CN204935261U - 一种切割片实时测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种切割片实时测量装置，包括伺服电机、进给机构、光纤传感器以及电控盒；所述电控盒分别与所述伺服电机和所述光纤传感器连接，所述伺服电机用于驱动所述进给机构，从而带动与所述进给机构动力输出端固定连接的光纤传感器运动。本实用新型的切割片实时测量装置为实现切割片的磨损量在线精确自动补偿提供依据，测量动作与切割机加工作业可以并行运行；在实现切割片尺寸自动测量的同时，可以监控切割片的使用状态(异常破损，使用寿命等)，在出现异常的情况下可以报警停机通知使用人员及时处理更换切割工具或自动更换切割工具，从而提高切割机的安全系数和生产效率，减少待机时间，降低劳动强度。

Description

一种切割片实时测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，特别涉及一种切割片实时测量装置。

背景技术

目前，铸造行业中，关于铸件的浇冒口及其残余的去除，其解决方式是浇冒口尺寸小的通常都是用砂轮机磨削完成，也有少数公司使用数控加工中心完成此项工作；铸件浇冒口尺寸大的就需要用切割的方式来完成此项工作。常用的切割方式有人工切割方式、半自动化切割机、机器人CNC浇冒口自动切割机。人工切割方式有以下弊端：噪音大，粉尘多，环境污染严重；操作危险性大，对工人的身体有伤害，甚至有生命危险；效率低，产品质量一致性差。半自动化切割机相对人工切割方式在安全和质量等方面有所改善，但仍无法满足降低人力资源成本和提高生产效率的要求。机器人CNC浇冒口自动切割机的应用能最大程度解决以上弊端，是未来大规模应用的主流设备。

目前机器人CNC浇冒口自动切割机在实际应用中，也有一些有待改进的工艺和控制过程。目前切割机的切割片使用状态和磨损情况没有监控测量装置，这样设备使用过程中当切割片出现异常情况时，就不能将该信息及时的反馈给机器人CNC浇冒口自动切割机的控制器，使CNC浇冒口自动切割机的控制器针对异常情况及时的采取措施，造成切割不到位或设备损坏等问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种切割片实时测量装置，包括伺服电机、进给机构、光纤传感器以及电控盒；电控盒分别与伺服电机和光纤传感器连接，伺服电机用于驱动进给机构，从而带动与进给机构动力输出端固定连接的光纤传感器运动。光纤传感器所采集的切割片数据信息可以为为机器人CNC浇冒口自动切割机对切割片的补偿和预警提供数据依据。

优选地，电控盒包括伺服控制板，AD模块和ARM控制器；伺服控制板与伺服电机连接；AD模块与光纤传感器连接；ARM控制器设有分别与伺服控制板和AD模块连接的信息输入端，ARM控制器的信息输出端与机器人CNC浇冒口自动切割机的控制器连接。通过对伺服电机正反转的控制，实现了光纤传感器的往复运动，从而对切割片做来回的扫描，保证了所采集数据的实时性和准确性。

优选地，切割片实时测量装置还包括传感器安装支架和进给传动滑块；光纤传感器固定安装在传感器安装支架上，传感器安装支架与进给传动滑块固定连接，进给传动滑块固定安装在所述进给机构的动力输出端，所述光纤传感器通过所述进给机构的动力输出进行直线往复运动。通过传感器安装支架和进给传动滑块的使用，使得光纤传感器的安装位置和安装方式多样化。

优选地，切割片实时测量装置还包括电机安装座，与伺服电机连接，对伺服电机起到固定作用。

优选地，切割片实时测量装置还包括安装板，进给机构、电机安装座以及伺服电机分别与安装板固定连接，通过安装板固定安装在机器人CNC浇冒口自动切割机上，这样分装好后再固定在切割机上便于安装，维修也更加方便。

优选地，进给机构包括小型精密滚珠丝杠、轴承、轴承座以及外壳，轴承座与轴承固定连接，对穿过轴承的小型精密滚珠丝杠的丝杠轴进行支撑；轴承座与外壳分别固定在所述安装板上。

