一種臥式車床光電智能雙防護(hù)裝置，此裝置特點(diǎn)在于無機(jī)械觸點(diǎn)式控制機(jī)床電源；同時具備防卡盤板手飛出和大溜板箱撞車兩種防護(hù)功能；裝置采用安全電壓，具有過熱、過載及短路保護(hù)；外觀設(shè)計(jì)簡約。克服了以往車床幫助安防裝置得機(jī)械觸點(diǎn)式接觸、功能單一、高電壓輸入、靈敏度低、關(guān)鍵部件易損度高及可靠性差等缺陷。
隨著人們對工程實(shí)踐得重視，各種金工培訓(xùn)工作量不斷增加，但是，由于機(jī)床本身得缺陷、使用不當(dāng)和安全技術(shù)措施不力而造成得人身和設(shè)備事故，給人們得生命和財產(chǎn)帶來了不應(yīng)有得損失。臥式車床光電智能雙防護(hù)裝置是保障操作人員人身和設(shè)備安全得重要保護(hù)裝置。
據(jù)觀察，高校金工實(shí)習(xí)臥式車床操作中，安全事故主要來自于機(jī)械傷害事故，如不遵守安全操作規(guī)程，冒險作業(yè)；設(shè)備有缺陷，對切削采取得防范措施不當(dāng)；操感謝分享缺乏基本訓(xùn)練，違章作業(yè)，個人防護(hù)用品使用不當(dāng)?shù)取Ｒ陨蠚w納起來，由于學(xué)生操作不當(dāng)、注意力不集中或機(jī)械操作部分故障失靈，引起得學(xué)生安全事故，占金工實(shí)習(xí)事故率超過50%。因此，設(shè)備安全利用，已是金工實(shí)習(xí)車工教學(xué)質(zhì)量得不可忽視得一環(huán)，維護(hù)好這些設(shè)備，不僅是體現(xiàn)工程實(shí)訓(xùn)育人能力，同時也反映了高校工程實(shí)踐教學(xué)總體發(fā)展水平。目前，臥式車床幫助安全裝置得開發(fā)，已成為熱點(diǎn)內(nèi)容。這其中包括，對現(xiàn)有得安全裝置技術(shù)得升級改造，提高裝置控制得可靠性，進(jìn)一步提高車床安全利用率，以減低事故率成為亮點(diǎn)內(nèi)容。
1. 安全裝置技術(shù)現(xiàn)狀
從目前調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前多數(shù)金工實(shí)習(xí)所使用得車床幫助安防裝置多采用純機(jī)械觸點(diǎn)式接觸來控制機(jī)床電源，靈敏度低，關(guān)鍵部件易損度高，維修頻繁；功能單一，不能完成主次開關(guān)過熱、過載及短路保護(hù)，可靠性差；機(jī)床操作系統(tǒng)為220V高電壓，非安全電壓；外形設(shè)計(jì)欠合理，不耐用。
目前，已經(jīng)公布得技術(shù)中，涉及到臥式車床幫助安全裝置得也有幾種。不過大多數(shù)創(chuàng)新點(diǎn)在于機(jī)械結(jié)構(gòu)，并未涉及利用光電感應(yīng)技術(shù)同時防止卡盤扳手飛出傷人和防撞車事故。比如，一種車床卡盤扳手安全裝置，包括行程限位開關(guān)、信號警示燈、鐵盒罩和導(dǎo)向板。此裝置保證在裝卸工件時，卡盤扳手必須插入此裝置，機(jī)床電源才啟動；抽出扳手時，則行程開關(guān)動作，切斷控制回路，主電動機(jī)即失電停轉(zhuǎn)。
有得是利用行程限位開關(guān)動作防卡盤扳手飛出傷人，利用光電限位開關(guān)防刀架與卡盤發(fā)生碰撞；還有是通過主電動機(jī)轉(zhuǎn)動或離合器結(jié)合兩種方式來控制主軸得運(yùn)轉(zhuǎn)；或是通過床鞍感應(yīng)專用緩沖裝置，小滑板極限位置固定裝置，實(shí)現(xiàn)防卡盤扳手飛出傷人和防車刀與旋轉(zhuǎn)卡盤相撞。
從以上看，這些裝置技術(shù)特點(diǎn)中，多以機(jī)械觸點(diǎn)式接觸且功能單一。我們在長期得教學(xué)實(shí)踐中，對現(xiàn)有以機(jī)械觸點(diǎn)方式實(shí)現(xiàn)控制得安全裝置進(jìn)行了技術(shù)升級，提高了車床操作得可靠性、靈敏性和安全性，降低了安全裝置中關(guān)鍵部件易損度。
2. 改進(jìn)型安全裝置原理分析
由于光電技術(shù)快速得普及與推廣，智能化裝置在安防領(lǐng)域得滲透，大大激發(fā)了我們進(jìn)行安全裝置技術(shù)升級得信心。經(jīng)過反復(fù)論證與實(shí)踐，我們成功地把光電技術(shù)應(yīng)用到了大學(xué)生金工實(shí)習(xí)所使用得臥式車床幫助安全裝置上，并研制出了臥式車床光電智能雙防護(hù)裝置，克服了現(xiàn)有得機(jī)械觸點(diǎn)接觸式技術(shù)得不足，結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、運(yùn)行穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)耐用。
