CN114453924B - 一种机床安全控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数控机床技术领域，尤其涉及一种机床安全控制系统，其包括：用以对加工物进行夹取并固定的固定单元，分别设置在所述固定单元的对应部件上的、用以对固定单元上的部件进行监测的检测单元，分别与所述固定单元和检测单元上的对应部件相连的中控单元，本发明的有益效果在于，本发明通过中控单元对加工物进行监测并根据加工物的具体状态对设备的工作参数进行调节，针对不同加工物之间的特异性实时调节设备使设备适应加工物，进而提高了对加工物夹取的准确性，进一步提高了系统的工作效率。

Description

一种机床安全控制系统

技术领域

本发明涉及数控机床技术领域，尤其涉及一种机床安全控制系统。

背景技术

机床是指制造机器的机器，亦称工作母机或工具机，习惯上简称机床，一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等，现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。

中国发明/实用新型专利公开号CN204018761U公开了一种夹爪可移动调节的机床固定用夹具装置，包括底盘，所述底盘上设有卡盘，卡盘中部设有一圆孔型槽，所述圆孔型槽外周呈放射状的设有数个条形轨道槽，且条形轨道槽在圆孔型槽外周均匀分布，所述每个条形轨道槽内设有一个夹爪固定头，夹爪固定头可在条形轨道槽内自由移动并固定在所需位置，所述夹爪固定头顶端设有一夹爪，且夹爪夹持部位面向圆孔型槽，所述夹爪夹持部分内侧设有第一测距传感器，用于检测待加工工件厚度，夹爪外表面设有第二测距传感器，用于检测夹爪与工件之间的距离。

由此可见，所述夹爪可移动调节的机床固定用夹具装置存在以下问题：机械联通效果不佳，会导致机器的工作效率降低，影响到生产效率，导致机器降低了其实用性，且防护效果不佳，会导致其一定的损坏，具有一定的局限性，不能完全自动化对加工物进行夹取，没有对应的检测装置以对设备进行实时监测，容易发生加工物与机床不符的情况，且现有技术中爪子小抓力小，导致没法夹取重物

发明内容

为此，本发明提供一种机床安全控制系统，用以克服现有技术中不能完全自动化对加工物进行夹取且没法夹取重物导致的工作效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种机床安全控制系统，其中，包括：

固定单元，用以夹取和固定加工物，包括主体和设置在主体上、用以夹取和固定加工物的联动机构；所述联动机构包括用以对加工物进行夹取的固定夹和设置在固定夹下方、用以放置加工物的调节盘；所述固定夹的两侧设有用以牵拉控制固定夹开合的滑轨；所述调节盘的下方设有用以调节调节盘角度的旋转轴；所述移动支架设置在所述旋转轴和为移动支架提供轨道的卡槽之间，用以调节调节盘的位置；所述固定单元还包括聚氨酯，其设置在所述主体的外壁一侧且与主体紧密贴合；所述固定单元还包括立柱，其通过固定螺栓固定在在所述主体的两侧；

检测单元，包括质量传感器、正视图像识别器、俯视图像识别器、压力传感器、振动传感器和位移传感器，其中质量传感器用以检测所述调节盘上加工物的质量，正视图像识别器用以识别所述加工物的正视图，俯视图像识别器用以识别所述加工物的俯视图，压力传感器用以检测所述固定夹与所述加工物之间的压力，振动传感器用以检测夹取过程中所述滑轨的振动频率，位移传感器用以检测夹取过程中所述滑轨的的移速；

中控单元，分别与所述固定单元和检测单元上的对应部件相连，用以通过控制检测单元对加工物的数据进行检测判断加工物是否符合系统的加工条件并根据测得的数据控制固定单元对加工物的位置和方向调节后对加工物进行夹取，在系统运行时中控单元还通过控制检测单元对固定单元的工作状态进行监测并根据监测结果将固定单元中对应部件的对应参数调节至对应值。

进一步地，所述中控单元中设有所述固定夹的最大固定夹间距Lmax，当中控单元判定所述加工物的夹取面符合夹取条件时，中控单元通过所述记录的加工物俯视图的图像提取出加工物的长边宽度La和短边宽度Lb、分别将La、Lb与Lmax进行比较、根据比较结果判定所述加工物的宽度是否符合夹取条件并判定加工物符合夹取条件时确定针对该加工物的夹取方向；

若La＜Lmax，所述中控单元判定所述加工物的宽度符合夹取条件并判定针对该加工物的夹取方向为夹取侧面积较小的一面，中控单元控制所述旋转轴以使所述加工物长边与所述固定夹边缘所处的方向平行；

若La≥Lmax且Lb＜Lmax，所述中控单元判定所述加工物的宽度符合夹取条件并判定针对该加工物的夹取方向为夹取侧面积较大的一面，中控单元控制所述旋转轴以使所述加工物短边与所述固定夹边缘所处的方向平行；

若La≥Lmax且Lb≥Lmax，所述中控单元判定所述加工物的宽度不符合夹取条件并控制蜂鸣器进行警报。

进一步地，当所述中控单元控制所述调节盘旋转至针对该加工物的夹取方向时，中控单元控制所述俯视图像识别器获取和读取加工物的俯视图、计算所述加工物的中心点与所述固定夹的距离D并控制所述移动支架使调节盘移动距离D以使加工物位于所述固定夹中央，中控单元根据La或Lb计算所述滑轨的位移距离R；

