CN107941408B - 一种用于负压吸盘的负压监测器 - Google Patents

一种用于负压吸盘的负压监测器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于负压吸盘的负压监测器,包括圆柱形结构的装置本体;装置本体左侧表面设置有的阶梯状圆柱形槽,构成正压室和负压室;正压室与负压室连通处设置有隔膜,隔膜与正压室内表面滑动配合;正压室靠近装置本体左侧表面处设置有与其配合的压盖;负压室内设置有回位弹簧,回位弹簧一端固定在负压室内,另一端连接隔膜;回位弹簧与隔膜连接端连接B电极一端,B电极的另一端穿过隔膜暴露在正压室;压盖上与B电极对应位置设置有A电极,A电极和B电极均连接到控制电路,控制电路连接发光二极管和电源;本发明可实时监测负压吸盘的真空度,现场操作人员能够准确的掌控数据机床及搬运设备各个负压吸盘是否处于正常状况。

Description

一种用于负压吸盘的负压监测器
技术领域
本发明涉及一种负压监测器,具体涉及一种用于负压吸盘的负压监测器。
背景技术
在木材、家具、玻璃等加工生产及搬运中广泛采用负压吸盘对加工件和产做搬运、移动、定位等工作;负压吸盘的吸力与吸盘的真空度成正比;真空度越高,吸力越大,对工件的提升、固定力也越大;通常负压吸盘的真空度允许在一定范围内波动,但若真空度下降到一某一允许值以下,则相应的数控机床、搬运机械应停止工作,否则会出现工件移位产品报废的质量事故;甚至出现工件脱落、从搬运吸盘上掉落等安全事故;目前还没有适合于负压吸盘的监测装置,目前通常的监测手段为对多个负压吸盘共用的真空罐的真空度通过真空表进行监测;真空罐通过总管和支管与各种机械设备的负压吸盘连接;但是这种监测方式中真空罐由于远离加工现场,操作人员无法观察;真空罐与负压吸盘通过真空管长距离传输,存在负压损耗,损耗的大小与距离相关,无法监测到这种损耗;另外由于现场中的粉尘、木屑有可能被负压吸盘吸入真空管道,引起负压吸盘负压突变,种种情况现有监测手段无法随时监测到。
发明内容
本发明提供一种设置在负压吸盘上与负压吸盘的负压道连通,能够随时监控负压吸盘负压的用于负压吸盘的负压监测器。
本发明采用的技术方案是:一种用于负压吸盘的负压监测器,包括圆柱形结构的装置本体;装置本体左侧表面设置有阶梯状圆柱形槽,构成正压室和负压室;负压室连通负压道;正压室与负压室连通处设置有隔膜,隔膜与正压室内表面滑动配合;正压室靠近装置本体左侧表面处设置有与其配合的压盖,压盖可沿正压室内表面左右移动;负压室内设置有回位弹簧,回位弹簧一端固定在负压室内,另一端连接隔膜;回位弹簧与隔膜连接端连接B电极一端,B电极的另一端穿过隔膜暴露在正压室;压盖上与B电极对应位置设置有A电极,A电极一端深入压盖内部,另一端暴露在正压室;A电极和B电极均连接到控制电路,控制电路连接发光二极管和电源。
进一步的,所述控制电路包括三极管Q1、三极管Q2、反相器N1和反相器N2;三级管Q1的集电极通过电阻R1连接电源正极,三极管Q1的发射极连接电源负极;三极管Q2的基极通过电阻R2连接电源正极,三极管Q2的发射极连接电源负极,三极管Q2的集电极依次连接电容C2、电阻R3和电源正极;电阻R1和电阻R2之间连接有电容C1;三极管Q1的基极连接到电容C2和电阻R3之间;反相器N1的1引脚通过R4连接电源正极;反相器N1的3引脚通过电阻R5连接电源正极;反相器N1的4引脚连接三极管Q2的集电极;反相器N1的2引脚通过电阻R7连接三极管Q3的基极,同时还连接反相器N2的输入端;反相器N2的输出端通过电阻R8连接三极管Q4的基极;三极管Q3的发射极依次连接发光二极管LED1、电阻R6和电源正极;三极管Q3的集电极连接电源负极;三极管Q4的发射极依次连接发光二极管LED2、电阻R6和电源正极,三极管Q4的集电极连接电源负极;三极管Q1和Q2为NPN三极管,三极管Q3和Q4为PNP三极管;A电极连接到反相器N1的1引脚和电阻R4之间;B电极连接到反相器N1的4引脚和三极管Q2的集电极之间;控制电路与电源之间设置有开关K。
