本发明涉及数控车床领域，尤其是涉及到一种用于加工工件的限制区的设备。
背景技术：
数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品，限制区位于机床夹具装夹工件所在区域，通常，末端执行器可以操控刀具对工件进行加工时会避开限制区，现有技术当刀具在对刀过程中刀具原点设置错误，当刀具在加工过程中进入装夹工件的限制区中，撞上夹具容易使刀具崩坏，当刀具硬度高于夹具时，夹具容易损坏。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明是通过如下的技术方案来实现：用于加工工件的限制区的设备，其结构包括，机台底座、机台外壳、限制区保护装置、可视透明板、滑动拉柄、报警灯、控制台，所述机台底座顶端采用电焊的方式固定连接于机台外壳底端，所述限制区保护装置通过镶嵌的方式安装在机台外壳远离控制台一端的侧面，所述可视透明板通过镶嵌的方式安装在机台外壳正端面，所述控制台采用电焊的方式固定连接于机台外壳正端面，所述报警灯通过嵌入的方式安装在机台外壳顶端靠近控制台一端，所述滑动拉柄采用电焊的方式固定连接于机台外壳正端面中间远离可视透明板一端。
所述限制区保护装置包括碎屑收集机构、限位夹具机构、移动定位机构、限制区刀具安装装置、外接电源线、电源线卷轮，所述机台外壳内部底端固定安装有碎屑收集机构，所述限位夹具机构设于碎屑收集机构正上方且其底端与机台外壳内部底端采用电焊的方式固定，所述机台外壳内部侧壁安装有移动定位机构，所述限制区刀具安装装置通过嵌入的方式安装在移动定位机构顶端内部，所述外接电源线缠绕在电源线卷轮外表面且底端采用电焊的方式固定连接于限制区刀具安装装置顶端。
作为本技术方案的进一步优化，所述碎屑收集机构包括收集箱、滚轮、支撑弹簧、第二支撑弹簧、支撑板、手把、导电块、第一内置电源线、第二导电块、第二内置电源线、信号发射器，所述滚轮远离支撑弹簧一端外表面与收集箱外侧面相切，所述滚轮远离收集箱一端与支撑弹簧远离机台外壳内表面一端采用电焊的方式固定，所述支撑板远离第二支撑弹簧一端端面与收集箱底端相贴合，所述支撑板远离收集箱一端与第二支撑弹簧顶端采用电焊的方式固定连接，所述手把一端通过螺栓与收集箱正端面机械连接在一起，所述导电块顶端采用电焊的方式固定连接于收集箱底端，所述第二导电块底端采用电焊的方式固定连接于机台外壳内表面底端，所述第一内置电源线远离机台外壳内表面一端采用电焊的方式固定连接于导电块，所述信号发射器设于第二导电块右端且通过第二内置电源线与第二导电块电连接。
作为本技术方案的进一步优化，所述限位夹具机构包括支撑柱、工作台、夹具、工件，所述支撑柱底端采用电焊的方式固定连接于机台外壳内部底端正中间，所述工作台远离工件一端与支撑柱顶端固定连接在一起，所述夹具内表面与工件外表面贴合且通过嵌入的方式固定与工作台顶端外环。
作为本技术方案的进一步优化，所述移动定位机构包括限位板、y轴导滑条、滑动块、x轴导滑条、连接件，所述y轴导滑条远离限位板一端通过嵌入的方式安装在滑动块内部，所述x轴导滑条左右两侧端通过嵌入的方式安装在在滑动块外部，所述导滑条通过连接件与限制区刀具安装装置机械连接在一起。
作为本技术方案的进一步优化，所述限制区刀具安装装置包括刀具固定机构、撞刀报警机构、协动传动机构、刀具强力卸压机构，所述刀具强力卸压机构设于刀具固定机构正上方且与协动传动机构机械连接在一起，所述协动传动机构与撞刀报警机构各设有两个分别安装在刀具强力卸压机构左右两端且机械连接在一起。
作为本技术方案的进一步优化，所述刀具固定机构包括刀具、刀具套环、限位板、固定套壳、复位弹簧、卡环、防护外壳，所述卡环设于刀具中间位置且与刀具为一体化结构，所述限位板远离刀具一端采用电焊的方式固定连接于刀具套环顶端内部，所述刀具套环顶端通过嵌入的方式安装在固定套壳底端，所述复位弹簧远离刀具强力卸压机构一端通过嵌入的方式安装在固定套壳内部，所述固定套壳顶端设于防护外壳底端正中间且采用电焊的方式固定安装于防护外壳底端，所述刀具顶端与撞刀报警机构活动连接在一起。
