CN108556066A - 加工中心刀具故障预防系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械故障预防技术领域，具体涉及加工中心刀具故障预防系统，包括圆盘锯，所述圆盘锯包括外壳、圆盘和多个锯片，还包括置料台、气缸、控制器和常闭开关，所述气缸的输出轴连接置料台，所述圆盘连接有动力装置，所述常闭开关电路连接控制器，控制器可控制气缸和动力装置；所述锯片周向均匀分布在圆盘周向上，所述外壳内部设有压板，所述压板一端固定在外壳上、另一端通过弹簧连接在外壳上，压板设有打磨块；所述压板与外壳之间连接有气囊，所述气囊设有通孔；所述压板设有推杆，所述推杆水平伸出外壳且连接有传动机构，传动机构连接有可按压常闭开关的压块。本方案以解决对木材切割时不能及时预防刀具磨损和除屑的问题。

Description

加工中心刀具故障预防系统

技术领域

本发明涉及机械故障预防技术领域，具体涉及加工中心刀具故障预防系统。

背景技术

随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品日趋精密复杂，且需求频繁改型，特别是在宇航、造船、军事等领域所需的机械零件，精度要求高，形状复杂，批量小。加工这类产品需要经常改装或调整设备，普通铣床或专用化程度高的自动化铣床已不能适应这些要求，为了解决上述问题，市场上便出现了数控铣床。数控铣床有分为不带刀库和带刀库两大类，其中带刀库的数控铣床被称为加工中心。

加工中心刀具在长期切削后，刀尖往往磨损严重，然而，刀尖磨损后不能及时被工人发现，如果磨损的刀具继续对工件进行切削，会导致工件加工精度降低，表面粗糙度增大，并且导致切削力加大、切削温度升高，甚至产生震动，而不能继续正常切削，因此，刀具磨损直接影响加工效率、质量和成本。为解决上述问题，目前都是通过对刀具进行故障检测，当检测到刀具发生磨损后，才提醒工人更换刀具，但是并没有实际解决刀具会磨损的问题。再有，当用圆盘锯对木材进行切割时，会产生木屑，部分木屑会粘在圆盘锯上，不仅会降低锯片对工件的加工精度，当圆盘锯的木屑积多时，会将圆盘锯的锯片卡死，导致锯片无法转动。

发明内容

本发明意在提供加工中心刀具故障预防系统，以解决对木材切割时不能及时预防刀具磨损和除屑的问题。

本发明的基础方案：加工中心刀具故障预防系统，包括圆盘锯，所述圆盘锯包括外壳、圆盘和多个锯片，还包括置料台、气缸、控制器和常闭开关，所述气缸的输出轴连接置料台，所述圆盘连接有动力装置，所述常闭开关电路连接控制器，控制器可控制气缸和动力装置；所述锯片周向均匀分布在圆盘周向上，所述锯片一部分位于外壳内部、另一部分位于外壳外部，所述外壳内部设有在锯片转动时可受到锯片挤压的压板，所述压板一端固定在外壳上、另一端通过弹簧连接在外壳上，压板设有可与锯片接触的打磨块；所述压板与外壳之间连接有气囊，所述气囊设有通孔；所述压板设有推杆，所述推杆水平伸出外壳且连接有传动机构，传动机构连接有可按压常闭开关的压块，所述传动机构在推杆的作用下做单向间歇运动且在切割完木材后可带动压块按压常闭开关。

本发明的工作原理：将木材放置在置料台内，启动气缸和动力装置，动力装置带动圆盘转动，气缸推动置料台将木材向靠近圆盘锯方向移动，从而实现圆盘锯对木材进行切割。圆盘转动便带动锯片转动，当锯片转动到外壳内部时，锯片会接触到压板，由于压板一端通过弹簧的支撑，压板为倾斜的，锯片会从压板低的一端移动到压板高的一端，此时锯片会对压板进行挤压，弹簧发生形变，气囊便受到压板的挤压，气囊中的气体便从通孔排出，即可吹走切割过程中粘在圆盘锯上的木屑，同时，压板上的打磨块与锯片接触，对锯片进行打磨。

