CN116652680A - 一种五轴数控机床碰撞防护装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于数控机床防护技术领域，具体的说是一种五轴数控机床碰撞防护装置及其方法，其中碰撞防护装置包括包括智能控制模块、感应模块、制动模块和缓冲模块，感应模块包括安装在数控机床刀架上的感应器装置，用于检测刀架的位置以及是否出现碰撞，并将信息传递到智能控制模块；智能控制模块用以控制制动模块，实现数控机床强制停机；缓冲模块安装到刀架的固定座上，用以保护刀架和固定座；本发明通过缓冲块作用，使得撞击作用时间延长，撞击产生的瞬时冲击作用得到缓解，这样有效减少对固定座和受到撞击的固定部件的损伤，提高了加工过程中设备和工件的安全，减少了加工事故中的损失状况。
Description
技术领域
本发明属于数控机床防护技术领域，具体的说是一种五轴数控机床碰撞防护装置及其方法。
背景技术
五轴数控机床作为机械加工设备中技术含量、自动化程度较高的类型，适用于加工复杂的工件，但是在使用过程中，五轴数控机床需要人工输入预先编辑好的加工程序，当遇到熟练度不足的操作人员，在加工程序的编辑过程中出现参数错误，可能导致数控机床加工端的刀架和加工刀具等运动部件，与工件或者加工台上的固定夹具等固定部件之间发生碰撞，这种直接的刚性碰撞容易造成运动部件出现损坏，也会导致待加工的工件受损；因为五轴数控机床属于复杂工件加工中重要的加工一环，这样的受损会影响加工效率，并且维修和维护工作的耗时造成的时间和资源损失也是难以承受的；
现有为了规避上述问题，通常会在五轴数控机床内部控制系统中设置检测和预警模块，在刀架等加工端部件过于靠近其它部件有碰撞损坏危险时，自行发出警报，通知操作人员提高警惕，并且集中注意力，在碰撞之前及时制动，使得五轴数控机床及时停机，避免出现碰撞危险；
但是在实际操作过程中，操作人员因为疏忽或者过于疲惫，没有及时发现碰撞危险，并及时开启制动按钮，还是会出现刀架等运动部件与工件或者其它固定部件之间出现直接碰撞，并且导致五轴数控机床上的工作端部件碰撞受损，工件也可能因为碰撞导致损坏甚至报废，从而造成严重损失，耽误加工作业的进行，影响生产效率。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决上述的技术问题；本发明提出了一种五轴数控机床碰撞防护装置及其方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提出了一种五轴数控机床碰撞防护装置，包括智能控制模块、感应模块、制动模块和缓冲模块，所述感应模块包括安装在数控机床刀架上的感应器装置，用于检测刀架的位置以及是否出现碰撞，并将信息传递到智能控制模块；
所述智能控制模块用以控制制动模块，实现数控机床强制停机；所述缓冲模块安装到刀架的固定座上，用以保护刀架和固定座；所述缓冲模块包括：
缓冲块，所述缓冲块安装在所述固定座侧壁均匀设置的安装槽中，所述缓冲块与安装槽滑动连接；
限位管，所述限位管设置在所述安装槽内部，并且所述缓冲块上与所述限位管对应的部位设置有限位杆，所述限位杆端部嵌入到所述限位管内部并与所述限位管滑动连接，所述限位杆与所述限位管内部通过弹簧连接；
供气设备，所述供气设备设置在所述固定座内部，并且所述供气设备的出气端与所述限位管内部相通。
优选的，所述缓冲块外侧设置有缓冲气囊，所述限位杆为管状结构，并且所述限位杆与所述缓冲气囊内部相通。
优选的，所述缓冲块底部设置有安装孔，所述安装孔内部滑动设置有缓冲杆，所述缓冲杆为弹性杆，并且所述缓冲杆顶部与设置在所述安装孔内部的伸缩设备相连。
