀具的切换时间，提高切换效率。

21、作为本技术文件技术方案的一种可选方案，在自紧钻夹头内设置压力传感器，刀具插入自紧钻夹头内，压力传感器检测到压力值并形成电信号传输给刀具数据库，刀具数据库将切换的刀具型号及对应的位置进行更新。

22、通过采用上述技术方案，通过压力传感器配合刀具数据库实时更新，有效的解决在换刀器进行单侧空换刀具时，刀具数据库错误更新的问题。

23、作为本技术文件技术方案的一种可选方案，所述连接模块包括电机和弧形连接块，相邻的两个所述弧形连接块相互滑动连接，所述弧形连接块与弧形块同轴线，所述弧形块上开设有滑槽，所述弧形连接块与滑槽滑动配合，所述电机安装在弧形块上，所述电机的输出轴固定有齿轮，所述弧形连接块上固定有弧形齿条，所述弧形齿条与齿轮啮合传动。

24、作为本技术文件技术方案的一种可选方案，还包括支撑环、伸缩缸和若干推顶模块；

25、备用刀盘包括若干个相互滑动连接的支撑块；

26、支撑环用于若干推顶模块的支撑定位；

27、伸缩缸用于控制换刀位的推顶模块升降；

28、推顶模块用于推动备用刀盘上对应的支撑块升降并将对应的自紧钻夹头上的刀具与工作刀盘的自紧钻夹头进行刀具切换；

29、作为本技术文件技术方案的一种可选方案，还包括若干连接模块；

30、连接模块用于将相邻的两个推顶模块连接限位形成整体，在换刀备用刀盘与工作刀盘换刀具时，使多组相邻刀具同时切换。

31、通过采用上述技术方案，分析模块在获得待使用的刀具处在备用刀盘上且位置相邻，同时工作刀盘上具有不少于待切换刀具数量的相邻的自紧钻夹头空位，控制模块控制驱动部件调节备用刀盘上的相邻刀具移动至换刀位，通过备用刀盘上的刀具同时插入工作刀盘上的自紧钻夹头内，从而实现多组刀具的同时切换。

32、本技术还公开一种数控机床系统的控制方法，包括以下步骤：

33、通过人机界面对工件加工参数进行编写或读取；

34、人机界面将获取工件的加工参数传输至存储模块和分析模块，存储模块内的存储器对加工参数存储；

35、分析模块对工件的加工参数分析并根据加工参数获取待使用的刀具信息，同时分析模块从存储模块内的刀具数据库获取实际待使用的刀具位置；

36、控制模块根据分析模块获取的刀具信息控制工作刀盘和备用刀盘、工作刀盘和主轴上的刀具进行切换及控制主轴上的刀具根据加工参数进行加工；

37、刀具切换后，刀具数据库将切换的刀具型号及对应的位置进行实时存储记录。

38、作为本技术文件技术方案的一种可选方案，控制方法还包括工作刀盘和备用刀盘上的刀具切换方法，包括以下步骤：

39、备用刀盘上待使用的刀具转动至换刀位，工作刀盘上处于空位的自紧钻夹头切换至换刀位；

40、电机带动齿轮转动，通过啮合传动带动弧形齿条和弧形连接块运动，弧形连接块滑入相邻的推顶模块的滑槽内，将相邻的两个推动模块连接限位；

41、伸缩缸推动若干组相连的推顶模块上移运动，上移的推顶模块对应的第一电磁铁通电，第二定位柱插入第二定位孔，弧形块推顶对应的支撑块及自紧钻夹头上移；

42、备用刀盘的自紧钻夹头上的刀具插入工作刀盘上的自紧钻夹头内并夹紧，备用刀盘上的对应的自紧钻夹头张开，完成刀具的切换；

43、刀具数据库更新切换后的刀具位置及型号信息。

44、3.有益效果

45、本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

46、1.本技术通过工作刀盘和备用刀盘的设置，增大了刀具的存储量，且工作刀盘和备用刀盘、工作刀盘和主轴上的刀具可相互切换，实现快速换刀，大大提高了钻孔效率，摆脱了传统的仅通过增大工作刀盘的的横截面积来增加刀具存储量导致数控车床体积增大的问题；通过加工参数获取刀具信息并与刀具数据库进行匹配，从而实现对工作刀具的快速调配，降低换刀的等待时间。

47、2.本技术在第一个刀具加工时，将处在备用刀盘上的待使用刀具切换至工作刀盘上，同时控制模块控制工作刀盘上的第二个待使用的刀具切换至换刀位，可有效的降低刀具的切换时间，提高切换效率。

48、3.本技术通过压力传感器配合刀具数据库实时更新，有效的解决在换刀器进行单侧空换刀具时，刀具数据库错误更新的问题。

49、4.本技术通过连接模块的设置，可实现备用刀盘上的多组刀具同时切换至工作刀盘上的自紧钻夹头内。