CN113695968A - 一种防止撞刀的方法 - Google Patents

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曹珍珍
杨青平
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Abstract

本发明公开了一种防止撞刀的方法,属于铣床技术领域,解决因缺少安全措施的铣床无法及时规避铣刀碰撞的问题,提供一种防止撞刀的方法,包括主轴、主轴包括刀柄以及安装在刀柄上的铣刀、PLC控制器、工作台,在铣刀上设置有保护套的表面喷涂有涂层,所述主轴上设置有用于识别图层颜色的颜色传感器;所述颜色传感器与PLC控制器信号连接,所述颜色传感器用于辨识涂层颜色的色差,塑料保护套外边的涂层掉颜色,颜色传感器拍摄颜色变化而传递报警信号于PLC控制器,由PLC控制器控制驱动设备停止工作,进而铣刀停止动作,则不会对工件有影响,安装完成后对人员的依赖性降低,可以提高后期装夹刀具的效率和稳定性。

Description

一种防止撞刀的方法
技术领域
本发明属于铣床技术领域,具体为一种防止撞刀的方法。
背景技术
铣床(milling machine)主要指用铣刀对工件多种表面进行加工的机床,常见的铣床包括PLC控制器、PLC控制器控制铣床的驱动系统驱动铣刀在对工件进行加工、铣床的驱动系统带动主轴以及主轴上安装的铣刀加工该工作台上的工件,铣刀的上端部具有刀柄,通常铣刀以旋转运动为主运动,工件和铣刀的移动为进给运动,现有的装刀方式都是以人员来进行装刀,人员进行复查,出错概率较大;出错之后造成零件报废,刀具损伤,机床主轴偏移,并且其装夹方式对人员要求高,工序复杂,稳定性较差,多组铣刀同时加工零件容易发生碰撞,缺少安全措施的铣床无法及时规避,则会造成铣刀受损。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防止撞刀的方法,解决缺少防护措施的铣床无法规避铣刀发生碰撞的问题。
本发明采用的技术方案如下:一种防止撞刀的方法,所述的方法包括如下内容:刀柄上套接有保护套,在所述保护套的表面喷涂有与保护套本体颜色有区别的有色涂层,在所述主轴上安装有颜色传感器,所述颜色传感器用于采集保护套的图像信息,所述颜色传感器与PLC控制器信号连接。
作为一种优选地方案,所述颜色传感器用于采集保护套的图像信息包括以下步骤:
S1:颜色传感器在第一时间点采集第一图像;
S2:颜色传感器在第一时间点后的第二时间点采集第二图像;
S3:颜色传感器在第二时间点后的第三时间点采集第三图像:
……
S4:颜色传感器在第N时间点后的第N+1时间点采集第N+1图像:
S5:颜色传感器在第N+1时间点后的第N+2时间点采集第N+2图像;
S5:根据第N+2图像色差与第N+1图像色差计算作为第一色差值;
S5:若第一色差值高于色差阈值则表示图层破损,颜色传感器产生报警信号。
作为一种优选地方案,所述颜色传感器用于辨识涂层颜色的色差的方法包括以下步骤:
颜色传感器在第一时间点采集第一图像,采集的第一图像作为初始图像;
颜色传感器在第一时间点后的第二时间点采集第二图像作为实时图像;
根据初始图像作为原始数据与实时图像的得出色差值,色差值与色差阈值比对;
若该时间采集实时图像的色差值高于初始图像的色差值则颜色传感器产生报警信号。
作为一种优选地方案,所述保护套采用材质为塑料。
作为一种优选地方案,所述保护套形状为环形。
作为一种优选地方案,所述喷涂有涂层的基色为三原色任意一种。
作为一种优选地方案,所述保护套的表面喷涂有涂层的厚度为0.5-1毫米。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1.若出错装夹错误,工件与刀具发生碰撞时,塑料保护套外边的涂层掉颜色,颜色传感器拍摄颜色变化而传递报警信号于PLC控制器,由PLC控制器控制驱动设备停止工作,进而铣刀停止动作,则不会对工件有影响,安装完成后对人员的依赖性降低,可以提高后期装夹刀具的效率和稳定性;降低工件的报废率,降低公司成本,采用塑料材质有助于减少额外的负荷载重,同时塑料的保护套加工艺简单,成本低,喷涂有涂层的基色为三原色任意一种增强色彩对比度,增大色差阈值,设定涂层的厚度,目的是为了确保铣刀在碰撞后由足够的反应时长,其次喷涂的涂层起着隔离的作用,缓解铣刀遭受侵蚀。
