CN112496858A - 一种数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置，包括机台和数控机床主机，所述机台通过螺栓连接在数控机床主机中间位置，所述机台下端侧壁卡接有箱体，所述箱体内部插接有供气组件。本发明在滑块端部安装与数控机床主机主轴相接触的压电式传感器，沿着滑轨移动滑块，能够调整滑块上端安装的压电式传感器的位置，当数控机床主机的主轴刀具表面吸附有碎屑时，压电式传感器端部与数控机床主机主轴刀具侧壁接触的位置会被碎屑接触到，从而使得压电式传感器端部发生一定的形变力量，压电式传感器将数据传输至数控机床主机主机，并接通供气组件，对数控机床主机的主轴刀具附近吹气，进行清除夹屑操作。

Description

一种数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置

技术领域

本发明涉及数控机床技术领域，具体为一种数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置。

背景技术

数控机床是装备制造业的工作母机，其技术水平的高低代表了一个国家制造业的发展水平，加工中心是数控机床的第一要员，加工中心由于工序的集中和自动换刀,减少了工件的装夹、测量和机床调整等时间，使机床的切削时间达到机床开动时间的80％左右，同时也减少了工序之间的工件周转、搬运和存放时间，缩短了生产周期,加工中心适用于零件形状比较复杂、精度要求较高、产品更换频繁的中小批量生产。

在高精度加工过程中，主轴夹屑造成的刀具不对中会严重影响工件的加工质量，主轴夹屑主要是在换刀过程中，刀具上端面吸附的碎屑被夹带入主轴内侧中的，从而容易引起下一次刀具安装松脱，或者刀具发生偏移，影响刀具的安全使用。

因此，发明一种数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置，增加了压电式驱动清屑装置，将刀具上携带的碎屑在主轴刀具工作时清除，解决了现有的技术中更换刀具容易将刀具上碎屑转移至主轴内腔的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置，包括机台和数控机床主机，所述机台通过螺栓连接在数控机床主机中间位置，所述机台下端侧壁卡接有箱体，所述箱体内部插接有供气组件，所述数控机床主机侧壁通过螺栓连接有连板，所述连板下端通过螺栓连接有固定板，所述固定板端部位于数控机床主机外侧，所述固定板端部中间位置通过螺栓连接有滑轨，所述滑轨中间滑动连接有滑块，所述滑块中间位置通过螺栓连接有压电式传感器，所述压电式传感器端部与数控机床主机主轴外侧壁紧密接触，所述压电式传感器通过导线与供气组件电性连接，所述固定板另一端通过轴承连接有丝杆，所述丝杆端部螺纹连接在滑块侧壁中心位置；

所述连板下端延伸至数控机床主机主轴另一侧，所述连板中间插接有固定块，所述固定块底部焊接有支杆，所述支杆插接在连板中间通孔中，所述支杆另一端螺纹连接有螺母，所述螺母位于连板下侧壁，所述固定块中间位置通过螺栓连接有吹气管，所述吹气管通过管道与供气组件出气管连通，所述吹气管端部螺纹连接有管头，所述管头端部为尖端结构，且所述管头端部延展至数控机床主机主轴一侧。

优选的，所述供气组件由供气管道、电磁阀和时间继电器组成，所述供气管道插接在箱体侧壁，所述供气管道通过调压阀与电磁阀进气口连通，所述电磁阀出气口通过气管与吹气管上端端部连通。

优选的，所述电磁阀和时间继电器分别通过螺栓连接在箱体内侧壁，所述电磁阀和时间继电器通过导线与压电式传感器串联连接

优选的，所述机台侧壁通过螺栓连接有罩板，所述罩板位于数控机床主机主轴下方，所述机台下端桶螺栓连接有风机和过滤器，所述风机由数控机床主机供电驱动，所述风机进气口通过管道与过滤器一端连通，所述过滤器另一端通过管道与罩板连通。