作为本技术方案的进一步优化，所述撞刀报警机构包括信号发射端、第三内置电源线、连接端子、制动导电杆，所述信号发射端设有两个分别采用电焊的方式固定连接于防护外壳底端内表面左右两侧，所述连接端子远离第三内置电源线一端采用电焊的方式固定连接于制动导电杆顶端外表面靠近信号发射端三分之一的位置，所述连接端子远离制动导电杆一端采用电焊的方式固定连接于第三内置电源线底端，所述制动导电杆远离信号发射端一端与刀具顶端外表面贴合。
作为本技术方案的进一步优化，所述协动传动机构包括第二复位弹簧、连接支杆、钢丝线、定距拉线、第一扭簧轮、第二扭簧轮、传动皮带、凸轮、贴轮，所述第一扭簧轮外环面通过定距拉线与连接支杆远离第二复位弹簧一端固定连接在一起，所述连接支杆远离第一扭簧轮一端采用电焊的方式固定连接于第二复位弹簧远离防护外壳内表面一端，所述第二复位弹簧远离连接支杆一端采用电焊的方式固定连接于防护外壳内表面靠上位置，所述连接支杆靠近第二复位弹簧一端通过钢丝线与第二扭簧轮内环面固定连接在一起，所述第二扭簧轮外环面通过传动皮带与贴轮外环面活动连接在一起，所述凸轮顶端与刀具强力卸压机构一端机械连接在一起。
作为本技术方案的进一步优化，所述刀具强力卸压机构包括第二定距拉线、交互剪力夹、拉力弹簧、弹簧固定板、活动球、第二推出弹簧、第二连接支杆、限位勾杆，所述拉力弹簧远离弹簧固定板一端与活动球顶端外球面采用电焊的方式固定，所述拉力弹簧远离活动球一端采用电焊的方式固定连接于弹簧固定板底端，所述第二推出弹簧设有两个且靠近活动球一端与采用电焊的方式固定连接于交互剪力夹左右侧端面轴心靠上位置，所述交互剪力夹通过销钉固定连接在防护外壳)内部中间位置，所述第二连接支杆远离交互剪力夹一端通过销钉与限位勾杆顶端机械连接在一起活动连接在一起，所述第二连接支杆与限位勾杆各设有两个且由第二连接支杆远离限位勾杆一端通过销钉与交互剪力夹底端机械连接在一起，所述活动球轴心通过第二定距拉线与凸轮顶端固定连接在一起。
有益效果
本发明用于加工工件的限制区的设备，限制区刀具安装装置根据控制台中程序所控制，通过移动定位机构中的x轴导滑条在车床内部进行x轴的移动，通过y轴导滑条在车床内部进行y轴的移动，在完成对刀后根据程序在限位夹具机构中的工作台所固定的工件上进行加工，工件被切削后的碎屑通过导壁进入屑收集机构中的收集箱中，防止碎屑堆积在机床内部影响工件到工件的加工，当碎屑积累至额定重量时将挤压第二支撑弹簧令焊接在收集箱下端的导电块跟随收集箱向下移动接触第二导电块时，信号发射器通过第二导电块接通电源从而向主机发出示警信号，当由于对刀失误造成原点归零不准确时，在对工件进行加工时刀具根据控制台所设定刀路行进撞到限制区中的工作台时，当刀具弯曲至额定曲率时刀具拨动连接端子向外侧一端，连接端子在移动至信号发射端接触端时传递由第三内置电源线传输的电流，令信号发射端向主机发出故障信号，连接端子的移动的同时拉动定距拉线通过拉动连接支杆传递运动，使贴轮通过传动皮带与第二扭簧轮进行同步旋转，从而带动凸轮做同步运动，当交互剪力夹由于活动球的松动在第二推出弹簧的推动下进行夹合，其下端拉动限位勾杆由于固定销钉的作用使限位勾杆下端反向运动脱离刀具套环使刀具脱离，从而达到撞刀防护的作用。
基于现有技术而言，本发明主要利用限制区刀具安装装置，即使刀具在对刀过程中刀具原点设置错误，当刀具在加工过程中进入装夹工件的限制区中，撞上夹具的瞬间其刀具弯曲曲率达到额定值时触发撞刀报警机构与刀具强力卸压机构令刀具小幅度脱落，以增大刀具的活动范围，已达到保护刀具于限制区内夹具的作用。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明用于加工工件的限制区的设备的结构示意图。
图2为本发明用于加工工件的限制区的设备的内部结构示意图。
图3为本发明用于加工工件的限制区的设备的限制区刀具安装装置内部详细结构示意图。
图4为本发明用于加工工件的限制区的设备的限制区刀具安装装置内部详细结构示意图。