2.设计两种方式对比色差变化,一种通过前者与后者的色差值分别与色差阈值做对比,实现实时更新颜色传感器拍摄颜色变化,避免了因缺乏安全措施的铣床而无法及时规避碰撞造成铣刀受损的情况发生,另一种通过预定一组参考图像最为色差阈值数据,再一后续实时更新颜色传感器拍摄颜色变化与固定的色差阈值数据做对比,减小了设备的运算量也减少了信息取读的过程,反应时间更短。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是本发明的辨识涂层颜色的色差的方法的流程示意图;
图3是本发明的辨识涂层颜色的色差的方法的流程示意图;
图中标记:1.主轴;2.刀柄;3.保护套;4.颜色传感器;5.工件;6.铣刀; 7.工作台。
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用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1:
如图1所示,铣床包括PLC控制器、主轴1以及主轴1底部的工作台7,工作台7上安装有工件5,主轴1上安装有有铣刀6,所述铣刀6的上端部具有刀柄2;
一种防止撞刀的方法,所述方法包括如下内容:刀柄2上套接有保护套3,在所述保护套3的表面喷涂有与保护套3本体颜色有区别的有色涂层,在所述主轴1上安装有颜色传感器4,所述颜色传感器4用于采集保护套3的图像信息,所述颜色传感器4与PLC控制器信号连接;所述颜色传感器4用于辨识保护套3的涂层颜色,工件5和所述刀柄2发生触碰,所述保护套3外边的涂层掉颜色,所述颜色传感器4拍摄颜色变化而传递报警信号至PLC控制器中。
上述结构中,用于采集保护套3的图像信息,其图像信息为有色涂层发生划痕的区别颜色色差图样,颜色传感器4安装在主轴1上后,校准颜色传感器 4对准保护套3的表面喷涂有涂层,只是需要正常的装夹铣刀6,若出错装夹错误,工件与刀具发生碰撞时,塑料保护套外边的涂层出现划痕,或图层颜色掉色,常见的使用白色透明的塑料,因此刀柄为铁制金属材质的为深褐褐色,选择涂层为三原色任意一种,例如:为了减小色差,因此选择则单一的颜色图层,且与保护套3上其他可见颜色具有明显区别,例如选择品红、黄、青,三种涂料的任意一种均涂于保护套3体表增强色彩对比度,当铣刀6上套接的保护套 3上的涂层与工件碰撞发生碰撞,涂层体表发生划痕,颜色传感器4拍摄涂层划痕的颜色出现变化而传递报警信号于PLC控制器,由PLC控制器控制驱动设备停止工作,进而铣刀6停止动作,则不会对工件有影响;安装完成后对人员的依赖性降低,可以提高后期装夹刀具的效率和稳定性;降低工件的报废率,降低公司成本,其中,所述保护套采用材质为塑料,采用塑料材质有助于减少额外的负荷载重,同时塑料的保护套加工艺简单,成本低,其次,所述保护套形状为环形,便于将保护套3套接在铣刀6的体表,最后,喷涂有涂层的基色为三原色任意一种,且进一步限定喷涂有涂层的厚度为0.5-1毫米,目的是,为了确保铣刀6在碰撞后由足够的反应时长,其次喷涂的涂层起着隔离的作用,缓解铣刀6遭受侵蚀。
安装颜色传感器4时,具体型号可采用CFO100颜色传感器,需要颜色传感器4的镜头的投射区域覆盖涂有涂层的区域,如图2所示,颜色传感器4用于辨识涂层颜色的色差的方法有两种,方法一包括以下步骤:
所述颜色传感器4用于采集保护套3的图像信息包括以下步骤:
S1:颜色传感器4在第一时间点采集第一图像;
S2:颜色传感器4在第一时间点后的第二时间点采集第二图像;
S3:颜色传感器4在第二时间点后的第三时间点采集第三图像:
……
S4:颜色传感器4在第N时间点后的第N+1时间点采集第N+1图像:
S5:颜色传感器4在第N+1时间点后的第N+2时间点采集第N+2图像;
S5:根据第N+2图像色差与第N+1图像色差计算作为第一色差值;
S5:若第一色差值高于色差阈值则表示图层破损,颜色传感器4产生报警信号。
原理:通过采集不同时刻的涂层颜色的色度值,进行前后何后者图像和试样色差计算;组织色觉正常的观察者基于比较法的心理物理实验方法对标样和试样烟包全息印刷品的色差进行目视比较,统计所有观察者对所有“目视有色差”的概率P%,与采集到的试样和计算色差数据进行比较,从而确定颜色区间的色差阈值。
