CN111570660B - 一种智能硅光矩阵折弯机保护装置及保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能硅光矩阵折弯机保护装置及保护方法，包括相对设置在折弯机两侧的发射器和接收器。发射器能够发出单面全帧光束，接收器具有能够接收发射器发射的单面全帧光束的硅光矩阵接收面板以及可以控制硅光矩阵接收面板中部分硅光二极管单独关闭的微处理器。将保护装置中发射器和接收器分别置于折弯机的刀具两侧，发射器及接收器面板由单个小光束点改为整个面，加大了保护区域，提高了安全可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及折弯机技术领域，具体涉及一种智能硅光矩阵折弯机保护装置及保护方法。
背景技术
折弯机是钣金件生产的重要设备。随着现代工业的迅速发展，钣金件的形状越来越复杂、精度要求越来越高。而加工成具有特定形状的钣金件，往往需要将钣金金属板经多道加工工序的加工，且每道加工工序分别将钣金金属板对应加工成不同的特定的形状，并在完成最后一道加工工序后得到所需的具有特定形状的钣金件。
钣金行业中的折弯机是一种具有较大潜在危险的机械设备，为了保障操作人员的人身安全，需要配置专门的保护装置。现有的折弯机保护装置原理：发射器发射光束，接收器接收发射器发射的光束，当光束被遮挡时，接收器接收不到光束，此时装置发出遮光信号，使可能发生潜在危险的折弯机停止运行，避免事故的发生。现有的保护装置存在以下几方面的不足：
1、现有技术中折弯机安全保护装置为通用设备，发射器的光束为几束小光点，接收器的光束接收点也为小光点，安装或调试折弯机保护装置时完成光束对光较难。工作过程中由于折弯机的震动容易导致位置变化，使得折弯机保护装置停止工作，失去保护作用。
2、光束沿直线传播，当待着板料不平时，会遮挡发射器发出的光束，使接收器接收不到发射器发射的光束，造成折弯机工作过程意外停止，失去保护作用。
3、现有折弯机保护装置折盒过程中需要关闭折弯机刀具内侧的发射和接收光点，采用的是关掉部分光束也就是牺牲部分保护区域的方法实现折盒功能，存在较大安全隐患。
4、现有的折弯机保护装置在折弯异型工件时，由于异型工件遮挡发射器发射光束使得接收器接收不到光束，导致折弯机无法工作，需关闭折弯机保护装置才能够实现折弯工作。牺牲了折弯机保护装置所有保护区域，完全失去了折弯机保护装置的保护作用，存在较大安全隐患。
5、现有的折弯机保护装置采用光点光束方式，水平保护范围较小，只能应用在直刀、尖刀等较简单的折弯机上，当折弯机安装弯度较大、造型复杂的刀具时无法提供相应的保护，存在较大安全隐患。
6、现有的折弯机保护装置工作原理是发射器发出激光光束，接收器接收激光光束，实现保护作用。存在较复杂的安装调试过程，调试过程中发射器发射的光束需要穿过折弯机的刀具的刀尖位置，接收器的接收点也同样需要接收到发射器穿过刀尖位置的光束。综上调试过程对位置的精度要求非常的高，调试过程比较漫长，费时费力。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能硅光矩阵折弯机保护装置及保护方法，发射器及接收器面板由单个小光束点改为整个面，加大了保护区域，提高了安全可靠性。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种智能硅光矩阵折弯机保护装置，包括相对设置在折弯机两侧的发射器和接收器；
所述发射器能够发出单面全帧光束；
所述接收器具有能够接收发射器发射的单面全帧光束的硅光矩阵接收面板以及可以控制硅光矩阵接收面板中部分硅光二极管单独关闭的微处理器。
作为本发明一种智能硅光矩阵折弯机保护装置的进一步优化：所述发射器通过高分辨率全帧电路驱动的大功率激光管发射单面全帧光束。
作为本发明一种智能硅光矩阵折弯机保护装置的进一步优化：所述发射器还包括发射器壳体、安装架、前盖和航空插头，激光管的全帧光束透镜通过前盖安装在发射器内，安装架和航空插头设置在壳体外。
作为本发明一种智能硅光矩阵折弯机保护装置的进一步优化：所述硅光矩阵接收面板为M*N位硅光矩阵接收面板，硅光矩阵接收面板包括线路板以及呈矩形阵列设置在线路板上的M*N个硅光二极管。
