CN107443154A - 一种数控机床的实时防碰撞装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数控机床的实时防碰撞装置，包括机身，机身包括工作室，工作室包括上层板、下层板、左层板、右层板和后层板，五块板均为双层空心结构，且均包括第一层板和第二层板，第一层板位于工作室内侧，第一层板表面安装有碰撞传感器，第二层板固定在机身上，第二层板表面四角各安装有电动伸缩杆，电动伸缩杆处于最大伸长状态，且电动伸缩杆底端固定在第二层板上，电动伸缩杆顶端紧贴第一层板，电动伸缩杆外面套有弹簧，弹簧两端分别固定在第一层板和第二层板上，且弹簧处于拉伸状态，工作室两侧分别安装独立电源和机床电源，该装置能够实现碰撞发生时机床紧急停止，同时机床工作室第一层板也会收缩，防止机床和刀具损坏。
Description
技术领域
本发明涉及控制机械技术领域，具体为一种数控机床的实时防碰撞装置。
背景技术
数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。
但是数控机床加工时如果工作人员操作失误，编辑发出错误的进刀或退刀指令就会发生刀具和机床的碰撞，这时会遇到以下问题，一是刀具的停止，如果机床不能停止工作，刀具就会继续运动，持续对机床造成损害；二是机床工作室的损伤，如果不能采取措施保护机床工作室，在机床停止工作前，工作室会受到严重的破坏，为了解决这些问题，因而设计了一种数控机床的实时防碰撞装置。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种数控机床的实时防碰撞装置，能够实现碰撞发生时机床的紧急停止，同时机床工作室的第一层板也会收缩，防止机床和刀具的损坏。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种数控机床的实时防碰撞装置，包括机身，所述机身包括工作室，所述工作室包括上层板、下层板、左层板、右层板和后层板，所述上层板、下层板、左层板、右层板和后层板均为双层空心结构，且均包括第一层板和第二层板，所述第一层板位于工作室内侧，且在第一层板表面均安装有碰撞传感器，所述第二层板固定在机身上，且在第二层板表面四角各安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆处于最大伸长状态，且电动伸缩杆的底端固定在第二层板上，所述电动伸缩杆的顶端紧贴第一层板，且在电动伸缩杆的外面套有弹簧，所述弹簧两端分别固定在第一层板和第二层板上，且弹簧处于拉伸状态，所述工作室的两侧分别安装有独立电源和机床电源，所述独立电源单独为电动伸缩杆供电，所述机床电源为机床工作供电；
所述碰撞传感器通过碰撞转换电路连接信号调理电路，所述碰撞转换电路将碰撞产生的压力转换为电压信号，再通过信号调理电路将电压信号转化为数字信号，所述信号调理电路连接有微处理器，所述微处理器完成对数字信号的采集与计算，所述微处理器连接开关控制电路，所述开关控制电路控制开关的开与关，所述开关为单刀双掷开关，且分别连接独立电源和机床电源，所述开关初始时接通机床电源，当计算后的数字信号送往开关控制电路后，开关控制电路控制开关断掉机床电源、接通独立电源，独立电源驱动电动伸缩杆工作。
作为本发明一种优选的技术方案，所述第一层板和第二层板之间安装有减震海绵。
作为本发明一种优选的技术方案，所述电动伸缩杆的顶端与第一层板连接处设置有紧贴板。
作为本发明一种优选的技术方案，所述第一层板和第二层板之间的距离均相等。
作为本发明一种优选的技术方案，所述上层板、下层板、左层板、右层板和后层板的第二层板相邻之间均固定连接在一起。
作为本发明一种优选的技术方案，所述上层板、下层板、左层板、右层板和后层板的第一层板相邻之间均通过伸缩带连接。
作为本发明一种优选的技术方案，所述上层板、下层板、左层板和右层板前侧暴露在外的第一层板和第二层板之间均通过伸缩带连接。
作为本发明一种优选的技术方案，所述第一层板的面积略小于第二层板的面积。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过将工作室设置成双层空心结构，并在第一层板和第二层板之间添加电动伸缩杆，电动伸缩杆表面套有弹簧，使得当碰撞发生时，电动伸缩杆立即收缩，而原本伸长的弹簧也会紧接着收缩，将第一层板拉向第二层板，使刀具不会继续碰到机床工作室。
