CN114905322B - 一种智能制造用故障警报装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能制造用故障警报装置，包括外箱和预报警系统，所述外箱的内部中间设置有喷液管，所述外箱的内部下方两侧开设有连接槽，所述连接槽的内部安装有筛板，所述筛板两侧与连接槽的内部间隙配合，所述筛板的下方设置有斜板，所述外箱的右侧设置有回收箱，所述回收箱的上方安装有传送泵，所述传送泵的左侧与喷液管的内部管道连接，所述传送泵的右侧与回收箱的内部下腔管道连接，所述回收箱的内部设置有检测机构，所述回收箱的内部上腔与外箱的内部下方管道连接，且管道上安装有抽吸泵，所述外箱的右侧下方且位于斜板右侧固定安装有滤板二，该装置解决了当前切削液如何进行实时检测的问题。
Description
技术领域
本发明涉及智能制造技术领域，具体为一种智能制造用故障警报装置。
背景技术
切削液是一种用在金属切削、磨加工过程中，用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体，切削液由多种超强功能助剂经科学复合配合而成，同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀释特点，克服了传统皂基乳化液夏天易臭、冬天难稀释、防锈效果差的毛病，对车床漆也无不良影响，适用于黑色金属的切削及磨加工，属当前最领先的磨削产品，但现在切削液在进行循环使用，但切削液在使用过程中会出现浓度降低，减弱冷却效果，并且当切削液中含大量杂质时，混合杂质的切削液将对加工中的工件造成质量影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能制造用故障警报装置，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：一种智能制造用故障警报装置，包括外箱和预报警系统，所述外箱的内部中间设置有喷液管，所述外箱的内部下方两侧开设有连接槽，所述连接槽的内部安装有筛板，所述筛板两侧与连接槽的内部间隙配合，所述筛板的下方设置有斜板，所述外箱的右侧设置有回收箱，所述回收箱的上方安装有传送泵，所述传送泵的左侧与喷液管的内部管道连接，所述传送泵的右侧与回收箱的内部下腔管道连接，所述回收箱的内部设置有检测机构，所述回收箱的内部上腔与外箱的内部下方管道连接，且管道上安装有抽吸泵，所述外箱的右侧下方且位于斜板右侧固定安装有滤板二，所述筛板的上方设置有一组电动伸缩杆，所述外箱的前侧表面上安装有控制屏。
本发明进一步说明，所述检测机构包括滤板一，所述回收箱的内部上方固定有补料箱，所述补料箱内部与滤板一之间设置有排液管，所述排液管上安装有阀块，所述排液管与滤板一贯穿连接，所述滤板一的下表面固定有电机，所述电机的输出端固定有转轴，所述转轴的表面固定有一组搅拌叶，所述回收箱底部中间安装有底板，所述底板的中间底部固定有感压弹簧，所述感压弹簧的上端固定有检测块，所述检测块上方设置有挡板，所述检测块的外圈设置有外罩板，所述外罩板与挡板相固定。
本发明进一步说明，所述预报警系统包括循环检测模块、数据分析模块和指令执行模块，所述循环检测模块包括抽吸模块、数据预设模块、废屑检测模块和压力测试模块，所述数据分析模块包括采集模块、逻辑对比模块和补料判断模块，所述指令执行模块包括警报模块、添液模块和振动模块，所述废屑检测模块包括称重单元。
本发明进一步说明，所述循环检测模块通过数据分析模块与指令执行模块信号连接，所述抽吸模块与传送泵和抽吸泵电连接，所述称重单元安装于滤板一的表面，所述压力测试模块与感压弹簧电连接，所述警报模块与控制屏电连接，所述添液模块与阀块电连接，所述振动模块与电动伸缩杆电连接。
本发明进一步说明，所述预报警系统的运行方法如下：
S1：抽吸模块启动，实现对斜板上的切削液进行回收并使之进入回收箱内部，并从回收箱内部流出，继续经喷液管喷出，进行工件加工时的冷却，数据预设模块在切削液输出前对回收箱内的数据进行检测，并设立原始数据；
S2：在切削液循环往复的使用过程中，废屑检测模块对回收箱的内部进行废屑混入比率相关数据检测，压力测试模块对感压弹簧的压力数据进行检测；