优选的，所述固定座底部边缘部位设置有防撞环，所述防撞环通过多个弹性的弧形板拼接得到，并且所述弧形板与对应位置的所述缓冲杆底部相连。
优选的，所述缓冲杆底部端部贯穿所述弧形板并且设置有弹性块，所述弹性块为半球状结构，并且选用弹性材质制备得到；所述弹性块上安装有防碰撞感应器，用以将碰撞信息传递到智能控制模块。
优选的，所述弧形板竖直截面为L形，并且所述弧形板水平部位沿着所述固定座底部横向延伸，所述弧形板竖直部位端部向着所述固定座侧壁竖直延伸，用以对缓冲块进行限位。
优选的，所述弧形板两侧端部表面上设置拦截槽，所述拦截槽内部设置有放线辊，所述放线辊与所述拦截槽内壁转动连接，并且所述放线辊的转动连接部位设置有扭簧；
所述放线辊上缠绕有拦截线，所述拦截线选用弹性钢绳结构，并且相邻的所述弧形板相对端部上的所述拦截线端部相连。
优选的，所述缓冲杆包括顶杆和连接杆，所述连接杆与设置在所述安装孔内部的伸缩设备的伸缩端相固连；
所述顶杆端部嵌入到所述连接杆底部设置的伸缩孔中，并与所述伸缩孔滑动连接；所述顶杆顶部与所述伸缩孔内壁之间通过弹簧连接。
优选的，所述顶杆底部设置有导气孔，所述导气孔顶部与所述伸缩孔内部相通，所述导气孔底部向下延伸并与所述弹性块内部所设置的中空部位相通。
一种五轴数控机床碰撞防护方法，所述碰撞防护方法适用于上述的五轴数控机床碰撞防护装置，所述碰撞防护方法的具体步骤为：
S1：五轴数控机床加工过程中，因为加工程序的编辑失误，或者因为数控机床内部的计算问题，导致运动部件在工作台上移动异常，运动部件上安装的感应模块检测运动部件上非加工刀具部位与其它固定部件距离过近时，发出撞击警报信息，传递到智能控制模块；
S2：智能控制模块接收到撞击警报信息后，启动缓冲模块，使得位于固定部件中固定座内部的供气设备启动，限位管内部气压增大，促使位于限位杆内部的限位杆滑动，进而推动缓冲块脱离安装槽；
S3：缓冲块外侧部位凸出固定座侧面后，先于移动部件而与固定部件之间发生接触碰撞，缓解瞬时冲击作用，并且缓冲块外侧表面上设置有压力感应器检测到碰撞发生信息传递到智能控制模块，验证碰撞事故发生，促使智能控制模块启动制动模块对五轴数控机床进行停机。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种五轴数控机床碰撞防护装置及其方法，通过使得缓冲块上位于安装槽的限位杆挤压位于限位管中的气流，使得缓冲块向安装槽内部缓慢复位，使得撞击作用时间延长，撞击产生的瞬时冲击作用得到缓解，这样有效减少对固定座和受到撞击的固定部件的损伤，提高了加工过程中设备和工件的安全，减少了加工事故中的损失状况。
2.本发明所述的一种五轴数控机床碰撞防护装置及其方法，通过在缓冲块外侧表面上设置有压力感应器，在检测到冲击作用发生时可以及时传递到智能控制模块，核实撞击事故的发生，并且促使其在操作人员还未人工制动时，就立即对机床设备进行停机，避免事故扩大，进一步减少损失，保证五轴数控机床上各部件的安全。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明中碰撞防护方法的方法流程图；
图2是本发明中碰撞防护装置的立体图；
图3是本发明碰撞防护装置中固定座的立体图；
图4是本发明中固定座俯视方向的局部剖视图；
图5是本发明中固定座正视方向的局部剖视图；
图6是图5中A处的局部放大图；
图7是图5中B处的局部放大图；
图8是本发明中防撞环的立体图；
图9是本发明中防撞环俯视方向的局部剖视图；
图10是图9中C处的局部放大图；
