CN112496834A - 机床智能防碰伤装置 - Google Patents

Abstract

机床智能防碰伤装置，包括有磁悬浮装置、防碰伤工件输出装置、机械手以及控制器，磁悬浮装置包括有铁芯以及电磁线圈，防碰伤工件输出装置包括有转盘、转盘电机、水泵以及集水槽，转盘包括有防碰水槽、水槽盖、转盘轴、被动齿轮以及主动齿轮；使用时，工件下落时，控制器控制磁悬浮装置产生磁力吸引下落的工件，减缓该工件下落的速度，使该工件减速下落到防碰水槽到切削液内；控制器不断转盘旋转，转盘的防碰水槽不断将工件旋转送到机械手旁边，机械手不断将工件抓送到工件箱；如此不断循环；有效地避免工件碰撞，解决了机床机加工其工件碰伤的问题。

Description

机床智能防碰伤装置

技术领域

本发明涉及一种机床加工件防碰伤装置，特别是一种机床智能防碰伤装置。

背景技术

目前，机床加工铁质金属工件时，由夹头被切断掉下的工件，不但会碰伤其表面，而且加工好的工件还会互相碰撞，进一步损伤工件的表面质量，特别是一些需要电镀的工件，碰伤后的工件，造成工件的研磨以及抛光工作量倍增，甚至造成工件表面无法修复而报废，一种用于解决机床加工工件碰伤的机床智能防碰伤装置，已成为机床机加工其工件防碰伤的需要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种机床智能防碰伤装置，用于解决机床机加工其工件碰伤的问题，避免工件在加工的过程中碰伤其表面。

本发明的所采取的技术方案是：机床智能防碰伤装置包括有磁悬浮装置、防碰伤工件输出装置、机械手以及控制器；磁悬浮装置安装于CNC机床的保护罩内，磁悬浮装置位于CNC机床的自动夹头以及刀头7的上方，用于利用磁吸引力吸引由自动夹头掉下的工件，减缓工件下落的速度，所述的工件的材料为铁质材料；防碰伤工件输出装置一端位于于保护罩内，防碰伤工件输出装置另一端位于保护罩外，用于利用切削液承接由自动夹头掉下的工件，避免工件碰伤，以及输出工件；机械手位于保护罩外，用于将防碰伤工件输出装置的工件抓到工件箱；磁悬浮装置包括有铁芯以及电磁线圈；防碰伤工件输出装置包括有转盘、转盘电机、水泵以及集水槽，转盘包括有防碰水槽、水槽盖、转盘轴、被动齿轮以及主动齿轮，转盘轴的下端与保护罩固定连接，转盘轴通过轴承与被动齿轮连接，被动齿轮与主动齿轮啮合，主动齿轮与转盘电机的电机轴连接，转盘电机的机座与保护罩以及机架连接，被动齿轮与防碰水槽固定连接；利用防碰水槽内的切削液承接自动夹头掉下的工件，利用转盘电机带动转盘转动，将工件输送到机械手的旁边；防碰水槽设有多个，每个防碰水槽均设有独立的水槽盖；每个水槽盖设有独立的转角电机，转角电机的外壳与防碰水槽固定连接，转角电机的电机轴与水槽盖转轴连接，利用转角电机控制水槽盖的打开或者关闭；防碰水槽的底部设有电磁放水阀，电磁放水阀设有多个，每个防碰水槽设有独立的电磁放水阀，用于将防碰水槽的切削液放出；水泵包括有输入接头以及输出喷头，输入接头与集水槽连接，水泵通过管道与输出喷头连接，输出喷头位于水槽盖的上方，集水槽位于保护罩的底部，使用时，利用水泵将集水槽的切削液抽到防碰水槽；控制器包括有工件初始位置传感器、工件跌落下位置传感器、开盖位置传感器、关盖位置传感器、转盘转动感应件、液位传感器、启动开关以及停止开关；工件初始位置传感器安装于磁悬浮装置上，位于未下落工件的上方，用于工件的初始位置检测；工件跌落下位置传感器设于防碰水槽旁边的上方，用于工件下落检测；开盖位置传感器以及关盖位置传感器设于水槽盖转轴的旁边，用于检测水槽盖的打开或者关闭；转盘转动感应件设于水槽盖转轴上，用于为关盖位置传感器提供位置信息，控制转盘的转动；液位传感器设于防碰水槽的上部，用于防碰水槽的液位检测；控制器通过控制线与工件初始位置传感器、工件跌落下位置传感器、开盖位置传感器、关盖位置传感器、液位传感器、磁悬浮装置、防碰伤工件输出装置、机械手以及CNC机床的控制系统连接，用于控制机床智能防碰伤装置工作。

磁悬浮装置的初始状态是：磁悬浮装置的电磁线圈未通电，磁悬浮装置未产生磁吸引力；防碰伤工件输出装置的初始状态是：防碰水槽的水槽盖处于关闭状态，防碰水槽充满切削液，工件初始位置传感器接近未切断的工件；电磁放水阀的初始状态是：电磁放水阀处于关闭状态；防碰水槽包括有第一防碰水槽、第二防碰水槽、第三防碰水槽以及第四防碰水槽40，第一防碰水槽与第二防碰水槽相邻，第二防碰水槽与第三防碰水槽相邻，第三防碰水槽与第四防碰水槽相邻，第四防碰水槽与第一防碰水槽相邻；第一防碰水槽初始位置是：自动夹头上工件垂直投影位于该第一防碰水槽的槽口内，使该工件能跌落于第一防碰水槽的切削液内。

