CN111665789B - 经济型数控机床门机联动装置及控制方法 - Google Patents

经济型数控机床门机联动装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种经济型数控机床门机联动装置及控制方法。以克服现有技术存在的关门不到位或关门不可靠的问题。本发明的技术方案包括机床外侧设置的左门和右门，检测支架安装在左门上，与之配合使用的接近开关通过支架安装在右门上；控制电路包括主电路和距离检测电路，主电路包括两档转换开关的通路SH1和继电器KA的常开触点KA1，两档转换开关SH1通路与继电器KA的常开触点KA1两端并联之后与急停开关SB串联；距离检测电路包括两档转换开关的通路SH2、接近开关SQ和继电器KA，接近开关SQ一端接电源负极，另一端与继电器KA线圈一端相连，连接两档转换开关的通路SH2后，接12V直流电源正极，继电器KA线圈另一端连接接近开关SQ的信号线，通过一定的控制方法控制。

Description

经济型数控机床门机联动装置及控制方法
技术领域
本发明涉及数控机床技术领域，具体涉及一种经济型数控机床门机联动装置及控制方法。
背景技术
经济型数控机床在机械加工行业是较为普遍的一种加工设备。为了操作安全，通常会在机床外加装有防护门，通常包括左门和右门，但是由于其没有防护门与加工过程的门机联动安全装置，经常会在防护门开启的情况下进行机械加工，若在生产中发生安全事故，不仅仅生产受到了影响，甚至威胁到工人的人身安全，存在很大的安全隐患。为了防止发生安全事故，需要使防护门具有门机联动功能，即在正常加工过程中，如果打开防护门，机床整机停止运行，或者是在正常加工过程中，无法打开防护门。
为了解决门机联动问题，现在的解决方案中，一种是接触式检测防护门开闭：在关门位置安装行程开关，关门时行程开关动作，给出关门信号，将关门信号传给操作系统。在实际使用中，由于防护门的变形等原因，会导致关门不到位或关门不可靠，造成行程开关不能有效闭合，使正在运行的加工程序停止，影响加工生产。另一种是通过机械结构卡住防护门，防止开门误动作。由于经常碰撞会造成机械结构松动使关门信号无效，在加工过程中机床产生“门未关闭”报警。
发明内容：
本发明要提供一种经济型数控机床门机联动装置及控制方法，以克服现有技术存在的关门不到位或关门不可靠的问题。
为了达到本发明的目的，本发明提供的技术方案是：一种经济型数控机床门机联动装置，包括机床外侧设置的左门和右门，所述检测支架安装在左门上，与之配合使用的接近开关通过支架安装在右门上；所述控制电路包括主电路和距离检测电路，所述的主电路包括两档转换开关的通路SH1和继电器KA的常开触点KA1，两档转换开关SH1通路与继电器KA的常开触点KA1两端并联之后与急停开关SB串联；
所述距离检测电路包括两档转换开关的通路SH2、接近开关SQ和继电器KA，接近开关SQ一端接电源负极，另一端与继电器KA线圈一端相连，连接两档转换开关的通路SH2后，接12V直流电源正极，继电器KA线圈的另一端连接接近开关SQ的信号线。
优选的方案是：所述左门上还安装有电磁锁安装板，电磁安装板上设置有电磁锁，右门的对应位置上安装有可与电磁锁吸合的吸合板；所述控制电路中增加电磁锁电路，所述电磁锁电路包括继电器KA的常开触点KA2与线圈YA，两者串联接入12V直流电源。
上述装置的控制方法，是基于电气控制系统的二次控制回路，控制本装置中接入机床的急停回路的主电路，将两档转换开关旋至开关通路SH1直接与主电路接通，电路转换至常态，此时可以打开左门4和右门，进行装夹零件、对刀等操作；