图5为本发明用于加工工件的限制区的设备的限制区刀具安装装置内部详细结构示意图。
图6为本发明用于加工工件的限制区的设备的限制区刀具安装装置运动状态内部详细结构示意图。
图中：机台底座-1、机台外壳-2、限制区保护装置-3、可视透明板-4、滑动拉柄-5、报警灯-6、控制台-7、碎屑收集机构-31、限位夹具机构-32、移动定位机构-33、限制区刀具安装装置-34、外接电源线-35、电源线卷轮-36、收集箱-311、滚轮-312、支撑弹簧-313、第二支撑弹簧-314、支撑板-315、手把-316、导电块-317、第一内置电源线-318、第二导电块-319、第二内置电源线-3110、信号发射器-3111、支撑柱-321、夹具-322、工作台-323、工件-324、限位板-331、y轴导滑条-332、滑动块-333、x轴导滑条-334、连接件-335、刀具固定机构-341、撞刀报警机构-342、协动传动机构-343、刀具强力卸压机构-344、刀具-3411、刀具套环-3412、限位板-3413、固定套壳-3414、复位弹簧-3415、卡环-3416、防护外壳-3417、信号发射端-3421、第三内置电源线-3422、连接端子-3423、制动导电杆-3424、第二复位弹簧-3431、连接支杆-3432、钢丝线-3433、定距拉线-3434、第一扭簧轮-3435、第二扭簧轮-3436、传动皮带-3437、凸轮-3438、贴轮-3439、第二定距拉线-3441、交互剪力夹-3442、拉力弹簧-3443、弹簧固定板-3444、活动球-3445、第二推出弹簧-3446、第二连接支杆-3447、限位勾杆-3448。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式以及附图说明，进一步阐述本发明的优选实施方案。
实施例
请参阅图1-图6，本发明提供用于加工工件的限制区的设备，其结构包括，机台底座1、机台外壳2、限制区保护装置3、可视透明板4、滑动拉柄5、报警灯6、控制台7，所述机台底座1顶端采用电焊的方式固定连接于机台外壳2底端，所述限制区保护装置3通过镶嵌的方式安装在机台外壳2远离控制台7一端的侧面，所述可视透明板4通过镶嵌的方式安装在机台外壳2正端面，所述控制台7采用电焊的方式固定连接于机台外壳2正端面，所述报警灯6通过嵌入的方式安装在机台外壳2顶端靠近控制台7一端，所述滑动拉柄5采用电焊的方式固定连接于机台外壳2正端面中间远离可视透明板4一端。
所述限制区保护装置3包括碎屑收集机构31、限位夹具机构32、移动定位机构33、限制区刀具安装装置34、外接电源线35、电源线卷轮36，所述机台外壳2内部底端固定安装有碎屑收集机构31，所述限位夹具机构32设于碎屑收集机构31正上方且其底端与机台外壳2内部底端采用电焊的方式固定，所述机台外壳2内部侧壁安装有移动定位机构33，所述限制区刀具安装装置34通过嵌入的方式安装在移动定位机构33顶端内部，所述外接电源线35缠绕在电源线卷轮36外表面且底端采用电焊的方式固定连接于限制区刀具安装装置34顶端。
所述碎屑收集机构31包括收集箱311、滚轮312、支撑弹簧313、第二支撑弹簧314、支撑板315、手把316、导电块317、第一内置电源线318、第二导电块319、第二内置电源线3110、信号发射器3111，所述滚轮312远离支撑弹簧313一端外表面与收集箱311外侧面相切，所述滚轮312远离收集箱311一端与支撑弹簧313远离机台外壳2内表面一端采用电焊的方式固定，所述支撑板315远离第二支撑弹簧314一端端面与收集箱311底端相贴合，所述支撑板315远离收集箱311一端与第二支撑弹簧314顶端采用电焊的方式固定连接，所述手把316一端通过螺栓与收集箱311正端面机械连接在一起，所述导电块317顶端采用电焊的方式固定连接于收集箱311底端，所述第二导电块319底端采用电焊的方式固定连接于机台外壳2内表面底端，所述第一内置电源线318远离机台外壳2内表面一端采用电焊的方式固定连接于导电块317，所述信号发射器3111设于第二导电块319右端且通过第二内置电源线3110与第二导电块319电连接。
