CN108818095B - 一种换刀方法及数控机床 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种换刀方法及数控机床，换刀方法包括：接收换刀指令；读取所述换刀指令，确定待换刀具；控制所述伺服机构驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至换刀位置；控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述待换刀具与所述数控机床的主轴上的刀具互换位置。这样，通过设置一个伺服机构，并通过控制伺服机构在第一连接状态和第二连接状态之间切换，以使数控机床先后完成备刀操作和换刀操作，相比于现有技术中给刀库和机械手各配置一个伺服机构，可以有效降低数控机床的制作成本以及后期的维护成本。

Description

一种换刀方法及数控机床

技术领域

本发明涉及机床技术领域，尤其涉及一种换刀方法及数控机床。

背景技术

在工业自动化和智能化的时代，数控机床有着加工中心的美誉，而刀库和机械手作为其不可缺少的两个关键部件，在数控机床的应用中发挥着举足轻重的作用。

目前，刀库和机械手的电气控制是由各自的驱动***来实现。现有的控制方法主要有以下两种：第一种，刀库和机械手分别由各自的普通异步电机控制；第二种，刀库和机械手分别由各自的伺服机构驱动控制。其中，第一种控制方式，虽然控制成本低，但是效率低、可靠性差；而第二种控制方式，虽然效率高、可靠性高，但是成本高、维护复杂。

可见，现有技术中，刀库、机械手的驱动方案存在综合性能差的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种换刀方法及数控机床，以解决现有技术中，刀库、机械手的驱动方案存在综合性能差的问题。

本发明实施例提供了一种数控机床，包括：控制器、伺服机构、刀库和机械手，所述刀库设有刀库轴，所述机械手设有机械手轴，所述控制器与所述伺服机构电连接，所述控制器用于控制所述伺服机构在第一连接状态和第二连接状态之间切换，其中，在所述第一连接状态，所述伺服机构与所述刀库轴驱动连接；在所述第二连接状态，所述伺服机构与所述机械手轴驱动连接。

可选的，所述数控机床还包括显示屏，所述显示屏的显示界面上显示有功能按钮；

其中，所述功能按钮包括刀库手动调整按钮、机械手手动调整按钮、刀库中断恢复按钮、机械手中断恢复按钮中的至少一项。

本发明实施例还提供一种换刀方法，应用于上述数控机床，所述方法包括：

接收换刀指令；

读取所述换刀指令，确定待换刀具；

控制所述伺服机构驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至换刀位置；

控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述待换刀具与所述数控机床的主轴上的刀具互换位置。

可选的，所述控制所述伺服机构驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至换刀位置，包括：

根据所述待换刀具与所述换刀位置的第一位置关系，计算所述伺服机构的第一转动参数；

控制所述伺服机构按照所述第一转动参数驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至所述换刀位置。

可选的，所述读取所述换刀指令，确定待换刀具之后，所述控制所述伺服机构驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至换刀位置之前，所述方法还包括：

在所述主轴上的刀具为大刀，且所述待换刀具为小刀的情况下，控制所述伺服机构将所述主轴上的刀具还回至所述刀库中。

可选的，所述控制所述伺服机构将所述主轴上的刀具还回至所述刀库中，包括：

确定所述主轴上的大刀的刀具号；

根据所述大刀的刀具号确定所述大刀在所述刀库中的还刀位置；

根据所述还刀位置与所述换刀位置的第二位置关系，计算所述伺服机构的第二转动参数；

控制所述伺服机构按照所述第二转动参数驱动所述刀库轴转动，以使所述还刀位置转动至所述换刀位置；

控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述大刀还回至所述还刀位置。

可选的，所述控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述待换刀具与所述数控机床的主轴上的刀具互换位置，所述方法还包括：

根据所述待换刀具的刀具号以及所述主轴上的刀具的刀具号，更新所述刀库信息。

可选的，所述方法还包括：

在所述刀库轴转动的过程中出现中断的情况下，控制所述伺服机构将所述刀库轴返回到刀库轴原点；

或者，在所述机械手轴转动的过程中出现中断的情况下，操控所述数控机床的手轮将所述机械手轴返回到机械手轴原点。

本发明实施例还提供一种数控机床，包括：

接收模块，用于接收换刀指令；

确定模块，用于读取所述换刀指令，确定待换刀具；

第一控制模块，用于控制所述伺服机构驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至换刀位置；

第二控制模块，用于控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述待换刀具与所述数控机床的主轴上的刀具互换位置。