机床智能防碰伤装置的使用方法是：工件加工时，将工件的待加工料安装于CNC机床的自动夹头上， CNC机床的控制系统控制刀头对待加工料进行机械加工，利用待加工料加工成为工件，然后利用刀头将工件切断，使工件与待加工料分离下落；工件下落时，控制器控制磁悬浮装置产生磁力吸引下落的工件，减缓该工件下落的速度，使该工件减速下落到防碰水槽到切削液内；控制器控制转盘旋转，将防碰水槽切削液内的该工件旋转输送到机械手旁边，利用机械手将工件抓送到工件箱；CNC机床的自动夹头不断将待加工料送出并加工成为工件，控制器不断控制磁悬浮装置产生磁吸引力，减缓工件下落速度，不断利用防碰水槽的切削液承接下落的工件，避免工件碰伤，控制器不断转盘旋转，转盘的防碰水槽将工件旋转送到机械手旁边，机械手不断将工件抓送到工件箱；如此不断循环；有效防止工件与其他工件的碰撞，有效防止工件与其他硬质物的碰撞，以达到防止工件碰伤的目的。

本发明的有益效果是：机床智能防碰伤装置包括有磁悬浮装置、防碰伤工件输出装置、机械手以及控制器，磁悬浮装置包括有铁芯以及电磁线圈，防碰伤工件输出装置包括有转盘、转盘电机、水泵以及集水槽，转盘包括有防碰水槽、水槽盖、转盘轴、被动齿轮以及主动齿轮；使用时，工件下落时，控制器控制磁悬浮装置产生磁力吸引下落的工件，减缓该工件下落的速度，使该工件减速下落到防碰水槽到切削液内；控制器不断转盘旋转，转盘的防碰水槽不断将工件旋转送到机械手旁边，机械手不断将工件抓送到工件箱；如此不断循环；有效地避免工件碰撞，解决了机床机加工其工件碰伤的问题。

附图说明

图1是机床智能防碰伤装置的结构示意图；

图2是图1的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明进行进一步的说明：

如图1所示的机床智能防碰伤装置的结构示意图以及图2所示图1的俯视图，机床智能防碰伤装置包括有磁悬浮装置1、防碰伤工件输出装置2、机械手3以及控制器4；磁悬浮装置1安装于CNC机床的保护罩5内，磁悬浮装置1位于CNC机床的自动夹头6以及刀头7的上方，用于利用磁吸引力吸引由自动夹头6掉下的工件8，减缓工件8下落的速度，所述的工件8的材料为铁质材料；防碰伤工件输出装置2一端位于于保护罩5内，防碰伤工件输出装置2另一端位于保护罩5外，用于利用切削液承接由自动夹头6掉下的工件8，避免工件8碰伤，以及输出工件8；机械手3位于保护罩5外，用于将防碰伤工件输出装置2的工件8抓到工件箱9；磁悬浮装置1包括有铁芯10以及电磁线圈11；防碰伤工件输出装置2包括有转盘12、转盘电机13、水泵14以及集水槽15，转盘12包括有防碰水槽16、水槽盖17、转盘轴18、被动齿轮19以及主动齿轮20，转盘轴18的下端与保护罩5固定连接，转盘轴18通过轴承22与被动齿轮19连接，被动齿轮19与主动齿轮20啮合，主动齿轮20与转盘电机13的电机轴连接，转盘电机13的机座与保护罩5以及机架23连接，被动齿轮19与防碰水槽16固定连接；利用防碰水槽16内的切削液承接自动夹头6掉下的工件8，利用转盘电机13带动转盘12转动，将工件8输送到机械手3的旁边；防碰水槽16设有多个，每个防碰水槽16均设有独立的水槽盖17；每个水槽盖17设有独立的转角电机24，转角电机24的外壳与防碰水槽16固定连接，转角电机24的电机轴与水槽盖17转轴连接，利用转角电机24控制水槽盖17的打开或者关闭；防碰水槽16的底部设有电磁放水阀21，电磁放水阀21设有多个，每个防碰水槽16设有独立的电磁放水阀21，用于将防碰水槽16的切削液放出；水泵14包括有输入接头25以及输出喷头26，输入接头25与集水槽15连接，水泵14通过管道27与输出喷头26连接，输出喷头26位于水槽盖17的上方，集水槽15位于保护罩5的底部，使用时，利用水泵14将集水槽15的切削液抽到防碰水槽16；控制器4包括有工件初始位置传感器28、工件跌落下位置传感器29、开盖位置传感器30、关盖位置传感器31、转盘转动感应件32、液位传感器33、启动开关34以及停止开关35；工件初始位置传感器28安装于磁悬浮装置1上，位于未下落工件8的上方，用于工件8的初始位置检测；工件跌落下位置传感器29设于防碰水槽16旁边的上方，用于工件8下落检测；开盖位置传感器30以及关盖位置传感器31设于水槽盖17转轴的旁边，用于检测水槽盖17的打开或者关闭；转盘转动感应件32设于水槽盖17转轴上，用于为关盖位置传感器31提供位置信息，控制转盘12的转动；液位传感器33设于防碰水槽16的上部，用于防碰水槽16的液位检测；控制器4通过控制线与工件初始位置传感器28、工件跌落下位置传感器29、开盖位置传感器30、关盖位置传感器31、液位传感器33、磁悬浮装置1、防碰伤工件输出装置2、机械手3以及CNC机床的控制系统36连接，用于控制机床智能防碰伤装置工作。

磁悬浮装置1的初始状态是：磁悬浮装置1的电磁线圈11未通电，磁悬浮装置1未产生磁吸引力；防碰伤工件输出装置2的初始状态是：防碰水槽16的水槽盖17处于关闭状态，防碰水槽16充满切削液，工件初始位置传感器28接近未切断的工件8；电磁放水阀21的初始状态是：电磁放水阀21处于关闭状态；防碰水槽16包括有第一防碰水槽37、第二防碰水槽38、第三防碰水槽39以及第四防碰水槽40，第一防碰水槽37与第二防碰水槽38相邻，第二防碰水槽38与第三防碰水槽39相邻，第三防碰水槽39与第四防碰水槽40相邻，第四防碰水槽40与第一防碰水槽37相邻；第一防碰水槽37初始位置是：自动夹头6上工件8垂直投影位于该第一防碰水槽37的槽口41内，使该工件8能跌落于第一防碰水槽37的切削液内。

