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专利号: 2022107430185
申请人: 南通纳侬精密机械有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种可自诊断故障的数控机床,包括基座(1)和数控PLC系统,其特征在于:所述基座(1)的顶部设置有横向移动机构、纵向移动机构、上下移动机构、冷却机构和数控钻孔机构,所述基座(1)的顶部四个角落均固定安装有四个支撑架(4),所述横向移动机构与支撑架(4)为焊接连接,所述基座(1)的顶部两侧中间区域固定安装有保护板(6),所述纵向移动机构与保护板(6)为焊接连接,所述纵向移动机构包括有主机(14),所述上下移动机构位于主机(14)的内部,所述冷却机构与主机(14)为管道连接,所述数控钻孔机构与主机(14)为活动连接;

所述横向移动机构包括有滑柱一(7),所述保护板(6)与滑柱一(7)为滑动连接,所述保护板(6)内部焊接有若干滑柱三(19)和若干滑柱二(13),所述保护板(6)与主机(14)为固定连接,所述保护板(6)的背面固定安装有固定板二(17),所述固定板二(17)上开设有固定孔三(18),所述固定孔三(18)与滑柱三(19)为滑动连接,所述主机(14)的一侧设置有固定板一(11),所述固定板一(11)上开设有固定孔二(12),所述固定孔二(12)与滑柱二(13)为滑动连接,所述保护板(6)的两侧壁上固定安装有过滤机(2),所述基座(1)的顶部开设有若干回流渠道(10),所述回流渠道(10)的两侧为斜坡状,所述回流渠道(10)的内部均匀分布有若干吸水口,若干所述吸水口与过滤机(2)为管道连接,所述基座(1)的一侧设置有冷却液罐(21),所述过滤机(2)上连通延伸出冷却管一(3),所述冷却管一(3)与冷却液罐(21)为管道连接,所述冷却液罐(21)的一侧设置有冷却管二(5),所述冷却管二(5)与主机(14)为管道连接,所述主机(14)的底部电控安装有升降杆(15),所述升降杆(15)的底部卡合连接有钻杆(16),所述升降杆(15)的底部开设有若干冷却液喷口(20),所述冷却管二(5)与冷却液喷口(20)为管道连接,所述主机(14)的顶部安装有电机(9);

所述数控PLC系统包括有驱动逻辑模块、循环过滤模块和筛选模块,所述驱动逻辑模块包括有主机运行逻辑单元、冷却液流动逻辑单元和钻杆更换逻辑单元,所述循环过滤模块包括有冷却液污浊度检测单元、废料收集单元和钻杆受损度检测单元,所述筛选模块包括有板材检测单元、钻杆自动调整单元和过滤机启停模块;

所述主机运行逻辑单元用于控制主机(14)的运行顺序和移动距离,所述冷却液流动逻辑单元用于净化含有杂质的冷却水同时控制冷却水的循环流通,所述钻杆更换逻辑单元用于对已经损坏的钻杆(16)进行自动更换,所述冷却液污浊度检测单元用于检测冷却水中的杂质含量,所述废料收集单元用于将冷却水中的杂质提取出来并二次利用,所述钻杆受损度检测单元用于检测钻杆(16)的磨损程度,所述板材检测单元用于检测放置在基座(1)上的需要加工的板材的厚度和硬度,所述钻杆自动调整单元用于控制钻杆(16)的选择,在钻杆(16)运行初期就对钻杆(16)进行初步更换并在二次更换时更换相同规格的钻杆(16),所述过滤机启停模块用于控制过滤机(2)的开启和停止;

数控机床的运行步骤为:

S1.开启主电源,数控PLC系统和机床本身是同时通电,数控机床上显示出机床的初始信息;

S2.将机床上的保护板(6)恢复到初始位置,主机运行逻辑单元中建立起机床各个运行机构坐标的移动基准,中途重新插入的新结构连通系统需将主机运行逻辑单元作为第一运行逻辑;

S3.将机床锁住,测试数控PLC系统,对整个运行系统进行排查,是否有误,若是有错误则需要重新进行编辑;

S4.对要加工的板材进行安装找正,建立基准,此过程采用手动增量移动,连续移动或者手摇轮移动机床,将板材的起始点与钻杆(16)进行对准,并将此对准点作为基准点;

S5.按照设定规格,主机(14)进行移动,将钻杆(16)对准板材,依次进行钻孔,或者将需要打磨的轨迹图输入进数控PLC系统中,轨迹图的起始点需与钻杆、板材基准点一致;

S6.检测板材打磨轨迹,在板材上画出需要打磨的轮廓,这样在钻杆(16)打磨后能直观的检查程序的运行正确性;

S7.加工结束,检查数控机床的状态和各个零部件,先关闭机床电源,再关闭系统的电源,最后关闭总电源;

所述板材基准点的定位方法如下:

主机运行逻辑单元内的运行逻辑为两种,一为板材无固定轨迹打磨,则按照固定逻辑进行分布式打孔,此过程只需要输入打孔径距和打孔隔距,此时主机(14)自动运行到的固定基准点处;

主机(14)的固定运行逻辑通过滑柱二(13)上移至顶;

保护板(6)通过滑柱三(19)左移至末端;

