一种机械加工作业实时监控预警方法和系统
阅读说明：本技术 一种机械加工作业实时监控预警方法和系统 (Machining operation real-time monitoring and early warning method and system ) 是由 刘辉 聂宇彤 高小迪 高航 姜鑫 卿博文 于 2021-07-12 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种机械加工作业实时监控预警方法和系统,其包括基础平台、冲压结构、图像识别器、分析控制器和安全保护装置；通过图像识别器对于用户的手部在基础平台上的停留动作和时间进行感应得到相关信号,这些信号传送到分析控制器,分析控制器根据比对后判断其手部停留的时间是否超过预定时间,当超过预定时间之后则启动安全保护装置进行保护,以避免设备对于用户造成伤害。即本申请通过监测操作人员的操作时间,来提醒操作人员在规范的安全操作时间内完成操作,企业中安全管理人员需频繁对生产流程进行巡视和安全检查,而且很难顾全整个工厂,而用本申请提供的这种安全保护装置则可以时刻监测操作工人的操作状态,能够更有效及时的发现问题。(The invention provides a real-time monitoring and early warning method and a real-time monitoring and early warning system for machining operation, which comprise a basic platform, a stamping structure, an image recognizer, an analysis controller and a safety protection device, wherein the stamping structure is used for stamping the basic platform; the image recognizer senses the staying action and the staying time of the hands of the user on the basic platform to obtain related signals, the signals are transmitted to the analysis controller, the analysis controller judges whether the staying time of the hands exceeds preset time or not according to the comparison, and the safety protection device is started to protect the hands after the staying time exceeds the preset time so as to avoid the damage of the equipment to the user. This application is through monitoring operating personnel's operating time promptly, reminds operating personnel to accomplish the operation in the safe operating time of standard, and safety control personnel need frequently to patrol and safety inspection production flow in the enterprise, hardly think whole mill moreover, and then can monitor operation workman's operating condition constantly with this kind of safety arrangement that this application provided, discovery problem that can be more effective timely.)