优选的，所述过滤器由壳体、插板和收集桶组成，所述壳体通过螺栓连接在机台下端，所述收集桶螺纹连接在壳体下端一侧，且所述收集桶与壳体内部连通。

优选的，所述插板插接在壳体中间位置，所述插板至少为等间距分布的两组，一组所述插板中间凹槽内粘接有无纺布过滤棉，另一组所述插板中间凹槽内粘接有活性炭过滤棉。

优选的，所述壳体顶部密封插接有盖板，所述盖板卡接在插板上端。

优选的，所述收集桶下端侧壁封装有观察窗，所述收集桶底部螺纹连接有阀门。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过在数控机床主机中间的机台下端安装带有供气组件的箱体，在数控机床主机侧壁安装通过连板连接的固定板组件，在固定板中间安装带有滑块的滑轨部件，滑块端部安装与数控机床主机主轴相接触的压电式传感器，沿着滑轨移动滑块，能够调整滑块上端安装的压电式传感器的位置，方便适应数控机床主机对主轴进行更换维护，同时能够适应不同规格的主轴刀具检测使用，当数控机床主机的主轴刀具表面吸附有碎屑时，压电式传感器端部与数控机床主机主轴刀具侧壁接触的位置会被碎屑接触到，从而使得压电式传感器端部发生一定的形变力量，压电式传感器将数据传输至数控机床主机主机，并接通供气组件，对数控机床主机的主轴刀具附近吹气，进行清除夹屑操作；

2、本发明在连板下端另一侧安装通过固定块连接的吹气管，固定块中间安装支杆配合螺母固定在连板端部，拧紧螺母能够将固定块固定在连板端部，维持吹气管倾斜角度的稳定，松动螺母能够沿着支杆在连板中间通孔处转动固定块，从而调整吹气管的角度，适应不同位置的吹气清屑操作，管头用于调整吹气管端部释放的气体的直径大小。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的压电式传感器连接组件结构示意图；

图3为本发明的吹气管连接组件结构示意图；

图4为本发明的过滤器结构示意图；

图5为本发明的供气组件结构示意图。

图中：1、机台；2、数控机床主机；3、箱体；4、供气组件；5、连板； 6、固定板；7、滑轨；8、滑块；9、压电式传感器；10、丝杆；11、固定块； 12、支杆；13、螺母；14、吹气管；15、管头；16、供气管道；17、电磁阀； 18、时间继电器；19、调压阀；20、罩板；21、风机；22、过滤器；23、壳体；24、插板；25、收集桶；26、无纺布过滤棉；27、活性炭过滤棉；28、盖板；29、观察窗；30、阀门。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-5，一种数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置，包括机台1和数控机床主机2，机台1通过螺栓连接在数控机床主机2中间位置，机台1下端侧壁卡接有箱体3，箱体3内部插接有供气组件4，数控机床主机2 侧壁通过螺栓连接有连板5，连板5下端通过螺栓连接有固定板6，固定板6 端部位于数控机床主机2外侧，固定板6端部中间位置通过螺栓连接有滑轨7，滑轨7中间滑动连接有滑块8，滑块8中间位置通过螺栓连接有压电式传感器 9，压电式传感器9端部与数控机床主机2主轴外侧壁紧密接触，压电式传感器9通过导线与供气组件4电性连接，固定板6另一端通过轴承连接有丝杆 10，丝杆10端部螺纹连接在滑块8侧壁中心位置；

在数控机床主机2中间的机台1下端安装带有供气组件4的箱体3，在数控机床主机2侧壁安装通过连板5连接的固定板6组件，在固定板6中间安装带有滑块8的滑轨7部件，滑块8端部安装与数控机床主机2主轴相接触的压电式传感器9，转动丝杆10，能够驱动滑块8沿着滑轨7移动，能够调整滑块8上端安装的压电式传感器9的位置，方便适应数控机床主机2对主轴进行更换维护，同时能够适应不同规格的主轴刀具检测使用，当数控机床主机2的主轴刀具表面吸附有碎屑时，压电式传感器9端部与数控机床主机2 主轴刀具侧壁接触的位置会被碎屑接触到，从而使得压电式传感器9端部发生一定的形变力量，压电式传感器9将数据传输至数控机床主机2主机，并接通供气组件4，对数控机床主机2的主轴刀具附近吹气，进行清除夹屑操作；

连板5下端延伸至数控机床主机2主轴另一侧，连板5中间插接有固定块11，固定块11底部焊接有支杆12，支杆12插接在连板5中间通孔中，支杆12另一端螺纹连接有螺母13，螺母13位于连板5下侧壁，固定块11中间位置通过螺栓连接有吹气管14，吹气管14通过管道与供气组件4出气管连通，吹气管14端部螺纹连接有管头15，管头15端部为尖端结构，且管头15端部延展至数控机床主机2主轴一侧；

