用于机加设备上传动皮带故障的监控装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种用于机加设备上传动皮带故障的监控装置，包括信号检测部分和转速监控器，其检测部分包括在主轴皮带轮上安装的发信凸块和在主轴皮带轮外侧布置的与发信凸块对应的感应开关，感应开关与转速监控器连接，转速监控器与设备电气控制系统连接。所述的转速监控器包括依次连接的信号拾取电路、转速计算电路和数值比较电路，所述的感应开关与信号拾取电路连接，所述的数值比较电路与设备电气控制系统连接。通过主轴皮带轮上的发信凸块和感应开关对主轴的转速进行检测，检测出的转速信号会被发送给转速监控器进行实际转速计算。当转速监控器所计算的实际转速值低于安全设定值时，转速监控器输出一个数字信号给设备电气控制系统，控制系统立即自动停止当前的进给加工过程。
【专利说明】用于机加设备上传动皮带故障的监控装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种用于机加设备上传动皮带故障的监控装置，用于机加类设备在切削零件过程中防止主轴打刀的监控技术，特别适合应用在金属切削机床上，用以防止因传动皮带故障而造成的主轴打刀事故的发生。
【背景技术】
[0002]金属切削机床是普遍用于零件的切削加工的设备，在制造行业被广泛使用。这类设备在运行过程中经常发生一个问题，就是在进给切削零件的过程中出现皮带打滑或疲劳断裂这种不可事先预知故障时，主轴实际转速会大幅下降，而此时主轴和刀具仍然在继续进给切削零件，从而造成主轴打刀事故。主轴打刀事故会造成主轴损伤、刀具断裂、零件报废，甚至对操作工的人身安全也造成威胁。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是设计一种用于机加设备上传动皮带故障的监控装置，对切削零件过程中的主轴实际转速进行检测，当传动皮带打滑或疲劳断裂时会主轴转速大幅下降，控制系统立即停止主轴刀具的进给加工过程，从而防止了主轴打刀事故的发生。
[0004]本实用新型的技术方案:本实用新型的用于机加设备上传动皮带故障的监控装置包括信号检测部分和转速监控器，其检测部分包括在主轴皮带轮上安装的发信凸块和在主轴皮带轮外侧布置的与发信凸块对应的感应开关，感应开关与转速监控器连接，转速监控器与设备电气控制系统连接。
[0005]所述的转速监控器包括依次连接的信号拾取电路、转速计算电路和数值比较电路，所述的感应开关与信号拾取电路连接，所述的数值比较电路与设备电气控制系统连接。
[0006]所述的信号拾取电路由滤波器和稳压器组成，滤波器为电感电容式滤波器，稳压器为集成式稳压器；所述的转速计算电路由计数器、单稳触发器、寄存器组成；数值比较电路由非门电路和加法器组成。
[0007]在主轴皮带轮上安装的发信凸块的数量为4或者6个，等圆心角分布。
[0008]本实用新型的优点:在机加设备的加工过程中出现不可预知的传动皮带打滑或疲劳断裂时，监控装置发出信号给设备电气控制系统，设备电气控制系统立即停止当前主轴刀具的进给加工过程，同时给出报警信息。整个过程自动完成，不需要操作人员的干预。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的机械原理示意图。
[0010]图2是图1中主轴皮带轮、发信凸块、感应开关的位置关系侧视图。
[0011]图3是本实用新型的转速监控器逻辑框图。
[0012]图4是本实用新型的控制原理图。【具体实施方式】
[0013]图1、图2是本实用新型的机械原理示意图:本实用新型的一种用于机加设备上传动皮带故障的监控装置，包括信号检测部分和转速监控器，在主轴皮带轮I上安装的发信凸块2的数量为4或者6，等圆心角分布。在主轴皮带轮I外侧布置的与发信凸块2对应的感应开关3，感应开关3与转速监控器4连接，转速监控器4与设备电气控制系统5连接。
