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一種加工中心工作臺自動識別系統

2018-4-13 來源：轉載作者：張玉華王世鵬邢海豐

摘要: 介紹一種臥式加工中心工作臺自動識別系統，通過該系統能夠自動識別工作臺，數控系統可根據識別信息自動調用相應程序進行加工，從而提高加工效率。該系統結構簡單，可靠性高，自動化程度高，在提高效率的同時，還能夠避免人工出錯。由于激光精度高穩定性好，可適應較多工作臺數量的識別。

關鍵詞: 工作臺自動識別系統; 激光測距; 自動加工

隨著我國經濟的發展，轉變勞動密集型、資源耗費型、低效粗糙型的生產模式已經成為廣泛共識。人力成本快速提高、高素質勞動力緊缺等，也促使企業用機器人來提高產業附加值、保證產品質量的愿望遠較以前強烈，工業機器人及數字化裝備面臨著前所未有的發展時機，機床的自動化程度隨著時間的推移越來越高。

文中提出的機床工作臺識別結構，包括機床交換區下防護支撐結構、工作臺，在工作臺側邊上固定用于識別的識別塊，正對識別塊與工作臺側邊垂直的面上安裝有單反式激光發射接收器，通過發出激光接觸到識別塊后返回被接收。單反式激光發射接收器可得到其余識別塊之間的距離，通過距離的不同來確認工作臺的編號。該識別結構簡單，方便結構生產、安裝，可識別工作臺數量較多，可準確識別工作臺，保證被加工工件與系統的加工程序一致，提高了機床的工作效率，進一步提高了自動化程度，降低了工件的加工成本，可有效避免因人為錯誤帶來的事故和不必要的經濟損失，有助于提高生產系統的可靠性。

1 、工作臺識別系統原有結構

工作臺原有結構為工作臺光目識別系統，如圖 1所示: 工作臺 2 安裝在機床交換區下支撐結構 1 上，在工作臺 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志塊 3，在夾具 10 下方底座的側邊處位于機床交換區下支撐結構 1 上安裝有激光發射器 7。在機床交換區上支撐結構 5 上安裝有激光接收器 6，激光發射器 7 與激光接收器 6 相對設置。工作臺光目識別結構包括機床交換區下支撐結構、機床交換區上支撐結構、工作臺、激光發射器、激光接收器及夾具標志塊; 激光發射器與激光接收器分別裝于機床交換區下支撐結構與機床交換區上支撐結構上，并且相對設置; 識別時激光發射器開始發射激光，工作臺標志塊遮擋部分激光，激光接收器根據接受激光寬度進行識別; 激光發射器裝于保護罩內，通過氣缸的伸縮運動帶動保護罩開啟及回位，機械結構復雜，成本高。

該結構雖然實現了工作臺的自動識別，但是仍然存在如下不足: ( 1) 不同的工作臺之間易混淆，識別準確性差、安全性低; ( 2) 可識別工作臺的數量少 ( 較多工作臺數量時需要擴展光目寬度，對空間要求高) ; ( 3) 激光發射器與激光接收器分置兩邊，安裝要求高; ( 4) 由于不同工作臺之間分界線不明顯，不同工作臺之間很難區分，電氣調試難度高，費工費時，可識別數量少; ( 5) 由于激光發射器與激光接收器安裝于設備上下，下部的激光發射器防水要求高，且易受切削屑影響，降低識別準確性。

圖 1 工作臺光目識別結構

2 、工作臺識別系統改進結構

針對工作臺原有的光目識別系統所存在的問題，設計了激光測距工作臺識別系統，如圖 2 所示。激光工作臺識別系統是在工作臺側邊上固定用于識別的識別塊，正對識別塊與工作臺側邊垂直面上安裝有單反式激光發射接收器，通過發出激光接觸到識別塊后返回被接收。單反式激光發射接收器可得到其余識別塊之間的距離，通過距離的不同來確認工作臺的編號。

此識別結構簡單，方便結構生產、安裝，可識別工作臺數量較多，可準確識別工作臺，保證被加工工件與系統的加工程序一致，提高了機床的工作效率，進一步提高了自動化程度，降低了工件的加工成本。