图中：缓冲模块1、缓冲块11、限位杆111、缓冲气囊112、安装孔113、限位管12、缓冲杆13、弹性块131、顶杆132、连接杆133、伸缩孔134、导气孔135、伸缩设备14、防撞环15、弧形板151、拦截槽152、放线辊153、拦截线154、固定座2、安装槽21。
具体实施方式
面将结合本发明实施例中附图所示，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。
实施例一：
一种五轴数控机床碰撞防护装置，五轴数控机床作为机械加工设备中技术含量、自动化程度较高的类型，适用于加工复杂的工件，但是在使用过程中，五轴数控机床需要人工输入预先编辑好的加工程序，当遇到熟练度不足的操作人员，在加工程序的编辑过程中出现参数错误，可能导致数控机床加工端的刀架和加工刀具等运动部件，与工件或者加工台上的固定夹具等固定部件之间发生碰撞，这种直接的刚性碰撞容易造成运动部件出现损坏，也会导致待加工的工件受损；因为五轴数控机床属于复杂工件加工中重要的加工一环，这样的受损会影响加工效率，并且维修和维护工作的耗时造成的时间和资源损失也是难以承受的；
现有为了规避上述问题，通常会在五轴数控机床内部控制系统中设置检测和预警模块，在刀架等加工端部件过于靠近其它部件有碰撞损坏危险时，自行发出警报，通知操作人员提高警惕，并且集中注意力，在碰撞之前及时制动，使得五轴数控机床及时停机，避免出现碰撞危险；
但是在实际操作过程中，操作人员因为疏忽或者过于疲惫，没有及时发现碰撞危险，并及时开启制动按钮，还是会出现刀架等运动部件与工件或者其它固定部件之间出现直接碰撞，并且导致五轴数控机床上的工作端部件碰撞受损，工件也可能因为碰撞导致损坏甚至报废，从而造成严重损失，耽误加工作业的进行，影响生产效率；
为了有效解决上述问题，如说明书附图中图2-图10所示，本申请提出一种五轴数控机床碰撞防护装置，包括智能控制模块、感应模块、制动模块和缓冲模块1，感应模块包括安装在刀架上的感应器装置，包括压力传感器或者位移传感器，用于检测刀架的位置以及是否出现碰撞；具体的，位移传感器可以安装到刀架等运动部件上，通过检测运动部件上非加工刀具部位与其它固定部件之间的间距，当检测运动部件上非加工刀具部位与其它固定部件距离过近时发出撞击警报，而安装在运动部件上的压力传感器可以在运动部件上非加工刀具部位上撞击发生的瞬间发出撞击警报，并将撞击警报信息传递到智能控制模块，方便及时进行制动停机，避免造成损失扩大；
智能控制模块属于现有的五轴数控机床内部的智能控制软件，能够根据控制命令自动控制五轴数控机床内部各部件运行，在加工过程中运动部件即将出现撞击危险时接受到撞击警报信息，此时可以设置成接受到撞击警报信息后立即发出停机命令，及时控制五轴数控机床内部的制动模块，使得数控机床强制停机，减少撞击受损状况；
缓冲模块1安装到刀架的固定座2上，用以保护刀架和固定座2，减少缓冲撞击产生的冲击作用；缓冲模块1的启动可以是智能控制模块接收到撞击警报信息自行启动，也可以是操作人员发现运动部件异常移动，可能出现碰撞事故时，迅速通过控制按钮强制停机；同时也会启动缓冲模块1，进一步保障运动部件和其它固定部件、工件等的完好，减少损失；
具体的，缓冲模块1包括：缓冲块11，缓冲块11安装在固定座2侧壁均匀设置的安装槽21中，固定座2为圆柱状结构，并且加工刀具和刀架、刀具固定夹具等结构均安装在固定座2底部；安装槽21均匀设置在固定座2侧壁表面，并且安装槽21两侧端部均延伸到固定座2上靠近端部的位置，缓冲块11与安装槽21滑动连接；并且缓冲块11外侧部位为圆弧状结构，与固定座2其它部位配合形成完整的圆柱结构；