机床智能防碰伤装置的使用方法是：工件8加工时，将工件8的待加工料57安装于CNC机床的自动夹头6上， CNC机床的控制系统36控制刀头7对待加工料57进行机械加工，利用待加工料57加工成为工件8，然后利用刀头7将工件8切断，使工件8与待加工料57分离下落；工件8下落时，控制器4控制磁悬浮装置1产生磁力吸引下落的工件8，减缓该工件8下落的速度，使该工件8减速下落到防碰水槽16到切削液内；控制器4控制转盘12旋转，将防碰水槽16切削液内的该工件8旋转输送到机械手3旁边，利用机械手3将工件8抓送到工件箱9；CNC机床的自动夹头6不断将待加工料57送出并加工成为工件8，控制器4不断控制磁悬浮装置1产生磁吸引力，减缓工件8下落速度，不断利用防碰水槽16的切削液承接下落的工件8，避免工件8碰伤，控制器4不断转盘12旋转，转盘12的防碰水槽16将工件8旋转送到机械手3旁边，机械手3不断将工件8抓送到工件箱9；如此不断循环；有效防止工件8与其他工件8的碰撞，有效防止工件8与其他硬质物的碰撞，以达到防止工件8碰伤的目的。

机床智能防碰伤装置的使用方法是，使用时，按下控制器4的启动开关34，控制器4进入工件防碰撞工作程序，控制器4进入工件防碰撞工作程序后，控制器4控制机床智能防碰伤装置工作；当自动夹头6的第一个工件8加工将完成时，刀头7即将该工件8切断前，CNC机床的控制系统36将刀头7即将切断工件8的信号传输给控制器4，控制器4控制第一防碰水槽37的水槽盖17的转角电机24驱动其水槽盖17打开，该水槽盖17打开后，刀头7将该工件8切断，该工件8掉下的瞬间，工件初始位置传感器28将该工件8掉下的信号传输给控制器4，控制器4控制磁悬浮装置1通电，磁悬浮装置1产生磁吸引力吸引掉下的工件8，减缓该工件8下落的速度，经过磁悬浮减速后的工件8下落到第一防碰水槽37的切削液的液面上，并由液面沉入第一防碰水槽37的底部，进一步减少工件8的下落冲击力，避免该工件8被碰伤；在该工件8下落到第一防碰水槽37的切削液的液面前，工件跌落下位置传感器29将其信号控制器4，该工件8沉入第一防碰水槽37的底部后，控制器4控制第一防碰水槽37的水槽盖17的转角电机24驱动其水槽盖17关闭，该水槽盖17关闭后，控制器4控制转盘电机13驱动转盘12转动到设定的角度后停止；第一防碰水槽37跟随转盘12转动离开初始位置，同时，与第一防碰水槽37相邻的第二防碰水槽38跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置；同时第一个工件8沉入第一防碰水槽37的底部后，控制器4控制磁悬浮装置1断电，磁悬浮装置1产生磁吸引力消失；第一防碰水槽37跟随转盘12转动离开其初始位置后，控制器4控制第一防碰水槽37的电磁放水阀21打开，将第一防碰水槽37内的切削液放出到集水槽15；自动夹头6上工件8的垂直投影位于第一防碰水槽37时，第二防碰水槽38位于水泵14的输出喷头26的下方，控制器4控制水泵14将切削液抽到第二防碰水槽38内；第二防碰水槽38跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置的同时，第三防碰水槽39跟随转盘12转动到水泵14的输出喷头26的下方，控制器4控制水泵14将切削液抽到第三防碰水槽39内；

第二防碰水槽38跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置后，CNC机床的控制系统36控制加工第二个工件8，刀头7即将该工件8切断前，CNC机床的控制系统36将刀头7即将切断工件8的信号传输给控制器4，控制器4控制第二防碰水槽38的水槽盖17的转角电机24驱动其水槽盖17打开，该水槽盖17打开后，刀头7将该第二个工件8切断，该工件8掉下的瞬间，工件初始位置传感器28将该工件8掉下的信号传输给控制器4，控制器4控制磁悬浮装置1通电，磁悬浮装置1产生磁吸引力吸引掉下的该工件8，减缓该工件8下落的速度，经过磁悬浮减速后的工件8下落到第二防碰水槽38的切削液的液面上，并由液面沉入第二防碰水槽38的底部，进一步减少该工件8的下落冲击力，避免该工件8被碰伤；在该工件8下落到第二防碰水槽38的切削液的液面前，工件跌落下位置传感器29将其信号控制器4，该工件8沉入第二防碰水槽38的底部后，控制器4控制第二防碰水槽38的水槽盖17的转角电机24驱动其水槽盖17关闭，该水槽盖17关闭后，控制器4控制转盘电机13驱动转盘12转动到设定的角度后停止；第二防碰水槽38跟随转盘12转动离开自动夹头6上工件8垂直投影的位置，同时，与第二防碰水槽38相邻的第三防碰水槽39跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置；第二个工件8沉入第二防碰水槽38的底部后，控制器4控制磁悬浮装置1断电，磁悬浮装置1产生磁吸引力消失；第二防碰水槽38跟随转盘12转动离开自动夹头6上工件8垂直投影的位置后，控制器4控制第二防碰水槽38的电磁放水阀21打开，将第二防碰水槽38内的切削液放出到集水槽15；第三防碰水槽39跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置的同时，第一防碰水槽37跟随转动到转盘12转动到机械手3的旁边，控制器4控制机械手3将第一防碰水槽37内的工件8抓到工件箱9，避免工件8被碰伤；第三防碰水槽39跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置的同时，第四防碰水槽40跟随转盘12转动到水泵14的输出喷头26的下方，控制器4控制水泵14将切削液抽到第四防碰水槽40内；

