CN114536102B - 数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置，包括数控机床和智能处理系统，所述数控机床包括壳体，所述壳体右侧固定安装有控制面板，所述壳体内部固定安装有加工机构，所述加工机构下方设置有进给机构，所述进给机构与壳体内壁固定连接，所述进给机构包括工作台，所述工作台底部固定安装有伸缩腔，所述伸缩腔的伸缩接口处包裹有橡胶皮套，所述伸缩腔与壳体内壁固定连接，所述工作台前侧固定安装有扫描仪，所述扫描仪前侧固定安装有光谱分析仪，所述伸缩腔底部固定安装有处理机构，所述智能处理系统分别与控制面板、扫描仪、光谱分析仪、处理机构、加工机构电连接，本发明，具有可智能化处理和处理效果好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床技术领域，具体为数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置。
背景技术
数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来，一般的数控机床内的轴上固定有橡胶皮套，铁屑容易卡在橡胶皮套内。
现有的电主轴夹屑检测装置在处理夹住的铁屑时无法进行智能化处理，而且铁屑处理效果较差，容易导致橡胶皮套破裂，因此，设计可智能化处理和处理效果好的数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置，包括数控机床和智能处理系统，其特征在于：所述数控机床包括壳体，所述壳体右侧固定安装有控制面板，所述壳体内部固定安装有加工机构，所述加工机构下方设置有进给机构，所述进给机构与壳体内壁固定连接，所述进给机构包括工作台，所述工作台底部固定安装有伸缩腔，所述伸缩腔的伸缩接口处包裹有橡胶皮套，所述伸缩腔外表面为镜面金属板制成，所述伸缩腔与壳体内壁固定连接，所述壳体内壁固定安装有扫描仪，所述扫描仪前侧固定安装有光谱分析仪，所述伸缩腔底部固定安装有处理机构，所述智能处理系统分别与控制面板、扫描仪、光谱分析仪、处理机构、加工机构电连接。
根据上述技术方案，所述处理机构包括气泵，所述气泵与外部气源、外部油液管道连接，所述气泵与伸缩腔底部固定连接，所述气泵后侧管道连接有电子阀，所述工作台四周均匀分布有若干喷射器，所述喷射器内壁固定安装有电机，所述电机前端固定安装有转轴，所述转轴内壁轴承连接有球头管，所述电子阀与球头管管道连接，所述智能处理系统分别与气泵、电子阀、电机电连接。
根据上述技术方案，所述智能处理系统包括扫描模块、处理模块、数据传输模块、数据接收模块、计算模块和控制模块，所述扫描模块分别与处理模块、扫描仪、数据传输模块电连接，所述数据接收模块分别与计算模块、数据传输模块电连接，所述计算模块与控制模块电连接，所述控制模块分别与电机、烘干器电连接；
所述扫描模块用于通过扫描仪对伸缩腔表面进行扫描，再通过光谱分析仪对铁屑的反光率进行计算，得到铁屑的量和卡入伸缩腔内的铁屑的光线反射率，并对该两种数据进行收集，所述处理模块用于根据得出的铁屑的量和卡入伸缩腔内铁屑的光线反射率对该装置进行辅助控制，所述数据传输模块用于将扫描到的光线反射率传输出去，所述数据接收模块用于对传输出来的数据进行接收，所述计算模块用于通过接收到的数据进行自动计算得出结果，所述控制模块用于根据计算得出的结果分别对电子阀、气泵、电机进行控制。
根据上述技术方案，所述处理模块包括数据收集模块、换算模块和驱动模块，所述数据收集模块与扫描模块电连接，所述数据收集模块与换算模块电连接，所述换算模块与驱动模块电连接，所述驱动模块与电机、电子阀、气泵电连接；