作为本发明一种智能硅光矩阵折弯机保护装置的进一步优化：所述M和N均为大于等于2且小于等于8的整数。
作为本发明一种智能硅光矩阵折弯机保护装置的进一步优化：所述接收器还包括USB传输接口、无线通讯模块以及用于储存各种硅光矩阵模型的存储器。
作为本发明一种智能硅光矩阵折弯机保护装置的进一步优化：所述接收器还包括与微处理器连接的VGA传输接口，保护装置还包括通过VGA控制线与VGA传输接口连接的硅光矩阵编程控制器。
作为本发明一种智能硅光矩阵折弯机保护装置的进一步优化：所述接收器还包括HDMI高清接口，保护装置还包括通过HDMI高清传输线与HDMI高清接口连接的高清触摸显示屏。高清触摸显示屏可显示的内容包括硅光矩阵图谱、刀具形状、刀口位置、危险区域、安全区域以及待加工件数。
作为本发明一种智能硅光矩阵折弯机保护装置的进一步优化：所述接收器还包括接收器壳体、安装架、前盖、航空插头、触摸显示屏和操作按键，光矩阵接收面板通过前盖设置在接收器壳体的前端，触摸显示屏和操作按键设置在接收器壳体的后端，安装架和航空插头设置在壳体外。
一种智能硅光矩阵折弯机保护方法，其特征在于：将保护装置中发射器和接收器分别置于折弯机的刀具两侧；
针对单次折弯加工，根据折弯机刀具的挡光形状，调整硅光矩阵开启形状，形成刀具形状的接收阵列，进行单次折弯加工的安全保护；
针对多次连续折弯加工，将板料的每一个加工步骤的形状输入到系统中，系统根据每一个步骤的形状产生对应的接收阵列，在进行折弯加工时，硅光矩阵在每个加工步骤时自动变换对应的接收阵列，进行整个连续折弯加工的安全保护；
针对较为复杂的工件折弯加工，即使仅打开硅光矩阵中其中一个硅光二极管，也可进行负责工件折弯加工的安全保护。
本发明的智能硅光矩阵折弯机保护装置及保护方法具有以下有益效果：
1、本发明的智能硅光矩阵折弯机保护装置，发射器及接收器面板由单个小光束点改为整个面，加大了保护区域，提高了安全可靠性。杜绝了事故的对人体的危害；
2、本发明的智能硅光矩阵折弯机保护装置，带有蓝牙和WiFi无线传输功能，可以将硅光矩阵的整个图谱下载到手机或者电脑上，方便储存。
3、本发明的智能硅光矩阵折弯机保护装置，带有USB传输以及无线传输功能，可以提将待折工件的3D图形传输到所述接收器上，所述智能硅光矩阵折弯机保护装置推算折弯机每个工步需加工的的2D图形，在每个工步加工前提前切换64位硅光矩阵的接收形状，完美的实现各类异形件加工时人体的保护；
4、本发明的智能硅光矩阵折弯机保护装置可实现全面保护，即使对过于复杂的工件进行加工，最终仅需64位硅光二极管上有一个点可以接收光束就可进行工作，并可以实现人身安全的全面保护；
5、本发明的智能硅光矩阵折弯机保护装置设有VGA传输接口，外接硅光矩阵控制器可以有选择的关闭一部分硅光矩阵的接收点，使所述硅光矩阵生成需要的形状，较少了小批量工件调整所述智能硅光矩阵折弯机保护装置的调整时间，提高了工作效率；
6、本发明的智能硅光矩阵折弯机保护装置，可以根据折弯机刀具的挡光形状自动调整64位硅光矩阵开启形状，形成刀具形状的接收阵列，按手动记忆按键确认完成对光，无需进项复杂的对光调节，大大提高了工作效率；
7、本发明的智能硅光矩阵折弯机保护装置采用可视化的高清触摸显示屏，可以将每一个工步的硅光矩阵显示出来，并且上一步与下一步的硅光矩阵，实现安全保护的可视化。
附图说明
图1为实施例1中折弯机保护装置的发射器的外部结构示意图；
图2为实施例1中折弯机保护装置的发射器的发射端结构示意图；
图3为实施例1中折弯机保护装置的接收器的外部结构示意图；
图4为实施例1中折弯机保护装置的接收器的接收端结构示意图；
图5为实施例1中折弯机保护装置的接收器的硅光矩阵接收面板（形状1）示意图；
图6为实施例1中折弯机保护装置的接收器的硅光矩阵接收面板（形状2）示意图；
图7为实施例1中折弯机保护装置的接收器的硅光矩阵接收面板（形状3）示意图；
图8为实施例2中发射器和接收器与折弯机（上动折弯机）位置关系示意图；
图9为实施例2中发射器和接收器与折弯机（下动折弯机）位置关系示意图；