第三防碰水槽39跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置后，CNC机床的控制系统36控制加工第三个工件8，刀头7即将该工件8切断前，CNC机床的控制系统36将刀头7即将切断工件8的信号传输给控制器4，控制器4控制第三防碰水槽39的水槽盖17的转角电机24驱动其水槽盖17打开，该水槽盖17打开后，刀头7将该第三个工件8切断，该工件8掉下的瞬间，工件初始位置传感器28将该工件8掉下的信号传输给控制器4，控制器4控制磁悬浮装置1通电，磁悬浮装置1产生磁吸引力吸引掉下的该工件8，减缓该工件8下落的速度，经过磁悬浮减速后的工件8下落到第三防碰水槽39的切削液的液面上，并由液面沉入第三防碰水槽39的底部，进一步减少该工件8的下落冲击力，避免该工件8被碰伤；在该工件8下落到第三防碰水槽39的切削液的液面前，工件跌落下位置传感器29将其信号控制器4，该工件8沉入第三防碰水槽39的底部后，控制器4控制第三防碰水槽39水槽盖17的转角电机24驱动其水槽盖17关闭，该水槽盖17关闭后，控制器4控制转盘电机13驱动转盘12转动到设定的角度后停止，第三防碰水槽39跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置；同时，与第三防碰水槽39相邻的第四防碰水槽40跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置；同时第三个工件8沉入第三防碰水槽39的底部后，控制器4控制磁悬浮装置1断电，磁悬浮装置1产生磁吸引力消失；第三防碰水槽39跟随转盘12转动离开自动夹头6上工件8垂直投影的位置后，控制器4控制第三防碰水槽39的电磁放水阀21打开，将第三防碰水槽39内的切削液放出到集水槽15；第四防碰水槽40跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置的同时，第二防碰水槽38跟随转盘12转动到机械手3的旁边，控制器4控制机械手3将第二防碰水槽38内的工件8抓到工件箱9，避免工件8被碰伤；第四防碰水槽40跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置的同时，第一防碰水槽37跟随转盘12转动到水泵14的输出喷头26的上方，控制器4控制水泵14将切削液抽到第一防碰水槽37内；

第四防碰水槽40跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置后，CNC机床的控制系统36控制加工第四个工件8，刀头7即将该工件8切断前，CNC机床的控制系统36将刀头7即将切断工件8的信号传输给控制器4，控制器4控制第四防碰水槽40的水槽盖17的转角电机24驱动其水槽盖17打开，该水槽盖17打开后，刀头7将该第四个工件8切断，该工件8掉下的瞬间，工件初始位置传感器28将该工件8掉下的信号传输给控制器4，控制器4控制磁悬浮装置1通电，磁悬浮装置1产生磁吸引力吸引掉下的该工件8，减缓该工件8下落的速度，经过磁悬浮减速后的工件8下落到第四防碰水槽40的切削液的液面上，并由液面沉入第四防碰水槽40的底部，进一步减少该工件8的下落冲击力，避免该工件8被碰伤；在该工件8下落到第四防碰水槽40的切削液的液面前，工件跌落下位置传感器29将其信号控制器4，该工件8沉入第四防碰水槽40的底部后，控制器4控制第四防碰水槽40水槽盖17的转角电机24驱动其水槽盖17关闭，该水槽盖17关闭后，控制器4控制转盘电机13驱动转盘12转动到设定的角度后停止，第四防碰水槽40跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置；同时，与第四防碰水槽40相邻的第一防碰水槽37跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置；同时第四个工件8沉入第四防碰水槽40的底部后，控制器4控制磁悬浮装置1断电，磁悬浮装置1产生磁吸引力消失；第四防碰水槽40跟随转盘12转动离开自动夹头6上工件8垂直投影的位置后，控制器4控制第四防碰水槽40的电磁放水阀21打开，将第四防碰水槽40内的切削液放出到集水槽15；第一防碰水槽37跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置的同时，第三防碰水槽39跟随转盘12转动到机械手3的旁边，控制器4控制机械手3将第三防碰水槽39内的工件8抓到工件箱9，避免工件8被碰伤；第一防碰水槽37跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置的同时，第二防碰水槽38跟随转盘12转动到水泵14的输出喷头26的上方，控制器4控制水泵14将切削液抽到第二防碰水槽38内；如此不断循环；按下停止开关35时，控制器4退出工件防碰撞工作程序。

为了控制转盘12的转动，以及控制水槽盖17的打开或者关闭；控制器4的开盖位置传感器30包括有左开盖位置传感器42以及右开盖位置传感器43，关盖位置传感器31包括有左关盖位置传感器44以及右关盖位置传感器45，转盘转动感应件32包括有第一转盘转动感应件46、第二转盘转动感应件47、第三转盘转动感应件48以及第四转盘转动感应件49；左开盖位置传感器42以及左关盖位置传感器44设于转盘12的左边，右开盖位置传感器43以及右关盖位置传感器45设于转盘12的右边；第一转盘转动感应件46设于第一防碰水槽37的水槽盖17转轴上，第二转盘转动感应件47设于第二防碰水槽38的水槽盖17转轴上，第三转盘转动感应件48设于第三防碰水槽39的水槽盖17转轴上，第四转盘转动感应件49设于第四防碰水槽40的水槽盖17转轴上；防碰水槽16的初始状态是：第一防碰水槽37的第一转盘转动感应件46接近左关盖位置传感器44，第三防碰水槽39的第三转盘转动感应件48接近右关盖位置传感器45。

