本實用新型涉及機床，特別涉及電火花加工機床。

背景技術：

電火花加工機床是一種電加工設備。其基本物理原理是自由正離子和電子在場中積累，很快形成一個被電離的導電通道。在這個階段，兩板間形成電流，導致粒子間發生無數次碰撞，形成一個等離子區，并很快升高到8000到12000度的高溫，在兩導體的表面瞬間熔化一些材料。同時，由于電極和電介液的汽化，形成一個氣泡，并且它的壓力規則上升直到非常高。然后電流中斷，溫度突然降低，引起氣泡內向爆炸，產生的動力把溶化的物質拋出彈坑，然后被腐蝕的材料在電介液中重新凝結成小的球體，并被電介液排走。然后通過NC控制的監測和管控，伺服機構執行，使這種放電現象均勻一致，從而達到加工物被加工，使之成為合乎要求之尺寸大小及形狀精度的產品。

申請號為CN00240804.X的實用新型公開了一種多功能電火花成型機，其包括床身，床身上部通過橫梁裝主軸工作機構，主軸工作機構包括精密升降裝置、電極頭和機頭，電極頭上連接有立柱，精密升降裝置可以控制立柱發生縱向移動，從而帶動立柱上的電極頭升降。該多功能電火花成型機在工作過程中，先將待加工的工件放置到工作臺上位于電極頭正下方的位置，然后通過精密升降裝置將電極頭下降到靠近工件表面的位置，通過捆綁在電極頭上的振動器帶動電極頭一起振動，造成電極頭與工件之間的頻繁接觸和斷開，使整個電路頻繁通斷，電路的通斷可以產生電火花作用。

但隨著電極頭使用次數的增加，其表面會逐漸老化，從而減少電極頭的使用壽命。為了估算電極頭的使用壽命，通常會在電火花加工機床每次運行后，記錄其工作時長，當累計到一定時長后，便視為該電極頭的使用壽命已經耗盡，不宜繼續使用。一般電極頭的工作時長是通過人工記錄，記錄人員需要記錄電火花加工機床的起始工作時間以及結束工作的時間，通過計算以上兩個數據的差值來獲取電極頭的使用時長，費時費力，而且容易出現統計錯誤的現象，因此還存在一定的改進空間。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種能夠自動記錄電極頭工作時長的電火花加工機床。

本實用新型的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種電火花加工機床，包括工作臺，所述工作臺上固定有橫梁，所述橫梁上滑移連接有立柱，所述立柱的底端固定有電極頭，所述橫梁上設有用于驅動立柱縱向滑移的升降裝置，還包括

數字式計時器；

紅外線檢測單元，設置于工作臺上，用于檢測紅外線是否被電極頭隔斷以輸出紅外線檢測信號；

控制單元，耦接于紅外線檢測單元以接收紅外線檢測信號，并輸出控制信號；

執行單元，耦接于控制單元以接收控制信號，并響應于控制信號；

當紅外線檢測單元檢測到紅外線被電極頭隔斷，所述控制單元控制執行單元導通數字式計時器的計時回路，以使數字式計時器開始計時。

采用上述方案，升降裝置可以通過立柱控制電極頭升降，當電極頭下降到加工工件的位置時，其能隔斷紅外線檢測單元的紅外線，從而判斷電極頭目前正處在工作狀態，使執行單元導通數字式計時器的計時回路，讓數字式計時器開始計時；當電火花加工機床完成加工，升降裝置將電極頭升起，使得紅外線重新導通，這時執行單元切斷數字式計時器的計時回路，使計時器停止計時；這時可直接通過數字式計時器上顯示的數值來獲取電極頭的運行時長，與人工計時相比，更加簡單直觀，省去了人工計算的麻煩，提高了工作效率，同時也降低了記錄出錯的風險。

作為優選，所述紅外線檢測單元包括固定于工作臺且分別位于電極頭兩側的發射模塊和接收模塊，所述發射模塊用于發射紅外線，所述接收模塊用于接收紅外線并輸出紅外線檢測信號至控制單元。

采用上述方案，呈相對設置的發射模塊和接收模塊構成了對射式紅外線檢測單元；對射式的紅外線檢測單元結構簡單，在保證兩者相對的前提下，可根據實際情況調整兩者的位置，增加了靈活性；同時對射式的紅外線檢測單元能夠對其中的發射模塊或接收模塊進行單獨更換，降低了維修與維護的成本。