可选的，所述第一控制模块包括：

第一计算子模块，用于根据所述待换刀具与所述换刀位置的第一位置关系，计算所述伺服机构的第一转动参数；

第一控制子模块，用于控制所述伺服机构按照所述第一转动参数驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至所述换刀位置。

可选的，所述数控机床还包括：

第三控制模块，用于在所述主轴上的刀具为大刀，且所述待换刀具为小刀的情况下，控制所述伺服机构将所述主轴上的刀具还回至所述刀库中。

可选的，所述第三控制模块，包括：

第一确定子模块，用于确定所述主轴上的大刀的刀具号；

第二确定子模块，用于根据所述大刀的刀具号确定所述大刀在所述刀库中的还刀位置；

第二计算子模块，用于根据所述还刀位置与所述换刀位置的第二位置关系，计算所述伺服机构的第二转动参数；

第二控制子模块，用于控制所述伺服机构按照所述第二转动参数驱动所述刀库轴转动，以使所述还刀位置转动至所述换刀位置；

第三控制子模块，用于控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述大刀还回至所述还刀位置。

可选的，所述数控机床还包括：

更新模块，用于根据所述待换刀具的刀具号以及所述主轴上的刀具的刀具号，更新所述刀库信息。

可选的，所述数控机床还包括：

第四控制模块，用于在所述刀库轴转动的过程中出现中断的情况下，控制所述伺服机构将所述刀库轴返回到刀库轴原点；

操控模块，用于在所述机械手轴转动的过程中出现中断的情况下，操控所述数控机床的手轮将所述机械手轴返回到机械手轴原点。

本发明还提供一种数控机床，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述换刀方法的步骤。

这样，本发明实施例中，通过接收换刀指令；读取所述换刀指令，确定待换刀具；控制所述伺服机构驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至换刀位置；控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述待换刀具与所述数控机床的主轴上的刀具互换位置。这样，通过设置一个伺服机构，并通过控制伺服机构在第一连接状态和第二连接状态之间切换，以使数控机床先后完成备刀操作和换刀操作，相比于现有技术中给刀库和机械手配置普通异步电机，可以提升数控机床的效率和准确性，且相比于现有技术中给刀库和机械手各配置一个伺服机构，可以有效降低数控机床的制作成本以及后期的维护成本，从而可以有效提升数控机床的综合性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的换刀方法的流程图；

图2是本发明一实施例提供的数控机床的结构图；

图3是本发明另一实施例提供的数控机床的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种数控机床，包括控制器、伺服机构、刀库和机械手，所述刀库设有刀库轴，所述机械手设有机械手轴，所述控制器与所述伺服机构电连接，所述控制器用于控制所述伺服机构在第一连接状态和第二连接状态之间切换，其中，在所述第一连接状态，所述伺服机构与所述刀库轴驱动连接，以使所述伺服机构能够驱动所述刀库轴转动，进而带动所述刀库转动；在所述第二连接状态，所述伺服机构与所述机械手轴驱动连接，以使所述伺服机构能够驱动所述机械手轴转动，进而带动所述机械手转动。

其中，本实施方式中，可以通过离合结构，以实现伺服机构与刀库轴驱动连接，或者与机械手轴驱动连接，从而使伺服机构可以在第一连接状态与第二连接状态之间切换。

数控机床在换刀的过程中，刀库的转动和机械手的转动存在时间上的先后关系，并非同步进行，因此可以通过配置一个伺服机构来控制刀库或者机械手的转动，以完成数控机床的换刀操作。具体的，在备刀过程中，可以通过将伺服机构与刀库轴连接在一起，以驱动刀库轴转动，进而带动刀库转动，以使待换刀具转动至换刀位置，完成备刀操作；在换刀过程中，可以通过将伺服机构与刀库轴断开，并与机械手轴连接，以驱动机械手轴转动，进而带动机械手转动，以使待换刀具与数控机床的主轴上的刀具互换位置，完成换刀操作。