将两档转换开关旋至开关通路SH2，启动门机联动装置，此时接近开关SQ得电，开始进行距离检测，若两门实际距离不小于检测距离，则机床不工作，需要关闭防护门；若两门实际距离小于检测距离，则主电路接通，指示灯亮；
在机床运行过程中实时检测防护门是否可靠关闭，若是，则机床正常运行，直至当前加工程序结束；若不是，则停机，重新进行距离检测及上述流程；
控制方法的优选方案是：
将两档转换开关旋至开关通路SH2，启动门机联动装置，此时接近开关SQ得电，开始进行距离检测，若两门实际距离不小于检测距离，则机床不工作，需要关闭防护门；若两门实际距离小于检测距离，则主电路接通，此时电磁锁电路通电，指示灯亮，此时防护门处于强制关闭状态，可以进正常加工；
加工过程中出现问题，按下机床的急停开关，将两档转换开关旋至SH1通路，处理问题，问题解决以后，重新开始上述流程。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1.机械结构简单，安装方便。只需要在左门及右门上用螺栓固定电磁锁、吸合板、接近开关支架、检测支架，将接近开关用螺母固定于接近开关支架上，可以调整螺母以调节检测距离。在机床控制控制面板上加装两档转换开关及在控制箱顶加装指示灯即可。
2.控制电路简单。本发明通过电气控制实现数控车床的门机联动。将两档转换开关打到门机联动关闭状态，门机联动装置不工作，可以开展装夹零件、对刀等需要开门进行的工作。将两档转换开关打到启动状态，门机联动装置工作。距离检测信号输入到继电器。若两门距离小于检测距离，接近开关闭合，继电器得电，两组常开触点闭合，主回路接通，电磁线圈得电，电磁锁吸合。实现关门保护功能。若两门距离大于检测距离，接近开关处于打开状态，继电器不得电，常开触点处于打开状态，急停回路断开，实现开门停机功能。
3.成本低。相对于PLC控制和单片机控制，其硬件成本与技术成本低。
4.对技术人员的要求低。一般电工即可按照本发明提供的电路图进行安装施工。
5.本发明将电磁锁应用于门机联动系统，在正常加工状态，可以防止开门误操作，以保证门机联动系统的可靠性。
附图说明：
图1为控制流程图
图2为装置结构示意图；
图3为不带电磁锁的电路原理图。
图4为优选电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图2，一种经济型数控机床门机联动装置，包括机床外侧设置的左门4和右门9，所述检测支架13安装在左门4上，与之配合使用的接近开关11通过支架12安装在右门9上。所述左门4上还安装有电磁锁安装板6，电磁安装板6上设置有电磁锁7，右门9的对应位置上安装有可与电磁锁7吸合的吸合板8。
急停开关1、两档转换开关2的按键和指示灯均设置于机床的操作面板箱上。
在左门4与右门9关闭状态时，调整接近开关11检测端与检测支架13的距离不超过5mm。安装时，用螺栓将电磁锁7安装在电磁锁安装板6上，然后将电磁锁安装板6安装在左门4右后端。为了在关门状态保证可靠锁住左门4与右门9，要求电磁锁7伸出左门4边缘5cm以上。吸合板8的宽度不小于电磁锁7的宽度，将吸合板8用螺栓可靠固定在右门9左后端并调整位置，为保证顺利吸合且有一定吸合力，要求在关门状态下，吸合板8与电磁锁7重合部分在长度上超过4cm,调整吸合板8的上下位置，关门时不能与电磁锁7发生碰撞干涉。
参见图3，实施例1，本发明提供的经济型数控机床门机联动装置控制电路包括主电路和距离检测电路，所述的主电路包括两档转换开关2的通路SH1和继电器KA的常开触点KA1，两档转换开关SH1通路与继电器KA的常开触点KA1两端并联之后与急停开关SB串联。