作為優選，所述控制單元上耦接有用于接收控制信號并響應于控制信號的提示單元；

當紅外線檢測單元檢測到紅外線未被隔斷時，所述提示單元進行警示。

采用上述方案，提示單元能夠在電極頭升起后進行警示，以提醒工作人員及時讀取并記錄數字式計時器的顯示時間，避免出現漏記現象。

作為優選，所述提示單元為發聲報警器。

采用上述方案，發聲報警更加醒目，容易引起人們的注意，以提高提示單元的警示效果。

作為優選，所述發射模塊包括用于發射振蕩信號的555多諧振蕩器以及耦接于555多諧振蕩器以接收振蕩信號并響應于振蕩信號輸出紅外線的紅外發射管L1。

采用上述方案，555定時芯片性能穩定、成本低，其所構成的振蕩電路結構簡單，能夠持續穩定地輸出振蕩信號至紅外發射管，使紅外發射管根據振蕩信號的頻率持續輸出穩定的紅外線信號。

作為優選，還包括用于檢測工作臺內是否存在人體紅外輻射以輸出人體檢測信號的人體檢測單元、耦接于人體檢測單元以接收人體檢測信號并響應于人體檢測信號的切斷單元；

當人體檢測單元檢測到工作臺內存在人體紅外輻射時，所述切斷單元切斷電火花加工機床的供電回路。

采用上述方案，人體檢測單元通過檢測人體紅外輻射來判斷是否有人在工作臺內進行操作，若檢測到了人體紅外輻射，則說明工作臺內有人正在進行操作，這時切斷單元切斷電火花加工機床的供電回路，使其無法被啟動，從而起到保護作用，避免工作人員在操作臺內操作時，因誤操作而遭受人身傷害。

作為優選，所述人體檢測單元為熱釋電紅外檢測電路。

采用上述方案，熱釋電傳感器本身不發出任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好，價格低廉，抗干擾性強，并且能夠有效檢測生物熱源。

綜上所述，本實用新型具有以下有益效果：升降裝置可以通過立柱控制電極頭升降，當電極頭下降到加工工件的位置時，其能隔斷紅外線檢測單元的紅外線，從而判斷電極頭目前正處在工作狀態，使執行單元導通數字式計時器的計時回路，讓數字式計時器開始計時；當電火花加工機床完成加工，升降裝置將電極頭升起，使得紅外線重新導通，這時執行單元切斷數字式計時器的計時回路，使計時器停止計時；這時可直接通過數字式計時器上顯示的數值來獲取電極頭的運行時長，與人工計時相比，更加簡單直觀，省去了人工計算的麻煩，提高了工作效率，同時也降低了記錄出錯的風險。

附圖說明

圖1為本實施例的結構示意圖；

圖2為本實施例的電路示意圖一；

圖3為本實施例中紅外線檢測單元的電路示意圖；

圖4為本實施例中提示單元的電路示意圖；

圖5為本實施例的電路示意圖二。

圖中：1、工作臺；2、橫梁；3、立柱；4、電極頭；5、升降裝置；6、數字式計時器；7、紅外線檢測單元；8、控制單元；9、執行單元；10、發射模塊；11、接收模塊；12、提示單元；13、人體檢測單元；14、切斷單元；15、隔擋板。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

本具體實施例僅僅是對本實用新型的解釋，其并不是對本實用新型的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本實用新型的權利要求范圍內都受到專利法的保護。

本實施例公開的一種電火花加工機床，如圖1所示，包括工作臺1，工作臺1上固定有橫梁2，橫梁2上滑移連接有立柱3，立柱3的底端固定有電極頭4，橫梁2上設有用于驅動立柱3縱向滑移的升降裝置5。當升降裝置5控制立柱3縱向滑移時，固定于立柱3底端的電極頭4能夠進行相應的升降。

如圖1所示，電火花加工機床的機架上設有數字式計時器6，數字式計時器6優選為HHS2-3（CSY-5E）數字計時儀，其采用CMOS集成電路作為邏輯元件，高穩定的石英晶振作為秒信號源，同時配備LED數碼顯示，具有工作性能穩定可靠、計時精度高、結構輕巧、安裝方便等優點，廣泛應用于工業計時領域；該數字式計時儀擁有電平和接點兩種控制方式進行計時，還具有手動和自動兩種復位方式。

