CN107263196B - 新型数控机床防护装置及应用该装置的数控机床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新型数控机床防护装置及应用该装置的数控机床，其中的新型数控机床防护装置包括气囊移动单元、防护气囊、检测器和控制器；气囊移动单元包括移动面板、限定移动面板运动轨迹且相互平行的两导轨、以及驱动移动面板沿着两导轨运动的驱动机构；移动面板的相对两侧分别设置于两导轨内；驱动机构与控制器电连接；防护气囊设置于移动面板的一侧，并与控制器电连接；检测器与控制器电连接，并将检测得到的检测信号输出至控制器；控制器根据检测信号控制防护气囊和驱动电机的工作状态。实现只有存在危险前的瞬间才进行开启，不会在平常状态下遮挡操作人员的视野和限制工作台的移动行程，避免充气后的防护气囊延伸到工作台而影响数控机床的工作。

Description

新型数控机床防护装置及应用该装置的数控机床
技术领域
本发明涉及数控机床领域，特别是涉及一种新型数控机床防护装置及应用该装置的数控机床。
背景技术
数控机床是数字控制机床(Computer numerical control machine tools)的简称，是一种装有程序控制***的自动化机床。该控制***能够逻辑地处理具有控制编码或其它符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出的各种控制信号，控制机床的动作，按照图纸要求的形成和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床能够较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件技工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。
但是，目前的数控机床还是会存在安全问题，而为解决该问题，目前采用了数控机床防护罩实现防护，以为数控操作人员带来良好的安全保障。而现有数控机床防护罩一般是一种固定于工作台周围的结构，由此，在数控机床的工作过程中，其工作台都会被防护罩遮挡，数控操作人员难以查看数控机床对工件的加工状态。
为解决上述数控操作人员难以查看数控机床对工件的加工状态的问题，目前在防护子罩设置有一视察窗，从而通过视察窗对工件的加工状态进行查看。但是，由于视察窗的大小有限，数控操作人员的视野仍然会被遮挡，比较狭隘。同时，由于防护罩是围设于数控机床的机架***的，则必然对数控机床的工作台的移动行程造成限制。
发明内容
为解决上述现有技术的缺点和不足，本发明提供了一种新型数控机床防护装置，只有在确实存在危险前的瞬间才自动进行开启，由此不仅实现了有效的防护，而且还在没有发生任何危险时处于收纳状态，不会在平常状态下对操作人员的视野造成遮挡，也不会对数控机床的工作台的移动行程造成限制，同时也减少了在具有撞击的情况下对人体造成的伤害和限制了防护气囊充气后的延展方向，避免充气后的防护气囊延伸到工作台处而影响数控机床的工作。
为达到本发明的第一目的，本发明提供了一种新型数控机床防护装置，其包括气囊移动单元、防护气囊、检测器和控制器；
所述气囊移动单元包括移动面板、限定移动面板运动轨迹且相互平行的两导轨、以及驱动移动面板沿着所述两导轨运动的驱动机构；所述移动面板的相对两侧分别设置于所述两导轨内；所述驱动机构与所述控制器电连接；
所述防护气囊设置于所述移动面板的一侧，并与所述控制器电连接；
所述检测器与所述控制器电连接，并将检测得到的检测信号输出至所述控制器；
所述控制器根据所述检测器检测得到的检测信号控制所述防护气囊和所述驱动电机的工作状态。
