CN113369975A - 一种智能化机床自动排屑系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能化机床自动排屑系统，属于数控机床领域，涉及自动排屑技术，用于解决机床操作工频繁清理废料碎屑的问题，当数控机床开始进行工作时，感应器连续多次感应到有物体经过感应器时，控制器控制传送装置的旋转电机进行旋转，将废料碎屑带出至碎屑收集装置；当碎屑高度达到警戒高度或碎屑重量值达到重量标准值满足其一时，数据处理模块发送料满信号至控制器，控制器链接数控机床的控制系统进行停机，同时控制器控制智能提醒模块进行碎屑收集装置料满提醒，控制器进行碎屑收集装置清理并更换，进而完成智能化机床自动排屑，减少机床操作工的工作量，同时不影响机床的工作效率。

Description

一种智能化机床自动排屑系统
技术领域
本发明属于数控机床领域，涉及自动排屑技术，具体是一种智能化机床自动排屑系统。
背景技术
随着科学技术的飞速发展和社会的进步，市场竞争日趋激烈；许多企业从自身生存和发展的需要购置了适应性强、加工质量好、生产效率高、可降低工人劳动强度的数控车床。
但是许多数控车床上没有自动排屑装置，从车床上切割下来的废料碎屑要依靠工人清理至床身前端的螺旋排屑器内，然后由螺旋排屑器自动携带至集屑小车内。机床操作工每工作一段时间就需停机清理切屑口，这样既影响了机床的工作效率又增加了工人的工作量，而且如果机床是一条生产线上的一环则影响更大。
为此，提出一种智能化机床自动排屑系统。
发明内容
本发明提供了一种智能化机床自动排屑系统，用于解决机床操作工频繁清理废料碎屑的问题，通过数控机床开设有用于排出废料碎屑的废料碎屑孔，感应器安装在废料碎屑孔的末端，用于检测是否有废料碎屑从废料碎屑孔排出；废料碎屑孔下方安装有传送装置，传送装置用于运送废料碎屑，传送装置的末端安装有碎屑收集装置，碎屑收集装置用于收集数控机床通过传送装置运送的废料碎屑；传送装置安装有旋转电机；数据采集模块用于获取掉落在传送装置上的废料碎屑的重量，并将实时获取的重量数值发送至数据处理模块；当数控机床开始进行工作时，感应器连续多次感应到有物体经过感应器时，控制器控制传送装置的旋转电机进行旋转，将废料碎屑带出至碎屑收集装置；当碎屑高度达到警戒高度或碎屑重量值达到重量标准值满足其一时，数据处理模块发送料满信号至控制器，控制器链接数控机床的控制系统进行停机，同时控制器控制智能提醒模块进行碎屑收集装置料满提醒，控制器进行碎屑收集装置清理并更换，进而完成智能化机床自动排屑，减少机床操作工的工作量，同时不影响机床的工作效率。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种智能化机床自动排屑系统，包括数控机床、控制器、处理器、传送装置、数据采集模块、感应器、数据采集模块、智能提醒模块以及碎屑收集装置；
所述数控机床开设有用于排出废料碎屑的废料碎屑孔，所述感应器安装在废料碎屑孔的末端，用于检测是否有废料碎屑从废料碎屑孔排出；
所述废料碎屑孔下方安装有传送装置，所述传送装置用于运送废料碎屑，所述传送装置的末端安装有碎屑收集装置，所述碎屑收集装置用于收集数控机床通过传送装置运送的废料碎屑；所述传送装置安装有旋转电机；
所述数据采集模块用于获取掉落在传送装置上的废料碎屑的重量，并将实时获取的重量数值发送至数据处理模块；
当数控机床开始进行工作时，感应器连续多次感应到有物体经过感应器时，控制器控制传送装置的旋转电机进行旋转，将废料碎屑带出至碎屑收集装置；
当碎屑高度达到警戒高度或碎屑重量值达到重量标准值满足其一时，数据处理模块发送料满信号至控制器，控制器链接数控机床的控制系统进行停机，同时控制器控制智能提醒模块进行碎屑收集装置料满提醒，控制器进行碎屑收集装置清理并更换，进而完成智能化机床自动排屑。
进一步地，所述数据采集模块还用于获取碎屑收集装置的碎屑装载量，所述碎屑装载量包括两个参数，其中之一为碎屑收集装置的碎屑高度，另外一个参数为碎屑重量值。
进一步地，所述感应器为安装在废料碎屑孔末端的对射光栅传感器，且在对射光栅传感器的外部安装有保护外壳，所述感应器与控制器相连接，当存在废料碎屑掉落经过对射光栅传感器时，对射光栅传感器发送信号至控制器。
