CN109333130A - 利用agv作为运载器的自动换刀装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用AGV作为运载器的自动换刀装置,能够取下、安装或者更换刀具(5),包括AGV(1)、定位模块以及换刀模块;所述定位模块和换刀模块均设置在AGV(1)上。与现有技术相比,本发明具有以下优点:本发明利用主轴自动换刀机构可以实现刀库内所有刀具的全自动交换,采用导航定位、零点***定位、孔销定位配合进行精确定位,定位精度高、自动化程度高,可以提高效率,节省人力物力。并且AGV小车可以在车间走动,需要时调来,不需要可以调走,实现了设备的最大利用率。
Description
技术领域
本发明涉及工业自动化生产线领域,具体地,涉及一种利用AGV作为运载器的自动换刀装置,尤其涉及数控加工中心的刀库内刀具的自动替换安装的领域中的一种利用AGV作为运载工具的刀库内刀具的自动交换安装装置。
背景技术
随着我国工业化程度的不断加深,产品的加工往高精化、高效化、智能化发展。具备高精度、高柔性化、高速化加工特点的数控机床被广泛用于制造业加工中。加工中心拥有一个刀库,刀库内装有各种类型的刀具,用以适应多种产品多种特征的加工。在加工中心进行零件加工时,主轴会根据程序控制选择刀库内不同的刀具进行相应特征的加工。当换产生产时,不同零件拥有不同的特征,用以加工这些特征的刀具也是不同的,这就需要对刀库内的刀具进行成批交换。
目前,为了刀库内刀具的成批交换问题,工厂主要是采用人工手动更换,人为取来要更换上的刀具,从刀库内取下要卸下的刀具,再放上要换上的刀具。值得一提的是,在卸下刀具和换上刀具的时候,由于人为手动操作的空间有限,而需要更换的刀具较多,因此还需要控制刀库的运动,使最佳手动换刀点始终位于刀库门处,效率极其低下而且十分不便。这严重阻碍了“无人工厂”自动化、智能化的实现。
目前,市场还缺乏刀库内刀具自动化交换的装置来辅助刀具的安装交换,因此,研发一种自动换刀装置具有一定的现实意义和必要性。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种利用AGV作为运载器的自动换刀装置。
根据本发明提供的利用AGV作为运载器的自动换刀装置,能够取下、安装或者更换刀具,包括AGV、定位模块以及换刀模块;所述定位模块和换刀模块均设置在AGV上。
优选地,所述定位模块包括零点定位机构;所述零点定位机构设置在换刀模块上,能够实现对AGV和/或换刀模块的三维定位。
优选地,所述换刀模块包括刀架、数控轴运动单元、刀柄卡爪、定位销以及运载器底板;所述数控轴运动单元设置在AGV上;所述运载器底板与数控轴运动单元相连;所述刀架设置在运载器底板上;所述刀柄卡爪固定在刀架上;所述定位销设置在刀架上。
优选地,所述零点定位机构为视觉定位机构,能够识别换刀模块所在位置和/或角度与设定的标准位置和/或角度之间位置偏差和/或角度偏差,并将该位置偏差和/或角度偏差作为第一信息发出。
优选地,所述刀柄卡爪采用柔性材料制作,能够固定和/或松开刀具。
优选地,所述数控轴运动单元具有
-一个或多个平动自由度;和/或
-一个或多个转动自由度;
数控轴运动单元能够利用其平动和/或转动自由度,通过运载器底板带动换刀模块进行位置调整和/或角度调整。
优选地,本发明提供的利用AGV作为运载器的自动换刀装置还包括导航模块;所述导航模块能够控制AGV沿着设定的路线移动。
优选地,本发明提供的利用AGV作为运载器的自动换刀装置还包括控制模块;所述控制模块能够接收第一信号,并在设定的条件下根据第一信号控制数控轴运动单元调整换刀模块的位置和/或角度至设定的标准位置和/或角度;
优选地,所述导航模块集成在控制模块中。
