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龙图腾网获悉方冠(常州)数控科技有限公司申请的专利基于变频调速的刀库换刀控制系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120742794B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-31发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511221418.X，技术领域涉及：G05B19/4093；该发明授权基于变频调速的刀库换刀控制系统及方法是由王永亮;吕云良;潘成武设计研发完成，并于2025-08-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于变频调速的刀库换刀控制系统及方法在说明书摘要公布了：本申请提供的基于变频调速的刀库换刀控制系统及方法，涉及刀库换刀控制技术领域，包括：获取换刀指令和刀具信息，并识别加工阶段，采集刀臂负载信息，并查询和计算实时参数与刀具历史数据，计算刀库圆周偏载向量，并对载荷阈值进行判定和提示。通过速度曲线规划模块结合变频器输出的运行频率，实现对刀臂电机速度的分阶段精细调节，避免传统换刀过程中因速度控制粗放造成的结构冲击、磨损加剧及换刀精度下降等问题，从而延长设备使用寿命并提升换刀稳定性。

本发明授权基于变频调速的刀库换刀控制系统及方法在权利要求书中公布了：1.基于变频调速的刀库换刀控制方法，其特征在于，包括如下步骤： S100、获取换刀指令和刀具信息，并识别加工阶段，采集刀臂负载信息，并查询和计算实时参数与刀具历史数据，计算刀库圆周偏载向量，并对载荷阈值进行判定和提示； S200、基于机械负载数据生成刀库电机和刀臂电机的速度曲线，并进行修正调整，基于刀库电机的速度曲线设定刀臂电机的同步运行参数； S300、基于速度曲线控制变频器启动刀库电机和刀臂电机，并调整运行频率，监测刀库电机和刀臂电机的电流数据和扭矩数据，基于电流数据和扭矩数据执行矢量控制的扭矩自动补偿，并对运行异常情况进行处理； S400、部署旋转编码器或光电传感器，并得出刀库电机旋转角度数值，基于刀库电机旋转角度数值计算目标刀具与刀库电机之间的旋转角度差值，并判定减速触发点和执行分段减速控制，基于旋转角度差值执行微幅抖动补偿； S500、基于速度曲线驱动刀臂电机执行取刀动作，部署柔性补偿机构，并执行浮动扣刀操作，根据质量信息动态调整夹持过程中的速度与扭矩，基于柔性补偿机构判断换刀动作完成与锁定； S600、基于刀臂电机驱动模块控制刀臂电机执行目标刀具装入主轴的动作和旧刀具放回刀杯动作，基于刀具参数数据库更新刀库整体质量总载重数据与刀库圆周偏载向量，基于刀库圆周偏载向量执行刀具位置自动重排和偏载均衡，生成换刀完成状态信息，并输出刀库当前状态数据； 所述S500，具体为： S500.1、基于速度曲线驱动刀臂电机执行取刀动作，部署柔性补偿机构，并执行浮动扣刀操作； 通过刀臂电机驱动模块内的变频器控制刀臂电机按照当前刀臂电机的速度曲线执行取刀动作，刀臂电机的运行状态由速度曲线规划模块设定，包含：初始加速度设置为0.4米每平方秒，初始运行频率设定为35赫兹； 当刀臂前端接近目标刀具时，刀臂电机进入预减速段，运行频率以每段下降5赫兹的节奏逐级降低，直到刀臂抓刀轴进入刀杯中心轴线对准区； 刀臂前端设置柔性补偿机构，柔性补偿机构包括：轴向滑移套筒、弹性阻尼组件和微位移检测器件，柔性补偿机构设置于刀臂抓刀轴上，刀臂抓刀轴通过轴向滑移套筒与弹性阻尼组件的配合，使刀臂抓刀轴在接触刀杯扣刀点位置时，能够沿轴向浮动，浮动范围不超过±1.2毫米； 在刀臂抓刀轴沿轴向浮动过程中，弹性阻尼组件对刀臂抓刀轴提供缓冲吸收能力，微位移检测器件实时检测刀臂抓刀轴的轴向浮动量，刀库换刀控制系统控制刀臂电机在浮动补偿阶段，以低于10赫兹的运行频率驱动刀臂抓刀轴，浮动补偿阶段的运行持续时间设定为200毫秒； S500.2、根据质量信息和外径尺寸信息动态调整夹持过程中的速度与扭矩，基于柔性补偿机构判断换刀动作完成与锁定； 刀库换刀控制系统调用刀具参数数据库获取目标刀具的质量信息和外径尺寸信息，并将目标刀具的质量信息和外径尺寸信息输入至速度曲线规划模块中，速度曲线规划模块基于目标刀具的质量信息和外径尺寸信息对刀臂电机的夹持速度和扭矩进行动态调整； 在刀具抓取过程中，刀臂抓刀轴靠近刀杯与执行扣刀动作时均采用缓慢的匀速运行状态，而刀臂抓刀轴离开刀杯并向主轴移动时逐步提升至允许的最大运行速度； 当刀臂抓刀轴的轴向浮动量低于±0.3毫米，且浮动量持续稳定状态的时间超过150毫秒时，刀库换刀控制系统判定刀臂抓刀轴的抓刀动作已完成； 刀库换刀控制系统在判定刀臂抓刀轴抓刀动作完成后，将立即控制刀臂电机进入锁定阶段，由刀臂电机驱动模块内的锁止控制电路触发锁销机构进入刀臂抓刀轴的侧槽。

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