所述数据收集模块用于根据扫描模块收集的铁屑的量和卡入伸缩腔内铁屑的光线反射率对该数据进行收集，所述换算模块用于根据收集的数据进行换算，得出后续对结构的驱动数据，所述驱动模块用于根据换算得出的结果对电机、电子阀、气泵的运行方式进行控制。
根据上述技术方案，所述智能处理系统包括以下运行步骤：
S1、操作人员将工件放入数控机床中，这时再开启控制面板，控制面板驱动智能处理系统运行；
S2、智能处理系统通过电驱动控制扫描仪运行，扫描仪对伸缩腔表面进行扫描，判断表面铁屑量，同时当扫描仪扫描到有铁屑卡入伸缩腔内时，进入S3；
S3、这时智能处理系统通过电驱动控制光谱分析仪运行，光谱分析仪对卡入伸缩腔内的铁屑进行光线照射，一部分光线被反射回光谱分析仪，光谱分析仪对发射光线和接收光线进行计算，其中，R光为扫描到卡入伸缩腔内的铁屑的光反射率，R反为光谱分析仪接收到的反射光线量，R总为光谱分析仪发射光线的总量，得到光线反射率，扫描模块对S2和S3的数据进行收集，先将S3的数据传递到数据传输模块中，再将S2和S3的数据传递到数据收集模块中；
S4、数据传输模块再将数据传输出去，传输出去的反射光线量被数据接收模块所接收，接收到的数据通过电传输从数据接收模块传递到计算模块中，计算模块对得到的反射光线量进行自动计算得出结果，并将结果输入进控制模块中；
S5、控制模块通过电驱动控制电子阀和气泵运行，根据反射光线量驱动电子阀改变喷射器的开启量，同时根据反射光线量驱动气泵的运行功率发生改变，使喷射卡入伸缩腔内铁屑的强度发生变化，当反射光线量极小时，进入S6，当清理工作完成后，光谱分析仪再次对该铁屑进行光照分析，得到的80％<R光，这时的光线直接照射到伸缩腔上，表示清理完毕，扫描仪对该处进行扫描判断出是否还有铁屑，铁屑依旧没有被清理完毕则进入S9；
S6、控制模块驱动电机转动，根据反射光线量逐步增大，改变电机转动幅度，使球头管对准卡入伸缩腔的铁屑，同时在铁屑光线反射率过小时，驱动气泵运行强度逐步提升直至最大化；
S7、数据收集模块对铁屑的量和卡入伸缩腔内铁屑的光线反射率进行收集，并将数据传输到换算模块内，换算模块对两个数据进行换算得出结果，并将结果输入到驱动模块中；
S8、驱动模块根据换算结果对电机和电子阀进行控制，根据铁屑的量和卡入伸缩腔内铁屑的光线反射率改变电机运行功率，从而改变球头管来回摆动频率；
S9、扫描仪扫描出该铁屑依旧存在，表示该铁屑为螺纹状铁屑，这时驱动模块控制外部油液经过管道进入气泵中，混入气体中，再驱动气泵进行正常功率运行，对铁屑进行吹落；
S10、工件完毕后，操作人员驱动控制面板停止运行，智能提取系统停止运行，如需继续加工则重复S1至S9。
根据上述技术方案，所述S1至S3中，扫描仪运行对伸缩腔表面进行扫描，判断出伸缩腔表面的铁屑量，能够根据铁屑量选择后续对铁屑的处理力度，加大数控机床内部铁屑的处理效果，当扫描仪扫描到有铁屑卡入伸缩腔内时，光谱分析仪运行，光谱分析仪对发射光线和接收光线进行计算，得到光线反射率，R光越大，表示铁屑表面越不光滑，从而判断出卡入伸缩腔内的铁屑是否容易吹落，对后续的结果进行不同模式的驱动，伸缩腔的伸缩接口处包裹的橡胶皮套将铁屑卡住，不同光滑的铁屑与橡胶皮套之间的摩擦力度不同，通过进行不同模式的吹落使铁屑充分脱落，提高处理夹屑的工作效率。
根据上述技术方案，所述S5中，当光线反射率变化时，控制模块驱动电子阀和气泵运行方式发生改变，当30％<R光≤40％时，表示光线反射率较低，这时铁屑较不光滑，铁屑与橡胶皮套之间的摩擦力度较大，较难脱落，控制模块驱动电子阀使喷射器开启的数量越多，气泵的运行功率越大，当40％<R光≤50％时，表示光线反射率较正常，控制模块驱动电子阀使喷射器开启的数量正常，气泵的运行功率正常，当50％<R光≤60％时，表示光线反射率较低，这时铁屑较光滑，铁屑与橡胶皮套之间的摩擦力度较小，容易脱落，控制模块驱动电子阀使喷射器开启的数量越少，气泵的运行功率越小，并且通过扫描仪与光谱分析仪相互配合，判断出铁屑是否清理完毕，并得知铁屑的形状，从而对螺纹状铁屑进行处理。