机床智能防碰伤装置的使用时，CNC机床的控制系统36将刀头7即将切断第一个工件8的信号传输给控制器4，控制器4控制第一防碰水槽37的水槽盖17的转角电机24驱动其水槽盖17打开，当该水槽盖17转轴上的第一转盘转动感应件46接近左开盖位置传感器42时，左开盖位置传感器42将其信号传输给控制器4，控制器4控制该转角电机24停止；第一个工件8下落到第一防碰水槽37的切削液的液面前，工件跌落下位置传感器29将其信号控制器4，该工件8沉入第一防碰水槽37的底部后，控制器4控制第一防碰水槽37的水槽盖17的转角电机24驱动其水槽盖17关闭，当该水槽盖17转轴上的第一转盘转动感应件46接近左关盖位置传感器44，左关盖位置传感器44将其信号传输给控制器4，控制器4控制该转角电机24停止；第一防碰水槽37跟随转动到转盘12转动到机械手3的旁边时，第一防碰水槽37的水槽盖17转轴上的第一转盘转动感应件46接近右关盖位置传感器45，右关盖位置传感器45将其信号传输给控制器4，控制器4控制第一防碰水槽37水槽盖17的转角电机24驱动其水槽盖17打开，该水槽盖17打开到设定的位置后，该水槽盖17转轴上的第一转盘转动感应件46接近右开盖位置传感器43，右开盖位置传感器43将其信号传输给控制器4，控制器4控制该转角电机24停止；该水槽盖17打开后，控制器4控制机械手3将第一防碰水槽37内的工件8抓到工件箱9，避免工件8被碰伤；第一防碰水槽37内的工件8被机械手3抓到工件箱9后，控制器4控制该转角电机24驱动该水槽盖17关闭，水槽盖17关闭后，该水槽盖17转轴上的第一转盘转动感应件46接近右关盖位置传感器45，右关盖位置传感器45将其信号传输给控制器4，控制器4控制该转角电机24停止。

机床智能防碰伤装置的使用时，第一个工件8下落到第一防碰水槽37内以及第一防碰水槽37的水槽盖17关闭后，控制器4控制转盘电机13驱动转盘12转动，与第一防碰水槽37相邻的第二防碰水槽38跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置时，第二防碰水槽38的水槽盖17转轴上的第二转盘转动感应件47接近左关盖位置传感器44，左关盖位置传感器44将其信号传输给控制器4，控制器4控制转盘电机13停止；第二个工件8下落到第二防碰水槽38内以及第二防碰水槽38的水槽盖17关闭后，控制器4控制转盘电机13驱动转盘12转动，与第二防碰水槽38相邻的第三防碰水槽39跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置时，第三防碰水槽39的水槽盖17转轴上的第三转盘转动感应件48接近左关盖位置传感器44，左关盖位置传感器44将其信号传输给控制器4，控制器4控制转盘电机13停止；第三个工件8下落到第三防碰水槽39内以及第三防碰水槽39的水槽盖17关闭后，控制器4控制转盘电机13驱动转盘12转动，与第三防碰水槽39相邻的第四防碰水槽40跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置时，第四防碰水槽40的水槽盖17转轴上的第四转盘转动感应件49接近左关盖位置传感器44，左关盖位置传感器44将其信号传输给控制器4，控制器4控制转盘电机13停止；第四个工件8下落到第四防碰水槽40内以及第四防碰水槽40的水槽盖17关闭后，控制器4控制转盘电机13驱动转盘12转动，与第四防碰水槽39相邻的第一防碰水槽37跟随转盘12转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置时，第一防碰水槽37的水槽盖17转轴上的第一转盘转动感应件46接近左关盖位置传感器44，左关盖位置传感器44将其信号传输给控制器4，控制器4控制转盘电机13停止；如此不断循环。

为了控制工件8减速下落，避免工件8被碰伤；磁悬浮装置1的电磁线圈11设有多组，包括有第一组电磁线圈50、第二组电磁线圈51以及第三组电磁线圈52，用于控制磁场的磁吸引力；工件跌落下位置传感器29检测到工件8被切断下落瞬间，工件跌落下位置传感器29将工件8下落信号传输给控制器4，控制器4控制第一组电磁线圈50、第二组电磁线圈51以及第三组电磁线圈52同时通电，利用第一组电磁线圈50、第二组电磁线圈51以及第三组电磁线圈52共同产生磁吸引力吸引该工件8，随着工件8的不断下落，控制器4切断第一组电磁线圈50电源，减少磁吸引力；随着工件8的继续下落，控制器4切断第二组电磁线圈51的电源，当工件8接近防碰水槽16的液面时，控制器4切断第三组电磁线圈52的电源，全部的磁吸引力消除，工件8落入防碰水槽16的切削液内。

为了将各个防碰水槽16的水槽盖17打开，使被加工的各个工件8下落到相应的防碰水槽16内，以及方便机械手3将防碰水槽16内的工件8抓到工件箱9内，防碰水槽16的初始位置是：第一防碰水槽37的垂直中心线与自动夹头6上工件8的垂直中心线相同，或者，自动夹头6上工件8的垂直中心线在第一防碰水槽37的槽口41内，第一防碰水槽37以及第三防碰水槽39水槽盖17的转轴与自动夹头6的轴线垂直，第二防碰水槽38、以及第四防碰水槽40水槽盖17的转轴与自动夹头6的轴线平行，转盘12穿过保护罩5的输出口58，防碰水槽16的初始位置时，第一防碰水槽37位于保护罩5内，第三防碰水槽39位于保护罩5外。

第一防碰水槽37跟随转盘12按逆时针方向转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置时，第一防碰水槽37的水槽盖17的转轴与自动夹头6轴线垂直；第一防碰水槽37的水槽盖17关闭时，该水槽盖17与水平线平行；该水槽盖17打开时，该水槽盖17的转角电机24驱动该水槽盖17按逆时针方向转动90°角后停止，使该水槽盖17打开并与水平面垂直，使自动夹头6上工件8能跌落到第一防碰水槽37内；第二防碰水槽38跟随转盘12按逆时针方向转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置时，第二防碰水槽38的水槽盖17的转轴与自动夹头6轴线垂直；第二防碰水槽38的水槽盖17关闭时，该水槽盖17与水平线平行；该水槽盖17打开时，该水槽盖17的转角电机24驱动该水槽盖17按逆时针方向转动90°角后停止，使该水槽盖17打开并与水平面垂直，使自动夹头6上工件8能跌落到第二防碰水槽38内；第三防碰水槽39跟随转盘12按逆时针方向转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置时，第三防碰水槽39的水槽盖17的转轴与自动夹头6轴线垂直；第三防碰水槽39的水槽盖17关闭时，该水槽盖17与水平线平行；该水槽盖17打开时，该水槽盖17的转角电机24驱动该水槽盖17按逆时针方向转动90°角后停止，使该水槽盖17打开并与水平面垂直，使自动夹头6上工件8能跌落到第三防碰水槽39内；第四防碰水槽40跟随转盘12按逆时针方向转动到自动夹头6上工件8垂直投影的位置时，第四防碰水槽40的水槽盖17的转轴与自动夹头6轴线垂直；第四防碰水槽40的水槽盖17关闭时，该水槽盖17与水平线平行；该水槽盖17打开时，该水槽盖17的转角电机24驱动该水槽盖17按逆时针方向转动90°角后停止，使该水槽盖17打开并与水平面垂直，使自动夹头6上工件8能跌落到第四防碰水槽40。

