CN107717629A - 一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的方法及装置，包括：通过检测装置检测其与刀库弹簧组件的距离并发出信号，在与其通讯连接的数控系统内编写实时侦测该信号的PLC程序和发出报警的PLC程序，所述检测装置检测其与刀库弹簧组件的距离是否在检测装置能检测到的有效距离内，若是，则刀库弹簧组件正常，数控系统PLC程序控制机床继续运行，若否，则刀库弹簧组件脱落或断开，数控系统PLC程序立即或在机床换刀前发出警报及禁止或终止机床继续运行。该方法能通过机床自动检测刀库弹簧组件是否脱落或断开，从而控制机床的运行，防止刀具在换刀过程中掉刀、碰撞换刀机构，避免二次故障，节省二次故障造成的维修成本。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床领域，更具体地说，是涉及一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的方法及装置。
背景技术
现在数控机床中钻攻机用的为斜盘式，其刀库换刀过程中需要一个刀库弹簧组件来拉伸这个刀库刀盘，保证刀库在换刀过程紧贴着换刀导程块，并按照导程设计好的路径上下移动，其中该刀库弹簧组件在进行正常扣刀位置点时可以保证扣刀的准确性。受材料、工艺、安装条件及金属抗疲劳拉伸等因素影响无法100％保证批量生产的产品都是在一个非常良好和稳定的条件下工作，如果该刀库弹簧组件断裂或脱落，就会造成扣刀位置不准确容易产生金属碰撞，甚至于无法保证主轴与刀具同心度导致刀具掉落的结果，刀具掉落将会对机床工作面或工作面上被加工产品产生自然落体碰撞影响，如果此时机床继续做位置运动将会对机床产生二次伤害。
另外申请号为201520103001.9的中国发明专利申请公开了一种防刀库弹簧组件断后导致换刀时刀具掉落或跌撞的机床装置，其是在刀库弹簧拉杆上装设接近开关，用以检测弹簧是否脱落或断开，当刀库弹簧拉杆或刀库弹簧本体断后在重力的作用下将导致刀库异响、换刀位置不准确、掉刀具或碰坏换刀机构等故障，不利于机床刀库的精确运行，其工作过程中刀库弹簧组件断后加工程序或换刀工序不会立即停止，对机床设备及操作人员产生不利影响。
发明内容
为克服现有技术中的上述缺陷，本发明一方面提供一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的方法，该方法包括以下步骤：
通过检测装置检测该检测装置的感应端面和刀库弹簧组件的距离是否在检测装置的能检测到的有效范围内并发出信号；
编写数控系统PLC警报程序和侦测程序实时侦测I/O单元接收到的检测装置发出的信号；
当检测装置检测到其与刀库弹簧组件的距离在检测装置能检测到的有效检测距离内时，检测装置正常发出信号，此时刀库弹簧组件未脱落或未断开，数控系统获取该信号后发出指令，使机床正常运行；
当检测装置检测到其与刀库弹簧组件的距离不在检测装置能检测到的有效距离内时，检测装置中断发出信号，此时刀库弹簧组件脱落或断开，数控系统无法获取检测装置发出的信号；
此时可对数控系统做以下两个设置中的任意一个设置：
1.数控系统直接发出警报信息并禁止数控机床的运行；
2.数控系统判断机床是否在换刀过程中或者机床Z轴处于换刀行程位置，若在换刀过程中或者机床Z轴处于换刀区域内，则数控系统发出警报信息并禁止机床运行；若不在换刀过程中或者机床Z轴在换刀区域内，则数控系统不发出警报，机床继续正常运行。
作为优选的，所述检测装置包括有支架和装设在支架上的检测元件。
作为优选的，所述检测元件为电磁感应检测元件。
本发明第二方面提供了一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的装置，包括检测装置，与检测装置通讯连接的数控系统，所述检测装置用来检测其与刀库弹簧组件的距离是否在检测装置能检测到的有效范围内，所述数控系统内编写有实时侦测检测装置发出的信号的PLC程序及报警的PLC程序。
作为优选的，所述检测装置还包括有支架和装设在支架上的检测元件。
作为优选的，所述支架装设在机床横轴的铸件上。
作为优选的，所述检测元件为电磁感应检测元件。
