机床自动门系统及其使用方法与流程

1.本发明涉及机床功能部件技术领域，具体说是涉及一种机床自动门系统及其使用方法。


背景技术：

2.传统的气缸或液压缸传动实现的机床自动门，虽基本能够满足自动化生产，但是气动、液动自动门响应速度慢，迟滞生产节拍，安全系数低，甚至出现操作工人夹伤致死状况。


技术实现要素：

3.本发明提供一种机床自动门系统及其使用方法，该系统通过采用同步齿形带及伺服电机的传动模式，响应速度快，定位精度准确，张紧装置和过载保护装置之间形成带传动，机床防护门顶部设置的支撑结构与同步齿形带固定连接，控制机床防护门的开关，实现了响应迅速、安全可靠的自动开关门。
4.为了实现上述目的，本发明创造采用的技术方案为：机床自动门系统，包括机床防护间，机床防护间中间位置设置有机床防护门，机床防护间的顶部设置有张紧装置和过载保护装置，张紧装置和过载保护装置分别位于机床防护门的两侧，二者之间通过同步齿形带连接，伺服电机驱动同步齿形带沿张紧装置和过载保护装置做传动运动，机床防护门上端面固定连接有支撑结构，支撑结构与同步齿形带啮合固定。
5.所述的支撑结构为齿形带支撑架，由支架体和齿形压板组成，支架体的表面上设置有齿形压板，二者间距可调，同步齿形带位于支架体和齿形压板之间，齿形压板齿形参数与同步齿形带相同，将同步齿形带位置固定。
6.所述的张紧装置包括底座，底座上端面滑动连接有张紧块，张紧块上端面上设置有u型通槽和张紧轮，螺栓穿过u型通槽与底座固定，张紧轮通过轮轴与张紧块固定并绕轮轴旋转，张紧轮与同步齿形带啮合，底座侧表面螺纹连接有张紧螺栓，张紧螺栓端面与张紧块侧表面贴合，张紧螺栓外圆周套装有锁紧螺母，张紧螺栓沿轴向方向推动张紧块。
7.所述的过载保护装置包括空腔壳体，壳体与支架连接，壳体表面设有有矩形开口，壳体上下端面分别设有上带轮和下带轮，壳体内同轴连接有传动轴，传动轴上端与上带轮固定，传动轴外圆周套装有轴承，传动轴下端连接有卸荷轮组，二者之间设置有导向结构，卸荷轮组下端连接有压盖，压盖固定连接在壳体的下端面。
8.所述的卸荷轮组包括上卸荷轮和下卸荷轮，上卸荷轮和下卸荷轮齿形倾角均为15
°
，运行时上卸荷轮和下卸荷轮齿形面啮合，过载时上卸荷轮和下卸荷轮脱开。
9.所述的导向结构为：传动轴外圆周套装有导向键，导向键位于上卸荷轮与传动轴之间，传动轴通过轴用挡圈、圆螺母固定在上方的轴承内圈，上卸荷轮上部内侧壁设有矩形导向槽，导向键位于矩形导向槽内，传动轴外圆周套装有调压螺母和压力弹簧，调压螺母与传动轴螺纹连接并沿其轴向运动，调压螺母下部与压力弹簧上端贴合，压力弹簧下端与上
卸荷轮上端面贴合。
10.所述的下卸荷轮的轮轴下部与下带轮固定，下卸荷轮的轮轴外圆周套装有轴承，下卸荷轮通过内隔套和圆螺母固定于对应的轴承内圈，轴承的外圈与压盖贴合。
11.所述的机床防护间和机床防护门上安装有限位开关。
12.机床自动门系统的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：
13.1安装调试：
14.1.1：将张紧装置、过载保护装置、伺服电机安装于机床防护间顶部，齿形带支撑架安装于机床防护门顶部，限位开关固定在相应位置，将同步齿形带放置于各装置带轮处；
15.1.2旋转张紧螺栓，张紧同步齿形带至合适压力，依次旋紧张紧块及锁紧螺母；
16.1.3同步齿形带穿过齿形压板与支撑架中间扣合后旋紧螺栓；
17.1.4使用拉力器测试关门阻力，旋转调压螺母，设置过载阻力为关门阻力120-150％左右根据不同机床防护门形式确定安全系数；
18.1.5数控系统、i/o模块及其它外部设备接线。
19.2.上电使用；
20.2.1初次上电使用时，系统控制防护门自动回零最大开门位置，限位开关收到接触信号反馈系统自动记录零点位置，暂停秒钟后系统控制防护门自动回终点完全关闭位置限位开关收到接触信号反馈系统自动记录终点位置及门宽；
