专利名称：线束交叉型安全光栅检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测设备，具体是指一种数控机床用安全检测装置。
背景技术：
数控机床上使用的安全光栅检测设备的工作原理是当被保护的机床在高速运行 的过程中，如有人体或其它异物进入检测范围内时，检测装置可以输出报警，同时机床停止 移动，以保证人体和机床设备的的安全，当人体或异物离开检测范围后，机床能自动恢复正 常工作。目前，国内使用的安全光栅检测设备主要是依靠进口，其价格昂贵，且只能进行平 行的红外线光谱检测。平行红外线光谱检测方式，安全保护功能有所欠缺。因为在平行线 之间会留有盲区，当细小异物从平行线之间进入机床时是检测不到的。因此，在高速运行的 机床上必须使用一种可靠性更高的红外线检测装置，以利于设备的安全可靠运行。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种数控机床上使用的安全可靠的安全 光栅检测装置。为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是一种线束交叉型安全光栅 检测装置，包括相互信号连接的线束发送模块及线束接收模块，所述线束发送模块设若干 个线束发射源，所述线束接收模块与数控机床信号连接，设有若干个线束接收端；所述任一 线束接收端能够接收到任一线束发射源的线束信号，则机床正常运行；所述任一线束接收 端未接收到任一线束发射源的线束信号，线束接收模块输出信号给机床使机床停止运行。优选的，所述线束发送模块与线束接收模块之间的有效检测距离小于或等于5 米。具体的，所述线束发送模块包括发送单片机电路及与其连接受其控制的红外线发 送电路，为两电路提供工作动力的电源电路；所述线束接收模块包括接收单片机电路及与 其依次连接的选择开关电路、红外线接收电路，与为两电路提供工作动力的电源电路，所述 接收单片机电路与发送单片机电路信号连接。更具体的，所述线束为红外线束；所述红外线发送电路采用八个红外线发射二极 管做为线束发射源，所述红外线接收电路采用八个红外线接收二极管作为线束接收端。优选的，所述线束接收模块中接收单片机电路与线束发送模块中的发送单片机电 路采用光耦连接实现信号隔离连接；所述线束接收模块中接收单片机电路与机床控制系统 采用光耦连接，实现信号隔离连接。本实用新型与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果所述数控机 床上使用的安全光栅检测装置，光线是交叉扫描的，它与发射接收等距离间隔的普通保护 光栅相比，显著地减小了光线盲区，从而能够更有效的保护机床操作者的安全及机床的稳 定运行。
[0011]附图1交叉型安全光栅检测装置发送模块方框图；附图2交叉型安全光栅检测装置接收模块方框图；附图3交叉型安全光栅检测装置发送单片机电路；附图4交叉型安全光栅检测装置发送模块同步信号输入电路；附图5交叉型安全光栅检测装置发送模块红外线发射二极管发射电路；附图6交叉型安全光栅检测装置接收单片机电路；附图7交叉型安全光栅检测装置接收模块红外线接收电路；附图8交叉型安全光栅检测装置接收模块选择开关电路；附图9交叉型安全光栅检测装置接收模块使能信号输入电路；附图10交叉型安全光栅检测装置使用状态示意图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明。本实用新型所述线束交叉型安全光栅检测装置设计思路为采用一线束发送模块 及一线束接收模块，所述线束发送模块设若干个线束发射源，所述线束接收模块与数控机 床信号连接，设有若干个线束接收端；所述任一线束接收端能够接收到任一线束发射源的 线束信号，则机床正常运行；所述任一线束接收端未接收到任一线束发射源的线束信号，线 束接收模块输出信号给机床使机床停止运行。如图1、2所示，本实用新型中采用红外线束实现发送和接收模块之间的信号传 递。所述线束发送模块包括发送单片机电路及与其连接受其控制的红外线发送电路，为两 电路提供工作动力的电源电路；所述线束接收模块包括接收单片机电路及与其依次连接的 选择开关电路、红外线接收电路，与为两电路提供工作动力的电源电路。具体实施时，红外线发送模块(由八个红外线发送二极管形成八个线束发射源) 安装在机床的前右侧，由红外线接收模块的同步信号控制发送红外线；红外线接收模块 (由八个红外线接收二极管形成线束接收端)安装在机床的前左侧。发送、接收模块之间的 有效检测距离为小于或等于5米(为发送、接收模块之间的垂直距离)。