一種雙擺頭的安全保護(hù)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種雙擺頭的安全保護(hù)裝置，包括位置編碼器、MCS-51單片機(jī)和UPS電源，MCS-51單片機(jī)與UPS電源電連接，位置編碼器通過(guò)信號(hào)傳輸電纜與MCS-51單片機(jī)相連，MCS-51單片機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸電纜與機(jī)床的NC控制器相連。該安全保護(hù)裝置可有效地實(shí)時(shí)監(jiān)控零件加工過(guò)程，防止因誤操作或斷電等突發(fā)的異常情況導(dǎo)致雙擺頭的A軸下墜而損壞工件和機(jī)床，并且由于該安全保護(hù)裝置由UPS電源供電，因此其對(duì)零件加工過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控不受斷電的影響；同時(shí)可使刀具自動(dòng)軸向退刀并遠(yuǎn)離工件，防止工件表面的劃傷，降低工件報(bào)廢率，提高五軸數(shù)控機(jī)床加工的安全等級(jí)，確保五軸數(shù)控機(jī)床的加工精度，提升機(jī)床品質(zhì)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 —種雙擺頭的安全保護(hù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于五軸數(shù)控加工中心【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種雙擺頭的安全保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的高檔數(shù)控機(jī)床在國(guó)民生產(chǎn)中扮演舉足輕重的作用。目前，各種新興材料在各領(lǐng)域關(guān)鍵部件上得到廣泛應(yīng)用，而傳統(tǒng)意義上的材質(zhì)，例如鑄鐵、鋼件等，因其重量大等原因，已基本被新興材料所替代。因此，適合新興材料(如鋁，鈦等合金)的加工中心逐步得到發(fā)展，各種五軸數(shù)控加工中心逐漸占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，各種新型的加工方案也得到開(kāi)發(fā)。在五軸數(shù)控加工中心中，雙擺頭類(lèi)型的五軸高精機(jī)床占有率超過(guò)60%。因雙擺頭數(shù)控加工中心擁有坐標(biāo)軸X、Y、Z、A、C軸，可實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)高速加工，適合加工曲面較多的零件，對(duì)鋁、鈦等合金有較好的加工方案，因此受到加工業(yè)者的青睞。
[0003]由于五軸雙擺頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，A軸部分基本是用液壓結(jié)構(gòu)夾緊，A軸由于其結(jié)構(gòu)原因，屬于重力軸，如果加工過(guò)程中對(duì)A軸的控制異常，使A軸部分處于自由落體狀態(tài)，由于加工時(shí)雙擺頭位于機(jī)床和工件上方，無(wú)論該過(guò)程持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間，A軸都會(huì)下墜并對(duì)機(jī)床或工件造成損失，如果該工件精度要求高的話，將直接導(dǎo)致零件報(bào)廢，從而造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。另外，五軸數(shù)控加工中心加工時(shí)，A軸部分是由數(shù)控系統(tǒng)使能控制，液壓結(jié)構(gòu)處于松開(kāi)狀態(tài)，一旦由于誤操作或停電，A軸此時(shí)無(wú)使能控制，機(jī)床液壓夾緊結(jié)構(gòu)未及時(shí)夾緊，A軸會(huì)因重力作用下墜一定距離，即使下降幅度較小，但如果此時(shí)零件正好處因此，要保證五軸機(jī)床有較高的加工精度，必須解決雙擺頭A軸部分在不受控的情況下下落的問(wèn)題。