镁合金加工中自动预防起火及实施灭火的控制系统及方法与流程

1.本发明涉及一种镁合金加工中自动预防起火及实施灭火的控制系统及方法。


背景技术：

2.镁合金的燃点为500℃-600℃，在其切削加工过程中，刀具和工件之间产的热量容易点燃镁合金废屑。镁合金废屑燃烧在加工过程中极其容易出现，因此镁合金加工中不仅仅需要预防火灾的发生和监控火灾的发生，而且也需要有效的灭火措施，才能确保生产的安全进行。
3.现有技术中安全系统在自动监控、切削温度控制以及灭火自动控制上协调不好，不能有效对潜在的火患和发生后的火灾进行有效控制，将火灾风险降到最低。


技术实现要素：

4.本发明设计了一种镁合金加工中自动预防起火及实施灭火的控制系统及方法，其解决的技术问题是现有技术中安全系统在自动监控、切削温度控制以及灭火自动控制上协调不好，不能有效对潜在的火患和发生后的火灾进行有效控制，将火灾风险降到最低。
5.为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：
6.一种镁合金加工中自动预防起火及实施灭火的控制系统，其特征在于：包括
7.镁合金加工机床包括工作台和切削刀具，工作台设有滑轨，切削刀具能够沿着滑轨移动对工件不同部位进行加工；
8.切削液压力检测装置，其在镁合金加工机床切削加工过程中检测是否断供切削液，避免镁合金加工机床在无切削液冷却状态下加工，刀具和工件之间产生过高的热量引起着火；
9.自动冲洗装置，其将镁合金加工机床加工中产生的镁合金废屑从工作台上冲洗到镁合金加工机床底座的排屑通道，再从排屑通道冲洗到镁合金加工机床外部，保证镁合金加工机床内部没有镁合金废屑，减少可燃物；
10.火焰检测装置，其通过火焰探测器监测是否起火以及起火的位置；
11.自动灭火装置，其控制沙箱打开，使得沙箱中的沙子落下覆盖工作台面起火处，使火源与空气隔离熄灭火源；
12.系统控制器，其用于接收切削液压力检测装置和火焰检测装置输出的检测信号，并且根据不同的检测信号控制自动冲洗装置和自动灭火装置的启动或停止。
13.优选地，所述切削液压力检测装置包括切削液管路和压力检测开关，切削液管路将切削液输出降低刀具和工件的温度，压力检测开关检测切削液管路中的液压，压力开关检测到切削液管路欠压时，发出报警信号给系统控制器；所述系统控制器收到报警信号后，输出控制信号给机床电气控制柜让镁合金加工机床暂停加工并给出报警信息。
14.优选地，所述自动冲洗装置包括固定冲洗管和移动冲洗管，所述固定冲洗管利用镁合金加工机床坡度固定冲洗镁合金废屑，所述移动冲洗管随切削刀具移动冲洗工作台上
的镁合金废屑。
15.优选地，所述火焰检测装置包括支架和火焰探测器，支架设有多个立柱，多个立柱上固定设有多个火焰探测器，不同火焰探测器对不同的区域监测该区域是否有火苗产生光波波段，所述系统控制器采集到所述火焰探测器的报警电流信号后，给出报警的无源或有源触点信号至自动灭火装置的控制器。
16.优选地，所述自动灭火装置包括沙箱，所述沙箱中装填有沙子并且通过支架安装在镁合金加工机床上方；在所述沙箱中设有多个能够旋转的底板，每个底板通过一个电机驱动实现旋转并且由水平位置旋转至垂直位置时形成沙子的落料口。
17.优选地，一个或多个火焰探测器监测一区域的上方对应为一底板，当一个或多个火焰探测器监测该区域有火苗时，所述系统控制器启动对应底板的电机，使得对应底板旋转开启沙子的落料口，沙箱中的沙子从落料口落下对有火苗区域进行灭火。
18.优选地，除了对应底板旋转开启沙子的落料口其它电机驱动其它对应的底板倾斜形成坡度使得其它对应的底板上沙子也会快速向落料口聚集，使得沙箱中的沙子得到有效和充分利用。
19.优选地，