21.2.2正式运行使用时，在数控系统输入数控程序通过i/o模块识别信号并控制伺服电机动作使防护门开关；
22.2.3当系统收到关门指令，防护门执行关门动作时若门口出现异物阻碍关门动作，同时系统检测到伺服电机电流超过关门电流的％时自动发出开门指令，防护门自动回零并触发机床三色灯报警，解除报警后回到步骤继续执行；
23.2.4当系统收到关门指令，防护门执行关门动作时若门口出现异物阻碍关门动作，同时系统保护失效，防护门未按步骤回零；防护门夹紧力超过关门阻力的％时触发过载保护装置，上卸荷轮和下卸荷轮脱开空转，发出鸣响报警，解除报警后回到步骤重新执行。
24.本发明带来的有益效果为：机床防护间顶部设置有张紧装置和过载保护装置，二者之间设置有同步齿形带，防护门上设置有支撑结构，支撑结构与同步齿形带固定，随着同步齿形带的传动，将运动传递给支撑结构，支撑结构随着同步齿形带运动过程中将门打开或关闭。
附图说明
25.图1为本发明整体结构示意图。
26.图2为本发明齿形带支撑架轴测图。
27.图3为本发明张紧装置轴测图。
28.图4为本发明过载保护装置外观图。
29.图5为本发明过载保护装置剖视图。
30.图6为支架体在同步齿形带上的分布示意图。
31.图7为本发明使用流程图。
32.其中，1-齿形带支撑架，1.1-齿形压板，1.2-支架体，2-机床防护门，3-限位开关，
4-同步齿形带，5-张紧装置，5.1-底座，5.2-张紧螺栓，5.3-锁紧螺母，5.4-张紧轮，5.5-张紧块，5.6-u型通槽，6-过载保护装置，6.1-上带轮，6.2-壳体，6.3-上卸荷轮，6.4-下卸荷轮，6.5-支架，6.6-压盖，6.7-下带轮，6.8-圆螺母，6.9-轴用挡圈，6.10-调压螺母，6.11-压力弹簧，6.12-导向键，6.13-传动轴，6.14-轴承，6.15-内隔套，6.16-矩形开口，6.17-矩形导向槽，7-伺服电机，8-机床防护间。
具体实施方式
33.如图1所示，机床自动门系统包括机床防护间8，机床防护间8中间位置设置有机床防护门2，机床防护间8的顶部设置有张紧装置5和过载保护装置6，张紧装置5和过载保护装置6分别位于机床防护门2的两侧，二者之间通过同步齿形带4连接，伺服电机7驱动同步齿形带4沿张紧装置5和过载保护装置6做传动运动，机床防护门2上端面固定连接有齿形带支撑架1，同步齿形带4与齿形带支撑架1固定连接，机床防护间8和机床防护门2上安装有限位开关3。机床防护门2为一扇时，齿形带支撑架1为一个，可以安装在同步齿形带4的任意一条上，随着同步齿形带4的运动打开或关闭机床防护门2；机床防护门2为两扇对开时，每一扇机床防护门2的顶部设置有一个齿形带支撑架1，两个齿形带支撑架1分别固定在同一条同步齿形带4的两条边上，假设同步齿形带4为顺时针传动，位于左侧防护门2顶部的齿形带支撑架1与远离防护门2一侧的同步齿形带4固定，带动防护门2向左侧打开，位于右侧防护门2顶部的齿形带支撑架1与靠近防护门2一侧的同步齿形带4固定，带动防护门2向右侧打开。
34.所述的齿形带支撑架1包括支架体1.2，支架体1.2的表面上设置有齿形压板1.1，同步齿形带4位于支架体1.2和齿形压板1.1之间，齿形压板1.1齿形参数与同步齿形带4相同，螺栓贯穿齿形压板1.1和支架体1.2的安装面，将同步齿形带4位置固定。随着同步齿形带4的传动，带动支架体1.2给与之固定的机床防护门2施加推拉力，将机床防护门打开或关闭。
35.所述的张紧装置5包括底座5.1，底座5.1上端面滑动连接有张紧块5.5，张紧块5.5纵截面为阶梯型，较低端面上设有u型通槽5.6，螺栓5.7穿过u型通槽5.6与底座5.1固定，较高端面上设置有张紧轮5.4，张紧轮5.4与同步齿形带4啮合，通过轮轴与张紧块5.5固定并绕轮轴旋转，底座5.1侧表面开有螺纹孔，张紧螺栓5.2贯穿螺纹孔与张紧块5.5侧表面贴合，张紧螺栓5.2外圆周套装有锁紧螺母5.3，张紧螺栓5.2沿轴向方向推动张紧块5.5。
