一种基于电容检测技术的数控装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于电容检测技术的数控装置，该装置包括电容检测模块，所述电容检测模块的输出端依次连接有信号采集模块、控制模块、数控加工代码生成模块、输出模块和标签打印模块。本实用新型将电容检测技术与数控加工技术结合起来，实现了对注塑制品的无损伤在线检测；同时增加了标签打印模块，能将输出模块生成的识别码标签打印出来并贴在工件表面，以便数控机床根据识别码标签自动进行后续数控加工操作，从而实现产品从检测到去除“飞边”或“毛边”以及二次加工修正过程的完全自动化，效率高和成本低，且克服了人工检测和人工进行二次加工修正的误差，确保了产品的质量。本实用新型可广泛应用于自动检测和数控【技术领域】。
【专利说明】—种基于电容检测技术的数控装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及自动检测和数控【技术领域】，尤其是一种基于电容检测技术的数控装置。
【背景技术】
[0002]在注塑过程中，产品往往会因为注塑成型控制造成的缺陷(如注塑压力过大)或模具密闭性不好等原因，而出现飞边”或者“毛边”的问题。而注塑企业一般会专门聘请工人用刀具对每个产品进行“刮边”，以去除“飞边”或者“毛边”。
[0003]此外，在受到外界扰动等因素的影响时，注塑系统会出现部分次品(如产品的表面尺寸和光洁度等不符合要求)，因此在实际生产中必须挑选出次品并做相应的处理。注塑厂家的一般做法是通过工人肉眼观测来判断产品的质量。
[0004]对于不合符要求的次品，一般有两种处理方法:一是二次加工修正法:由工人按照给定的尺寸标准，对只要求美观而对尺寸没有严格要求的可修正次品进行人工修正，从而使产品达到要求；二是回收重注加工法:将次品循环回收，再次注塑生产出新产品。
[0005]注塑工厂的恶劣环境使得很多人不愿意从事注塑生产的工作；另一方面，随着劳动力成本的不断提升，越来越多的厂家偏向于利用自动化技术代替人工操作，以降低成本。此外，受人为因素的影响，人工操作并不能保证产品的质量，效率也很低。例如，人工检测是靠手工和肉眼来检察，其检测精度不高而且效率很低；而二次加工修正法则由工人首先使用游标卡尺或者精密测量仪器检 测产品的规格大小，再根据给定的产品规格标准，对次品进行人工修正，其检测效率较低。
[0006]综上所述，现有的注塑生产过程存在着成本高、效率低和不能确保产品的质量等缺点。
实用新型内容
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是:提供一种基于电容检测技术、成本低、效率高和产品质量好的自动化数控加工装置。
[0008]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于电容检测技术的数控装置，该装置包括电容检测模块，所述电容检测模块的输出端依次连接有信号采集模块、控制模块、数控加工代码生成模块、输出模块和标签打印模块。
[0009]进一步，所述电容检测模块包括电容动极和电容静极，所述电容动极和电容静极构成一个电容器，所述电容动极和电容静极之间设置有检测空位，所述电容动极和电容静极均与信号采集模块的输入端连接。
[0010]进一步，所述信号采集模块包括电压转换器，所述电压转换器的输出端依次连接有模数转换器和信号放大器，所述信号放大器的输出端与控制模块的输入端连接；所述电容动极和电容静极均与电容电压转换器的输入端连接。
[0011]进一步，还包括运动模块，所述运动模块的输入端与控制模块的输出端连接。[0012]进一步，所述运动模块电机、吸嘴、用于带动电容动极和吸嘴的滚珠丝杠以及用于通过电机带动滚珠丝杠的垂直导轨。
[0013]进一步，所述输出模块包括编码单元和标签识别码生成单元，所述编码单元的输入端和标签识别码生成单元的输入端均与数控加工代码生成模块的输出端连接，所述标签识别码生成单元的输出端与标签打印模块的输入端连接。
[0014]进一步，所述电容动极和电容静极的材质均为金属导体或不锈钢。
[0015]本实用新型的有益效果是:将电容检测技术与数控加工技术结合起来，能保证在不破坏工件的几何尺寸和表面光洁度的情况下，快速而准确地检测出工件相对于标准件的规格偏差，从而实现了对注塑制品的无损伤在线检测；同时增加了标签打印模块，能将输出模块生成的识别码标签打印出来并贴在工件表面，以便数控机床根据识别码标签自动进行后续数控加工操作，从而实现产品从检测到去除“飞边”或“毛边”以及二次加工修正过程的完全自动化，效率高和成本低，且克服了人工检测和人工进行二次加工修正的误差，确保了产品的质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面结合说明书附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0017]图1为本实用新型一种基于电容检测技术的数控装置的功能模块框图；
[0018]图2为本实用新型一种基于电容检测技术的数控装置的立体结构示意图；
[0019]图3为本实用新型电容检测模块与信号采集模块的结构框图；
[0020]图4为本实用新型运动模块的连接关系图；