S3：采集模块将上述检测数据传输至逻辑对比模块中，逻辑对比模块进行废屑混入比率和压力变化率计算，补料判断模块根据计算数据判断原切削液中的含杂以及浓度变化情况，并进行相关措施补救；
S4：指令执行模块对相关措施进行执行，使回收箱内的切削液浓度以及含杂情况达到符合要求的状态。
本发明进一步说明，所述原始数据设定过程如下：
初始切削液在制作时以比例1：15进行混合而成，并储存于回收箱的下腔内，检测块内充入同比例切削液，在此条件下，检测块的制作材质可忽略不计，检测块与切削液密度相等，设定抽吸模块工作时，其中，在液体进行循环时，回收箱的下腔内保持同一液位高度，且高于初始状态时的检测块的高度，当高度低时，抽吸泵将加快抽吸，上述状态下，记录感压弹簧的初始压力值F0，并存入数据预设模块。
本发明进一步说明，所述S2中废屑混入比率定义为滤板一上废屑重力的变化值，记为Δτ，其中废屑重力值记为τ，感压弹簧的压力数据记为Fi，废屑检测模块与压力测试模块每隔T时间就进行1次检测，i为检测次数序号，i≥1。
本发明进一步说明，所述压力变化率表示为感压弹簧所受压力与F0相比的变化程度，记为θ，并将数据传输至逻辑对比模块。
本发明进一步说明，所述补料判断模块用于进行切削液原料是否进行补料的判断。
本发明进一步说明，所述警报模块用于进行控制屏处的报警，所述添液模块用于控制阀块的打开，使得补料箱能够对回收箱内部进行添加切削液原料，提高浓度，所述振动模块用于控制电动伸缩杆的运行状态。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置有预报警系统，能够对切削液的内部进行废屑检测和浓度检测，进而根据检测结果进行警报或补料，以提高切削液的冷却效果，同时防止切削液工作时由于废屑含量大引发工件加工出现故障。
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是本发明的整体正面结构示意图；
图2是本发明的回收箱内部示意图；
图3是本发明的A区域结构示意图；
图4是本发明的B区域结构示意图；
图5是本发明的系统示意图；
图中：1、外箱；2、回收箱；3、传送泵；4、喷液管；5、斜板；6、控制屏；7、筛板；8、连接槽；9、补料箱；10、扫描仪；11、滤板一；12、电机；13、搅拌叶；14、打光灯；15、抽吸泵；16、滤板二；17、挡板；18、外罩板；19、底板；20、检测块；21、感压弹簧；22、电动伸缩杆。
具体实施方式
以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。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：一种智能制造用故障警报装置，包括外箱1和预报警系统，外箱1的内部中间设置有喷液管4，外箱1的内部下方两侧开设有连接槽8，连接槽8的内部安装有筛板7，筛板7两侧与连接槽8的内部间隙配合，筛板7的下方设置有斜板5，外箱1的右侧设置有回收箱2，回收箱2的上方安装有传送泵3，传送泵3的左侧与喷液管4的内部管道连接，传送泵3的右侧与回收箱2的内部下腔管道连接，回收箱2的内部设置有检测机构，回收箱2的内部上腔与外箱1的内部下方管道连接，且管道上安装有抽吸泵15，外箱1的右侧下方且位于斜板5右侧固定安装有滤板二16，筛板7的上方设置有一组电动伸缩杆22，外箱1的前侧表面上安装有控制屏6。
预报警系统用于进行切削液的含屑量以及浓度检测，回收箱2内放置切削液，抽吸泵15和传送泵3启动，切削液经传送泵3从喷液管4喷出，之后再经筛板7进行初步筛选，筛选后的液体在斜板5作用下经管道流回到回收箱2内部，方便检测机构对液体进行大颗粒废屑筛选，以及后续中的浓度检测。
检测机构包括滤板一11，回收箱2的内部上方固定有补料箱9，补料箱9内部与滤板一11之间设置有排液管，排液管上安装有阀块，排液管与滤板一11贯穿连接，滤板一11的下表面固定有电机12，电机12的输出端固定有转轴，转轴的表面固定有一组搅拌叶13，回收箱2底部中间安装有底板19，底板19的中间底部固定有感压弹簧21，感压弹簧21的上端固定有检测块20，检测块20上方设置有挡板17，检测块20的外圈设置有外罩板18，外罩板18与挡板17相固定。