进一步的,所述装置本体1外表面设置有灯罩11;发光二极管包括发光二极管LED1和发光二极管LED2均设置在灯罩11内。
进一步的,所述正压室2内隔膜4和压盖8之间设置有密封圈。
进一步的,所述压盖8和正压室2内表面之间通过螺纹连接。
进一步的,所述负压室3和负压道5之间通过通气孔连通。
进一步的,所述正压室2的直径大于负压室3的直径。
本发明的有益效果是:
(1)本发明设置在负压吸盘上可实时监测负压吸盘的真空度,现场操作人员能够准确的掌控数据机床及搬运设备各个负压吸盘是否处于正常状况;
(2)本发明中的控制电路可通过控制发光二极管LED1和LED2闪烁发光,极大的节约了电能,可延长电池更换时间;
(3)本发明可用于木材、玻璃、铝合金等所有用到负压吸盘的行业,实用性强,可随时监控其负压度,出现问题及时采取相应措施,有效避免了质量事故,提高了产品的成品率。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明中控制电路结构示意图。
图中:1-装置本体,2-正压室,3-负压室,4-隔膜,5-负压道,6-A电极,7-B电极,8-压盖,9-密封圈,10-回位弹簧,11-灯罩。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1-2所示,一种用于负压吸盘的负压监测器,包括圆柱形结构的装置本体1;装置本体1左侧表面设置有阶梯状圆柱形槽,构成正压室2和负压室3;负压室3连通负压道5;正压室2与负压室3连通处设置有隔膜4,隔膜4与正压室2内表面滑动配合;正压室2靠近装置本体1左侧表面处设置有与其配合的压盖8,压盖8可沿正压室2内表面左右移动;负压室3内设置有回位弹簧10,回位弹簧10一端固定在负压室3内,另一端连接隔膜4;回位弹簧10与隔膜4连接端连接B电极7一端,B电极7的另一端穿过隔膜4暴露在正压室2;压盖8上与B电极7对应位置设置有A电极6,A电极6一端深入压盖8内部,另一端暴露在正压室2;A电极6和B电极7均连接到控制电路12,控制电路12连接发光二极管和电源。
使用时,装置本体1内部由大小不同的两个腔壁正压室2和负压室3构成;正压室2和负压室3之间通过设置在正压室2底部的弹性隔膜4隔离开;右边的负压室3通过通气孔与负压吸盘的负压道5连通;左边的正压室2通过螺纹与压盖8连接;并且隔膜4与压盖8之间还设置有密封圈9使得其完全密封;悬紧压盖8密封圈9将隔膜4压紧,完全密封;隔膜4右边的负压室3内设置有回位弹簧10,回位弹簧可平衡负压力,使隔膜4随负压的改变而左右移动;B电极7随隔膜4的左右移动而移动;A电极6由螺纹固定连接在压盖8中心螺孔上;A电极6和B电极7经导线与控制电路连接;初始状态下,旋紧压盖8使得A电极6和B电极7接触,通过控制电路逻辑处理,红灯亮;初始时负压室3内真空度较低时,正压室2和负压室3之间的压力差较小;随着负压室3内真空度提高,负压室3和正压室2内的压差增大,其压差使得推动隔膜4向右移动;B电极7随着隔膜4的向右移动而移动;当负压室3真空度达到额定值时,B电极7与A电极6断开,通过控制电路逻辑处理,红灯灭,绿灯亮;当出现意外,负压室3内的真空度降低时,负压室2和正压室3内的压差减小,由于回位弹簧10的作用,将推动隔膜4向左移动,当达到一定值时,A电极6和B电极7接触,从而红灯亮,绿灯灭;施工人员将便于发现负压吸盘出现问题,及时进行处理;可通过正压室2和负压室3大小和隔膜4与回位弹簧10的设置使得当负压室3真空度达到一定的程度时A电极6和B电极7断开;并且负压室3真空度变化时达到一定程度时A电极6和B电极7接触;通过前期的实验和回位弹簧10弹力、隔膜4与正压室2空间行程的计算,设置其大小和回位弹簧10,从而达到设计要求。