[0014]图3是本实用新型的转速监控器逻辑框图:所述的转速监控器4包括依次连接的信号拾取电路、转速计算电路和数值比较电路，所述的感应开关3与信号拾取电路连接，所述的数值比较电路与设备电气控制系统连接。
[0015]所述的信号拾取电路由滤波器和稳压器组成，滤波器为电感电容式滤波器(即LC滤波器)，稳压器为集成式稳压器(如W7800集成管)。
[0016]转速计算电路由计数器、单稳触发器、寄存器组成；计数器为74LS290型十进制计数器；单稳触发器为由CC7555型CMOS定时器构成的触发器，单稳触发器用于计数器的定时触发；寄存器为数码型寄存器，用于存放运算结果数据。
[0017]数值比较电路由非门电路和加法器组成，数值比较电路由“非”门电路和加法器组成。“非”门电路为TTL型门电路，加法器为由集成式加法芯片(如T692)构成的全加器。
[0018]工作原理:如图1，6是旋转电机、7是电机皮带轮、8是皮带、9是加工主轴、10是刀具、11是滑台、12是导轨。
[0019]在机加类设备的自动加工进程中，旋转电机6通过皮带8的传动使主轴9和刀具10旋转起来，同时主轴9和刀具10在滑台11的驱动下向前进给进行零件的切削加工。安装在主轴皮带轮I上的发信凸块2也以同样的转速旋转，由于发信凸块2与安装平面高度不同而形成凸凹面，使得感应开关3能够发出0-1-0-1的数字脉冲信号传送到转速监控器
4。转速监控器4根据所设定的参数(包括信号类型、发信凸块数量、时基值、安全转速设定值等)，能够对0-1-0-1的数字脉冲信号进行处理，计算出主轴当前实际转速值，并不断的与安全转速设定值进行比较。
[0020]在进给切削零件的过程中出现皮带打滑或疲劳断裂等故障时，主轴实际转速会大幅下降，主轴实际转速值会低于安全设定值，转速监控器4会发出“转速低”信号给设备电气控制系统5的输入单元。
[0021]图4是本实用新型的控制原理图:
[0022]当设备电气控制系统5接收到转速监控器4发出“转速低”信号后，由控制程序进行安全处理，立即停止当前主轴刀具的进给加工过程，同时给出报警信息。
[0023]当出现主轴传动皮带打滑或疲劳断裂这种操作人员事先不可预知的情况时，控制系统能够立即自动停止当前的加工进程，从而有效的防止了由此而造成的主轴打刀事故的发生。
【权利要求】
1.一种用于机加设备上传动皮带故障的监控装置，包括信号检测部分和转速监控器，其特征在于:检测部分包括在主轴皮带轮(I)上安装的发信凸块(2)和在主轴皮带轮(I)外侧布置的与发信凸块(2)对应的感应开关(3)，感应开关(3)与转速监控器(4)连接，转速监控器(4)与设备电气控制系统(5)连接。
2.根据权利要求1所述的用于机加设备上传动皮带故障的监控装置，其特征在于--转速监控器(4)包括依次连接的信号拾取电路、转速计算电路和数值比较电路，所述的感应开关(3 )与信号拾取电路连接，所述的数值比较电路与设备电气控制系统连接。
3.根据权利要求2所述的用于机加设备上传动皮带故障的监控装置，其特征在于:所述的信号拾取电路由滤波器和稳压器组成，滤波器为电感电容式滤波器，稳压器为集成式稳压器；所述的转速计算电路由计数器、单稳触发器、寄存器组成；数值比较电路由非门电路和加法器组成。
4.根据权利要求1或2所述的用于机加设备上传动皮带故障的监控装置，其特征在于:在主轴皮带轮(I)上安装的发信凸块(2)的数量为4个或者6个，等圆心角分布。
【文档编号】B23Q15/013GK203527145SQ201320584028
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】左敬飞, 魏玮, 宋昊亮 申请人:东风康明斯发动机有限公司