[發明專利]在工件等直經位置鉆孔的自動鉆床及其控制方法

有效

• 申請號: 201310582000.2
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103611963A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 蘇建綸
• 申請（專利權）人: 四川瑞迪佳源機械有限公司
• 主分類號: B23B39/16
• 分類號: B23B39/16;B23B47/26;B23Q15/007
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

1.在工件等直經位置鉆孔的自動鉆床，包括鉆頭是豎直走向的鉆床（1），鉆床（1）的底座（2）上豎立設置有固定的鉆頭支撐柱（3），底座（2）表面上設有與底座（2）卡合滑動連接的載臺板（4），底座（2）和載臺板（4）之間設有臨時固定相對位置的固定機構，鉆頭支撐柱（3）的頂部設有動力電機（5），動力電機（5）驅動鉆床鉆頭（6）轉動對工件加工處理，鉆床鉆頭（6）還連接有一個控制鉆床鉆頭（6）上下位置的豎向有齒柱（7），豎向有齒柱（7）的齒條與一個圓形齒輪（13）咬合，轉動圓形齒輪（13）能控制豎向有齒柱（7）上下運動，從而控制鉆床鉆頭（6）上下運動，其特征在于：還包括電動控制鉆床鉆頭（6）上下運動的鉆頭升降控制裝置（8）、電動控制工件旋轉角度的工件轉角控制裝置（9）和自動控制器（10）；自動控制器（10）分別與動力電機（5）、鉆頭升降控制裝置（8）的鉆頭升降電機（11）和工件轉角控制裝置（9）的工件轉角電機（12）連接，對鉆頭的旋轉、鉆頭的升降和工件轉動進行自動控制；

鉆頭升降控制裝置（8）的結構：鉆頭支撐柱（3）上固定有一個升降電機固定臺（14），鉆頭升降電機（11）被固定在升降電機固定臺（14）上，鉆頭升降電機（11）的輸出軸上連接有螺紋桿（15），螺紋桿（15）的螺紋與圓形齒輪（13）咬合，其鉆頭升降的各個驅動部件連接秩序為：鉆頭升降電機（11）、螺紋桿（15）、圓形齒輪（13）、豎向有齒柱（7）和鉆床鉆頭（6）；螺紋桿（15）不同高度的兩個位置分設有一個永磁塊（20），在螺紋桿（15）不同位置的兩個永磁塊（20）磁極相反的顯出在外面；鉆頭支撐柱（3）在靠近螺紋桿（15）的某一位置設有測升降霍爾（22），使該測升降霍爾（22）能感受到螺紋桿（15）上永磁塊（20）的磁通量而發出信號；測升降霍爾（22）的輸出信號線分別與鉆頭升降電機（11）和自動控制器（10）內的第一電控開關連接；

工件轉角控制裝置（9）的結構：在載臺板（4）上，豎立固定有隨載臺板（4）同步運動的立支架（16）；在載臺板（4）上，還設置有兩個同步帶齒輪（17），該兩個同步帶齒輪（17）在載臺板（4）上保持固定距離，該兩個同步帶齒輪（17）之間用同步帶（19）傳動連接，其中一個同步帶齒輪（17）與工件轉角電機（12）的輸出軸連接，該同步帶齒輪（17）為主動同步帶齒輪（17-1），工件轉角電機（12）固定在立支架（16）上；另一個同步帶齒輪（17）的上面連接夾持工件機構（18），該同步帶齒輪（17）為從動同步帶齒輪（17-2），從動同步帶齒輪（17-2）的轉動中心和夾持工件機構（18）夾持中心是同一個中心；從動同步帶齒輪（17-2）帶動夾持工件機構（18）同步轉動；從動同步帶齒輪（17-2）上設有多個永磁塊（20），在能感受永磁塊（20）磁場的地方設有一個測轉角霍爾（21），測轉角霍爾（21）的輸出信號線分別與工件轉角電機（12）和自動控制器（10）內的第一電控開關連接；連接；該測轉角霍爾（21）能感受到從動同步帶齒輪（17-2）上永磁塊（20）的磁通量而輸出電信號；

