一种自动化磨床碎屑收集装置及方法

本发明属于磨床，更具体地，涉及一种自动化磨床碎屑收集装置及方法。

背景技术：

1、磨削加工是提高材料表面加工质量和尺寸精度的有效手段，往往应用于精加工以及复合材料构件的二次加工中。在磨削过程中往往会出现大量的磨屑，并形成扬尘，容易进入设备内部影响设备使用寿命，并影响操作者的身体健康和作业环境。同时，在研究磨削材料去除机理过程中往往需对磨削产生的磨屑进行观测。因此需对磨削产生的磨屑进行有效收集。

2、常规的磨屑收集方法是采用收集袋、收集槽等方式进行收集，通过在磨削出屑一侧安装收集袋或收集槽收集磨削过程中产生的磨屑，这种收集方式所收集的磨屑量较少，同时收集袋、收集槽的安装过程较为繁复，自动化程度极低，无法保证实验效率，且磨屑收集过程较为危险，极易产生干涉对人体和磨床造成损害。公开号为cn114523381a的中国专利公开了一种具有废屑回收功能的磨床，包括底座、工作台、打磨台、打磨机构和第一废屑回收机构，第一废屑回收机构包括升降机构、移动机构、电机和扫屑机构，升降机构安装在工作台上，扫屑机构包括连接杆和扫屑把头，连接杆安装在电机的转轴上，扫屑把头安装在连接杆的底部，扫屑把头位于打磨台的上方，底座的外围设置有集屑台，并且集屑台的截面面积大于工作台的截面面积。利用集屑台可以达到对集屑进行清理的目的。

3、但是，公开号为cn114523381a的中国专利只是对集屑进行一定程度的清理，无法满足在研究磨削材料去除机理的时对磨削产生的磨屑进行收集后观测。因此，急需一种自动化磨床碎屑收集装置及方法，在对磨床产生的碎屑进行收集的同时，满足对碎屑收集后观测的要求。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种自动化磨床碎屑收集装置及方法，通过传动组件驱动集屑组件进行直线运动，使集屑组件在集屑的同时保证在磨削进给过程中集屑组件与磨床、工件之间不产生干涉，保证碎屑收集过程中足够的安全性，且阻挡了磨削过程中扬尘的产生，实时监测碎屑的产生情况，根据需要调整传动组件的运行，及时收集碎屑，确保工件的磨削过程不受碎屑干扰，提高集屑的质量和精度，自动、高效地收集碎屑，减少了人工清理和干预的需要，从而降低了维护成本，减少对加工环境的影响，减小了磨削对操作人员身体的危害。

2、为实现以上目的，按照本发明实施例的第一方面，提供一种自动化磨床碎屑收集装置，包括：

3、集屑组件，所述集屑组件包括安装于砂轮防护罩外的集屑罩以及设于上工作台上方的集屑板；

4、控制组件，所述控制组件包括设于床身侧面的限位开关以及控制器；

5、传动组件，所述传动组件包括设于所述集屑罩侧面的气缸、设于所述气缸输出端的传动板、设于所述传动板侧面的电机连接板、设于所述电机连接板前端的电机固定板、设于所述电机固定板之间的电机、设于所述传动板侧面的滑轨固定板、设于所述滑轨固定板之间的滑轨、设于所述滑轨上的滑块、设于所述电机输出轴上的齿轮以及安装于所述滑块上的齿条，为集屑板提供两个方向上的自由度，提高集屑的质量和精度，实现碎屑收集自动化。