(2)本发明独立电源工作的同时也会使机床电源停止工作，使机床紧急停止，从而使刀具停止运动，该装置利用双重保险使得机床和刀具在碰撞时不会损伤，值得推广。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明所述工作室构示意图；
图3为本发明所述电动伸缩杆结构示意图；
图4为本发明所述碰撞传感器工作示意图。
图中：1-机身；2-工作室；3-上层板；4-下层板；5-左层板；6-右层板；7-后层板；8-第一层板；9-第二层板；10-碰撞传感器；11-电动伸缩杆；12-弹簧；13-独立电源；14-机床电源；15-减震海绵；16-紧贴板；17-伸缩带；18-碰撞转换电路；19-信号调理电路；20-微处理器；21-开关控制电路；22-开关。
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，所描述的实施例仅仅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做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。
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向和位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
实施例：
如图1至图4所示，本发明提供了一种数控机床的实时防碰撞装置，包括机身1，所述机身1包括工作室2，所述工作室2包括上层板3、下层板4、左层板5、右层板6和后层板7，所述上层板3、下层板4、左层板5、右层板6和后层板7均为双层空心结构，且均包括第一层板8和第二层板9，所述第一层板8位于工作室2内侧，且在第一层板8表面均安装有碰撞传感器10，所述第二层板9固定在机身1上，且在第二层板9表面四角各安装有电动伸缩杆11，所述电动伸缩杆11处于最大伸长状态，且电动伸缩杆11的底端固定在第二层板9上，所述电动伸缩杆11的顶端紧贴第一层板8，且在电动伸缩杆11的外面套有弹簧12，所述弹簧12两端分别固定在第一层板8和第二层板9上，且弹簧12处于拉伸状态，所述工作室2的两侧分别安装有独立电源13和机床电源14，所述独立电源13单独为电动伸缩杆11供电，所述机床电源14为机床工作供电；
所述碰撞传感器10通过碰撞转换电路18连接信号调理电路19，所述碰撞转换电路18将碰撞产生的压力转换为电压信号，再通过信号调理电路19将电压信号转化为数字信号，所述信号调理电路19连接有微处理器20，所述微处理器20完成对数字信号的采集与计算，所述微处理器20连接开关控制电路21，所述开关控制电路21控制开关22的开与关，所述开关22为单刀双掷开关，且分别连接独立电源13和机床电源14，所述开关22初始时接通机床电源14，当计算后的数字信号送往开关控制电路21后，开关控制电路21控制开关22断掉机床电源14、接通独立电源13，独立电源13驱动电动伸缩杆11工作。
本发明在使用的时候，第一层板8和第二层板9均通过弹簧12连接，并通过电动伸缩杆11支撑，电动伸缩杆11和弹簧12均处于伸长状态，当刀具和机床工作室2发生碰撞时，第一层板8表面的碰撞传感器10接收到碰撞信号，会使机床电源14停止工作，同时独立电源13工作，机床电源14停止工作，刀具会停止运动，独立电源13工作，会使电动伸缩杆11立即收缩，弹簧12也会跟着收缩，第一层板8会在弹簧12的拉动下，移向第二层板9，使刀具和机床工作室2分离，保证碰撞不会对刀具和机床工作室2造成损伤。
如图1所示，所述第一层板8的面积略小于第二层板9的面积，使五块双层空心板之间能更好地连接在一起；所述第一层板8和第二层板9之间安装有减震海绵15，使弹簧12收紧时，减少第一层板8和第二层板9之间的震动。