限位管12，限位管12横向设置在安装槽21内部，并且缓冲块11与限位管12对应的部位设置有限位杆111，限位杆111嵌入到限位管12内部并与限位管12滑动连接，并且限位杆111与限位管12内部通过弹簧连接；供气设备，供气设备设置在固定座2内部，并且供气设备可以选用现有的微型气泵设备，供气设备的启动和功率调整均受到智能控制模块的控制，并且供气设备的出气端与限位管12内部相通；
且安装槽21竖直截面为锥形，并且大端位于外侧开口位置，这样缓冲块11位于安装槽21内部时，缓冲块11侧壁与安装槽21侧壁紧密配合接触，当缓冲块11脱离后的复位中，缓冲块11再次嵌入到安装槽21中，锥面的配合限位作用使得安装槽21内部的缓冲块11受到限位固定；
具体工作流程：在五轴数控机床的加工过程中，为了加工复杂的工件，加工端带动固定座2移动，进而带动固定座2底部加工刀具做出多个自由度的移动，加工位于工作台上的工件；在此过程中，因为加工程序的编辑失误，或者因为数控机床内部的计算问题，可能导致运动部件在工作台上侧的移动出现失控，因为固定座2体积较大，并且水平截面能够覆盖下侧的加工刀具，因此可能会出现运动部件中的固定座2横向撞击工作台上的工件、工件固定夹具或者其它的固定部件，从而造成损失；因此，本申请中的智能控制模块在接收到撞击警报信息的瞬时启动缓冲模块1，发挥缓冲作用；
具体的，位于固定座2内部的供气设备启动，将气流注入到限位管12内部，使得限位管12内部气压增大，促使位于限位管12内部的限位杆111滑动，进而推动缓冲块11脱离安装槽21，进而使得缓冲块11外侧圆弧部位凸起于固定座2的外侧表面；当固定座2与其它固定部件之间出现撞击时，会首先与凸起的缓冲块11外侧圆弧部位之间发生撞击；因为缓冲块11为弹性材质，表面在撞击过程中会出现弹性变形，抵消冲击作用；
并且在撞击过程中使得缓冲块11上位于安装槽21的限位杆111挤压位于限位管12中的气流，使得缓冲块11向安装槽21内部缓慢复位，使得撞击作用时间延长，撞击产生的瞬时冲击作用得到缓解，这样有效减少对固定座2和受到撞击的固定部件的损伤，提高了加工过程中设备和工件的安全，减少了加工事故中的损失状况；
进一步的，在缓冲块11外侧表面上设置有压力感应器，在检测到冲击作用发生时可以及时传递到智能控制模块，核实撞击事故的发生，并且促使其在操作人员还未人工制动时，就立即对机床设备进行停机，避免事故扩大，进一步减少损失，保证五轴数控机床上各部件的安全；
在撞击事故结束后，对各部件受损状况进行维修后，控制供气设备反向启动，抽出位于限位管12内部的空气，使得气压减少，随后在负压作用以及弹簧弹性恢复的拉动作用下，促使缓冲块11复位，重新嵌入到安装槽21内部，保证其能够在随后的加工过程中继续发挥撞击防护功能，保障机床加工的安全。
实施例二：
在实施例一的基础上，如说明书附图中图2-图6所示，为了进一步提高缓冲块11在碰撞过程中的缓冲效果，可以设置缓冲块11为弹性较好的材质，例如缓冲块11外侧圆弧部位设置有橡胶材质；或者在缓冲块11外侧设置有缓冲气囊112，缓冲块11主体起到支撑作用；为了提高缓冲气囊112的冲击缓解作用，设置限位杆111为管状结构，并且限位杆111与缓冲气囊112内部相通；
具体工作流程：在实施例一中具体工作流程的基础上，在撞击作用发生时，限位管12充气使得限位杆111受压滑动，在此过程中，一部分气流通过限位管12的开口流入到缓冲气囊112内部，使得缓冲块11从安装槽21中滑出的同时，缓冲块11外侧的缓冲气囊112充气膨胀，体积增大，使得缓冲块11外侧部位进一步凸出固定座2外侧表面，并且先于固定座2撞击固定部件；
