CN213998767U - 一种加工飞机零件的立式加工中心 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加工飞机零件的立式加工中心，包括控制处理器、传感器模块、断刀检测模块、图像识别模块、执行模块、报警模块、人机交互模块；所述控制处理器包括数据接收单元、控制处理器、数据整理模块、数据存储模块，所述传感器模块包括振动传感器、温度传感器、转速传感器、噪声传感器、尘埃度传感器、流量传感器，所述断刀检测模块包括激光发生器、激光感应器，所述图像识别模块把包括图像采集模块、图像处理模块，所述执行模块包括加湿器控制模块、冷却液控制模块、零件加工控制模块。本实用新型实现了加工环境尘埃度、噪声的自动监测，加工刀具温度、振动值、电机转速的自动监测以及及时预警与调控，有利于提高加工质量与工作环境质量。

Description

一种加工飞机零件的立式加工中心

技术领域

本实用新型涉及机械加工设备技术领域，尤其涉及一种加工飞机零件的立式加工中心。

背景技术

机械加工是指通过一种机械设备对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程，按加工方式上的差别可分为切削加工和压力加工，机器的生产过程是指从原材料(或半成品)制成产品的全部过程。对机器生产而言包括原材料的运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，零件的加工和热处理，产品的装配、及调试，油漆和包装等内容；生产过程的内容十分广泛，现代企业用系统工程学的原理和方法组织生产和指导生产，将生产过程看成是一个具有输入和输出的生产系统；在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等，使其成为成品或者半成品的过程称为工艺过程。

为了追求利润的最大化和生产效率的最高化，往往是每个操作人员操作多台加工中心进行生产，由于操作人员无法对每台设备进行不间断监控，若出现刀具断裂、温度异常、电机转速异常、振动异常、尘埃度超标等情况时，操作人员都无法及时发现，这就会造成接下来的产品的报废、刀具损坏、电机损坏等情况，从而造成大的经济损失和人体伤害。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种加工飞机零件的立式加工中心，用于解决现有技术中存在的技术问题，由于操作人员无法对每台设备进行不间断监控，若出现刀具断裂、温度异常、电机转速异常、振动异常、尘埃度超标等情况时，操作人员都无法及时发现，这就会造成接下来的产品的报废、刀具损坏、电机损坏等情况，从而造成大的经济损失和人体伤害。

一种加工飞机零件的立式加工中心，包括控制处理器、传感器模块、断刀检测模块、图像识别模块、执行模块、报警模块、人机交互模块；

所述控制处理器包括数据接收单元、控制处理器、数据整理模块、数据存储模块，所述数据接收单元、控制处理器、数据整理模块、数据存储模块依次连接；

所述传感器模块包括振动传感器、温度传感器、转速传感器、噪声传感器、尘埃度传感器、流量传感器，所述振动传感器、温度传感器、转速传感器、噪声传感器、尘埃度传感器、流量传感器分别与控制处理器连接；

所述断刀检测模块包括激光发生器、激光感应器，所述激光发生器、激光感应器分别与控制处理器连接；

所述图像识别模块把包括图像采集模块、图像处理模块，所述图像采集模块图像处理模块连接，所述图像处理模块与控制处理器连接；

所述执行模块包括加湿器控制模块、冷却液控制模块、零件加工控制模块，所述加湿器控制模块、冷却液控制模块、零件加工控制模块分别与控制处理器连接；

所述报警模块包括对比模块、报警装置，所述报警装置与对比模块连接，所述对比模块与控制处理器连接；

所述人机交互模块与控制处理器连接。

进一步的，还包括无线通信模块，远程服务器通过无线通信模块与控制处理器连接。

进一步的，所述冷却液控制模块包括冷却液电机，所述冷却液电机与控制处理器连接。

进一步的，所述报警装置为声光一体报警器。

进一步的，所述图像处理模块包括图像增强模块、灰度调节模块，所述所述图像采集模块、图像增强模块、灰度调节模块依次连接，所述灰度调节模块与控制处理器连接。

进一步的，所述温度传感器为数字式温度传感器DS18B20。

进一步的，所述人机交互模块包括按键、触控屏，所述按键、触控屏分别与控制处理器连接。

进一步的，所述控制处理器的核心为PLC，所述PLC为CPM1A-40CDR-A-V1。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型一种加工飞机零件的立式加工中心，通过温度传感器、振动传感器、转速传感器的设计，实现了刀具温度、刀具振动量、电机转速等数据的实时监测与及时预警，同时，可以根据监测到的数据调节执行模块的驱动值，减小加工产品的残次品率，提高加工中心的加工质量和加工精度。

2.本实用新型一种加工飞机零件的立式加工中心，通过噪声传感器、尘埃浓度传感器的设计，实现了环境噪音、尘埃浓度的自动检测与预警，避免工作人员因为大量的粉尘造成呼吸疾病，提高加工中心的安全性、可靠性。