在连板5下端另一侧安装通过固定块11连接的吹气管14，固定块11中间安装支杆12配合螺母13固定在连板5端部，拧紧螺母13能够将固定块11 固定在连板5端部，维持吹气管14倾斜角度的稳定，松动螺母13能够沿着支杆12在连板5中间通孔处转动固定块11，从而调整吹气管14的角度，适应不同位置的吹气清屑操作，管头15用于调整吹气管14端部释放的气体的直径大小；

供气组件4由供气管道16、电磁阀17和时间继电器18组成，供气管道 16插接在箱体3侧壁，供气管道16通过调压阀19与电磁阀17进气口连通，电磁阀17出气口通过气管与吹气管14上端端部连通，电磁阀17和时间继电器18分别通过螺栓连接在箱体3内侧壁，电磁阀17和时间继电器18通过导线与压电式传感器9串联连接；

由供气管道16、电磁阀17和时间继电器18组成的供气组件4，当压电式传感器9被碎屑触发时，压电式传感器9会通过时间继电器18接通电磁阀 17的电源，使得电磁阀17将供气管道16与吹气管14对接，通过吹气管14 将供气管道16内部的气源放出，喷向数控机床主机2主轴刀具附近，进行清除碎屑操作，时间继电器18用于调整电磁阀17的工作时间，并延时关闭电磁阀17，调整吹气清屑的时长，降低气源的消耗；

机台1侧壁通过螺栓连接有罩板20，罩板20位于数控机床主机2主轴下方，机台1下端桶螺栓连接有风机21和过滤器22，风机21由数控机床主机2供电驱动，风机21进气口通过管道与过滤器22一端连通，过滤器22另一端通过管道与罩板20连通，过滤器22由壳体23、插板24和收集桶25组成，壳体23通过螺栓连接在机台1下端，收集桶25螺纹连接在壳体23底部，且收集桶25与壳体23内部连通，插板24插接在壳体23中间位置，插板24至少为等间距分布的两组，一组插板24中间凹槽内粘接有无纺布过滤棉26，另一组插板24中间凹槽内粘接有活性炭过滤棉27，壳体23顶部密封插接有盖板28，盖板28卡接在插板24上端，收集桶25下端侧壁封装有观察窗29，收集桶25底部螺纹连接有阀门30；

在机台1下端安装通过风机21与过滤器22配合连接的罩板20，接通风机21的电源，在数控机床主机2附近进行吹气清屑操作时，风机21会通过过滤器22从罩板20中间抽气，会将部分碎屑吸取进罩板20中，碎屑进入过滤器22内部时，会被过滤器22的壳体23内部安装的部件拦截，安装有活性炭过滤棉27的插板24用于拦截大部分的碎屑，安装有活性炭过滤棉27的插板24用于吸收风机21抽取的气体中的异味，降低异味在工作车间内的散发，维持工作环境的稳定，在壳体23底部安装的收集桶25用于收集插板24部件连接的杂质，拆除收集桶25方便对过滤器22进行清理。

使用时，在数控机床主机2中间的机台1下端安装带有供气组件4的箱体3，在数控机床主机2侧壁安装通过连板5连接的固定板6组件，在固定板 6中间安装带有滑块8的滑轨7部件，滑块8端部安装与数控机床主机2主轴相接触的压电式传感器9，沿着滑轨7移动滑块8，能够调整滑块8上端安装的压电式传感器9的位置，方便适应数控机床主机2对主轴进行更换维护，同时能够适应不同规格的主轴刀具检测使用，当数控机床主机2的主轴刀具表面吸附有碎屑时，压电式传感器9端部与数控机床主机2主轴刀具侧壁接触的位置会被碎屑接触到，从而使得压电式传感器9端部发生一定的形变力量，压电式传感器9将数据传输至数控机床主机2主机，并接通供气组件4，对数控机床主机2的主轴刀具附近吹气，进行清除夹屑操作；在连板5下端另一侧安装通过固定块11连接的吹气管14，固定块11中间安装支杆12配合螺母13固定在连板5端部，拧紧螺母13能够将固定块11固定在连板5端部，维持吹气管14倾斜角度的稳定，松动螺母13能够沿着支杆12在连板5中间通孔处转动固定块11，从而调整吹气管14的角度，适应不同位置的吹气清屑操作，管头15用于调整吹气管14端部释放的气体的直径大小。