根据上述技术方案，所述S5和S6中，根据反射光线量进一步加大，改变电机转动幅度，使球头管对准卡入伸缩腔的铁屑的量逐步增多，同时在铁屑光线反射率过小时，驱动气泵运行强度逐步提升直至最大化，当30％≥R光>20％时，表示光线反射率极小，这时驱动电机运行，带动球头管转动至对准铁屑的量越多，并使气泵的运行功率进一步加大，当R光≤20％时，表示光线反射率过小，这时电机驱动球头管转动全部对准卡住的铁屑，并使气泵的运行功率最大化。
根据上述技术方案，所述S7和S8中，驱动模块根据换算结果对电机和电子阀进行控制，从而改变球头管来回摆动的频率，并改变间歇喷射频率，P电＝R光*P系，P阀＝R光*P比，P电＝M铁*P，P阀＝M铁*P1其中，P电为电机运行功率，P系为单个单位的光线反射率下电机的运行功率，P阀为电子阀开合频率，P比为单个单位的光线反射率下电子阀开合频率，M铁为扫描仪扫描到的铁屑量，P为单个单位的铁屑量下电机的运行功率，P1为单个单位的铁屑量下电子阀开合频率，当光线反射率越大，电机运行功率越大，电子阀开合频率越大，当铁屑量越多，电机运行功率越大，电子阀开合频率越大。
根据上述技术方案，所述S5和S9中，当扫描仪扫描到铁屑依旧存在，那就表示该铁屑为螺纹状铁屑较难清理，这时驱动模块控制外部油液经过管道进入气泵中，气体中混有油液，喷洒出去后浮在伸缩腔和铁屑表面，使铁屑与橡胶皮套产生润滑效果，并驱动气泵正常功率运行，喷出的气体力度正常，对铁屑进行缓慢吹动，使铁屑慢慢滑出橡胶皮套，从而避免螺纹状的铁屑无法脱落的现象发生，并防止螺纹铁屑与橡胶皮套之间过度摩擦使橡胶皮套磨损。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置智能处理系统和数控机床，实现对主轴内夹屑清理的作用，并且清理的效果较好。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的数控机床内部工作台结构示意图；
图3是本发明的扫描仪和光谱分析仪结构示意图；
图4是本发明的气泵到喷射器之间管道连接示意图；
图5是本发明的智能处理系统流程示意图；
图中：1、壳体；2、控制面板；3、工作台；4、伸缩腔；5、扫描仪；6、光谱分析仪；7、气泵；8、电子阀；9、喷射器；10、转轴；11、电机；12、球头管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供技术方案：数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置，包括数控机床和智能处理系统，数控机床包括壳体1，壳体1右侧固定安装有控制面板2，壳体1内部固定安装有加工机构，加工机构下方设置有进给机构，进给机构与壳体1内壁固定连接，进给机构包括工作台3，工作台3底部固定安装有伸缩腔4，伸缩腔4的伸缩接口处包裹有橡胶皮套，伸缩腔4外表面为镜面金属板制成，伸缩腔4与壳体1内壁固定连接，壳体1内壁固定安装有扫描仪5，扫描仪5前侧固定安装有光谱分析仪6，伸缩腔4底部固定安装有处理机构，智能处理系统分别与控制面板2、扫描仪5、光谱分析仪6、处理机构、加工机构电连接，操作人员开启控制面板2，控制面板2通过电驱动控制加工机构开始加工工件，在加工过程中，智能处理系统通过电驱动控制扫描仪5运行，扫描仪5对伸缩腔4表面进行扫描，判断表面铁屑量，并判断是否有铁屑卡入伸缩腔4内，当有铁屑卡入伸缩腔4内时，这时再通过电驱动控制光谱分析仪6运行，光谱分析仪6对卡入伸缩腔4内的铁屑进行光线照射，一部分光线被反射回光谱分析仪6，光谱分析仪6通过对发射光线和接收光线进行计算，得到光线反射率，再根据光线反射率控制处理机构运行，处理机构对卡入的铁屑进行处理，利用数控机床和智能处理系统，实现对主轴内夹屑清理的作用，并且清理的效果较好；