如圖2所示，工作臺1上設有紅外線檢測單元7，用于檢測紅外線是否被電極頭4隔斷以輸出紅外線檢測信號。

紅外線檢測單元7包括發射模塊10和接收模塊11，如圖1所示，工作臺1的上表面兩側均向上延伸有隔擋板15，從而起到防護作用。發射模塊10和接收模塊11分別位于兩塊相對的隔擋板15的內側，且位置相對，發射模塊10所發出的紅外線能夠被接收模塊11接收到，使接收模塊11能夠輸出相應的紅外線檢測信號至控制單元8。當電火花加工機床未運行時，立柱3處于收縮狀態，這時電極頭4遠離工作臺1的上表面，使接收模塊11能夠接收到紅外線；反之，當電火花加工機床處于運行狀態時，升降裝置5驅動立柱3沿軸向下降，使電極頭4能夠靠近工作臺1表面的工件對其進行加工，這時電極頭4剛好隔斷發射模塊10所發出的紅外線。

如圖3所示，發射模塊10包括NE555定時器A1、電阻R1、R2、R3、電容C1、C2和紅外發射管L1；NE555定時器A1的1腳接地，電阻R1耦接于NE555定時器A1的2腳和3腳之間；紅外發射管L1的陽極耦接于3腳，陰極通過電阻R3接地，電阻R3起到限流的作用，能夠有效防止紅外發射管L1由于電流過大而損壞；NE555定時器A1的5腳通過電容C2接地；串聯連接的電阻R2和電容C1，電阻R2的另一端耦接于電壓Vcc，電容C1的另一端接地；NE555定時器A1的6腳耦接于電阻R2和電容C1的連接點；上述連接方式構成了555多諧振蕩器，其能輸出一定頻率的振蕩波于紅外發射管L1，使紅外發射管L1輸出特定波長的紅外線作用于接收模塊11。

如圖3所示，接收模塊11包括紅外接收管L2、電阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、電容C3、C4、二極管D1與比較器A2；紅外接收管L2的陽極接地，陰極耦接于電容C3的一端；電容C3的另一端耦接于二極管D1的陽極，二極管D1的陰極耦接于電阻R6的一端，電阻R6的另一端耦接于比較器A2的反相輸入端；電阻R4的一端耦接于電容C3和二極管D1的連接點，另一端接地；電容C4的一端耦接于二極管D1的陰極，另一端接地；電阻R5的一端耦接于電容C4與電阻R6的連接點，另一端接地；電阻R7的一端耦接于電壓E，另一端耦接于比較器A2的同相輸入端；電阻R8的一端耦接于比較器A2的同相輸入端，另一端接地；電阻R9的一端耦接于比較器A2的輸出端，另一端耦接于控制單元8的輸入端。

如圖3所示，電阻R7和R8構成了分壓電路，為比較器A2的同相輸入端提供基準電壓，基準電壓值由電阻R8在電壓E中所占的比值來決定；當紅外接收管L2接收到紅外線時會產生電流，并且隨著紅外線的從弱變強，電流也會跟著從小變大，使比較器A2的反相輸入端電壓逐漸升高；當反相輸入端的電壓大于同相輸入端的基準電壓值時，比較器A2通過電阻R9輸出低電平的紅外線檢測信號；反之，當紅外接收管L2沒有接收到紅外線或者紅外線很弱時，比較器A2的反相輸入端電壓接近于零，這時比較器A2通過電阻R9輸出高電平的紅外線檢測信號；其中二極管D1起到整流的作用，電容C4起到濾波作用，電阻R6起到限流作用，防止輸入比較器A2的電流過大導致比較器A2損壞，電阻R9也起到限流作用，防止比較器A2輸出的電流信號過大。

如圖2所示，紅外線檢測單元7上耦接有用于接收紅外線檢測信號并輸出控制信號的控制單元8，控制單元8包括繼電器K、NPN型的三極管Q1和續流二極管D2，繼電器K的線圈的一端耦接于電壓V5，另一端耦接于三極管Q1的集電極，三極管Q1的發射極接地，基極耦接于接收模塊11的輸出端以接收紅外線檢測信號，續流二極管D2和繼電器K的線圈反并聯。

如圖2所示，控制單元8上耦接有用于接收控制信號并響應于控制信號的執行單元9。執行單元9為繼電器K的常開觸點K-1，其串聯于數字式計時器6的計時回路。

當紅外線檢測單元7檢測到紅外線被電極頭4隔斷時，控制單元8控制執行單元9導通數字式計時器6的計時回路，以使數字式計時器6開始計時。

如圖4所示，控制單元8上耦接有用于接收控制信號并響應于控制信號的提示單元12，提示單元12包括電阻R10、蜂鳴器SP和繼電器K的常閉觸點K-2，電阻R10的一端耦接于電壓V6，另一端耦接于蜂鳴器SP的一端，蜂鳴器SP的另一端耦接于繼電器K的常閉觸點K-2的一端，繼電器K的常閉觸點K-2的另一端接地。當紅外線檢測單元7檢測到紅外線未被隔斷時，提示單元12進行警示。