其中，在换刀操作过程中，若主轴上未安装刀具，则将待换刀具换刀主轴上，以完成换刀操作。

这样，通过设置一个伺服机构，并通过控制伺服机构在第一连接状态和第二连接状态之间切换，以使数控机床先后完成备刀操作和换刀操作，相比于现有技术中给刀库和机械手配置普通异步电机，可以提升数控机床的效率和准确性，且相比于现有技术中给刀库和机械手各配置一个伺服机构，可以有效降低数控机床的制作成本以及后期的维护成本，从而可以有效提升数控机床的综合性能。

需要说明的是，数控机床还包括显示屏，所述显示屏的显示界面上显示有功能按钮，且显示屏上还可以显示刀库轴坐标和机械手轴坐标，以及其他信息，比如待换刀具的刀具号、主轴刀具的刀具号等等。功能按钮包括刀库手动调整按钮、机械手手动调整按钮、刀库中断恢复按钮、机械手中断恢复按钮等。

其中，刀库手动调整按钮，用于调整刀库的位置；机械手手动调整按钮，用于调整机械手的位置；刀库中断恢复按钮，用于在刀库轴转动的过程中出现中断的情况下，控制伺服机构将刀库轴返回到刀库轴原点；机械手中断恢复按钮，用于在机械手轴转动的过程中出现中断的情况下，操控数控机床的手轮将机械手轴返回到机械手轴原点。

如图1所述，本发明实施例还提供一种换刀方法，应用于上述数控机床，包括以下步骤：

步骤101、接收换刀指令。

该步骤中，换刀指令包括待换刀具的刀具号、以及执行换刀操作的换刀程序等信息。

其中，换刀指令可以是接收用户输入的指令信息，也可以是数控机床在执行切割指令过程中，所读取到的指令信息。

比如，在工件的加工过程中，需要从钻孔转变到倒角，则数控机床需要将钻孔刀具换成倒角刀具，以实现对工件进行倒角处理。在工件的加工指令中，可以包括对应的换刀指令，当读取到对应的换刀指令的情况下，数控机床就可以执行对应的换刀操作，以便执行后续加工指令。

步骤102、读取换刀指令，确定待换刀具。

该步骤中，刀库中的刀具都有对应的刀具号，而换刀指令中包括有待换刀具的刀具号，这样通过读取换刀指令，就可以确定待换刀具的刀具号，从而确定待换刀具。

步骤103、控制所述伺服机构驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至换刀位置。

该步骤中，可以通过控制器，控制伺服机构处于第一连接状态，即控制伺服机构与刀库轴驱动连接，以使伺服机构能够驱动刀库轴转动，进而带动刀库转动，以使刀库转动至目标位置。

其中，可以通过待换刀具在刀库中的位置与换刀位置之间的位置关系，计算刀库所需转动的转动角度，然后再控制伺服机构驱动刀库轴转动对应的转动角度，以使待换刀具转动至换刀位置，完成备刀操作。比如，待换刀具需要转动40°才能转动至换刀位置，则可以通过控制伺服机构驱动刀库轴转动，以使刀库转动40°，从而使待换刀具转动至换刀位置，以完成备刀操作。

其中，如果待换刀具当前所处的位置正好是换刀位置，则无需控制伺服机构驱动刀库轴转动；而是控制伺服机构处于第二连接状态，即控制伺服机构与机械手轴驱动连接，以使伺服机构能够驱动机械手轴转动，以便数控机床执行换刀操作。

步骤104、控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述待换刀具与所述数控机床的主轴上的刀具互换位置。

该步骤中，在完成备刀操作后，则可以通过控制器控制伺服机构从第一连接状态切换到第二连接状态，即断开伺服机构与刀库轴之间的驱动连接，并将伺服机构与机械手轴进行驱动连接，以使伺服机构能够驱动机械手轴转动，进而带动机械手转动，以便数控机床执行换刀操作。

