普通车床光电智能双防护装置的制作方法

本发明属于车床防护装置领域，涉及自动化技术，尤其是一种光电智能双防护装置。

背景技术：

随着科技发展和社会进步，智能化的装置已逐渐渗透到各行各业安防领域。特别是光电技术正以超常速度普及与推广。然而，大学生金工实习所使用普通车床辅助安防装置越来越跟不上时代要求

调查发现，目前多数金工实习所使用的车床辅助安防装置多采用纯机械触点式接触来控制机床电源，灵敏度低，关键部件易损度高，维修频繁；功能单一，不能完成主次开关过热、过载及短路保护，可靠性差；机床操作系统为220V高电压，非安全电压；外形设计欠合理，不耐用。

目前，已经公布的技术中，涉及到普通车床辅助安全装置的也有几种。不过大多数创新点在于机械结构，并未涉及利用光电感应技术同时防止卡盘扳手飞出伤人和防撞车事故。

经达检测发现以下相关技术领域的公开技术。

一种车床卡盘扳手安全装置，包括行程限位开关、信号警示灯、铁盒罩、导向板。此装置保证在装卸工件时，卡盘扳手必须插入此装置，机床电源才启动；抽出扳手时，则行程开关动作，切断控制回路，主电机即失电停转。

一种普通车床辅助安全装置，包括行程限位开关，光电限位开关。利用行程限位开关动作防卡盘扳手飞出伤人，利用光电限位开关防刀架与卡盘发生碰撞。

一种普通车床安全装置，包括微动开关，制动电磁铁，通过对主电机转动或离合器结合两种方式来控制主轴的运转。

一种卧式车床安全装置，包括电磁感应器，红外感应器，机械感应装夹，床鞍感应专用缓冲装置，小滑板极限位置固定装置。实现防卡盘扳手飞出伤人和防车刀与旋转卡盘相撞。

上述技术方案与本发明申请有较大不同。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种结构合理、安全可靠、运行稳定、经济耐用的的普通车床光电智能双防护装置。

本发明采用的技术方案是：

一种普通车床光电智能双防护装置，包括单片机、主控开关、次控开关以及中间继电器，普通车床的220V控制系统接于单片机，单片机将220V电压输出成12V安全电压，并依次连接主控开关、次控开关、中间继电器形成12V输出串联回路，中间继电器动合触点分别接于电器元件FR(热继电器)两端。

此外，单片机对主控、次控开关过热、过载及短路时，起到保护作用。(如何实现？)

主控开关通过放置扳手来控制主控开关的控制电路导通，次控开关用于通过溜板箱位移来控制次控的控制电路导通。

主控开关包括一主控开关安装盒，该主控开关安装盒安装在车床的床头箱的右上部，主控开关安装盒包括盒体以及一个与盒体铰链安装的盒盖，光电该主控开关安装盒内置有一采集方向向上的U型开关，即光电传感器，在盒体顶部设置有一扳手插孔，在该插孔下方的光电传感器上同轴套装有一同轴对接扳手的导向套。

次控开关包括一光电感应器且该光电感应器通过一同轴的护套安装在一安装支架上，支架安装在床头箱右下部且与床头箱右面对齐，护套位于车床床头箱的底部与走刀箱顶部之间，护套通过一调节丝杠及丝母安装在安装支架上。

主控开关的运行方式是：

当主控开关的护套内插入三爪板手，则光电传感器的光束被切断，继电器动合触电吸合，电源导通，此时机床主轴正常运转；当三爪板手从主开关的护套内抽出时，导通光束，继电器动合触点断开，电源失电，此时车床主轴无法正常运转，由此通过扳手的放置来控制继电器启闭，避免运行过程中带扳手作业而出现手飞出伤人的事故。

次控开关的运行方式是：

当车床主轴正常运转时，溜板箱自动走刀逐渐接近床头箱，且距离小于等于设定的安全距离时，次控开关动作，此时继电器动合触点断开，电源失电，此时车床主轴无法正常运转，以避免溜板箱上走刀与车床车身相撞。

本发明优点和积极效果为：

本发明克服了现有普通车床防护装置的功能单一，有触点纯机械接触、灵敏度低，可靠性差，操作系统高电压弊端，而将光电技术、低电压技术运用于普通车床安全操控系统，有效提升普通车床安全性。

本发明中的主控开关及次控开关的结构设计和安装位置能有效防止车床操作者由于各种原因造成的一时思想麻痹所引发的不当操作带来的人身伤害，特别适合于初级操作工及大中专院校、技校、高职金工实习的学生。

