本發(fā)明涉及數(shù)控自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于數(shù)控加工中心機(jī)床的刀具自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)及其識(shí)別方法。

背景技術(shù)：

隨著制造業(yè)朝自動(dòng)化、智能化方向的發(fā)展，數(shù)控加工中心機(jī)床的廣泛使用，輔助工序時(shí)間的縮短，加工精度的提升，為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，但作為制造車間不可或缺的切削刀具的管理技術(shù)卻相對(duì)落后。目前刀具的幾何尺寸、磨損尺寸、刀具壽命等一般還是依靠手工錄入，一方面會(huì)因?yàn)槿藶椴僮鞒霈F(xiàn)差錯(cuò)而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失，另外也存在手工操作、效率低下等不足。目前有些研究機(jī)構(gòu)提出了基于射頻技術(shù)（rfid）的刀具自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，一般都基于pc機(jī)、西門子s7300/400plc或開放性好的西門子840d系統(tǒng)與rfid讀寫器的通信以實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)識(shí)別，但在國內(nèi)市場占有率較高的發(fā)那科（fanuc）數(shù)控系統(tǒng)由于自身的特點(diǎn)，一直沒有相關(guān)的應(yīng)用出現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理、使用方便的一種應(yīng)用于數(shù)控加工中心機(jī)床的刀具自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)及其識(shí)別方法，它的設(shè)備部分包括：數(shù)控機(jī)床、巴魯夫處理器、讀寫頭與安裝編碼塊的刀柄；數(shù)控機(jī)床與巴魯夫處理器采用profibusdp通信，巴魯夫處理器與讀寫頭采用電纜連接，讀寫頭與安裝編碼塊的刀柄采用非物理連接；它的識(shí)別方法為：讀操作使能時(shí)，當(dāng)安裝有編碼塊的刀柄進(jìn)入機(jī)床工作區(qū)域時(shí)，識(shí)別系統(tǒng)自動(dòng)讀取編碼塊上的數(shù)據(jù)，并自動(dòng)更新刀具補(bǔ)償畫面對(duì)應(yīng)刀號(hào)的補(bǔ)償值；寫操作使能時(shí)，識(shí)別系統(tǒng)自動(dòng)將數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)寫入刀柄編碼塊，實(shí)現(xiàn)刀具數(shù)據(jù)的更新；復(fù)位操作時(shí)，取消讀/寫使能，讀寫頭不讀/寫數(shù)據(jù)；系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的報(bào)警顯示在用戶界面上。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明有益效果為：本發(fā)明所述的一種應(yīng)用于數(shù)控加工中心機(jī)床的刀具自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)及其識(shí)別方法，它能夠?qū)崟r(shí)讀取安裝有編碼塊刀柄的刀具補(bǔ)償數(shù)據(jù)（刀具幾何值、磨損值等），并可根據(jù)刀具的使用情況及時(shí)更新編碼塊數(shù)據(jù)，避免人工輸入刀具補(bǔ)償數(shù)據(jù)可能存在的誤操作，同時(shí)提高了刀具補(bǔ)償數(shù)據(jù)輸入的效率；除此之外讀/寫過程中出現(xiàn)故障或錯(cuò)誤時(shí)將在數(shù)控機(jī)床液晶屏上顯示用戶報(bào)警。本系統(tǒng)立意新穎，能夠適應(yīng)智能制造技術(shù)發(fā)展的新要求。

附圖說明

此處所說明的附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，在附圖中：

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的原理框圖；

圖2為數(shù)控機(jī)床側(cè)通信接口區(qū)的輸入/輸出（di/do）地址設(shè)置示意圖；

圖3為設(shè)置巴魯夫處理器從站地址的8位二進(jìn)制撥碼開關(guān)；

圖4為pmc梯形圖讀、寫子程序調(diào)用時(shí)的示意圖；

圖5為數(shù)控機(jī)床pmc數(shù)據(jù)表（待寫入數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)）的詳細(xì)信息；