所述距离检测电路包括两档转换开关2的通路SH2、接近开关SQ和继电器KA。接近开关SQ的电缆的蓝线(符号为“-”)接电源负极，红棕线(符号为“+”)与继电器KA线圈一端相连，连接两档转换开关2的通路SH2后，接12V直流电源正极。继电器KA线圈的另一端连接接近开关SQ的黄黑色信号线。
为了监控门机联动装置是否工作，与继电器KA的常开触点KA2串联一个12V指示灯，接12V直流电源，指示灯置于机床操作面板箱顶部。
基于装置和实施例1的电路，本发明的控制过程如下：
第一步：电路转换至常态。将图3中两档转换开关2转到通路SH1，此时两档转换开关2的通路SH1闭合，通路SH2打开，接近开关SQ不得电，继电器KA不得电，继电器KA的两组常开触点KA1为常开状态，门机联动装置不工作。两档转换开关2在通路SH1接通状态下，可以进行装夹零件，对刀等操作。所有开门操作执行完毕，关闭防护门。
第二步：启动门机联动装置。将两档转换开关2转到通路SH2位置,此时两档转换开关2的通路SH1打开，通路SH2触点闭合，接近开关11得电，门机联动装置工作。
第三步：距离检测。在距离检测回路中，使用接近开关11进行距离检测，当接近开关11的检测端与检测支架13距离超过检测距离(一般为5-10mm)，检测不到信号时，即认为是开门，接近开关11信号不触发，继电器KA线圈不得电，继电器KA不动作；当接近开关11的检测端与检测支架13距离小于检测距离时，接近开关11信号触发，继电器(KA)线圈得电，继电器KA吸合。
第四步：信号处理。此时两档转换开关2的通路SH2闭合，通路SH1处于打开状态。继电器KA得电吸合，继电器KA常开触点KA1闭合，急停回路接通。继电器KA常开触点KA2闭合，指示灯3亮。若此时打开防护门，接近开关11检测端与检测支架13距离超过检测距离，接近开关SQ开关信号不触发，继电器KA失电，继电器KA的常开触点KA2打开，指示灯3熄灭。常开触点KA1打开，主回路开路，此时机床停止运行，实现了门机联动功能。
参见图4，实施例2，防护门关闭不够可靠时，本发明提供的经济型数控机床门机联动装置控制电路包括主电路、距离检测电路和电磁锁电路。这是本发明的优选方案。所述的主电路和距离检测电路与实施例1相同。不同之处在于增加了电磁锁电路，所述电磁锁电路包括继电器KA的常开触点KA2与线圈YA，两者串联接入12V直流电源。
两档转换开关2中的开关SH1以及继电器KA的常开触点KA1控制主电路的通断。在门机联动装置工作状态下，电磁锁电路与主电路通过继电器KA的两组常开触点KA1、KA2实现同时通断。即，当主电路接通时，电磁锁得电吸合，实现在加工状态防护门锁死功能，有效防止防护门关闭不可靠或开门误操作而导致的停机。
参见图1，基于装置和实施例2的控制电路，本发明的控制过程是：
第一步：将图2中两档转换开关2转到开关SH1，如图3所示。此时两档转换开关2的通路SH1触点闭合，通路SH2触点打开，接近开关SQ不得电，继电器KA不得电，继电器KA的两组常开触点KA1、KA2为常开状态，门机联动装置不工作。两档转换开关2在通路SH1位置可以进行装夹零件，对刀等操作。所有开门操作执行完毕，关闭防护门。
第二步：将两档转换开关2转到通路SH2位置,此时两档转换开关2的通路SH1触点打开，通路SH2触点闭合，接近开关11得电，门机联动装置工作。
第三步：距离检测。在距离检测回路中，使用接近开关11进行距离检测，当接近开关11的检测端与13检测支架距离超过检测距离(一般为5-10mm)，检测不到信号时，即认为是开门，接近开关11信号不触发，继电器KA线圈不得电，继电器KA不动作，当接近开关11的检测端与检测支架13距离小于检测距离时，接近开关11信号触发，继电器KA线圈得电，继电器KA吸合。
