CN111843598B

CN111843598B - 一种车床防飞溅装置

Info

Publication number: CN111843598B
Application number: CN202010415310.5A
Authority: CN
Inventors: 王勇; 王钟骐; 谭一辰; 王建红; 钟晓虹; 谭光明; 黄政; 陆敬军; 申锦辉; 梁国威
Original assignee: Guangxi University
Current assignee: Guangxi University
Priority date: 2020-05-15
Filing date: 2020-05-15
Publication date: 2022-09-23
Anticipated expiration: 2040-05-15
Also published as: CN111843598A

Abstract

本发明涉及一种车床防飞溅装置，包括可转动地安装在刀架对侧的车床上的防护罩，所述防护罩由安装在车床上的后挡板，以及可在后挡板上滑动的前挡板构成，滑动展开后的前挡板和后挡板可构成罩在加工工件上方的弧形罩体；前挡板和后挡板之间设有移动机构，移动机构包括设于前挡板上的电机和设于后挡板上的齿条，齿条沿前挡板的滑动方向开设，电机的转轴上设有与齿条啮合的齿轮。本发明利用罩在加工工件上方的弧形罩体能有效防止铁屑四处飞溅，完成工件加工后，通过移动机构，前挡板与后挡板重叠，避免收起后扩大防护罩占据的空间，影响到了车床原有的空间布局。

Description

一种车床防飞溅装置

技术领域

本发明涉及机械加工设备领域，具体而言，涉及一种车床防飞溅装置。

背景技术

在机加工行业中，车床在快速的运转切削加工时，产生的铁屑、碎屑、屑片与锯齿状铁皮以及因切削所产生的热量将铁屑熔结或联合成的不定形金属物会四处飞溅。这些切屑由于温度较高、动能较大，非常容易对机床的操作者构成损伤，也会对机床部件进行冲击造成损伤，若切屑飞溅到运动部件的间隙处，还会对机床的正常运动造成影响。为了解决这个弊端，专利文献CN208991775U、CN208556874U和CN208195659U等公开了在车床上设置防护罩的方案，防护罩是可转动的，在收起或转动过程，占据了大量空间，不仅不利于防护罩的使用，还影响到了车床原有的空间布局。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种车床防飞溅装置，能够减少收起后占据的空间。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种车床防飞溅装置，包括可转动地安装在刀架对侧的车床上的防护罩和用于控制防护罩开合的电控组件，所述防护罩由安装在车床上的后挡板，以及可在后挡板上滑动的前挡板构成，滑动展开后的前挡板和后挡板可构成罩在加工工件上方的弧形罩体；前挡板和后挡板之间设有移动机构，移动机构包括设于前挡板上的电机和设于后挡板上的齿条，齿条沿前挡板的滑动方向开设，电机的转轴上设有与齿条啮合的齿轮。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述所述后挡板的两侧设有导轨，前挡板的两侧可滑动地插于导轨内。确保前挡板在后挡板上滑动，避免在滑动过程中前挡板掉落，造成安全事故。

更进一步的，所述前挡板的两侧设有能在导轨内滚动的滚轮。前挡板在后挡板上滑动更加顺畅。

车床防飞溅装置还包括有支撑机构；支撑机构包括支撑架和安装板，支撑架安装在车床的大托板上并且横跨在中托板上方，后挡板铰接于安装板的一头，安装板上开有调节槽，调节槽在防护罩罩住的区域外并且平行于中托板，支撑架顶部设有安装孔，安装孔和调节槽穿有螺栓用于将安装板紧固于支撑架上。车床防飞溅装置可根据所要加工工件大小调节后挡板安装位置，更有效的防止铁屑四处飞溅。

更进一步的，所述支撑架包括底部开口的主框、突出于主框开口两侧的翼板、外伸于主框顶部的位于调节槽下方的凸板、连接于主框侧边和凸板之间的加强筋，翼板设有用于安装的通孔，上述安装孔设于凸板上。车床防飞溅装置更稳固的安装在车床上。

车床防飞溅装置还包括有用于推动防护罩转动的电动推杆，电动推杆的两端分别与后挡板和安装板连接。电动推杆使车床防飞溅装置翻转，保证车床防飞溅装置处于打开状态，从而确保顺利装夹刀具和快捷测量加工的工件。