技术领域
本发明涉及一种机械加工作业实时监控预警方法和系统。
背景技术
近些年来来，随着科技革命与产业革命的兴起和推动，国家大力发展制造业，目前我国的已经建立了完整的产业链，成为了世界上少数拥有所有工业门类的国家之一。伴随着制造业的高速发展，传统的主要依托安全管理人员的安全管理模式已经越来越不适配现今的制造行业的发展，是时候换一个新的思路，想到一个更高效、更完善的安全管理办法。
制造业的生产操作人员流动性较大，经过调查及人才流动市场的实地访问，发现很大一部分原因是因为当生产操作人员觉得出现安全问题无保障时会更换工作岗位甚至企业，这一现象也体现出了，在制造业生产过程中，规范化的安全生产操作对企业生产操作岗位人员流动性的影响。
例如在机械生产中的冲压设备，这种冲压设备需要工人反复地把手部伸入到机械设备内，然后通过压制结构对于零件进行压制成型或者完成需要的压制过程。然而，这种冲压设备是一种非常危险的工作，当人的手部没有及时从冲压结构内拿出的时候就非常容易误伤到工作人员，虽然现有技术中也开始采用了一些保护结构来解决这个问题，但是其效果比较一般，主要是其智能性不足，无法较为自动地或者提前地对于危险进行预判而避免这种问题的发生。
相应地，本申请人经过一系列的研究设计后，构思出一种“安全保护装置”的创新设计，其针对这一现象和背景来设计的，目的是为了促进制造业的规范化生产，促进制造业的健康高效发展。
而通过这种结构装置的设置，能够达到如下的效果，(1)形成比较规范化的生产操作者的生产操作流程；(2)通过识别各工序的安全操作问题来有效降低操作者的风险；(3)通过程序反馈可以发现经常出现问题的“Key position”以及对其有所影响的相关工序。
应用“安全保护装置”来监测及规范各工序操作工人的安全生产操作行为，有利于保障操作人员的安全，也正面导向制造企业的安全规范生产以及高效生产，促进制造业的健康发展。
发明内容
为解决上述技术中存在的问题，本发明提供一种具有自动识别功能并且启动安全保护功能的装置结构。
本发明提供的一种机械加工作业实时监控预警系统，其包括基础平台、冲压结构、图像识别器、分析控制器和安全保护装置；
基础平台用于放置待压制机械工件；
冲压结构设置在所述基础平台上方，所述冲压结构反复地向所述基础平台移动并且完成对于所述机械工件的压制动作；
图像识别器设置在所述冲压结构上，所述图像识别器用于识别用户在所述基础平台上的手部的图像信号；
分析控制器与所述图像识别器信号连接，所述分析控制器具有时间比对模块，所述时间比对模块具有标准时间，所述标准时间为手部的图像信号在所述基础平台上停留的规范时间，所述分析控制器用于分析比对用户手部的图像信号在所述基础平台上的实际停留时间是否超过所述规范时间；
安全保护装置设置在所述冲压结构上，所述安全保护装置与所述分析控制器连接，所述分析控制器在紧急情况下启动所述安全保护装置工作。
上述方案的有益效果为：通过图像识别器对于用户的手部在基础平台上的停留动作和时间进行感应得到相关信号，这些信号传送到分析控制器，分析控制器根据比对后判断其手部停留的时间是否超过预定时间，当超过预定时间之后则启动安全保护装置进行保护，以避免设备对于用户造成伤害。
即本申请通过监测操作人员的操作时间，来提醒操作人员在规范的安全操作时间内完成操作，常规企业中安全管理人员需频繁对生产流程进行巡视和安全检查，而且很难顾全整个工厂，而用本申请提供的这种安全保护装置则可以时刻监测操作工人的操作状态，能够更有效及时的发现问题。
