CN110893475A - 手动卡盘式数控车床使用的智能工件卡盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及手动卡盘式数控车床使用的智能工件卡盘装置，包括光电开关、蓄电池、充电插座、电源开关、电机减速机构，还具有环形套壳、触发电路、第一控制电路、第二控制电路、触发机构；套壳有内外两层，电机减速机安装在套壳内外两层之间内；电机减速机构动力输出轴下端矩形套插入手动卡盘的伞形齿轮上端矩形套孔内；触发机构发的筒体后侧有永久磁铁，筒体后侧垂直吸合在手动卡盘其中一个卡爪外侧；光电开关、蓄电池、充电插座、电源开关、触发电路、第一控制电路、第二控制电路安装在元件盒内，并和电机减速机构经导线连接。本发明不需要改装可直接安装在手动卡盘上使用，且还能保证手动卡盘的正常手动操作，给操作人员带来了便利、提高了工作效率。

Description

手动卡盘式数控车床使用的智能工件卡盘装置

技术领域

本发明涉及数控车床配套设备领域，特别是一种手动卡盘式数控车床使用的智能工件卡盘装置。

背景技术

数控车床由于加工工件精度高，并能节省人工、提高工作效率，因此是一种使用较为广泛的机加工设备。数控车床有一个重要的部件就是工件卡盘设备，工件卡盘设备是固定安装各种工件的必备设施。现有的数控车床应用最多的是手动三爪工件卡盘，操作中需要操作者经扳手等旋转工件卡盘设备的小伞形齿轮左右转动，小伞形齿轮带动从动大锥形齿轮左右转动，进而，从动大锥形齿轮在相关机构作用下带动三爪卡盘的卡爪收拢或张开，达到固定或松开工件的目的。由于需要人为操作，会给操作人员带来不便，更换工件频率多时，更会增加操作人员的劳动强度。

现有技术中，也有数控车床采用电机驱动卡爪张开或收拢的方式，进而固定或松开工件；电动卡盘给操作人员带来了便利，且减少了操作人员的劳动强度，因此在很多地方优于手动卡盘。但是现有的电动驱动卡盘存在结构较为复杂的缺点，且更为重要是，现有的电动驱动卡盘因结构所限，无法直接在现有具有手动卡盘的数控车床上安装应用，也就是说现有的电动卡盘无法直接安装在数控车床的手动卡盘上使用；如果为了适应现有电动卡盘的安装，而对采用手动卡盘的数控车床进行大量改装，由于涉及的改动量大、成本高，显然又不太现实。目前的电动卡盘还存在一个问题，就是固定工件中，需要操作人员实时观察工件的固定情况，如果工件固定紧后电动卡盘继续工作、有因负荷过大导致电动卡盘的电机及减速齿轮等损坏的隐患，固定不牢又将会导致工件无法有效加工；也无法达到智能化工作的目的。再者来说，数控车床虽然手动卡盘存在这样那样的问题，但是因为其工作时不使用电源，部件少，因此使用更加可靠。基于上述，提供一种能方便安装在现有采用手动卡盘的数控车床上使用，成本低、结构简单紧凑，具有电动卡盘的优点，还具有智能化，并能继续保证手动卡盘手动操作功能的数控车床工件卡盘装置显得尤为必要。

发明内容

为了克服现有采用手动卡盘的车床只能使用手动卡盘固定工件中存在的不便，现有电动刀盘无法直接适用于采用手动卡盘车床使用的问题，以及电动卡盘固定工件中，操作人员不好掌握固定工件力矩、无法做到智能化存在的弊端，本发明提供了一种结构简单紧凑，不需要任何改装可直接安装在手动卡盘上使用，且还能保证手动卡盘的正常使用，在出现故障后能使用手动卡盘固定工件，兼具电动卡盘及手动卡盘的优点，工作更为可靠，具备智能化，能实现非接触控制，且在固定紧工件后能自动停止工作，保证了工件有效固定的前提下，给操作人员带来了便利、提高了工作效率的手动卡盘式数控车床使用的智能工件卡盘装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