进一步地，所述控制器并入数控机床的控制系统，当数控机床开始进行工作供电时，控制器同时获取电力，进入待工作状态；同时控制器为对射光栅传感器进行供电。
进一步地，所述控制器还用于发送数据采集信号至数据采集模块，数据采集模块实时获取掉落在传送装置上的废料碎屑的重量，并将获取的重量值发送至数据处理模块；
数据处理模块设定重量阈值，数据处理模块将接收到的重量值标记为Zlz，同时将重量阈值标记为Zly；
当Zlz≥Zly时，数据处理模块发送故障信号至控制器，控制器链接数控机床的控制系统进行停机，同时控制器控制智能提醒模块进行传送装置故障提醒。
进一步地，数控机床在正常运作的过程中不断的产生废料碎屑，且都经由传送装置传送至碎屑收集装置。
进一步地，所述数据采集模块还用于对碎屑收集装置的参数进行获取；
将碎屑高度标记为Hsx，将碎屑重量值标记为Zsx；且传送至数据处理模块，数据处理模块设定警戒高度Hmax以及重量标准值Zbz；
当Hsx>Hmax或Zsx>Zsx满足其一时，数据处理模块发送料满信号至控制器，控制器链接数控机床的控制系统进行停机，同时控制器控制智能提醒模块进行碎屑收集装置料满提醒，控制器进行碎屑收集装置清理并更换。
进一步地，所述旋转电机为调速旋转电机，当对射光栅传感器感应到废料碎屑掉落的速度增加时，控制器控制旋转电机进行转速调整。
进一步地，重量阈值、警戒高度以及重量标准值均由数据处理模块进行设定，且设定的影响因素包含数控机床的型号以及数控机床的SPM。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明设置有数据采集模块，数据采集模块用于获取掉落在传送装置上的废料碎屑的重量，还用于获取碎屑收集装置的碎屑装载量，考虑到数控机床的碎屑可能为细小颗粒状，也可能为块状甚至为大片状，所以碎屑收集装置在进行碎屑收集时可能或存在装满了碎屑收集装置但是重量值没有达到的情况，也可能会因为碎屑收集装置收集的碎屑太过细小，导致质量值到了但是没有到达警戒高度的情况，为了避免两种状况的发生，所以采用碎屑高度和碎屑重量值两个重要参数共同控制；确保数据的精准。
2、本发明当重量值不断的积累且超过重量阈值则表示传送装置没有在进行传送导致碎屑在同一位置不断的积累，可能是传送装置故障也可能是传送装置没开启，所以进行传送装置故障提醒都可以起到提醒的作用进而解决问题；采用一种报警的方式解决不同的问题。
3、当数控机床开始进行工作时，感应器连续多次感应到有物体经过感应器时，控制器控制传送装置的旋转电机进行旋转，将废料碎屑带出至碎屑收集装置；当碎屑高度达到警戒高度或碎屑重量值达到重量标准值满足其一时，数据处理模块发送料满信号至控制器，控制器链接数控机床的控制系统进行停机，同时控制器控制智能提醒模块进行碎屑收集装置料满提醒，控制器进行碎屑收集装置清理并更换，进而完成智能化机床自动排屑，减少机床操作工的工作量，同时不影响机床的工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种智能化机床自动排屑系统的流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
随着科学技术的飞速发展和社会的进步，市场竞争日趋激烈；许多企业从自身生存和发展的需要购置了适应性强、加工质量好、生产效率高、可降低工人劳动强度的数控车床。
但是许多数控车床上没有自动排屑装置，从车床上切割下来的废料碎屑要依靠工人清理至床身前端的螺旋排屑器内，然后由螺旋排屑器自动携带至集屑小车内。机床操作工每工作一段时间就需停机清理切屑口，这样既影响了机床的工作效率又增加了工人的工作量，而且如果机床是一条生产线上的一环则影响更大。
为此，一种智能化、排屑效率高、明显降低工人劳动强度的自动排屑装置及其自动排屑系统的需求已经迫在眉睫，本发明基于此想法，提出一种智能化机床自动排屑系统。
如图1所示，一种智能化机床自动排屑系统包括数控机床、控制器、处理器、传送装置、数据采集模块、感应器、数据采集模块、智能提醒模块以及碎屑收集装置；
所述数控机床开设有用于排出废料碎屑的废料碎屑孔，所述感应器安装在废料碎屑孔的末端，用于检测是否有废料碎屑从废料碎屑孔排出；