所述前挡板设有避让刀架的第一开口。

所述电控组件包括PLC控制器、位移传感器和行程开关，PLC控制器分别与位移传感器和行程开关连接；PLC控制器用于控制电机的正反转及电动推杆的伸缩，位移传感器安装在车床防护门上，用于检测车床防护门关闭信号并将关闭信号传送到PLC控制器，行程开关设置在导轨两端，用于检测滚轮到达指定位置后的信号并将信号传送到PLC控制器。电控组件能控制防护罩在车床切削工作时进行防护，以及车床完成切削工作后切削防护罩自动的收回，不影响已加工零件的取出和待加工零件的装夹。

更进一步的，所述电控组件还包括报警灯、速度传感器和压力传感器，PLC控制器分别与报警灯、速度传感器和压力传感器连接；速度传感器安装在电动推杆上，用于检测电动推杆活动杆的速度并将速度值传送到PLC控制器，压力传感器安装在导轨两端且设置于行程开关后方，用于检测滚轮施加压力在压力传感器上的信号并将信号传送到PLC控制器。通过PLC控制器分别与报警灯、速度传感器和压力传感器连接形成报警装置，在电控组件出现故障时报警灯亮起，电机不启动，避免出现机械事故。

所述PLC控制器型号为FX-3U-32MT，位移传感器的型号为NJK-5002C霍尔式接近开关传感器，速度传感器的型号为FX2N-4AD，压力传感器的型号为ASDX005G24R-DO。

相比于现有技术，本发明的优势在于：

该车床防飞溅装置利用罩在加工工件上方的弧形罩体能有效防止铁屑四处飞溅，完成工件加工后，前挡板通过移动机构在后挡板上滑动，前挡板与后挡板重叠，重叠后让后挡板绕着连接处旋转，使车床防飞溅装置处于打开状态，保证换刀、安装与拆卸工件时不受车床防飞溅装置阻碍，进而提高车床防飞溅装置的便利性。防护罩打开时，前挡板与后挡板重叠，避免收起后扩大防护罩占据的空间，影响到了车床原有的空间布局。该装置通过电控组件控制防护罩的自动开合，大大的提高了工作效率。

附图说明

图1是车床防飞溅装置的结构示意图。

图2是前挡板的结构示意图。

图3是安装板的结构示意图。

图4是支撑架的结构示意图。

图5是电控组件的安装示意图。

图6是电控组件的结构框图。

图7是车床防飞溅装置的电气原理图。

附图标记说明：

1、后挡板；2、前挡板；3、刀架；4、大托板；5、移动机构；6、电动推杆；7、支撑架；8、安装板；9、导轨；10、中托板；21、第一开口；22、滚轮；51、齿轮；52、电机；53、齿条； 81、螺栓；82、调节槽；71、翼板；72、主框；73、凸板； 74、加强筋；75、安装孔；76、通孔；31、电控组件；311、PLC控制器；312、位移传感器； 313、报警灯；314、速度传感器；315、压力传感器；316、车床防护门；317、行程开关。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明技术方案作进一步非限制性的详细描述。

如图1至图7所示，该车床防飞溅装置包括防护罩、电控组件31、支撑机构和电动推杆6。防护罩用于防止铁屑四处飞溅，电控组件31用于控制防护罩开合的电控组件31，支撑机构用于支撑防护罩的支撑机构，电动推杆6用于推动防护罩转动的电动推杆6。

防护罩可转动地安装在刀架3对侧的车床上。防护罩由安装在车床上的后挡板1，以及可在后挡板1上滑动的前挡板2构成，滑动展开后的前挡板2和后挡板1可构成罩在加工工件上方的弧形罩体；前挡板2和后挡板1之间设有移动机构5，移动机构5包括设于前挡板2上的电机52和设于后挡板1上的齿条53，齿条53沿前挡板2的滑动方向开设，电机52的转轴上设有与齿条53啮合的齿轮51。后挡板1的两侧设有导轨9，前挡板2的两侧可滑动地插于导轨9内。前挡板2的两侧设有能在导轨9内滚动的滚轮22。前挡板2设有避让刀架3的第一开口21。