手动卡盘式数控车床使用的智能工件卡盘装置，包括光电开关、蓄电池、充电插座、电源开关、电机减速机构，其特征在于还具有环形套壳、触发电路、第一控制电路、第二控制电路、触发机构；所述套壳具有内外两层，在套壳内外层中部各有下开孔、上开孔，电机减速机固定安装在套壳内外两层之间内；所述套壳的内层内径大于手动卡盘的外径，套壳的中部外层和内层之间间隔距离还具有多只锁紧螺杆，套壳的内层套在手动卡盘的一侧外端、并经锁紧螺杆固定；所述电机减速机构的动力输出轴下端有矩形套，矩形套插入手动卡盘的伞形齿轮上端的矩形套孔内；所述触发机构包括筒体、力敏电阻、弹簧、圆形活动片，在筒体的盖下端有绝缘片，力敏电阻固定安装在绝缘片下端，活动片上端有橡胶片、下端中部有轴杆，活动片位于筒体内，弹簧套在轴杆外侧并位于筒体外下端，轴杆下端有限位板，筒体的后侧有永久磁铁，筒体后侧垂直吸合在手动卡盘其中一个卡爪外侧、且限位板位于卡爪的下部；所述光电开关、蓄电池、充电插座、电源开关、触发电路、第一控制电路、第二控制电路安装在元件盒内，元件盒安装在套壳的内外两层之间内、光电开关的探测头位于套壳的外层开孔外侧；所述蓄电池两极和光电开关、触发电路的电源输入两端分别经导线连接，触发电路的两路电源输出端分别和第一控制电路、第二控制电路的电源输入两端经导线连接，第一控制电路、第二控制电路的电源输出两端分别和电机减速机构的正负两极、负正两极电源输入端经导线连接，触发机构的力敏电阻和第二控制电路的信号输入端经导线连接，光电开关的信号输出端和触发电路的信号输入端经导线连接。

进一步地，所述光电开关是红外线光电开关。

进一步地，所述电机减速机构是直流电机齿轮减速机构。

进一步地，所述触发电路包括型号CD4013的双D触发集成电路和电阻、NPN三极管、继电器，其间经电路板布线连接，双D触发集成电路的正极电源输入端14脚和继电器正极电源输入端及控制电源输入端连接，双D触发集成电路的时钟信号输入端3脚和第一只电阻一端连接，双D触发集成电路的反码输出端2脚、数据输入端5脚连接，双D触发集成电路的负极电源输入端7脚、直接复位端4脚、直接置位端6脚和NPN三极管发射极连接，双D触发集成电路的原码输出端1脚和第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接。

进一步地，所述第一控制电路包括时间控制器和继电器，其间经电路板布线连接，时间控制器是微电脑时控开关，时间控制器的电源输出两端分别和继电器电源输入两端连接，时间控制器的电源输入两端分别和继电器两个控制电源输入两端连接。

进一步地，所述第二控制电路包括时间控制器和继电器、可调电阻、NPN三极管，其间经电路板布线连接，时间控制器是微电脑时控开关，时间控制器的电源输入两端分别和继电器两个控制电源输入两端连接，时间控制器的电源输出端正极和继电器正极电源输入端连接，时间控制器的电源输出端负极和NPN三极管发射极连接，可调电阻一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接。

本发明有益效果是：本发明应用中，金属套壳的内层套在手动卡盘的一侧外端，多只锁紧螺杆分别旋紧后就可正常使用。本发明中，只需要人为非接触方式分别阻挡光电开关的探测头(间距2cm左右)，就能分别经第一及第二控制电路，控制手动卡盘的三只卡爪夹紧或松开工件；且在触发机构的共同作用下，能在夹紧工件后自动停止工作，达到了智能化控制目的。本发明使用时，当电机减速机构或第一及第二控制电路故障，取下电机减速机构后，就能恢复手动操作。本发明结构简单紧凑，不需要任何改装可直接安装在手动卡盘上使用，且还能保证手动卡盘的正常手动操作，在出现故障后能使用手动卡盘固定工件，兼具电动卡盘及手动卡盘的优点，工作更为可靠，具备智能化，能实现非接触控制，且在固定紧工件后能自动停止工作，保证了工件有效固定的前提下，给操作人员带来了便利、提高了工作效率。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明电路图。