20.底板包括第一底板、第二底板以及第三底板，第一电机驱动第一底板旋转，第二电机驱动第二底板旋转，第三电机驱动第三底板旋转；第一底板、第二底板以及第三底板旋转至水平位置时形成沙箱底部，第一底板、第二底板以及第三底板旋转至垂直位置时，每一块底板两侧形成落料口；当一个底板开启落料口时，其两侧或一侧的其他底板开始倾斜，使得其他底板上的沙子也向落料口聚集；离落料口越远的其他底板与水平线形成的夹角越大。
21.一种镁合金加工中自动预防起火及实施灭火的控制方法，包括以下步骤：
22.镁合金加工机床切削加工开始时，压力检测开关检测到切削液管路中切削液压力，当压力检测开关检测切削液管路中切削液压力正常时，系统控制器保持镁合金加工机床正常工作；当压力检测开关检测切削液管路中切削液欠压时，发出报警信号给系统控制器，系统控制器收到报警信号后，系统控制器输出控制信号给机床电气控制柜让镁合金加工机床暂停加工并给出报警信息；
23.镁合金加工机床切削加工时，自动冲洗装置将镁合金加工机床加工中产生的镁合金废屑从工作台上冲洗到镁合金加工机床底座的排屑通道，再从排屑通道冲洗到镁合金加工机床外部，保证镁合金加工机床内部没有镁合金废屑，减少可燃物；
24.镁合金加工机床切削加工时，火焰检测装置通过火焰探测器监测是否起火以及起火的位置；如果火焰探测器探测到起火，自动灭火装置控制沙箱打开，使得沙箱中的沙子落下覆盖工作台面起火处，使火源与空气隔离熄灭火源。
25.优选地，在所述沙箱中设有多个能够旋转的底板，每个底板通过一个电机驱动实现旋转并且由水平位置旋转至垂直位置时形成沙子的落料口。
26.优选地，一个或多个火焰探测器监测一区域的上方对应为一底板，当一个或多个火焰探测器监测该区域有火苗时，所述系统控制器启动对应底板的电机，使得对应底板旋转开启沙子的落料口，沙箱中的沙子从落料口落下对有火苗区域进行灭火。
27.优选地，除了对应底板旋转开启沙子的落料口其它电机驱动其它对应的底板倾斜形成坡度使得其它对应的底板上沙子也会快速向落料口聚集，使得沙箱中的沙子得到有效
和充分利用。
28.该镁合金加工中自动预防起火及实施灭火的控制系统及方法具有以下有益效果：
29.(1)本发明基于镁合金切削加工特点，总结能引起镁合金切削加工起火的各大因素，从各种源头杜绝安全隐患，并能在起火后及时侦测到，实施自动灭火。
30.(2)本发明灭火沙箱的底板可以针对着火区域进行针对性的开启，并且将其他底板上的沙子通过坡度进行聚集，因而对于特定区域的着火可以充分利用沙箱中的沙子，避免了沙箱中的沙子落在未着火区域，造成沙子的浪费，也避免为了达到灭火的要求，沙箱中需要存放大量的沙子，造成支架的负担过重。
附图说明
31.图1：本发明镁合金加工中自动预防起火及实施灭火的控制系统立体图i；
32.图2：本发明镁合金加工中自动预防起火及实施灭火的控制系统立体图ii；
33.图3：本发明中切削液压力检测装置的控制示意图；
34.图4：本发明中火焰检测装置的控制示意图；
35.图5：本发明中自动灭火装置的结构示意图；
36.图6：图5中第一底板开启示意图；
37.图7：图5中第二底板开启示意图；
38.图8：图5中的所有底板开启示意图；
39.图9：图7中各底板旋转角度示意图；
40.图10：本发明中第三底板开启时其他底板旋转角度示意图。
41.附图标记说明：
42.1—镁合金加工机床；21—固定冲洗管；22—移动冲洗管；31—第一火焰探测器；32—第二火焰探测器；4—切削液喷头；5—沙箱；511—第一电机；512—第二电机；513—第三电机；521—第一底板；522—第二底板；523—第三底板；53—落料口。
具体实施方式
43.下面结合图1至图10，对本发明做进一步说明：
