[實用新型]一種雕銑機綜合監(jiān)測預(yù)警裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520186522.5
• 申請日: 2015-03-31
• 公開（公告）號: CN204487283U
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙連剛;程正中;楊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00;B23Q17/09;B23Q17/24
• 代理公司: 武漢華旭知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 42214
• 代理人: 劉榮;周宗貴

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種機床監(jiān)控裝置，具體涉及一種雕銑機綜合監(jiān)測預(yù)警裝置，屬于機床機械自動化測量領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著機械加工高轉(zhuǎn)速、高精度要求的提高，數(shù)控雕銑機以其優(yōu)越的性能得到越來越廣泛的應(yīng)用。雕銑機的特點是主軸刀具小、切削效率高、主軸電機轉(zhuǎn)速高，雕銑機既可用于雕刻，也可銑削，是一種高效高精的數(shù)控機床。雕銑機主要用于模具加工、鋁件產(chǎn)品加工、鞋模制造、治具加工。雕銑機以其優(yōu)異的性能，在機床加工業(yè)占有越來越重要的地位。

由于雕銑機高轉(zhuǎn)速(主軸轉(zhuǎn)速為20000～30000r/min)、高精度(主軸回轉(zhuǎn)精度為2μm左右)的加工要求，主軸在長時間的工作后會大量發(fā)熱，因此需要油水冷卻機來保持主軸工作溫度恒定，主軸冷卻不足會導(dǎo)致主軸過熱變形，影響加工精度，加劇電機老化甚至燒毀，因此需要實時監(jiān)控主軸溫度，防止主軸過熱；同時，雕銑機刀具直徑通常較小，一般為2～3mm，由于采用小直徑刀具，在加工金屬等較硬材料時，持續(xù)加工導(dǎo)致刀具剛性降低，極易出現(xiàn)斷刀現(xiàn)象；對于某些特定的加工任務(wù)，有時需要機床長時間工作，而雕銑機本身不具備實時顯示功能，所以需要工作人員消耗大量時間實時堅守，存在諸多不便。

因此行業(yè)內(nèi)急需開發(fā)出一套可實時監(jiān)控雕銑機的加工過程的監(jiān)測裝置，以解決當(dāng)前雕銑機監(jiān)控設(shè)備缺失、加工過程中突發(fā)事故難以及時發(fā)現(xiàn)處理的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，并提供一種實現(xiàn)加工過程實時視頻監(jiān)控、主軸溫度監(jiān)控和斷刀報警的雕銑機綜合監(jiān)測預(yù)警裝置，避免機床出現(xiàn)加工事故并減少操作人員的工作強度。

實現(xiàn)本實用新型目的所采用的技術(shù)方案為，一種雕銑機綜合監(jiān)測預(yù)警裝置，包括PC上位機、與PC上位機電連接的PCB電路板和加工過程遠程實時觀測單元、與PCB電路板電連接的主軸溫度監(jiān)測單元和斷刀檢測報警單元；所述加工過程遠程實時觀測單元包括攝像頭、安裝于雕銑機外殼內(nèi)表面上部的攝像頭支撐架和與攝像頭電連接的圖像采集卡，圖像采集卡安裝于PC上位機中并且與PC上位機電連接，用于處理圖像信號；所述主軸溫度監(jiān)測單元包括通過導(dǎo)熱硅膠固定于主軸外表面上的溫度傳感器；所述斷刀檢測報警單元包括安裝于雕銑機床頭箱上的金屬傳感器支撐架和安裝于金屬傳感器支撐架端部的金屬傳感器，金屬傳感器的檢測頭靠近雕銑機的刀具。

金屬傳感器支撐架包括滾珠絲杠副、螺母座、導(dǎo)軌滑塊副、2個絲桿軸承座和連接板，滾珠絲杠副和導(dǎo)軌滑塊副相互平行并且沿豎直方向固定于雕銑機床頭箱上，2個絲桿軸承座分別安裝于滾珠絲杠副的兩端支撐滾珠絲杠副，螺母座呈中空方柱狀并且套設(shè)于滾珠絲杠副的螺母上，連接板呈L型，金屬傳感器固定于連接板的水平部分上，螺母座和導(dǎo)軌滑塊副的滑塊通過螺釘與連接板的豎直部分的端部連接。

所述PCB電路板中設(shè)有單片機模塊、與單片機模塊電連接的功能模塊和USB電源模塊，功能模塊包括與單片機輸入接口連接的溫度信號輸入模塊、金屬傳感器信號輸入模塊和矩陣鍵盤模塊，以及與單片機輸出接口連接的斷刀報警模塊、數(shù)碼管顯示模塊、溫度報警模塊、短信報警模塊和串口通訊模塊，單片機模塊通過串口通訊模塊與PC上位機連接，溫度傳感器通過杜邦線連接溫度信號輸入模塊，金屬傳感器通過杜邦線連接金屬傳感器信號輸入模塊。

PCB電路板中設(shè)有2個以上單片機模塊，各單片機模塊之間通過鎖存器連接。

由上述技術(shù)方案可知，固定在雕銑機刀具上方的攝像頭用于采集機床加工過程中的圖像數(shù)據(jù)，采集的圖像數(shù)據(jù)通過圖像采集卡采集至PC上位機中存儲并播放，由于雕銑機工作時箱門關(guān)閉，因此加工過程遠程實時觀測單元可實現(xiàn)操作人員遠程實時監(jiān)控加工過程，方便操作人員及時發(fā)現(xiàn)問題；溫度傳感器通過導(dǎo)熱硅膠連接在主軸外表面上用于檢測機床主軸溫度，采用導(dǎo)熱硅膠固定傳感器不影響測量精度，同時可以減少主軸外部負載，溫度傳感器檢測的主軸溫度信號傳輸至PCB電路板中；金屬傳感器通過金屬傳感器支撐架安裝于雕銑機床頭箱上，金屬傳感器用于感應(yīng)刀具的基本信息并將信號傳輸至PCB電路板中，金屬傳感器支撐架用于安裝金屬傳感器，其中，滾珠絲杠副驅(qū)動連接板沿豎直方向上下移動，實現(xiàn)金屬傳感器的對中調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同長度的機床刀具，導(dǎo)軌滑塊副提高金屬傳感器的移動導(dǎo)向精度和運動平穩(wěn)性；溫度傳感器和金屬傳感器均通過杜邦線連接PCB電路板，連接牢靠、易于更換并且拆裝方便。