具体实施方式

图1中所示，手动卡盘式数控车床使用的智能工件卡盘装置，包括光电开关1、蓄电池2、充电插座3、电源开关4、电机减速机构5，还具有环形金属套壳6、触发电路7、第一控制电路8、第二控制电路9、触发机构10；所述金属套壳6具有内外两层，在金属套壳6内层中部具有一个下开孔62，金属套壳6的外层中部具有一个上开孔61，上开孔61和下开孔62位置对准，上开孔61侧端具有多个固定孔，电机减速机5的壳体上端经上开孔多个固定孔、分别用多只螺杆螺母固定安装在金属套壳6内外两层之间内；所述金属套壳6的内层内径略大于手动卡盘11的外径，金属套壳6的中部外层和内层之间间隔一定距离还具有多个位置对准的丝孔63，每个丝孔63的内部旋入有一只锁紧螺杆64，金属套壳6的内层套在手动卡盘11的一侧外端(间距卡爪111一定距离)，多只锁紧螺杆64分别旋入金属套壳6的外层和内层之间多个丝孔63的内螺纹内，多只锁紧螺杆64的下侧端和卡盘11的外侧端紧密接触；所述电机减速机构5的动力输出轴下端焊接有一只矩形套51，矩形套51经由金属套壳6的下开孔62插入手动卡盘11的小伞形齿轮上端的矩形套孔内；所述触发机构10包括筒体101、力敏电阻102、弹簧103、圆形活动片104，在筒体101的上端盖中部有一个开孔(开孔将和力敏电阻连接的导线引出)，盖的下端用胶粘接有一只圆形塑料片105，力敏电阻102的上端用胶粘接在塑料片105下端，力敏电阻102的应变片位于塑料片105下中部，圆形活动片104的上端用胶粘接有一只圆形橡胶片、下端中部有一根垂直分布一体成型的轴杆106，活动片104位于筒体101内，轴杆106经由筒体101下端底中部的开孔向筒体101下端外侧引出，弹簧103套在轴杆106外侧并位于筒体101外下端，轴杆106的下端具有外螺纹，轴杆106的下端旋入安装有一只外径大于弹簧的限位板107，筒体101的后侧是方形、内部是圆形，筒体101的后侧用胶垂直分布粘接有一只条形永久磁铁，筒体101后侧通过磁铁垂直吸合在手动卡盘其中一个卡爪111外侧、且限位板107位于卡爪111的下部。所述光电开关1、蓄电池2、充电插座3、电源开关4、触发电路7、第一控制电路8、第二控制电路9安装在电路板上，电路板安装在元件盒12内，元件盒12经螺杆螺母固定在金属套壳6的内外两层之间内、且和电机减速机构5处于垂直状态(分别位于金属套壳6的内层上下两端)，电源开关4的操作手柄、充电插座3的插孔、光电开关1的探测头分别位于金属套壳6的外层右部三个开孔外侧(位于卡爪111另一侧端)。