作为优选的，所述检测元件内部装设有提示灯。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明通过检测装置检测其与刀库弹簧组件的距离向与之通讯连接的数控系统发送信号，若检测距离在检测装置能检测到的有效距离范围之内，此时刀库弹簧组件未脱落或未断开，检测装置正常发出信号，该信号被PLC程序侦测单元I/O所接收，数控系统内编写的PLC程序控制机床继续运行；若检测距离不在检测装置能检测到的有效范围之内，表明此时刀库弹簧组件脱落或断开，则检测装置中断发出信号，该信号被数控系统PLC程序侦测单元I/O所识别后，可选择设置数控系统内编写的PLC程序立即发出报警信号并禁止或终止机床继续运行，也可选择设置系统内编写的PLC程序进一步判断机床是否处于换刀过程或者机床Z轴在换刀区域内，若是，则数控系统发出PLC程序指令禁止或终止机床继续机床运行，若不是，则数控系统发出PLC程序指令控制机床继续运行，直至程序运行到换刀过程中或机床Z轴在换刀区域内再发出指令禁止机床运行，从而防止刀库弹簧组件脱落或断开之后造成的刀库异响、换刀位置不准确、掉刀具或碰坏换刀机构等故障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的装置的检测装置和刀库弹簧拉杆的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的方法的PLC程序信号检测流程图；
图4是本发明实施例提供的一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的方法的PLC程序信号判断工作流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
实施例一
本发明的实施例一提供了一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的方法。
请参考图1、图2、图3和图4，本发明提供了一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的方法，本发明实施例的方法包括以下步骤：
选取检测元件42，本实施选取的检测元件42为电磁感应检测元件E2B-M18KN14-WZ-B1，其最大有效检测距离是16mm；
在机床横轴4上装设检测装置4，可在机床横轴2的铸件上打M6的孔，把支架41用M6*12杯头内六角螺丝加M6垫片固定到机床横轴2的铸件上，在支架41上固定检测元件42；
设置检测元件42与刀库弹簧拉杆51的距离为5mm-8mm(该距离不限定，该数据可根据传感器的有效检测距离及换刀过程中弹簧最大夹角距离判定)；
机床PLC系统程序信号参数包括：刀库弹簧组件5脱落或断开检测功能有效与无效选择K0001.2，判断刀库弹簧组件5脱落或断开报警条件选择K0019.7，刀库1旋转安全位置信号F0070.4，存储机床Z轴3换刀行程区间位置信号G0007.4，报警输出继电器A0029.7；
机床PLC系统程序接收检测元件42信号并执行流程如下：
程序开关K0001.2设置为1时刀库弹簧组件5脱落或断开检测功能有效；
当检测元件42检测到其与刀库弹簧拉杆51的距离在检测元件42能检测到的有效距离内时，此时刀库弹簧组件5未脱落或未断开，检测元件42正常发出信号，机床系统PLC程序侦测I/O单元获取该信号后，X0001.2取得1个高电平，开关X0001.2处于断开状态，继电器A29.7线圈不会通电，刀库弹簧组件5断报警信息不会输出，机床正常运行；
当检测元件42检测到其与刀库弹簧拉杆51的距离不在检测元件42能检测到的有效距离内时，此时刀库弹簧组件5脱落或断开，检测元件42中断发出信号，机床系统PLC程序侦测I/O单元输入地址X0001.2由高电平反转为低电平，开关X0001.2处于接通状态，此时K0019.7可有以下两种设置：
1.若K0019.7被设置为0状态；
当PLC程序满足刀库1已经在允许旋转安全位置F0070.4(通过系统参数预置)或机床Z轴3在换刀区域内时G0007.4(通过系统参数预置)信号被接通，此时且满足其中1项条件继电器A29.7线圈通电输出刀库弹簧组件5脱落或断开报警信息，通过A29.7继电器开关触点激发机床各轴停止运行；
当PLC程序不满足刀库1已经在允许旋转安全位置F0070.4(通过系统参数预置)或机床Z轴3在换刀区域内时G0007.4(通过系统参数预置)信号没被接通，此时且满足其中1项条件继电器A29.7线圈通电不会输出刀库弹簧组件5脱落或断开报警信息，机床正常运行；
2.若K0019.7被设置为1状态；
即表示无条件终止刀库弹簧组件5脱落或断开报警条件选择，此时继电器A29.7线圈通电，输出刀库弹簧组件5断检测报警信息，机床立即终止各轴运行；
