具有調速功能的鉆孔機的制作方法

文檔序號:18232400發布日期:2019-07-20 01:35
具有調速功能的鉆孔機的制作方法

本發明涉及機床加工技術領域,尤其涉及具有調速功能的鉆孔機。



背景技術:

鉆孔機是一種結構簡單、操作方便的小型孔加工機床,適合較小型企業或者特殊用途。其主要組成部分包括底座、立柱和機頭,機頭浮動連接于立柱,在機頭上設置有鉆頭和用于驅動鉆頭運行的電機,從而在鉆頭升降過程中實現對物件的鉆孔,如申請號為201520342442.4的實用新型專利就是類似的一種鉆孔機。

現有技術中的鉆孔機,電機啟動后,始終處于勻速運行狀態,而鉆孔機真正的有用功是出現于機頭下降鉆孔的過程,當機頭上升后,鉆頭便處于置空狀態,此時若電機繼續全速運行,會造成電能損耗;若在機頭上升后切斷電機以使鉆頭停止運行,雖然節省了電能,但在下次鉆孔時需要重新啟動電機,且電機從靜止加速至額定輸出轉速,需要一定時長,導致操作效率大幅下降,因此現有鉆孔機還存在一定的改進空間。



技術實現要素:

本發明針對現有技術的缺點,提供了一種具有調速功能的鉆孔機,能根據機頭的升降高度自動調整電機轉速,既節省電能,又能保證鉆孔操作效率。

為了解決上述技術問題,本發明通過下述技術方案得以解決:

一種具有調速功能的鉆孔機,包括底座、立柱以及機頭,機頭浮動連接于立柱上,機頭正對于底座的側面設置有鉆頭及用于驅動鉆頭運行的電機,于機頭的一側水平向外延伸有連接板,連接板的下板面設置有距離監測模塊,距離監測模塊上耦接有控制模塊,控制模塊上耦接有變頻器,電機耦接于變頻器的輸出端;

距離監測模塊用于監測連接板的下板面與底座所在平面之間的實際距離值并輸出相應的距離信號至控制模塊;當鉆孔機開機后,控制模塊先調取距離監測模塊測得的實際距離值并將該實際距離值轉換為基準距離值,該基準距離值對應于鉆頭離開工件表面距離d時連接板與底座所在平面之間的高度值;然后控制模塊將后續調取的實際距離值與該基準距離值進行比較;

若實際距離值小于基準距離值,控制模塊控制變頻器提升輸出電壓的頻率至電機,以使電機升速運行;反之,若實際距離值大于基準距離值,控制模塊控制變頻器降低輸出電壓的頻率至電機,以使電機降速運行。

采用上述方案,控制模塊可通過比較連接板相對于鉆孔機底座的實際距離值與基準距離值之間的大小來判斷鉆孔機當前是處于下降(鉆孔)狀態,還是上升(停止鉆孔)狀態,從而控制變頻器輸出較高頻率或者較低頻率的電壓,以使電機升速或者降速運行,進而控制鉆頭高速運行或者低速運行;既能保證鉆孔機在下降機頭以給工件鉆孔時的高效性與穩定性,又能使其在停止鉆孔并上升機頭后降速運行,而非直接停止運行,以維持電機與鉆頭的轉動慣量,方便下次快速進入鉆孔狀態,提升了操作效率,同時增加安全性并降低能耗;并且,由于傳統鉆孔機的機頭部分高度可調節,為保證機頭處于不同高度位置時,控制模塊能通過變頻器精準控制電機轉速,當鉆孔機開機時,能夠通過距離監測模塊進行預檢測,以識別機頭當前所處的初始高度,并根據該初始高度計算出基準距離值,以適應不同工況,更加人性化。

作為優選,控制模塊的輸入端還耦接有響應于外部觸發以輸出啟動信號至控制模塊的啟動模塊,控制模塊響應于啟動信號控制變頻器輸出低頻電壓至電機,以使電機運行。

采用上述方案,通過觸發啟動模塊,能夠快速開啟鉆孔機,以使鉆孔機進入低速運行狀態,既能保證設備運行時的安全性,又能降低運行功耗。

作為優選,控制模塊的輸入端還耦接有響應于外部觸發以輸出停止信號至控制模塊的停止模塊,控制模塊響應于停止信號控制變頻器停止運行,以切斷電機。

采用上述方案,通過觸發停止模塊,能夠快速切斷鉆孔機,以使鉆孔機停機運行,從而提升操作效率。

作為優選,控制模塊的輸出端還耦接有指示模塊,若實際距離值小于基準距離值,控制模塊控制指示模塊輸出第一指示信號;反之,若實際距離值大于基準距離值,控制模塊控制指示模塊輸出第二指示信號。