自動控制器（10）的控制線路：包括第一電控開關和第二電控開關；

第一電控開關有一個手動開關、兩個被控制信號輸入端和兩個控制信號輸出端，其中

［1］第一個被控制信號輸入端連接測轉角霍爾（21）的開關信號輸出端，測轉角霍爾（21）能檢測從動同步帶齒輪（17-2）的轉動角度，通過從動同步帶齒輪（17-2）的轉動角度反饋控制第一電控開關；

［2］第二個被控制信號輸入端連接測升降霍爾（22）的開關信號輸出端，測升降霍爾（22）能檢測螺紋桿（15）升降位置，通過螺紋桿（15）升降位置反饋控制第一電控開關；

［3］第一個控制信號輸出端連接工件轉角電機（12），通過控制工件轉角電機（12）來控制從動同步帶齒輪（17-2）的轉動角度；

［4］第二個控制信號輸出端連接第二電控開關的關閉信號輸入端，當第一電控開關處于打開狀態時，使第二電控開關處于關閉狀態；?

第二電控開關有一個被控制信號輸入端和兩個控制信號輸出端，其中

［1］第一個被控制信號輸入端連接第一電控開關的第二個控制信號輸出端，當第一電控開關處于打開狀態時，使第二電控開關處于關閉狀態；當第一電控開關處于關閉狀態時，使第二電控開關處于打開狀態；

［2］第一個控制信號輸出端連接鉆頭升降電機（11）；

［3］第二個控制信號輸出端連接動力電機（5）。

2.在工件等直經位置鉆孔的自動鉆床的控制方法，其特征在于：工件轉動角控制方法、鉆頭升降位置控制方法和鉆頭轉動控制方法；

工件轉動角控制方法：第一電控開關輸出啟動信號給工件轉角電機（12），工件轉角電機（12）的主動同步帶齒輪（17-1）通過同步帶（19）帶動從動同步帶齒輪（17-2）轉動，轉動到一定角度時，從動同步帶齒輪（17-2）上的永磁塊（20）使測轉角霍爾（21）產生反饋控制用的電信號，測轉角霍爾（21）把反饋控制用的電信號輸給第一電控開關，第一電控開關產生對工件轉角電機（12）停止轉動的信號，工件轉角電機（12）停止轉動，動同步帶齒輪（17-2）上的夾持工件機構（18）正好轉動規定的角度，則夾持工件機構（18）上的工件也就轉動規定的角度等待被加工；

鉆頭升降位置控制方法：第一電控開關輸出啟動信號給工件轉角電機（12）時，第二電控開關被關閉；當測轉角霍爾（21）產生反饋控制用的電信號將，第一電控開關進行關閉后，第一電控開關的關閉信號使第二電控開關被打開；打開的第二電控開關使鉆頭升降電機（11）正向轉動，使螺紋桿（15）通過圓形齒輪（13）和豎向有齒柱（7）驅動鉆床鉆頭（6）下降，鉆床鉆頭（6）對工件鉆孔；當鉆床鉆頭（6）對工件鉆孔完成后，螺紋桿（15）上的上位置永磁塊（20）使測升降霍爾（22）產生使鉆頭升降電機（11）反向轉動的控制信號，測升降霍爾（22）的反向轉動控制信號使鉆頭升降電機（11）反向轉動，螺紋桿（15）又通過圓形齒輪（13）和豎向有齒柱（7）驅動鉆床鉆頭（6）上升離開工件；鉆床鉆頭（6）上升離開工件一定距離后，螺紋桿（15）上的下位置永磁塊（20）使測升降霍爾（22）產生使第一電控開關又從新打開的啟動信號，第一電控開關從新打開啟動，自動鉆床對工件進行第二個鉆孔的自動作業；

鉆頭轉動控制方法：第一電控開關輸出啟動信號給工件轉角電機（12）時，第二電控開關被關閉；當測轉角霍爾（21）產生反饋控制用的電信號將，第一電控開關進行關閉后，第一電控開關的關閉信號使第二電控開關被打開；打開的第二電控開關啟動動力電機（5），動力電機（5）帶動鉆床鉆頭（6）轉動，對工件進行鉆孔作業。