如圖5所示，工作臺1上還設有用于檢測工作臺1內是否存在人體紅外輻射以輸出人體檢測信號的人體檢測單元13，人體檢測單元13為熱釋電紅外檢測電路。

如圖5所示，熱釋電紅外檢測電路包括熱釋電傳感器N，熱釋電傳感器N的輸入端耦接于電壓V4，輸出端輸出人體檢測信號，接地端接地。

熱釋電傳感器主要是由高熱電系數的材料制成的探測元件，在每個探測器內裝入一個或兩個探測元件，并將兩個探測元件以反極性串聯，以抑制由于自身溫度升高而產生的干擾；由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉變成微弱的電壓信號，經裝在探頭內的場效應管放大后向外輸出；將熱釋電傳感器N安裝在工作臺1上位于電極頭4正下方的位置，使其能夠檢測到人體的靠近或遠離；當檢測到有人靠近工作臺1位于電極頭4下方位置的附近時，熱釋電傳感器N輸出高電平的人體檢測信號；反之，若沒有檢測到人體紅外輻射，熱釋電傳感器N輸出低電平的人體檢測信號。

如圖5所示，人體檢測單元13上耦接有用于接收人體檢測信號并響應于人體檢測信號的切斷單元14。切斷單元14包括繼電器KA、三極管Q2和續流二極管D3，繼電器KA的線圈的一端耦接于電壓V3，另一端耦接于三極管Q2的集電極，三極管Q2的基極耦接于熱釋電傳感器N的輸出端以接收人體檢測信號，發射極接地。續流二極管D3和繼電器KA的線圈反并聯，繼電器KA的常閉觸點KA-1串聯于電火花加工機床的供電回路。

當人體檢測單元13檢測到工作臺1內存在人體紅外輻射時，切斷單元14切斷電火花加工機床的供電回路。

綜上所述，當電火花加工機床未運行時，立柱3處于升起狀態，電極頭4位于紅外線檢測單元7的上方，使發射模塊10所發出的紅外線未被隔斷，能夠被接收模塊11接收到，使接收模塊11輸出低電平的紅外線檢測信號至三極管Q1的基極，使三極管Q1截止，繼電器K的線圈不得電，其對應的常開觸點K-1斷開，切斷數字式計時器6的計時回路，數字式計時器6不計時。

當電火花加工機床開始運行后，升降裝置5驅動立柱3向下移動，從而使電極頭4下降，以靠近工作臺1上的工件進行加工。當電極頭4下降到一定高度后，其隔斷由發射模塊10所發出的紅外線，使接收模塊11接收不到紅外線，從而輸出高電平的紅外線檢測信號至三極管Q1的基極，使三極管Q1導通，繼電器K的線圈得電吸合，其對應的常開觸點K-1閉合，導通數字式計時器6的計時回路，數字式計時器6開始計時，以統計電極頭4的工作時長。同時，繼電器K的常閉觸點K-2斷開，切斷蜂鳴器SP的供電回路，使蜂鳴器SP不報警。

當工件加工完成后，升降裝置5通過立柱3驅動電極頭4上升，直至復位，使紅外線重新導通，繼電器K的線圈復位，其對應的常開觸點K-1重新斷開，切斷數字式計時器6的計時回路，使數字式計時器6停止計時。當前已統計的工作時長被鎖存在數字式計時器6的顯示屏上，以供記錄員查看。

同時繼電器K的常閉觸點K-2閉合，導通蜂鳴器SP的供電回路，使蜂鳴器SP發出警報聲，以提醒記錄員及時記錄顯示在數字式計時器6上的時長。當記錄員確認了計時時長以后，便可通過數字式計時器6自帶的復位按鈕對計時數據進行清零復位，以供下次計時。

當工作人員在操作臺內操作時，人體檢測單元13能夠檢測到人體紅外輻射，從而輸出高電平的人體檢測信號至三極管Q2的基極，使三極管Q2導通，繼電器KA的線圈得電吸合，其對應的常閉觸點KA-1斷開，切斷電火花加工機床的供電回路，使電火花加工機床無法被啟動，從而起到保護作用。

反之，當人們沒有在工作臺1內進行操作，則人體檢測單元13檢測不到紅外輻射，從而輸出低電平的人體檢測信號至三極管Q2的基極，使三極管Q2截止，繼電器KA的線圈失電復位，其對應的常閉觸點KA-1閉合。這時，如果按下電火花加工機床的啟動按鈕，電火花加工機床能夠正常啟動。