处理机构包括气泵7，气泵7与外部气源、外部油液管道连接，气泵7与伸缩腔4底部固定连接，气泵7后侧管道连接有电子阀8，工作台3四周均匀分布有若干喷射器9，喷射器9内壁固定安装有电机11，电机11前端固定安装有转轴10，转轴10内壁轴承连接有球头管12，电子阀8与球头管12管道连接，智能处理系统分别与气泵7、电子阀8、电机11电连接，通过上述步骤，智能处理系统运行，通过电驱动控制气泵7运行，气泵7根据光反射率和铁屑量改变运行功率，同时通过电驱动控制电子阀8运行，电子阀8根据光反射率和铁屑量改变开合频率，并通过电驱动控制电机11转动，电机11根据光线反射率改变转动功率，从而改变球头管12的来回摆动频率，气泵7内的气体经过电子阀8进入球头管12，最后从球头管12中喷出，对铁屑进行吹落工作；
智能处理系统包括扫描模块、处理模块、数据传输模块、数据接收模块、计算模块和控制模块，扫描模块分别与处理模块、扫描仪5、数据传输模块电连接，数据接收模块分别与计算模块、数据传输模块电连接，计算模块与控制模块电连接，控制模块分别与电机11、烘干器6电连接；
扫描模块用于通过扫描仪5对伸缩腔4表面进行扫描，再通过光谱分析仪6对铁屑的反光率进行计算，得到铁屑的量和卡入伸缩腔4内的铁屑的光线反射率，并对该两种数据进行收集，处理模块用于根据得出的铁屑的量和卡入伸缩腔4内铁屑的光线反射率对该装置进行辅助控制，数据传输模块用于将扫描到的光线反射率传输出去，数据接收模块用于对传输出来的数据进行接收，计算模块用于通过接收到的数据进行自动计算得出结果，控制模块用于根据计算得出的结果分别对电子阀8、气泵7、电机11进行控制；
处理模块包括数据收集模块、换算模块和驱动模块，数据收集模块与扫描模块电连接，数据收集模块与换算模块电连接，换算模块与驱动模块电连接，驱动模块与电机11、电子阀8、气泵7电连接；
数据收集模块用于根据扫描模块收集的铁屑的量和卡入伸缩腔4内铁屑的光线反射率对该数据进行收集，换算模块用于根据收集的数据进行换算，得出后续对结构的驱动数据，驱动模块用于根据换算得出的结果对电机11、电子阀8、气泵7的运行方式进行控制；
智能处理系统包括以下运行步骤：
S1、操作人员将工件放入数控机床中，这时再开启控制面板2，控制面板2驱动智能处理系统运行；
S2、智能处理系统通过电驱动控制扫描仪5运行，扫描仪5对伸缩腔4表面进行扫描，判断表面铁屑量，同时当扫描仪5扫描到有铁屑卡入伸缩腔4内时，进入S3；
S3、这时智能处理系统通过电驱动控制光谱分析仪6运行，光谱分析仪6对卡入伸缩腔4内的铁屑进行光线照射，一部分光线被反射回光谱分析仪6，光谱分析仪6对发射光线和接收光线进行计算，其中，R光为扫描到卡入伸缩腔4内的铁屑的光反射率，R反为光谱分析仪6接收到的反射光线量，R总为光谱分析仪6发射光线的总量，得到光线反射率，扫描模块对S2和S3的数据进行收集，先将S3的数据传递到数据传输模块中，再将S2和S3的数据传递到数据收集模块中；
S4、数据传输模块再将数据传输出去，传输出去的反射光线量被数据接收模块所接收，接收到的数据通过电传输从数据接收模块传递到计算模块中，计算模块对得到的反射光线量进行自动计算得出结果，并将结果输入进控制模块中；
S5、控制模块通过电驱动控制电子阀8和气泵7运行，根据反射光线量驱动电子阀8改变喷射器9的开启量，同时根据反射光线量驱动气泵7的运行功率发生改变，使喷射卡入伸缩腔4内铁屑的强度发生变化，当反射光线量极小时，进入S6，当清理工作完成后，光谱分析仪6再次对该铁屑进行光照分析，得到的80％<R光，这时的光线直接照射到伸缩腔4上，表示清理完毕，扫描仪6对该处进行扫描判断出是否还有铁屑，铁屑依旧没有被清理完毕则进入S9；