由此通过检测器在检测到人体过于靠近工作台时，即可通过控制器控制所述防护气囊工作而充满气体实现防护，同时通过控制器驱动移动面板移动至防护位置；而在未检测到人体过于靠近工作台时，控制器不控制防护气囊充气而保持防护气囊处于收纳状态且控制移动面板处于收纳位置，不会对操作人员的视野造成阻挡，也不会对数控机床的工作台的移动行程造成限制，并且，通过将防护气囊设置在移动面板的一侧，由此利用移动面板对充气过程中的防护气囊的延伸方向，避免充气后的防护气囊延伸到工作台处而影响数控机床的工作，同时也通过防护气囊避免了在具有人体撞击的情况下，对撞击进行缓冲，降低对人体的伤害。故通过上述技术方案，本发明实现了只有在确实存在危险前的瞬间才自动进行开启，由此不仅实现了有效的防护，而且还在没有发生任何危险时处于收纳状态，不会在平常状态下对操作人员的视野造成遮挡，也不会对数控机床的工作台的移动行程造成限制，同时也减少了在具有撞击的情况下对人体造成的伤害和限制了防护气囊充气后的延展方向，避免充气后的防护气囊延伸到工作台处而影响数控机床的工作。
进一步，每一导轨中允许移动面板安装的一侧相对的另一侧壁面设有导槽；所述驱动机构与所述移动面板之间的连接处位于所述导槽中，并可由所述控制器控制而驱动所述移动面板沿所述两导轨中的导槽移动。通过此处限定，更加方便了驱动机构与移动面板之间连接和安装，也有利于根据实际使用需要而通过限定导槽的长度实现对移动面板的移动行程的限定。
进一步，作为驱动机构的第一种实施方式，所述驱动机构包括相对设置于所述两导轨外并分别与所述两导轨一一对应的两同步带机构；每一同步带机构包括一与所述控制器电连接的同步带驱动电机、与同步带驱动电机的电机输出轴轴接的主动带轮、同步带、及通过同步带与所述主动带轮传动连接的被动带轮；所述两同步带机构的同步带分别平行于与其对应的导轨，且每一同步带机构的同步带中朝向与其对应的导轨的导槽的一面的下端固设有一固定块；所述移动面板的相对两侧分别与所述两同步带机构的固定块固接；每一同步带机构的主动带轮和被动带轮之间的距离大于或等于每一导轨的长度。通过此处限定，有利于保证了驱动机构驱动移动面板运动的稳定性，同时也简化了驱动机构的结构。
进一步，作为驱动机构的第二种实施方式，所述驱动机构包括相对设置于所述两导轨外并分别与所述两导轨一一对应的两齿轮往复驱动机构；每一齿轮往复驱动机构包括一与所述控制器电连接的齿轮驱动电机、及与齿轮驱动电机的电机输出轴轴接的主动齿轮；及所述移动面板的相对两侧侧面都设有齿条，且其相对两侧侧面的齿条分别与所述两齿轮往复驱动机构的主动齿轮啮合相接。通过此处限定，在增强了驱动机构对移动面板驱动的稳定性的同时，简化了驱动机构的结构。
进一步，作为驱动机构的第三种结构，所述驱动机构包括与所述控制器电连接的至少一电动推杆，所述电动推杆的输出轴与所述两导轨平行，且与所述移动面板固接。通过此处限定，使得驱动结构的结构最简化，更加方便控制。
进一步，所述移动面板的一侧面设有用于容纳所述防护气囊的容置槽、及用于封闭所述容置槽的开口的盖板；所述盖板包括分别与容置槽开口两侧内壁铰接的两板体；当所述防护气囊处于未充气状态时，两盖板覆盖所述容置槽的开口，封闭所述容置槽；当所述防护气囊处于充气状态且其体积大于所述容置槽时，防护气囊顶开所述两盖板并伸出容置槽外。通过此处限定，不仅有利于数控机床防护装置的美观，而且还对防护气囊进行保护，避免防护气囊遭受外部环境的影响而发生变形。
进一步，所述防护气囊包括设有进气口和出气口的气囊本体、以及抽气充气两用泵；所述抽气充气两用泵的充气口与所述气囊本体的进气口密封连通相接，及其抽气口与所述气囊本体的出气口密封连通相接，且所述抽气充气两用泵与所述控制器电连接，并由所述控制器根据所述检测器检测所得的检测信号控制其工作状态。通过此处对防护气囊的结构限定，实现了防护气囊的重复利用，保护环境且减小废品产生，具有更低的成本。
