CN102069417B - 线束交叉型安全光栅检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种检测设备，具体是指一种数控机床用安全检测装置。所述检测装置包括线束发送模块及线束接收模块，所述线束发送模块设若干个线束发射源，所述线束接收模块与数控机床信号连接，设有若干个线束接收端；所述任一线束接收端能够接收到任一线束发射源的线束信号，则机床正常运行；所述任一线束接收端未接收到任一线束发射源的线束信号，线束接收模块输出信号给机床使机床停止运行。本发明所述数控机床上使用的安全光栅检测装置，光线是交叉扫描的，它与发射接收等距离间隔的普通保护光栅相比，显著地减小了光线盲区，从而能够更有效的保护机床操作者的安全及机床的稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测设备，具体是指一种数控机床用安全检测装置。
背景技术
数控机床上使用的安全光栅检测设备的工作原理是：当被保护的机床在高速运行的过程中，如有人体或其它异物进入检测范围内时，检测装置可以输出报警，同时机床停止移动，以保证人体和机床设备的的安全，当人体或异物离开检测范围后，机床能自动恢复正常工作。目前，国内使用的安全光栅检测设备主要是依靠进口，其价格昂贵，且只能进行平行的红外线光谱检测。平行红外线光谱检测方式，安全保护功能有所欠缺。因为在平行线之间会留有盲区，当细小异物从平行线之间进入机床时是检测不到的。因此，在高速运行的机床上必须使用一种可靠性更高的红外线检测装置，以利于设备的安全可靠运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种数控机床上使用的安全可靠的安全光栅检测装置。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种线束交叉型安全光栅检测装置，包括相互信号连接的线束发送模块及线束接收模块，所述线束发送模块设若干个线束发射源，所述线束接收模块与数控机床信号连接，设有若干个线束接收端；所述任一线束接收端能够接收到任一线束发射源的线束信号，则机床正常运行；所述任一线束接收端未接收到任一线束发射源的线束信号，线束接收模块输出信号给机床使机床停止运行。
优选的，所述线束发送模块与线束接收模块之间的有效检测距离小 于或等于5米。
具体的，所述线束发送模块包括发送单片机电路及与其连接受其控制的红外线发送电路，为两电路提供工作动力的电源电路；所述线束接收模块包括接收单片机电路及与其依次连接的选择开关电路、红外线接收电路，与为两电路提供工作动力的电源电路，所述接收单片机电路与发送单片机电路信号连接。
更具体的，所述线束为红外线束；所述红外线发送电路采用八个红外线发射二极管做为线束发射源，所述红外线接收电路采用八个红外线接收二极管作为线束接收端。
本发明与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
本发明所述数控机床上使用的安全光栅检测装置，光线是交叉扫描的，它与发射接收等距离间隔的普通保护光栅相比，显著地减小了光线盲区，从而能够更有效的保护机床操作者的安全及机床的稳定运行。
附图说明
附图1交叉型安全光栅检测装置发送模块方框图；
附图2交叉型安全光栅检测装置接收模块方框图；
附图3交叉型安全光栅检测装置发送单片机电路；
附图4交叉型安全光栅检测装置发送模块同步信号输入电路；
附图5交叉型安全光栅检测装置发送模块红外线发射二极管发射电路；
附图6交叉型安全光栅检测装置接收单片机电路；
附图7交叉型安全光栅检测装置接收模块红外线接收电路；
附图8交叉型安全光栅检测装置接收模块选择开关电路；
附图9交叉型安全光栅检测装置接收模块使能信号输入电路；
附图10交叉型安全光栅检测装置使用状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
