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一種加工中心工作臺(tái)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)

2018-4-13 來(lái)源：轉(zhuǎn)載作者：張玉華王世鵬邢海豐

摘要: 介紹一種臥式加工中心工作臺(tái)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別工作臺(tái)，數(shù)控系統(tǒng)可根據(jù)識(shí)別信息自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)程序進(jìn)行加工，從而提高加工效率。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，自動(dòng)化程度高，在提高效率的同時(shí)，還能夠避免人工出錯(cuò)。由于激光精度高穩(wěn)定性好，可適應(yīng)較多工作臺(tái)數(shù)量的識(shí)別。

關(guān)鍵詞: 工作臺(tái)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng); 激光測(cè)距; 自動(dòng)加工

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，轉(zhuǎn)變勞動(dòng)密集型、資源耗費(fèi)型、低效粗糙型的生產(chǎn)模式已經(jīng)成為廣泛共識(shí)。人力成本快速提高、高素質(zhì)勞動(dòng)力緊缺等，也促使企業(yè)用機(jī)器人來(lái)提高產(chǎn)業(yè)附加值、保證產(chǎn)品質(zhì)量的愿望遠(yuǎn)較以前強(qiáng)烈，工業(yè)機(jī)器人及數(shù)字化裝備面臨著前所未有的發(fā)展時(shí)機(jī)，機(jī)床的自動(dòng)化程度隨著時(shí)間的推移越來(lái)越高。

文中提出的機(jī)床工作臺(tái)識(shí)別結(jié)構(gòu)，包括機(jī)床交換區(qū)下防護(hù)支撐結(jié)構(gòu)、工作臺(tái)，在工作臺(tái)側(cè)邊上固定用于識(shí)別的識(shí)別塊，正對(duì)識(shí)別塊與工作臺(tái)側(cè)邊垂直的面上安裝有單反式激光發(fā)射接收器，通過(guò)發(fā)出激光接觸到識(shí)別塊后返回被接收。單反式激光發(fā)射接收器可得到其余識(shí)別塊之間的距離，通過(guò)距離的不同來(lái)確認(rèn)工作臺(tái)的編號(hào)。該識(shí)別結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便結(jié)構(gòu)生產(chǎn)、安裝，可識(shí)別工作臺(tái)數(shù)量較多，可準(zhǔn)確識(shí)別工作臺(tái)，保證被加工工件與系統(tǒng)的加工程序一致，提高了機(jī)床的工作效率，進(jìn)一步提高了自動(dòng)化程度，降低了工件的加工成本，可有效避免因人為錯(cuò)誤帶來(lái)的事故和不必要的經(jīng)濟(jì)損失，有助于提高生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性。

1 、工作臺(tái)識(shí)別系統(tǒng)原有結(jié)構(gòu)

工作臺(tái)原有結(jié)構(gòu)為工作臺(tái)光目識(shí)別系統(tǒng)，如圖 1所示: 工作臺(tái) 2 安裝在機(jī)床交換區(qū)下支撐結(jié)構(gòu) 1 上，在工作臺(tái) 2 的上方安裝有裝夾工件 4 的夾具 10。在夾具 10 下方底座上鑲嵌有夾具標(biāo)志塊 3，在夾具 10 下方底座的側(cè)邊處位于機(jī)床交換區(qū)下支撐結(jié)構(gòu) 1 上安裝有激光發(fā)射器 7。在機(jī)床交換區(qū)上支撐結(jié)構(gòu) 5 上安裝有激光接收器 6，激光發(fā)射器 7 與激光接收器 6 相對(duì)設(shè)置。工作臺(tái)光目識(shí)別結(jié)構(gòu)包括機(jī)床交換區(qū)下支撐結(jié)構(gòu)、機(jī)床交換區(qū)上支撐結(jié)構(gòu)、工作臺(tái)、激光發(fā)射器、激光接收器及夾具標(biāo)志塊; 激光發(fā)射器與激光接收器分別裝于機(jī)床交換區(qū)下支撐結(jié)構(gòu)與機(jī)床交換區(qū)上支撐結(jié)構(gòu)上，并且相對(duì)設(shè)置; 識(shí)別時(shí)激光發(fā)射器開始發(fā)射激光，工作臺(tái)標(biāo)志塊遮擋部分激光，激光接收器根據(jù)接受激光寬度進(jìn)行識(shí)別; 激光發(fā)射器裝于保護(hù)罩內(nèi)，通過(guò)氣缸的伸縮運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)保護(hù)罩開啟及回位，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。

該結(jié)構(gòu)雖然實(shí)現(xiàn)了工作臺(tái)的自動(dòng)識(shí)別，但是仍然存在如下不足: ( 1) 不同的工作臺(tái)之間易混淆，識(shí)別準(zhǔn)確性差、安全性低; ( 2) 可識(shí)別工作臺(tái)的數(shù)量少 ( 較多工作臺(tái)數(shù)量時(shí)需要擴(kuò)展光目寬度，對(duì)空間要求高) ; ( 3) 激光發(fā)射器與激光接收器分置兩邊，安裝要求高; ( 4) 由于不同工作臺(tái)之間分界線不明顯，不同工作臺(tái)之間很難區(qū)分，電氣調(diào)試難度高，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，可識(shí)別數(shù)量少; ( 5) 由于激光發(fā)射器與激光接收器安裝于設(shè)備上下，下部的激光發(fā)射器防水要求高，且易受切削屑影響，降低識(shí)別準(zhǔn)確性。

圖 1 工作臺(tái)光目識(shí)別結(jié)構(gòu)

2 、工作臺(tái)識(shí)別系統(tǒng)改進(jìn)結(jié)構(gòu)

針對(duì)工作臺(tái)原有的光目識(shí)別系統(tǒng)所存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了激光測(cè)距工作臺(tái)識(shí)別系統(tǒng)，如圖 2 所示。激光工作臺(tái)識(shí)別系統(tǒng)是在工作臺(tái)側(cè)邊上固定用于識(shí)別的識(shí)別塊，正對(duì)識(shí)別塊與工作臺(tái)側(cè)邊垂直面上安裝有單反式激光發(fā)射接收器，通過(guò)發(fā)出激光接觸到識(shí)別塊后返回被接收。單反式激光發(fā)射接收器可得到其余識(shí)別塊之間的距離，通過(guò)距離的不同來(lái)確認(rèn)工作臺(tái)的編號(hào)。

此識(shí)別結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便結(jié)構(gòu)生產(chǎn)、安裝，可識(shí)別工作臺(tái)數(shù)量較多，可準(zhǔn)確識(shí)別工作臺(tái)，保證被加工工件與系統(tǒng)的加工程序一致，提高了機(jī)床的工作效率，進(jìn)一步提高了自動(dòng)化程度，降低了工件的加工成本。

圖 2 激光測(cè)距工作臺(tái)識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3 、結(jié)論

設(shè)計(jì)的激光測(cè)距工件識(shí)別系統(tǒng)克服了原結(jié)構(gòu)的不足，有效提高了識(shí)別的可靠性和穩(wěn)定性，可識(shí)別工件的數(shù)量也得到了很大提高。

通過(guò)工件自動(dòng)識(shí)別和自動(dòng)加工系統(tǒng)，柔性制造單元的自動(dòng)化程度得到了提高，同時(shí)系統(tǒng)的可靠性也得到了提高。

來(lái)源：吉林交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，大連交通大學(xué)現(xiàn)代軌道交通研究院，吉林建大建筑工程檢測(cè)有限公司

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