图中标记：1、发射器，2、接收器，3、发射器壳体，4、安装架，5、前盖，6、航空插头，7、全帧光束透镜，8、接收器壳体，9、触摸显示屏，10、操作按键，11、光矩阵接收面板，12、硅光二极管，13、折弯机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
如图1-7所示：一种智能硅光矩阵折弯机保护装置，包括相对设置在折弯机两侧的发射器1和接收器2。
发射器1包括发射器壳体3、安装架4、前盖5和航空插头6，发射器1通过高分辨率全帧电路驱动的大功率激光管发射单面全帧光束。激光管的全帧光束透镜7通过前盖5安装在发射器1内，安装架4和航空插头6设置在发射器壳体3外。
接收器2包括接收器壳体8、安装架4、前盖5、航空插头6、触摸显示屏9和操作按键10，接收器2还具有能够接收发射器1发射的单面全帧光束的硅光矩阵接收面板11以及可以控制硅光矩阵接收面板中部分硅光二极管单独关闭的微处理器。光矩阵接收面板11通过前盖5设置在接收器壳体7的前端，触摸显示屏9和操作按键10设置在接收器壳体8的后端，安装架4和航空插头6设置在接收器壳体8外。
硅光矩阵接收面板11为2-8*2-8位硅光矩阵接收面板。本实施例1中采用的是8*8位硅光矩阵接收面板，硅光矩阵接收面板具有64个硅光二极管12，64个硅光二极管12在电路板上成矩形阵列排列，硅光矩阵接收面板11还包括必要的时序脉冲产生电路、垂直驱动电路、水平驱动电路以及信号与处理电路等，上述电路均为常规电路，本领域技术人员通过常规技术即可实现硅光矩阵接收面板中硅光二极管12的通断控制。
发射器1与接收器2需要与电源跟折弯机13相连接，航空插头6另一端就是多根信号传输线，接线过程只需要将航空插头6插上就可以保证各线之间的相序正确，无需专业人员接线。
接收器2还包括USB传输接口、无线通讯模块以及用于储存各种硅光矩阵模型的存储器。存储模块能够存储百种工件(千个工步)的硅光矩阵模型。文件传输（3D模型的上传下载）可通过U盘（有线方式）、蓝牙和WiFi（无线方式）两种放式传输。3D模型通过上述方式传输至接收器2的微处理器，微处理器根据3D模型生产屏蔽该待折板料加工完成后的挡光部分的硅光矩阵模块。智能硅光矩阵折弯机保护装置设有手动记忆功能与存储模块，在工件折弯前将工件的每一步的形状都通过挡光形状输入到装置内，记忆并储存，可以储存上百个工件，上千个工步的硅光矩阵，重复加工该工件时无需在进行手动添加，大大节约了调节时间，提高工作效率；
接收器2还包括与微处理器连接的VGA传输接口，保护装置还包括通过VGA控制线与VGA传输接口连接的硅光矩阵编程控制器，通过硅光矩阵编程控制器可向微处理器输入控制指令。
接收器2还包括HDMI高清接口，保护装置还包括通过HDMI高清传输线与HDMI高清接口连接的高清触摸显示屏。通过可视化的高清触摸显示屏，可以将每一个工步的硅光矩阵显示出来，并且上一步与下一步的硅光矩阵，实现安全保护的可视化。具体可以显示工件当前工步正在加工的钣金形状，以及该工件从第一工步到加工完成所有工步进行加工的钣金的形状。可以显示刀具的形状以及所处在硅光矩阵保护区域的位置。可以显示刀具以下危险区的情况，以及刀具当前位置距离模具的高度数值。还可以通过触摸功选择查看上一工步和下一工步的情况，当工件该工步加工角度不合格时，可通过触摸功能选择重复该工步。
实施例2
如图8和9所示：一种智能硅光矩阵折弯机保护方法，将实施例1保护装置中发射器和接收器分别置于折弯机的刀具两侧。
针对单次折弯加工，根据折弯机刀具的挡光形状，调整硅光矩阵开启形状，形成刀具形状的接收阵列，进行单次折弯加工的安全保护。
针对多次连续折弯加工，将板料的每一个加工步骤的形状输入到系统中，系统根据每一个步骤的形状产生对应的接收阵列，在进行折弯加工时，硅光矩阵在每个加工步骤时自动变换对应的接收阵列，进行整个连续折弯加工的安全保护。
针对较为复杂的工件折弯加工，仅打开硅光矩阵中其中一个硅光二极管，可进行负责工件折弯加工的安全保护。
本实施例的保护方法包括两个阶段：
