一种带主动防护的数控机床的制作方法

本发明涉及数控机床，更具体地说，它涉及一种带主动防护的数控机床。

背景技术：

1、数控机床运动中的故障会导致撞刀事故，机床运动故障是指机床的操作系统处于失控状态，比如操作人员程序输入错误，导致加工轨迹没有按照设定路径走，从而造成刀具与工件或工装夹具(如三爪卡盘)等发生碰撞；

2、撞刀事故发生时，由于装夹工件的三爪卡盘在刀具的干涉下无法保持正常运行，从而发生瞬时减速甚至急停，此时用于驱动三爪卡盘旋转的驱动电机仍持续向三爪卡盘输出扭矩，被迫急停的三爪卡盘会对驱动电机的输出端施加巨大的阻力，从而大幅增加驱动电机的负荷，使得驱动电机的输出轴被迫停车甚至造成驱动电机烧毁；

3、另外，撞车发生时，刀盘上的刀具、三爪卡盘内安装的工件等都可能因碰撞产生的巨大冲击而从原有安装位置脱离飞出，这对于操作人员或周围的其他设备都是很大的安全隐患。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种带主动防护的数控机床，以解决数控机床撞刀发生时容易对驱动电机造成损伤以及因撞刀产生的飞溅物对操作人员及设备造成威胁的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种带主动防护的数控机床，包括床体，所述床体内两侧分别设置有安装厢和基台，所述安装厢上转动安装有三爪卡盘，所述基台上可移动地设置有移动台，所述移动台上设置有刀盘；

4、还包括：

5、旋转驱动机构，其设置于安装厢内，用于驱动三爪卡盘转动；

6、脱离机构，其设置于安装厢内，用于当撞刀发生时，将旋转驱动机构与三爪卡盘脱离；

7、防飞溅机构，其设置于移动台上，用于当撞刀发生时，将三爪卡盘及刀盘包裹住；

8、触发机构，其设置于三爪卡盘上，用于当撞刀发生时，产生触发信号；

9、控制器，其设置于安装厢内，用于当接收到触发机构产生的触发信号时，控制所述脱离机构和防飞溅机构动作触发。

10、作为本发明进一步的方案：所述旋转驱动机构包括固定安装于安装厢内的驱动电机、连接于驱动电机输出端的驱动带轮以及设置于三爪卡盘上的卡盘带轮，所述驱动带轮与卡盘带轮之间连接有同步带。

11、作为本发明进一步的方案：所述触发机构包括固定于三爪卡盘上的两组安装板，两组所述安装板之间连接有半环形导向柱，所述半环形导向柱的圆心与三爪卡盘的圆心重合；所述半环形导向柱上滑动套设有滑环，所述滑环与两侧安装板之间均设置有第一弹簧，所述第一弹簧活动套设于半环形导向柱上；所述三爪卡盘上还设置有两组用于检测滑环的感应器，两组所述感应器对称分布于半环形导向柱两端部。

12、作为本发明进一步的方案：所述脱离机构包括两组与同步带两侧对应的第一滑槽，所述第一滑槽开设于安装厢上，第一滑槽内滑动嵌设有第一滑块，所述第一滑块上转动安装有张紧滚筒和脱离滚筒，所述张紧滚筒与同步带外侧带面滚动接触，所述脱离滚筒与同步带内侧带面滚动接触；所述安装厢上还设置有用于驱动两侧第一滑块沿对应第一滑槽运动的调节组件。

13、作为本发明进一步的方案：所述调节组件包括开设于安装厢上的第二滑槽，所述第二滑槽位于两侧第一滑槽之间，所述第二滑槽内滑动嵌设有第二滑块，所述第二滑块与两侧第一滑块之间均铰接有连杆，所述安装厢上还安装有调节电机，所述调节电机输出端设置有齿轮，所述第二滑块上设置有与齿轮啮合的齿条。

14、作为本发明进一步的方案：还包括设置于安装厢上的u形导向架，所述u形导向架罩设于驱动带轮外侧，所述u形导向架朝向卡盘带轮的一侧设置有开口，所述u形导向架与驱动带轮之间形成容纳同步带的u形腔室，所述u形导向架内两侧对称设置有用于限制同步带的u形限位板。