图2中所示，光电开关A1是品牌huchdq/沪创、型号E3F-DS200C1的红外线光电开关成品，红外线光电开关成品A1具有两个电源输入接线端1及2脚、一个高电平输出接线端3脚，工作电压是直流24V，红外线光电开关成品A1壳体前部自身具有一体化红外发射及接收光电管探测头，探测头能探测距离70cm之内的物品，探测头正前端发射头直线射出的红外光线有物品阻挡时，探测头正前端接收射头接收到后，红外线光电开关成品A1的高电平输出接线端3脚会输出高电平，红外线光电开关成品A1的壳体上后端有一个调节旋钮，向左调节后探测距离变小，向右调节后探测距离变大，本实施例探测距离2cm。蓄电池G型号是24V/10Ah、充电插座CZ是同轴电源插座、电源开关S是拨动电源开关。电机减速机构M是工作电压直流24V的直流电机减速机构、工作电流5A，其壳体下端内具有多级齿轮减速机构，工作时壳体上端电机输出的动力经多级齿轮减速机构减速增加扭矩后从动力输出轴输出。触发电路包括型号CD4013的双D触发集成电路A2和电阻R及R1、NPN三极管Q1、继电器K1，其间经电路板布线连接，双D触发集成电路A2的正极电源输入端14脚和继电器K1正极电源输入端及控制电源输入端连接，双D触发集成电路A2的时钟信号输入端3脚和第一只电阻R1一端连接，双D触发集成电路A2的反码输出端2脚、数据输入端5脚连接，双D触发集成电路A2的负极电源输入端7脚、直接复位端4脚、直接置位端6脚和NPN三极管Q1发射极连接，双D触发集成电路A2的原码输出端1脚和第二只电阻R一端连接，第二只电阻R另一端和NPN三极管Q1基极连接，NPN三极管Q1集电极和继电器K1负极电源输入端连接。第一控制电路包括时间控制器A4和继电器K2，其间经电路板布线连接，时间控制器A4是品牌为CHNT/正泰、型号KG316T的微电脑时控开关成品，微电脑时控开关成品A4具有液晶显示屏，以及取消/恢复、校时、校分、校星期、自动/手动、定时、时钟按键，还具有两个电源输入端1及2脚，两个电源输出端3及4脚，实际应用中，使用者分别操作七只按键，可设定两个电源输出端3及4脚输出电源的时间，微电脑时控开关成品A4内部电路具有记忆功能，只要不进行二次手动设置调节，外部电源停电也不会导致上次内部设定的时间程序改变，时间控制器A4的电源输出两端3及4脚分别和继电器K3电源输入两端连接，时间控制器A4的电源输入两端1及2脚分别和继电器K3两个控制电源输入两端连接。第二控制电路包括时间控制器A3和继电器K2、可调电阻RP、NPN三极管Q2，其间经电路板布线连接，时间控制器A3是品牌为CHNT/正泰、型号KG316T的微电脑时控开关成品，时间控制器A3的电源输入两端分别和继电器K2两个控制电源输入两端连接，时间控制器A3的电源输出端正极3脚和继电器K2正极电源输入端连接，时间控制器A3的电源输出端负极4脚和NPN三极管Q2发射极连接，可调电阻RP一端和NPN三极管Q2基极连接，NPN三极管Q2集电极和继电器K2负极电源输入端连接。

图2中所示，蓄电池G两极和充电插座CZ两个接线端分别经导线连接(锂蓄电池G无电时，直接把外部24V电源充电器的充电插头、插入充电插座CZ内就可为蓄电池G充电)，蓄电池G正极和电源开关S一端连接，电源开关S另一端、蓄电池G负极和光电开关A1电源输入两端1及2脚、触发电路电源输入两端双D触发集成电路A2的14脚及7脚分别经导线连接，触发电路的两路电源输出端继电器K1的常闭触点端、常开触点端及NPN三极管Q1的发射极分别和第一控制电路电源输入两端时间控制器A4的1及2脚、第二控制电路电源输入两端时间控制器A3的1及2脚经导线连接，第一控制电路电源输出两端继电器K3两个常开触点端、第二控制电路电源输出两端继电器K2两个常闭触点端分别和电机减速机构M的正负两极、负正两极电源输入端经导线连接，触发机构的力敏电阻RT两端和第二控制电路的时间控制器A3的3脚及可调电阻RP另一端经导线分别连接，光电开关A1的信号输出端3脚和触发电路的信号输入端电阻R1另一端经导线连接。