一个优选的方案是，所述基础平台包括支撑台、竖向连接板、竖向滑槽、压制台、弹簧结构、竖向安装板，所述竖向连接板和所述竖向安装板均设置在所述支撑台上，所述竖向滑槽设置在所述竖向连接板上，所述压制台的底部设置所述弹簧结构，所述弹簧结构的底部还连接在所述支撑台上；
所述冲压结构包括升降杆体和升降冲压块，所述升降冲压块设置在所述竖向滑槽内，所述升降冲压块的两侧还通过导向杆可滑动地设置在所述竖向滑槽的侧壁上；
所述安全保护组件包括制动气缸、制动板、翻转制动板、铰接安装板，所述铰接安装板设置在所述压制台的侧部，所述翻转制动板铰接在所述铰接安装板内，所述翻转制动板的底部通过横向带动杆与所述制动板相邻接触配合，所述制动板通过伸缩杆与所述制动气缸连接，所述翻转制动板的顶部通过卡合板可分离地卡合在所述升降冲压块的侧部卡合凹槽内。
上述方案的有益效果为：通过制动气缸的设置，其能够对于翻转制动板进行压制调节，进而使得翻转制动板的上端部的卡合板能够对于升降杆体的移动进行结合或者分离，进而控制冲压结构与基础平台是否连接为一体结构，当连接为一体结构的时候则可以避免危险的形成。
一个优选的方案是，所述压制台的另一端部设置有附属安装板，所述附属安装板内铰接设置翻转卡合板，所述翻转卡合板通过第一弯折曲柄、斜置曲柄和第二弯折曲柄与所述翻转制动板的转动轴杆连接，所述第一弯折曲柄、斜置曲柄和第二弯折曲柄依次铰接连接。
一个优选的方案是，还包括附属保护结构，所述附属保护结构具有竖向支撑杆、驱动电机、偏心转动盘、带动盘体、弯折摆动杆、凹陷连接板、弯折缓冲板、缓冲弹簧、缓冲保护杆、缓冲保护框体，所述带动盘体具有第一杆体和第一带动杆，所述弯折摆动杆具有依次连接的第二杆体和第三杆体，所述带动盘体套设在所述偏心转动盘上，所述偏心转动盘与所述驱动电机连接，所述第一杆体和第二杆体铰接连接，且在铰接连接的位置铰接设置所述缓冲保护框体，所述缓冲保护框体通过所述缓冲保护杆与所述缓冲弹簧连接，所述缓冲保护杆穿过所述弯折缓冲板的中间杆部，所述弯折缓冲板的上端铰接在所述第一带动杆上，所述弯折缓冲板的下端铰接在所述第三杆体上；所述第二杆体和第三杆体的连接位置铰接在所述缓冲保护框体上，所述凹陷连接板的下端连接所述升降杆体。
本发明提供的机械加工作业实时监控预警系统的预警方法，其包括下面的步骤：
S1:用户通过手部把待压制机械工件反复地放入到所述基础平台上，然后通过所述冲压结构完成对于所述基础平台上的待压制机械工件的压制动作，然后用户通过手部把压制完成的机械工件从所述基础平台上取走；
S2：所述图像识别器对于伸入到所述基础平台上的用户的手部进行图像获得，并且对于用户的手部在基础平台上的实际停留时间进行计算；所述分析控制器通过所述比对模块对于实际停留时间与规范时间进行比对，当实际停留时间超过预设范围后则启动安装保护装置，所述安装保护装置对于所述冲压结构在所述基础平台上的下压动作进行保护，以对于用户的手部进行安全保护。
一个优选的方案是，包括下面的步骤：
所述安全保护组件具有工作状态和安全控制状态，在所述安全控制状态的时候，所述翻转制动板的上端的卡合板卡合在所述侧部卡合凹槽内，由此使得所述升降冲压块与下方的压制台形成一体式结构，当升降冲压块下降运动的时候会相应带动所述翻转制动板和压制台向下进行运动，并且相应地对于下方的弹簧结构进行压缩变形，而由于压制台会跟随升降冲压块进行下降运动，因此在压制台和所述升降冲压块之间的用户的手部就起到了保护作用；在所述工作状态的时候，所述翻转制动板的上端的卡合板与所述侧部卡合凹槽为分离状态，所述制动气缸通过所述伸缩杆和所述制动板对于所述翻转制动板的底部的横向带动杆进行压制进而使得所述翻转制动板的上端的卡合板与所述侧部卡合槽分离，这个时候所述升降冲压块下压的时候会在所述基础平台上完成对于待压制机械工件的压制动作。
一个优选的方案是，包括下面的步骤：所述翻转制动板在进行翻转铰接运动的时候，会通过所述转动轴杆相应带动所述第二弯折曲柄、斜置曲柄和第一弯折曲柄进行运动，进而使得所述附属安装板上的翻转卡合板与所述侧部卡合凹槽进行分离或者卡合。
一个优选的方案是，包括下面的步骤：