由于锯片间隔分布在转动装置上，当锯片离开压板后，弹簧恢复形变，弹簧便将压板弹回原始状态，同时压板拉伸气囊，气囊的通孔可进行吸气。然后，下一个锯片再开始对压板进行挤压，重复上述操作。与此同时，每个锯片依次对压板进行挤压，压板在弹簧的作用下，压板上的推杆会反复水平移动，当推板从外壳伸出时，推杆连接带动传动机构向下移动；当推杆伸回外壳内部时，传动机构不会移动，最终传动机构便带动压块朝常闭开关方向单向移动，当锯片持续转动，每个锯片会反复挤压压板，当木材切割完后，此时传动机构将压块移动至常闭开关处，即压块按压常闭开关，常闭开关导通控制器，控制器通电后均给气缸和动力装置发生指令，气缸和动力装置接收到指令后即停止工作，从而实现气缸和动力装置的自动关闭，不需要工人一直守在加工室，避免加工室内的噪音和切割产生的木屑对工人造成伤害。

本方案的有益效果：1、锯片持续转动，每个锯片会反复挤压压板，同时实现了每个锯片的反复打磨，以及气囊反复进气和出气，从而吹走圆盘锯上的木屑的效果，并且圆盘锯在工作过程中会发热，气囊排气增加气体流通，可对圆盘锯进行降温。与现有技术相比，在锯片使用过程中，就及时预防了锯片的磨损，并同时进行除屑，避免了锯片卡在转动装置，而无法进行切割。

2、圆盘锯上的多个锯片间隔分布，是为了避免在一个锯片还处于挤压压板的状态，另一个锯片就对压板进行挤压，不能使得弹簧将压板回弹，最终不能促使气囊反复进气和出气，无法实现除屑的效果，以及不能带动推杆反复上下移动，无法实现转动机构驱动外壳移动，最终不能对木材切割。

所以，与现有技术相比，本方案的锯片对压板进行挤压，不仅实现了除屑，同时还驱动圆盘锯对木材进行切割。

进一步，所述压板为两块，所述两块压板沿锯片的转动路径对称设置在外壳内部，所述两块压板之间的距离可供锯片穿过且两块压板均可受到锯片的挤压，两块压板均设置打磨块，两块压板与外壳之间均设置气囊，其中，仅一块压板连接推杆。

两块压板上均设置打磨块和气囊，锯片的两面分别被进行打磨，使得锯片打磨更加全面、彻底，并且增加气囊，进而增加气流，进一步达到了除屑的效果。

进一步，所述压板为多块，每块压板均设置在所述锯片转动的路径上且可受到锯片的挤压，每块压板均设置打磨块，每块压板与外壳之间均设置气囊，其中，仅一块压板连接推杆。

在锯片转动的路径上设置多个压板，多个压板上的打磨块均对锯片进行摩擦，增加了锯片的效果，比如说选用比较厚的锯片，每个锯片转动一周便可被多个打磨块打磨，对比较厚的锯片便进行了有效打磨，并且每块压板均设置气囊也增加了气流，进一步达到了除屑的效果。

进一步，连接弹簧一端的两个压板之间的距离为锯片宽度的一半。

由于锯片会从两块压板之间通过，锯片对压板进行挤压时，压板在弹簧的作用下也对锯片施加反作用力，当减小两块压板之间的距离，可提高锯片的打磨效果，还作用弹簧形变增大，从而促使气囊被挤压和拉伸程度变大，增加了气体的排出，有效地进行除屑。

进一步，传动机构包括竖直放置的导轨、棘轮、与棘轮配合的棘爪和齿条，所述导轨设有可供所述推杆伸入的开口，所述推杆伸入导轨内的一端设为楔形状，所述导轨内设有滑杆,所述滑杆伸出导轨外，所述滑杆位于导轨内部的一端设为与推杆滑动配合的楔形状，且该端部通过弹簧与导轨；滑杆位于导轨外部的一端设有棘爪，所述齿条与棘轮啮合，所述压块设置在齿条端部。

当推板从外壳伸出时，此时推杆向导轨内部伸入，在伸入过程中，推杆推动滑杆向下移动，弹簧发生形变，滑杆便带动棘爪插进棘轮的齿槽，然后棘爪再推动棘轮转动，棘轮转动便带动齿条移动；当推杆向外壳内部伸入时，推杆从导轨内部离开，滑杆不再受到推杆的推动在弹簧恢复形变的作用下复位，即滑杆向上移动，此时棘爪从棘轮齿槽上滑出，这时棘轮未受到棘爪的推动，即不会发生转动。在推杆反复推动滑杆上下移动过程中，棘轮仅是单向转动，从而便带动齿条单向移动，齿条即带动压块向常闭开关移动，在木材切割完成后，压块移动到常闭开关，对其进行按压。