若所述中控单元判定针对该加工物的夹取方向为夹取侧面积较小的一面，中控单元控制所述滑轨的位移距离R＝(Lmax-La)×0.55；

若所述中控单元判定针对该加工物的夹取方向为夹取侧面积较大的一面，中控单元控制所述滑轨的位移距离R＝(Lmax-Lb)×0.55。

进一步地，所述中控单元中设有预设最小压力Fmin和最大压力Fmax，当中控单元控制所述滑轨完成位移时，中控单元控制所述压力传感器检测所述固定夹与所述加工物之间的压力F、将F、Fmin和Fmax进行比较并根据判断结果判定对加工物的夹取力是否正常；

若F＜Fmin，所述中控单元判定对加工物的夹取力非正常、对加工物的夹取力过小，中控单元根据所述滑轨的移速对所述系统的具体故障位置进行进一步判断；

若Fmin≤F≤Fmax，所述中控单元判定对加工物的夹取力正常；

若F＞Fmax，所述中控单元判定对加工物的夹取力非正常、对加工物的夹取力过大，中控单元根据所述滑轨的振动频率对所述系统的具体故障位置进行进一步判断。

进一步地，所述中控单元中设有预设振动频率f0，当中控单元判定对加工物的夹取力过大时，中控单元控制所述振动传感器检测夹取过程中的振动频率f、将f和f0进行比较、根据比较结果判定所述滑轨的运行是否正常并在运行非正常时对所述电机的转速进行调节；

若f≤f0，所述中控单元判定所述滑轨的运行正常并不对所述电机的转速进行调节；

若f＞f0，所述中控单元判定所述滑轨的运行非正常、初步判定所述电机故障并根据f和f0的差值Δf对所述电机的转速进行调节，设定△f＝f-f0；

所述中控单元中还设有第一预设频率差值△f1、第二预设频率差值△f2、第三预设频率差值△f3、第一预设转速调节系数α1、第二预设转速调节系数α2以及第三预设转速调节系数α3，其中，△f1＜△f2＜△f3，0.5＜α1＜α2＜α3＜0.9；

若△f≤△f1，所述中控单元判定所述振动频率在可允许误差范围内，中控单元不对所述电机的转速进行调节；

若△f1＜△f≤△f2，所述中控单元使用α1对所述电机的转速进行调节；

若△f2＜△f≤△f3，所述中控单元使用α2对所述电机的转速进行调节；

若△f≥△f3，所述中控单元使用α3对所述电机的转速进行调节；

当所述中控单元使用αi对所述电机的转速进行调节时，设定i＝1，2，3，调节后的转速记为N’，设定N’＝N×αi，其中，N为电机的初始转速；

当所述中控单元完成对所述电机转速的调节时，中控单元控制所述振动传感器重新检测夹取过程中的振动频率f’，若f’≤f0，则中控单元判定针对电机转速的调节完成，若f’＞f0，则中控单元判定所述电机故障并控制蜂鸣器进行警报。

进一步地，所述中控单元中设有第一预设体积V1、第二预设体积V2、第三预设体积V3、第一预设质量M1、第二预设质量M2、第三预设质量M3、预设质量调节比例β、单位质量调节比例变化量△β、预设体积调节比例γ和单位体积调节比例变化量△γ，其中，V1＜V2＜V3，M1＜M2＜M3，当系统运行时，中控单元控制所述正视图像识别器获取和读取加工物的正视图、控制所述俯视图像识别器获取和读取加工物的俯视图并根据识别结果计算出所述加工物的体积V，中控单元分别将V与V1、V2、V3进行比较并分别将M与M1、M2、M3进行比较，中控单元根据实际比较结果使用β、△β、γ和△γ将预设振动频率f0调节至对应值。

进一步地，所述滑轨的上方设有用以为滑轨添加润滑油的润滑油输入器，所述中控单元中设有预设移速z0，当装置运行时，所述中控单元控制所述润滑油输入器向所述滑轨周期性滴入预设质量的润滑油，当所述中控单元判定对加工物的夹取力过小时，中控单元控制所述位移传感器检测夹取过程中的移速z、将z和z0进行比较、根据比较结果判定所述滑轨是否缺少润滑油并在缺少润滑油时对润滑油输入器进行调节；

若z＜z0，所述中控单元判定所述滑轨缺少润滑油并控制润滑油输入器每隔预设润滑时间间隔向所述滑轨滴入预设质量的润滑油；

若z≥z0，所述中控单元判定所述滑轨不缺少润滑油，无需对润滑油输入器进行调节。

进一步地，所述中控单元中设有最大夹取质量MO和最大夹取高度H0，当系统运行时，中控单元控制所述质量传感器检测所述调节盘上加工物的质量M、控制所述正视图像识别器识别所述加工物的正视图并根据正视图计算加工物的高度H，中控单元分别将M和M0以及H和H0进行比较、根据比较结果判定加工物是否满足应用所述系统的条件并在满足条件时控制系统对加工物进行加工；