优选地，光纤传感器运动方向与机器人CNC浇冒口自动切割机切割片平行。

优选地，光纤传感器的光束方向与进给机构进给方向垂直。

优选地，电控盒内的ARM控制器设有分别与机器人CNC浇冒口自动切割机控制器连接的1路模拟量输出接口、2路报警开关信号输出接口和2路控制信号输入接口。

优选地，模拟量输出接口为4ma—20ma电流模拟量输出接口或±10V电压模拟量输出接口。

采用了上述技术方案后，本实用新型具有以下的有益效果：

1.由于设置了光纤传感器，实现了对切割片的测量，为机器人CNC浇冒口自动切割机对切割片的补偿和预警提供数据依据；

2.由于设置了伺服电机和进给机构，实现了对于切割片直径方向上的扫描，可以实时的来回扫描，保证了测量数据的实时性和准确性；

3、由于采用了传感器安装支架和进给传动滑块，使传感器的安装和维修更加方便；

4、通过设置安装板，使得整个测量装置可以先行分装、整体拆卸，安装和维修更加方便；

5、采用了电控盒，使得测量装置可以实时的将切割片的实时状态传输给切割机控制器，为切割机的切割片补偿提供依据，并且通过报警信号的输出提醒操作人员切割片的异常情况，防止了切割不到位或设备损坏等问题；

6、本实用新型最大限度采用小型零部件，结构紧凑，安装方便简单，易于推广。

本装置所用光纤传感器在传感器进给机构的驱动下对切割片半径方向做扫描式测量，测量动作与切割机加工作业可以同时进行，不影响切割机本身的加工效率。本装置的测量数据可以实时反馈给浇冒口SCARA式自动切割机CNC控制器，为其实现切割片的磨损量在线精确自动补偿提供依据。本装置在实现切割片尺寸自动测量的同时，可以监控切割片的使用状态(异常破损，使用寿命等)，在出现异常的情况下可以报警停机，通知使用人员及时处理更换切割工具或自动更换切割工具，不需要人工定期检查工具损坏或磨损情况，从而提高切割机的安全系数和生产效率，减少待机时间，降低劳动强度。

附图说明

图1为本实用新型切割片实时测量装置示意图；

图2为本实用新型切割片实时测量装置第一个实施方式；

图3为图2的俯视图；

附图中标记为：1、伺服电机；2、进给机构；3、光纤传感器；4、电控盒；5、伺服控制板；6、AD模块；7、ARM控制器；8、传感器安装支架；9、进给传动滑块；10、电机安装座；11、安装板；12、传感器光束；13、切割片。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1～3示，一种切割片实时测量装置，包括伺服电机1、进给机构2、光纤传感器3、电控盒4、传感器安装支架8、进给传动滑块9、电机安装座10和安装板11；伺服电机1与电控盒4连接；伺服电机1驱动进给机构2运动；进给机构2的动力输出端与光纤传感器3固定连接；光纤传感器3信息输出端与电控盒4连接；光纤传感器3固定安装在传感器安装支架8上，传感器安装支架8与进给传动滑块9固定连接，光纤传感器3通过进给传动滑块9与进给机构2的动力输出端的固定连接进行直线往复运动；电机安装座10与伺服电机固定连接；伺服电机1、进给机构2、电机安装座10均固定在安装板11上，再通过安装板11固定在机器人CNC浇冒口自动切割机上。

电控盒4包括伺服控制板5，AD模块6和ARM控制器7；伺服控制板5与伺服电机1连接；AD模块6与光纤传感器3连接；ARM控制器7设有分别与伺服控制板5和AD模块6连接的信息输入端，ARM控制器7对接收的数据、信息进行计算处理并将处理后的数据通过信息输出端传输给机器人CNC浇冒口自动切割机的控制器。

进给机构2包括小型精密滚珠丝杠21、轴承22、轴承座23以及外壳24；轴承座23与轴承22固定连接，对穿过轴承22的小型精密滚珠丝杠21的丝杠轴进行支撑；轴承座23与外壳24分别固定在所述安装板11上。

光纤传感器3运动方向与机器人CNC浇冒口自动切割机切割片平行，其光束方向与进给机构2进给方向垂直，切割片实时测量装置的光纤传感器测量头与切割片距离在100毫米和1000毫米之间。

电控盒4内的ARM控制器7设有分别与机器人CNC浇冒口自动切割机控制器连接的1路4ma—20ma电流模拟量输出接口或±10V电压模拟量输出接口41、2路报警开关信号输出接口42和2路控制信号输入接口43。