所述驱动电机提供动力而带动所述偏心转动盘进行持续转动，所述偏心转动盘在偏心转动的时候则会相应地带动所述带动盘体进行持续摆动，所述带动盘体在进行摆动的时候会带动所述第一杆体和第一带动杆进行运动，所述第一杆体则会往复地带动所述弯折摆动杆和所述升降杆体进行往复地升降运动，从而完成对于所述基础平台上的待压制机械工件的压制动作；
当升降杆体在压制动作中产生的反向作用力超过设定值的时候，则会自动带动所述第一带动杆进行向下摆动，进而使得所述弯折摆动杆绕中间轴杆进行靠近收纳折叠，进而会对于所述缓冲弹簧进行压缩变形，进而产生缓冲弹性保护作用，以对于误入到所述基础平台上的用户的手部的压制力控制在保护限度内。
附图说明
图1本发明机械加工作业实时监控预警第一视角的结构示意图；
图2本发明机械加工作业实时监控预警第二视角的结构示意图；
图3本发明机械加工作业实时监控预警第三视角的结构示意图；
图4是图1中A区域的放大结构示意图；
图5是图3中C区域的放大结构示意图；
图6本发明机械加工作业实时监控预警去掉基础平台的部分结构示意图；
图7是图2中B区域的放大结构示意图；
图8本发明机械加工作业实时监控预警附属保护结构的结构示意图。
具体实施方式
第一实施例：
如图1至图8所示，本发明提供的一种机械加工作业实时监控预警系统，其包括基础平台10、冲压结构20、图像识别器、分析控制器和安全保护装置30；
基础平台10用于放置待压制机械工件1；
冲压结构20设置在所述基础平台10上方，所述冲压结构20反复地向所述基础平台10移动并且完成对于所述机械工件1的压制动作；
图像识别器设置在所述冲压结构20上，所述图像识别器用于识别用户在所述基础平台10上的手部的图像信号；
分析控制器与所述图像识别器信号连接，所述分析控制器具有时间比对模块，所述时间比对模块具有标准时间，所述标准时间为手部的图像信号在所述基础平台10上停留的规范时间，所述分析控制器用于分析比对用户手部的图像信号在所述基础平台上的实际停留时间是否超过所述规范时间；
安全保护装置30设置在所述冲压结构20上，所述安全保护装置30与所述分析控制器连接，所述分析控制器在紧急情况下启动所述安全保护装置30工作。
本发明提供的机械加工作业实时监控预警系统的预警方法，其包括下面的步骤：
S1:用户通过手部把待压制机械工件1反复地放入到所述基础平台10上，然后通过所述冲压结构20完成对于所述基础平台10上的待压制机械工件1的压制动作，然后用户通过手部把压制完成的机械工件1从所述基础平台10上取走；
S2：所述图像识别器对于伸入到所述基础平台10上的用户的手部进行图像获得，并且对于用户的手部在基础平台10上的实际停留时间进行计算；所述分析控制器通过所述比对模块对于实际停留时间与规范时间进行比对，当实际停留时间超过预设范围后则启动安装保护装置，所述安装保护装置对于所述冲压结构20在所述基础平台10上的下压动作进行保护，以对于用户的手部进行安全保护。
第二实施例：
优选地，本实施例的所述基础平台10包括支撑台11、竖向连接板12、竖向滑槽13、压制台14、弹簧结构15、竖向安装板16，所述竖向连接板12和所述竖向安装板16均设置在所述支撑台10上，所述竖向滑槽13设置在所述竖向连接板12上，所述压制台14的底部设置所述弹簧结构15，所述弹簧结构15的底部还连接在所述支撑台11上；
所述冲压结构20包括升降杆体21和升降冲压块22，所述升降冲压块22设置在所述竖向滑槽13内，所述升降冲压块22的两侧还通过导向杆23可滑动地设置在所述竖向滑槽13的侧壁上；
所述安全保护组件30包括制动气缸31、制动板32、翻转制动板33、铰接安装板34，所述铰接安装板34设置在所述压制台14的侧部，所述翻转制动板33铰接在所述铰接安装板34内，所述翻转制动板33的底部通过横向带动杆340与所述制动板32相邻接触配合，所述制动板32通过伸缩杆36与所述制动气缸31连接，所述翻转制动板33的顶部通过卡合板37可分离地卡合在所述升降冲压块22的侧部卡合凹槽221内。
本实施例还包括下面的步骤：