支撑机构包括支撑架7和安装板8，支撑架7安装在车床的大托板4上并且横跨在中托板10上方，后挡板1铰接于安装板8的一头，安装板8上开有调节槽82，调节槽82在防护罩罩住的区域外并且平行于中托板10，支撑架7顶部设有安装孔75，安装孔75和调节槽82穿有螺栓81用于将安装板8紧固于支撑架7上。支撑架7包括底部开口的主框72、突出于主框72开口两侧的翼板71、外伸于主框72顶部的位于调节槽82下方的凸板73、连接于主框72侧边和凸板73之间的加强筋74，翼板71设有用于安装的通孔76，上述安装孔75设于凸板73上。

电动推杆6包括伸缩杆、套在伸缩杆上的外管和用于驱动伸缩杆伸缩的电动机，电动机与PLC控制器311连接，PLC控制器311可控制电动机的开启和关闭。外管远离伸缩杆的一端与安装板8铰接，伸缩杆远离外管的一端与后挡板1铰接。安装板8和后挡板1的铰接处均设有槽状的枢座，外管和伸缩杆的铰接端插在枢座的槽内，枢座设有穿过枢座两侧和外管及伸缩杆的枢轴。

电控组件31包括PLC控制器311、位移传感器312、行程开关317、报警灯313、速度传感器314和压力传感器315，PLC控制器311分别与位移传感器312和行程开关317连接；PLC控制器311用于控制电机52的正反转及电动推杆6的伸缩，位移传感器312安装在车床防护门316上，用于检测车床防护门316关闭信号并将关闭信号传送到PLC控制器311，行程开关317设置在导轨9两端，用于检测滚轮22到达指定位置后的信号并将信号传送到PLC控制器311。PLC控制器311分别与报警灯313、速度传感器314和压力传感器315连接；速度传感器314安装在电动推杆6上，用于检测电动推杆6活动杆的速度并将速度值传送到PLC控制器311，压力传感器315安装在导轨9两端且设置于行程开关317后方，用于检测滚轮22施加压力在压力传感器315上的信号并将信号传送到PLC控制器311。PLC控制器311型号为FX-3U-32MT，位移传感器312的型号为NJK-5002C霍尔式接近开关传感器，速度传感器314的型号为FX2N-4AD，压力传感器315的型号为ASDX005G24R-DO。

电控组件31还包括开关控制器、按钮SB1、按钮SB2、按钮SB3、按钮SB4和按钮SB4，开关控制器、按钮SB1、按钮SB2、按钮SB3、按钮SB4和按钮SB5均与PLC控制器311连接。

PLC控制器311接220V电源，PLC控制器311上的L管脚连接AC220V的火线，N管脚连接AC220V的零线。PLC控制器311用于控制电机52的正反转及电动推杆6的伸缩；电机正转同时电动推杆6的活动杆伸长，防护罩闭合；电机反转同时电动推杆6的活动杆缩短，防护罩打开。PLC控制器311的I/O分配如下表所示：

输入	注释	输出	注释
				X0	急停按钮	Y0	防护罩闭合
X1	关闭防护门	Y1	防护罩打开
				X2	按下运行按钮	Y2	电机停止转动
X3	打开防护门	Y3	警报灯亮起
				X4	电机反转压力传感器信号	Y4	开关控制器断开
X5	电动推杆停止不动	Y5	开关控制器闭合
				X6	电机正转压力传感器信号
X10	手/自动切换按钮
				X11	手动闭合按钮
X12	手动打开按钮

按钮SB1与PLC控制器311输入接口X0连接，用于紧急情况下断开电路，使电机52和电动推杆6停止动作。按钮SB5与输入接口X2连接，用于启动PLC控制器311。位移传感器312与输入接口X1、X3连接，用于将车床防护门316打开或者关闭的信号传输给PLC控制器311。压力传感器315与输入接口X4、X6连接，有压力施加在压力传感器315上时发送信号至PLC控制器311。速度传感器314与输入接口X5连接，当速度为0mm/s的时候发送信号至PLC控制器311。按钮SB3与输入接口X11连接，用于手动控制防护罩闭合。按钮SB4与输入接口X12连接，用于手动控制防护罩打开，按钮SB2与输入接口X10连接，用于手动和自动相互间进行切换。X0、X2、X10、X11、X12的控制是由人为的按钮触发，按下时该按钮控制的电路触发，得到对应的效果。