切削液经滤板一11进行废屑中的大颗粒筛选，伴随大颗粒的小颗粒经滤板一11进入下腔中，电机12带动搅拌叶13转动，进行内部液体的混合，补料箱9用于切削液的补料，当切削液的浓度降低且不能达到有效的冷却效果时，阀块打开，排液管通液，进入下方的循环液中，检测块20中存有初始比例混合的切削液，用于进行循环液中的浓度检测，当切削液浓度降低时，循环液密度将减小，由此检测块20受到的浮力减小，感压弹簧21的所受压力将增大，外罩板18和挡板17的设置一方面进行检测块20的位置限定，另一方面防止进入到下腔内的液体或小颗粒对检测块20施加大的冲击力，并对检测块20造成损伤。
预报警系统包括循环检测模块、数据分析模块和指令执行模块，循环检测模块包括抽吸模块、数据预设模块、废屑检测模块和压力测试模块，数据分析模块包括采集模块、逻辑对比模块和补料判断模块，指令执行模块包括警报模块、添液模块和振动模块，废屑检测模块包括称重单元。
循环检测模块通过数据分析模块与指令执行模块信号连接，抽吸模块与传送泵3和抽吸泵15电连接，称重单元安装于滤板一11的表面，压力测试模块与感压弹簧21电连接，警报模块与控制屏6电连接，添液模块与阀块电连接，振动模块与电动伸缩杆22电连接。
预报警系统的运行方法如下：
S1：抽吸模块启动，实现对斜板5上的切削液进行回收并使之进入回收箱2内部，并从回收箱2内部流出，继续经喷液管4喷出，进行工件加工时的冷却，数据预设模块在切削液输出前对回收箱2内的数据进行检测，并设立原始数据；
S2：在切削液循环往复的使用过程中，废屑检测模块对回收箱2的内部进行废屑混入比率相关数据检测，压力测试模块对感压弹簧21的压力数据进行检测；
S3：采集模块将上述检测数据传输至逻辑对比模块中，逻辑对比模块进行废屑混入比率和压力变化率计算，补料判断模块根据计算数据判断原切削液中的含杂以及浓度变化情况，并进行相关措施补救；
S4：指令执行模块对相关措施进行执行，使回收箱2内的切削液浓度以及含杂情况达到符合要求的状态。
原始数据设定过程如下：
初始切削液在制作时以比例1：15进行混合而成，并储存于回收箱2的下腔内，检测块20内充入同比例切削液，在此条件下，检测块20的制作材质可忽略不计，检测块20与切削液密度相等，设定抽吸模块工作时，其中，在液体进行循环时，回收箱2的下腔内保持同一液位高度，且高于初始状态时的检测块20的高度，当高度低时，抽吸泵15将加快抽吸，上述状态下，记录感压弹簧20的初始压力值F0，并存入数据预设模块。
S2中废屑混入比率定义为滤板一11上废屑重力的变化值，记为Δτ，其中废屑重力值记为τ，感压弹簧21的压力数据记为Fi，废屑检测模块与压力测试模块每隔T时间就进行1次检测，i为检测次数序号，i≥1。
废屑混入比率的计算公式如下：
采集模块将Δτi进行采集并传输至逻辑对比模块，τs为废屑进入回收箱2内时第一个T时间内增加的重力值，即掉落在滤板一11上的为废屑中的大颗粒的重量，并将其设定为限值，并且小颗粒经滤板一11进入下腔中，当τi-τi-1>τs时，说明废屑增加重力值超出限值，废屑混入比率增大。
压力变化率表示为感压弹簧21所受压力与F0相比的变化程度，记为θ，并将数据传输至逻辑对比模块。
逻辑对比模块用于对Δτi以及θi数据进行判断。
压力变化率θi的计算公式如下：
其中，F0>0，当检测块20与初始切削液的密度相等时，设定感压弹簧20处于压缩状态，因此感压弹簧20的初始压力值F0不为0。
补料判断模块用于进行切削液原料是否进行补料的判断。
逻辑对比模块对Δτi以及θi进行分析；
S3中补料判断模块的进一步判断过程如下：
S31：当0<Δτi≤1时，说明在T时间内废屑的增加重力值在合理范围内，当Δτi>1时，说明在T时间内废屑的增加重力值超出合理范围，进一步分析，当1<Δτi≤2时，设定为可控废屑量增加范围，需看下一检测时废屑的重力值，当Δτi>2时，直接判定为不可控废屑量增加范围，若是继续进行切削液循环，则直接影响工件加工时的质量；