44.如图1-2所示，一种镁合金加工中自动预防起火及实施灭火的控制系统，包括镁合金加工机床，镁合金加工机床包括工作台和切削刀具，工作台设有滑轨，切削刀具能够沿着滑轨移动对工件不同部位进行加工；切削液压力检测装置，其在镁合金加工机床切削加工过程中检测是否断供切削液，避免镁合金加工机床在无切削液冷却状态下加工，刀具和工件之间产生过高的热量引起着火；自动冲洗装置，其将镁合金加工机床加工中产生的镁合金废屑从工作台上冲洗到镁合金加工机床底座的排屑通道，再从排屑通道冲洗到镁合金加工机床外部，保证镁合金加工机床内部没有镁合金废屑，减少可燃物；火焰检测装置，其通过火焰探测器监测是否起火以及起火的位置；自动灭火装置，其控制沙箱打开，使得沙箱5中的沙子落下覆盖工作台面起火处，使火源与空气隔离熄灭火源；系统控制器，其用于接收切削液压力检测装置和火焰检测装置输出的检测信号，并且根据不同的检测信号控制自动冲洗装置和自动灭火装置的启动或停止。图1和图2中为未安装沙箱的状态示意图。
45.如图3所示，切削液压力检测装置包括切削液管路和压力检测开关，切削液管路将
切削液输出降低切削刀具和工件的温度，压力检测开关检测切削液管路中的液压，压力开关检测到切削液管路欠压时，发出报警信号给系统控制器；系统控制器收到报警信号后，输出控制信号给机床电气控制柜让镁合金加工机床暂停加工并给出报警信息。
46.型号lf702b的压力开关由螺接座、膜片、顶杆、弹簧、定位盖、调节螺钉和微动开关等零件组成，安装在切削液管路上，随着管路系统压力的变化，推动膜片，使顶杆弹簧伸缩,从而改变微动开关触点的闭合状态，将压力信号转换成电信号输出。
47.工作原理：a.在加工时，压力开关检测到切削液管路欠压时，发出报警信号给系统控制器；b.系统控制器收到报警信号后，系统输出控制信号给机床电气控制柜让机床暂停加工并给出报警信息。
48.由于镁合金在其切削加工过程中，容易留易燃物在工作台上，在工作台周边安装自动冲洗装置，自动将易燃物清理干净。自动冲洗装置包括固定冲洗管21和移动冲洗管22，固定冲洗管21利用镁合金加工机床坡度固定冲洗镁合金废屑，移动冲洗管22随切削刀具移动冲洗工作台上的镁合金废屑。
49.如图4所示，火焰检测装置包括支架和火焰探测器，支架设有多个立柱，多个立柱上固定设有多个火焰探测器，不同火焰探测器对不同的区域监测该区域是否有火苗产生光波波段，系统控制器采集到火焰探测器的报警电流信号后，给出报警的无源或有源触点信号至自动灭火装置的控制器。
50.火焰探测器型号：fd10-uvir2。紫外：以无机物类为主的燃烧介质，波段：185nm-260nm。红外：以碳烃类有机物为主的燃烧介质，波段：4.3um、5.0um。
51.工作原理：
52.a.发生火情时，火焰探测器监测到火苗产生的光波波段，从而报警；b.火焰探测器报警后，电流信号由4ma转变成15ma，指示灯常亮红灯，并启动报警继电器；c.系统控制器采集到火焰探测器的报警电流信号后，给出报警的无源/有源触点信号至消防沙箱的控制器；d.控制器动作，令消防沙箱打开进行灭火。
53.如图5所示，自动灭火装置包括沙箱5，沙箱5中装填有沙子并且通过支架安装在镁合金加工机床上方；在沙箱5中设有多个能够旋转的底板，每个底板通过一个电机驱动实现旋转并且由水平位置旋转至垂直位置时形成沙子的落料口53。
54.底板包括第一底板521、第二底板522以及第三底板523，第一电机511驱动第一底板521旋转，第二电机512驱动第二底板522旋转，第三电机513驱动第三底板523旋转；第一底板521、第二底板522以及第三底板523旋转至水平位置时形成沙箱5底部，第一底板521、第二底板522以及第三底板523旋转至垂直位置时，每一块底板两侧形成落料口53。
55.一个或多个火焰探测器监测一区域的上方对应为一底板，当一个或多个火焰探测器监测该区域有火苗时，系统控制器启动对应底板的电机，使得对应底板旋转开启沙子的落料口53，沙箱5中的沙子从落料口53落下对有火苗区域进行灭火。