所述废料碎屑孔下方安装有传送装置，所述传送装置用于运送废料碎屑，在所述传送装置的末端安装有碎屑收集装置，所述碎屑收集装置用于收集数控机床通过传送装置运送的废料碎屑；所述传送装置安装有旋转电机；
所述数据采集模块用于获取掉落在传送装置上的废料碎屑的重量，并将实时获取的重量数值发送至数据处理模块；
所述数据处理模块与控制器相连，并将处理的结果发送至控制器；
所述控制器用于控制传送装置以及智能提醒模块。
需要进行说明的是，所述数据采集模块还用于获取碎屑收集装置的碎屑装载量，所述碎屑装载量的指数包括两个重要的参数，其中之一为碎屑收集装置的碎屑高度，另外的一个参数为碎屑重量值，考虑到数控机床的碎屑可能为细小颗粒状，也可能为块状甚至为大片状，所以碎屑收集装置在进行碎屑收集时可能或存在装满了碎屑收集装置但是重量值没有达到的情况，也可能会因为碎屑收集装置收集的碎屑太过细小，导致质量值到了但是没有到达警戒高度的情况，为了避免两种状况的发生，所以采用碎屑高度和碎屑重量值两个重要参数共同控制；
需要进一步补充的是，所述感应器为安装在废料碎屑孔末端的对射光栅传感器，且在对射光栅传感器的外部安装有保护外壳，防止被数控机床的废料碎屑割伤损坏，所述感应器与控制器进行相连接，当存在废料碎屑掉落经过对射光栅传感器时，对射光栅传感器发送信号至控制器。
所述控制器并入数控机床的控制系统，当数控机床开始进行工作供电时，控制器同时获取电力，进入待工作状态；同时控制器为对射光栅传感器进行供电；
当数控机床开始进行工作时，对射光栅传感器连续多次感应到有物体经过对射光栅传感器时，对射光栅传感器将信号发送至控制器；控制器控制传送装置的旋转电机进行旋转，将废料碎屑带出至碎屑收集装置；同时控制器发送数据采集信号至数据采集模块，数据采集模块实时获取掉落在传送装置上的废料碎屑的重量，并将获取的重量值发送至数据处理模块；
数据处理模块优先设定重量阈值，数据处理模块将接收到的重量值标记为Zlz，同时将重量阈值标记为Zly；
需要进行说明的是，因为在数控机床进行生产时，碎屑是不断产生的，所以重量值为一个不断积累的数值；但是因为旋转电机在带动传送装置进行转动，所以重量值也会不断的波动；
当Zlz≥Zly时，数据处理模块发送故障信号至控制器，控制器链接数控机床的控制系统进行停机，同时控制器控制智能提醒模块进行传送装置故障提醒；
需要进行进一步解释的是，当重量值不断的积累且超过重量阈值则表示传送装置没有在进行传送导致碎屑在同一位置不断的积累，可能是传送装置故障也可能是传送装置没开启，所以进行传送装置故障提醒都可以起到提醒的作用进而解决问题；
其中，数控机床在正常运作的过程中不断的产生废料碎屑，且都经由传送装置传送至碎屑收集装置，所述数据采集模块也对碎屑收集装置的参数进行获取；
将碎屑高度标记为Hsx，将碎屑重量值标记为Zsx；且传送至数据处理模块，数据处理模块设定警戒高度Hmax以及重量标准值Zbz；
当Hsx>Hmax或Zsx>Zsx满足其一时，数据处理模块发送料满信号至控制器，控制器链接数控机床的控制系统进行停机，同时控制器控制智能提醒模块进行碎屑收集装置料满提醒，控制器进行碎屑收集装置清理并更换。
其中，所述旋转电机为调速旋转电机，当对射光栅传感器感应到废料碎屑掉落的速度增加时，控制器控制旋转电机进行高速旋转。
其中，重量阈值、警戒高度以及重量标准值均由数据处理模块进行设定，且设定的影响因素包含数控机床的型号以及SPM。
上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
本发明的工作原理：数控机床开设有用于排出废料碎屑的废料碎屑孔，感应器安装在废料碎屑孔的末端，用于检测是否有废料碎屑从废料碎屑孔排出；废料碎屑孔下方安装有传送装置，传送装置用于运送废料碎屑，传送装置的末端安装有碎屑收集装置，碎屑收集装置用于收集数控机床通过传送装置运送的废料碎屑；传送装置安装有旋转电机；数据采集模块用于获取掉落在传送装置上的废料碎屑的重量，并将实时获取的重量数值发送至数据处理模块；当数控机床开始进行工作时，感应器连续多次感应到有物体经过感应器时，控制器控制传送装置的旋转电机进行旋转，将废料碎屑带出至碎屑收集装置；当碎屑高度达到警戒高度或碎屑重量值达到重量标准值满足其一时，数据处理模块发送料满信号至控制器，控制器链接数控机床的控制系统进行停机，同时控制器控制智能提醒模块进行碎屑收集装置料满提醒，控制器进行碎屑收集装置清理并更换，进而完成智能化机床自动排屑。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方法的目的。