S32：设定感压弹簧20进行向上拉伸时，直接将F值恒等于0，因此当0≤θi≤1.1时，设定为切削液浓度变化正常范围，当θi>1.1时，说明下腔内的切削液浓度在降低，因此密度下降，设定为切削液浓度降低范围；
S33：综上，结合两组数据进行补液判定，设定不同的补救措施；
具体步骤如下：
S331：当0<Δτi≤1时，说明废屑增量正常，进一步进行θi比较，若是0≤θi≤1.1，说明废屑量以及浓度状况均正常，不采取任何措施，回收箱2内进行正常过滤排液循环，若是θi>1.1时，说明废屑量正常，但浓度低，采取A措施，添料模块启动，阀块打开，内部进行添料，提高循环的切屑液浓度；
S332：当1<Δτi≤2时，采取B措施，即先不进行浓度判断，进行下一次Δτi判断，若是下一次Δτi依然为Δτi>1，警报模块直接启动，若是0<Δτi≤1时，重复S331的步骤；
S333：当Δτi>2时，采取C措施，切削液停止出液，警报模块启动，同时抽吸模块停止运行，工作人员对回收箱2内液体进行换液。
警报模块用于进行控制屏6处的报警，添液模块用于控制阀块的打开，使得补料箱9能够对回收箱2内部进行添加切削液原料，提高浓度，振动模块用于控制电动伸缩杆22的运行状态。振动模块用于实时控制电动伸缩杆22的伸缩，对筛板7表面进行拍打，防止筛板7发生堵塞。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、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，仅是为了便于描述本发明，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。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种智能制造用故障警报装置，包括外箱（1）和预报警系统，其特征在于：所述外箱（1）的内部中间设置有喷液管（4），所述外箱（1）的内部下方两侧开设有连接槽（8），所述连接槽（8）的内部安装有筛板（7），所述筛板（7）两侧与连接槽（8）的内部间隙配合，所述筛板（7）的下方设置有斜板（5），所述外箱（1）的右侧设置有回收箱（2），所述回收箱（2）的上方安装有传送泵（3），所述传送泵（3）的左侧与喷液管（4）的内部管道连接，所述传送泵（3）的右侧与回收箱（2）的内部下腔管道连接，所述回收箱（2）的内部设置有检测机构，所述回收箱（2）的内部上腔与外箱（1）的内部下方管道连接，且管道上安装有抽吸泵（15），所述外箱（1）的右侧下方且位于斜板（5）右侧固定安装有滤板二（16），所述筛板（7）的上方设置有一组电动伸缩杆（22），所述外箱（1）的前侧表面上安装有控制屏（6），所述检测机构包括滤板一（11），所述回收箱（2）的内部上方固定有补料箱（9），所述补料箱（9）内部与滤板一（11）之间设置有排液管，所述排液管上安装有阀块，所述排液管与滤板一（11）贯穿连接，所述滤板一（11）的下表面固定有电机（12），所述电机（12）的输出端固定有转轴，所述转轴的表面固定有一组搅拌叶（13），所述回收箱（2）底部中间安装有底板（19），所述底板（19）的中间底部固定有感压弹簧（21），所述感压弹簧（21）的上端固定有检测块（20），所述检测块（20）上方设置有挡板（17），所述检测块（20）的外圈设置有外罩板（18），所述外罩板（18）与挡板（17）相固定；
所述预报警系统包括循环检测模块、数据分析模块和指令执行模块，所述循环检测模块包括抽吸模块、数据预设模块、废屑检测模块和压力测试模块，所述数据分析模块包括采集模块、逻辑对比模块和补料判断模块，所述指令执行模块包括警报模块、添液模块和振动模块，所述废屑检测模块包括称重单元；
所述预报警系统的运行方法如下：
S1：抽吸模块启动，实现对斜板（5）上的切削液进行回收并使之进入回收箱（2）内部，并从回收箱（2）内部流出，继续经喷液管（4）喷出，进行工件加工时的冷却，数据预设模块在切削液输出前对回收箱（2）内的数据进行检测，并设立原始数据；