S6、控制模块驱动电机11转动，根据反射光线量逐步增大，改变电机11转动幅度，使球头管12对准卡入伸缩腔4的铁屑，同时在铁屑光线反射率过小时，驱动气泵7运行强度逐步提升直至最大化；
S7、数据收集模块对铁屑的量和卡入伸缩腔4内铁屑的光线反射率进行收集，并将数据传输到换算模块内，换算模块对两个数据进行换算得出结果，并将结果输入到驱动模块中；
S8、驱动模块根据换算结果对电机11和电子阀8进行控制，根据铁屑的量和卡入伸缩腔4内铁屑的光线反射率改变电机11运行功率，从而改变球头管12来回摆动频率；
S9、扫描仪6扫描出该铁屑依旧存在，表示该铁屑为螺纹状铁屑，这时驱动模块控制外部油液经过管道进入气泵7中，混入气体中，再驱动气泵7进行正常功率运行，对铁屑进行吹落；
S10、工件完毕后，操作人员驱动控制面板2停止运行，智能提取系统停止运行，如需继续加工则重复S1至S9；
S1至S3中，扫描仪5运行对伸缩腔4表面进行扫描，判断出伸缩腔4表面的铁屑量，能够根据铁屑量选择后续对铁屑的处理力度，加大数控机床内部铁屑的处理效果，当扫描仪5扫描到有铁屑卡入伸缩腔4内时，光谱分析仪6运行，光谱分析仪6对发射光线和接收光线进行计算，得到光线反射率，R光越大，表示铁屑表面越不光滑，从而判断出卡入伸缩腔4内的铁屑是否容易吹落，对后续的结果进行不同模式的驱动，伸缩腔4的伸缩接口处包裹的橡胶皮套将铁屑卡住，不同光滑的铁屑与橡胶皮套之间的摩擦力度不同，通过进行不同模式的吹落使铁屑充分脱落，提高处理夹屑的工作效率；
S5中，当光线反射率变化时，控制模块驱动电子阀8和气泵7运行方式发生改变，当30％<R光≤40％时，表示光线反射率较低，这时铁屑较不光滑，铁屑与橡胶皮套之间的摩擦力度较大，较难脱落，控制模块驱动电子阀8使喷射器9开启的数量越多，气泵7的运行功率越大，当40％<R光≤50％时，表示光线反射率较正常，控制模块驱动电子阀8使喷射器9开启的数量正常，气泵7的运行功率正常，当50％<R光≤60％时，表示光线反射率较低，这时铁屑较光滑，铁屑与橡胶皮套之间的摩擦力度较小，容易脱落，控制模块驱动电子阀8使喷射器9开启的数量越少，气泵7的运行功率越小，并且通过扫描仪5与光谱分析仪6相互配合，判断出铁屑是否清理完毕，并得知铁屑的形状，从而对螺纹状铁屑进行处理，针对光线反射率越小，使喷射器9开启的数量越多，气泵7的运行功率越大，加大对卡住的铁屑的处理力度，使铁屑充分与橡胶皮套脱落，避免加工时伸缩腔4继续运行导致数控机床损坏，并针对光线反射率越大，使喷射器9开启的数量越少，气泵7的运行功率越小，铁屑较容易脱落时无需较大吹动力度，降低该装置的使用能耗，节省生产成本，并判断出铁屑是否有残留并得知铁屑的形状，对螺纹状铁屑进行特殊处理，避免橡胶皮套损坏；
S5和S6中，根据反射光线量进一步加大，改变电机11转动幅度，使球头管12对准卡入伸缩腔4的铁屑的量逐步增多，同时在铁屑光线反射率过小时，驱动气泵7运行强度逐步提升直至最大化，当30％≥R光>20％时，表示光线反射率极小，这时驱动电机11运行，带动球头管12转动至对准铁屑的量越多，并使气泵7的运行功率进一步加大，当R光≤20％时，表示光线反射率过小，这时电机11驱动球头管12转动全部对准卡住的铁屑，并使气泵7的运行功率最大化，针对卡住铁屑的光线反射率极小，使球头管12对准铁屑的数量增大，铁屑受到吹动的力度加大，避免橡胶皮套夹持铁屑的力度过大导致无法脱离的现象发生，并使气泵7运行功率进一步加大，将铁屑快速吹落，使加工工作能够继续有效运行，并针对卡住铁屑的光线反射率过小，使所有的球头管12全部对准铁屑，铁屑受到吹动的力度进一步加大，必要时能够将铁屑吹断，以至于防止伸缩腔4运行过程中铁屑受力戳破橡胶皮套，避免损坏数控机床，并使气泵7运行功率最大化，吹落铁屑的同时对数控机床内壁粘附的铁屑进行吹落工作；