另对于本领域技术人员而言，显然本发明不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涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明。

Claims (9)

1.一种智能化机床自动排屑系统，其特征在于，包括数控机床、控制器、处理器、传送装置、数据采集模块、感应器、数据采集模块、智能提醒模块以及碎屑收集装置；
所述数控机床开设有用于排出废料碎屑的废料碎屑孔，所述感应器安装在废料碎屑孔的末端，用于检测是否有废料碎屑从废料碎屑孔排出；
所述废料碎屑孔下方安装有传送装置，所述传送装置用于运送废料碎屑，所述传送装置的末端安装有碎屑收集装置，所述碎屑收集装置用于收集数控机床通过传送装置运送的废料碎屑；所述传送装置安装有旋转电机；
所述数据采集模块用于获取掉落在传送装置上的废料碎屑的重量，并将实时获取的重量数值发送至数据处理模块；
当数控机床开始进行工作时，感应器连续多次感应到有物体经过感应器时，控制器控制传送装置的旋转电机进行旋转，将废料碎屑带出至碎屑收集装置；
当碎屑高度达到警戒高度或碎屑重量值达到重量标准值满足其一时，数据处理模块发送料满信号至控制器，控制器链接数控机床的控制系统进行停机，同时控制器控制智能提醒模块进行碎屑收集装置料满提醒，控制器进行碎屑收集装置清理并更换，进而完成智能化机床自动排屑。
2.根据权利要求1所述的一种智能化机床自动排屑系统，其特征在于，所述数据采集模块还用于获取碎屑收集装置的碎屑装载量，所述碎屑装载量包括两个参数，其中之一为碎屑收集装置的碎屑高度，另外一个参数为碎屑重量值。
3.根据权利要求1所述的一种智能化机床自动排屑系统，其特征在于，
所述感应器为安装在废料碎屑孔末端的对射光栅传感器，且在对射光栅传感器的外部安装有保护外壳，所述感应器与控制器相连接，当存在废料碎屑掉落经过对射光栅传感器时，对射光栅传感器发送信号至控制器。
4.根据权利要求1所述的一种智能化机床自动排屑系统，其特征在于，所述控制器并入数控机床的控制系统，当数控机床开始进行工作供电时，控制器同时获取电力，进入待工作状态；同时控制器为对射光栅传感器进行供电。
5.根据权利要求1所述的一种智能化机床自动排屑系统，其特征在于，
所述控制器还用于发送数据采集信号至数据采集模块，数据采集模块实时获取掉落在传送装置上的废料碎屑的重量，并将获取的重量值发送至数据处理模块；
数据处理模块设定重量阈值，数据处理模块将接收到的重量值标记为Zlz，同时将重量阈值标记为Zly；
当Zlz≥Zly时，数据处理模块发送故障信号至控制器，控制器链接数控机床的控制系统进行停机，同时控制器控制智能提醒模块进行传送装置故障提醒。
6.根据权利要求1所述的一种智能化机床自动排屑系统，其特征在于，
数控机床在正常运作的过程中不断的产生废料碎屑，且都经由传送装置传送至碎屑收集装置。
7.根据权利要求1所述的一种智能化机床自动排屑系统，其特征在于，
所述数据采集模块还用于对碎屑收集装置的参数进行获取；
将碎屑高度标记为Hsx，将碎屑重量值标记为Zsx；且传送至数据处理模块，数据处理模块设定警戒高度Hmax以及重量标准值Zbz；
当Hsx>Hmax或Zsx>Zsx满足其一时，数据处理模块发送料满信号至控制器，控制器链接数控机床的控制系统进行停机，同时控制器控制智能提醒模块进行碎屑收集装置料满提醒，控制器进行碎屑收集装置清理并更换。
8.根据权利要求1所述的一种智能化机床自动排屑系统，其特征在于，所述旋转电机为调速旋转电机，当对射光栅传感器感应到废料碎屑掉落的速度增加时，控制器控制旋转电机进行转速调整。
9.根据权利要求1所述的一种智能化机床自动排屑系统，其特征在于，重量阈值、警戒高度以及重量标准值均由数据处理模块进行设定，且设定的影响因素包含数控机床的型号以及数控机床的SPM。
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