于刀具下方，刀刃也會(huì)在工件上劃出痕跡，出現(xiàn)接刀痕，造成零件精度不合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙擺頭的安全保護(hù)裝置，可有效防止因A軸下墜導(dǎo)致工件和機(jī)床的損壞，提高五軸數(shù)控機(jī)床加工的安全等級(jí)，確保五軸數(shù)控機(jī)床的加工精度，提升機(jī)床品質(zhì)。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:一種雙擺頭的安全保護(hù)裝置，包括位置編碼器、MCS-51單片機(jī)和UPS電源，所述的MCS-51單片機(jī)與所述的UPS電源電連接，所述的位置編碼器通過(guò)信號(hào)傳輸電纜與所述的MCS-51單片機(jī)相連，所述的MCS-51單片機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸電纜與機(jī)床的NC控制器相連，位置編碼器用于對(duì)機(jī)床加工過(guò)程中A軸和C軸的坐標(biāo)值進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和采集并將采集到的坐標(biāo)值實(shí)時(shí)提供給MCS-51單片機(jī)，MCS-51單片機(jī)用于根據(jù)位置編碼器提供的A軸和C軸的坐標(biāo)值實(shí)時(shí)計(jì)算A軸和C軸之間的夾角并在異常情況下控制刀具進(jìn)行軸向退刀；使用前預(yù)先設(shè)定好刀具的軸向退刀量，當(dāng)異常情況導(dǎo)致A軸即將下墜的瞬間，MCS-51單片機(jī)即將此刻A軸和C軸的坐標(biāo)值傳輸給機(jī)床的NC控制器，由NC控制器向機(jī)床發(fā)出關(guān)機(jī)指令使機(jī)床關(guān)機(jī)，從而使A軸和C軸保持當(dāng)前位置，并且在A軸即將下墜的瞬間MCS-51單片機(jī)計(jì)算出的A軸和C軸之間的夾角即為退刀角度，MCS-51單片機(jī)控制刀具沿該退刀角度和預(yù)先設(shè)定的軸向退刀量進(jìn)行軸向退刀。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:本實(shí)用新型的雙擺頭的安全保護(hù)裝置包括位置編碼器、MCS-51單片機(jī)和UPS電源，MCS-51單片機(jī)與UPS電源電連接，位置編碼器通過(guò)信號(hào)傳輸電纜與MCS-51單片機(jī)相連，MCS-51單片機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸電纜與機(jī)床的NC控制器相連，該安全保護(hù)裝置可有效地實(shí)時(shí)監(jiān)控零件加工過(guò)程，防止因誤操作或斷電等突發(fā)的異常情況導(dǎo)致雙擺頭的A軸下墜而損壞工件和機(jī)床，并且由于該安全保護(hù)裝置由UPS電源供電，因此其對(duì)零件加工過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控不受斷電的影響；同時(shí)可使刀具自動(dòng)軸向退刀并遠(yuǎn)離工件，防止工件表面的劃傷，降低工件報(bào)廢率，提高五軸數(shù)控機(jī)床加工的安全等級(jí)，確保五軸數(shù)控機(jī)床的加工精度，提升機(jī)床品質(zhì)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本實(shí)用新型的組成框圖；
[0008]圖2為實(shí)施例中雙擺頭的正視圖；
[0009]圖3為實(shí)施例中雙擺頭的側(cè)視圖；
[0010]圖4為實(shí)施例中雙擺頭的軸向退刀示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0012]將本實(shí)用新型具體應(yīng)用于圖2和圖3所示的五軸數(shù)控機(jī)床的雙擺頭，該雙擺頭的正視圖如圖2所示，側(cè)視圖如圖3所示，該雙擺頭可在±110°角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；圖1為本實(shí)用新型的組成框圖；圖4為雙擺頭的軸向退刀示意圖。