56.如图6所示，当火焰探测器发现左侧第一底板521下方的工作台上出现火苗时，第一电机511驱动第一底板521旋转，落料口53开启，沙箱5中的沙子从落料口53落下熄灭第一底板521下方的工作台上的火苗。
57.如图7所示，当火焰探测器发现中间第二底板522下方的工作台上出现火苗时，第一电机512驱动第二底板522旋转，落料口53开启，沙箱5中的沙子从落料口53落下熄灭第二
底板522下方的工作台上的火苗。
58.如图8所示，当火焰探测器发现3块底板下方的工作台上都出现火苗时，第一电机511驱动第一底板521旋转，第二电机512驱动第二底板522旋转，第三电机513驱动第三底板523旋转，所有的落料口53开启，沙箱5中的沙子落下熄灭下方的工作台上的火苗。
59.除了对应底板旋转开启沙子的落料口53其它电机驱动其它对应的底板倾斜形成坡度使得其它对应的底板上沙子也会快速向落料口53聚集，使得沙箱5中的沙子得到有效和充分利用。
60.如图9所示，当中间第二底板522与水平面垂直形成落料口时，第一底板521转动与水平面形成夹角β，同样的，第三底板523转动与水平面也形成夹角β，因此第一底板521与第三底板523形成漏斗结构，使得各自区域的沙子可以更多进入落料口中，起到更好的灭火效果。
61.当一个底板开启落料口53时，其两侧或一侧的其他底板开始倾斜，使得其他底板上的沙子也向落料口53聚集；离落料口53越远的其他底板与水平线形成的夹角越大。
62.如图10所示，当最右的第三底板523与水平面垂直形成落料口53时，第一底板521转动与水平面形成夹角β，第二底板522转动与水平面形成夹角δ，β＞δ。第一底板521上的大部分沙子将流向第二底板522，第二底板522上的沙子将进入到落料口53中，使得最左侧的底板上的沙子也可以被右侧的落料口所利用。最终使得各自区域的沙子可以更多进入落料口中，起到更好的灭火效果。
63.本发明镁合金加工中自动预防起火及实施灭火的工作原理如下：
64.镁合金加工机床切削加工开始时，压力检测开关检测到切削液管路中切削液压力，当压力检测开关检测切削液管路中切削液压力正常时，系统控制器保持镁合金加工机床正常工作；当压力检测开关检测切削液管路中切削液欠压时，发出报警信号给系统控制器，系统控制器收到报警信号后，系统控制器输出控制信号给机床电气控制柜让镁合金加工机床暂停加工并给出报警信息。
65.镁合金加工机床切削加工时，自动冲洗装置将镁合金加工机床加工中产生的镁合金废屑从工作台上冲洗到镁合金加工机床底座的排屑通道，再从排屑通道冲洗到镁合金加工机床外部，保证镁合金加工机床内部没有镁合金废屑，减少可燃物。
66.镁合金加工机床切削加工时，火焰检测装置通过火焰探测器监测是否起火以及起火的位置；如果火焰探测器探测到起火，自动灭火装置控制沙箱打开，使得沙箱5中的沙子落下覆盖工作台面起火处，使火源与空气隔离熄灭火源。
67.在沙箱5中设有多个能够旋转的底板，每个底板通过一个电机驱动实现旋转并且由水平位置旋转至垂直位置时形成沙子的落料口53。
68.一个或多个火焰探测器监测一区域的上方对应为一底板，当一个或多个火焰探测器监测该区域有火苗时，系统控制器启动对应底板的电机，使得对应底板旋转开启沙子的落料口53，沙箱5中的沙子从落料口53落下对有火苗区域进行灭火。
69.除了对应底板旋转开启沙子的落料口53其它电机驱动其它对应的底板倾斜形成坡度使得其它对应的底板上沙子也会快速向落料口53聚集，使得沙箱5中的沙子得到有效和充分利用。
70.上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式
的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。