S2：在切削液循环往复的使用过程中，废屑检测模块对回收箱（2）的内部进行废屑混入比率相关数据检测，压力测试模块对感压弹簧（21）的压力数据进行检测，所述S2中废屑混入比率定义为滤板一（11）上废屑重力的变化值，记为，其中废屑重力值记为/>，感压弹簧（21）的压力数据记为/>，废屑检测模块与压力测试模块每隔T时间就进行/>次检测，/>为检测次数序号，/>，废屑混入比率的计算公式如下：
采集模块将进行采集并传输至逻辑对比模块，/>为废屑进入回收箱（2）内时第一个T时间内增加的重力值，即掉落在滤板一（11）上的为废屑中的大颗粒的重量，并将其设定为限值，并且小颗粒经滤板一（11）进入下腔中，当/>时，说明废屑增加重力值超出限值，废屑混入比率增大；
S3：采集模块将上述检测数据传输至逻辑对比模块中，逻辑对比模块进行废屑混入比率和压力变化率计算，补料判断模块根据计算数据判断原切削液中的含杂以及浓度变化情况，并进行相关措施补救；
所述压力变化率表示为感压弹簧（21）所受压力与相比的变化程度，记为/>，并将数据传输至逻辑对比模块；
逻辑对比模块用于对以及/>数据进行判断；
压力变化率的计算公式如下：
其中，，当检测块（20）与初始切削液的密度相等时，设定感压弹簧（21）处于压缩状态，因此感压弹簧（21）的初始压力值/>不为/>；
S4：指令执行模块对相关措施进行执行，使回收箱（2）内的切削液浓度以及含杂情况达到符合要求的状态；
所述补料判断模块用于进行切削液原料是否进行补料的判断；
S3中补料判断模块的进一步判断过程如下：
S31：当时，说明在T时间内废屑的增加重力值在合理范围内，当时，说明在T时间内废屑的增加重力值超出合理范围，进一步分析，当时，设定为可控废屑量增加范围，需看下一检测时废屑的重力值，当时，直接判定为不可控废屑量增加范围，若是继续进行切削液循环，则直接影响工件加工时的质量；
S32：设定感压弹簧（21）进行向上拉伸时，直接将F值恒等于，因此当/>时，设定为切削液浓度变化正常范围，当/>时，说明下腔内的切削液浓度在降低，因此密度下降，设定为切削液浓度降低范围；
S33：综上，结合两组数据进行补液判定，设定不同的补救措施；
具体步骤如下：
S331：当时，说明废屑增量正常，进一步进行/>比较，若是，说明废屑量以及浓度状况均正常，不采取任何措施，回收箱（2）内进行正常过滤排液循环，若是/>时，说明废屑量正常，但浓度低，采取A措施，添料模块启动，阀块打开，内部进行添料，提高循环的切屑液浓度；
S332：当时，采取B措施，即先不进行浓度判断，进行下一次/>判断，若是下一次/>依然为/>，警报模块直接启动，若是/>时，重复S331的步骤；
S333：当时，采取C措施，切削液停止出液，警报模块启动，同时抽吸模块停止运行，工作人员对回收箱（2）内液体进行换液。
2.根据权利要求1所述的一种智能制造用故障警报装置，其特征在于：所述循环检测模块通过数据分析模块与指令执行模块信号连接，所述抽吸模块与传送泵（3）和抽吸泵（15）电连接，所述称重单元安装于滤板一（11）的表面，所述压力测试模块与感压弹簧（21）电连接，所述警报模块与控制屏（6）电连接，所述添液模块与阀块电连接，所述振动模块与电动伸缩杆（22）电连接。
3.根据权利要求2所述的一种智能制造用故障警报装置，其特征在于：所述原始数据设定过程如下：
初始切削液在制作时以比例进行混合而成，并储存于回收箱（2）的下腔内，检测块（20）内充入同比例切削液，在此条件下，检测块（20）的制作材质可忽略不计，检测块（20）与切削液密度相等，设定抽吸模块工作时，其中，在液体进行循环时，回收箱（2）的下腔内保持同一液位高度，且高于初始状态时的检测块（20）的高度，当高度低时，抽吸泵（15）将加快抽吸，上述状态下，记录感压弹簧（21）的初始压力值/>，并存入数据预设模块。
4.根据权利要求3所述的一种智能制造用故障警报装置，其特征在于：所述警报模块用于进行控制屏（6）处的报警，所述添液模块用于控制阀块的打开，使得补料箱（9）能够对回收箱（2）内部进行添加切削液原料，提高浓度，所述振动模块用于控制电动伸缩杆（22）的运行状态。
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