红外线发送模块中发送单片机电路采用U1(PIC16F84见图3)，红外发送电路采 用八个红外发射二极管，并通过八个开关三极管控制各个二极管的信号发送；单片机Ul的 6 13脚分别通过电阻连接八个三极管基极(见图5)，实现发送控制。红外线接收模块中接收单片机电路采用U4(PIC16C716见图6)。选择开关电路集 成芯片U3 (见图8)，红外线接收电路采用红外接收芯片TO-U13 (见图7)，U3的9_11脚与 单片机U4的6-8脚连接、U3 3、6脚分别与U4 3、10脚连接，U3 X0-X7端分别与红外接收芯 片TO-U13的I/O 口连接，单片机U4输出2进制代码用于选择接收8个红外接收二极管接 收状态。单片机Ul及单片机U4均受外部控制系统控制，同时接收起到信号同步工作。单 片机Ul及单片机U4与外部同步信号控制端通过光耦连接，实现安全隔离通信。隔离电路 见图4。单片机U4与机床也通过光耦隔离电路连接，实现安全隔离通信，见图9。实际上为 保证信号传输的稳定可靠，避免各电路之间的信号干扰，可根据实际情况在所述装置各电 路中增加光耦隔离电路。[0030]工作时，当红外接收模块接收端1-8号接收二极管中的任何一个接收二极管都能 接收到红外发送模块中发送端1-8号发送二极管中任何一个发送二极管发送来的信号时 (参照图10)，表明机床处于安全防护状态可以正常运行，当有物体阻挡红外线发送通路， 使接收端任何一个接收二极管不能接收到发送端任何一个发送二极管同步发送来的红外 线信号时，安全光栅检测装置就会输出信号，机床CNC系统接收到报警信号后控制机床会 立即停止移动，起到安全作用，当红外线接收通路恢复后机床也恢复正常运行。本实用新型所述系统中未具体描述的模块均为现有技术中的成熟模块，因此不对 其具体实现方式赘述。上述实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不局限 于此，在任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种线束交叉型安全光栅检测装置，包括相互信号连接的线束发送模块及线束接收 模块，其特征在于所述线束发送模块设若干个线束发射源，所述线束接收模块还与数控机 床信号连接，其内设有与线束发送模块中各线束发射源相对应的若干个用于接收线束发射 源信号进而实现机床工作状态检测的线束接收端。
2.根据权利要求1所述的线束交叉型安全光栅检测装置，其特征在于所述线束发送 模块与线束接收模块之间的有效检测距离小于或等于5米。
3.根据权利要求2所述的线束交叉型安全光栅检测装置，其特征在于所述线束为红 外线束。
4.根据权利要求3所述的线束交叉型安全光栅检测装置，其特征在于所述线束发送 模块包括发送单片机电路及与其连接受其控制的红外线发送电路，为两电路提供工作动力 的电源电路。
5.根据权利要求4所述的线束交叉型安全光栅检测装置，其特征在于所述线束接收 模块包括接收单片机电路及与其依次连接的选择开关电路、红外线接收电路，与为两电路 提供工作动力的电源电路；所述接收单片机电路与发送单片机电路信号连接。
6.根据权利要求5所述的线束交叉型安全光栅检测装置，其特征在于所述红外线发 送电路采用八个红外线发射二极管做为线束发射源，所述红外线接收电路采用八个红外线 接收二极管作为线束接收端。
7.根据权利要求6所述的线束交叉型安全光栅检测装置，其特征在于所述线束接收 模块中接收单片机电路与线束发送模块中的发送单片机电路采用光耦连接实现信号隔离 连接；所述线束接收模块中接收单片机电路与机床控制系统采用光耦连接，实现信号隔离 连接。
专利摘要本实用新型涉及一种检测设备，具体是指一种数控机床用线束交叉型安全光栅检测装置。所述检测装置包括线束发送模块及线束接收模块，所述线束发送模块设若干个线束发射源，所述线束接收模块与数控机床信号连接，设有若干个线束接收端；所述任一线束接收端能够接收到任一线束发射源的线束信号，则机床正常运行；所述任一线束接收端未接收到任一线束发射源的线束信号，线束接收模块输出信号给机床使机床停止运行。本实用新型所述数控机床上使用的安全光栅检测装置，光线是交叉扫描的，它与发射接收等距离间隔的普通保护光栅相比，显著地减小了光线盲区，从而能够更有效的保护机床操作者的安全及机床的稳定运行。
文档编号B23Q11/00GK201871995SQ20102055118
公开日2011年6月22日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者周启发, 林俊钦, 蔡向林, 邬振平, 郝平 申请人:惠州市大亚湾天马电子机械有限公司