第四步：信号处理。此时两档转换开关2的通路SH2闭合，SH1处于打开状态。由于继电器KA得电吸合，继电器KA常开触点KA1闭合，急停回路接通。同时，常开触点KA2闭合，指示灯3亮，电磁锁7的线圈YA得电，电磁锁电路接通。此时电磁锁7与吸合板8吸合，进入防护门关闭强制保护状态。
若操作者在执行完第一步后，没有关闭防护门不影响后续步骤。
若此时加工中出现问题需要停机，按下急停开关1,急停回路断电，机床停止运行。将两档转换开关2拨到通路SH1，此时两档转换开关2的通过SH2触点打开，距离检测回路断电，继电器KA断电，继电器KA的常开触点KA2打开，指示灯断电，电磁锁电路断电。电磁锁7线圈YA失电，电磁锁7与吸合板8不吸合，防护门保护解除，此时可以打开防护门处理问题。至此，实现门机联动功能。
上述实施例中，为了防止开门误操作，影响加工生产，增加了电磁锁电路，以确保防护门关闭可靠。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (4)

1.经济型数控机床门机联动装置，包括机床外侧设置的左门(4)和右门(9)，其特征在于：所述检测支架(13)安装在左门(4)上，与之配合使用的接近开关(11)通过支架(12)安装在右门(9)上；所述控制电路包括主电路和距离检测电路，所述的主电路包括两档转换开关(2)的通路SH1和继电器KA的常开触点KA1，两档转换开关SH1通路与继电器KA的常开触点KA1两端并联之后与急停开关SB串联；
所述距离检测电路包括两档转换开关(2)的通路SH2、接近开关SQ和继电器KA，接近开关SQ一端接电源负极，另一端与继电器KA线圈一端相连，连接两档转换开关(2)的通路SH2后，接12V直流电源正极，继电器KA线圈的另一端连接接近开关SQ的信号线。
2.如权利要求1所述的经济型数控机床门机联动装置，其特征在于：所述左门(4)上还安装有电磁锁安装板(6)，电磁安装板(6)上设置有电磁锁(7)，右门(9)的对应位置上安装有可与电磁锁(7)吸合的吸合板(8)；所述控制电路中增加电磁锁电路，所述电磁锁电路包括继电器KA的常开触点KA2与线圈YA，两者串联接入12V直流电源。
3.如权利要求1所述的经济型数控机床门机联动装置的控制方法，其特征在于：基于电气控制系统的二次控制回路，控制本装置中接入机床的急停回路的主电路，将两档转换开关(2)旋至开关通路SH1直接与主电路接通，电路转换至常态，此时可以打开左门(4) 和右门(9)，进行装夹零件、对刀等操作；
将两档转换开关(2)旋至开关通路SH2，启动门机联动装置，此时接近开关SQ得电，开始进行距离检测；若两门实际距离不小于检测距离，则机床不工作，需要关闭防护门；若两门实际距离小于检测距离，则主电路接通，指示灯(3)亮；
在机床运行过程中实时检测防护门是否可靠关闭，若是，则机床正常运行，直至当前加工程序结束；若不是，则停机，重新进行距离检测及上述流程。
4.如权利要求1所述的经济型数控机床门机联动装置的控制方法，其特征在于：将两档转换开关(2)旋至开关通路SH2，启动门机联动装置，此时接近开关SQ得电，开始进行距离检测，若两门实际距离不小于检测距离，则机床不工作，需要关闭防护门；若两门实际距离小于检测距离，则主电路接通，此时电磁锁电路通电，指示灯(3)亮，此时防护门处于强制关闭状态，可以进正常加工；加工过程中出现问题，按下机床的急停开关(1)，将两档转换开关(2)旋至SH1通路，处理问题，问题解决以后，重新开始上述流程。
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