所述限位夹具机构32包括支撑柱321、工作台322、夹具323、工件324，所述支撑柱321底端采用电焊的方式固定连接于机台外壳2内部底端正中间，所述工作台322远离工件324一端与支撑柱321顶端固定连接在一起，所述夹具323内表面与工件324外表面贴合且通过嵌入的方式固定与工作台322顶端外环。
所述移动定位机构33包括限位板331、y轴导滑条332、滑动块333、x轴导滑条334、连接件335，所述y轴导滑条332远离限位板331一端通过嵌入的方式安装在滑动块333内部，所述x轴导滑条334左右两侧端通过嵌入的方式安装在在滑动块333外部，所述导滑条334通过连接件335与限制区刀具安装装置34机械连接在一起。
所述限制区刀具安装装置34包括刀具固定机构341、撞刀报警机构342、协动传动机构343、刀具强力卸压机构344，所述刀具强力卸压机构344设于刀具固定机构341正上方且与协动传动机构343机械连接在一起，所述协动传动机构343与撞刀报警机构342各设有两个分别安装在刀具强力卸压机构344左右两端且机械连接在一起。
所述刀具固定机构341包括刀具3411、刀具套环3412、限位板3413、固定套壳3414、复位弹簧3415、卡环3416、防护外壳3417，所述卡环3416设于刀具3411中间位置且与刀具3411为一体化结构，所述限位板3413远离刀具3411一端采用电焊的方式固定连接于刀具套环3412顶端内部，所述刀具套环3412顶端通过嵌入的方式安装在固定套壳3414底端，所述复位弹簧3415远离刀具强力卸压机构344一端通过嵌入的方式安装在固定套壳3414内部，所述固定套壳3414顶端设于防护外壳3417底端正中间且采用电焊的方式固定安装于防护外壳3417底端，所述刀具3411顶端与撞刀报警机构342活动连接在一起。
所述撞刀报警机构342包括信号发射端3421、第三内置电源线3422、连接端子3423、制动导电杆3424，所述信号发射端3421设有两个分别采用电焊的方式固定连接于防护外壳3417底端内表面左右两侧，所述连接端子3423远离第三内置电源线3422一端采用电焊的方式固定连接于制动导电杆3424顶端外表面靠近信号发射端3421三分之一的位置，所述连接端子3423远离制动导电杆3424一端采用电焊的方式固定连接于第三内置电源线3422底端，所述制动导电杆3424远离信号发射端3421一端与刀具3411顶端外表面贴合。
所述协动传动机构343包括第二复位弹簧3431、连接支杆3432、钢丝线3433、定距拉线3434、第一扭簧轮3435、第二扭簧轮3436、传动皮带3437、凸轮3438、贴轮3439，所述第一扭簧轮3435外环面通过定距拉线3434与连接支杆3432远离第二复位弹簧3431一端固定连接在一起，所述连接支杆3432远离第一扭簧轮3435一端采用电焊的方式固定连接于第二复位弹簧3431远离防护外壳3417内表面一端，所述第二复位弹簧3431远离连接支杆3432一端采用电焊的方式固定连接于防护外壳3417内表面靠上位置，所述连接支杆3432靠近第二复位弹簧3431一端通过钢丝线3433与第二扭簧轮3436内环面固定连接在一起，所述第二扭簧轮3436外环面通过传动皮带3437与贴轮3439外环面活动连接在一起，所述凸轮3438顶端与刀具强力卸压机构344一端机械连接在一起。