在执行换刀操作的过程中，可以通过驱动机械手运动，将待换刀具与数控机床的主轴上的刀具互换位置，以完成换刀操作。

其中，若主轴上未安装有刀具，则直接将待换刀具换到主轴上，此时刀库中用来存放待换刀具的位置为空位。

如果主轴上安装有刀具，在将待换刀具与主轴上的刀具互换位置后，可以通过检索上一次换刀指令，获取上一次待换刀具的刀具号，并根据这次待换刀具的刀具号与上一次待换刀具的刀具号，更新刀库信息，即对刀库中的刀具号与刀位号的信息进行更新。这里，刀位号，指的是刀库中刀具的排位号，刀具号是刀具的编号，一般是根据刀具的大小和性能，对刀具进行编号。这样，在执行完换刀操作后，通过对刀库里面的刀具与刀具号等信息进行更新，以便执行下一次换刀指令，从而避免下次换刀操作过程中出现刀具与刀具号不一致的情况。

这样，通过设置一个伺服机构，并通过控制伺服机构在第一连接状态和第二连接状态之间切换，以使数控机床先后完成备刀操作和换刀操作，相比于现有技术中给刀库和机械手各配置一个伺服机构，可以有效降低数控机床的制作成本以及后期的维护成本。

其中，在本实施方式中，在执行备刀操作的过程中，计算得到待换刀具的所需转动的转动角度后，可以根据伺服机构与刀库轴之间的传动系，一般为齿轮传动系，将转动角度转换成伺服机构的转动参数，以便控制伺服机构驱动刀库轴转动，从而使待换刀具转动至换刀位置，完成备刀操作。而且，在执行换刀操作的过程中，需要结合机械手轴相对刀库轴的位置关系，即在计算机械手轴的转动参数的过程中，需要以刀库轴的位置作为参考，并进行换算以得到精确的转动参数，从而实现对机械手轴的精确控制，完成换刀操作。

需要说明的是，刀库中的刀库包括大刀和小刀，由于大刀占用的空间较大、小刀占用的空间较小，因此在换刀操作的过程中，大刀采用固定换刀模式，而小刀采用随机换刀模式。

比如，待换刀具为大刀，则可以将待换刀具(大刀)和主轴上的刀具直接互换，以完成换刀操作；

又当待换刀具为小刀，主轴上的刀具也为小刀的情况下，根据小刀采用随机换刀模式的原则，则可以将待换刀具(小刀)和主轴上的刀具(小刀)直接互换，以完成换刀操作。

而当主轴上的刀具为大刀，而待换刀具为小刀的情况下，由于大刀占用的空间较大、小刀占用的空间较小，因此在这种情况下，主轴上的刀具(大刀)不能和待换刀具(小刀)直接互换，需要先将主轴上的刀具(大刀)还回至刀库中，然后在执行待换刀具(小刀)的换刀操作。

可选的，所述控制所述伺服机构驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至换刀位置，包括：根据所述待换刀具与所述换刀位置的第一位置关系，计算所述伺服机构的第一转动参数；控制所述伺服机构按照所述第一转动参数驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至所述换刀位置。

本实施方式中，可以根据待换刀具的刀具号，确定待换刀具在刀库中的位置，并根据待换刀具在刀库中的位置与换刀位置的第一位置关系，计算刀库所需转动的转动角度；然后在据伺服机构与刀库轴之间的传动系，将转动角度转换成伺服机构的第一转动参数，以便控制伺服机构驱动刀库轴转动，从而使待换刀具转动至换刀位置，完成备刀操作。

可选的，所述读取所述换刀指令，确定待换刀具之后，所述控制所述伺服机构驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至换刀位置之前，所述方法还包括：在所述主轴上的刀具为大刀，且所述待换刀具为小刀的情况下，控制所述伺服机构将所述主轴上的刀具还回至所述刀库中。

本实施方式中，由于大刀占用的空间较大、小刀占用的空间较小，因此在换刀操作的过程中，大刀采用固定换刀模式，而小刀采用随机换刀模式。这样，对于主轴上的刀具为大刀，且待换刀具为小刀的情况，则需要先将主轴上的刀具(大刀)还回至刀库中，然后再执行待换刀具(小刀)的换刀操作。

其中，还刀操作包括：确定所述主轴上的大刀的刀具号；根据所述大刀的刀具号确定所述大刀在所述刀库中的还刀位置；根据所述还刀位置与所述换刀位置的第二位置关系，计算所述伺服机构的第二转动参数；控制所述伺服机构按照所述第二转动参数驱动所述刀库轴转动，以使所述还刀位置转动至所述换刀位置；控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述大刀还回至所述还刀位置。