如图3所示，所述第一层板8和第二层板9之间的距离均相等，保证各个电动伸缩杆11和弹簧12的伸缩量相等；所述上层板3、下层板4、左层板5、右层板6和后层板7的第二层板9相邻之间均固定连接在一起，使工作室2成为一个整体结构；所述上层板3、下层板4、左层板5、右层板6和后层板7的第一层板8相邻之间均通过伸缩带17连接，使弹簧12收紧，第一层板8靠近第二层板9时，各个板之间不会影响；所述上层板3、下层板4、左层板5和右层板6前侧暴露在外的第一层板8和第二层板9之间均通过伸缩带17连接，使各个板之间的双层空心不会进入灰尘或加工碎屑；所述电动伸缩杆11的顶端与第一层板8连接处设置有紧贴板16，使电动伸缩杆11的顶端能更好的支撑第一层板8。
本发明的主要特点在于：
(1)本发明通过将工作室设置成双层空心结构，并在第一层板和第二层板之间添加电动伸缩杆，电动伸缩杆表面套有弹簧，使得当碰撞发生时，电动伸缩杆立即收缩，而原本伸长的弹簧也会紧接着收缩，将第一层板拉向第二层板，使刀具不会继续碰到机床工作室。
(2)本发明独立电源工作的同时也会使机床电源停止工作，使机床紧急停止，从而使刀具停止运动，该装置利用双重保险使得机床和刀具在碰撞时不会损伤，值得推广。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种数控机床的实时防碰撞装置，包括机身(1)，其特征在于：所述机身(1)包括工作室(2)，所述工作室(2)包括上层板(3)、下层板(4)、左层板(5)、右层板(6)和后层板(7)，所述上层板(3)、下层板(4)、左层板(5)、右层板(6)和后层板(7)均为双层空心结构，且均包括第一层板(8)和第二层板(9)，所述第一层板(8)位于工作室(2)内侧，且在第一层板(8)表面均安装有碰撞传感器(10)，所述第二层板(9)固定在机身(1)上，且在第二层板(9)表面四角各安装有电动伸缩杆(11)，所述电动伸缩杆(11)处于最大伸长状态，且电动伸缩杆(11)的底端固定在第二层板(9)上，所述电动伸缩杆(11)的顶端紧贴第一层板(8)，且在电动伸缩杆(11)的外面套有弹簧(12)，所述弹簧(12)两端分别固定在第一层板(8)和第二层板(9)上，且弹簧(12)处于拉伸状态，所述工作室(2)的两侧分别安装有独立电源(13)和机床电源(14)，所述独立电源(13)单独为电动伸缩杆(11)供电，所述机床电源(14)为机床工作供电；
所述碰撞传感器(10)通过碰撞转换电路(18)连接信号调理电路(19)，所述碰撞转换电路(18)将碰撞产生的压力转换为电压信号，再通过信号调理电路(19)将电压信号转化为数字信号，所述信号调理电路(19)连接有微处理器(20)，所述微处理器(20)完成对数字信号的采集与计算，所述微处理器(20)连接开关控制电路(21)，所述开关控制电路(21)控制开关(22)的开与关，所述开关(22)为单刀双掷开关，且分别连接独立电源(13)和机床电源(14)，所述开关(22)初始时接通机床电源(14)，当计算后的数字信号送往开关控制电路(21)后，开关控制电路(21)控制开关(22)断掉机床电源(14)、接通独立电源(13)，独立电源(13)驱动电动伸缩杆(11)工作。
2.根据权利要求1所述的一种数控机床的实时防碰撞装置，其特征在于：所述第一层板(8)和第二层板(9)之间安装有减震海绵(15)。
3.根据权利要求1所述的一种数控机床的实时防碰撞装置，其特征在于：所述电动伸缩杆(11)的顶端与第一层板(8)连接处设置有紧贴板(16)。
4.根据权利要求1所述的一种数控机床的实时防碰撞装置，其特征在于：所述第一层板(8)和第二层板(9)之间的距离均相等。
5.根据权利要求1所述的一种数控机床的实时防碰撞装置，其特征在于：所述上层板(3)、下层板(4)、左层板(5)、右层板(6)和后层板(7)的第二层板(9)相邻之间均固定连接在一起。
6.根据权利要求1所述的一种数控机床的实时防碰撞装置，其特征在于：所述上层板(3)、下层板(4)、左层板(5)、右层板(6)和后层板(7)的第一层板(8)相邻之间均通过伸缩带(17)连接。
7.根据权利要求1所述的一种数控机床的实时防碰撞装置，其特征在于：所述上层板(3)、下层板(4)、左层板(5)和右层板(6)前侧暴露在外的第一层板(8)和第二层板(9)之间均通过伸缩带(17)连接。
8.根据权利要求1所述的一种数控机床的实时防碰撞装置，其特征在于：所述第一层板(8)的面积略小于第二层板(9)的面积。
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