6、进一步地，所述集屑罩为四面封闭的防护罩，底部与一端面开口；

7、开口一端安装有一方管，该方管位于所述集屑罩前后两面之间，管壁与所述集屑罩前后两面贴合，靠内一侧切斜角；

8、所述方管中接一圆管作为通风管。

9、进一步地，所述集屑板包括集屑挡板；

10、所述集屑挡板为三折板结构，底部为平板，中间为斜板，上方为竖板，平板、斜板和竖板之间分别固定相连；

11、所述集屑挡板的平板一侧还设有多道凹槽，凹槽方向垂直于竖板平面。

12、进一步地，所述集屑板还包括集屑底板；

13、所述集屑底板与集屑挡板平板上的凹槽一侧形状相同，也设有下凹，且与所述集屑挡板平板的凹槽相配合；

14、所述集屑底板与集屑挡板间不设固定结构，沿凹槽抽拉完成拆卸与安装。

15、进一步地，所述集屑底板中固定有导电胶带；

16、所述导电胶带为扫描电镜专用导电胶带。

17、进一步地，所述滑块与集屑挡板的横板之间通过多根铜柱连接；

18、所述铜柱上端以螺纹固定于所述滑块四角，下端以螺纹固定于所述集屑挡板的横板上。

19、进一步地，所述传动板与集屑罩侧面平行安装，由气缸推动上下移动；

20、所述电机连接板与滑轨位于所述传动板同一侧，与所述气缸为异侧。

21、进一步地，还包括监测装置；

22、所述监测装置为设于所述床身侧面的红外相机。

23、进一步地，所述红外相机监测区域为所述砂轮与工件上表面摩擦时产生碎屑以及碎屑飞出的区域。

24、按照本发明的另一方面，提供一种自动化磨床碎屑收集方法，包括以下步骤：

25、s100、集屑板进入初始状态，集屑底板与集屑罩底部侧边紧密贴合，限位开关接入控制器开始检测、红外相机接入控制器开始检测；

26、s200、磨床对工件开始磨削加工，产生碎屑在集屑罩的导向作用下集中于方管处落于集屑底板的凹槽内，经导电胶带保留至凹槽中，红外相机对磨削过程进行监测并输出实时热成像，直至磨削完成；

27、s300、磨削完成，继续移动出磨削区域，限位开关监测到工件并将信号传递至控制器，控制器发出指令控制传动组件带动集屑板退出集屑区域，人工更换集屑底板并进行清理；

28、s400、工件回程，再次经过限位开关，限位开关检测到工件并将信号传递至控制器，控制器发出指令控制传动组件带动集屑板回到初始集屑区域。

29、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

30、1.本发明的传动组件驱动集屑组件进行直线运动，使集屑组件在集屑的同时保证在磨削进给过程中集屑组件与磨床、工件6之间不产生干涉，保证碎屑收集过程中足够的安全性，且阻挡了磨削过程中扬尘的产生，实时监测碎屑的产生情况，根据需要调整传动组件的运行，及时收集碎屑，确保工件的磨削过程不受碎屑干扰，提高集屑的质量和精度，自动、高效地收集碎屑，减少了人工清理和干预的需要，从而降低了维护成本，减少对加工环境的影响，减小了磨削对操作人员身体的危害。

31、2.本发明的集屑罩对磨削产生的废屑进行收集，防止在磨削过程中废屑朝多个方向飞出，造成清理困难、影响安全的隐患，同时废屑由磨削产生时在集屑罩侧壁的导向作用下往方管的斜角处飞，由其挡下后掉于所述集屑底板上，直接拿下集屑底板便可对碎屑进行清理，同时在研究磨削材料去除机理时，方便将整个集屑底板带碎屑放于扫描电镜下进行观测。

32、3.传动组件为集屑板提供两个方向的自由度，使集屑板在使用过程中灵活运动，在集屑时与集屑罩底部的侧边紧密贴合，防止产生较大缝隙导致废屑从中飞出从而影响集屑效果，在集屑完成后使集屑板快速灵活向外退出，便于集屑底板的拆卸以及更换，增强装置集屑效果的同时方便对收集的废屑进行包括清理、观测在内的处理。

33、4.红外相机对磨削过程进行实时监测，在控制器的显示屏上输出实时热成像，操作人员直观地观测包括碎屑温度、碎屑分布在内的特征，根据提供的信息对磨削加工的情况进行分析，防止在磨削过程中发生异常情况，并对磨削参数及时进行调整，对工件或者磨床造成损伤。