3.本实用新型一种加工飞机零件的立式加工中心，通过图像识别模块的设计，实现了加工质量的自动检测，无需人工检测，有利于提高工作效率。

4.本实用新型一种加工飞机零件的立式加工中心，通过断刀检测模块的设计，实现了刀具是否断裂的自动检测，避免断刀继续加工影响加工质量。

附图说明

图1为本实用新型的整体系统图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

一种加工飞机零件的立式加工中心，包括控制处理器、传感器模块、断刀检测模块、图像识别模块、执行模块、报警模块、人机交互模块；

所述控制处理器包括数据接收单元、控制处理器、数据整理模块、数据存储模块，所述数据接收单元、控制处理器、数据整理模块、数据存储模块依次连接；

所述传感器模块包括振动传感器、温度传感器、转速传感器、噪声传感器、尘埃度传感器、流量传感器，所述振动传感器、温度传感器、转速传感器、噪声传感器、尘埃度传感器、流量传感器分别与控制处理器连接；

所述断刀检测模块包括激光发生器、激光感应器，所述激光发生器、激光感应器分别与控制处理器连接；

所述图像识别模块把包括图像采集模块、图像处理模块，所述图像采集模块图像处理模块连接，所述图像处理模块与控制处理器连接；

所述执行模块包括加湿器控制模块、冷却液控制模块、零件加工控制模块，所述加湿器控制模块、冷却液控制模块、零件加工控制模块分别与控制处理器连接；

所述报警模块包括对比模块、报警装置，所述报警装置与对比模块连接，所述对比模块与控制处理器连接；

所述人机交互模块与控制处理器连接。

进一步的，还包括无线通信模块，远程服务器通过无线通信模块与控制处理器连接。

进一步的，所述冷却液控制模块包括冷却液电机，所述冷却液电机与控制处理器连接。

进一步的，所述报警装置为声光一体报警器。

进一步的，所述图像处理模块包括图像增强模块、灰度调节模块，所述所述图像采集模块、图像增强模块、灰度调节模块依次连接，所述灰度调节模块与控制处理器连接。

进一步的，所述温度传感器为数字式温度传感器DS18B20。

进一步的，所述人机交互模块包括按键、触控屏，所述按键、触控屏分别与控制处理器连接。

进一步的，所述控制处理器的核心为PLC，所述PLC为CPM1A-40CDR-A-V1。

本方案的工作原理简述：

电源模块为加工中心提供电源；控制处理器控制处理的核心；数据收集模块用于接收各个传感器检测到的数据并传送给控制处理器；数据整理模块，用于整理各个数据并传送至数据存储模块进行储存。

具体的，接通电源，所述传感器模块包括振动传感器、温度传感器、转速传感器、噪声传感器、尘埃度传感器、流量传感器工作，所述振动传感器、温度传感器用于所实时检测刀头的振动强度和温度，并将检测到的振动参数与温度参数传送至控制处理器，控制处理器通过对比模块将预设的数据与实时检测的数据进行对比分析，若振动参数超过预设的参数，判断刀具异工故障，控制报警装置进行报警，若温度参数超过预设参数，增大冷却液电机驱动值，进而增大冷却液流量，从而降低刀具温度，避免温度过高，造成刀具断裂。流量传感器用于所述检测冷却液流量，若检测到冷却液流量低于最小阀值，则控制零件加工模块停止动作并控制报警器进行报警。所述转速传感器设置有若干组，分别设置于主轴电机、伺服电机、冷却液电机，并实时检测主轴电机、伺服电机、冷却液电机的转速，并将检测到的信号传送给控制处理器，若速度不同步，避免加工中心故障，控制报警装置报警。所述噪声传感器、尘埃度传感器分别用于所述检测加工中心加工时环境噪音与粉尘浓度，当噪音超过设定值时，则表明加工中心内部故障，控制报警装置报警，当粉尘浓度过高时，控制加湿器工作，加湿器喷洒水雾与空气中的尘埃结合，使其降落，从而到达降尘的目的。

通过传感器模块的设计，实现了环境噪音、尘埃浓度、刀具温度、刀具振动量、电机转速等数据的实时监测与及时预警，同时，可以根据监测到的数据调节执行模块的驱动值，比如减小加工中心的进给量或/和降低电机转速来减小加工中心的振动，通过控增大冷却液流量来降低刀具温度从而可快速减小过大的振动、过大的温度对被加工件、刀具及加工中心的影响，减小加工产品的残次品率，提高加工中心的加工质量和加工精度，避免加工中心因出现故障而停机检修，甚至出现安全事故，提高加工中心的加工效率及运行安全性，通过增加湿器喷水量降低空气中的粉尘浓度，避免过高的粉尘浓度、过大的噪音对工作人员身体健康的影响，避免工作人员因为大量的粉尘造成呼吸疾病，提高加工中心的安全性。

断刀检测模块包括激光发生器、激光感应器，进行零件加工之前，通过激光发生器与激光感应器配合使用，检测刀具长度，并传送至控制处理器进行存储，零件加工完成后，退到到初始位置，再次通过激光发生器与激光感应器对刀具长度进行检测，通过对比模块对加工前后刀具长度进行比较，若前后长度不一致，则判断，刀具断刀，报警装置报警提醒工作人员更换刀具，以便于加工下一个零件。