若M≤M0且H≤H0，所述中控单元判定所述加工物满足应用所述系统的条件并控制所述调节盘对加工物的位置进行调节以使所述固定夹将加工物固定在指定位置；

若M＞M0或H＞H0，所述中控单元判定所述加工物不满足应用所述系统的条件并控制蜂鸣器进行警报。

进一步地，当所述中控单元判定所述加工物满足应用所述系统的条件时，中控单元控制所述旋转轴使所述调节盘旋转360°、控制所述正视图像识别器周期性获取和读取加工物的正视图、控制所述俯视图像识别器周期性获取和读取加工物的俯视图并根据读取到的正视图和侧视图判断加工物的夹取面是否符合夹取条件；

若所述正视图像识别器读取到的正视图的图像侧边均垂直于所述调节盘且正视图像识别器读取到的俯视图的图像侧边均平行于所述固定夹，所述中控单元判定所述加工物的夹取面符合夹取条件并记录读取到的俯视图的图像；

若所述正视图像识别器读取到的正视图的图像侧边不垂直于所述调节盘且/或读取到的俯视图的图像侧边不平行于所述固定夹，所述中控单元判定所述加工物的夹取面不符合夹取条件并控制蜂鸣器进行警报。

进一步地，所述固定单元中的主体用以构成所述固定单元的外壳主体；所述固定单元中的聚氨酯的尺寸与主体的尺寸相吻合；所述固定单元中的立柱，设置在主体的两侧，且立柱的内部一侧设置有固定螺栓，且立柱通过固定螺栓与主体螺纹连接，且立柱以主体的中轴线对称设置；

所述固定单元中的联动机构还包括：

数控床，设置在所述主体的一侧，用以控制所述联动机构联动运行，

控制面板，设置在数控床的前方外壁一侧，用以调节数控床的参数至对应值，

防护壳，设置在控制面板的外壁一侧，用以对控制面板进行保护，

合页，设置在防护壳的一侧，用以将防护壳与控制面板连接成旋转结构，合页在防护壳的内壁呈等间距分布，

橡胶软垫，设置在所述固定夹的内壁一侧，用以与固定夹构成胶粘结构且橡胶软垫的尺寸与固定夹的尺寸相吻合，

所述储链筒，设置所述滑轨的内部一侧，与滑轨活动连接且滑轨在储链筒的内部呈等间距分布。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过中控单元对加工物进行监测，并根据加工物的具体状态对设备的工作参数进行调节，针对不同加工物之间的特异性实时调节设备使设备适应加工物，进而提高了对加工物夹取的准确性，进一步提高了系统的工作效率。

进一步地，本发明设有两个带有橡胶软垫的大尺寸的固定夹，可以对质量较重的加工物进行有效夹取，橡胶软垫的设置不仅增加了固定夹和加工物之间的摩擦力使系统可以夹取较重的加工物，还使固定夹和加工物之间存在有效的缓冲，有效避免了加工物对固定夹的夹板的挤压损坏，提高了系统的使用寿命，节省了故障维修的时间，进一步提高了系统的工作效率。

进一步地，本发明设有正视图像识别器和俯视图像识别器，分别对加工物的正面和顶面进行图像识别，提高了对加工物形状和大小的识别准确率，进而提高了所述中控单元对固定单元中对应部件的工作参数与加工物参数的匹配度，进一步提高了系统的工作效率。

进一步地，本发明通过质量传感器监测加工物的质量，并结合通过俯视图像识别器测得的高度对加工物的大小进行检测，并且在加工物不符合条件时停止系统运行，避免加工物因质量过大导致固定夹的弯折损坏，节省了故障维修的时间，进一步提高了系统的工作效率。

进一步地，本发明通过正视图像识别器和俯视图像识别器对加工物的形状进行检测，并且中控单元通过检测结果对加工物的夹取面进行调节，使夹取面为与固定夹上的橡胶软垫平行的平面，提高了加工物与橡胶软垫的接触面积，进而提升了系统工作的稳定性，进一步提高了系统的工作效率。

进一步地，本发明通过设有位移支架使加工物在进入固定夹之前被监测，当符合系统加工条件时，再通过位移支架调节调节盘的位置，节省了故障维修的时间，进一步提高了系统的工作效率。

进一步地，本发明设有压力传感器，通过对加工物与固定夹之间的压力进行实时监测，判断固定单元中的部件是否正常运行，控制固定夹的夹取力，避免系统对加工物的损坏，提高了系统的使用寿命，节省了故障维修的时间，进一步提高了系统的工作效率。

进一步地，本发明设有振动传感器，通过对系统运行时设备的振动频率进行监测，并且在设备的振动频率不符合标准时，自动对设备中的电机转速进行调节，提高了系统的使用寿命，节省了故障维修的时间，进一步提高了系统的工作效率。

进一步地，质量和体积越大的物体，振动频率越低，本发明实时根据加工物的质量和体积对振动频率的标准进行调节，以避免因标准不同无法检测出设备故障的情况，提高了系统的使用寿命，节省了故障维修的时间，进一步提高了系统的工作效率。

进一步地，本发明通过位移传感器对设备中滑轨的移速进行监测，监测滑轨是否有卡顿的情况，当滑轨出现卡顿，控制润滑油输入器提高润滑油的使用量，以减少设备的磨损，节省了故障维修的时间，进一步提高了系统的工作效率。