进一步，所述检测器为热释电红外传感器，用于安装于数控机床的工作台中长度方向或宽度方向上的侧边处，且所述检测器的最大探测距离为10cm。通过此处限定，保证了只有在人体足够靠近工作台而会存在危险时，检测器才能探测到有效信号，进一步提高了防护准确率。
进一步，本发明的新型数控机床防护装置还包括与所述控制器电连接的报警器。通过此处限定，有利于在进行防护措施的同时提醒误入危险区的人员注意危险，从而更好地避免安全事故发生。
为达到本发明的另一目的，本发明还提供了一种数控机床，其包括上述任一项所述的新型数控机床防护装置；所述新型数控机床防护装置设置于所述数控机床的机架上。由于本发明的数控机床包括上述任一项的数控机床防护装置，则本发明的数控机床也具有上述任一项的数控机床防护装置的技术效果，故在此不再赘述。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1为本发明的新型数控机床防护装置收纳时的数控机床的结构示意图；
图2为本发明的新型数控机床防护装置防护时的数控机床的结构示意图；
图3为本发明的新型数控机床防护装置的正视结构示意图；
图4是图3中的新型数控机床防护装置的移动面板上移后的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1和图2，本发明提供了一种数控机床，其包括机架1、设置于机架1上的X轴向移动机构、通过X轴向移动机构设置在机座上的工作台、设置在机架1上的Z轴向移动机构、与Z轴向移动机构连接的加工刀具机构、设置于工作台2上的Y轴向移动机构、通过Y轴向移动机构设置在工作台2上的夹具机构、以及设置在机架1上的新型数控机床防护装置3。
在本发明中，机架1的基本结构、X向轴移动机构、工作台2、Z轴向移动机构、加工刀具机构、Y向轴移动机构和夹具机构的结构与现有技术的数控机床相应的结构相同，故在此不再赘述。
具体地，请同时参阅图3和图4，所述新型数控机床防护装置包括气囊移动单元、防护气囊、检测器35和控制器。所述气囊移动单元包括移动面板31、限定移动面板31运动轨迹且相互平行的两导轨32、以及驱动移动面板31沿着所述两导轨32运动的驱动机构33；所述移动面板31的相对两侧分别设置于所述两导轨32内；所述驱动机构33与所述控制器电连接。所述防护气囊设置于所述移动面板31的一侧，并与所述控制器电连接。所述检测器35与所述控制器电连接，并将检测得到的检测信号输出至所述控制器。所述控制器根据所述检测器35检测得到的检测信号控制所述防护气囊和所述驱动电机的工作状态。
在本实施例中，所述气囊移动单元是安装于机架1的长度方向，所述检测器35安装于数控机床的工作台2中长度方向上的侧边处。
由此，通过上述技术方案，当检测器35在其探测范围内检测到人体时，会输入一个有效的检测信号至所述控制器，则控制器在接收到该有效信号后即会控制所述驱动机构33驱动移动面板31向上移动遮挡工作台2，同时也控制所述防护气囊充气，实现防护；否则，也即当检测器35在其探测范围内未检测到人体时，其不会输入有效信号至控制器，则控制器不会接收到有效信号，则会控制所述驱动机构33不工作而使移动面板31保持初始状态不对工作台2进行遮挡，同时也控制所述防护气囊保持未充有气体时的状态，实现移动面板31和防护气囊都保持收纳状态而不对操作人员的视野造成阻挡。具体地，每一导轨中允许移动面板31安装的一侧相对的另一侧壁面设有导槽，且每一导轨的同一端设有允许移动面板31因移动而穿伸于导轨外的开口，在本实施例中，每一导轨的顶端端部设有允许移动面板31因移动而穿伸于导轨外的开口。所述驱动机构33与所述移动面板31之间的连接处位于所述导槽中，并可由所述控制器控制而驱动所述移动面板31沿所述两导轨32中的导槽移动。