切割片实时测量装置，自动测量工作流程：一、由机器人CNC浇冒口自动切割机的控制器发出测量命令给本装置实现测量功能、数据处理和控制功能的电控盒4，电控盒4接收到测量启动命令后，控制伺服电机1以位置控制方式运转；二、伺服电机1的旋转经过进给机构2的转化而实现光纤传感器3的直线往复运动；光纤传感器3光束方向与进给机构2进给方向垂直，这样可以实现光纤传感器3对切割片直径方向做来回扫描式测量；三、电控盒4中的ARM控制器7依据伺服电机1的位置数据和光纤传感器3的信号状态计算得出切割片的尺寸和磨损数据；四、电控盒4中的ARM控制器7将测量数据通过以太网或DP总线通信方式，或输出4ma—20ma电流模拟量或±10V电压模拟量信号反馈给机器人CNC浇冒口自动切割机的控制器，使其以此数据为依据实时在线自动修改切割片的磨损量补偿数据，实时在线自动修改铸件和切割片的进给坐标数据，达到补偿目的；五、电控盒4中的ARM控制器7依据伺服电机1的位置数据和光纤传感器的信号状态预判切割片的异常破选状况和使用寿命，生成并输出2路报警开关信号反馈给SCARA式自动切割机的控制器，SCARA式自动切割机的控制器依据接收的信号选择做出停机动作，报警提示操作人员，更换切割片等措施。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其构架形式能够灵活多变，可以派生系列方案。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种切割片实时测量装置，其特征在于，包括伺服电机(1)、进给机构(2)、光纤传感器(3)以及电控盒(4)；

所述电控盒(4)分别与所述伺服电机(1)和所述光纤传感器(3)连接，所述伺服电机(1)用于驱动所述进给机构(2)，从而带动与所述进给机构(2)动力输出端固定连接的光纤传感器(3)运动。

2.根据权利要求1所述的切割片实时测量装置，其特征在于，所述电控盒(4)包括伺服控制板(5)，AD模块(6)和ARM控制器(7)；

所述伺服控制板(5)与所述伺服电机(1)连接；所述AD模块(6)与所述光纤传感器(3)连接；

所述ARM控制器(7)设有分别与所述伺服控制板(5)和AD模块(6)连接的信息输入端，ARM控制器(7)的信息输出端与机器人CNC浇冒口自动切割机的控制器连接。

3.根据权利要求1所述的切割片实时测量装置，其特征在于，还包括传感器安装支架(8)和进给传动滑块(9)；

所述光纤传感器(3)固定安装在所述传感器安装支架(8)上，传感器安装支架(8)与进给传动滑块(9)固定连接，进给传动滑块(9)固定安装在所述进给机构(2)的动力输出端，所述光纤传感器(3)通过所述进给机构(2)的动力输出进行直线往复运动。

4.根据权利要求1所述的切割片实时测量装置，其特征在于，还包括电机安装座(10)，与所述伺服电机(1)固定连接。

5.根据权利要求4所述的切割片实时测量装置，其特征在于，还包括安装板(11)，所述进给机构(2)、电机安装座(10)以及伺服电机(1)分别与安装板(11)固定连接，通过安装板(11)固定安装在机器人CNC浇冒口自动切割机上。

6.根据权利要求5所述的切割片实时测量装置，其特征在于，所述进给机构(2)包括小型精密滚珠丝杠(21)、轴承(22)、轴承座(23)以及外壳(24)；

轴承座(23)与轴承(22)固定连接，对穿过轴承(22)的小型精密滚珠丝杠(21)的丝杠轴进行支撑；轴承座(23)与外壳(24)分别固定在所述安装板(11)上。

7.根据权利要求1～6任一项所述的切割片实时测量装置，其特征在于，所述光纤传感器(3)运动方向与机器人CNC浇冒口自动切割机切割片平行。

8.根据权利要求1～6任一项所述的切割片实时测量装置，其特征在于，所述光纤传感器(3)的光束方向与进给机构(2)进给方向垂直。

9.根据权利要求2所述的切割片实时测量装置，其特征在于，所述电控盒(4)内的ARM控制器(7)设有分别与机器人CNC浇冒口自动切割机控制器连接的1路模拟量输出接口(41)、2路报警开关信号输出接口(42)和2路控制信号输入接口(43)。

10.根据权利要求9所述的切割片实时测量装置，其特征在于，所述模拟量输出接口(41)为4ma—20ma电流模拟量输出接口或±10V电压模拟量输出接口。