在撞击过程中，缓冲气囊112弹性更强，并且受压形变程度大，接触面增大，减少碰撞压强，并使得撞击作用进一步得到缓解，减少撞击受损；同时，缓冲气囊112受压后内部气压增大，使得气流通过限位杆111被挤入到限位管12内部，限位管12内部气压增大，推动缓冲块11，阻止缓冲块11受压复位，从而延缓缓冲块11复位后固定座2本体撞击固定部件的过程，进一步减少固定座2和固定部件的撞击受损，保证加工安全。
实施例三：
在实施例二的基础上，如说明书附图中图2-图7所示，缓冲块11底部设置有安装孔113，安装孔113内部设置有缓冲杆13，缓冲杆13与安装孔113内部滑动连接，缓冲杆13为弹性杆，选用弹性材质制备得到，并且缓冲杆13顶部与设置在安装孔113内部的伸缩设备14相连，此处的伸缩设备14可以选用电动伸缩杆装置，并且受到智能控制模块的控制；
具体工作流程：在实施例一中具体工作流程的基础上，在加工过程中，造成运动部件发生碰撞危险的可能是控制固定座2带动加工刀具转动，也可能是其它自动度的移动或者转动动作，例如位于加工刀具下侧固定工件夹具位置的转台，转台在控制作用下转动，方便加工刀具对所固定的转台之间出现碰撞；在编辑过程中，可能出现操作失误，倒是转动转动时与下移的加工刀具错位，转台转动侧向撞击加工刀具或者刀架，导致撞击作用集中作用到固定座2下侧目标较小的加工刀具部位，撞击作用可能会导致加工刀具受损，同时锋利的加工刀具也会对参与撞击的工件或者其它固定部件造成较大的损伤；
为了避免上述问题，在加工刀具端部偏离转台，而转台转动可能侧向撞击加工刀具，或者固定座2带动加工刀具靠近转台有撞击危险时，通过操作师傅经验判断及时启动撞击警报按钮，及时启动缓冲模块1；或者通过刀架侧向安装的测距传感器，检测到侧向靠近的其它部件间距太小发出撞击警报等，通过多种手段发现撞击危险并及时启动；
缓冲模块1启动后，缓冲块11从安装槽21中伸出，位于缓冲块11下侧的安装孔113内部的伸缩设备14启动后推动缓冲杆13竖直向下移动，直到缓冲杆13底部端部移动到加工刀具端部下侧，这样缓冲杆13围绕加工刀具环形包围，形成环形的防护圈；侧向移动下，加工刀具即将与固定部件之间出现撞击时，首先与缓冲杆13之间发生碰撞，缓冲杆13为弹性杆，并且在撞击作用下弹性变形，对撞击产生的作用力进行缓解，抵消冲击作用，保护位于中间部位的加工刀具，为移动部件提供更加全面有效的防护作用，减少损失；并且当撞击作用发生时，固定座2受到控制移动受到阻力增大，这种异常状况会发出警报，通知操作人员或者智能控制模块及时采取停机措施，避免碰撞损失的扩大；
当出现固定座2带动加工刀具直接竖直下移靠近工作台，但是因为位移传感器能够检测到此时加工刀具下侧位置不是工作台上工件所在位置，说明此时加工刀具移动异常可能与工作台之间发生碰撞，可能发生加工刀具撞击事故；人工启动撞击警报按钮或者智能控制模块自行启动缓冲模块1，此时伸出的缓冲杆13端部也会先于加工刀具端部，与即将受到撞击的固定部件之间接触，缓冲杆13端部抵住固定部件，阻止加工刀具的撞击，为停机争取时间，从而减少碰撞事故的损失，保护中间部位加工刀具等部件的安全。
实施例四：
在实施例三的基础上，如说明书附图中图2-图8所示，安装槽21向下延伸贯穿固定座2底部，并且固定座2底部边缘部位设置有防撞环15，保护固定座2底部边缘部位；防撞环15通过多个弹性的弧形板151拼接得到，并且弧形板151与对应位置的缓冲杆13底部相连；
缓冲杆13底部端部贯穿弧形板151并且设置有弹性块131，弹性块131为半球状结构，并且选用弹性材质制备得到；弹性块131上安装有防碰撞感应器，此处防碰撞感应器可以选用压力传感器，检测到碰撞过程中的压力变化信息后，再将碰撞信息及时传递到智能控制模块。
弧形板151竖直截面为L形，并且弧形板151水平部位沿着固定座2底部横向延伸，弧形板151竖直部位端部向着固定座2侧壁竖直延伸，用以对缓冲块11进行限位；
