一種深孔鉆機(jī)床的制作方法

本實(shí)用新型涉及一種鉆機(jī)床，尤其適用于機(jī)械加工領(lǐng)域中使用的深孔鉆機(jī)床。

背景技術(shù)：

機(jī)械制造業(yè)中一般將孔深超過(guò)孔徑10倍的圓柱孔稱為深孔,深孔鉆床主要用于加工孔徑比大于10的工件，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、民用和國(guó)防領(lǐng)域，加工對(duì)象材質(zhì)廣泛，如特種鋼材、一般硬度的鐵、鋁材及塑料等。目前的控制系統(tǒng)存在以下不足:(1)在分段進(jìn)給中，需要在各段相應(yīng)位置固定行程來(lái)控制快退信號(hào)，鉆頭快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)之前要留有一段用于緩沖的安全余量，防止鉆頭與工件相撞，這就需要增加額外的行程開關(guān)，傳統(tǒng)機(jī)床一般需要兩臺(tái)電機(jī)，分別用于快進(jìn)快退和工進(jìn)，大大增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度。(2)對(duì)于控制分段的行程開關(guān)是固定式的結(jié)構(gòu)，它需要采用復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，每加工一段，行程開關(guān)可以相應(yīng)的后移一段下一次需要工進(jìn)的行程，這樣連續(xù)多次動(dòng)作來(lái)完成分段進(jìn)給。(3)對(duì)于控制分段的行程開關(guān)是固定式的結(jié)構(gòu)，只適合加工小于或等于特定深度工件，不方便加工大于該深度的工件，而且個(gè)行程開關(guān)之間的距離是固定的，不同材質(zhì)的工件各分段深度是不同的，該種結(jié)構(gòu)不能靈活的通過(guò)調(diào)整各行程開關(guān)之間的距離來(lái)滿足不同分段加工的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，通過(guò)時(shí)鐘單元計(jì)時(shí)，利用中控單元選頻實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工的深孔鉆機(jī)床。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型的孔鉆機(jī)床，包括機(jī)床滑臺(tái)，機(jī)床滑臺(tái)上設(shè)置有夾具和滑軌，滑軌上滑動(dòng)設(shè)置有鉆頭工作臺(tái)，鉆頭工作臺(tái)上設(shè)置有設(shè)有主軸的三相電機(jī)，主軸的一端由三相電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置與三相電機(jī)相連接，主軸的另外一端安裝有鉆頭，其特征在于：所述滑軌上設(shè)置有多個(gè)行程開關(guān)；

三相電機(jī)上連接有控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括中控單元、設(shè)置在三相電機(jī)主軸上的變頻器、設(shè)置在三相電機(jī)上的增量編碼器，所述中控制單元上設(shè)有時(shí)鐘單元，變頻器的輸入端與中控單元的輸出端相連接，增量編碼器的輸入端與三相電機(jī)連接，增量編碼器的輸出端通 過(guò)脈沖信號(hào)與中控單元的輸入端相連接；所述中控制單元通過(guò)線路接口分別連接有上位機(jī)和人機(jī)界面。

所述的鉆頭與主軸之間通過(guò)刀頭連接，刀頭為半自動(dòng)鎖刀器；所述中控單元及中控制單元上設(shè)置的時(shí)鐘單元為PLC數(shù)字電路，所述PLC為S7-200系列，PLC中的CPU型號(hào)為cpu224XP；所述變頻器為西門子MM440型，三相電機(jī)為三相籠型異步電動(dòng)機(jī)；所述中控制單元與上位機(jī)和人機(jī)界面相連接的線路接口為rs-458網(wǎng)絡(luò)連接器；所述鉆頭一側(cè)設(shè)有紅外線溫度傳感器，紅外線溫度傳感器通過(guò)導(dǎo)線與中控單元相連接，當(dāng)中空單元通過(guò)紅外線溫度傳感器檢測(cè)到鉆頭工作區(qū)域溫度超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，停止工作，并發(fā)出警報(bào)；所述的多個(gè)行程開關(guān)包括一個(gè)固定位置的行程開關(guān)和三個(gè)移動(dòng)設(shè)置的行程開關(guān)，根據(jù)鉆孔段次數(shù)調(diào)節(jié)行程開關(guān)的數(shù)量和距離。

有益效果：本實(shí)用新型利用時(shí)鐘單元給中控單元提供時(shí)鐘信息，中控單元給定變頻器信號(hào)，變頻器根據(jù)信號(hào)選擇輸出相應(yīng)頻率的電壓控制三相電機(jī)，用一臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)鉆孔加工，采用多個(gè)行程開關(guān)，由于深孔鉆進(jìn)無(wú)法一次加工完，需要利用多個(gè)形成開關(guān)來(lái)分幾段工作，每鉆完一段，利用行程開關(guān)控制鉆頭每鉆削到行程開關(guān)設(shè)定長(zhǎng)度便后退冷卻和退屑，根據(jù)需要調(diào)節(jié)行程開關(guān)的數(shù)量和之間的距離，中控單元利用時(shí)鐘單元根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間信息，控制鉆頭每段鉆進(jìn)的速度和時(shí)間，從而只利用一臺(tái)電機(jī)實(shí)現(xiàn)三段式鉆孔或多段式鉆孔，減少不必要的工作行程，提高鉆孔效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本實(shí)用新型的電路連接圖。