所述刀具强力卸压机构344包括第二定距拉线3441、交互剪力夹3442、拉力弹簧3443、弹簧固定板3444、活动球3445、第二推出弹簧3446、第二连接支杆3447、限位勾杆3448，所述拉力弹簧3443远离弹簧固定板3444一端与活动球3445顶端外球面采用电焊的方式固定，所述拉力弹簧3443远离活动球3445一端采用电焊的方式固定连接于弹簧固定板3444底端，所述第二推出弹簧3446设有两个且靠近活动球3445一端与采用电焊的方式固定连接于交互剪力夹3442左右侧端面轴心靠上位置，所述交互剪力夹3442通过销钉固定连接在防护外壳3417内部中间位置，所述第二连接支杆3447远离交互剪力夹3442一端通过销钉与限位勾杆3448顶端机械连接在一起活动连接在一起，所述第二连接支杆3447与限位勾杆3448各设有两个且由第二连接支杆3447远离限位勾杆3448一端通过销钉与交互剪力夹3442底端机械连接在一起，所述活动球3445轴心通过第二定距拉线3441与凸轮3438顶端固定连接在一起。
本发明的原理：限制区刀具安装装置34根据控制台7中程序所控制，通过移动定位机构33中的x轴导滑条334在车床内部进行x轴的移动，通过y轴导滑条332在车床内部进行y轴的移动，在完成对刀后根据程序在限位夹具机构32中的工作台323所固定的工件324上进行加工，工件324被切削后的碎屑通过导壁进入屑收集机构31中的收集箱311中，防止碎屑堆积在机床内部影响工件324到工件324的加工，当碎屑积累至额定重量时将挤压第二支撑弹簧314令焊接在收集箱311下端的导电块317跟随收集箱311向下移动接触第二导电块319时，信号发射器3111通过第二导电块319接通电源从而向主机发出示警信号，当由于对刀失误造成原点归零不准确时，在对工件324进行加工时刀具3411根据控制台7所设定刀路行进撞到限制区中的工作台323时，当刀具3411弯曲至额定曲率时刀具3411拨动连接端子3423向外侧一端，连接端子3423在移动至信号发射端3421接触端时传递由第三内置电源线3422传输的电流，令信号发射端3421向主机发出故障信号，连接端子3423的移动的同时拉动定距拉线3434通过拉动连接支杆3432传递运动，使贴轮3439通过传动皮带3437与第二扭簧轮3436进行同步旋转，从而带动凸轮3438做同步运动，当交互剪力夹3442由于活动球3445的松动在第二推出弹簧3446的推动下进行夹合，其下端拉动限位勾杆3448由于固定销钉的作用使限位勾杆3448下端反向运动脱离刀具套环3412使刀具脱离，从而达到撞刀防护的作用。
本发明所述的凸轮3438指的是机械的回转或滑动件，它把运动传递给紧靠其边缘移动的滚轮或在槽面上自由运动的针杆，或者它从这样的滚轮和针杆中承受力，凸轮随动机构可设计成在其运动范围内能满足几乎任何输入输出关系一对某些用途来说，凸轮和连杆机构能起同样的作用，所述刀具3411是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具，绝大多数的刀具是机用的，但也有手用的，由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料，所以刀具一词一般就理解为金属切削刀具，切削木材用的刀具则称为木工刀具。
本发明解决的问题是当刀具在对刀过程中刀具原点设置错误，当刀具在加工过程中进入装夹工件的限制区中，撞上夹具容易使刀具崩坏，当刀具硬度高于夹具时，夹具容易损坏，本发明通过上述部件的互相组合，本发明主要利用限制区刀具安装装置，即使刀具在对刀过程中刀具原点设置错误，当刀具在加工过程中进入装夹工件的限制区中，撞上夹具的瞬间其刀具弯曲曲率达到额定值时触发撞刀报警机构与刀具强力卸压机构令刀具小幅度脱落，以增大刀具的活动范围，已达到保护刀具于限制区内夹具的作用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神或基本特征的前提下，不仅能够以其他的具体形式实现本发明，还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围，因此本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定，而不是上述说明限定。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。