附图说明

图1为本发明所述机床安全控制系统的结构示意图；

图2为本发明所述调节盘的俯视图；

图3为本发明所述调节盘调节完成时的俯视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域技术人员而言，可根据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所示，其为本发明所述机床安全控制系统的结构示意图，本发明提供一种机床安全控制系统，包括：固定单元、检测单元和中控单元。

具体而言，所述固定单元，包括：主体1、联动机构2、聚氨酯3和立柱4，用以对加工物进行夹取并固定。

主体1，用以构成所述固定单元的外壳主体；

联动机构2，包括数控床201、控制面板202、防护壳203、合页204、固定夹205、橡胶软垫206、储链筒207、滑轨208、润滑油输入器209、调节盘210、旋转轴211、移动支架212和卡槽213，其分别设置在主体1上面，用以对加工物进行夹取并固定；

聚氨酯3，设置在主体1的外壁一侧，且聚氨酯3与主体1紧密贴合，且聚氨酯3的尺寸与主体1的尺寸相吻合；

立柱4，设置在主体1的两侧，且立柱4的内部一侧设置有固定螺栓5，且立柱4通过固定螺栓5与主体1螺纹连接，且立柱4以主体1的中轴线对称设置。

具体而言，所述联动机构2包括：

数控床201，设置在主体1的一侧，用以控制所述联动机构2联动运行，

控制面板202，设置在所述数控床201的前方外壁一侧，用以调节数控床201的参数至对应值，

防护壳203，设置在所述控制面板202的外壁一侧，用以对控制面板202进行保护，

合页204，设置在所述防护壳203的一侧，用以将防护壳203与控制面板202连接成旋转结构，合页204在防护壳203的内壁呈等间距分布，

固定夹205，设置在所述合页204的下方一侧，用以对加工物进行夹取，

橡胶软垫206，设置在所述固定夹205的内壁一侧，用以与固定夹205构成胶粘结构且橡胶软垫206的尺寸与固定夹205的尺寸相吻合，

储链筒207，设置在数控床201的两侧，与滑轨208活动连接且滑轨208在储链筒207的内部呈等间距分布，

滑轨208，设置在所述储链筒207的内部一侧，用以牵拉控制固定夹205开合，

润滑油输入器209，设置在所述滑轨208的内部一侧，用以为滑轨208添加润滑油，

调节盘210，设置在所述固定夹205的下方一侧，用以放置加工物，

旋转轴211，设置在所述调节盘210的下方一侧，用以调节调节盘210角度，

移动支架212，设置在所述旋转轴211的下方一侧，用以调节调节盘210位置，

卡槽213，设置在所述移动支架212的下方一侧，用以为移动支架212提供轨道。

所述检测单元，包括质量传感器、正视图像识别器、俯视图像识别器、压力传感器、振动传感器和位移传感器，其中质量传感器用以检测所述调节盘210上加工物的质量，正视图像识别器用以识别所述加工物的正视图，俯视图像识别器用以识别所述加工物的俯视图，压力传感器用以检测所述固定夹205与所述加工物之间的压力，振动传感器用以检测夹取过程中所述滑轨208的振动频率，位移传感器用以检测夹取过程中所述滑轨208的的移速；

所述中控单元，分别与所述固定单元和检测单元上的对应部件相连，用以通过控制检测单元对加工物的数据进行检测判断加工物是否符合系统的加工条件并根据测得的数据控制固定单元对加工物的位置和方向调节后对加工物进行夹取，在系统运行时中控单元还通过控制检测单元对固定单元的工作状态进行监测并根据监测结果将固定单元中对应部件的对应参数调节至对应值。

系统运行时，首先将聚氨酯3安装在主体1的外壁，向上一侧推动防护壳203将其打开，操作内部的控制按钮，使其下方内部进行运行，数控床201控制润滑油输入器209周期性滴入滑轨208，其次将橡胶软垫206贴合在固定夹205内壁，后将主体1移动至合适的位置摆放，拧转固定螺栓5贯穿立柱4下方进行固定，此时，将其加工物放置调节盘210上方，数控床201通过控制旋转轴211和移动支架212将调节盘210推动至合适的位置，滑轨208连接储链筒207通过电机驱动以进行转动控制固定夹205将物品进行固定，这就是所述机床及其控制系统的所述固定单元的工作原理。

本发明通过中控单元对加工物进行监测，并根据加工物的具体状态对设备的工作参数进行调节，针对不同加工物之间的特异性实时调节设备使设备适应加工物，进而提高了对加工物夹取的准确性，进一步提高了系统的工作效率。

本发明设有两个带有橡胶软垫206的大尺寸的固定夹205，可以对质量较重的加工物进行有效夹取，橡胶软垫206的设置不仅增加了固定夹205和加工物之间的摩擦力使系统可以夹取较重的加工物，还使固定夹205和加工物之间存在有效的缓冲，有效避免了加工物对固定夹205的夹板的挤压损坏，提高了系统的使用寿命，节省了故障维修的时间，进一步提高了系统的工作效率。

本发明设有正视图像识别器和俯视图像识别器，分别对加工物的正面和顶面进行图像识别，提高了对加工物形状和大小的识别准确率，进而提高了所述中控单元对固定单元中对应部件的工作参数与加工物参数的匹配度，进一步提高了系统的工作效率。