本申请文件中使用到的标准零件均可以从市场上购买，而且根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号，控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接，且说明书中提到的外设控制器可为本文提到的电器元件起到控制作用，而且该外设控制器为常规的已知设备。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置，包括机台(1)和数控机床主机(2)，其特征在于：所述机台(1)通过螺栓连接在数控机床主机(2)中间位置，所述机台(1)下端侧壁卡接有箱体(3)，所述箱体(3)内部插接有供气组件(4)，所述数控机床主机(2)侧壁通过螺栓连接有连板(5)，所述连板(5)下端通过螺栓连接有固定板(6)，所述固定板(6)端部位于数控机床主机(2)外侧，所述固定板(6)端部中间位置通过螺栓连接有滑轨(7)，所述滑轨(7)中间滑动连接有滑块(8)，所述滑块(8)中间位置通过螺栓连接有压电式传感器(9)，所述压电式传感器(9)端部与数控机床主机(2)主轴外侧壁紧密接触，所述压电式传感器(9)通过导线与供气组件(4)电性连接，所述固定板(6)另一端通过轴承连接有丝杆(10)，所述丝杆(10)端部螺纹连接在滑块(8)侧壁中心位置；

所述连板(5)下端延伸至数控机床主机(2)主轴另一侧，所述连板(5)中间插接有固定块(11)，所述固定块(11)底部焊接有支杆(12)，所述支杆(12)插接在连板(5)中间通孔中，所述支杆(12)另一端螺纹连接有螺母(13)，所述螺母(13)位于连板(5)下侧壁，所述固定块(11)中间位置通过螺栓连接有吹气管(14)，所述吹气管(14)通过管道与供气组件(4)出气管连通，所述吹气管(14)端部螺纹连接有管头(15)，所述管头(15)端部为尖端结构，且所述管头(15)端部延展至数控机床主机(2)主轴一侧。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置，其特征在于：所述供气组件(4)由供气管道(16)、电磁阀(17)和时间继电器(18)组成，所述供气管道(16)插接在箱体(3)侧壁，所述供气管道(16)通过调压阀(19)与电磁阀(17)进气口连通，所述电磁阀(17)出气口通过气管与吹气管(14)上端端部连通。

3.根据权利要求2所述的一种数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置，其特征在于：所述电磁阀(17)和时间继电器(18)分别通过螺栓连接在箱体(3)内侧壁，所述电磁阀(17)和时间继电器(18)通过导线与压电式传感器(9)串联连接。

4.根据权利要求1所述的一种数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置，其特征在于：所述机台(1)侧壁通过螺栓连接有罩板(20)，所述罩板(20)位于数控机床主机(2)主轴下方，所述机台(1)下端桶螺栓连接有风机(21)和过滤器(22)，所述风机(21)由数控机床主机(2)供电驱动，所述风机(21)进气口通过管道与过滤器(22)一端连通，所述过滤器(22)另一端通过管道与罩板(20)连通。

5.根据权利要求4所述的一种数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置，其特征在于：所述过滤器(22)由壳体(23)、插板(24)和收集桶(25)组成，所述壳体(23)通过螺栓连接在机台(1)下端，所述收集桶(25)螺纹连接在壳体(23)下端一侧，且所述收集桶(25)与壳体(23)内部连通。

6.根据权利要求5所述的一种数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置，其特征在于：所述插板(24)插接在壳体(23)中间位置，所述插板(24)至少为等间距分布的两组，一组所述插板(24)中间凹槽内粘接有无纺布过滤棉(26)，另一组所述插板(24)中间凹槽内粘接有活性炭过滤棉(27)。

7.根据权利要求6所述的一种数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置，其特征在于：所述壳体(23)顶部密封插接有盖板(28)，所述盖板(28)卡接在插板(24)上端。

8.根据权利要求5所述的一种数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置，其特征在于：所述收集桶(25)下端侧壁封装有观察窗(29)，所述收集桶(25)底部螺纹连接有阀门(30)。

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