單片機(jī)是本裝置核心部分，其內(nèi)置EMI濾波器，波形機(jī)小；智能電位器有自動復(fù)位功能，無論是輸出或輸入一旦超出各項(xiàng)指標(biāo)±10%，就會切斷電源，自動復(fù)位。
利用安裝在適當(dāng)位置得光電開關(guān)，通過一系列動作過程，將信號反饋到單片機(jī)，輸出端電位器啟動，切斷電源自動復(fù)位。以控制車床主軸得正常啟動和非正常情況下得制動。
因?yàn)榇藱C(jī)是軟啟動電流，能有效地減低輸入沖擊，所以能起到過壓或過載、短路所造成得過熱得保護(hù)功能。
3. 改進(jìn)型安全裝置設(shè)計(jì)方案
這種臥式車床光電智能雙防護(hù)裝置控制系統(tǒng)部分包括單片機(jī)、主控開關(guān)、次控開關(guān)以及中間繼電器（見圖1）。圖2所示可從臥式車床控制系統(tǒng)SB1上口取得220V電壓接于單片機(jī)，單片機(jī)將220V電壓輸出成12V安全電壓，并依次連接主控開關(guān)、次控開關(guān)、中間繼電器形成12V輸出串聯(lián)回路，并由中間繼電器動合觸點(diǎn)分別接于電器元件FR（熱繼電器）兩端。此外，單片機(jī)對主控、次控開關(guān)過熱、過載及短路時，起到保護(hù)作用。
圖 1
圖 2
主控開關(guān)通過放置扳手來控制主控開關(guān)得控制電路導(dǎo)通，次控開關(guān)用于通過溜板箱位移來控制次控得控制電路導(dǎo)通，如圖3所示。
圖 3
主控開關(guān)包括一個主控開關(guān)安裝盒，該主控開關(guān)安裝盒安裝在車床得床頭箱得右上部，主控開關(guān)安裝盒包括盒體以及一個與盒體鉸鏈安裝得盒蓋，光電該主控開關(guān)安裝盒內(nèi)置有一個采集方向向上得U形開關(guān)，即光電傳感器，在盒體頂部設(shè)置有一個扳手插孔，在該插孔下方得光電傳感器上同軸套裝有一個同軸對接扳手得導(dǎo)向套。
次控開關(guān)包括一個光電感應(yīng)器且該光電感應(yīng)器通過一個同軸得護(hù)套安裝在一個安裝支架上，支架安裝在床頭箱右下部且與床頭箱右面對齊，護(hù)套位于車床床頭箱得底部與走刀箱頂部之間，護(hù)套通過一個調(diào)節(jié)絲杠及絲母安裝在安裝支架上。
當(dāng)主控開關(guān)得護(hù)套內(nèi)插入三爪板手，則光電傳感器得光束被切斷，繼電器動合觸電吸合，電源導(dǎo)通，此時機(jī)床主軸正常運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)三爪板手從主開關(guān)得護(hù)套內(nèi)抽出時，導(dǎo)通光束，繼電器動合觸點(diǎn)斷開，電源失電，此時車床主軸無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，由此通過扳手得放置來控制繼電器啟閉，避免運(yùn)行過程中帶扳手作業(yè)而出現(xiàn)手飛出傷人得事故。
當(dāng)車床主軸正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，溜板箱自動走刀逐漸接近床頭箱，且距離小于等于設(shè)定得安全距離時，次控開關(guān)動作，此時繼電器動合觸點(diǎn)斷開，電源失電，此時車床主軸無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以避免溜板箱上走刀與車床車身相撞。
4. 改進(jìn)型安全裝置應(yīng)用
將光電技術(shù)、低電壓技術(shù)運(yùn)用于臥式車床安全操控系統(tǒng)，可有效提升臥式車床安全性。通過將功能單一、有觸點(diǎn)純機(jī)械接觸得車床幫助安全裝置得進(jìn)一步改進(jìn)，提高了安全裝置得靈敏度、可靠性，避開了操作系統(tǒng)高電壓得弊端。
此改進(jìn)型安全裝置投入使用以來，在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中發(fā)揮了很好作用，安全方便，動作可靠，避免了學(xué)生實(shí)習(xí)扳手飛出及大溜板箱撞床鞍事故得發(fā)生，對車床及人身安全都起到了良好得保護(hù)。
因?yàn)檫@種改進(jìn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，成本低，耐用性好，維修更換也方便，具有很好得使用和推廣價值。
-End-
?近日：《金屬加工（冷加工）》2017年第10期，感謝分享：華北電力大學(xué)馬春利 胡立仁
?感謝感謝：清荷
?投稿感謝原創(chuàng)者分享：tougao1950等126感謝原創(chuàng)分享者，稿件或線索一經(jīng)采用，有獎勵！
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（金屬加工感謝對創(chuàng)作者的支持：mw1950pub）
