一种CNC机床及其气缸夹具在线检测防呆方法及系统

摘要

本发明公开一种CNC机床的气缸夹具在线检测防呆方法，包括：将探针垂向置于距气缸夹具表面上方预设高度的初始位置；使所述探针下移预设距离，并检测其在移动过程中是否触碰到位于所述气缸夹具表面的压块，若是，则按照预设报警方式对用户进行示警；其中，所述预设距离的长度值小于所述预设高度与气缸拉紧时所述压块的表面高度之差。在该段下移的预设距离长度内，若气缸不处于拉紧状态，则必然会将压块顶起一定距离，使得压块的位置处于该段预设距离长度内，从而在探针下移的过程中被其触碰到。因此，本发明所提供的气缸夹具在线检测防呆方法，能够实时准确地判断气缸夹具的工作状态，并及时提醒用户进行对应操作，防止出现安全事故。

权利要求

1.一种CNC机床的气缸夹具在线检测防呆方法，其特征在于，包括：将探针(1)垂向置于距气缸夹具(2)表面上方预设高度的初始位置；

使所述探针(1)下移预设距离，并检测其在移动过程中是否触碰到位于所述气缸夹具(2)表面的压块(3)，若是，则按照预设报警方式对用户进行示警；

其中，所述预设距离的长度值小于所述预设高度与气缸(4)拉紧时所述压块(3)的表面高度之差；

在检测到所述探针(1)在移动过程中触碰到所述压块(3)后，且在对用户进行示警之前，还包括：检测所述气缸(4)的气阀是否关闭以进行修正检测操作，若是，则按照预设报警方式对用户进行示警，若否，则扫描所述压块(3)表面存在的异物，并执行对应的清扫操作；

所述探针(1)下移时，使所述探针(1)轴向保持与所述压块(3)表面垂直；

按照预设报警方式对用户进行示警，具体包括：

使报警灯闪烁和/或播放预设音频文件。

2.一种CNC机床的气缸夹具在线检测防呆系统，其特征在于，包括：重置模块，用于将探针(1)垂向置于距气缸夹具(2)表面上方预设高度的初始位置；

驱动模块，用于使所述探针(1)下移预设距离；

第一检测模块，用于检测所述探针(1)在移动过程中是否触碰到位于所述气缸夹具(2)表面的压块(3)；

报警模块，用于在所述第一检测模块的检测结果为是时，按照预设报警方式对用户进行示警；

其中，所述预设距离的长度值小于所述预设高度与气缸(4)拉紧时所述压块(3)的表面高度之差；

还包括：

第二检测模块，用于在所述第一检测模块的检测结果为是时，检测所述气缸(4)的气阀是否关闭，若是，则按照预设报警方式对用户进行示警，若否，则扫描所述压块(3)表面存在的异物，并执行对应的清扫操作。

3.一种CNC机床，其特征在于，包括支撑台(5)、设置于所述支撑台(5)上的工作台(6)、设置于所述工作台(6)上的气缸夹具(2)、设置于所述气缸夹具(2)内的气缸(4)、设置于所述气缸夹具(2)表面并与所述气缸(4)的伸缩杆相连的压块(3)、可滑动地设置于所述工作台(6)表面的主轴(7)、设置于所述主轴(7)末端并可垂向移动的探针(1)、设置于所述工作台(6)上并用于接收所述探针(1)发送信号的信号接收器(8)、与所述工作台(6)信号连接的控制器(9)，以及设置于所述控制器(9)内、如权利要求2所述的气缸夹具在线检测防呆系统；

所述探针(1)内设置有压力传感器。

说明书

一种CNC机床及其气缸夹具在线检测防呆方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及数控机床及自动控制技术领域，特别涉及一种CNC机床的气缸夹具在线检测防呆方法。本发明还涉及一种CNC机床的气缸夹具在线检测防呆系统以及一种CNC机床。