图1、2中所示，本发明安装时，金属套壳6的内层套在手动卡盘11的一侧外端，电机减速机构5的动力输出轴下端矩形套51经由金属套壳5的下开孔插入手动卡盘11的小伞形齿轮上端的矩形套孔内，多只锁紧螺杆64分别旋紧后(多只锁紧螺杆64分别接触手动卡盘9的外侧)就可将本发明固定在手动卡盘11上正常使用。固定工件时，当操作人员把工件的一端放在卡盘的三个卡爪111内，然后打开电源开关S就可；电源开关S打开后，蓄电池G输出的电源会进入触发电路以及光电开关的电源输入两端，于是，触发电路以及光电开关处于得电工作状态。当需要固定工件时，操作人员把手接近光电开关A1的探测头前2cm以内，于是，光电开关A1在其内部电路作用下3脚会输出高电平(手离开探测头后光电开关A1的3脚不再输出高电平)经电阻R1降压限流进入双D触发集成电路A2的3脚，于是，双D触发集成电路A2在其内部电路作用下，双D触发集成电路A2形成的双稳态触发电路发生一次翻转，其1脚会一直输出高电平经电阻R降压限流进入NPN三极管Q1的基极，NPN三极管Q1导通其集电极输出低电平进入继电器K1负极电源输入端，由于继电器K1的正极电源输入端及控制电源输入端和蓄电池G的正极连接，所以，此刻继电器K1会得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合(控制电源输入端和常闭触点端开路)；由于，继电器K1的常开触点端和第二控制电路的时间控制器A3正极电源输入端连接(负极电源输入端和蓄电池G负极连接)，所以，时间控制器A3会得电工作。时间控制器A3得电工作后，在其内部电路以及技术人员设定的3及4脚输出电源时间作用下，3及4脚会输出6秒钟电源分别进入继电器K2正极电源输入端以及负极控制电源输入端(继电器K2正极控制电源输入端此刻和时间控制器A3的3脚相通)；由于，继电器K2的两个常闭触点端分别和电机减速机构M的负正两极电源输入端连接，继电器K2此刻处于失电状态其两个控制电源输入端和两个常闭触点端分别闭合，所以，此时，24V电源正负两极会进入电机减速机构M的负正两极电源输入端，电机减速机构M(5)会得电工作其动力输出轴经矩形套51带动手动卡盘11的伞型小齿轮顺时针转动，进而在手动卡盘11其余部件作用下，三个卡爪111分别慢慢向内侧下降高度运动收紧、将工件的一端夹紧(实际情况下5秒钟左右就可将工件夹紧)。工作中，当三个卡爪111夹紧工件过程中，位于其中一个卡爪111前的触发结构10也会随其中一个卡爪下降高度，限位板107的下端接触需要固定工件的一端上侧，卡爪继续下降时，限位板107会经轴杆106克服弹簧103的弹性作用力、推动活动片104在筒体101内上行，活动片104的上端橡胶片和力敏电阻102(RT)下部应变片接触(此时三个卡爪的内侧下端刚好和工件一端外侧分别接触)；当电机减速机构M经伞型小齿轮继续带动三只卡爪111向下内侧运动、限位板107经轴杆106推动活动片104在筒体101内上行、活动片104的上端橡胶片和力敏电阻102(RT)下部应变片接触中，三只卡爪111向下运动距离越长，那么活动片104的上端橡胶片(橡胶片厚度5mm、外径小于筒体101内径3mm，活动片104外径小于筒体101内径0.2mm)和力敏电阻102(RT)下部应变片接触产生的力矩越大(橡胶片能起到缓冲作用，防止活动片直接接触力敏电阻应变片，导致应变片受力过大无缓冲损坏)，这样，力敏电阻RT的电阻值越小(反之电阻值越大)。实际情况下，当橡胶片没有接触或刚接触力敏电阻应变片时，也就是三个卡爪111没有全部接触工件一端外侧或刚接触时，此刻由于力敏电阻应变片受力小、电阻大，这样24V电源正极经力敏电阻RT、可调电阻RP降压限流后进入NPN三极管Q2的基极电压低于0.7V，于是，NPN三极管Q2处于截止状态其集电极无输出，那么继电器K2继续保持失电状态、其两个控制电源输入端和两个常闭触点端分别闭合，电机减速机构M继续得电工作，经伞型小齿轮继续带动三只卡爪111向下内侧运动夹紧工件。当橡胶片接触力敏电阻应变片朝上继续运动时(橡胶片有缓冲作用)，也就是三个卡爪111全部接触工件一端外侧并夹紧一定程度时，此刻由于力敏电阻应变片受力大、电阻小，这样24V电源正极经力敏电阻RT、可调电阻RP降压限流后进入NPN三极管Q1的基极电压高于0.7V，于是，NPN三极管Q2处于导通状态其集电极输出低电平进入继电器K2负极电源输入端，由于继电器K2正极电源输入端和时间控制器A3的1脚相通，所以此时，继电器K2会得电吸合其两个控制电源输入端和两个常闭触点端分别开路；由于，继电器K2两个常闭触点和电机减速机构M的负正两极电源输入端分别连接，所以此时，电机减速机构M会停止工作，那么三个卡爪111刚好也能把工件夹紧(5秒钟左右后，虽然后续1秒钟时间控制器A3的3及4脚还会输出电源，但是继电器K2会一直处于得电吸合状态，因此电机减速机构M不会再得电转动)；并防止了电机减速机构M带动三个卡爪111向内侧运动距离过大造成卡盘内部部件损坏，及被夹持的工件损坏。工件夹持好后，就可操作数控车床对工件进行加工。本发明中，工件夹持中，限位板107带动活动片104上行距离不超过3mm。