采用上述方案,指示模塊能通過不同狀態的指示信號(第一指示信號或第二指示信號)向外展示鉆孔機當前正處于鉆孔狀態還是未鉆孔狀態,更加人性化。

作為優選,于機頭的一側設置有耦接于控制模塊輸入端的輸入模塊,輸入模塊響應于外部觸發以輸入待加工工件的高度值并將該高度值發送至控制模塊;控制模塊將接收到的高度值與原基準距離值相加以計算出新的基準距離值;當啟動模塊響應于外部觸發以發送啟動信號至控制模塊,控制模塊將新基準距離值與實際距離值進行比較并根據比較結果調整變頻器的輸出電壓頻率,以調整電機轉速。

采用上述方案,由于不同工件的高度不同,為保持鉆頭與工件上表面之間的基準距離值,控制模塊可根據輸入模塊輸入的工件實際高度值調整基準距離值,使得鉆孔機啟動后,機頭升降至特定高度時,電機能夠及時調整轉速,以適應不同高度規格的工件,更加人性化。

作為優選,于機頭的一側還設置有耦接于控制模塊的顯示模塊,控制模塊將輸入模塊輸入的高度值發送至顯示模塊進行顯示。

采用上述方案,操作人員可通過顯示模塊清楚查看由輸入模塊輸入的工件高度值,從而提升操作精確性,更加人性化。

作為優選,控制模塊還耦接有警示模塊,于控制模塊內預設有一基準時長,當實際距離值大于基準距離值,控制模塊進入計時狀態,若計時周期大于基準時長,控制模塊控制警示模塊告警。

采用上述方案,當鉆孔機停止鉆孔作業,使得機頭長時間處于升起狀態,控制模塊能通過變頻器切斷電機,以使電機停止運行,避免造成不必要的電能浪費。

作為優選,控制模塊用于判斷實際距離值的變化狀態;若控制模塊監測到實際距離值處于連續變化狀態,其根據實際距離值與基準距離值之間的比較結果調整變頻器的輸出電壓頻率,以調整電機轉速;反之,若控制模塊監測到實際距離值處于非連續變化狀態,其控制變頻器停止運行,以切斷電機。

采用上述方案,若機頭在正常升降狀態下運行,則由距離監測模塊測得的實際距離值將會發生連續變化,此時控制模塊可根據實際距離值與基準距離值之間的比較結果調整變頻器的輸出電壓頻率,以正常調整電機轉速;反之,若操作人員在操作鉆孔機過程中,將手部伸至連接板下方,此時由距離監測模塊測得的實際距離值會發生間斷式變化,為保證操作安全性,控制模塊能通過變頻器切斷電機,以使鉆頭停止運行,更加人性化。

本發明由于采用了以上技術方案,具有顯著的技術效果:控制模塊可通過比較連接板相對于鉆孔機底座的實際距離值與基準距離值之間的大小來判斷鉆孔機當前是處于下降(鉆孔)狀態,還是上升(停止鉆孔)狀態,從而控制變頻器輸出較高頻率或者較低頻率的電壓,以使電機升速或者降速運行,進而控制鉆頭高速運行或者低速運行;既能保證鉆孔機在下降機頭以給工件鉆孔時的高效性與穩定性,又能使其在停止鉆孔并上升機頭后降速運行,而非直接停止運行,以維持電機與鉆頭的轉動慣量,方便下次快速進入鉆孔狀態,提升了操作效率,同時增加安全性并降低能耗。

附圖說明

圖1為本實施例一的結構示意圖一;

圖2為本實施例一的結構示意圖二;

圖3為本實施例一的系統架構圖;

圖4為本實施例三的系統架構圖。

以上附圖中各數字標號所指代的部位名稱如下:1、底座;2、立柱;3、機頭;4、鉆頭;5、電機;6、連接板;7、距離監測模塊;8、控制模塊;9、變頻器;10、啟動模塊;11、停止模塊;12、指示模塊;13、輸入模塊;14、顯示模塊;15、警示模塊。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步詳細描述。

實施例一

如圖1、圖2和圖3所示,本實施例公開的一種具有調速功能的鉆孔機,包括底座1、立柱2以及機頭3,機頭3浮動連接于立柱2上,機頭3于立柱2上的升降結構屬于本領域公知常識,在此不做贅述。機頭3正對于底座1的側面設置有鉆頭4及用于驅動鉆頭4運行的電機5,于機頭3的一側水平向外延伸有連接板6,連接板6的下板面設置有距離監測模塊7,距離監測模塊7優選為高精度激光測距傳感器;距離監測模塊7上耦接有控制模塊8,控制模塊8為具有數據處理能力的芯片,包括但不限于單片機、PLC、CPU、MCU、ARM等;控制模塊8上耦接有變頻器9,電機5耦接于變頻器9的輸出端,變頻器9通過輸出不同頻率的電壓至電機5,能夠改變電機5的運行速率,從而調整鉆頭4的轉速。距離監測模塊7用于監測連接板6的下板面與底座1所在平面之間的實際距離值并輸出相應的距離信號至控制模塊8;當鉆孔機開機后,控制模塊8先調取距離監測模塊7測得的實際距離值并將該實際距離值轉換為基準距離值,該基準距離值對應于鉆頭4離開工件表面距離d時連接板6與底座1所在平面之間的高度值;然后控制模塊8將后續調取的實際距離值與該基準距離值進行比較。