圖中：1-PLC，2-變頻器，3-三相電機(jī)，4-控制按鈕，5-行程開關(guān)，6-指示燈，7-高壓開關(guān)，8-增量編碼器，9-機(jī)床滑臺(tái)，10-行程開關(guān)，11-待加工工件，12-鉆頭工作臺(tái)

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的深孔鉆機(jī)床，包括機(jī)床滑9，機(jī)床滑臺(tái)9上設(shè)置有夾具 和滑軌，滑軌上滑動(dòng)設(shè)置有鉆頭工作臺(tái)12，鉆頭工作臺(tái)12上設(shè)置有設(shè)有主軸的三相電機(jī)3，主軸的一端由三相電機(jī)3通過(guò)傳動(dòng)裝置與三相電機(jī)3相連接，主軸的另外一端安裝有鉆頭，所述的鉆頭與主軸之間通過(guò)刀頭連接，刀頭為半自動(dòng)鎖刀器；

所述滑軌上設(shè)置有多個(gè)行程開關(guān)10，進(jìn)行三段式鉆孔時(shí)，所述的多個(gè)行程開關(guān)10包括一個(gè)固定位置的行程開關(guān)10和三個(gè)移動(dòng)設(shè)置的行程開關(guān)10，根據(jù)鉆孔次數(shù)調(diào)節(jié)行程開關(guān)10的數(shù)量和距離；

三相電機(jī)3上連接有控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括中控單元、設(shè)置在三相電機(jī)3主軸上的變頻器2、設(shè)置在三相電機(jī)3上的增量編碼器8，所述中控制單元上設(shè)有時(shí)鐘單元，變頻器2的輸入端與中控單元的輸出端相連接，增量編碼器8的輸入端與三相電機(jī)3連接，增量編碼器8的輸出端通過(guò)脈沖信號(hào)與中控單元的輸入端相連接；所述中控制單元通過(guò)線路接口分別連接有上位機(jī)和人機(jī)界面(HMI)，中控制單元與上位機(jī)和人機(jī)界面相連接的線路接口為rs-458網(wǎng)絡(luò)連接器，上位機(jī)為pc機(jī)，人機(jī)界面包括控制按鈕4、指示燈6和高壓開關(guān)7。

所述鉆頭一側(cè)設(shè)有紅外線溫度傳感器，紅外線溫度傳感器通過(guò)導(dǎo)線與中控單元相連接，當(dāng)中控單元通過(guò)紅外線溫度傳感器檢測(cè)到鉆頭工作區(qū)域溫度超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，停止工作，并發(fā)出警報(bào)。

所述中控單元及中控制單元上設(shè)置的時(shí)鐘單元為PLC數(shù)字電路，所述PLC為S7-200系列，PLC中的CPU型號(hào)為cpu224XP，所述變頻器為西門子MM440型，三相電機(jī)為三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。

工作時(shí)，通過(guò)pc機(jī)和HMI分別實(shí)時(shí)監(jiān)控加工過(guò)程，pc機(jī)作為遠(yuǎn)程的上位機(jī)，HMI作為現(xiàn)場(chǎng)下位機(jī)，pc機(jī)和HMI分別用RS-485通訊線通過(guò)RS-458網(wǎng)絡(luò)連接器通訊口與PLC通信，通過(guò)增量編碼器8測(cè)量電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，PLC通過(guò)內(nèi)部高速脈沖計(jì)數(shù)器記錄并將該速度存入PLC內(nèi)存空間，該速度值可以通過(guò)PLC與PLC機(jī)及HMI的全雙工通信方式動(dòng)態(tài)更新，通過(guò)與數(shù)字輸入端子相結(jié)合的方式，根據(jù)加工的需要既可以通過(guò)PLC中的時(shí)鐘單元控制在預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速下控制每次鉆進(jìn)的時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化鉆進(jìn)，又可以通過(guò)遠(yuǎn)程pc機(jī)輸入需要的轉(zhuǎn)速值來(lái)控制電機(jī)，也可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的HMI輸入轉(zhuǎn)速值控制電機(jī)速度。上述實(shí)現(xiàn)方法只需要預(yù)設(shè)鉆頭轉(zhuǎn)速，即可得到鉆進(jìn)速度，根據(jù)需要設(shè)定每段鉆孔的鉆進(jìn)距離，結(jié)合鉆進(jìn)速度即可通過(guò)控制鉆孔時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鉆孔，考慮鉆頭快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)必須留有防撞刀的安全余量問(wèn)題，系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)記錄快退時(shí)間與減去安全余量行程所需時(shí)間的差值，用該時(shí)間控制下一次快進(jìn)的行程，很好的 解決了鉆頭工進(jìn)中的無(wú)效工進(jìn)行程問(wèn)題；上述通過(guò)控制鉆頭轉(zhuǎn)速和鉆孔時(shí)間從而控制鉆頭鉆進(jìn)距離的方法為現(xiàn)有技術(shù)，本申請(qǐng)不涉及新的控制方法，只保護(hù)相關(guān)的機(jī)械電路結(jié)構(gòu)，不涉及計(jì)算機(jī)程序。