具体地，所述驱动机构33包括相对设置于所述两导轨32外并分别与所述两导轨32一一对应的两同步带机构(331和332)。每一同步带机构包括一与所述控制器电连接的同步带驱动电机a、与同步带驱动电机a的电机输出轴轴接的主动带轮b、同步带c、及通过同步带c与所述主动带轮b传动连接的被动带轮d。所述两同步带机构(331和332)的同步带c分别平行于与其对应的导轨，且每一同步带c机构的同步带c中朝向与其对应的导轨的导槽的一面的下端固设有一固定块e；所述移动面板31的相对两侧分别与所述两同步带机构(331和332)的固定块固接。每一同步带c机构的主动带轮b和被动带轮d之间的距离大于或等于每一导轨的长度。
在本实施例，为对不进行防护时的防护气囊进行保护，所述移动面板31的一侧面设有用于容纳所述防护气囊的容置槽311、及用于封闭所述容置槽311的开口的盖板。所述盖板包括分别与容置槽311开口两侧内壁铰接的两板体(312和313)。当所述防护气囊处于未充气状态时，两盖板覆盖所述容置槽311的开口，封闭所述容置槽311；当所述防护气囊处于充气状态且其体积大于所述容置槽311时，防护气囊顶开所述两盖板并伸出容置槽311外。
具体地，所述防护气囊包括设有进气口和出气口的气囊本体34、以及抽气充气两用泵；所述抽气充气两用泵的充气口与所述气囊本体34的进气口密封连通相接，及其抽气口与所述气囊本体34的出气口密封连通相接，且所述抽气充气两用泵与所述控制器电连接，并由所述控制器根据所述检测器35检测所得的检测信号控制其工作状态。
为进一步提高防护准确率，作为一种更优的技术方案，所述检测器35为热释电红外传感器，且所述检测器35的最大探测距离为10cm。
另外，本发明还具有其它变形实施例，例如：
1)改变防护气囊的结构，也即，结构改变后的防护气囊包括设有进气口和出气口的气囊本体、以及充气口与气囊本体的进气口密封连通相接的气体发生器；所述气体发生器与所述控制器电连接，并由所述控制器根据所述检测器35检测所得的检测信号控制其工作状态。在此种结构的防护气囊下，在防护气囊进行防护使用后，其内的气体会从其出气口逐渐排出，重新变瘪。此时，需要更换新的防护气囊，以作为下一次的防护使用。
2)改变驱动机构的结构，也即，结构改变后的驱动机构包括相对设置于所述两导轨32外并分别与所述两导轨一一对应的两齿轮往复驱动机构；每一齿轮往复驱动机构包括一与所述控制器电连接的齿轮驱动电机、及与齿轮驱动电机的电机输出轴轴接的主动齿轮；及所述移动面板的相对两侧侧面都设有齿条，且其相对两侧侧面的齿条分别与所述两齿轮往复驱动机构的主动齿轮啮合相接；或者，
结构改变后的驱动机构包括与所述控制器电连接的至少一电动推杆，所述电动推杆的输出轴与所述两导轨平行，且与所述移动面板固接。
3)不在移动面板31上设置容置槽311和盖板，直接让防护气囊外漏于移动面板31外。
4)改变检测器35的结构，如检测器为光电传感器。
5)为进一步提高防护性能，在其它变形实施例中，检测器35可以设置多个，均匀地安装于所述工作台2中长度方向上的侧边处。
6)为进一步提高防护性能，还可以在工作台的宽度方向上朝向机架敞开处的一侧外设置一新型数控机床防护装置，此时，本发明的数控机床具有两个新型数控防护装置。
7)为提高误入危险区的人员的警惕性，在其它变形实施例中，所述新型数控机床防护装置还包括与所述控制器电连接的报警器，所述控制器还根据所述检测器35的检测信号控制所述报警器报警或不报警。