其中，可以通过检索上次换刀指令，确定主轴上的刀具(大刀)的刀具号。还可以根据大刀的还刀位置在刀库中的位置与换刀位置的位置关系，确定是否需要执行还刀操作的备刀操作。若大刀的还刀位置当前所处的位置正好位于换刀位置，则无需执行备刀操作，可以直接执行还刀操作；若大刀的还刀位置当前所述的位置与换刀位置存在一定角度，则可以通过确定还刀位置与换刀位置的第二位置关系，计算刀库所需转动的转动角度；然后在据伺服机构与刀库轴之间的传动系，将转动角度转换成伺服机构的第二转动参数，以便控制伺服机构驱动刀库轴转动，从而使大刀对应的还刀位置转动至换刀位置，完成还刀操作的备刀操作。

其中，对于还刀位置当前所处的位置为换刀位置的情况，则可以直接执行还刀操作，即将主轴上的刀具(大刀)与处于还刀位置的刀具(也许为空位，即还刀位置没有刀具)进行互换，以将主轴上的刀具(大刀)还回至还刀位置，完成还刀操作。

其中，若在换刀操作过程中，出现停电等异常情况，导致换刀操作出现中断，可以通过数控机床的断点恢复功能，将刀具轴或者机械手轴进行复位处理。

具体的，在所述刀库轴转动的过程中出现中断的情况下，可以控制所述伺服机构将所述刀库轴返回到刀库轴原点；而对于机械手轴，由于机械手轴需要同时和刀库轴及主轴配合，中间涉及到多位置配合，因此在所述机械手轴转动的过程中出现中断的情况下，一般无法直接通过复位操作，一般是通过操控数控机床的手轮，将机械手轴返回到机械手轴原点。

下面就上述换刀操作进行举例说明：

刀库中刀具号的设定：

刀库中1～35号刀位对应的刀具号为1～35(小刀)；

刀库中的37号刀位对应的刀具号101为大刀，39号到位对应的刀具号102也为大刀，36号刀位、38号刀位及40号刀位为空位；

机床主轴上未安装刀具，即主轴刀号为0号刀具(即无刀)。

在接收到第一换刀指令的情况下，若读取到第一换刀指令对应的刀具号为3号刀具，则确定待换刀具(3号刀具)为小刀；备刀操作，将3号刀具旋转至换刀位置；换刀操作，将主轴0号刀具与处于换刀位置的3号刀具进行交换；交换后，主轴上的刀具为3号刀具，刀库中3号刀位为0号刀具(即无刀)；并在完成换刀操作后，更新刀库信息。

在接收到第二换刀指令的情况下，若读取到第二换刀指令对应的刀具号为101号刀具，则确定待换刀具(101号刀具)为大刀；备刀操作，将101号刀具旋转至换刀位置；换刀操作，将主轴上的3号刀具与处于换刀位置的101号刀具进行交换；交换后，主轴上的刀具号为101号刀具，刀库中37号刀位为3号刀具；并在完成换刀操作后，更新刀库信息。

在接受到第三换刀指令的情况下，若读取到第三换刀指令对应的刀具号为5号刀具，则确定待换刀具(5号刀具)为小刀。由于当前主轴上的刀具为大刀，不能直接和5号刀具直接互换；因此需要先将当前主轴上的101号大刀归还；还刀操作，刀库检索上次刀具号(主轴刀具号)，先将刀库的37号刀位旋转至换刀位置(如果上次换刀操作后，刀库没有旋转，则刀库的37号刀位就位于换刀位置，无需在旋转刀库)，执行还刀操作，这时，主轴上的刀具号为3号刀具，刀库中37号刀位为101号刀具(即大刀回到原来的固定位置)；备刀操作，将5号刀具旋转至换刀位置；换刀操作，将主轴上的3号刀具与处于换刀位置的5号刀具进行交换；交换后，主轴上的刀具号为5号刀具，刀库中5号刀位为3号刀具；并在完成换刀操作后，更新刀库信息。

