一種數(shù)控機(jī)床的刀庫(kù)刀位的檢測(cè)、定位裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種檢測(cè)、定位裝置及其檢測(cè)、定位方法，尤其涉及一種數(shù)控機(jī)床的刀 庫(kù)刀位的檢測(cè)、定位裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 刀庫(kù)系統(tǒng)是提供自動(dòng)化加工過程中所需之儲(chǔ)刀及換刀需求的一種裝置，其自動(dòng)換 刀機(jī)構(gòu)及可以儲(chǔ)放多把刀具的刀庫(kù)；改變了傳統(tǒng)以人為主的生產(chǎn)方式。藉由電腦程式的控 制，可以完成各種不同的加工需求，如銑削、鉆孔、鏜孔、攻牙等。大幅縮短加工時(shí)程，降低生 產(chǎn)成本；這是刀庫(kù)系統(tǒng)的最大特點(diǎn)。
[0003] 近年來刀庫(kù)的發(fā)展已超越其為工具機(jī)配件的角色，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床中。在數(shù) 控機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)展出符合工具機(jī)高精度、高效能、高可靠度及多工復(fù)合等概念之刀庫(kù)， 刀庫(kù)品質(zhì)的優(yōu)劣，關(guān)系到數(shù)控機(jī)床的整體效能表現(xiàn)。然而，目前數(shù)控機(jī)床的刀庫(kù)刀位的檢 測(cè)、定位裝置多采用機(jī)械式凸輪，比如臺(tái)灣臺(tái)大生產(chǎn)的盤式刀庫(kù)就是采用機(jī)械式凸輪進(jìn)行 刀位分度和定位的，機(jī)械式凸輪設(shè)計(jì)和制造成本高，限制了刀庫(kù)刀位定位檢測(cè)裝置的普及 和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于上述缺陷，本發(fā)明提供一種精度較高、速度快、成本低廉的數(shù)控機(jī)床的刀庫(kù)刀 位的檢測(cè)、定位裝置及其標(biāo)定方法。
[0005] 本發(fā)明的解決方案是：一種數(shù)控機(jī)床的刀庫(kù)刀位的檢測(cè)、定位裝置，其用于檢測(cè)數(shù) 控機(jī)床的刀庫(kù)（1)上的刀位，該裝置包括感應(yīng)式觸發(fā)器（3)、若干凸輪（2)、控制器：
[0006] 感應(yīng)式觸發(fā)器（3)固定安裝在刀庫(kù)（1)的外圍，且包括呈直線疊層設(shè)置的若干感 應(yīng)式接近開關(guān)（5);感應(yīng)式觸發(fā)器（3)用于在任意感應(yīng)式接近開關(guān)（5)受觸發(fā)時(shí)，發(fā)出電信 號(hào)X 1X2…Xn，其中，η代表感應(yīng)式接近開關(guān)（5)的數(shù)量，取值為正整數(shù)，X n代表第η個(gè)感應(yīng)式 接近開關(guān)（5)的狀態(tài)信號(hào)：導(dǎo)通或截止。
[0007] 若干凸輪⑵以刀庫(kù)⑴的旋轉(zhuǎn)軸（00'）為中心，環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸（00'）呈圓形或鏈 形均勻固定在刀庫(kù)（1)上，每個(gè)凸輪（2)代表刀庫(kù)（1)的一個(gè)刀位；每個(gè)凸輪（2)在平行于 或垂直于旋轉(zhuǎn)軸（〇〇'）方向上的長(zhǎng)度相同，所有凸輪（2)均勻地位于同一平面上，每個(gè)凸輪 (2)依據(jù)該長(zhǎng)度從凸輪（2)的一側(cè)至凸輪（2)的相對(duì)另一側(cè)而劃分為與若干感應(yīng)式接近開 關(guān)（5)相對(duì)應(yīng)的若干層，該若干層中至少有一層設(shè)置有凸起（4);凸起（4)用于在刀庫(kù)（1) 的旋轉(zhuǎn)下被旋轉(zhuǎn)至感應(yīng)式觸發(fā)器（3)時(shí)，觸發(fā)感應(yīng)式觸發(fā)器（3)中相應(yīng)的感應(yīng)式接近開關(guān) (5)；
[0008] 控制器電性連接于感應(yīng)式觸發(fā)器（3)，用于接收電信號(hào)X1X2…X n，并根據(jù)電信號(hào) X1X2…Xn檢測(cè)、定位刀庫(kù)⑴上的刀位；
[0009] 其中，該裝置滿足以下條件：
[0010] a.刀庫(kù)⑴的刀位數(shù)量與凸輪⑵的數(shù)量相等；凸輪⑵的層數(shù)與感應(yīng)式接近開 關(guān)（5)的數(shù)量相等；