[0021]图5为本实用新型输出模块的结构框图。
[0022]附图标记:1、电容动极；2、电容静极；3、垂直导轨；4、电机；5、滚珠丝杠；6、吸嘴；
7、标签打印机；8、检测台；9、支柱；10、工件；11、传送带。
【具体实施方式】
[0023]参照图1，本实用新型一种基于电容检测技术的数控装置，该装置包括电容检测模块，所述电容检测模块的输出端依次连接有信号采集模块、控制模块、数控加工代码生成模块、输出模块和标签打印模块。
[0024]其中，电容检测模块，用于根据电容原理对产品的尺寸等信息进行检测。
[0025]信号采集模块，用于对电容检测模块输出的信号进行采集、变换和放大等处理。
[0026]控制模块，用于对采集到的信号进行分析处理并把处理后的信号跟标准件信号进行对比分析，从而得到次品的几何偏差等信息。
[0027]数控加工代码生成模块，用于根据得到的几何偏差信息和加工方法自动生成相应的数控加工代码。
[0028]在实际操作中，控制模块和数控加工代码生成模块采用DSP6713芯片外加FPGA来实现。例如，DSP6713芯片选用TI浮点处理器TMS320C6713PYP200，它最高可运行至200M主频；FPGA选用XILINX SPARTAN 3A系列芯片XC3S400A，它拥有8064个逻辑单元，20个专用乘法器，4个DCM，最大可用I/O为311个。
[0029]输出模块，用于将自动生成的数控加工代码转换成数控机床可以识别的代码并存储或发送到数控加工系统中，同时生成一个与数控加工代码相对应的识别码并发送给标签打印模块。
[0030]标签打印模块，用于将生成的识别码打印出来并贴于工件表面，以作为工件的标签(由于识别码与数控加工代码是一一对应的，因此在数控加工时，只要对其工件上的标签进行识别就能自动调出相应的数控加工代码，十分方便和高效)。
[0031]在检测到工件的外观面有凹凸不平等造成工件不满足光洁度要求时，本实用新型会首先通过电容检测模块检测工件容易出现“飞边”或“毛边”的端面(如注塑合模端面)，并测量得到出现“飞边”或“毛边”的边沿尺寸(如端面的长、宽尺寸)。接着，控制模块和数控加工代码生成模块会根据得到的边沿尺寸等数据生成对应的数控加工代码。生成的数控加工代码经过输出模块和标签打印模块后可以直接控制数控机床进行后续加工处理，从而加工出光洁度较高的端面，同时能去除“飞边”或“毛边”，以获得较高质量的产品。
[0032]参照图2和图3，进一步作为优选的实施方式，所述电容检测模块包括电容动极I和电容静极2，所述电容动极I和电容静极2构成一个电容器，所述电容动极I和电容静极2之间设置有检测空位，所述电容动极I和电容静极2均与信号采集模块的输入端连接。
[0033]其中，电容检测模块是由基于电容原理设计的传感器及其连接电路所组成。电容器的一极(即电容动极I)安装在一个可在水平方向和垂直方向自由移动的探头上，另一极
(即电容静极2)则固定在检测台8的底板上。根据电容值的计算原理:
【权利要求】
1.一种基于电容检测技术的数控装置，其特征在于:该装置包括电容检测模块，所述电容检测模块的输出端依次连接有信号采集模块、控制模块、数控加工代码生成模块、输出模块和标签打印模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于电容检测技术的数控装置，其特征在于:所述电容检测模块包括电容动极(I)和电容静极(2 )，所述电容动极(I)和电容静极(2 )构成一个电容器，所述电容动极(I)和电容静极(2)之间设置有检测空位，所述电容动极(I)和电容静极(2)均与信号采集模块的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于电容检测技术的数控装置，其特征在于:所述信号采集模块包括电压转换器，所述电压转换器的输出端依次连接有模数转换器和信号放大器，所述信号放大器的输出端与控制模块的输入端连接；所述电容动极(I)和电容静极(2)均与电容电压转换器的输入端连接。
4.根据权利要求2所述的一种基于电容检测技术的数控装置，其特征在于:还包括运动模块，所述运动模块的输入端与控制模块的输出端连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于电容检测技术的数控装置，其特征在于:所述运动模块电机(4)、吸嘴(6)、用于带动电容动极(I)和吸嘴(6)的滚珠丝杠(5)以及用于通过电机(4)带动滚珠丝杠(5)的垂直导轨(3)。
6.根据权利要求1所述的一种基于电容检测技术的数控装置，其特征在于:所述输出模块包括编码单元和标签识别码生成单元，所述编码单元的输入端和标签识别码生成单元的输入端均与数控加工代码生成模块的输出端连接，所述标签识别码生成单元的输出端与标签打印模块的输入端连接。
7.根据权利要求2-5任一项所述的一种基于电容检测技术的数控装置，其特征在于:所述电容动极(I)和电容静极(2)的材质均为金属导体或不锈钢。
【文档编号】G05B19/18GK203535433SQ201320393599
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年7月3日 优先权日:2013年7月3日
【发明者】张碧陶, 姚科, 高福荣 申请人:广州市香港科大霍英东研究院