第一防碰水槽37跟随转盘12按逆时针方向转动到机械手3的旁边时，第一防碰水槽37的水槽盖17的转轴与自动夹头6轴线垂直；第一防碰水槽37的水槽盖17关闭时，该水槽盖17与水平线平行；该水槽盖17打开时，该水槽盖17的转角电机24驱动该水槽盖17按顺时针方向转动90°角后停止，使该水槽盖17打开并与水平面垂直；以便控制器4控制机械手3将第一防碰水槽37内的工件8抓到工件箱9内；第二防碰水槽38跟随转盘12按逆时针方向转动到机械手3的旁边时，第二防碰水槽38的水槽盖17的转轴与自动夹头6轴线垂直；第二防碰水槽38的水槽盖17关闭时，该水槽盖17与水平线平行；该水槽盖17打开时，该水槽盖17的转角电机24驱动该水槽盖17按顺时针方向转动90°角后停止，使该水槽盖17打开并与水平面垂直；以便控制器4控制机械手3将第二防碰水槽38内的工件8抓到工件箱9内；第三防碰水槽39跟随转盘12按逆时针方向转动到机械手3的旁边时，第三防碰水槽39的水槽盖17的转轴与自动夹头6轴线垂直；第三防碰水槽39的水槽盖17关闭时，该水槽盖17与水平线平行；该水槽盖17打开时，该水槽盖17的转角电机24驱动该水槽盖17按顺时针方向转动90°角后停止，使该水槽盖17打开并与水平面垂直；以便控制器4控制机械手3将第三防碰水槽39内的工件8抓到工件箱9内；第四防碰水槽40跟随转盘12按逆时针方向转动到机械手3的旁边时，第四防碰水槽40的水槽盖17的转轴与自动夹头6轴线垂直；第四防碰水槽40的水槽盖17关闭时，该水槽盖17与水平线平行；该水槽盖17打开时，该水槽盖17的转角电机24驱动该水槽盖17按顺时针方向转动90°角后停止，使该水槽盖17打开并与水平面垂直；以便控制器4控制机械手3将第四防碰水槽40内的工件8抓到工件箱9内。

为了将切削液抽入防碰水槽16，以及避免铁屑进入防碰水槽16内，防碰水槽16的水槽盖17设有进水孔53，进水孔53设有防铁屑网54；第一防碰水槽37、第二防碰水槽38、第三防碰水槽39以及第四防碰水槽40的水槽盖17均设有各自独立的进水孔53；第一防碰水槽37、第二防碰水槽38、第三防碰水槽39以及第四防碰水槽40均设有各自的液位传感器33；防碰水槽16初始状态是：防碰水槽16的水槽盖17处于关闭状态；第二防碰水槽38的水槽盖17的进水孔53位于水泵14的输出喷头26的下方，水泵14的输出喷头26的垂直中心线与进水孔53垂直中心线相同，进水孔53的截面积大于输出喷头26输出口的截面积。

机床智能防碰伤装置使用时，第一防碰水槽37的水槽盖17跟随转盘12逆时针方向转动，第一防碰水槽37水槽盖17转轴上的第一转盘转动感应件46接近左关盖位置传感器44时，第二防碰水槽38的水槽盖17的进水孔53转动到对准水泵14的输出喷头26的位置，左关盖位置传感器44将其信号传输给控制器4，控制器4控制水泵14向第二防碰水槽38的水槽盖17的进水孔53抽入切削液，当液位达到设定的位置时，第二防碰水槽38内的液位传感器33将其信号传输给控制器4，控制器4控制水泵14停止；第二防碰水槽38的水槽盖17跟随转盘12逆时针方向转动，第二防碰水槽38水槽盖17转轴上的第二转盘转动感应件47接近左关盖位置传感器44时，第三防碰水槽39的水槽盖17的进水孔53转动到对准水泵14的输出喷头26的位置，左关盖位置传感器44将其信号传输给控制器4，控制器4控制水泵14向第三防碰水槽39的水槽盖17的进水孔53抽入切削液，当液位达到设定的位置时，第三防碰水槽39内的液位传感器33将其信号传输给控制器4，控制器4控制水泵14停止；第三防碰水槽39的水槽盖17跟随转盘12逆时针方向转动，第三防碰水槽39水槽盖17转轴上的第三转盘转动感应件48接近左关盖位置传感器44时，第四防碰水槽40的水槽盖17的进水孔53转动到对准水泵14的输出喷头26的位置，左关盖位置传感器44将其信号传输给控制器4，控制器4控制水泵14向第四防碰水槽40的水槽盖17的进水孔53抽入切削液，当液位达到设定的位置时，第四防碰水槽40内的液位传感器33将其信号传输给控制器4，控制器4控制水泵14停止；第四防碰水槽40的水槽盖17跟随转盘12逆时针方向转动，第四防碰水槽40水槽盖17转轴上的第四转盘转动感应件49接近左关盖位置传感器44时，第一防碰水槽37的水槽盖17的进水孔53转动到对准水泵14的输出喷头26的位置，左关盖位置传感器44将其信号传输给控制器4，控制器4控制水泵14向第一防碰水槽37的水槽盖17的进水孔53抽入切削液，当液位达到设定的位置时，第一防碰水槽37内的液位传感器33将其信号传输给控制器4，控制器4控制水泵14停止；如此不断循环。