进一步，所述动力装置为减速电机。

减速电机避免了因电机转速过快，而导致锯片因圆盘转动过快而容易损坏。

附图说明

图1为本发明实施例加工中心刀具故障预防系统的部分结构示意图；

图2为图1中A处的外壳内部的结构示意图；

图3为本发明实施例传动机构和压块的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：外壳1、锯片2、圆盘3、棘爪4、棘轮5、齿条6、压块7、推杆8、导轨9、滑杆10、压板11、气囊12、打磨块13、常闭开关14、置料台15、气缸16、加工台17、木材18。

如图1所示：加工中心刀具故障预防系统，包括加工台17和圆盘锯，加工台17上还设置有置料台15、气缸16、常闭开关14和控制器(图中未示出)，气缸16的输出轴连接置料台15，气缸16可带动置料台15朝圆盘锯方向移动，常闭开关14电路连接控制器。圆盘锯包括外壳1、圆盘3和多个锯片2，圆盘锯连接有减速电机，减速电机可选为BK斜齿轮—伞齿轮硬齿面减速电机，其中，控制器可控制气缸16和减速电机停止工作。锯片2周向均匀分布在圆盘3周向上，其中锯片2是直接焊接在圆盘3上，锯片2一部分位于外壳1内部、另一部分位于外壳1外部。如图2所示，图2视角为图1中沿锯片进入外壳的转动方向视角，外壳1内部设有两个压板11，两个压板11沿锯片2的转动路径对称设置在外壳1内部下端，两个压板11之间形成可供锯片2进出的入口和出口，入口处的两块压板11端部均固定在外壳1上，出口处的两块压板11端部均通过压簧连接在外壳1上，当锯片2转动时，入口的距离正好供锯片2穿过，出口的距离为锯片2宽度的一半，即在锯片2转进两个压板11之间，由于锯片2出口端是通过压簧连接在外壳1上，锯片2会挤压两个压板11，然后从出口处转出。两块压板11的出口端均固定有打磨块13，在锯片2从出口处转出时，锯片2会接触打磨块13，两块压板11与外壳1之间均连接有气囊12，气囊12设有通孔。在另一实施例中，压板11为多块，每块压板11均设在锯片2转动的路径上，每块压板11一端均固定在外壳1内侧壁、另一端均通过压簧固定在外壳1内侧壁，在锯片2转动过程中，锯片2依次挤压压板11。每块压板11同样均设有打磨块13，每块压板11与外壳1之间均设置气囊12，其中，仅一块压板11连接推杆8。

其中一块压板11焊接有推杆8，外壳1设有开孔，推杆8能够从开孔水平伸出外壳1外部，推杆8伸出外壳1的端部设有传动机构，传动机构在推杆8的作用下做单向间歇运。如图3所示，传动机构包括导向轨、棘轮5、与棘轮5配合的棘爪4和齿条6，导轨9竖直设置在加工台17上，导轨9设有可供所述推杆8伸入的开口，即导轨9的开口面向外壳1一面，推杆8伸入导轨9内的一端设为楔形状。导轨9内设有滑杆10且伸出导轨9外，滑杆10位于导轨9内部的一端设为与推杆8可滑动配合的楔形状且还设有拉簧连接在导轨9内，滑杆10位于导轨9外部的一端固定有棘爪4，齿条6与棘轮5啮合，齿条6设置在与常闭开关14同一直线上，压块7固定在齿条6靠近常闭开关14的一端。为了防止棘爪4从棘轮5的齿槽背上滑出时，棘轮5会反向转动，还可设有止回棘爪(图中未示出)，用来卡住棘轮5反向转动。

具体实施过程如下：将木材18放置在置料台15内，启动气缸16和减速电机，减速电机带动圆盘3转动，气缸16推动置料台15将木材18向靠近圆盘锯方向移动，从而实现圆盘锯对木材18进行切割。圆盘3转动便带动锯片2转动，当锯片2转动到外壳1内部时，锯片2会接触到压板11，由于压板11一端通过弹簧的支撑，压板11为倾斜的，锯片2会从压板11低的一端移动到压板11高的一端，此时锯片2会对压板11进行挤压，压簧发生形变，气囊12便受到压板11的挤压，气囊12中的气体便从通孔排出，即可吹走切割过程中粘在圆盘锯上的木屑，同时，压板11上的打磨块13与锯片2接触，对锯片2进行打磨。