背景技术

[0002] 随着中国机械工业的发展，越来越多的机械设备已得到广泛使用。

[0003] 在机械加工制造业中，对工件的加工工艺越来越多，比如车铣刨磨等，对应的加工设备为车床、铣床、刨床、磨床等。在车床上，一般用于加工回转件等，由于机床在运行时转速很高，可达几千上万转每分钟，为此，在对工件进行加工之前，必须将工件紧固，防止出现加工过程中突然脱离的情况。

[0004] 在CNC(Computerized Numerical Control，计算机数控技术)机床上，经常使用气缸等动力机构对工件进行装夹。由于气缸的压力稳定，便于操作并容易实现自动化，因此在CNC夹具中应用越来越广泛。在通过气缸对工件进行装夹时，一般会将气缸安装进气缸夹具中，然后再通过该气缸夹具对工件进行夹紧，气缸在气缸夹紧中进行伸缩，实现对工件的定位。一般的，气缸具有两个工作状态，即拉紧(伸出)和推开(缩回)。其中，气缸的伸缩杆伸出时，其气阀处于开启状态，反之则处于关闭状态。

[0005] 然而，在机加工等劳动密集型行业，技术人员往往需要同时监管、操作几十台机床，对于CNC机床而言，即包括开启或关闭气阀等操作，如此长时间重复单调的动作，难免会出现忘记、遗漏开启气阀的操作，如此将导致夹具及工件被刀具损坏，甚至危害人身安全的严重后果。

[0006] 因此，如何实时准确地判断气缸夹具的工作状态，并及时提醒用户进行对应操作，防止出现安全事故，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

[0007] 本发明的目的是提供一种CNC机床的气缸夹具在线检测防呆方法，能够实时准确地判断气缸夹具的工作状态，并及时提醒用户进行对应操作，防止出现安全事故。本发明的另一目的是提供一种CNC机床的气缸夹具在线检测防呆系统以及一种包括上述气缸夹具在线检测防呆系统的CNC机床。

[0008] 为解决上述技术问题，本发明提供一种CNC机床的气缸夹具在线检测防呆方法，包括：

[0009] 将探针垂向置于距气缸夹具表面上方预设高度的初始位置；

[0010] 使所述探针下移预设距离，并检测其在移动过程中是否触碰到位于所述气缸夹具表面的压块，若是，则按照预设报警方式对用户进行示警；

[0011] 其中，所述预设距离的长度值小于所述预设高度与气缸拉紧时所述压块的表面高度之差。

[0012] 优选地，在检测到所述探针在移动过程中触碰到所述压块后，且在对用户进行示警之前，还包括：

[0013] 检测所述气缸的气阀是否关闭，若是，则按照预设报警方式对用户进行示警，若否，则扫描所述压块表面存在的异物，并执行对应的清扫操作。

[0014] 优选地，所述探针下移时，使所述探针轴向保持与所述压块表面垂直。

[0015] 优选地，按照预设报警方式对用户进行示警，具体包括：

[0016] 使报警灯闪烁和/或播放预设音频文件。

[0017] 本发明还提供一种CNC机床的气缸夹具在线检测防呆系统，包括：

[0018] 重置模块，用于将探针垂向置于距气缸夹具表面上方预设高度的初始位置；

[0019] 驱动模块，用于使所述探针下移预设距离；

[0020] 第一检测模块，用于检测所述探针在移动过程中是否触碰到位于所述气缸夹具表面的压块；

[0021] 报警模块，用于在所述第一检测模块的检测结果为是时，按照预设报警方式对用户进行示警；

[0022] 其中，所述预设距离的长度值小于所述预设高度与气缸拉紧时所述压块的表面高度之差。

[0023] 优选地，还包括：

[0024] 第二检测模块，用于在所述第一检测模块的检测结果为是时，检测所述气缸的气阀是否关闭，若是，则按照预设报警方式对用户进行示警，若否，则扫描所述压块表面存在的异物，并执行对应的清扫操作。