[0011] b.任意兩個(gè)凸輪（2)，在以下兩者特征中至少有一者特征不相同：特征一，每個(gè)凸 輪⑵的凸起⑷的數(shù)量；特征二，凸起⑷所在層在相應(yīng)凸輪⑵中的位置；
[0012] c.凸輪（2)的其中一層定義為零點(diǎn)層，所有零點(diǎn)層中只能有一個(gè)零點(diǎn)位置設(shè)置為 凸起（4)，刀庫(kù)（1)每轉(zhuǎn)一圈，識(shí)別一次零點(diǎn)層的凸起（4)。
[0013] 作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，若干凸輪（2)均勻安裝在刀庫(kù)（1)的環(huán)形側(cè)壁上，每 個(gè)凸輪（2)在平行于旋轉(zhuǎn)軸（00'）方向上的高度相同，每個(gè)凸輪（2)依據(jù)該高度自上而下 劃分為若干層，該若干層中至少有一層設(shè)置有凸起（4)。
[0014] 進(jìn)一步地，若干凸輪（2)均勻安裝在刀庫(kù)（1)的外部圓柱的側(cè)面上。
[0015] 進(jìn)一步地，若干凸輪（2)均勻安裝在刀庫(kù)（1)的內(nèi)部同心圓柱的側(cè)面上。
[0016] 作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，若干凸輪（2)均勻安裝在刀庫(kù)（1)的外部圓柱的 端面上，每個(gè)凸輪（2)在徑向自左而右劃分為若干層，該若干層中至少有一層設(shè)置有凸起 ⑷。
[0017] 作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，每個(gè)凸輪（2)為分層制作的多層結(jié)構(gòu)。
[0018] 作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，每個(gè)凸輪（2)為一體成型結(jié)構(gòu)。
[0019] 作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，感應(yīng)式接近開關(guān)（5)為電容式接近開關(guān)、或電感式 接近開關(guān)、或電磁式接近開關(guān)。
[0020] 作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該控制器為上位機(jī)或具有控制功能的集成電路。
[0021] 本發(fā)明還提供一種數(shù)控機(jī)床的刀庫(kù)刀位的檢測(cè)、定位方法，其應(yīng)用于上述任意數(shù) 控機(jī)床的刀庫(kù)刀位的檢測(cè)、定位裝置，該方法包括以下步驟：
[0022] 步驟一、安裝該裝置：
[0023] I.安裝若干凸輪（2):凸輪⑵以刀庫(kù)⑴的旋轉(zhuǎn)軸（00'）為中心，環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸 (〇〇'）呈圓形均勻固定在刀庫(kù)（1)上，每個(gè)凸輪（2)代表刀庫(kù)（1)的一個(gè)刀位；
[0024] II.安裝感應(yīng)式觸發(fā)器（3):感應(yīng)式觸發(fā)器（3)固定安裝在刀庫(kù)（1)的外圍，且感 應(yīng)式觸發(fā)器（3)與其中一個(gè)凸輪（2)相對(duì)應(yīng)：感應(yīng)式觸發(fā)器（3)的若干感應(yīng)式接近開關(guān)（5) 與相應(yīng)凸輪（2)的若干層一一分別對(duì)應(yīng)；
[0025] III.感應(yīng)式觸發(fā)器（3)電性連接至控制器；
[0026] 步驟二、檢測(cè)、定位刀庫(kù)（1)上的刀位：
[0027] I.旋轉(zhuǎn)刀庫(kù)（1):當(dāng)凸起⑷在刀庫(kù)⑴的旋轉(zhuǎn)下被旋轉(zhuǎn)至感應(yīng)式觸發(fā)器（3)時(shí)， 觸發(fā)感應(yīng)式觸發(fā)器（3)中相應(yīng)的感應(yīng)式接近開關(guān)（5);
[0028] II.感應(yīng)式觸發(fā)器（3)發(fā)送電信號(hào)X1X2…Xn至該控制器，該控制器根據(jù)電信號(hào) X1X2…XJ;!定刀庫(kù)（1)上的刀位。