图像采集模块采用工业摄像机，通过摄像头实时采集加工过程的图像信息，并将采集的图像通过图像处理模进行处理，便于控制处理器分析、处理，控制处理器根据预设工件孔位、尺寸等关键参数与采集到的信息进行对比分析处理，从而判断加工是否合格，若不合格则控制报警装置报警。

考虑到实际使用和检测中的安全性与可靠性，设置有人机交互模块，所述人机交互模块用于报警显示以及参数输入。

进一步的，还包括无线通信模块，远程服务器通过无线通信模块与控制处理器连接，无线通信模块，便于数据传输、远程监控。

进一步的，所述冷却液控制模块包括冷却液电机，所述冷却液电机与控制处理器连接，通过冷却电机控制冷却液的流量，从而降低温度，避免刀具温度过高而断裂。

进一步的，所述报警装置为声光一体报警器，声光一体报警器外壳为全不锈钢壳体，灯壳抗冲击能力强，180清晰可视超高亮LED发光管，配备超强蜂鸣器，具有工作稳定，使用寿命长,功耗低，不受污染物和水的影响等特点。

进一步的，所述图像处理模块包括图像增强模块、灰度调节模块，所述所述图像采集模块、图像增强模块、灰度调节模块依次连接，所述灰度调节模块与控制处理器连接，通过图像增强开门与灰度太调节模块增加图像的清晰度，便于控制处理器进行处理分析。

进一步的，所述温度传感器为数字式温度传感器DS18B20，所述DS18B20数字式温度传感器具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。

进一步的，所述人机交互模块包括按键、触控屏，所述按键、触控屏分别与控制处理器连接，设置有按键，便于手动控制，设置触控屏，便于参数设置。

进一步的，所述控制处理器的核心为PLC，所述PLC为CPM1A-40CDR-A-V1，所述PLC具有便于控制、安装小的特点。

值得注意的是：本方案中的电源模块、数据存储模块、振动传感器、温度传感器、转速传感器、噪声传感器、尘埃度传感器、激光发生器、激光感应器、报警装置、无线通信模块、人机交互模块等均为现有技术中的常用电路或实物，本方案的创新不在于单个的电路上，而是数个单元以及电路的配合实现了加工环境尘埃度、噪声的自动监测，加工刀具温度、振动值、电机转速的自动监测以及及时预警与调控，有利于提高加工质量与工作环境质量。

以上所述仅是优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种加工飞机零件的立式加工中心，其特征在于，包括控制处理器、传感器模块、断刀检测模块、图像识别模块、执行模块、报警模块、人机交互模块；

所述控制处理器包括数据接收单元、控制处理器、数据整理模块、数据存储模块，所述数据接收单元、控制处理器、数据整理模块、数据存储模块依次连接；

所述传感器模块包括振动传感器、温度传感器、转速传感器、噪声传感器、尘埃度传感器、流量传感器，所述振动传感器、温度传感器、转速传感器、噪声传感器、尘埃度传感器、流量传感器分别与控制处理器连接；

所述断刀检测模块包括激光发生器、激光感应器，所述激光发生器、激光感应器分别与控制处理器连接；

所述图像识别模块包括图像采集模块、图像处理模块，所述图像采集模块与图像处理模块连接，所述图像处理模块与控制处理器连接；

所述执行模块包括加湿器控制模块、冷却液控制模块、零件加工控制模块，所述加湿器控制模块、冷却液控制模块、零件加工控制模块分别与控制处理器连接；

所述报警模块包括对比模块、报警装置，所述报警装置与对比模块连接，所述对比模块与控制处理器连接；

所述人机交互模块与控制处理器连接。

2.根据权利要求1所述的一种加工飞机零件的立式加工中心，其特征在于，还包括无线通信模块，远程服务器通过无线通信模块与控制处理器连接。

3.根据权利要求1所述的一种加工飞机零件的立式加工中心，其特征在于，所述冷却液控制模块包括冷却液电机，所述冷却液电机与控制处理器连接。

4.根据权利要求1所述的一种加工飞机零件的立式加工中心，其特征在于，所述报警装置为声光一体报警器。

5.根据权利要求1所述的一种加工飞机零件的立式加工中心，其特征在于，所述图像处理模块包括图像增强模块、灰度调节模块，所述图像采集模块、图像增强模块、灰度调节模块依次连接，所述灰度调节模块与控制处理器连接。

6.根据权利要求1所述的一种加工飞机零件的立式加工中心，其特征在于，所述温度传感器为数字式温度传感器DS18B20。

7.根据权利要求1所述的一种加工飞机零件的立式加工中心，其特征在于，所述人机交互模块包括按键、触控屏，所述按键、触控屏分别与控制处理器连接。

8.根据权利要求1所述的一种加工飞机零件的立式加工中心，其特征在于，所述控制处理器的核心为PLC，所述PLC为CPM1A-40CDR-A-V1。

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