更具體的,若實際距離值小于基準距離值,說明鉆孔機的機頭3正處于下降狀態,即鉆頭4準備進入鉆孔狀態,此時控制模塊8控制變頻器9提升輸出電壓的頻率至電機5,以使電機5升速運行,從而將鉆頭4轉速提升至額定轉速,以便進行鉆孔作業;反之,若實際距離值大于基準距離值,說明鉆孔機的機頭3當前正處于上升狀態,此時控制模塊8控制變頻器9降低輸出電壓的頻率至電機5,以使電機5降速運行,從而降低鉆頭4轉速,既保證了安全性,又能降低運行功耗。進行下次鉆孔時,再次下壓機頭3,以使實際距離值再次小于基準距離值,此時控制模塊8通過變頻器9提升電機5轉速,以使鉆頭4由低速運行狀態切換至高速運行狀態,而無需重新啟動,從而提升操作效率。

更進一步的,控制模塊8的輸入端還耦接有響應于外部觸發以輸出啟動信號至控制模塊8的啟動模塊10,該啟動模塊10優選為設置于機頭3殼體外側的啟動按鈕,操作人員可通過按壓來觸發啟動模塊10,控制模塊8響應于啟動信號控制變頻器9輸出低頻電壓至電機5,以使電機5低速運行,提升安全性。

更進一步的,控制模塊8的輸入端還耦接有響應于外部觸發以輸出停止信號至控制模塊8的停止模塊11,該停止模塊11優選為設置于機頭3殼體外側的停止按鈕,操作人員可通過按壓來觸發停止模塊11,控制模塊8響應于停止信號控制變頻器9停止運行,以切斷電機5,從而使鉆頭4停止運行。

更進一步的,于機頭3的一側設置有耦接于控制模塊8輸入端的輸入模塊13,該輸入模塊13優選為實體鍵盤或者集成于觸摸屏內的虛擬鍵盤;輸入模塊13響應于外部觸發以輸入待加工工件的高度值并將該高度值發送至控制模塊8;控制模塊8將接收到的高度值與原基準距離值相加以計算出新的基準距離值;當啟動模塊10響應于外部觸發以發送啟動信號至控制模塊8,控制模塊8將新基準距離值與實際距離值進行比較并根據比較結果調整變頻器9的輸出電壓頻率,以調整電機5轉速,從而適應不同規格的工件,增加了適用范圍。

更進一步的,于機頭3的一側還設置有耦接于控制模塊8的顯示模塊14,該顯示模塊14優選為顯示屏或者觸摸屏,控制模塊8將輸入模塊13輸入的高度值發送至顯示模塊14進行顯示,便于操作人員觀察。

更進一步的,控制模塊8還耦接有警示模塊15,該警示模塊15優選為發聲報警器,發聲報警更加醒目,更易引起人們注意,從而能夠提升警示模塊15的警示效果。于控制模塊8內預設有一基準時長,當實際距離值大于基準距離值,即鉆孔機的機頭3處于上升狀態,控制模塊8開始進入計時狀態,若計時周期大于基準時長,控制模塊8控制警示模塊15告警,以提醒人們鉆孔機正處于空載運行狀態,更加人性化。

實施例二

于實施例一的基礎上,控制模塊8用于判斷實際距離值的變化狀態;若控制模塊8監測到實際距離值處于連續變化狀態,說明鉆孔機的機頭3處于正常升降狀態,此時控制模塊8根據實際距離值與基準距離值之間的比較結果調整變頻器9的輸出電壓頻率,以調整電機5轉速;反之,若控制模塊8監測到實際距離值處于非連續變化狀態,說明有物體意外遮擋于連接板6下方,此時控制模塊8控制變頻器9停止運行,以切斷電機5,提升安全性。

實施例三

如圖4所示,于實施例一的基礎上,控制模塊8的輸出端還耦接有指示模塊12,指示模塊12優選為雙色信號燈。若實際距離值小于基準距離值,控制模塊8控制指示模塊12輸出第一指示信號,該第一指示信號優選為綠色指示燈光;反之,若實際距離值大于基準距離值,控制模塊8控制指示模塊12輸出第二指示信號,該第二指示信號優選為紅色指示燈光。

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