当系统运行时，所述中控单元中设有最大夹取质量MO和最大夹取高度H0，中控单元控制所述质量传感器检测所述调节盘210上加工物的质量M、控制所述正视图像识别器识别所述加工物的正视图并根据正视图计算加工物的高度H，中控单元分别将M和M0以及H和H0进行比较、根据比较结果判定加工物是否满足应用所述系统的条件并在满足条件时控制系统对加工物进行加工；

若M≤M0且H≤H0，所述中控单元判定所述加工物满足应用所述系统的条件，并控制所述调节盘210对加工物的位置进行调节以使所述固定夹205将加工物固定在指定位置；

若M＞M0或H＞H0，所述中控单元判定所述加工物不满足应用所述系统的条件并控制蜂鸣器进行警报。

本发明通过质量传感器监测加工物的质量，并结合通过俯视图像识别器测得的高度对加工物的大小进行检测，并且在加工物不符合条件时停止系统运行，避免加工物因质量过大导致固定夹205的弯折损坏，节省了故障维修的时间，进一步提高了系统的工作效率。

当所述中控单元判定所述加工物满足应用所述系统的条件时，中控单元控制所述旋转轴211使所述调节盘210旋转360°、控制所述正视图像识别器周期性获取和读取加工物的正视图、控制所述俯视图像识别器周期性获取和读取加工物的俯视图并根据读取到的正视图和侧视图判断加工物的夹取面是否符合夹取条件；

若所述正视图像识别器读取到的正视图的图像侧边均垂直于所述调节盘210且正视图像识别器读取到的俯视图的图像侧边均平行于所述固定夹205，所述中控单元判定所述加工物的夹取面符合夹取条件，并记录读取到的俯视图的图像；

若所述正视图像识别器读取到的正视图的图像侧边不垂直于所述调节盘210且/或正视图像识别器读取到的俯视图的图像侧边不平行于所述固定夹205，所述中控单元判定所述加工物的夹取面不符合夹取条件并控制蜂鸣器进行警报。

本发明通过正视图像识别器和俯视图像识别器对加工物的形状进行检测，并且中控单元通过检测结果对加工物的夹取面进行调节，使夹取面为与固定夹205上的橡胶软垫206平行的平面，提高了加工物与橡胶软垫206的接触面积，进而提升了系统工作的稳定性，进一步提高了系统的工作效率。

请参阅图2所示，其为本发明所述调节盘的俯视图，当所述中控单元判定所述加工物的夹取面符合夹取条件时，中控单元中设有所述固定夹205的最大固定夹间距Lmax，中控单元通过所述记录的加工物俯视图的图像提取出加工物的长边宽度La和短边宽度Lb、分别将La、Lb与Lmax进行比较、根据比较结果判定所述加工物的宽度是否符合夹取条件并判定加工物符合夹取条件时确定针对该加工物的夹取方向；

若La＜Lmax，所述中控单元判定所述加工物的宽度符合夹取条件并判定针对该加工物的夹取方向为夹取侧面积较小的一面，中控单元控制所述旋转轴211以使所述加工物长边与所述固定夹边缘所处的方向平行；

若La≥Lmax且Lb＜Lmax，所述中控单元判定所述加工物的宽度符合夹取条件并判定针对该加工物的夹取方向为夹取侧面积较大的一面，中控单元控制所述旋转轴211以使所述加工物短边与所述固定夹边缘所处的方向平行；

若La≥Lmax且Lb≥Lmax，所述中控单元判定所述加工物的宽度不符合夹取条件并控制蜂鸣器进行警报。

本发明对加工物的尺寸进行限定，当加工物的尺寸不适宜本系统时，挺重系统工作，避免了加工物对固定夹205的夹板的损坏，提高了系统的使用寿命，节省了故障维修的时间，进一步提高了系统的工作效率。

当所述中控单元控制所述调节盘210旋转至针对该加工物的夹取方向时，中控单元控制所述俯视图像识别器获取和读取加工物的俯视图、计算所述加工物的中心点与所述固定夹205的距离D并控制所述移动支架212使调节盘210移动距离D以使加工物位于所述固定夹205中央，请参阅图3所示，其为本发明所述调节盘调节完成时的俯视图，中控单元根据La或Lb计算所述滑轨208的位移距离R；

若所述中控单元判定针对该加工物的夹取方向为夹取侧面积较小的一面，中控单元控制所述滑轨208的位移距离R＝Lmax-La×0.55；

若所述中控单元判定针对该加工物的夹取方向为夹取侧面积较大的一面，中控单元控制所述滑轨208的位移距离R＝Lmax-Lb×0.55。

本发明通过设有位移支架212使加工物在进入固定夹205之前被监测，当符合系统加工条件时，再通过位移支架212调节调节盘210的位置，节省了故障维修的时间，进一步提高了系统的工作效率。

当所述中控单元控制所述滑轨208完成位移时，中控单元控制所述压力传感器检测所述固定夹205与所述加工物之间的压力F，中控单元中设有预设最小压力Fmin和最大压力Fmax、将F、Fmin和Fmax进行比较并根据判断结果判定对加工物的夹取力是否正常；