本发明实施例的换刀方法，通过接收换刀指令；读取所述换刀指令，确定待换刀具；控制所述伺服机构驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至换刀位置；控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述待换刀具与所述数控机床的主轴上的刀具互换位置。这样，通过设置一个伺服机构，并通过控制伺服机构在第一连接状态和第二连接状态之间切换，以使数控机床先后完成备刀操作和换刀操作，相比于现有技术中给刀库和机械手各配置一个伺服机构，可以有效降低数控机床的制作成本以及后期的维护成本。

如图2所述，本发明实施例还提供一种数控机床，数控机床200包括接收模块201、确定模块202、第一控制模块203和第二控制模块204，其中：

接收模块201，用于接收换刀指令；

确定模块202，用于读取所述换刀指令，确定待换刀具；

第一控制模块203，用于控制所述伺服机构驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至换刀位置；

第二控制模块204，用于控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述待换刀具与所述数控机床的主轴上的刀具互换位置。

可选的，所述第一控制模块203包括：

第一计算子模块，用于根据所述待换刀具与所述换刀位置的第一位置关系，计算所述伺服机构的第一转动参数；

第一控制子模块，用于控制所述伺服机构按照所述第一转动参数驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至所述换刀位置。

可选的，所述数控机床200还包括：

第三控制模块，用于在所述主轴上的刀具为大刀，且所述待换刀具为小刀的情况下，控制所述伺服机构将所述主轴上的刀具还回至所述刀库中。

可选的，所述第三控制模块，包括：

第一确定子模块，用于确定所述主轴上的大刀的刀具号；

第二确定子模块，用于根据所述大刀的刀具号确定所述大刀在所述刀库中的还刀位置；

第二计算子模块，用于根据所述还刀位置与所述换刀位置的第二位置关系，计算所述伺服机构的第二转动参数；

第二控制子模块，用于控制所述伺服机构按照所述第二转动参数驱动所述刀库轴转动，以使所述还刀位置转动至所述换刀位置；

第三控制子模块，用于控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述大刀还回至所述还刀位置。

可选的，所述数控机床200还包括：

更新模块，用于根据所述待换刀具的刀具号以及所述主轴上的刀具的刀具号，更新所述刀库信息。

可选的，所述数控机床200还包括：

第四控制模块，用于在所述刀库轴转动的过程中出现中断的情况下，控制所述伺服机构将所述刀库轴返回到刀库轴原点；

操控模块，用于在所述机械手轴转动的过程中出现中断的情况下，操控所述数控机床的手轮将所述机械手轴返回到机械手轴原点。

数控机床200能够实现图1的方法实施例中数控机床实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

本发明实施例的数控机床200，通过接收换刀指令；读取所述换刀指令，确定待换刀具；控制所述伺服机构驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至换刀位置；控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述待换刀具与所述数控机床的主轴上的刀具互换位置。这样，通过设置一个伺服机构，并通过控制伺服机构在第一连接状态和第二连接状态之间切换，以使数控机床先后完成备刀操作和换刀操作，相比于现有技术中给刀库和机械手各配置一个伺服机构，可以有效降低数控机床的制作成本以及后期的维护成本。

参见图3，图3是本发明实施例提的数控机床的结构图，如图3所示，数控机床300包括存储器301、处理器302以及存储在存储器301上并可在处理器302上运行的计算机程序；其中：

处理器302，用于接收换刀指令；读取所述换刀指令，确定待换刀具；控制所述伺服机构驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至换刀位置；控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述待换刀具与所述数控机床的主轴上的刀具互换位置。

在图3中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器302代表的一个或多个处理器和存储器301代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如***设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。处理器302负责管理总线架构和通常的处理，存储器301可以存储处理器302在执行操作时所使用的数据。

可选的，处理器302，用于根据所述待换刀具与所述换刀位置的第一位置关系，计算所述伺服机构的第一转动参数；控制所述伺服机构按照所述第一转动参数驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至所述换刀位置。