[0025] 本发明还提供一种CNC机床，包括支撑台、设置于所述支撑台上的工作台、设置于所述工作台上的气缸夹具、设置于所述气缸夹具内的气缸、设置于所述气缸夹具表面并与所述气缸的伸缩杆相连的压块、可滑动地设置于所述工作台表面的主轴、设置于所述主轴末端并可垂向移动的探针、设置于所述工作台上并用于接收所述探针发送信号的信号接收器、与所述工作台信号连接的控制器，以及设置于所述控制器内、如上述两项中任一项所述的气缸夹具在线检测防呆系统。

[0026] 优选地，所述探针内设置有压力传感器。

[0027] 本发明所提供的CNC机床的气缸夹具在线检测防呆方法，主要包括两个步骤，核心为通过探针检测气缸的工作状态，在第一步中，首先定位探针，使其处于气缸夹具表面的上方，距气缸夹具表面具有预设高度，该位置设为探针的初始位置，同时，探针需要垂向设置，以便后续的移动和检测。在第二步中，探针定位完成后进行垂向方向上的位移，并下移预设距离，在下移的过程中，探针可以通过特定检测方式检测到在其行程中是否触碰到位于气缸夹具表面的压块。其中，该压块随着气缸的伸缩杆的运动而举升或下降，当气缸处于拉紧状态时，压块紧贴在气缸夹具的表面上，而当气缸处于推开状态时，压块并不与气缸夹具的表面紧贴，而是被举升至一定高度。探针的下移过程中用于检测是否触碰到压块，重要的是，探针下移的预设距离的长度值小于其初始位置的预设高度与气缸拉紧时的压块的表面高度之差，如此，能够避免探针直接下移到气缸拉紧时的压块表面而造成误判断，在该段下移的预设距离长度内，若气缸不处于拉紧状态，则必然会将压块顶起一定距离，使得压块的位置处于该段预设距离长度内，从而在探针下移的过程中被其触碰到。而若探针检测到与压块表面触碰后，则说明当前气缸未拉紧，仍处于推开状态，此时按照预设报警方式对用户进行示警，以提醒技术人员及时进行对应处理。因此，本发明所提供的气缸夹具在线检测防呆方法，能够实时准确地判断气缸夹具的工作状态，并及时提醒用户进行对应操作，防止出现安全事故。

附图说明

[0028] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

[0029] 图1为本发明所提供的一种具体实施方式的流程图；

[0030] 图2为本发明所提供的一种具体实施方式的模块图；

[0031] 图3为本发明所提供的一种具体实施方式的结构图；

[0032] 图4为本发明所提供的一种具体实施方式中当气缸处于拉紧状态时的探针检测示意图；

[0033] 图5为本发明所提供的一种具体实施方式中当气缸处于推开状态时的探针检测示意图。

[0034] 其中，图2—图5中：

[0035] 探针—1，气缸夹具—2，压块—3，气缸—4，支撑台—5，工作台—6，主轴—7，信号接收器—8，控制器—9，重置模块—10，驱动模块—11，第一检测模块—12，报警模块—13，第二检测模块—14。

具体实施方式

[0036] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

[0037] 请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

[0038] 在本发明所提供的一种具体实施方式中，CNC机床的气缸夹具在线检测防呆方法主要包括两个步骤，分别为：将探针垂向置于距气缸夹具表面上方预设高度的初始位置；使探针下移预设距离，并检测其在移动过程中是否触碰到位于气缸夹具表面的压块，若是，则按照预设报警方式对用户进行示警；其中，预设距离的长度值小于预设高度与气缸拉紧时压块的表面高度之差。

[0039] 其中，在第一步中，首先定位探针，使其处于气缸夹具表面的上方，距气缸夹具表面具有预设高度，该位置设为探针的初始位置，同时，探针需要垂向设置，以便后续的移动和检测。

[0040] 在第二步中，探针定位完成后进行垂向方向上的位移，并下移预设距离，在下移的过程中，探针可以通过特定检测方式检测到在其行程中是否触碰到位于气缸夹具表面的压块。同时，探针在下移时，由于需要通过其端部与压块表面的触碰检测气缸状态，因此，探针在移动时，可始终保持其轴向与压块表面相垂直。该压块随着气缸的伸缩杆的运动而举升或下降，当气缸处于拉紧状态时，压块紧贴在气缸夹具的表面上，而当气缸处于推开状态时，压块并不与气缸夹具的表面紧贴，而是被举升至一定高度。