优选地,所述导航模块通过激光导航、磁导航、光学导航以及惯性导航中的任一种或任多种组合实现导航功能。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明提供的利用AGV作为运载器的自动换刀装置具有装置简单、成本低、可靠性高、维护方便的优点,能够有效提高生产设备的自动化程度和生产效率,节省人力物力;
2、本发明提供的利用AGV作为运载器的自动换刀装置的交换过程完全由程序控制,避免出现换刀过程中出现刀具在刀库内位置不正确的现象;
3、本发明提供的利用AGV作为运载器的自动换刀装置,在换刀结束后,卸下的刀具依照取刀顺序排布在刀具运载器上,有利于刀具管理
4、本发明提供的利用AGV作为运载器的自动换刀装置利用AGV作为运载器,可以实现以一台换刀装置实现多台机床上刀具交换的需求,节省成本,适应性高。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明提供的利用AGV作为运载器的自动换刀装置的结构示意图;
图2为本发明提供的利用AGV作为运载器的自动换刀装置的主视示意图;
图3为本发明提供的利用AGV作为运载器的自动换刀装置的俯视示意图。
图中示出:
AGV1 | 控制模块2 | 数控轴运动单元3 |
零点定位机构4 | 刀具5 | 刀柄卡爪6 |
定位销7 | 运载器底板8 | 导航模块9 |
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的利用AGV作为运载器的自动换刀装置,能够取下、安装或者更换刀具5,包括AGV1、定位模块以及换刀模块;所述定位模块和换刀模块均设置在AGV1上。
优选地,所述定位模块包括零点定位机构4;所述零点定位机构4设置在换刀模块上,能够实现对AGV1和/或换刀模块的三维定位。所述换刀模块包括刀架、数控轴运动单元3、刀柄卡爪6、定位销7以及运载器底板8;所述数控轴运动单元3设置在AGV1上;所述运载器底板8与数控轴运动单元3相连;所述刀架设置在运载器底板8上;所述刀柄卡爪6固定在刀架上;所述定位销7设置在刀架上。所述零点定位机构4为视觉定位机构,能够识别换刀模块所在位置和/或角度与设定的标准位置和/或角度之间位置偏差和/或角度偏差,并将该位置偏差和/或角度偏差作为第一信息发出。所述刀柄卡爪6采用柔性材料制作,能够固定和/或松开刀具5。
具体地,所述数控轴运动单元3具有
-一个或多个平动自由度;和/或
-一个或多个转动自由度;
数控轴运动单元3能够利用其平动和/或转动自由度,通过运载器底板8带动换刀模块进行位置调整和/或角度调整。本发明提供的利用AGV作为运载器的自动换刀装置还包括导航模块9;所述导航模块9能够控制AGV1沿着设定的路线移动。本发明提供的利用AGV作为运载器的自动换刀装置还包括控制模块2;所述控制模块能够接收第一信号,并在设定的条件下根据第一信号控制数控轴运动单元3调整换刀模块的位置和/或角度至设定的标准位置和/或角度;所述导航模块9集成在控制模块2中。所述导航模块9通过激光导航、磁导航、光学导航以及惯性导航中的任一种或任多种组合实现导航功能。
更具体地,所述控制模块2能够与零点定位机构4和数控轴运动单元通3讯,零点定机构4能够识别换刀装置所在位置与标准位置之间的位置偏差,并将偏差实时反馈给控制模块2,控制模块2控制数控轴运动单元4,使自动换刀装置精确定位到相应位置上。刀具卡爪具有一定的柔性,能够在主轴力的作用下将主轴上卸下的刀具固定住,也能在主轴来取刀时在主轴力的作用下松开刀具。为了使自动换刀装置一次性运送尽可能多的刀具,对于刀柄卡爪在自动换刀装置上的排布具有一定的要求,直径较大的刀应该集中排布在刀柄卡爪排布较少的地方。