开关控制器分别串联按钮SB2、按钮SB3和按钮SB4，PLC控制器311接收到防护门关闭的信号后控制开关控制器断开，使按钮SB2、按钮SB3和按钮SB4失效，避免在车床进行加工的时候操作人员误操作，导致防护罩打开而不能起到防切屑飞溅的作用。PLC控制器311接收到防护门打开的信号后控制开关控制器闭合，按钮SB2、按钮SB3和按钮SB4恢复，可通过人为的按钮触发，按下时该按钮控制的电路触发，得到对应的效果。

为实现防护罩闭合与打开的功能，电机52采用具有正反转功能的异步电动机。PLC控制器311输出接口Y0通过接触器KM_F与电机52连接，用于控制电机52正转，而且在接触器KM_F与电机52之间还串联有行程开关317，电机52正转防护罩闭合到指定位置时会碰到行程开关317，电路断路，接触器KM_F失电断开，电机52停止转动；PLC控制器311输出接口Y1通过接触器KM_R与电机52连接，用于控制电机52反转；接触器KM_R与接触器KM_F并联连接，并且均接电机52的三相电源的相序。

PLC控制器311输出接口Y2通过继电器KA与电机52连接，用于控制电机52停止转动；PLC控制器311输出接口Y3通过警报灯与电机52连接，电控组件出现故障时PLC控制器311控制警报灯亮起，警报灯与电机52之间还串联有电阻R2，用于防止警报灯损坏；PLC控制器311输出接口Y4用于控制开关控制器的断开，PLC控制器311输出接口Y5用于控制开关控制器的闭合。

电控组件31的工作过程如下：

当上述车床防飞溅装置安装在数控机床时，通过PLC控制器311自动控制防护罩的打开或者关闭。

首先，操作者将车床防护门316关闭。位移传感器312发出信号至PLC控制器311，按下按钮SB5后发出信号至PLC控制器311，PLC控制器311程序开始运行。PLC控制器311输出接口Y0得电，电机52正转，防护罩闭合，防护罩闭合到指定位置时会碰到行程开关317，电路断路，接触器KM_F失电断开，电机52停止转动。PLC控制器311输出接口Y4得电，控制开关控制器断开，使按钮SB2、按钮SB3和按钮SB4失效，避免在车床进行加工的时候操作人员误操作，导致防护罩打开而不能起到防切屑飞溅的作用。然后，数控车床对工件进行加工。最后，工件完成加工，操作者将车床防护门316打开。位移传感器312会发出信号至PLC控制器311，PLC控制器311程序开始运行。PLC控制器311输出接口Y1得电，电机52反转，即切屑防护罩打开。PLC控制器311输出接口Y5得电，控制开关控制器断开，使按钮SB2、按钮SB3和按钮SB4恢复。

当上述车床防飞溅装置安装在数控机床时，防护罩在打开或关闭过程中出现故障时，通过PLC控制器311自动控制警报灯亮起并使电机和电动推杆停止运动。

行程开关317失效情况下，前挡板2滑动到指定位置仍会继续滑动，直到碰到压力传感器315，压力传感器315发送信号至PLC控制器311，PLC控制器311输出接口Y2得电，电机52断电停止转动，同时PLC控制器311输出接口Y3得电，警报灯亮起。

防护罩在打开或者关闭过程中突然停止运动情况下，速度传感器314发出信号至PLC控制器311，PLC控制器311输出接口Y2得电，电机52断电停止转动，同时PLC控制器311输出接口Y3得电，警报灯亮起。

当上述车床防飞溅装置安装在传统机床时，按下按钮SB4进行手动打开防护罩，PLC控制器311输出接口Y1得电，按下按钮SB3进行手动闭合防护罩，PLC控制器311输出接口Y0得电。