[0041] 探针的下移过程中用于检测是否触碰到压块，重要的是，探针下移的预设距离的长度值小于其初始位置的预设高度与气缸拉紧时的压块的表面高度之差，如此，能够避免探针直接下移到气缸拉紧时的压块表面而造成误判断，在该段下移的预设距离长度内，若气缸不处于拉紧状态，则必然会将压块顶起一定距离，使得压块的位置处于该段预设距离长度内，从而在探针下移的过程中被其触碰到。而若探针检测到与压块表面触碰后，则说明当前气缸未拉紧，仍处于推开状态，此时按照预设报警方式对用户进行示警，以提醒技术人员及时进行对应处理。

[0042] 因此，本实施例所提供的气缸夹具在线检测防呆方法，能够实时准确地判断气缸夹具的工作状态，并及时提醒用户进行对应操作，防止出现安全事故。

[0043] 另外，为提高通过探针检测气缸状态的结果精确性，本实施例在通过探针在移动过程中触碰到压块后，继续进行修正检测操作，具体的，可检测气缸的气阀是否关闭，如果是，则说明气缸的气阀确实关闭，而气缸处于推开状态，被探针检测到是正常结果，可信度较高。如果否，则说明气缸的气阀并没有关闭，而是处于开启状态，此时气缸拉紧，探针在正常情况下不应该与压块触碰，然而探针的检测反馈确实存在触碰情况，此种情况则说明在压块上存在异物，比如切削加工时产生的杂质、碎屑等，此时可对压块表面情况进行扫描，并执行对应的清扫操作，比如喷射清洗液或冷却液等。

[0044] 此外，当探针检测到气缸处于推开状态且气阀关闭时，可通过声光报警等方式进行报警，比如使安装的报警等闪烁，或者/以及播放预设音频文件，以提醒技术人员注意。

[0045] 本实施例还提供一种CNC机床的气缸夹具在线检测防呆系统，主要包括重置模块、驱动模块、第一检测模块和报警模块。其中，重置模块主要用于将探针垂向置于距气缸夹具表面上方预设高度的初始位置；驱动模块主要用于使所述探针下移预设距离；第一检测模块主要用于检测所述探针在移动过程中是否触碰到位于所述气缸夹具表面的压块；报警模块主要用于在所述第一检测模块的检测结果为是时，按照预设报警方式对用户进行示警。并且，预设距离的长度值小于预设高度与气缸拉紧时压块的表面高度之差。

[0046] 气缸夹具在线检测防呆系统的检测方法与前述内容相同，此处不再赘述。

[0047] 另外，为了提高检测结果的可靠性，本实施例中还增设了第二检测模块。具体的，该第二检测模块主要用于在第一检测模块的检测结果为是时，检测气缸的气阀是否关闭，若是，则按照预设报警方式对用户进行示警，若否，则扫描压块表面存在的异物，并执行对应的清扫操作。

[0048] 本实施例还提供一种CNC机床，主要包括支撑台、工作台、气缸夹具、气缸、压块、主轴、探针、信号接收器、控制器和气缸夹具在线检测防呆系统，其中，工作台设置在支撑台上，气缸夹具设置在工作台上，气缸设置于气缸夹具内部，压块设置在气缸夹具的表面并与气缸的伸缩杆相连。主轴可在工作台的表面滑动，而探针设置在主轴的末端，并且可以垂向移动。在探针内设置有压力传感器等部件，可用于检测是否触碰到物体。信号接收器设置在工作台上，与探针保持通讯，当探针触碰到物体时，探针对信号接收器发送特定信号，控制器与工作台信号连接，信号接收器可以通过工作台将信号发送给控制器。而气缸夹具在线检测防呆系统与上述相关内容相同，此处不再赘述。

[0049] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。