S7和S8中，驱动模块根据换算结果对电机11和电子阀8进行控制，从而改变球头管12来回摆动的频率，并改变间歇喷射频率，P电＝R光*P系，P阀＝R光*P比，P电＝M铁*P，P阀＝M铁*P1其中，P电为电机11运行功率，P系为单个单位的光线反射率下电机11的运行功率，P阀为电子阀8开合频率，P比为单个单位的光线反射率下电子阀8开合频率，M铁为扫描仪5扫描到的铁屑量，P为单个单位的铁屑量下电机11的运行功率，P1为单个单位的铁屑量下电子阀8开合频率，当光线反射率越大，电机11运行功率越大，电子阀8开合频率越大，当铁屑量越多，电机11运行功率越大，电子阀8开合频率越大，针对光反射频率越大或者铁屑量越多，相对加大电机11的运行功率，从而加大球头管12来回摆动的频率，能够对伸缩腔4表面的铁屑进行全部处理，避免铁屑多次拉入伸缩腔4的现象发生，提高加工效率，并增大电子阀8开合频率，能够对大量铁屑进行处理的同时减少吹气产生的噪音，针对光反射频率越小或者铁屑量越少，相对降低电机11的运行功率，从而减少球头管12来回摆动的频率，能够充分处理铁屑的同时降低该装置的使用能耗，并降低电子阀8开合频率，从而进行间歇式喷气，减少喷气时产生的噪音，使操作人员的健康得到保障；
S5和S9中，当扫描仪5扫描到铁屑依旧存在，那就表示该铁屑为螺纹状铁屑较难清理，这时驱动模块控制外部油液经过管道进入气泵7中，气体中混有油液，喷洒出去后浮在伸缩腔4和铁屑表面，使铁屑与橡胶皮套产生润滑效果，并驱动气泵7正常功率运行，喷出的气体力度正常，对铁屑进行缓慢吹动，使铁屑慢慢滑出橡胶皮套，从而避免螺纹状的铁屑无法脱落的现象发生，并防止螺纹铁屑与橡胶皮套之间过度摩擦使橡胶皮套磨损。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (6)
1.数控机床用压电驱动式电主轴夹屑检测装置，包括数控机床和智能处理系统，其特征在于：所述数控机床包括壳体(1)，所述壳体(1)右侧固定安装有控制面板(2)，所述壳体(1)内部固定安装有加工机构，所述加工机构下方设置有进给机构，所述进给机构与壳体(1)内壁固定连接，所述进给机构包括工作台(3)，所述工作台(3)底部固定安装有伸缩腔(4)，所述伸缩腔(4)的伸缩接口处包裹有橡胶皮套，所述伸缩腔(4)外表面为镜面金属板制成，所述伸缩腔(4)与壳体(1)内壁固定连接，所述壳体(1)内壁固定安装有扫描仪(5)，所述扫描仪(5)前侧固定安装有光谱分析仪(6)，所述伸缩腔(4)底部固定安装有处理机构，所述智能处理系统分别与控制面板(2)、扫描仪(5)、光谱分析仪(6)、处理机构、加工机构电连接；
所述处理机构包括气泵(7)，所述气泵(7)与外部气源、外部油液管道连接，所述气泵(7)与伸缩腔(4)底部固定连接，所述气泵(7)后侧管道连接有电子阀(8)，所述工作台(3)四周均匀分布有若干喷射器(9)，所述喷射器(9)内壁固定安装有电机(11)，所述电机(11)前端固定安装有转轴(10)，所述转轴(10)内壁轴承连接有球头管(12)，所述电子阀(8)与球头管(12)管道连接，所述智能处理系统分别与气泵(7)、电子阀(8)、电机(11)电连接；
所述智能处理系统包括扫描模块、处理模块、数据传输模块、数据接收模块、计算模块和控制模块，所述扫描模块分别与处理模块、扫描仪(5)、数据传输模块电连接，所述数据接收模块分别与计算模块、数据传输模块电连接，所述计算模块与控制模块电连接，所述控制模块分别与电机(11)、电子阀(8)、气泵(7)、电连接；
所述扫描模块用于通过扫描仪(5)对伸缩腔(4)表面进行扫描，再通过光谱分析仪(6)对铁屑的反光率进行计算，得到铁屑的量和卡入伸缩腔(4)内的铁屑的光线反射率，并对该两种数据进行收集，所述处理模块用于根据得出的铁屑的量和卡入伸缩腔(4)内铁屑的光线反射率对该装置进行辅助控制，所述数据传输模块用于将扫描到的光线反射率传输出去，所述数据接收模块用于对传输出来的数据进行接收，所述计算模块用于通过接收到的数据进行自动计算得出结果，所述控制模块用于根据计算得出的结果分别对电子阀(8)、气泵(7)、电机(11)进行控制；