15、作为本发明进一步的方案：所述u形导向架内壁上开设有若干吸附槽口，所述安装厢上安装有吸气泵，所述吸气泵通过气管与各吸附槽口连通；所述u形导向架开口处两侧内壁均开设有凹槽，所述凹槽内转动安装有导向辊。

16、作为本发明进一步的方案：所述防飞溅机构包括活动罩设于刀盘外围的遮盖组件；所述遮盖组件具有收纳和展开两种状态，其中，收纳状态为遮盖组件的初始状态；当所述遮盖组件处于展开状态时，将刀盘和三爪卡盘包裹住；

17、当未发生撞刀时，所述遮盖组件处于收纳状态；当发生撞刀时，所述控制器驱动所述遮盖组件由收纳状态切换为展开状态。

18、作为本发明进一步的方案：所述遮盖组件包括位于移动台两侧的第一铁环和第二铁环，所述第一铁环和第二铁环之间周向连接有若干支撑滑杆，所述支撑滑杆活动贯穿移动台，各支撑滑杆上均活动套设有第二弹簧，所述第二弹簧位于第一铁环与移动台之间；所述移动台内设置有收纳箱，所述收纳箱内收卷有与第一铁环连接的防护罩。

19、作为本发明进一步的方案：所述移动台背离刀盘的一侧固定有安装柱，所述安装柱上安装有电磁铁，所述第二铁环上设置有与电磁铁适配的磁吸架；所述安装厢朝向移动台的端面上开设有环形卡槽，所述环形卡槽内设置有与第一铁环适配的环形磁铁；

20、当未发生撞刀时，所述控制器控制所述电磁铁得电；当发生撞刀时，所述控制器控制所述电磁铁失电。

21、本发明的有益效果：

22、在发生撞刀时，利用因撞刀导致三爪卡盘111运行加速度瞬时增大这一特性，使滑环在惯性作用下沿半环形导向柱滑动至对应感应器的感应区内，从而产生防护机制的触发信号，通过脱离机构使同步带与驱动带轮立即脱离，切断驱动电机与三爪卡盘之间的扭矩传输路径，避免造成电机损坏，同时触发防护罩展开，从而将三爪卡盘和刀盘包裹在内，避免因撞刀产生的飞溅物对操作人员和其他设备造成威胁，防护响应速度快，防护性能高。

技术特征：

1.一种带主动防护的数控机床，包括床体(100)，所述床体(100)内两侧分别设置有安装厢(110)和基台(120)，所述安装厢(110)上转动安装有三爪卡盘(111)，所述基台(120)上可移动地设置有移动台(121)，所述移动台(121)上设置有刀盘(122)；

2.根据权利要求1所述的一种带主动防护的数控机床，其特征在于，所述旋转驱动机构(200)包括固定安装于安装厢(110)内的驱动电机(210)、连接于驱动电机(210)输出端的驱动带轮(230)以及设置于三爪卡盘(111)上的卡盘带轮(220)，所述驱动带轮(230)与卡盘带轮(220)之间连接有同步带(240)。

3.根据权利要求1所述的一种带主动防护的数控机床，其特征在于，所述触发机构(300)包括固定于三爪卡盘(111)上的两组安装板(310)，两组所述安装板(310)之间连接有半环形导向柱(320)，所述半环形导向柱(320)的圆心与三爪卡盘(111)的圆心重合；

4.根据权利要求2所述的一种带主动防护的数控机床，其特征在于，所述脱离机构(400)包括两组与同步带(240)两侧对应的第一滑槽(410)，所述第一滑槽(410)开设于安装厢(110)上，第一滑槽(410)内滑动嵌设有第一滑块(411)，所述第一滑块(411)上转动安装有张紧滚筒(412)和脱离滚筒(413)，所述张紧滚筒(412)与同步带(240)外侧带面滚动接触，所述脱离滚筒(413)与同步带(240)内侧带面滚动接触；所述安装厢(110)上还设置有用于驱动两侧第一滑块(411)沿对应第一滑槽(410)运动的调节组件。