[0029] 本發(fā)明通過環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸（00'）呈圓形均勻固定在刀庫(kù)（1)上的若干凸輪（2)，每 個(gè)凸輪（2)代表刀庫(kù)（1)的一個(gè)刀位，結(jié)合感應(yīng)式觸發(fā)器（3)，當(dāng)代表具體刀位的凸輪（2) 觸發(fā)感應(yīng)式觸發(fā)器（3)時(shí)，與感應(yīng)式觸發(fā)器（3)電性連接的控制器即可精確、快速的對(duì)刀庫(kù) (1)上的刀位實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、定位。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1提供的數(shù)控機(jī)床的刀庫(kù)刀位的檢測(cè)、定位裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0031] 圖2是圖1中刀庫(kù)的俯視圖。
[0032] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的處于刀位1的凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的處于刀位2的凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例1的處于刀位3的凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例1的處于刀位4的凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例1的處于刀位5的凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037] 圖8是本發(fā)明實(shí)施例1的處于刀位6的凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038] 圖9是本發(fā)明實(shí)施例1的處于刀位7的凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039] 圖10是本發(fā)明實(shí)施例1的處于刀位8的凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040] 圖11是本發(fā)明實(shí)施例1的處于刀位9的凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041] 圖12是本發(fā)明實(shí)施例1的處于刀位10的凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042] 圖13是本發(fā)明實(shí)施例1的處于刀位11的凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043] 圖14是本發(fā)明實(shí)施例1的處于刀位12的凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖15是本發(fā)明實(shí)施例2提供的數(shù)控機(jī)床的刀庫(kù)刀位的檢測(cè)、定位裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0045] 圖16是本發(fā)明實(shí)施例3提供的數(shù)控機(jī)床的刀庫(kù)刀位的檢測(cè)、定位裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0047] 本發(fā)明的數(shù)控機(jī)床的刀庫(kù)刀位的檢測(cè)、定位裝置用于檢測(cè)數(shù)控機(jī)床的刀庫(kù)上的刀 位。請(qǐng)一并參閱圖1及圖2,本發(fā)明實(shí)施例1提出的數(shù)控機(jī)床的刀庫(kù)刀位的檢測(cè)、定位裝置 包括感應(yīng)式觸發(fā)器3、若干凸輪2、控制器（圖未視，可以是上位機(jī)，也可以是具有控制功能 的集成電路）。
[0048] 感應(yīng)式觸發(fā)器3固定安裝在刀庫(kù)1的外圍，且包括呈直線疊層設(shè)置的若干感應(yīng)式 接近開關(guān)5。感應(yīng)式觸發(fā)器3用于在任意感應(yīng)式接近開關(guān)5受觸發(fā)時(shí)，發(fā)出電信號(hào)X 1X^Xn, 其中，η代表感應(yīng)式接近開關(guān)5的數(shù)量，取值為正整數(shù)，Xn代表第η個(gè)感應(yīng)式接近開關(guān)5的 狀態(tài)信號(hào)：導(dǎo)通或截止。在本實(shí)