附图说明

图1为本发明的电控原理框图；

图2为本发明的主控开关结构示意图；

图3为本发明的次控开关结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图结合具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种普通车床光电智能双防护装置，包括单片机1、主控开关2、次控开关3以及中间继电器4，普通车床的220V控制系统接于单片机，单片机将220V电压输出成12V安全电压，并依次连接主控开关、次控开关、中间继电器形成12V输出串联回路，中间继电器动合触点分别接于电器元件FR(热继电器)两端。

此外，单片机对主控、次控开关过热、过载及短路时，起到保护作用，现有技术中多种单片机均具有该功能，其原理是单片机内置EMI滤波器，调节波形使其变小；内置智能电位器，智能电位器有自动复位功能，无论是输出或输入一旦超出各项指标正负百分之十，就会切断电源，复位自动复位。其设定各种参数范围是：

输入电压范围；90—260V，47—63HZ

输入电流范围；2.0A、110V，1.0A、220V

冲击电流冷；启动是电流18A、115V

过载保护；105％---130％(切断输出，复位自动恢复)

过压保护；115％---135％切断输出，复位自动恢复

因为此机是软启动电流，能有效地减低输入冲击，所以能起到过压或过载，短路所造成的过热的保护功能，主，次开关长期运转时，任何一支一旦失灵失效时。信号会反馈到单片机，输出端电位器启动，切断电源自动复位。

主控开关包括一主控开关安装盒，该主控开关安装盒安装在车床的床头箱的右上部，主控开关安装盒包括盒体以及一个与盒体铰链安装的盒盖6，光电该主控开关安装盒内置有一采集方向向上的U型开关8，即光电传感器，在盒体顶部设置有一扳手插孔，在该插孔下方的光电传感器上同轴套装有一同轴对接扳手5的导向套7。

次控开关包括一光电感应器9且该光电感应器通过一同轴的护套安装在一安装支架10上，支架安装在床头箱右下部且与床头箱右面对齐，护套位于车床床头箱的底部与走刀箱顶部之间，护套通过一调节丝杠11及丝母10安装在安装支架上。

本实施例中，主控开关为常开接点，次控开关为常闭接点且均与中间继电器串联，由此控制中间继电器的断开与闭合，车床FR两端分别接与中间继电器的主接点上。

主控开关的运行方式是：

当主控开关的护套内插入三爪板手，则光电传感器的光束被切断，常开接点闭合，中间继电器动合触电吸合，电源导通，此时机床主轴正常运转；当三爪板手从主开关的护套内抽出时，常开接点断开，导通光束，中间继电器动合触点断开，电源失电，此时车床主轴无法正常运转，由此通过扳手的放置来控制继电器启闭，避免运行过程中带扳手作业而出现手飞出伤人的事故。

次控开关的运行方式是：

当车床主轴正常运转时，溜板箱自动走刀逐渐接近床头箱，且距离小于等于设定的安全距离时，次控开关动作，此时常闭接点断开，中间继电器动合触点断开，电源失电，此时车床主轴无法正常运转，以避免溜板箱上走刀与车床车身相撞。

本实施例中，扳手插孔孔内径25mm，导向套长度20mm，导向套底光电传感器顶部垂直距离为50mm，主控开关安装盒外形尺寸为110mm*60mm*30mm，材料为0.8mm不锈钢板材焊接而成。

次控开关中的护套安装于床头箱的底部与走刀箱顶部交汇处；护套为PVC制品；其内径最小值为能保证开关本部尾部嵌入，并可使其自由伸缩为宜，次控开关的护套总长度应能满足保护次控开关本体(不含距离调节锁母及头部)长度及其最短外裸引线的长度，防撞光电感应距离设计为150mm(距离可根据实际情况进行调节，通过调节丝母来调节护套及其内部的光电感应器位置)。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

1,此单片机，内置EMI滤波器，波形机小。智能电位器，智能电位器有自动复位功能，无论是输出或输入一旦超出各项指标正负百分之十，就会切断电源，复位自动复位。

以下为各种参数

输入电压范围；90—260V，47—63HZ

输入电流范围；2.0A、110V，1.0A、220V

冲击电流冷；启动是电流18A、115V

过载保护；百分之105---百分之130【切断输出，复位自动恢复】

过压保护；百分之115---百分之135【切断输出，复位自动恢复】

因为此机是软启动电流，能有效地减低输入冲击，所以能起到过压或过载，短路所造成的过热的保护功能

2主，次开关长期运转时，任何一支一旦失灵失效时。信号会反馈到单片机，输出端电位器启动，切断电源自动复位。