为了实施控制器4与转盘12上的液位传感器33以及电磁放水阀21的电连接，转盘轴18设有旋转电接头55，控制器4通过控制线以及旋转电接头55与防碰水槽16上的液位传感器33以及电磁放水阀21连接；旋转电接头55包括有固定电极以及旋转电极，固定电极与转盘轴18绝缘连接，旋转电极与转盘12绝缘连接，固定电极与旋转电极接触，控制器4与固定电极连接，旋转电极与液位传感器33以及电磁放水阀21连接；转盘12转动时，固定电极与转盘轴18固定不转，旋转电极跟随转盘12转动，控制器4通过固定电极以及旋转电极实现与液位传感器33以及电磁放水阀21的电连接。

为了将使工件8不断下落到第一防碰水槽37、第二防碰水槽38、第三防碰水槽39以及第四防碰水槽40的切削液内，以及避免工件8碰伤；第一防碰水槽37、第二防碰水槽38、第三防碰水槽39以及第四防碰水槽40均布于整个转盘12，第一防碰水槽37的水平中心线与第二防碰水槽38的水平中心线互为90°角，第二防碰水槽38的水平中心线与第三防碰水槽39的水平中心线互为90°角，第三防碰水槽39的水平中心线与第四防碰水槽40的水平中心线互为90°角，第四防碰水槽40的水平中心线互与第一防碰水槽37的水平中心线互为90°角；防碰水槽16由硬度比铁质材料硬度低的材料构成，该材料包括有塑料；第一防碰水槽37、第二防碰水槽38、第三防碰水槽39以及第四防碰水槽40的底部均设有各自的软质垫56，软质垫56由软质材料构成，该软质材料包括有海绵、硅胶或者橡胶；工件8被刀头7切断后竖直下落，先利用磁悬浮装置1的磁吸引力吸收工件8下落的重力能量，工件8跌倒防碰水槽16内切削液时，利用切削液再次吸收工件8下落的重力能量，工件8跌倒防碰水槽16底部的软质垫56时，最后利用软质垫56的材料弹性吸收工件8下落的重力能量，避免工件8碰伤表面。

为了实施水槽盖17的打开以及关闭，水槽盖17打开时的高度小于水槽盖17转轴到自动夹头6的距离，水槽盖17打开时，水槽盖17与自动夹头6留有空间，避免水槽盖17碰到自动夹头6。

为了避免切削的铁屑被磁悬浮装置1吸到其铁芯10上，铁屑跌入集水槽15后，下沉到其槽底，利用切削液阻碍铁屑被磁悬浮装置1吸到其铁芯10上。

Claims (10)

1.机床智能防碰伤装置，其特征在于：所述的机床智能防碰伤装置包括有磁悬浮装置（1）、防碰伤工件输出装置（2）、机械手（3）以及控制器（4）；磁悬浮装置（1）安装于CNC机床的保护罩（5）内，磁悬浮装置（1）位于CNC机床的自动夹头（6）以及刀头（7）的上方；防碰伤工件输出装置（2）一端位于于保护罩（5）内，防碰伤工件输出装置（2）另一端位于保护罩（5）外，机械手（3）位于保护罩（5）外；磁悬浮装置（1）包括有铁芯（10）以及电磁线圈（11）；防碰伤工件输出装置（2）包括有转盘（12）、转盘电机（13）、水泵（14）以及集水槽（15），转盘（12）包括有防碰水槽（16）、水槽盖（17）、转盘轴（18）、被动齿轮（19）以及主动齿轮（20），转盘轴（18）的下端与保护罩（5）固定连接，转盘轴（18）通过轴承（22）与被动齿轮（19）连接，被动齿轮（19）与主动齿轮（20）啮合，主动齿轮（20）与转盘电机（13）的电机轴连接，转盘电机（13）的机座与保护罩（5）以及机架（23）连接，被动齿轮（19）与防碰水槽（16）固定连接；防碰水槽（16）设有多个，每个防碰水槽（16）均设有独立的水槽盖（17）；每个水槽盖（17）设有独立的转角电机（24），转角电机（24）的外壳与防碰水槽（16）固定连接，转角电机（24）的电机轴与水槽盖（17）转轴连接，利用转角电机（24）控制水槽盖（17）的打开或者关闭；防碰水槽（16）的底部设有电磁放水阀（21），电磁放水阀（21）设有多个，每个防碰水槽（16）设有独立的电磁放水阀（21），用于将防碰水槽（16）的切削液放出；水泵（14）包括有输入接头（25）以及输出喷头（26），输入接头（25）与集水槽（15）连接，水泵（14）通过管道（27）与输出喷头（26）连接，输出喷头（26）位于水槽盖（17）的上方，集水槽（15）位于保护罩（5）的底部；控制器（4）包括有工件初始位置传感器（28）、工件跌落下位置传感器（29）、开盖位置传感器（30）、关盖位置传感器（31）、转盘转动感应件（32）、液位传感器（33）、启动开关（34）以及停止开关（35）；工件初始位置传感器（28）安装于磁悬浮装置（1）上，位于未下落工件（8）的上方，用于工件（8）的初始位置检测；工件跌落下位置传感器（29）设于防碰水槽（16）旁边的上方，用于工件（8）下落检测；开盖位置传感器（30）以及关盖位置传感器（31）设于水槽盖（17）转轴的旁边，用于检测水槽盖（17）的打开或者关闭；转盘转动感应件（32）设于水槽盖（17）转轴上，用于为关盖位置传感器（31）提供位置信息，控制转盘（12）的转动；液位传感器（33）设于防碰水槽（16）的上部，用于防碰水槽（16）的液位检测；控制器（4）通过控制线与工件初始位置传感器（28）、工件跌落下位置传感器（29）、开盖位置传感器（30）、关盖位置传感器（31）、液位传感器（33）、磁悬浮装置（1）、防碰伤工件输出装置（2）、机械手（3）以及CNC机床的控制系统（36）连接，用于控制机床智能防碰伤装置工作。