所述处理模块包括数据收集模块、换算模块和驱动模块，所述数据收集模块与扫描模块电连接，所述数据收集模块与换算模块电连接，所述换算模块与驱动模块电连接，所述驱动模块与电机(11)、电子阀(8)、气泵(7)电连接；
所述数据收集模块用于根据扫描模块收集的铁屑的量和卡入伸缩腔(4)内铁屑的光线反射率对该数据进行收集，所述换算模块用于根据收集的数据进行换算，得出后续对结构的驱动数据，所述驱动模块用于根据换算得出的结果对电机(11)、电子阀(8)、气泵(7)的运行方式进行控制；
所述智能处理系统包括以下运行步骤：
S1、操作人员将工件放入数控机床中，这时再开启控制面板(2)，控制面板(2)驱动智能处理系统运行；
S2、智能处理系统通过电驱动控制扫描仪(5)运行，扫描仪(5)对伸缩腔(4)表面进行扫描，判断表面铁屑量，同时当扫描仪(5)扫描到有铁屑卡入伸缩腔(4)内时，进入S3；
S3、这时智能处理系统通过电驱动控制光谱分析仪(6)运行，光谱分析仪(6)对卡入伸缩腔(4)内的铁屑进行光线照射，一部分光线被反射回光谱分析仪(6)，光谱分析仪(6)对发射光线和接收光线进行计算，其中，R光为扫描到卡入伸缩腔(4)内的铁屑的光反射率，R反为光谱分析仪(6)接收到的反射光线量，R总为光谱分析仪(6)发射光线的总量，得到光线反射率，扫描模块对S2和S3的数据进行收集，先将S3的数据传递到数据传输模块中，再将S2和S3的数据传递到数据收集模块中；
S4、数据传输模块再将数据传输出去，传输出去的反射光线量被数据接收模块所接收，接收到的数据通过电传输从数据接收模块传递到计算模块中，计算模块对得到的反射光线量进行自动计算得出结果，并将结果输入进控制模块中；
S5、控制模块通过电驱动控制电子阀(8)和气泵(7)运行，根据反射光线量驱动电子阀(8)改变喷射器(9)的开启量，同时根据反射光线量驱动气泵(7)的运行功率发生改变，使喷射卡入伸缩腔(4)内铁屑的强度发生变化，当反射光线量极小时，进入S6，当清理工作完成后，光谱分析仪(6)再次对该铁屑进行光照分析，得到的80％<R光，这时的光线直接照射到伸缩腔(4)上，表示清理完毕，扫描仪(6)对该处进行扫描判断出是否还有铁屑，铁屑依旧没有被清理完毕则进入S9；
S6、控制模块驱动电机(11)转动，根据反射光线量逐步增大，改变电机(11)转动幅度，使球头管(12)对准卡入伸缩腔(4)的铁屑，同时在铁屑光线反射率过小时，驱动气泵(7)运行强度逐步提升直至最大化；
S7、数据收集模块对铁屑的量和卡入伸缩腔(4)内铁屑的光线反射率进行收集，并将数据传输到换算模块内，换算模块对两个数据进行换算得出结果，并将结果输入到驱动模块中；
S8、驱动模块根据换算结果对电机(11)和电子阀(8)进行控制，根据铁屑的量和卡入伸缩腔(4)内铁屑的光线反射率改变电机(11)运行功率，从而改变球头管(12)来回摆动频率；
S9、扫描仪(6)扫描出该铁屑依旧存在，表示该铁屑为螺纹状铁屑，这时驱动模块控制外部油液经过管道进入气泵(7)中，混入气体中，再驱动气泵(7)进行正常功率运行，对铁屑进行吹落；
S10、工件完毕后，操作人员驱动控制面板(2)停止运行，智能提取系统停止运行，如需继续加工则重复S1至S9。