具体工作流程：在实施例三中具体工作流程的基础上，随着缓冲块11的横向移动，以及缓冲杆13的竖直移动，使得缓冲杆13底部的连接的防撞环15相互分离，形成独立的弧形板151，并且随着缓冲杆13移动到加工刀具下侧，保护加工刀具的安全；当出现侧向相靠近的固定部件碰撞端部较小，可能会穿过缓冲杆13之间间隙时，位于缓冲杆13之间间隙的弧形板151可以有效继续拦截，阻止碰撞物穿过缓冲杆13的间隙部位，威胁到加工刀具的安全，因此弧形板151可以与缓冲杆13配合，为中间部位的加工刀具提供更好的保护；
在缓冲杆13底部抵住即将威胁加工刀具的撞击物时，位于缓冲杆13端部的弹性块131首先与撞击物相接触，因为弹性块131在撞击作用中可以顺利继续弹性变形，减少对缓冲杆13和上侧的弧形板151的冲击作用，保证缓冲杆13和弧形板151的正常发挥作用；同时，因为在弹性块131上侧设置有防碰撞感应器，在撞击作用发生时可以及时将碰撞警报信息传递到智能控制模块，并促使智能控制模块及时发出停机命令，保护加工刀具等移动部件的安全；
进一步的，因为弧形板151竖直截面为L形，因此弧形板151的竖直部位与缓冲块11外侧表面靠近底部部位接触，这样在缓冲块11还未伸出时，对缓冲块11底部进行限位，保证缓冲块11位于安装槽21中，避免出现因为限位管12中弹簧限位不稳定的问题，导致缓冲块11外侧部位伸出安装槽21中；可以设置在缓冲模块1启动过程中，首先是弧形板151下移，弧形板151竖直部位解除对缓冲块11的限位，随后供气设备启动充气，使得缓冲块11在限位管12内部限位杆111的推动作用下伸出；而碰撞事故结束后，也是缓冲块11首先复位，随后上移复位的缓冲杆13带动底部的弧形板151复位，弧形板151竖直部位卡入缓冲块11外侧部位对缓冲块11进行限位，同时分散的弧形板151再次重组成整体的防撞环15，对固定座2底部边缘部位起到防护作用。
实施例五：
在实施例四的基础上，如说明书附图中图2-图10所示，弧形板151两侧端部表面上设置拦截槽152，拦截槽152内部设置有放线辊153，放线辊153与拦截槽152内壁转动连接，并且放线辊153的转动连接部位设置有扭簧；放线辊153上缠绕有拦截线154，拦截线154选用弹性钢绳结构，并且相邻的弧形板151相对端部上的拦截线154端部相连；
具体工作流程：在实施例四中具体工作流程的基础上，在伸缩设备14启动，使得缓冲杆13下移，带动防撞环15下移，而缓冲块11也伸出，使得缓冲杆13相互分离，也促使弧形板151相互分离时，位于弧形板151间隙部位拦截线154，随着间隙部位间距增大而受拉，拦截线154绷紧的同时，拉力作用使得放线辊153转动，放出缠绕的拦截线154，从而适应弧形板151的分离；
因为拦截线154位于弧形板151之间的间隙，从而使得分散后的弧形板151仍然相互联系，碰撞过程中可能会有端部较为尖锐的板件端部靠近加工刀具时，这样即便穿过弧形板151之间的间隙，也会受到间隙部位中拦截线154的拦截阻止，无法直接与加工刀具端部之间发生碰撞，从而更好的保护加工刀具，减少碰撞损失；
在碰撞过程结束后，缓冲杆13复位过程中，弧形板151之间间隙减小，拦截线154手拉减小，促使放线辊153反向转动使得拦截线154再次缠绕收纳到放线辊153上，此时拦截线154的回收也会促使相邻弧形板151之间相对端部的靠近接触，辅助分散的弧形板151汇合形成整体的防撞环15。
实施例六：
在实施例五的基础上，如说明书附图中图2-图10所示，缓冲杆13包括顶杆132和连接杆133，连接杆133与设置在安装孔113内部的伸缩设备14的伸缩端相固连；