图1、2中所示，本发明中，通过方便调节可调电阻RP(其调节旋钮位于元件盒12、及金属套壳6侧端开孔外)的电阻值，可以调节三个卡爪向内侧运动的距离，也就是能调节三个卡抓111夹持部件的不同作用力。当生产技术人员把可调电阻RP的电阻值调节得小后，那么，三个卡爪111接触工件一端外侧相对向下内侧运动较小距离，力敏电阻应变片受力相对小、电阻相对大时，24V电源正极经力敏电阻RT、可调电阻RP降压限流后进入NPN三极管Q2的基极电压就能高于0.7V，于是，NPN三极管Q2处于导通状态其集电极输出低电平进入继电器K2负极电源输入端，继电器K2得电吸合其两个控制电源输入端和两个常开触点端分别开路，电机减速机构M停止工作，那么三个卡爪111对工件的夹持力就相对较小。当生产技术人员把可调电阻RP的电阻值调节得大后，那么，三个卡爪111接触工件一端外侧相对向下内侧运动较大距离，力敏电阻应变片受力相对大、电阻相对小时，24V电源正极经力敏电阻RT、可调电阻RP降压限流后进入NPN三极管Q2的基极电压才能高于0.7V，进而，NPN三极管处于导通状态其集电极输出低电平进入继电器K2负极电源输入端，继电器K2得电吸合其两个控制电源输入端和两个常开触点端分别开路，电机减速机构M停止工作，那么三个卡爪111对工件的夹持力就相对变大。上述调节，生产技术人员根据三个卡爪111夹持工件的具体情况进行调节，如电机减速机构M停止工作后，工件还没夹持紧，那么就把可调电阻RP的电阻值调节得大一些，如工件夹持紧后，电机减速机构M还在工作，有导致相关部件损坏的情况下(此刻将电源开关S及时关闭就可)，那么就把可调电阻RP的电阻值调节得小一些。本发明夹持批量相同外径工件时，只需要使用前进行一次调节就可，特别加工批量工件更加方便。后续使用中，如果下一批次加工的工件外径(外径是指三个卡爪夹持工件部位、工件的外径)和上次加工的外径不同，那么根据具体情况，将可调电阻RP的调节旋钮调节到相应位置就可。本发明在可调电阻RP调节旋钮侧端的金属套壳上标上数字，每个数字对应三个卡爪向内侧运动的距离，这样，使用者就可以根据待加工工件的外径，和原来加工过的相同外径工件、可调电阻的调节旋钮对准的具体数字处，预先将可调电阻RP的调节旋钮调节到位就可。为了适应不同外径工件加工，本发明触发机构的筒体101每次更换不同外径工件前，通过磁铁吸合在其中一只卡爪111前的高度需要调节，使限位板107下端和工件一侧距离达到需要(保证三个卡爪111夹紧工件中，限位板向上运动的距离不能超过3mm)；本发明中，如果上批次和下批次加工的工件外径不同，可在安装触发机构的一只卡爪转动到下端时，再关闭数控车床，这样下次工件放在三个卡抓内后，工件下端就能和触发机构的限位板107内侧端接触(间距1.5mm左右)，调节更加方便。