36.所述的过载保护装置6包括壳体6.2，壳体6.2通过螺栓与支架6.5连接，壳体6.2为圆柱形空腔结构，壳体6.2表面设有有矩形开口6.16，方便内部构件安装调试，壳体6.2上下端面分别设有上带轮6.1和下带轮6.7，上带轮6.1与同步齿形带4啮合，下带轮6.7与电机驱动轮带连接。
37.壳体6.2内同轴连接有传动轴6.13，传动轴6.13上端与上带轮6.1固定，传动轴6.13穿过上方的轴承6.14与上卸荷轮6.3连接，传动轴6.13外圆周套装有导向键6.12，导向键6.12位于上卸荷轮6.3与传动轴6.13之间，传动轴6.1通过轴用挡圈6.9、圆螺母6.8固定于上方的轴承6.14内圈，上卸荷轮6.3上部内侧壁设有矩形导向槽6.17，导向键6.12位于矩形导向槽6.17内，并可沿其直线位移，传动轴6.13外圆周套装有调压螺母6.10和压力弹簧6.11，调压螺母6.10与传动轴6.13螺纹连接并沿其轴向运动，调压螺母6.10下部与压力弹簧6.11上端贴合，压力弹簧6.11下端与上卸荷轮6.3上端面贴合。旋转调压螺母6.10上下位
移控制压力弹簧6.11张弛同时对上卸荷轮6.3施加不同压力，上卸荷轮6.3下端齿形面与下卸荷轮6.4上端齿形面啮合。
38.所述的下卸荷轮6.4轮轴与下带轮6.7固定，同时轮轴穿过下方的轴承6.14、内隔套6.15并通过轴肩、圆螺母6.8固定于下方的轴承6.14内圈，下方的轴承6.14的外圈与压盖6.6贴合通过螺栓固定在壳体6.2底部。
39.所述的上卸荷轮6.3和下卸荷轮6.4齿形倾角均为15
°
，运行时上卸荷轮6.3和下卸荷轮6.4齿形面啮合，过载时上卸荷轮6.3和下卸荷轮6.4脱开。
40.机床自动门系统及其使用方法，其特征在于，所述使用方法包括如下步骤：
41.1安装调试：
42.1.1如图1所示：将张紧装置5、过载保护装置6、伺服电机7安装于机床防护间8顶部。齿形带支撑架1安装于机床防护门2顶部，限位开关3固定在相应位置，将同步齿形带4放置于各装置带轮处；
43.1.2如图3所示：旋转张紧螺栓5.2，张紧同步齿形带4至合适压力，依次旋紧张紧块5.5及锁紧螺母5.3；
44.1.3如图2所示：同步齿形带4穿过齿形压板1.1与支撑架1.2中间扣合后旋紧螺栓；
45.1.4如图4、图5所示：使用拉力器测试关门阻力，旋转调压螺母6.10，设置过载阻力为关门阻力120-150％左右根据不同机床防护门形式确定安全系数；
46.1.5数控系统、i/o模块及其它外部设备接线。
47.2上电使用；
48.2.1如图6所示：初次上电使用时，系统控制防护门2自动回零最大开门位置，限位开关3收到接触信号反馈系统自动记录零点位置，暂停2秒钟后系统控制防护门2自动回终点完全关闭位置限位开关3收到接触信号反馈系统自动记录终点位置及门宽；
49.2.2正式运行使用时，在数控系统输入数控程序通过i/o模块识别信号并控制伺服电机7动作使防护门2开关；
50.2.3当系统收到关门指令，防护门2执行关门动作时若门口出现异物阻碍关门动作，同时系统检测到伺服电机7电流超过关门电流的110％时自动发出开门指令，防护门2自动回零并触发机床三色灯报警，解除报警后回到步骤2.2继续执行；
51.2.4当系统收到关门指令，防护门2执行关门动作时若门口出现异物阻碍关门动作，同时系统保护失效，防护门2未按步骤2.3回零。防护门2夹紧力超过关门阻力的120％时触发过载保护装置6，如图4、图5所示：上下卸荷轮6.3、6.4脱开空转，发出鸣响报警，解除报警后回到步骤2.1重新执行。