相对于现有技术，本发明新型数控机床防护装置及应用该装置的数控机床实现了只有在确实存在危险前的瞬间才自动进行开启，由此不仅实现了有效的防护，而且还在没有发生任何危险时处于收纳状态，不会在平常状态下对操作人员的视野造成遮挡，也不会对数控机床的工作台的移动行程造成限制，同时也减少了在具有撞击的情况下对人体造成的伤害和限制了防护气囊充气后的延展方向，避免充气后的防护气囊延伸到工作台处而影响数控机床的工作。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种新型数控机床防护装置，其特征在于：包括气囊移动单元、防护气囊、检测器和控制器；
所述气囊移动单元包括移动面板、限定移动面板运动轨迹且相互平行的两导轨、以及驱动移动面板沿着所述两导轨运动的驱动机构；所述移动面板的相对两侧分别设置于所述两导轨内；所述驱动机构与所述控制器电连接；
每一导轨中允许移动面板安装的一侧相对的另一侧壁面设有导槽；所述驱动机构与所述移动面板之间的连接处位于所述导槽中，并可由所述控制器控制而驱动所述移动面板沿所述两导轨中的导槽移动；
所述移动面板的一侧面设有用于容纳所述防护气囊的容置槽、及用于封闭所述容置槽的开口的盖板；所述盖板包括分别与容置槽开口两侧内壁铰接的两板体；当所述防护气囊处于未充气状态时，两盖板覆盖所述容置槽的开口，封闭所述容置槽；当所述防护气囊处于充气状态且其体积大于所述容置槽时，防护气囊顶开所述两盖板并伸出容置槽外；
所述防护气囊设置于所述移动面板的一侧，并与所述控制器电连接；
所述防护气囊包括设有进气口和出气口的气囊本体、以及抽气充气两用泵；所述抽气充气两用泵的充气口与所述气囊本体的进气口密封连通相接，及其抽气口与所述气囊本体的出气口密封连通相接，且所述抽气充气两用泵与所述控制器电连接，并由所述控制器根据所述检测器检测所得的检测信号控制其工作状态；
所述检测器与所述控制器电连接，并将检测得到的检测信号输出至所述控制器；
所述控制器根据所述检测器检测得到的检测信号控制所述防护气囊和所述驱动电机的工作状态。
2.根据权利要求1所述的新型数控机床防护装置，其特征在于：所述驱动机构包括相对设置于所述两导轨外并分别与所述两导轨一一对应的两同步带机构；每一同步带机构包括一与所述控制器电连接的同步带驱动电机、与同步带驱动电机的电机输出轴轴接的主动带轮、同步带、及通过同步带与所述主动带轮传动连接的被动带轮；
所述两同步带机构的同步带分别平行于与其对应的导轨，且每一同步带机构的同步带中朝向与其对应的导轨的导槽的一面的下端固设有一固定块；所述移动面板的相对两侧分别与所述两同步带机构的固定块固接；
每一同步带机构的主动带轮和被动带轮之间的距离大于或等于每一导轨的长度。
3.根据权利要求1所述的新型数控机床防护装置，其特征在于：所述驱动机构包括相对设置于所述两导轨外并分别与所述两导轨一一对应的两齿轮往复驱动机构；每一齿轮往复驱动机构包括一与所述控制器电连接的齿轮驱动电机、及与齿轮驱动电机的电机输出轴轴接的主动齿轮；及所述移动面板的相对两侧侧面都设有齿条，且其相对两侧侧面的齿条分别与所述两齿轮往复驱动机构的主动齿轮啮合相接。
4.根据权利要求1所述的新型数控机床防护装置，其特征在于：所述驱动机构包括与所述控制器电连接的至少一电动推杆，所述电动推杆的输出轴与所述两导轨平行，且与所述移动面板固接。
5.根据权利要求1～4任一项所述的新型数控机床防护装置，其特征在于：所述检测器为热释电红外传感器，用于安装于数控机床的工作台中长度方向或宽度方向上的侧边处，且所述检测器的最大探测距离为10cm。
6.根据权利要求5所述的新型数控机床防护装置，其特征在于：还包括与所述控制器电连接的报警器。
7.一种数控机床，其特征在于：包括权利要求1～6任一项所述的新型数控机床防护装置；所述新型数控机床防护装置设置于所述数控机床的机架上。
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