若F＜Fmin，所述中控单元判定对加工物的夹取力非正常、对加工物的夹取力过小，中控单元根据所述滑轨208的移速对所述系统的具体故障位置进行进一步判断；

若Fmin≤F≤Fmax，所述中控单元判定对加工物的夹取力正常；

若F＞Fmax，所述中控单元判定对加工物的夹取力非正常、对加工物的夹取力过大，中控单元根据所述滑轨208的振动频率对所述系统的具体故障位置进行进一步判断。

本发明设有压力传感器，通过对加工物与固定夹205之间的压力进行实时监测，判断固定单元中的部件是否正常运行，控制固定夹205的夹取力，避免系统对加工物的损坏，提高了系统的使用寿命，节省了故障维修的时间，进一步提高了系统的工作效率。

所述中控单元中设有预设振动频率f0，当中控单元判定对加工物的夹取力过大时，中控单元控制所述振动传感器检测夹取过程中的振动频率f、将f和f0进行比较、根据比较结果判定所述滑轨208的运行是否正常并在运行非正常时对所述电机的转速进行调节；

若f≤f0，所述中控单元判定所述滑轨208的运行正常并不对所述电机的转速进行调节；

若f＞f0，所述中控单元判定所述滑轨208的运行非正常、初步判定所述电机故障并根据f和f0的差值Δf对所述电机的转速进行调节，设定△f＝f-f0；

所述中控单元中还设有第一预设频率差值△f1、第二预设频率差值△f2、第三预设频率差值△f3、第一预设转速调节系数α1、第二预设转速调节系数α2以及第三预设转速调节系数α3，其中，△f1＜△f2＜△f3，0.5＜α1＜α2＜α3＜0.9；

若△f≤△f1，所述中控单元判定所述振动频率在可允许误差范围内，中控单元不对所述电机的转速进行调节；

若△f1＜△f≤△f2，所述中控单元使用α1对所述电机的转速进行调节；

若△f2＜△f≤△f3，所述中控单元使用α2对所述电机的转速进行调节；

若△f≥△f3，所述中控单元使用α3对所述电机的转速进行调节；

当所述中控单元使用αi对所述电机的转速进行调节时，设定i＝1，2，3，调节后的转速记为N’，设定N’＝N×αi，其中，N为电机的初始转速；

当所述中控单元完成对所述电机转速的调节时，中控单元控制所述振动传感器重新检测夹取过程中的振动频率f’，若f’≤f0，则中控单元判定针对电机转速的调节完成，若f’＞f0，则中控单元判定所述电机故障并控制蜂鸣器进行警报。

本发明设有振动传感器，通过对系统运行时设备的振动频率进行监测，并且在设备的振动频率不符合标准时，自动对设备中的电机转速进行调节，提高了系统的使用寿命，节省了故障维修的时间，进一步提高了系统的工作效率。

所述中控单元中设有第一预设体积V1、第二预设体积V2、第三预设体积V3、第一预设质量M1、第二预设质量M2、第三预设质量M3、预设质量调节比例β、单位质量调节比例变化量△β、预设体积调节比例γ和单位体积调节比例变化量△γ，其中，V1＜V2＜V3，M1＜M2＜M3，当系统运行时，中控单元控制所述正视图像识别器获取和读取加工物的正视图、控制所述俯视图像识别器获取和读取加工物的俯视图并根据识别结果计算出所述加工物的体积V，中控单元分别将V与V1、V2、V3进行比较并分别将M与M1、M2、M3进行比较，中控单元根据实际比较结果使用β、△β、γ和△γ参照下表将预设振动频率f0调节至对应值；

质量和体积越大的物体，振动频率越低，本发明实时根据加工物的质量和体积对振动频率的标准进行调节，以避免因标准不同无法检测出设备故障的情况，提高了系统的使用寿命，节省了故障维修的时间，进一步提高了系统的工作效率。

当装置运行时，所述中控单元控制所述润滑油输入器209向所述滑轨208周期性滴入预设质量的润滑油，所述中控单元中设有预设移速z0，当所述中控单元判定对加工物的夹取力过小时，中控单元控制所述位移传感器检测夹取过程中的移速z、将z和z0进行比较、根据比较结果判定所述滑轨208是否缺少润滑油并在缺少润滑油时对润滑油输入器209进行调节；

若z＜z0，所述中控单元判定所述滑轨208缺少润滑油并控制润滑油输入器209每隔预设润滑时间间隔向所述滑轨208滴入预设质量的润滑油；

若z≥z0，所述中控单元判定所述滑轨208不缺少润滑油，无需对润滑油输入器209进行调节。

本发明通过位移传感器对设备中滑轨208的移速进行监测，监测滑轨208是否有卡顿的情况，当滑轨208出现卡顿，控制润滑油输入器209提高润滑油的使用量，以减少设备的磨损，节省了故障维修的时间，进一步提高了系统的工作效率。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机床安全控制系统,其特征在于，包括：

固定单元，用以夹取和固定加工物，包括主体和设置在主体上、用以夹取和固定加工物的联动机构；所述联动机构包括移动支架、用以对加工物进行夹取的固定夹和设置在固定夹下方、用以放置加工物的调节盘；所述固定夹的两侧设有用以牵拉控制固定夹开合的滑轨；所述调节盘的下方设有用以调节调节盘角度的旋转轴；所述移动支架设置在所述旋转轴和为移动支架提供轨道的卡槽之间，用以调节调节盘的位置；所述固定单元还包括聚氨酯，其设置在所述主体的外壁一侧且与主体紧密贴合；所述固定单元还包括立柱，其通过固定螺栓固定在所述主体的两侧；