图1、2中所示，实际应用中，当工件加工好、需要松开工件时，操作人员再次把手接近光电开关A1的探测头前2cm以内(工作时，光电开关A1的探测头探测距离只有2cm，因此数控车床的任何部件不会造成探测头2cm前被阻挡、进而误工作其第3脚输出高电平)，于是，光电开关A1在其内部电路作用下3脚再次输出高电平(手离开探测头后光电开关A1的3脚不再输出高电平)经电阻R1降压限流进入双D触发集成电路A2的3脚，于是，双D触发集成电路A2在其内部电路作用下，双D触发集成电路A2形成的双稳态触发电路再次发生一次翻转，其1脚会停止输出高电平进入NPN三极管Q1的基极，NPN三极管Q1截止其集电极不再输出低电平进入继电器K1负极电源输入端，继电器K1会失电不再吸合控制电源输入端和常开触点端开路、控制电源输入端和常闭触点端闭合；由于，继电器K1的常闭触点端和第一控制电路的时间控制器A4正极电源输入端连接(时间控制器A4负极电源输入端和蓄电池G负极连接)，所以，时间控制器A4会得电工作。时间控制器A4得电工作后，在其内部电路以及技术人员设定的3及4脚输出电源时间作用下，3及4脚会输出5秒钟电源分别进入继电器K3正极电源输入端以及负极电源输入端(继电器K3正极、负极控制电源输入端此刻和时间控制器A3的3脚、4脚分别相通)，继电器K3得电吸合其两个控制电源输入端和两个常开触点端分别闭合，由于，继电器K3的两个常开触点端分别和电机减速机构M的正负两极电源输入端连接，所以，此时，24V电源正负两极会进入电机减速机构M的正负两极电源输入端，电机减速机构M(5)会得电工作其动力输出轴经矩形套51带动手动卡盘11的伞型小齿轮逆时针转动，进而在手动卡盘11其余部件作用下，三个卡爪111慢慢向外侧上升高度运动，三个卡爪111内侧端和工件的一端外侧拉开间距，5秒钟后，电机减速机构M停止工作，卡转111不再运动，操作人员将工件取出，就可完成全部流程。进而和上述步骤完全一致，进入下一个工件的夹持加工，以及加工后取出加工好的工件。本发明应用中，当电机减速机构或控制电路等故障后，操作人员先取下电机减速机构M，把现有手动卡盘的操作扳手下端的矩形套、经由金属套壳6外层及内层上、下开孔插入手动卡盘11的伞型小齿轮上端套口内，就能恢复手动操作。本发明结构简单紧凑，不需要任何改装可直接安装在手动卡盘上使用，且还能保证手动卡盘的正常手动操作，在出现故障后能使用手动卡盘固定工件，兼具电动卡盘及手动卡盘的优点，工作更为可靠，具备智能化，能实现非接触控制，且在固定紧工件后能自动停止工作，保证了工件有效固定的前提下，给操作人员带来了便利、提高了工作效率。