本发明中用到的隔膜4形状与正压室2底部相配合,其形状可以为平板形,也可以为管型,波纹管型,Ω型等;隔膜为弹性材料制备,如橡胶、金属膜等;回位弹簧10可以采用圆台、圆柱及其他形状,其主要起到平衡负压力,使B电极7和隔膜4复位;A电极6和B电极7可采用柱状、针状、簧片状,同时也可以采用导电膏或导电液体代替。
进一步的,所述控制电路包括三极管Q1、三极管Q2、反相器N1和反相器N2;三级管Q1的集电极通过电阻R1连接电源正极,三极管Q1的发射极连接电源负极;三极管Q2的基极通过电阻R2连接电源正极,三极管Q2的发射极连接电源负极,三极管Q2的集电极依次连接电容C2、电阻R3和电源正极;电阻R1和电阻R2之间连接有电容C1;三极管Q1的基极连接到电容C2和电阻R3之间;反相器N1的1引脚通过R4连接电源正极;反相器N1的3引脚通过电阻R5连接电源正极;反相器N1的4引脚连接三极管Q2的集电极;反相器N1的2引脚通过电阻R7连接三极管Q3的基极,同时还连接反相器N2的输入端;反相器N2的输出端通过电阻R8连接三极管Q4的基极;三极管Q3的发射极依次连接发光二极管LED1、电阻R6和电源正极;三极管Q3的集电极连接电源负极;三极管Q4的发射极依次连接发光二极管LED2、电阻R6和电源正极,三极管Q4的集电极连接电源负极;三极管Q1和Q2为NPN三极管,三极管Q3和Q4为PNP三极管;A电极6连接到反相器N1的1引脚和电阻R4之间;B电极7连接到反相器N1的4引脚和三极管Q2的集电极之间;控制电路与电源之间设置有开关K。
通过控制电路可通过A电极6和B电极的连接与断开,控制发光二极管LED2(红灯)和LED1(绿灯)的通断;并且由于三极管Q2大部分时间处于截止状态,所以指示灯发光二极管LED1和LED2处于闪亮状态,电池的使用寿命长,避免了频繁更换电池的麻烦。
控制电路由三极管Q1和三极管Q2组成的多谐振荡器输出一定占空比的脉冲信号使两个反相器组成的显示电路间断性工作;即发光二极管LED1和发光二极管LED2闪亮;A电极6和B电极7短路时,三极管Q2处于导通状态,反相器N1工作,反相器N1的2引脚处处于高电平;三极管Q3导通,发光二极管LED1发光,绿灯亮,此时证明负压吸盘处于正常工作状态; A电极6和B电极7断路时,Q2处于截止状态,反相器N1引脚1处为高电平,引脚2处为低电平;经反相器N2后,其输出端为高电平,此时三极管Q4导通,发光二极管LED2发光,即红灯亮,证明负压吸盘的压力有变化,出现异常;可提醒施工人员及时进行处理。
进一步的,所述装置本体1外表面设置有灯罩11;发光二极管包括发光二极管LED1和发光二极管LED2均设置在灯罩11内;将发光二极管设置在灯罩内可保护发光二极管。
进一步的,所述正压室2内隔膜4和压盖8之间设置有密封圈9;通过设置密封圈9使得正压室2和负压室3之间完全密封,进一步提高其密封效果。
进一步的,所述压盖8和正压室2内表面之间通过螺纹连接;通过螺纹连接,可方便的调节初始条件下A电极6和B电极7的位置。
进一步的,所述负压室3和负压道5之间通过通气孔连通。
进一步的,所述正压室2的直径大于负压室3的直径。
据初步调查,仅就木材加工行业,全世界目前正在运行的使用吸盘为定位工具的数控机床有上百万台,使用的吸盘上千万套;每年更新的吸盘数也不下100万套;如果推广应用到玻璃、铝材等行业,数量更大;现有设备都尚未安装现场负压监测器,因负压下降而引发的事故时有发生;因此,此新产品进入市场后,可望被广大用户使用;目前位居世界第二的加拿大木工机床设备制造供应公司Padsmore已对试制的样机做了技术鉴定,表示满足需方技术指标和要求,并签约1000套试用;使用成功后,可能连续提出20万套订货。未来几年,预计供货量可达百万套,产值上亿元。