2.根据权利要求1所述的机床智能防碰伤装置，其特征在于：所述的磁悬浮装置（1）的初始状态是：磁悬浮装置（1）的电磁线圈（11）未通电，磁悬浮装置（1）未产生磁吸引力；防碰伤工件输出装置（2）的初始状态是：防碰水槽（16）的水槽盖（17）处于关闭状态，防碰水槽（16）充满切削液，工件初始位置传感器（28）接近未切断的工件（8）；电磁放水阀（21）的初始状态是：电磁放水阀（21）处于关闭状态；防碰水槽（16）包括有第一防碰水槽（37）、第二防碰水槽（38）、第三防碰水槽（39）以及第四防碰水槽（40），第一防碰水槽（37）与第二防碰水槽（38）相邻，第二防碰水槽（38）与第三防碰水槽（39）相邻，第三防碰水槽（39）与第四防碰水槽（40）相邻，第四防碰水槽（40）与第一防碰水槽（37）相邻；第一防碰水槽（37）初始位置是：自动夹头（6）上工件（8）垂直投影位于该第一防碰水槽（37）的槽口（41）内，使该铁质的工件（8）能跌落于第一防碰水槽（37）的切削液内。

3.根据权利要求2所述的机床智能防碰伤装置，其特征在于：所述的控制器（4）的开盖位置传感器（30）包括有左开盖位置传感器（42）以及右开盖位置传感器（43），关盖位置传感器（31）包括有左关盖位置传感器（44）以及右关盖位置传感器（45），转盘转动感应件（32）包括有第一转盘转动感应件（46）、第二转盘转动感应件（47）、第三转盘转动感应件（48）以及第四转盘转动感应件（49）；左开盖位置传感器（42）以及左关盖位置传感器（44）设于转盘（12）的左边，右开盖位置传感器（43）以及右关盖位置传感器（45）设于转盘（12）的右边；第一转盘转动感应件（46）设于第一防碰水槽（37）的水槽盖（17）转轴上，第二转盘转动感应件（47）设于第二防碰水槽（38）的水槽盖（17）转轴上，第三转盘转动感应件（48）设于第三防碰水槽（39）的水槽盖（17）转轴上，第四转盘转动感应件（49）设于第四防碰水槽（40）的水槽盖（17）转轴上；防碰水槽（16）的初始状态是：第一防碰水槽（37）的第一转盘转动感应件（46）接近左关盖位置传感器（44），第三防碰水槽（39）的第三转盘转动感应件（48）接近右关盖位置传感器（45）。

4.根据权利要求3所述的机床智能防碰伤装置，其特征在于：所述的磁悬浮装置（1）的电磁线圈（11）设有多组，包括有第一组电磁线圈（50）、第二组电磁线圈（51）以及第三组电磁线圈（52），用于控制磁场的磁吸引力。

5.根据权利要求4所述的机床智能防碰伤装置，其特征在于：所述的防碰水槽（16）的初始位置是：第一防碰水槽（37）的垂直中心线与自动夹头（6）上工件（8）的垂直中心线相同，或者，自动夹头（6）上工件（8）的垂直中心线在第一防碰水槽（37）的槽口（41）内，第一防碰水槽（37）以及第三防碰水槽（39）水槽盖（17）的转轴与自动夹头（6）的轴线垂直，第二防碰水槽（38）、以及第四防碰水槽（40）水槽盖（17）的转轴与自动夹头（6）的轴线平行，转盘（12）穿过保护罩（5）的输出口（58），防碰水槽（16）的初始位置时，第一防碰水槽（37）位于保护罩（5）内，第三防碰水槽（39）位于保护罩（5）外。

6.根据权利要求5所述的机床智能防碰伤装置，其特征在于：所述的防碰水槽（16）的水槽盖（17）设有进水孔（53），进水孔（53）设有防铁屑网（54）；第一防碰水槽（37）、第二防碰水槽（38）、第三防碰水槽（39）以及第四防碰水槽（40）的水槽盖（17）均设有各自独立的进水孔（53）；第一防碰水槽（37）、第二防碰水槽（38）、第三防碰水槽（39）以及第四防碰水槽（40）均设有各自的液位传感器（33）。

7.根据权利要求6所述的机床智能防碰伤装置，其特征在于：所述的防碰水槽（16）初始状态是：防碰水槽（16）的水槽盖（17）处于关闭状态；第二防碰水槽（38）的水槽盖（17）的进水孔（53）位于水泵（14）的输出喷头（26）的下方，水泵（14）的输出喷头（26）的垂直中心线与进水孔（53）垂直中心线相同，进水孔（53）的截面积大于输出喷头（26）输出口的截面积。

8.根据权利要求7所述的机床智能防碰伤装置，其特征在于：所述的第一防碰水槽（37）、第二防碰水槽（38）、第三防碰水槽（39）以及第四防碰水槽（40）均布于整个转盘（12），第一防碰水槽（37）的水平中心线与第二防碰水槽（38）的水平中心线互为90°角，第二防碰水槽（38）的水平中心线与第三防碰水槽（39）的水平中心线互为90°角，第三防碰水槽（39）的水平中心线与第四防碰水槽（40）的水平中心线互为90°角，第四防碰水槽（40）的水平中心线互与第一防碰水槽（37）的水平中心线互为90°角。

9.根据权利要求8所述的机床智能防碰伤装置，其特征在于：所述的防碰水槽（16）由硬度比铁质材料硬度低的材料构成，该材料包括有塑料；第一防碰水槽（37）、第二防碰水槽（38）、第三防碰水槽（39）以及第四防碰水槽（40）的底部均设有各自的软质垫（56），软质垫（56）由软质材料构成，该软质材料包括有海绵、硅胶或者橡胶。

10.根据权利要求9所述的机床智能防碰伤装置，其特征在于：所述的水槽盖（17）打开时的高度小于水槽盖（17）转轴到自动夹头（6）的距离，水槽盖（17）打开时，水槽盖（17）与自动夹头（6）留有空间，避免水槽盖（17）碰到自动夹头（6）。

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