本发明的方法能使机床自检其在运行过程中刀库弹簧组件是否脱落或断开，如果断则通过机床的PLC程序控制机床立即终止机床的运行或在换刀前终止机床运行，如果未脱落或未断开，则机床系统PLC程序控制机床继续运行，本发明方法解决了因刀库弹簧组件脱落或断开后导致的换刀异常声音、刀库刀夹碰坏、换刀掉刀具及因掉刀具导致被加工产品损坏、报废，同时在良好的人机界面采用直观语言提示机床操作者，机床已经有了异常，并且直接锁定故障范围或故障点，避免了在过去需要向机床制造商报障维修，等待机床厂商委派工程师都现场进行一番研判、测试、直到找出故障，修复由此产生的二次故障的麻烦。本发明方法可以避免因弹簧断后产生的二次故障的可能性，降低客户的维修成本，同时也提高了机床制造商产品的可靠性。
实施例二
本发明的实施例二提供了一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的装置。
请参考图1、图2、图3和图4，本发明提供了一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的装置，包括检测装置4，与检测装置4通讯连接的数控系统，所述检测装置4用来检测其与刀库弹簧组件5的距离，所述数控系统内编写有实时侦测检测装置4发出的信号的PLC程序及报警的PLC程序。
所述刀库弹簧组件5包括有刀库弹簧本体52，与刀库弹簧本体52固定连接的刀库弹簧拉杆51。
所述检测装置4还包括有支架41，装设在支架41上的检测元件42。
所述检测元件42为电磁检测元件E2B-M18KN14-WZ-B1，其最大有效检测距离是16mm。
所述检测元件42内装设有指示灯。
具体实施时在机床横轴2的铸件上打M6的孔，把支架41用M6*12杯头内六角螺丝加M6垫片固定到数控机床横轴2的铸件上，在支架41上固定检测元件42，调整检测元件42的感应端面与刀库弹簧拉杆51的距离为5mm-8mm，(该距离不限定，该数据可根据传感器的有效检测距离及换刀过程中弹簧最大夹角距离判定)。
所述PLC程序信号包括刀库弹簧组件5脱落或断开检测功能有效与无效选择K0001.2，终止刀库弹簧组件5脱落或断开报警条件选择K0019.7，刀库旋转安全位置信号F0070.4，存储Z轴换刀行程区间位置信号G0007.4，报警输出继电器A0029.7。
程序开关K0001.2设置为1时刀库弹簧组件5脱落或断开检测功能有效。
当刀库弹簧拉杆51在检测元件42的有效检测距离内时，此时刀库弹簧组件5未脱落或未断开，检测元件42内部指示灯亮起，检测元件42发出信号并被PLC程序I/O单元输入地址X0001.2取得1个高电平，开关X0001.2开关处于断开状态，继电器A29.7线圈不会通电，此时刀库弹簧组件5脱落或断开报警信息不会输出，机床可以正常运行；
当刀库弹簧拉杆51在检测元件42的有效检测距离外时，此时刀库弹簧组件5脱落或断开，检测元件42内部指示灯熄灭，检测元件42发出信号并被PLC程序侦测I/O单元输入地址X0001.2由高电平反转为低电平，开关X0001.2开关处于接通状态，此时K0019.7可有以下两种设置：
1.若K0019.7被设置为0状态；
当PLC程序满足刀库1已经在允许旋转安全位置F0070.4(通过系统参数预置)或机床Z轴3在换刀区域内时G0007.4(通过系统参数预置)信号被接通，此时且满足其中1项条件继电器A29.7线圈通电输出刀库弹簧组件5脱落或断开报警信息，通过A29.7继电器开关触点激发机床各轴停止运行；
当PLC程序不满足刀库1已经在允许旋转安全位置F0070.4(通过系统参数预置)或机床Z轴3在换刀区域内时G0007.4(通过系统参数预置)信号没被接通，此时且满足其中1项条件继电器A29.7线圈通电不会输出刀库弹簧组件5脱落或断开报警信息，机床正常运行；
2.若K0019.7被设置为1状态；
即表示无条件终止刀库弹簧组件5脱落或断开报警条件选择，此时继电器A29.7线圈通电，输出刀库弹簧组件5脱落或断开报警信息，机床立即终止各轴运行。
本发明能使机床自检其在运行过程中刀库弹簧组件是否脱落或断开，如果脱落或断开则通过机床的PLC程序控制机床立即终止机床的运行或在换刀前终止机床运行，如果未脱落或未断开，则机床系统PLC程序控制机床继续运行，本发明方法解决了因刀库弹簧组件断后导致的换刀异常声音、刀库刀夹碰坏、换刀掉刀具及因掉刀具导致被加工产品损坏、报废，同时在良好的人机界面采用直观语言提示机床操作者，机床已经有了异常，并且直接锁定故障范围或故障点，避免了在过去需要向机床制造商报障维修，等待机床厂商委派工程师都现场进行一番研判、测试、直到找出故障，修复由此产生的二次故障的麻烦。本发明方法可以避免因刀库弹簧组件断后产生的二次故障的可能性，降低客户的维修成本，同时也提高了机床制造商产品的可靠性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的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 (10)