颜色传感器4投射的T1时间拍摄的图像的第一图像,继T1时间后T2时间拍摄的图像最为第二图像,根据第一图像与第二图像比对色差值,或该时刻的图像与上一帧图像的色差比对,该色差值不在色差阈值内则表示该时间点发生碰撞,颜色传感器4成报警信号传输至铣床的plc控制刀具停止动作,在采集不同时刻的涂层颜色,可选择品红、黄、青,三种涂料依次涂抹三种不同颜色的图层,从而体现出色差分明作用,例如T3时间铣刀6发生碰撞将涂层破损, T3时间的图像与T2时间的图像对比得出色差值,若色差值大于色差阈值,该颜色传感器4则会生成报警信号通过TCP/IP协议,将报警信号由颜色传感器4 的信号输出端传输至PLC控制器,由PLC控制器控制驱动设备停止铣刀6动作,进而在快速的铣刀6予以保护,上述方式通过前者与后者的色差变化做对比,具有实时性,实现实时更新颜色传感器4拍摄颜色变化,避免了因缺乏安全措施的铣床而无法及时规避碰撞造成铣刀受损的情况发生。
如图3所示,方法二包括以下步骤:
根据颜色传感器4在第一时间点采集第一图像,采集的第一图像作为参考图像;
根据颜色传感器4在第一时间点后的第二时间点采集第二图像作为现今图像;
根据参考图像的色差阈值以及该现今图像间的色差阈值比对;
若现今图像色差阈值高于参考图像色差阈值则颜色传感器4产生报警信号。
原理:颜色传感器4投射的T1时间拍摄的图像的第一图像,通过人工对第一图像最为原始参考图像,在后续某一时间点例如T2时间采集的图像与原始参考图像对比得出色差值,该色差值若大于色差阈值,则在T2时间铣刀6发生碰撞将涂层破损,为区别图层颜色变化更明显,差值更大,具体可选择品红、黄、青,三种涂料依次涂抹三种不同颜色的图层,且每个涂层的厚度为0.5-1毫米,该色差值若大于色差阈值则会使得颜色传感器4生成报警信号通过TCP/IP协议将报警信号由颜色传感器4的信号输出端传输至PLC控制器,由PLC控制器控制驱动设备对铣刀6停止动作,上述方式通过前者与后者的色差变化做对比,实现实时更新颜色传感器4拍摄颜色变化,避免了因缺乏安全措施的铣床而无法及时规避碰撞造成铣刀受损的情况发生,与初始设定图层信息值,与实时拍摄的图层信息值最比对,相比较于方法一减少对上一信息的信息提取的时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种防止撞刀的方法,其特征在于,所述的方法包括如下内容:刀柄(2)上套接有保护套(3),在所述保护套(3)的表面喷涂有与保护套本体颜色有区别的有色涂层,在所述主轴(1)上安装有颜色传感器(4),颜色传感器(4)用于采集保护套(3)的图像信息,颜色传感器(4)与PLC控制器信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种防止撞刀的方法,其特征在于,所述颜色传感器(4)用于采集保护套(3)的图像信息包括以下步骤:
S1:颜色传感器(4)在第一时间点采集第一图像;
S2:颜色传感器(4)在第一时间点后的第二时间点采集第二图像;
S3:颜色传感器(4)在第二时间点后的第三时间点采集第三图像:
……
S4:颜色传感器(4)在第N时间点后的第N+1时间点采集第N+1图像:
S5:颜色传感器(4)在第N+1时间点后的第N+2时间点采集第N+2图像;
S5:根据第N+2图像色差与第N+1图像色差计算作为第一色差值;
S5:若第一色差值高于色差阈值则表示图层破损,颜色传感器(4)产生报警信号。
3.根据权利要求1所述的一种防止撞刀的方法,其特征在于,所述颜色传感器(4)用于辨识涂层颜色的色差的方法包括以下步骤:
颜色传感器(4)在第一时间点采集第一图像,采集的第一图像作为初始图像;
颜色传感器(4)在第一时间点后的第二时间点采集第二图像作为实时图像;
根据初始图像作为原始数据与实时图像的得出色差值,色差值与色差阈值比对;
若该时间采集实时图像的色差值高于初始图像的色差值则颜色传感器(4)产生报警信号。
4.根据权利要求1所述的一种防止撞刀的方法,其特征在于,所述保护套(3)采用材质为塑料。
5.根据权利要求1所述的一种防止撞刀的方法,其特征在于,所述保护套(3)形状为环形。
6.根据权利要求1所述的一种防止撞刀的方法,其特征在于,所述喷涂有涂层的基色为三原色的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种防止撞刀的方法,其特征在于,所述保护套的表面喷涂有涂层的厚度为0.5-1毫米。
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