1）调试对光阶段：原来需要根据折弯机刀尖的位置做精准的位置调整，费事费力，硅光矩阵不需要，只需要保证发射器与接收器正对就可以，按一下记忆功能，就可以自动的把刀具挡光部分的硅光二极管屏蔽，实现对光完成，并记忆刀尖的位置。
2）工作阶段：可以将板料的每一个加工步骤的形状输入到系统中，系统识别形状后将多个形状自动排序1.2.3.4…，比如第一步保护的是“一”字形，系统就自动把刀尖下部一字型的硅光二极管屏蔽，第二步是“L”行，系统就把“L”型的部分屏蔽，第三步是“Z”型，系统就“Z”型的部分屏蔽，一步一步的进行，直到工件加工完成。
折弯机要进行钣金操作，板料折成盒子要先由“一”字形折成“L”形，再由“L”折成“Z”字形，最后折成盒子。
常规工件指的是形状结构简单的工件，例如由“一”字形折成“L”，或者折成Z的工件，只需要1-2步就能完成。
异型工件指的就是，折成盒子或者比盒子更复杂的很容易挡光的工件，需要重复多个从“一”到“L”的过程。
当工件形成立体结构时就会挡光，正常折弯机保护装置就无法保护了。普通的单点或者多点折弯机保护装置都能实现常规工件加工时的保护，但在进行折盒或更复杂的异型件是就无法实现。
本发明智能硅光矩阵折弯机的智能指的是：储存模块、内部微处理、3D自动模型拆解成多个角度的2D图形、多种方式的传输（上传下载，USB、蓝牙。WiFi）；所谓记忆功能：方式一：把3D模型用CAD软件拆解成多个2D，然后通过USB、蓝牙、或者WiFi传输到折弯机保护装置中使其保护每个工步工作，方式二：跟前边说的直接在折弯机上操作，分布试机预加工，把每个工步由一到盒子的过程进行储存排序，也是起到保护每一个工步的功能。
普通的，现在有的折弯机安全保护装置，发射器的发出光束，接收器结接收光束，工件挡住光就停止，不挡光就继续工作，内部什么也没有，不存在上述的各种模块。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (1)
1.一种智能硅光矩阵折弯机保护装置，包括相对设置在折弯机两侧的发射器和接收器，其特征在于：所述发射器能够发出单面全帧光束；所述接收器具有能够接收发射器发射的单面全帧光束的硅光矩阵接收面板以及可以控制硅光矩阵接收面板中部分硅光二极管单独关闭的微处理器；所述发射器通过高分辨率全帧电路驱动的大功率激光管发射单面全帧光束；所述发射器还包括发射器壳体、发射器安装架、发射器前盖和发射器航空插头，激光管的全帧光束透镜通过发射器前盖安装在发射器内，发射器安装架和发射器航空插头设置在发射器壳体外；所述硅光矩阵接收面板为M*N位硅光矩阵接收面板，硅光矩阵接收面板包括线路板以及呈矩形阵列设置在线路板上的M*N个硅光二极管；所述M和N均为大于等于2且小于等于8的整数；所述接收器还包括USB传输接口、无线通讯模块以及用于储存各种硅光矩阵模型的存储器；所述接收器还包括与微处理器连接的VGA传输接口，保护装置还包括通过VGA控制线与VGA传输接口连接的硅光矩阵编程控制器；所述接收器还包括HDMI高清接口，保护装置还包括通过HDMI高清传输线与HDMI高清接口连接的高清触摸显示屏，高清触摸显示屏可显示的内容包括硅光矩阵图谱、刀具形状、刀口位置、危险区域、安全区域以及待加工件数；所述接收器还包括接收器壳体、接收器安装架、接收器前盖、接收器航空插头、接收器触摸显示屏和接收器操作按键，光矩阵接收面板通过接收器前盖设置在接收器壳体的前端，接收器触摸显示屏和接收器操作按键设置在接收器壳体的后端，接收器安装架和接收器航空插头设置在接收器壳体外；
所述智能硅光矩阵折弯机保护装置的保护方法为将所述保护装置中的发射器和接收器分别置于折弯机的刀具两侧；针对单次折弯加工，根据折弯机刀具的挡光形状，调整硅光矩阵面板开启形状，形成刀具形状的接收阵列，进行单次折弯加工的安全保护；针对多次连续折弯加工，将板料的每一个加工步骤的形状输入到系统中，系统根据每一个步骤的形状产生对应的接收阵列，在进行折弯加工时，硅光矩阵在每个加工步骤时自动变换对应的接收阵列，进行整个连续折弯加工的安全保护；针对较为复杂的工件折弯加工，仅打开硅光矩阵中其中一个硅光二极管，可进行复杂工件折弯加工的安全保护。
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