可选的，处理器302，用于在所述主轴上的刀具为大刀，且所述待换刀具为小刀的情况下，控制所述伺服机构将所述主轴上的刀具还回至所述刀库中。

可选的，处理器302，用于确定所述主轴上的大刀的刀具号；根据所述大刀的刀具号确定所述大刀在所述刀库中的还刀位置；根据所述还刀位置与所述换刀位置的第二位置关系，计算所述伺服机构的第二转动参数；控制所述伺服机构按照所述第二转动参数驱动所述刀库轴转动，以使所述还刀位置转动至所述换刀位置；控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述大刀还回至所述还刀位置。

可选的，处理器302，用于根据所述待换刀具的刀具号以及所述主轴上的刀具的刀具号，更新所述刀库信息。

可选的，处理器302，用于在所述刀库轴转动的过程中出现中断的情况下，控制所述伺服机构将所述刀库轴返回到刀库轴原点；或者，在所述机械手轴转动的过程中出现中断的情况下，操控所述数控机床的手轮将所述机械手轴返回到机械手轴原点。

另外，数控机床300还包括一些未示出的功能模块，在此不再赘述。

本发明实施例提供的数控机床300能够实现图1方法实施例实现的各个过程，且达到相同的有益效果，为避免重复，这里不再赘述。

本发明实施例的数控机床300，通过接收换刀指令；读取所述换刀指令，确定待换刀具；控制所述伺服机构驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至换刀位置；控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述待换刀具与所述数控机床的主轴上的刀具互换位置。这样，通过设置一个伺服机构，并通过控制伺服机构在第一连接状态和第二连接状态之间切换，以使数控机床先后完成备刀操作和换刀操作，相比于现有技术中给刀库和机械手各配置一个伺服机构，可以有效降低数控机床的制作成本以及后期的维护成本。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述换刀方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种数控机床，其特征在于，包括：控制器、伺服机构、刀库和机械手，所述刀库设有刀库轴，所述机械手设有机械手轴，所述控制器与所述伺服机构电连接，所述控制器用于控制所述伺服机构在第一连接状态和第二连接状态之间切换，其中，在所述第一连接状态，所述伺服机构与所述刀库轴驱动连接；在所述第二连接状态，所述伺服机构与所述机械手轴驱动连接；

所述数控机床还包括显示屏，所述显示屏的显示界面上显示有功能按钮；

其中，所述功能按钮包括刀库手动调整按钮、机械手手动调整按钮、刀库中断恢复按钮、机械手中断恢复按钮中的至少一项。

2.一种换刀方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的数控机床，所述方法包括：

接收换刀指令；

读取所述换刀指令，确定待换刀具；

控制所述伺服机构驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至换刀位置；

控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述待换刀具与所述数控机床的主轴上的刀具互换位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述伺服机构驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至换刀位置，包括：

根据所述待换刀具与所述换刀位置的第一位置关系，计算所述伺服机构的第一转动参数；

控制所述伺服机构按照所述第一转动参数驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至所述换刀位置。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述读取所述换刀指令，确定待换刀具之后，所述控制所述伺服机构驱动所述刀库轴转动，以使所述待换刀具转动至换刀位置之前，所述方法还包括：

在所述主轴上的刀具为大刀，且所述待换刀具为小刀的情况下，控制所述伺服机构将所述主轴上的刀具还回至所述刀库中。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制所述伺服机构将所述主轴上的刀具还回至所述刀库中，包括：

确定所述主轴上的大刀的刀具号；

根据所述大刀的刀具号确定所述大刀在所述刀库中的还刀位置；

根据所述还刀位置与所述换刀位置的第二位置关系，计算所述伺服机构的第二转动参数；

控制所述伺服机构按照所述第二转动参数驱动所述刀库轴转动，以使所述还刀位置转动至所述换刀位置；

控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述大刀还回至所述还刀位置。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制所述伺服机构驱动所述机械手轴转动，以使所述待换刀具与所述数控机床的主轴上的刀具互换位置，所述方法还包括：

根据所述待换刀具的刀具号以及所述主轴上的刀具的刀具号，更新所述刀库信息。

7.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述刀库轴转动的过程中出现中断的情况下，控制所述伺服机构将所述刀库轴返回到刀库轴原点；或者，

在所述机械手轴转动的过程中出现中断的情况下，操控所述数控机床的手轮将所述机械手轴返回到机械手轴原点。

8.一种数控机床，其特征在于，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求2至7中任一项所述的换刀方法的步骤。

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