2.根据权利要求1所述的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S1至S3中，扫描仪(5)运行对伸缩腔(4)表面进行扫描，判断出伸缩腔(4)表面的铁屑量，能够根据铁屑量选择后续对铁屑的处理力度，加大数控机床内部铁屑的处理效果，当扫描仪(5)扫描到有铁屑卡入伸缩腔(4)内时，光谱分析仪(6)运行，光谱分析仪(6)对发射光线和接收光线进行计算，得到光线反射率，R光越大，表示铁屑表面越不光滑，从而判断出卡入伸缩腔(4)内的铁屑是否容易吹落，对后续的结果进行不同模式的驱动，伸缩腔(4)的伸缩接口处包裹的橡胶皮套将铁屑卡住，不同光滑的铁屑与橡胶皮套之间的摩擦力度不同，通过进行不同模式的吹落使铁屑充分脱落，提高处理夹屑的工作效率。
3.根据权利要求2所述的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S5中，当光线反射率变化时，控制模块驱动电子阀(8)和气泵(7)运行方式发生改变，当30％<R光≤40％时，表示光线反射率较低，这时铁屑较不光滑，铁屑与橡胶皮套之间的摩擦力度较大，较难脱落，控制模块驱动电子阀(8)使喷射器(9)开启的数量越多，气泵(7)的运行功率越大，当40％<R光≤50％时，表示光线反射率较正常，控制模块驱动电子阀(8)使喷射器(9)开启的数量正常，气泵(7)的运行功率正常，当50％<R光≤60％时，表示光线反射率较低，这时铁屑较光滑，铁屑与橡胶皮套之间的摩擦力度较小，容易脱落，控制模块驱动电子阀(8)使喷射器(9)开启的数量越少，气泵(7)的运行功率越小，并且通过扫描仪(5)与光谱分析仪(6)相互配合，判断出铁屑是否清理完毕，并得知铁屑的形状，从而对螺纹状铁屑进行处理。
4.根据权利要求3所述的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S5和S6中，根据反射光线量进一步加大，改变电机(11)转动幅度，使球头管(12)对准卡入伸缩腔(4)的铁屑的量逐步增多，同时在铁屑光线反射率过小时，驱动气泵(7)运行强度逐步提升直至最大化，当30％≥R光>20％时，表示光线反射率极小，这时驱动电机(11)运行，带动球头管(12)转动至对准铁屑的量越多，并使气泵(7)的运行功率进一步加大，当R光≤20％时，表示光线反射率过小，这时电机(11)驱动球头管(12)转动全部对准卡住的铁屑，并使气泵(7)的运行功率最大化。
5.根据权利要求4所述的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S7和S8中，驱动模块根据换算结果对电机(11)和电子阀(8)进行控制，从而改变球头管(12)来回摆动的频率，并改变间歇喷射频率，P电＝R光*P系，P阀＝R光*P比，P电＝M铁*P，P阀＝M铁*P1其中，P电为电机(11)运行功率，P系为单个单位的光线反射率下电机(11)的运行功率，P阀为电子阀(8)开合频率，P比为单个单位的光线反射率下电子阀(8)开合频率，M铁为扫描仪(5)扫描到的铁屑量，P为单个单位的铁屑量下电机(11)的运行功率，P1为单个单位的铁屑量下电子阀(8)开合频率，当光线反射率越大，电机(11)运行功率越大，电子阀(8)开合频率越大，当铁屑量越多，电机(11)运行功率越大，电子阀(8)开合频率越大。
6.根据权利要求5所述的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S5和S9中，当扫描仪(5)扫描到铁屑依旧存在，那就表示该铁屑为螺纹状铁屑较难清理，这时驱动模块控制外部油液经过管道进入气泵(7)中，气体中混有油液，喷洒出去后浮在伸缩腔(4)和铁屑表面，使铁屑与橡胶皮套产生润滑效果，并驱动气泵(7)正常功率运行，喷出的气体力度正常，对铁屑进行缓慢吹动，使铁屑慢慢滑出橡胶皮套，从而避免螺纹状的铁屑无法脱落的现象发生，并防止螺纹铁屑与橡胶皮套之间过度摩擦使橡胶皮套磨损。
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