车床防飞溅装置的使用，参考如下步骤：

车床加工工件时，首先，启动电动推杆6电源，电动推杆6的伸缩杆伸长，后挡板1旋转20°，关闭电动推杆6电源。然后，启动电机52，电机52正转，带动齿轮51顺时针旋转，齿轮51带动前挡板2运动。前挡板2滑动，重叠在后挡板1上的前挡板2被拉开，前挡板2与后挡板1形成用于防止铁屑飞溅的挡板。最后，启动车床，进行车削加工。

结束工件加工时，首先，启动电机52，电机52反转，带动齿轮51逆时针旋转，前挡板2滑动，前挡板2重叠在后挡板1上。然后，启动电动推杆6电源，电动推杆6的伸缩杆收缩，后挡板1旋转20°，车床防飞溅装置处于打开状态。最后，进行手动装夹刀具、停机拆卸工件、试切、测量加工的工件等。

Claims

1.一种车床防飞溅装置，其特征在于：包括可转动地安装在刀架（3）对侧的车床上的防护罩、用于控制防护罩开合的电控组件（31）、支撑机构和用于推动防护罩转动的电动推杆（6），其特征在于：所述防护罩由安装在车床上的后挡板（1），以及可在后挡板（1）上滑动的前挡板（2）构成，滑动展开后的前挡板（2）和后挡板（1）可构成罩在加工工件上方的弧形罩体；前挡板（2）和后挡板（1）之间设有移动机构（5），移动机构（5）包括设于前挡板（2）上的电机（52）和设于后挡板（1）上的齿条（53），齿条（53）沿前挡板（2）的滑动方向开设，电机（52）的转轴上设有与齿条（53）啮合的齿轮（51）；所述后挡板（1）的两侧设有导轨（9），前挡板（2）的两侧可滑动地插于导轨（9）内；所述前挡板（2）的两侧设有能在导轨（9）内滚动的滚轮（22）；支撑机构包括支撑架（7）和安装板（8），支撑架（7）安装在车床的大托板（4）上并且横跨在中托板（10）上方，后挡板（1）铰接于安装板（8）的一头，安装板（8）上开有调节槽（82），调节槽（82）在防护罩罩住的区域外并且平行于中托板（10），支撑架（7）顶部设有安装孔（75），安装孔（75）和调节槽（82）穿有螺栓（81）用于将安装板（8）紧固于支撑架（7）上；电动推杆（6）的两端分别与后挡板（1）和安装板（8）连接；电控组件（31）包括PLC控制器（311）、位移传感器（312）和行程开关（317），PLC控制器（311）分别与位移传感器（312）和行程开关（317）连接；PLC控制器（311）用于控制电机（52）的正反转及电动推杆（6）的伸缩，位移传感器（312）安装在车床防护门（316）上，用于检测车床防护门（316）关闭信号并将关闭信号传送到PLC控制器（311），行程开关（317）设置在导轨（9）两端，用于检测滚轮（22）到达指定位置后的信号并将信号传送到PLC控制器（311）；电控组件（31）还包括报警灯（313）、速度传感器（314）和压力传感器（315），PLC控制器（311）分别与报警灯（313）、速度传感器（314）和压力传感器（315）连接；速度传感器（314）安装在电动推杆（6）上，用于检测电动推杆（6）活动杆的速度并将速度值传送到PLC控制器（311），压力传感器（315）安装在导轨（9）两端且设置于行程开关（317）后方，用于检测滚轮（22）施加压力在压力传感器（315）上的信号并将信号传送到PLC控制器（311）。

2.根据权利要求1所述的车床防飞溅装置，其特征在于：所述支撑架（7）包括底部开口的主框（72）、突出于主框（72）开口两侧的翼板（71）、外伸于主框（72）顶部的位于调节槽（82）下方的凸板（73）、连接于主框（72）侧边和凸板（73）之间的加强筋（74），翼板（71）设有用于安装的通孔（76），上述安装孔（75）设于凸板（73）上。

3.根据权利要求1所述的车床防飞溅装置，其特征在于：所述前挡板（2）设有避让刀架（3）的第一开口（21）。

4.根据权利要求1所述的车床防飞溅装置，其特征在于：所述PLC控制器（311）型号为FX-3U-32MT，位移传感器（312）的型号为NJK-5002C霍尔式接近开关传感器，速度传感器（314）的型号为FX2N-4AD，压力传感器（315）的型号为ASDX005G24R-DO。