1.一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的方法及装置，其特征在于：包括以下步骤：
通过检测装置(4)检测该检测装置(4)的感应端面与刀库弹簧组件(5)的距离是否在检测装置(4)的能检测到的有效范围内并发出信号，在数控系统内编写实时侦测该检测装置(4)发出的信号状态的PLC程序及报警提示的PLC程序；
当检测装置(4)检测到其与刀库弹簧组件检测端面(51)的距离在检测装置(4)能检测到的有效检测距离内时，检测装置(4)正常发出信号，此时刀库弹簧组件(5)未脱落或未断开，数控系统获取该信号后发出指令，使机床正常运行；
当检测装置(4)检测到其与刀库弹簧组件的被检测端面(51)的距离不在检测装置(4)能检测到的有效距离内时，检测装置(4)中断发出信号，此时刀库弹簧组件(5)脱落或断开，数控系统无法获取检测装置(4)发出的信号；
此时可对数控系统做以下两个设置中的任意一个设置：
1.数控系统直接发出警报信息并禁止数控机床的运行；
2.数控系统判断机床是否在换刀过程中或者机床Z轴(3)处于换刀行程位置，若在换刀过程中或者机床Z轴(3)处于换刀区域内，则数控系统发出报警指令并禁止机床运行；若不在换刀过程中或者机床Z轴(3)不在换刀区域内，则数控系统不发出警报，机床正常运行。
2.根据权利要求1所述的一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的检测方法，其特征在于：所述检测装置(4)包括有支架(41)和装设在支架(41)上的检测元件(42)。
3.根据权利要求2所述的一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的检测方法，其特征在于：所述检测元件(42)为电磁感应检测元件。
4.根据权利要求3所述的一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的检测方法，其特征在于：所述刀库弹簧组件(5)包括刀库弹簧本体(52)，与弹簧本体(52)固定连接的刀库弹簧拉杆(51)。
5.根据权利要求1所述的一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的检测方法，其特征在于：所述数控系统通过编写的PLC警报程序和PLC侦测程序实时侦测I/O单元接收到的检测装置(4)发出的信号判断是否发出警报同时对机床发出停止或运行指令。
6.一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的装置，其特征在于：包括检测装置(4)，与检测装置(4)通讯连接的数控系统，所述检测装置(4)用来检测其与刀库弹簧组件(5)的距离是否在检测装置(4)能检测到的有效范围内并发出信号，所述数控系统内编写有实时侦测检测装置(4)发出的信号的PLC程序及报警的PLC程序。
7.根据权利要求6所述的一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的装置，其特征在于：所述检测装置(4)还包括有用来固定在机床横轴(4)上的支架(41)和装设在支架(41)上的检测元件(42)。
8.根据权利要求7所述的一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的装置，其特征在于：所述检测元件(42)为电磁感应检测元件。
9.根据权利要求8所述的一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的装置，其特征在于：所述刀库弹簧组件(5)包括有刀库弹簧本体(52)，与刀库弹簧本体(52)固定连接的刀库弹簧拉杆(51)。
10.根据权利要求9所述的一种检测数控机床刀库弹簧组件是否脱落或断开的装置，其特征在于：所述检测元件(42)内部装设有提示灯。
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