所述安全保护组件30具有工作状态和安全控制状态，在所述安全控制状态的时候，所述翻转制动板33的上端的卡合板37卡合在所述侧部卡合凹槽221内，由此使得所述升降冲压块22与下方的压制台14形成一体式结构，当升降冲压块22下降运动的时候会相应带动所述翻转制动板33和压制台14向下进行运动，并且相应地对于下方的弹簧结构15进行压缩变形，而由于压制台14会跟随升降冲压块22进行下降运动，因此在压制台14和所述升降冲压块22之间的用户的手部就起到了保护作用；在所述工作状态的时候，所述翻转制动板33的上端的卡合板37与所述侧部卡合凹槽221为分离状态，所述制动气缸31通过所述伸缩杆36和所述制动板32对于所述翻转制动板33的底部的横向带动杆340进行压制进而使得所述翻转制动板33的上端的卡合板37与所述侧部卡合槽221分离，这个时候所述升降冲压块22下压的时候会在所述基础平台10上完成对于待压制机械工件1的压制动作。
第三实施例：
所述压制台14的另一端部设置有附属安装板16，所述附属安装板16内铰接设置翻转卡合板37，所述翻转卡合板37通过第一弯折曲柄371、斜置曲柄372和第二弯折曲柄373与所述翻转制动板的转动轴杆374连接，所述第一弯折曲柄371、斜置曲柄和372第二弯折曲柄373依次铰接连接。
包括下面的步骤：所述翻转制动板33在进行翻转铰接运动的时候，会通过所述转动轴杆374相应带动所述第二弯折曲柄373、斜置曲柄372和第一弯折曲柄371进行运动，进而使得所述附属安装板16上的翻转卡合板37与所述侧部卡合凹槽221进行分离或者卡合。
第四实施例：
还包括附属保护结构40，所述附属保护结构40具有竖向支撑杆41、驱动电机42、偏心转动盘43、带动盘体44、弯折摆动杆45、凹陷连接板46、弯折缓冲板47、缓冲弹簧48、缓冲保护杆49、缓冲保护框体50，所述带动盘体44具有第一杆体441和第一带动杆442，所述弯折摆动杆45具有依次连接的第二杆体401和第三杆体402，所述带动盘体44套设在所述偏心转动盘43上，所述偏心转动盘43与所述驱动电机42连接，所述第一杆体441和第二杆体401铰接连接，且在铰接连接的位置铰接设置所述缓冲保护框体50，所述缓冲保护框体50通过所述缓冲保护杆49与所述缓冲弹簧48连接，所述缓冲保护杆49穿过所述弯折缓冲板47的中间杆部404，所述弯折缓冲板47的上端铰接在所述第一带动杆442上，所述弯折缓冲板47的下端铰接在所述第三杆体402上；所述第二杆体401和第三杆体402的连接位置铰接在所述凹陷连接板46，所述凹陷连接板46的下端连接所述升降杆体21。
包括下面的步骤：
所述驱动电机42提供动力而带动所述偏心转动盘43进行持续转动，所述偏心转动盘43在偏心转动的时候则会相应地带动所述带动盘体44进行持续摆动，所述带动盘体44在进行摆动的时候会带动所述第一杆体441和第一带动杆442进行运动，所述第一杆体441则会往复地带动所述弯折摆动杆45和所述升降杆体21进行往复地升降运动，从而完成对于所述基础平台10上的待压制机械工件1的压制动作；
当升降杆体21在压制动作中产生的反向作用力超过设定值的时候，则会自动带动所述第一带动杆442进行向下摆动，进而使得所述弯折摆动杆45绕中间轴杆进行靠近收纳折叠，进而会对于所述缓冲弹簧48进行压缩变形，进而产生缓冲弹性保护作用，以对于误入到所述基础平台10上的用户的手部的压制力控制在保护限度内。
在本发明的优选实施例中，图像识别器信号例如为被动式红外线感应器、人体接近传感器，或者采用现有技术中其它的能够感应到人体手部在基础平台上的传感器。翻转制动板的铰接位点的上侧可以通过弹簧连接在升降杆体上，即通过弹簧结构而带动升降杆体对于升降杆体进行卡合限位。即这里的弹簧为复位作用，即当制动气缸的伸缩杆远离的时候，则通过弹簧的作用而带动翻转制动板完成卡合。在另外一个实施例中，通过制动气缸的伸缩杆可以直接对于侧部卡合凹槽进行卡合和分离地配合。
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