进一步地,所述零点定位机构4为视觉定位机构,此处视觉定位机构是指通过图像采集、标记识别以及标准位置标记对比实现位姿校准的,包括图像采集设备的定位机构,在本发明的优选例中,自动换刀装置在加工中心上有标准位置,且标准位置设置有识别码。工作时,AGV1可以带着装有需要安装刀具5的自动换刀装置导航定位到加工中心旁,随后数控轴运动单元3探出,由零点定位机构3根据预先设定的识别码确定现位置相对于标准位置的位置偏差,并将位置偏差实时反馈给控制模块2,控制模块2根据偏差控制数控轴运动单元3的运动不断实时修正,最终准确定位到标准位置上。
此时还需要加工中心换刀机构的配合。加工中心刀库内刀具5置于换刀点刀库侧,主轴前往自动换刀装置,主轴与刀具5的刀柄配合,并运动,由于刀柄卡爪具有一定的柔性,主轴运动使刀具5脱离刀柄卡爪并随着主轴运送至加工中心换刀点主轴侧,利用换刀机械手抓住换刀点主轴侧与刀库侧的刀具5并交换,这时原刀具5交换装置的刀具5就落在了换刀点刀库侧,原刀库内的刀具5就落在了主轴上。换刀点刀库侧的刀具5由刀库运送至刀库内指定点,主轴侧的刀具5由主轴回到自动刀具5交换装置上并安装到原刀柄卡爪上。整个运动不断循环,就可以完成刀库内所有刀具5的更新交换。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种利用AGV作为运载器的自动换刀装置,其特征在于,能够取下、安装或者更换刀具(5),包括AGV(1)、定位模块以及换刀模块;所述定位模块和换刀模块均设置在AGV(1)上。
2.根据权利要求1所述的利用AGV作为运载器的自动换刀装置,其特征在于,所述定位模块包括零点定位机构(4);所述零点定位机构(4)设置在换刀模块上,能够实现对AGV(1)和/或换刀模块的三维定位。
3.根据权利要求1所述的利用AGV作为运载器的自动换刀装置,其特征在于,所述换刀模块包括刀架、数控轴运动单元(3)、刀柄卡爪(6)、定位销(7)以及运载器底板(8);所述数控轴运动单元(3)设置在AGV(1)上;所述运载器底板(8)与数控轴运动单元(3)相连;所述刀架设置在运载器底板(8)上;所述刀柄卡爪(6)固定在刀架上;所述定位销(7)设置在刀架上。
4.根据权利要求2所述的利用AGV作为运载器的自动换刀装置,其特征在于,所述零点定位机构(4)为视觉定位机构,能够识别换刀模块所在位置和/或角度与设定的标准位置和/或角度之间位置偏差和/或角度偏差,并将该位置偏差和/或角度偏差作为第一信息发出。
5.根据权利要求3所述的利用AGV作为运载器的自动换刀装置,其特征在于,所述刀柄卡爪(6)采用柔性材料制作,能够固定和/或松开刀具(5)。
6.根据权利要求3所述的利用AGV作为运载器的自动换刀装置,其特征在于,所述数控轴运动单元(3)具有
-一个或多个平动自由度;和/或
-一个或多个转动自由度;
数控轴运动单元(3)能够利用其平动和/或转动自由度,通过运载器底板(8)带动换刀模块进行位置调整和/或角度调整。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的利用AGV作为运载器的自动换刀装置,其特征在于,还包括导航模块(9);所述导航模块(9)能够控制AGV(1)沿着设定的路线移动。
8.根据权利要求7所述的利用AGV作为运载器的自动换刀装置,其特征在于,还包括控制模块(2);所述控制模块能够接收第一信号,并在设定的条件下根据第一信号控制数控轴运动单元(3)调整换刀模块的位置和/或角度至设定的标准位置和/或角度。
9.根据权利要求8所述的利用AGV作为运载器的自动换刀装置,其特征在于,所述导航模块(9)集成在控制模块(2)中。
10.根据权利要求7或8所述的利用AGV作为运载器的自动换刀装置,其特征在于,所述导航模块(9)通过激光导航、磁导航、光学导航以及惯性导航中的任一种或任多种组合实现导航功能。
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