顶杆132端部嵌入到连接杆133底部设置的伸缩孔134中，并与伸缩孔134滑动连接；顶杆132顶部与伸缩孔134内壁之间通过弹簧连接，这样使得缓冲杆13形成伸缩结构；顶杆132底部设置有导气孔135，导气孔135顶部与伸缩孔134内部相通，导气孔135底部向下延伸并与弹性块131内部所设置的中空部位相通；
具体工作流程：在实施例五中具体工作流程的基础上，在移动部件移动过程中，位于底部的加工刀具底部有碰撞危险时，缓冲杆13先于加工刀具底部与碰撞物之间发生碰撞，随后顶杆132受压沿着伸缩孔134向上滑动，压缩位于伸缩孔134内部的弹簧，在此过程中冲击作用转化为伸缩孔134内部连接弹簧的弹性势能，从而减少了碰撞过程中对缓冲杆13造成的冲击，也就减少了缓冲杆13的受损状况；并且在顶杆132连接的弹簧压缩到极限时，顶杆132底部仍然位于加工刀具底部，对加工刀具进行保护；
并且在顶杆132上移过程中，位于伸缩孔134内部的空气受压通过导气孔135流入到弹性块131内部，使得弹性块131内部充气膨胀，并且在受到撞击过程中，内部充气的弹性块131弹性增强，进一步起到缓冲作用，抵消撞击冲击作用，有效减少了撞击事故造成的损失。
实施例七：
在实施例一到六的基础上，如说明书附图中图1所示，一种五轴数控机床碰撞防护方法，碰撞防护方法适用于上述的五轴数控机床碰撞防护装置，碰撞防护方法的具体步骤为：
S1：五轴数控机床加工过程中，因为加工程序的编辑失误，或者因为数控机床内部的计算问题，导致运动部件在工作台上移动异常，运动部件上安装的感应模块检测运动部件上非加工刀具部位与其它固定部件距离过近时，发出撞击警报信息，传递到智能控制模块；
S2：智能控制模块接收到撞击警报信息后，启动缓冲模块1，使得位于固定部件中固定座2内部的供气设备启动，限位管12内部气压增大，促使位于限位杆111内部的限位杆111滑动，进而推动缓冲块11脱离安装槽21；
S3：缓冲块11外侧部位凸出固定座2侧面后，先于移动部件而与固定部件之间发生接触碰撞，缓解瞬时冲击作用，并且缓冲块11外侧表面上设置有压力感应器检测到碰撞发生信息传递到智能控制模块，验证碰撞事故发生，促使智能控制模块启动制动模块对五轴数控机床进行停机。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种五轴数控机床碰撞防护装置，包括智能控制模块、感应模块、制动模块和缓冲模块(1)，所述感应模块包括安装在数控机床刀架上的感应器装置，用于检测刀架的位置以及是否出现碰撞，并将信息传递到智能控制模块；
所述智能控制模块用以控制制动模块，实现数控机床强制停机；所述缓冲模块(1)安装到刀架的固定座(2)上，用以保护刀架和固定座(2)；其特征在于，所述缓冲模块(1)包括：
缓冲块(11)，所述缓冲块(11)安装在所述固定座(2)侧壁均匀设置的安装槽(21)中，所述缓冲块(11)与安装槽(21)滑动连接；
限位管(12)，所述限位管(12)设置在所述安装槽(21)内部，并且所述缓冲块(11)上与所述限位管(12)对应的部位设置有限位杆(111)，所述限位杆(111)端部嵌入到所述限位管(12)内部并与所述限位管(12)滑动连接，所述限位杆(111)与所述限位管(12)内部通过弹簧连接；
供气设备，所述供气设备设置在所述固定座(2)内部，并且所述供气设备的出气端与所述限位管(12)内部相通。
2.根据权利要求1所述的一种五轴数控机床碰撞防护装置，其特征在于：所述缓冲块(11)外侧设置有缓冲气囊(112)，所述限位杆(111)为管状结构，并且所述限位杆(111)与所述缓冲气囊(112)内部相通。