检测单元，其与所述固定单元中的对应部件相连，用以对固定单元中各部件的工作参数进行检测，其中工作参数包括所述调节盘上加工物的质量、加工物的正视图、加工物的俯视图、所述固定夹与加工物之间的压力、夹取过程中所述滑轨的振动频率和夹取过程中所述滑轨的移速；

中控单元，分别与所述固定单元和检测单元上的对应部件相连，用以控制检测单元对加工物的数据进行检测，判断加工物是否符合系统的加工条件，并根据测得的数据控制固定单元对加工物的位置和方向进行调节，调节后对加工物进行夹取，在系统运行时中控单元还通过控制检测单元对固定单元的工作状态进行监测并根据监测结果将固定单元中对应部件的对应参数调节至对应值；

所述中控单元中设有所述固定夹的最大固定夹间距Lmax，当中控单元判定所述加工物的夹取面符合夹取条件时，中控单元通过所述加工物的俯视图的图像提取出加工物的长边宽度La和短边宽度Lb、分别将La、Lb与Lmax进行比较、根据比较结果判定所述加工物的宽度是否符合夹取条件并判定加工物符合夹取条件时确定针对该加工物的夹取方向；

若La＜Lmax，所述中控单元判定所述加工物的宽度符合夹取条件并判定针对该加工物的夹取方向为夹取侧面积较小的一面，中控单元控制所述旋转轴以使所述加工物长边与所述固定夹边缘所处的方向平行；

若La≥Lmax且Lb＜Lmax，所述中控单元判定所述加工物的宽度符合夹取条件并判定针对该加工物的夹取方向为夹取侧面积较大的一面，中控单元控制所述旋转轴以使所述加工物短边与所述固定夹边缘所处的方向平行；

若La≥Lmax且Lb≥Lmax，所述中控单元判定所述加工物的宽度不符合夹取条件并控制蜂鸣器进行警报；

所述检测单元中设有俯视图像识别器，用以识别所述加工物的俯视图，当所述中控单元控制所述调节盘旋转至针对该加工物的夹取方向时，中控单元控制俯视图像识别器获取和读取加工物的俯视图、计算所述加工物的中心点与所述固定夹的距离D并控制所述移动支架使调节盘移动距离D以使加工物位于所述固定夹中央，中控单元根据La或Lb计算所述滑轨的位移距离R；

若所述中控单元判定针对该加工物的夹取方向为夹取侧面积较小的一面，中控单元控制所述滑轨的位移距离R＝(Lmax-La)×0.55；

若所述中控单元判定针对该加工物的夹取方向为夹取侧面积较大的一面，中控单元控制所述滑轨的位移距离R＝(Lmax-Lb)×0.55。

2.根据权利要求1所述的机床安全控制系统，其特征在于，所述中控单元中设有预设最小压力Fmin和最大压力Fmax，所述检测单元中设有压力传感器，用以检测所述固定夹与所述加工物之间的压力，当中控单元控制所述滑轨完成位移时，中控单元控制压力传感器检测所述固定夹与所述加工物之间的压力F、将F、Fmin和Fmax进行比较并根据判断结果判定对加工物的夹取力是否正常；

若F＜Fmin，所述中控单元判定对加工物的夹取力非正常、对加工物的夹取力过小，中控单元根据所述滑轨的移速对所述系统的具体故障位置进行进一步判断；

若Fmin≤F≤Fmax，所述中控单元判定对加工物的夹取力正常；

若F＞Fmax，所述中控单元判定对加工物的夹取力非正常、对加工物的夹取力过大，中控单元根据所述滑轨的振动频率对所述系统的具体故障位置进行进一步判断。

3.根据权利要求2所述的机床安全控制系统，其特征在于，所述中控单元中设有预设振动频率f0，所述检测单元中设有振动传感器，用以检测夹取过程中所述滑轨的振动频率，当中控单元判定对加工物的夹取力过大时，中控单元控制振动传感器检测夹取过程中的振动频率f、将f和f0进行比较、根据比较结果判定所述滑轨的运行是否正常并在运行非正常时对电机的转速进行调节；

若f≤f0，所述中控单元判定所述滑轨的运行正常并不对所述电机的转速进行调节；

若f＞f0，所述中控单元判定所述滑轨的运行非正常、初步判定所述电机故障并根据f和f0的差值Δf对所述电机的转速进行调节，设定△f＝f-f0；

所述中控单元中还设有第一预设频率差值△f1、第二预设频率差值△f2、第三预设频率差值△f3、第一预设转速调节系数α1、第二预设转速调节系数α2以及第三预设转速调节系数α3，其中，△f1＜△f2＜△f3，0.5＜α1＜α2＜α3＜0.9；

若△f≤△f1，所述中控单元判定所述振动频率在可允许误差范围内，中控单元不对所述电机的转速进行调节；

若△f1＜△f≤△f2，所述中控单元使用α1对所述电机的转速进行调节；

若△f2＜△f≤△f3，所述中控单元使用α2对所述电机的转速进行调节；

若△f＞△f3，所述中控单元使用α3对所述电机的转速进行调节；

当所述中控单元使用αi对所述电机的转速进行调节时，设定i＝1，2，3，调节后的转速记为N’，设定N’＝N×αi，其中，N为电机的初始转速；

当所述中控单元完成对所述电机转速的调节时，中控单元控制所述振动传感器重新检测夹取过程中的振动频率f’，若f’≤f0，则中控单元判定针对电机转速的调节完成，若f’＞f0，则中控单元判定所述电机故障并控制蜂鸣器进行警报。