保护板(6)通过滑柱一(7)前移至末端,此时的钻杆(16)处于基准点处;

此时主机运行逻辑单元等待接受下一步的运行指令,接收到指令,继续下一步;

钻杆(16)通过滑柱二(13)下移直到与板材接触;

所述冷却液流动逻辑单元、冷却液污浊度检测单元和过滤机启停模块的运行流程如下:

S21.钻杆(16)对板材进行加工时,其周侧的冷却液喷口(20)朝向钻杆(16)的方向少量多次的喷射冷却液,此冷却液均是由冷却液罐(21)通过冷却管二(5)通入进入,冷却液沿着钻杆(16)下流;

S22.冷却液堆积在钻杆(16)与板材的接触区,堆积轨迹与钻杆(16)的运行轨迹一致,钻杆(16)将板材完全切割开后,堆积的冷却液从钻孔处流下,此过程中钻杆(16)所开钻的痕迹均为凹形区域,此形状与钻杆(16)的开凿面一致,钻杆(16)均为中间细,周测宽,呈螺旋钻头状;

S23.冷却液流淌下来之后聚集到回流渠道(10)中,回流渠道(10)中的多个吸水口始终处于运转状态,将冷却液吸取进来并传输到过滤机(2)内;

S24.过滤机(2)内的冷却液污浊度检测单元进行检测,将冷却液中的杂质重量计算出来,杂质均为金属废屑,将杂质占比量数据传输给过滤机启停模块,若是杂质占比量小于

0.17则过滤机启停模块不发送启动指令,过滤机(2)不运行,若是杂质占比量大于等于0.17则过滤机启停模块发送启动指令,过滤机(2)运行;

S25.将过滤机(2)中排出冷却液通过冷却管一(3)传输到冷却液罐(21)中,达到冷却液的循环利用;

S26.过滤机(2)中的杂质堆积过多,则会发出警报,工人将过滤机(2)中的杂质清理干净即可,清理过程中,机床照常运行,吸水口不运行,冷却水在回流渠道(10)中堆积;

S27.冷却液进入过滤机(2)中,将过滤机(2)注满,吸水口停止运行,纯净过滤液注满过滤机(2)重量为m1,体积为v1,此数据由预先测试所得,含有杂质的冷却液注满过滤机(2)重量为m2,体积为v1,m2数据为实时计算,由于杂质均为金属废屑,体积忽略不计,m2‑m1计算得出金属杂质重量m3,m3/m2为杂质占比值;

所述主机(14)的内部设置有分隔板(22),所述分隔板(22)的顶部安装有契合块(23),所述契合块(23)上开设有若干契合槽(24),所述分隔板(22)的上方设置有伸缩柱二(26),所述伸缩柱二(26)的一端轴承连接有夹具(27),所述升降杆(15)的上方设置有伸缩柱一(25),所述升降杆(15)的底部安装有磁性板,所述升降杆(15)的顶部设置有松紧机(31),所述松紧机(31)为中空圆形,所述伸缩柱一(25)贯穿松紧机(31),所述主机(14)的内部底部安装有移送基底(30),所述移送基底(30)上卡合放置有预备钻杆(29);

所述自动检测钻杆(16)受损的具体流程:

钻杆(16)始终与板材紧密贴合,若是钻杆(16)磨损则主机(14)整体下移,否则主机(14)整体停运;

主机(14)下移距离设为h,若是h的数值大于等于3.5cm,则钻杆受损度检测单元判定钻杆(16)受损严重,属于更换行列。

2.根据权利要求1所述的一种可自诊断故障的数控机床,其特征在于:所述钻杆(16)的更换流程为:

S31.将板材的规格数据输送到数控PLC系统中,数控PLC系统自动将数据传输到板材检测单元中,主机(14)内部预先设备有多个预备钻杆(29);

S32.钻杆受损度检测单元检测到钻杆(16)的受损程度,磨损严重则发送更换信号给钻杆自动调整单元,钻杆自动调整单元内部预先设定更换逻辑;

S33.钻杆(16)通过伸缩柱一(25)上移,钻杆(16)的底部与松紧机(31)水平对齐,松紧机(31)夹紧钻杆(16)开始旋转,将钻杆(16)松开,拧松的钻杆(16)被磁性板吸住;

S34.钻杆(16)继续上移,直到伸缩柱一(25)上移至顶,伸缩柱二(26)启动开始伸长带动夹具(27)进行移动,夹具(27)触碰到钻杆(16)将钻杆(16)夹住,伸缩柱二(26)反向移动将钻杆(16)挪走,夹具(27)对准契合槽(24)处,伸缩柱二(26)停止移动,伸缩柱二(26)停止移动,夹具(27)松开,钻杆(16)落入契合槽(24)中;

S35.伸缩柱二(26)继续移动到末端,等待下一次运行;

S36.伸缩柱一(25)下降至升降杆(15)的底部与预备钻杆(29)的顶部对齐,移送基底(30)将预备钻杆(29)移送至升降杆(15)的下方,磁性片将预备钻杆(29)吸住,松紧机(31)将预备钻杆(29)夹住开始旋转拧紧,拧紧完成,伸缩柱一(25)继续下移,进行复位。