由于锯片2间隔分布在转动装置上，当锯片2离开压板11后，压簧恢复形变，压簧便将压板11弹回原始状态，同时压板11拉伸气囊12，气囊12的通孔可进行吸气。然后，下一个锯片2再开始对压板11进行挤压，重复上述操作。与此同时，每个锯片2依次对压板11进行挤压，压板11在压簧的作用下，压板11上的推杆8会反复水平移动，当推板从外壳1伸出时，此时推杆8向导轨9内部伸入，在伸入过程中，推杆8推动滑杆10向下移动，弹簧发生形变，滑杆10便带动棘爪4插进棘轮5的齿槽，然后棘爪4再推动棘轮5转动，棘轮5转动便带动齿条6移动；当推杆8向外壳1内部伸入时，推杆8从导轨9内部离开，滑杆10不再受到推杆8的推动在弹簧恢复形变的作用下复位，即滑杆10向上移动，此时棘爪4从棘轮5齿槽上滑出，这时棘轮5未受到棘爪4的推动，即不会发生转动。在推杆8反复推动滑杆10上下移动过程中，棘轮5仅是单向转动，从而便带动齿条6单向移动，齿条6即带动压块7向常闭开关14移动，在木材18切割完成后，压块7移动到常闭开关14，对其进行按压，此时常闭开关14导通控制器，控制器通电后均给气缸16和动力装置发生指令，气缸16和动力装置接收到指令后即停止工作，从而实现气缸16和动力装置的自动关闭，不需要工人一直守在加工室，避免加工室内的噪音和切割产生的木屑对工人造成伤害。最终本方案解决了对木材18切割时不能及时预防刀具磨损和除屑的问题。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.加工中心刀具故障预防系统，包括圆盘锯，所述圆盘锯包括外壳、圆盘和多个锯片，其特征在于：还包括置料台、气缸、控制器和常闭开关，所述气缸的输出轴连接置料台，所述圆盘连接有动力装置，所述常闭开关电路连接控制器，控制器可控制气缸和动力装置；所述锯片周向均匀分布在圆盘周向上，所述锯片一部分位于外壳内部、另一部分位于外壳外部，所述外壳内部设有在锯片转动时可受到锯片挤压的压板，所述压板一端固定在外壳上、另一端通过弹簧连接在外壳上，压板设有可与锯片接触的打磨块；所述压板与外壳之间连接有气囊，所述气囊设有通孔；所述压板设有推杆，所述推杆水平伸出外壳且连接有传动机构，传动机构连接有可按压常闭开关的压块，所述传动机构在推杆的作用下做单向间歇运动且在切割完木材后可带动压块按压常闭开关。

2.根据权利要求1所述的加工中心刀具故障预防系统，其特征在于：所述压板为两块，所述两块压板沿锯片的转动路径对称设置在外壳内部，所述两块压板之间的距离可供锯片穿过且两块压板均可受到锯片的挤压，两块压板均设置打磨块，两块压板与外壳之间均设置气囊，其中，仅一块压板连接推杆。

3.根据权利要求1所述的加工中心刀具故障预防系统，其特征在于：所述压板为多块，每块压板均设置在所述锯片转动的路径上且可受到锯片的挤压，每块压板均设置打磨块，每块压板与外壳之间均设置气囊，其中，仅一块压板连接推杆。

4.根据权利要求2所述的加工中心刀具故障预防系统，其特征在于：连接弹簧一端的两个压板之间的距离为锯片宽度的一半。

5.根据权利要求4所述的加工中心刀具故障预防系统，其特征在于：传动机构包括竖直放置的导轨、棘轮、与棘轮配合的棘爪和齿条，所述导轨设有可供所述推杆伸入的开口，所述推杆伸入导轨内的一端设为楔形状，所述导轨内设有滑杆,所述滑杆伸出导轨外，所述滑杆位于导轨内部的一端设为与推杆滑动配合的楔形状，且该端部通过弹簧与导轨；滑杆位于导轨外部的一端设有棘爪，所述齿条与棘轮啮合，所述压块设置在齿条端部。

6.根据权利要求5所述的加工中心刀具故障预防系统，其特征在于：所述动力装置为减速电机。