5.根据权利要求4所述的一种带主动防护的数控机床，其特征在于，所述调节组件包括开设于安装厢(110)上的第二滑槽(420)，所述第二滑槽(420)位于两侧第一滑槽(410)之间，所述第二滑槽(420)内滑动嵌设有第二滑块(421)，所述第二滑块(421)与两侧第一滑块(411)之间均铰接有连杆(430)，所述安装厢(110)上还安装有调节电机(440)，所述调节电机(440)输出端设置有齿轮(441)，所述第二滑块(421)上设置有与齿轮(441)啮合的齿条(442)。

6.根据权利要求4所述的一种带主动防护的数控机床，其特征在于，还包括设置于安装厢(110)上的u形导向架(500)，所述u形导向架(500)罩设于驱动带轮(230)外侧，所述u形导向架(500)朝向卡盘带轮(220)的一侧设置有开口，所述u形导向架(500)与驱动带轮(230)之间形成容纳同步带(240)的u形腔室，所述u形导向架(500)内两侧对称设置有用于限制同步带(240)的u形限位板(510)。

7.根据权利要求6所述的一种带主动防护的数控机床，其特征在于，所述u形导向架(500)内壁上开设有若干吸附槽口(540)，所述安装厢(110)上安装有吸气泵(520)，所述吸气泵(520)通过气管(530)与各吸附槽口(540)连通；所述u形导向架(500)开口处两侧内壁均开设有凹槽(511)，所述凹槽(511)内转动安装有导向辊(512)。

8.根据权利要求1所述的一种带主动防护的数控机床，其特征在于，所述防飞溅机构(700)包括活动罩设于刀盘(122)外围的遮盖组件；所述遮盖组件具有收纳和展开两种状态，其中，收纳状态为遮盖组件的初始状态；当所述遮盖组件处于展开状态时，将刀盘(122)和三爪卡盘(111)包裹住；

9.根据权利要求8所述的一种带主动防护的数控机床，其特征在于，所述遮盖组件包括位于移动台(121)两侧的第一铁环(710)和第二铁环(730)，所述第一铁环(710)和第二铁环(730)之间周向连接有若干支撑滑杆(720)，所述支撑滑杆(720)活动贯穿移动台(121)，各支撑滑杆(720)上均活动套设有第二弹簧(740)，所述第二弹簧(740)位于第一铁环(710)与移动台(121)之间；所述移动台(121)内设置有收纳箱(760)，所述收纳箱(760)内收卷有与第一铁环(710)连接的防护罩(750)。

10.根据权利要求9所述的一种带主动防护的数控机床，其特征在于，所述移动台(121)背离刀盘(122)的一侧固定有安装柱(770)，所述安装柱(770)上安装有电磁铁(780)，所述第二铁环(730)上设置有与电磁铁(780)适配的磁吸架(790)；所述安装厢(110)朝向移动台(121)的端面上开设有环形卡槽(112)，所述环形卡槽(112)内设置有与第一铁环(710)适配的环形磁铁(113)；

技术总结本发明涉及数控机床技术领域，具体公开了一种带主动防护的数控机床，包括床体，所述床体内两侧分别设置有安装厢和基台，安装厢上设置有三爪卡盘，基台上安装有带有刀盘的移动台；还包括：旋转驱动机构，用于驱动三爪卡盘转动；脱离机构，用于将旋转驱动机构与三爪卡盘脱离；防飞溅机构，用于将三爪卡盘及刀盘包裹住。在发生撞刀时，滑环在惯性作用下滑动至感应器的感应区内，产生触发信号，通过脱离机构使同步带与驱动带轮立即脱离，切断驱动电机与三爪卡盘之间的扭矩传输路径，避免造成电机损坏，同时触发防护罩展开，从而将三爪卡盘和刀盘包裹在内，避免因撞刀产生的飞溅物对操作人员和其他设备造成威胁，防护响应速度快，防护性能高。技术研发人员：雷玉旭,孙华鹏,绳立威,李长飞,路言增,张鹏受保护的技术使用者：山东行创精密机械有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20