圖6為數(shù)控機(jī)床刀具幾何值與磨損值補(bǔ)償畫面；

圖7為通信過程中存在故障或錯(cuò)誤時(shí)的數(shù)控機(jī)床報(bào)警信息提示。

附圖標(biāo)記說明：

1-數(shù)控機(jī)床、2-巴魯夫處理器、3-讀寫頭、4-安裝編碼塊的刀柄。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明，其中的示意性實(shí)施例以及說明僅用來解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

如圖1所示，本具體實(shí)施方式所述的一種應(yīng)用于數(shù)控加工中心機(jī)床的刀具自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)及其識(shí)別方法，它的設(shè)備部分包括數(shù)控機(jī)床、巴魯夫處理器、讀寫頭與安裝編碼塊的刀柄；數(shù)控機(jī)床與巴魯夫處理器采用profibusdp通信，巴魯夫處理器與讀寫頭采用電纜連接，讀寫頭與安裝編碼塊的刀柄采用非物理連接；實(shí)施時(shí)在數(shù)控機(jī)床profibusmaster主站畫面配置總線通信參數(shù)；并增加用于與巴魯夫處理器通信的梯形圖程序、報(bào)警信息等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)安裝在刀柄上的數(shù)據(jù)塊以非接觸式方式進(jìn)行讀、寫與復(fù)位操作。如果通信存在故障或錯(cuò)誤，報(bào)警信息將顯示在數(shù)控機(jī)床用戶界面上。

進(jìn)一步地：所述數(shù)控機(jī)床配置了雙插槽的fanuc數(shù)控系統(tǒng)，安裝了profibusdp主站板與主站功能；數(shù)控機(jī)床為profibusdp主站，其控制器為數(shù)控機(jī)床內(nèi)置pmc；巴魯夫處理器為profibusdp從站，具有profibusdp從站通信接口與從站通信功能；所述數(shù)控機(jī)床為profibusdp通信主站，與從站通信的參數(shù)在數(shù)控機(jī)床上設(shè)置（如圖2所示）；與從站通信的參數(shù)包括：總線參數(shù)表、從站表、從站單元參數(shù)、模塊數(shù)據(jù)、輸入/輸出緩沖區(qū)地址、運(yùn)行方式等通信參數(shù)的設(shè)置；巴魯夫處理器的從站地址由二進(jìn)制編碼的8位撥碼開關(guān)設(shè)置（如圖3所示）。

進(jìn)一步地：所述數(shù)控機(jī)床profibusdp主站畫面配置有總線通信參數(shù)；pmc畫面添加了與巴魯夫處理器通信的pmc梯形圖程序與報(bào)警信息。

本具體實(shí)施方式所述的一種應(yīng)用于數(shù)控加工中心機(jī)床的刀具自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)及其識(shí)別方法，它的識(shí)別方法為：讀操作使能時(shí)，當(dāng)安裝有編碼塊的刀柄進(jìn)入機(jī)床工作區(qū)域時(shí)，識(shí)別系統(tǒng)自動(dòng)讀取編碼塊上的數(shù)據(jù)，并自動(dòng)更新刀具補(bǔ)償畫面對(duì)應(yīng)刀號(hào)的補(bǔ)償值；寫操作使能時(shí)，識(shí)別系統(tǒng)自動(dòng)將數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)寫入刀柄編碼塊，實(shí)現(xiàn)刀具數(shù)據(jù)的更新；復(fù)位操作時(shí)，取消讀/寫使能，讀寫頭不讀/寫數(shù)據(jù)；系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的報(bào)警顯示在用戶界面上。

進(jìn)一步地：所述讀操作使能和寫操作使能是由數(shù)控機(jī)床上按鍵控制而使pmc內(nèi)部保持型繼電器（k）置位時(shí)的狀態(tài)。

進(jìn)一步地：所述機(jī)床工作區(qū)域是機(jī)床上安裝的讀寫頭能夠識(shí)別的區(qū)域。

進(jìn)一步地：所述識(shí)別系統(tǒng)自動(dòng)讀取編碼塊上的數(shù)據(jù)是存放在編碼塊上的刀具編號(hào)與刀具幾何補(bǔ)償值與磨損補(bǔ)償值。