由于在加工现场有了吸盘负压监测显示报警器,现场操作人员能精准掌控数控机床及搬运设备各个吸盘负压是否处于正常状况,一旦出现报警会立即采取相应操作措施,有效减低、避免了质量事故,提高了产品的成品率。

Claims (5)

1.一种用于负压吸盘的负压监测器,其特征在于,包括圆柱形结构的装置本体(1);装置本体(1)左侧表面设置有阶梯状圆柱形槽,构成正压室(2)和负压室(3);负压室(3)连通负压道(5);正压室(2)与负压室(3)连通处设置有隔膜(4),隔膜(4)与正压室(2)内表面滑动配合;正压室(2)靠近装置本体(1)左侧表面处设置有与其配合的压盖(8),压盖(8)能沿正压室(2)内表面左右移动;负压室(3)内设置有回位弹簧(10),回位弹簧(10)一端固定在负压室(3)内,另一端连接隔膜(4);回位弹簧(10)与隔膜(4)连接端连接 B 电极(7)一端,B电极(7)的另一端穿过隔膜(4)暴露在正压室(2);压盖(8)上与 B 电极(7)对应位置设置有A 电极(6),A 电极(6)一端深入压盖(8)内部,另一端暴露在正压室(2);A 电极(6)和 B 电极(7)均连接到控制电路(12),控制电路(12)连接发光二极管和电源;
所述装置本体(1)外表面设置有灯罩(11);发光二极管包括发光二极管 LED1 和发光二极管 LED2 均设置在灯罩(11)内;
所述正压室(2) 内隔膜(4)和压盖(8)之间设置有密封圈(9)。
2.根据权利要求 1 所述的一种用于负压吸盘的负压监测器,其特征在于,所述控制电路包括三极管 Q1、三极管 Q2、反相器 N1 和反相器 N2;三级管 Q1 的集电极通过电阻 R1连接电源正极,三极管 Q1 的发射极连接电源负极;三极管 Q2 的基极通过电阻 R2 连接电源正极, 三极管 Q2 的发射极连接电源负极,三极管 Q2 的集电极依次连接电容 C2、电阻 R3 和电源正极;电阻 R1 和电阻 R2 之间连接有电容 C1;三极管 Q1 的基极连接到电容 C2 和电阻 R3 之间;反相器 N1 的 1 引脚通过 R4 连接电源正极;反相器 N1 的 3引脚通过电阻 R5 连接电源正极;反相器 N1 的 4 引脚连接三极管 Q2 的集电极;反相器N1 的 2 引脚通过电阻 R7 连接三极管 Q3 的基极,同时还连接反相器 N2 的输入端;反相器 N2 的输出端通过电阻 R8 连接三极管 Q4 的基极;三极管 Q3 的发射极依次连接发光二极管 LED1、电阻 R6 和电源正极; 三极管 Q3 的集电极连接电源负极;三极管 Q4 的发射极依次连接发光二极管 LED2、电阻 R6 和电源正极,三极管 Q4 的集电极连接电源负极;三极管 Q1 和 Q2 为 NPN 三极管,三极管Q3 和 Q4 为 PNP 三极管; A 电极(6)连接到反相器 N1 的 1 引脚和电阻 R4 之间;B 电极(7)连接到反相器 N1 的 4 引脚和三极管 Q2 的集电极之间;控制电路与电源之间设置有开关 K。
3.根据权利要求 1 所述的一种用于负压吸盘的负压监测器,其特征在于,所述压盖(8) 和正压室(2)内表面之间通过螺纹连接。
4.根据权利要求 1 所述的一种用于负压吸盘的负压监测器,其特征在于,所述负压室(3) 和负压道(5)之间通过通气孔连通。
5.根据权利要求 1 所述的一种用于负压吸盘的负压监测器,其特征在于,所述正压室(2) 的直径大于负压室(3)的直径。
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