图2中，继电器K1、K2、K3是型号松乐品牌的DC24V继电器、具有两个电源输入端、两个控制电源输入端、两个常闭触点端、两个常开触点端；电阻R、R1阻值分别是2.2K、4.7K；可调电阻RP规格是4.7M；NPN三极管Q1、Q2型号分别是9013；力敏电阻RT品牌是艾动(I-motion)型号是IMS-C04N。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明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。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.手动卡盘式数控车床使用的智能工件卡盘装置，包括光电开关、蓄电池、充电插座、电源开关、电机减速机构，其特征在于还具有环形套壳、触发电路、第一控制电路、第二控制电路、触发机构；所述套壳具有内外两层，在套壳内外层中部各有下开孔、上开孔，电机减速机固定安装在套壳内外两层之间内；所述套壳的内层内径大于手动卡盘的外径，套壳的中部外层和内层之间间隔距离还具有多只锁紧螺杆，套壳的内层套在手动卡盘的一侧外端、并经锁紧螺杆固定；所述电机减速机构的动力输出轴下端有矩形套，矩形套插入手动卡盘的伞形齿轮上端的矩形套孔内；所述触发机构包括筒体、力敏电阻、弹簧、圆形活动片，在筒体的盖下端有绝缘片，力敏电阻固定安装在绝缘片下端，活动片上端有橡胶片、下端中部有轴杆，活动片位于筒体内，弹簧套在轴杆外侧并位于筒体外下端，轴杆下端有限位板，筒体的后侧有永久磁铁，筒体后侧垂直吸合在手动卡盘其中一个卡爪外侧、且限位板位于卡爪的下部；所述光电开关、蓄电池、充电插座、电源开关、触发电路、第一控制电路、第二控制电路安装在元件盒内，元件盒安装在套壳的内外两层之间内、光电开关的探测头位于套壳的外层开孔外侧；所述蓄电池两极和光电开关、触发电路的电源输入两端分别经导线连接，触发电路的两路电源输出端分别和第一控制电路、第二控制电路的电源输入两端经导线连接，第一控制电路、第二控制电路的电源输出两端分别和电机减速机构的正负两极、负正两极电源输入端经导线连接，触发机构的力敏电阻和第二控制电路的信号输入端经导线连接，光电开关的信号输出端和触发电路的信号输入端经导线连接。

2.根据权利要求1所述的手动卡盘式数控车床使用的智能工件卡盘装置，其特征在于，光电开关是红外线光电开关。

3.根据权利要求1所述的手动卡盘式数控车床使用的智能工件卡盘装置，其特征在于，电机减速机构是直流电机齿轮减速机构。

4.根据权利要求1所述的手动卡盘式数控车床使用的智能工件卡盘装置，其特征在于，触发电路包括型号CD4013的双D触发集成电路和电阻、NPN三极管、继电器，其间经电路板布线连接，双D触发集成电路的正极电源输入端14脚和继电器正极电源输入端及控制电源输入端连接，双D触发集成电路的时钟信号输入端3脚和第一只电阻一端连接，双D触发集成电路的反码输出端2脚、数据输入端5脚连接，双D触发集成电路的负极电源输入端7脚、直接复位端4脚、直接置位端6脚和NPN三极管发射极连接，双D触发集成电路的原码输出端1脚和第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接。

5.根据权利要求1所述的手动卡盘式数控车床使用的智能工件卡盘装置，其特征在于，第一控制电路包括时间控制器和继电器，其间经电路板布线连接，时间控制器是微电脑时控开关，时间控制器的电源输出两端分别和继电器电源输入两端连接，时间控制器的电源输入两端分别和继电器两个控制电源输入两端连接。

6.根据权利要求1所述的手动卡盘式数控车床使用的智能工件卡盘装置，其特征在于，第二控制电路包括时间控制器和继电器、可调电阻、NPN三极管，其间经电路板布线连接，时间控制器是微电脑时控开关，时间控制器的电源输入两端分别和继电器两个控制电源输入两端连接，时间控制器的电源输出端正极和继电器正极电源输入端连接，时间控制器的电源输出端负极和NPN三极管发射极连接，可调电阻一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接。

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