進(jìn)一步地：所述自動(dòng)更新相應(yīng)刀號(hào)的補(bǔ)償值是更新相應(yīng)刀具的幾何補(bǔ)償值與刀具的磨損補(bǔ)償值。

進(jìn)一步地：所述數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)是指數(shù)控機(jī)床pmc程序中指定的數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地：所述系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的報(bào)警是指因?yàn)榘汪敺蛱幚砥?、讀寫頭存在故障或斷線而產(chǎn)生的報(bào)警。

本發(fā)明中主站控制器為數(shù)控機(jī)床的內(nèi)置pmc，采用梯形圖編程方式，分別調(diào)用讀、寫子程序?qū)崿F(xiàn)（如圖4所示）。

讀操作使能時(shí)，當(dāng)安裝有編碼塊的刀柄進(jìn)入處理器能夠識(shí)別的區(qū)域時(shí)，pmc向指定的輸出緩沖區(qū)發(fā)出命令碼（0x01）、編碼塊上數(shù)據(jù)存放的首地址、字節(jié)數(shù)，并置位命令開始信號(hào)（av），接著pmc監(jiān)控輸入接口區(qū)命令完成標(biāo)志位（ae），若該位（av）置位，則讀取輸入緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)，并復(fù)位命令開始信號(hào)（av），pmc監(jiān)控到命令完成標(biāo)志位（ae）復(fù)位的信號(hào)后調(diào)用pmc窗口寫功能將輸入接口數(shù)據(jù)傳送至對(duì)應(yīng)刀號(hào)實(shí)現(xiàn)刀具補(bǔ)償數(shù)據(jù)的更新（如圖5所示）。

寫操作使能時(shí)，當(dāng)安裝有編碼塊的刀柄進(jìn)入處理器能夠識(shí)別的區(qū)域時(shí)，pmc向指定的輸出緩沖區(qū)發(fā)出命令碼（0x02）、編碼塊上數(shù)據(jù)存放的首地址、字節(jié)數(shù)，并置位命令開始信號(hào)（av），處理器接受到控制器發(fā)來的命令后置位命令執(zhí)行中數(shù)據(jù)位（aa），同時(shí)取反輸出觸發(fā)位（to）的狀態(tài)；pmc檢測到命令執(zhí)行中數(shù)據(jù)位（aa）置位、輸出觸發(fā)位（to）改變時(shí)，將預(yù)置的數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)（如圖6所示）寫入輸出緩沖區(qū)，并取反輸入觸發(fā)位（ti），接著pmc監(jiān)控輸入接口區(qū)命令完成標(biāo)志位（ae），若該位（ae）置位，則復(fù)位命令開始信號(hào)（av），隨后處理器復(fù)位命令執(zhí)行中數(shù)據(jù)位（aa）與命令完成標(biāo)志位（ae）位。

復(fù)位操作時(shí)，取消讀/寫使能，讀寫頭即使接近安裝有數(shù)據(jù)塊的刀柄也不會(huì)讀/寫數(shù)據(jù)。為了實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)通信過程中存在的故障或錯(cuò)誤，定義了pmc報(bào)警信息（message），例如當(dāng)讀寫頭與處理器斷線時(shí)數(shù)控機(jī)床用戶界面上將出現(xiàn)報(bào)警信息提示（如圖7所示）。

本發(fā)明所述的一種應(yīng)用于數(shù)控加工中心機(jī)床的刀具自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)及其識(shí)別方法，它能夠?qū)崟r(shí)讀取安裝有編碼塊刀柄的刀具補(bǔ)償數(shù)據(jù)（刀具幾何值、磨損值等），并可根據(jù)刀具的使用情況及時(shí)更新編碼塊數(shù)據(jù)，避免人工輸入刀具補(bǔ)償數(shù)據(jù)可能存在的誤操作，同時(shí)提高了刀具補(bǔ)償數(shù)據(jù)輸入的效率；除此之外讀/寫過程中出現(xiàn)故障或錯(cuò)誤時(shí)將在數(shù)控機(jī)床液晶屏上顯示用戶報(bào)警。本系統(tǒng)立意新穎，能夠適應(yīng)智能制造技術(shù)發(fā)展的新要求。

以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，故凡依本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍內(nèi)。