一种加工中心工作台自动识别系统
2018-4-13 来源：转载 作者：张玉华 王世鹏 邢海丰
摘要: 介绍一种卧式加工中心工作台自动识别系统，通过该系统能够自动识别工作台，数控系统可根据识别信息自动调用相应程序进行加工，从而提高加工效率。该系统结构简单，可靠性高，自动化程度高，在提高效率的同时，还能够避免人工出错。由于激光精度高稳定性好，可适应较多工作台数量的识别。
关键词: 工作台自动识别系统; 激光测距; 自动加工
随着我国经济的发展，转变劳动密集型、资源耗费型、低效粗糙型的生产模式已经成为广泛共识。人力成本快速提高、高素质劳动力紧缺等，也促使企业用机器人来提高产业附加值、保证产品质量的愿望远较以前强烈，工业机器人及数字化装备面临着前所未有的发展时机，机床的自动化程度随着时间的推移越来越高。
文中提出的机床工作台识别结构，包括机床交换区下防护支撑结构、工作台，在工作台侧边上固定用于识别的识别块，正对识别块与工作台侧边垂直的面上安装有单反式激光发射接收器，通过发出激光接触到识别块后返回被接收。单反式激光发射接收器可得到其余识别块之间的距离，通过距离的不同来确认工作台的编号。该识别结构简单，方便结构生产、安装，可识别工作台数量较多，可准确识别工作台，保证被加工工件与系统的加工程序一致，提高了机床的工作效率，进一步提高了自动化程度，降低了工件的加工成本，可有效避免因人为错误带来的事故和不必要的经济损失，有助于提高生产系统的可靠性。
1 、工作台识别系统原有结构
工作台原有结构为工作台光目识别系统，如图 1所示: 工作台 2 安装在机床交换区下支撑结构 1 上，在工作台 2 的上方安装有装夹工件 4 的夹具 10。在夹具 10 下方底座上镶嵌有夹具标志块 3，在夹具 10 下方底座的侧边处位于机床交换区下支撑结构 1 上安装有激光发射器 7。在机床交换区上支撑结构 5 上安装有激光接收器 6，激光发射器 7 与激光接收器 6 相对设置。工作台光目识别结构包括机床交换区下支撑结构、机床交换区上支撑结构、工作台、激光发射器、激光接收器及夹具标志块; 激光发射器与激光接收器分别装于机床交换区下支撑结构与机床交换区上支撑结构上，并且相对设置; 识别时激光发射器开始发射激光，工作台标志块遮挡部分激光，激光接收器根据接受激光宽度进行识别; 激光发射器装于保护罩内，通过气缸的伸缩运动带动保护罩开启及回位，机械结构复杂，成本高。
该结构虽然实现了工作台的自动识别，但是仍然存在如下不足: ( 1) 不同的工作台之间易混淆，识别准确性差、安全性低; ( 2) 可识别工作台的数量少 ( 较多工作台数量时需要扩展光目宽度，对空间要求高) ; ( 3) 激光发射器与激光接收器分置两边，安装要求高; ( 4) 由于不同工作台之间分界线不明显，不同工作台之间很难区分，电气调试难度高，费工费时，可识别数量少; ( 5) 由于激光发射器与激光接收器安装于设备上下，下部的激光发射器防水要求高，且易受切削屑影响，降低识别准确性。
图 1 工作台光目识别结构
2 、工作台识别系统改进结构
针对工作台原有的光目识别系统所存在的问题，设计了激光测距工作台识别系统，如图 2 所示。激光工作台识别系统是在工作台侧边上固定用于识别的识别块，正对识别块与工作台侧边垂直面上安装有单反式激光发射接收器，通过发出激光接触到识别块后返回被接收。单反式激光发射接收器可得到其余识别块之间的距离，通过距离的不同来确认工作台的编号。
此识别结构简单，方便结构生产、安装，可识别工作台数量较多，可准确识别工作台，保证被加工工件与系统的加工程序一致，提高了机床的工作效率，进一步提高了自动化程度，降低了工件的加工成本。
图 2 激光测距工作台识别系统结构图
3 、结论
设计的激光测距工件识别系统克服了原结构的不足，有效提高了识别的可靠性和稳定性，可识别工件的数量也得到了很大提高。
通过工件自动识别和自动加工系统，柔性制造单元的自动化程度得到了提高，同时系统的可靠性也得到了提高。
来源：吉林交通职业技术学院 ， 大连交通大学现代轨道交通研究院， 吉林建大建筑工程检测有限公司
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