本发明所述线束交叉型安全光栅检测装置设计思路为：采用一线束发送模块及一线束接收模块，所述线束发送模块设若干个线束发射源，所述线束接收模块与数控机床信号连接，设有若干个线束接收端；所述任一线束接收端能够接收到任一线束发射源的线束信号，则机床正常运行；所述任一线束接收端未接收到任一线束发射源的线束信号，线束接收模块输出信号给机床使机床停止运行。
如图1、2所示，本发明中采用红外线束实现发送和接收模块之间的信号传递。所述线束发送模块包括发送单片机电路及与其连接受其控制的红外线发送电路，为两电路提供工作动力的电源电路；所述线束接收模块包括接收单片机电路及与其依次连接的选择开关电路、红外线接收电路，与为两电路提供工作动力的电源电路。
具体实施时，红外线发送模块(由八个红外线发送二极管形成八个线束发射源)安装在机床的前右侧，由红外线接收模块的同步信号控制发送红外线；红外线接收模块(由八个红外线接收二极管形成线束接收端)安装在机床的前左侧。发送、接收模块之间的有效检测距离为小于或等于5米(为发送、接收模块之间的垂直距离)。
红外线发送模块中发送单片机电路采用U1(PIC16F84见图3)，红外发送电路采用八个红外发射二极管，并通过八个开关三极管控制各个二极管的信号发送；单片机U1的6～13脚分别通过电阻连接八个三极管基极(见图5)，实现发送控制。
红外线接收模块中接收单片机电路采用U4(PIC16C716见图6)。选择开关电路集成芯片U3(见图8)，红外线接收电路采用红外接收芯片U5-U13(见图7)，U3的9-11脚与单片机U4的6-8脚连接、U33、6脚分别与U4 3、10脚连接，U3X0-X7端分别与红外接收芯片U5-U13的I/O口连接，单片机U4输出2进制代码用于选择接收8个红外接收二极管接收状态。
单片机U1及单片机U4均受外部控制系统控制，同时接收起到信号同步工作。单片机U1及单片机U4与外部同步信号控制端通过光耦连接，实现安全隔离通信。隔离电路见图4。
单片机U4与机床也通过光耦隔离电路连接，实现安全隔离通信，见图9。实际上为保证信号传输的稳定可靠，避免各电路之间的信号干扰，可根据实际情况在所述装置各电路中增加光耦隔离电路。
工作时，当红外接收模块接收端1-8号接收二极管中的任何一个接收二极管都能接收到红外发送模块中发送端1-8号发送二极管中任何一个发送二极管发送来的信号时(参照图10)，表明机床处于安全防护状态可以正常运行，当有物体阻挡红外线发送通路，使接收端任何一个接收二极管不能接收到发送端任何一个发送二极管同步发送来的红外线信号时，安全光栅检测装置就会输出信号，机床CNC系统接收到报警信号后控制机床会立即停止移动，起到安全作用，当红外线接收通路恢复后机床也恢复正常运行。
本发明所述系统中未具体描述的模块均为现有技术中的成熟模块，因此不对其具体实现方式赘述。
上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不局限于此，在任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种线束交叉型安全光栅检测装置，包括相互信号连接的线束发送模块及线束接收模块，其特征在于：所述线束发送模块设若干个线束发射源，所述线束接收模块还与数控机床信号连接，设有若干个线束接收端；
所述线束发送模块与线束接收模块之间的有效检测距离小于或等于5米；
任一所述线束接收端能够接收到任一线束发射源的线束信号，则机床正常运行；任一所述线束接收端未接收到任一线束发射源的线束信号，线束接收模块输出信号给机床使机床停止运行；
所述线束发送模块包括发送单片机电路及与其连接受其控制的红外线发送电路，为两电路提供工作动力的电源电路；所述红外线发送电路采用八个红外线发射二极管做为线束发射源，所述红外线接收电路采用八个红外线接收二极管作为线束接收端；
所述线束接收模块包括接收单片机电路及与其依次连接的选择开关电路、红外线接收电路，为所述接收单片机电路、选择开关电路、红外线接收电路提供工作动力的电源电路；所述线束接收模块中接收单片机电路与线束发送模块中的发送单片机电路采用光耦连接实现信号隔离连接；所述线束接收模块中接收单片机电路与机床控制系统采用光耦连接，实现信号隔离连接。
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