4.根据权利要求3所述的机床安全控制系统，其特征在于，所述中控单元中设有第一预设体积V1、第二预设体积V2、第三预设体积V3、第一预设质量M1、第二预设质量M2、第三预设质量M3、预设质量调节比例β、单位质量调节比例变化量△β、预设体积调节比例γ和单位体积调节比例变化量△γ，其中，V1＜V2＜V3，M1＜M2＜M3，所述检测单元中还设有正视图像识别器，用以识别所述加工物的正视图，当系统运行时，中控单元控制正视图像识别器获取和读取加工物的正视图、控制俯视图像识别器获取和读取加工物的俯视图并根据识别结果计算出所述加工物的体积V，中控单元分别将V与V1、V2、V3进行比较并分别将M与M1、M2、M3进行比较，中控单元根据实际比较结果使用β、△β、γ和△γ将预设振动频率f0调节至对应值。

5.根据权利要求4所述的机床安全控制系统，其特征在于，所述滑轨的上方设有用以为滑轨添加润滑油的润滑油输入器，所述中控单元中设有预设移速z0，所述检测单元中设有位移传感器，用以检测夹取过程中所述滑轨的移速，当装置运行时，所述中控单元控制所述润滑油输入器向所述滑轨周期性滴入预设质量的润滑油，当所述中控单元判定对加工物的夹取力过小时，中控单元控制位移传感器检测夹取过程中的移速z、将z和z0进行比较、根据比较结果判定所述滑轨是否缺少润滑油并在缺少润滑油时对润滑油输入器进行调节；

若z＜z0，所述中控单元判定所述滑轨缺少润滑油并控制润滑油输入器每隔预设润滑时间间隔向所述滑轨滴入预设质量的润滑油；

若z≥z0，所述中控单元判定所述滑轨不缺少润滑油，无需对润滑油输入器进行调节。

6.根据权利要求5所述的机床安全控制系统，其特征在于，所述中控单元中设有最大夹取质量MO和最大夹取高度H0，所述检测单元中设有质量传感器，用以检测所述调节盘上加工物的质量，当系统运行时，中控单元控制质量传感器检测所述调节盘上加工物的质量M、控制所述正视图像识别器识别所述加工物的正视图并根据正视图计算加工物的高度H，中控单元分别将M和M0以及H和H0进行比较、根据比较结果判定加工物是否满足应用所述系统的条件并在满足条件时控制系统对加工物进行加工；

若M≤M0且H≤H0，所述中控单元判定所述加工物满足应用所述系统的条件并控制所述调节盘对加工物的位置进行调节以使所述固定夹将加工物固定在指定位置；

若M＞M0或H＞H0，所述中控单元判定所述加工物不满足应用所述系统的条件并控制蜂鸣器进行警报。

7.根据权利要求6所述的机床安全控制系统，其特征在于，当所述中控单元判定所述加工物满足应用所述系统的条件时，中控单元控制所述旋转轴使所述调节盘旋转360°、控制所述正视图像识别器周期性获取和读取加工物的正视图、控制所述俯视图像识别器周期性获取和读取加工物的俯视图并根据读取到的正视图和侧视图判断加工物的夹取面是否符合夹取条件；

若所述正视图像识别器读取到的正视图的图像侧边均垂直于所述调节盘且正视图像识别器读取到的俯视图的图像侧边均平行于所述固定夹，所述中控单元判定所述加工物的夹取面符合夹取条件并记录读取到的俯视图的图像；

若所述正视图像识别器读取到的正视图的图像侧边不垂直于所述调节盘且/或读取到的俯视图的图像侧边不平行于所述固定夹，所述中控单元判定所述加工物的夹取面不符合夹取条件并控制蜂鸣器进行警报。

8.根据权利要求7所述的机床安全控制系统，其特征在于，所述固定单元中的主体用以构成所述固定单元的外壳主体；所述固定单元中的聚氨酯的尺寸与主体的尺寸相吻合；所述固定单元中的立柱，设置在主体的两侧，且立柱的内部一侧设置有固定螺栓，且立柱通过固定螺栓与主体螺纹连接，且立柱以主体的中轴线对称设置；

所述固定单元中的联动机构还包括：

数控床，设置在所述主体的一侧，用以控制所述联动机构联动运行，

控制面板，设置在数控床的前方外壁一侧，用以调节数控床的参数至对应值，

防护壳，设置在控制面板的外壁一侧，用以对控制面板进行保护，

合页，设置在防护壳的一侧，用以将防护壳与控制面板连接成旋转结构，合页在防护壳的内壁呈等间距分布，

橡胶软垫，设置在所述固定夹的内壁一侧，用以与固定夹构成胶粘结构且橡胶软垫的尺寸与固定夹的尺寸相吻合，

储链筒，设置所述滑轨的内部一侧，与滑轨活动连接且滑轨在储链筒的内部呈等间距分布。

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