[0013]如圖所示，本實(shí)施例的雙擺頭的安全保護(hù)裝置，包括位置編碼器1、MCS-51單片機(jī)2和UPS電源3，MCS-51單片機(jī)2與UPS電源3電連接，位置編碼器I通過(guò)信號(hào)傳輸電纜與MCS-51單片機(jī)2相連，MCS-51單片機(jī)2通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸電纜與機(jī)床的NC控制器(圖中未示出)相連，位置編碼器I用于對(duì)機(jī)床加工過(guò)程中A軸4和(:軸5的坐標(biāo)值進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和采集并將采集到的坐標(biāo)值實(shí)時(shí)提供給MCS-51單片機(jī)2，MCS-51單片機(jī)2用于根據(jù)位置編碼器I提供的A軸4和C軸5的坐標(biāo)值實(shí)時(shí)計(jì)算A軸4和C軸5之間的夾角并在異常情況下控制刀具6進(jìn)行軸向退刀。
[0014]使用前預(yù)先設(shè)定好刀具6的軸向退刀量，針對(duì)不同長(zhǎng)度的刀具，設(shè)定不同的軸向退刀量，例如對(duì)于IOOmm長(zhǎng)的刀具，可將其軸向退刀量設(shè)定為115?125mm。當(dāng)因斷電、失控等突發(fā)的異常情況而導(dǎo)致A軸即將下墜的瞬間，MCS-51單片機(jī)2即將此刻A軸4和C軸5的坐標(biāo)值傳輸給機(jī)床的NC控制器，由NC控制器向機(jī)床發(fā)出關(guān)機(jī)指令使機(jī)床關(guān)機(jī)，從而A軸和C軸無(wú)使能控制，A軸4和C軸5保持在當(dāng)前位置，A軸4不會(huì)因重力原因而下墜，并且在A軸4即將下墜的瞬間MCS-51單片機(jī)2計(jì)算出的A軸4和C軸5之間的夾角即為退刀角度，MCS-51單片機(jī)2控制刀具6沿該退刀角度和預(yù)先設(shè)定的軸向退刀量進(jìn)行軸向退刀，雙擺頭的軸向退刀示意圖如圖4所示，圖4中箭頭所示方向?yàn)橥说斗较?，軸向退刀后刀具6遠(yuǎn)離工件(圖中未示出)表面，可避免工件表面的劃傷。
[0015]在機(jī)床關(guān)機(jī)且A軸4和C軸5保持在異常情況發(fā)生瞬間的加工位置，同時(shí)刀具6軸向退刀后，排除故障后即可將機(jī)床重新開(kāi)機(jī)，雙擺頭即從當(dāng)前位置開(kāi)始繼續(xù)對(duì)工件進(jìn)行后續(xù)加工，保證了機(jī)床的加工效率。
【權(quán)利要求】
1.一種雙擺頭的安全保護(hù)裝置，其特征在于包括位置編碼器、MCS-51單片機(jī)和UPS電源，所述的MCS-51單片機(jī)與所述的UPS電源電連接，所述的位置編碼器通過(guò)信號(hào)傳輸電纜與所述的MCS-51單片機(jī)相連，所述的MCS-51單片機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸電纜與機(jī)床的NC控制器相連，位置編碼器用于對(duì)機(jī)床加工過(guò)程中A軸和C軸的坐標(biāo)值進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和采集并將采集到的坐標(biāo)值實(shí)時(shí)提供給MCS-51單片機(jī)，MCS-51單片機(jī)用于根據(jù)位置編碼器提供的A軸和C軸的坐標(biāo)值實(shí)時(shí)計(jì)算A軸和C軸之間的夾角并在異常情況下控制刀具進(jìn)行軸向退刀；使用前預(yù)先設(shè)定好刀具的軸向退刀量，當(dāng)異常情況導(dǎo)致A軸即將下墜的瞬間，MCS-51單片機(jī)即將此刻A軸和C軸的坐標(biāo)值傳輸給機(jī)床的NC控制器，由NC控制器向機(jī)床發(fā)出關(guān)機(jī)指令使機(jī)床關(guān)機(jī)，從而使A軸和C軸保持當(dāng)前位置，并且在A軸即將下墜的瞬間MCS-51單片機(jī)計(jì)算出的A軸和C軸之間的夾角即為退刀角度，MCS-51單片機(jī)控制刀具沿該退刀角度和預(yù)先設(shè)定的軸向退刀量進(jìn)行軸向退刀。
【文檔編號(hào)】B23Q11/00GK203696591SQ201420043007
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】魏峰, 田紹新, 王翰韜, 薛琳 申請(qǐng)人:寧波海天精工股份有限公司