3.根据权利要求1所述的一种五轴数控机床碰撞防护装置，其特征在于：所述缓冲块(11)底部设置有安装孔(113)，所述安装孔(113)内部滑动设置有缓冲杆(13)，所述缓冲杆(13)为弹性杆，并且所述缓冲杆(13)顶部与设置在所述安装孔(113)内部的伸缩设备(14)相连。
4.根据权利要求3所述的一种五轴数控机床碰撞防护装置，其特征在于：所述固定座(2)底部边缘部位设置有防撞环(15)，所述防撞环(15)通过多个弹性的弧形板(151)拼接得到，并且所述弧形板(151)与对应位置的所述缓冲杆(13)底部相连。
5.根据权利要求4所述的一种五轴数控机床碰撞防护装置，其特征在于：所述缓冲杆(13)底部端部贯穿所述弧形板(151)并且设置有弹性块(131)，所述弹性块(131)为半球状结构，并且选用弹性材质制备得到；所述弹性块(131)上安装有防碰撞感应器，用以将碰撞信息传递到智能控制模块。
6.根据权利要求5所述的一种五轴数控机床碰撞防护装置，其特征在于：所述弧形板(151)竖直截面为L形，并且所述弧形板(151)水平部位沿着所述固定座(2)底部横向延伸，所述弧形板(151)竖直部位端部向着所述固定座(2)侧壁竖直延伸，用以对缓冲块(11)进行限位。
7.根据权利要求6所述的一种五轴数控机床碰撞防护装置，其特征在于：所述弧形板(151)两侧端部表面上设置拦截槽(152)，所述拦截槽(152)内部设置有放线辊(153)，所述放线辊(153)与所述拦截槽(152)内壁转动连接，并且所述放线辊(153)的转动连接部位设置有扭簧；
所述放线辊(153)上缠绕有拦截线(154)，所述拦截线(154)选用弹性钢绳结构，并且相邻的所述弧形板(151)相对端部上的所述拦截线(154)端部相连。
8.根据权利要求7所述的一种五轴数控机床碰撞防护装置，其特征在于：所述缓冲杆(13)包括顶杆(132)和连接杆(133)，所述连接杆(133)与设置在所述安装孔(113)内部的伸缩设备(14)的伸缩端相固连；
所述顶杆(132)端部嵌入到所述连接杆(133)底部设置的伸缩孔(134)中，并与所述伸缩孔(134)滑动连接；所述顶杆(132)顶部与所述伸缩孔(134)内壁之间通过弹簧连接。
9.根据权利要求8所述的一种五轴数控机床碰撞防护装置，其特征在于：所述顶杆(132)底部设置有导气孔(135)，所述导气孔(135)顶部与所述伸缩孔(134)内部相通，所述导气孔(135)底部向下延伸并与所述弹性块(131)内部所设置的中空部位相通。
10.一种五轴数控机床碰撞防护方法，所述碰撞防护方法适用于上述权利要求1-9中任一项所述的五轴数控机床碰撞防护装置，其特征在于，所述碰撞防护方法的具体步骤为：
S1：五轴数控机床加工过程中，因为加工程序的编辑失误，或者因为数控机床内部的计算问题，导致运动部件在工作台上移动异常，运动部件上安装的感应模块检测运动部件上非加工刀具部位与其它固定部件距离过近时，发出撞击警报信息，传递到智能控制模块；
S2：智能控制模块接收到撞击警报信息后，启动缓冲模块(1)，使得位于固定部件中固定座(2)内部的供气设备启动，限位管(12)内部气压增大，促使位于限位杆(111)内部的限位杆(111)滑动，进而推动缓冲块(11)脱离安装槽(21)；
S3：缓冲块(11)外侧部位凸出固定座(2)侧面后，先于移动部件而与固定部件之间发生接触碰撞，缓解瞬时冲击作用，并且缓冲块(11)外侧表面上设置有压力感应器检测到碰撞发生信息传递到智能控制模块，验证碰撞事故发生，促使智能控制模块启动制动模块对五轴数控机床进行停机。
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