CN105150278A - 全自动钻孔机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全自动钻孔机，包括控制系统、工装装置、检测装置、钻孔装置、推进装置和卸载装置，工装由沿圆柱管轴向对剖形成的两部分结构组成，圆柱管管壁上开预制孔，其中一部分的管壁固定在支撑架上，另一部分的管壁固定在侧推气缸的活塞杆前端，侧推气缸缸体与支撑架固定；钻孔装置包括一组水平设置的钻孔电机和一组竖直设置的钻孔电机，通过丝杠和丝杠螺母机构与伺服电机连接。推进装置包括推进气缸和固定于推进气缸活塞杆前端的挡板，推进气缸与工装装置中的侧推气缸垂直设置，采用本发明装置，实行了管材检测、管材钻孔、管材卸载的全自动完成，无需人工进行干涉，提高了工作效率，保证了钻孔的整齐度。

Description

全自动钻孔机

技术领域

本发明涉及非金属管材钻孔机械技术领域，具体而言是一种全自动钻孔机。

背景技术

双抗聚乙烯瓦斯抽放筛孔管大多使用在煤矿井下，主要规格有Φ32和Φ50两种，用于煤矿井下煤层中的瓦斯抽采。因各矿井情况不同，导致单位长度筛孔管上的孔数也不尽相同。目前筛孔管的生产办法为对塑料管材进行人工钻孔，钻孔方式是通过人工手持塑料管材在固定的钻孔机上进行往复运动来完成。但这种钻孔方式存在下列问题：第一、需要繁重的人工作业，效率低下；人工钻孔一次，只能完成管材上的两个孔，生产一根筛孔管的钻孔次数最多可达数百次。最重要的一点是产能不能满足客户需求。第二、人工钻孔不能保证孔距的均匀度，并且筛孔管上的钻孔中心轴平行度也无法保证。一根筛孔管上必然出现孔距忽大忽小，钻孔随管材轴向螺旋旋转，筛孔管外观扭曲不美观。第三、由于工人的能力良莠不齐，导致钻孔机上的钻头磨法不尽相同，进而使得筛孔管上的毛刺忽多忽少，不整洁。第四、人工钻孔时，稍有不慎，则可能造成人身的伤残。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有钻孔方式效率低、钻孔质量差、易造成人员伤残的缺陷，提供一种全自动钻孔机。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种自动钻孔机，包括控制系统、工装装置、检测装置、钻孔装置、推进装置和卸载装置，

——工装装置，包括工装和侧推气缸，工装由沿圆柱管轴向对剖形成的两部分结构组成，圆柱管管壁上开预制孔，其中一部分的管壁固定在支撑架上，另一部分的管壁固定在侧推气缸的活塞杆前端，侧推气缸缸体与支撑架固定；

——检测装置，包括检测元件，检测装置安装在与支撑架固定的固定支架上，检测装置位于工装尾部并与工装轴向垂直设置；

——钻孔装置，包括一组水平设置的钻孔电机和一组竖直设置的钻孔电机，分别安装在水平放置的钻孔电机固定板和竖直放置的钻机固定板上，任一钻孔电机固定板中部都设有安装板，安装板连接丝杠螺母，丝杠螺母装配于丝杠上，丝杠两端装于固定在支撑架上的轴承座内，丝杠的一端与联轴器连接，联轴器的另一端与伺服电机的轴连接；

——推进装置，包括推进气缸和固定于推进气缸活塞杆前端的挡板，推进气缸与工装装置中的侧推气缸垂直设置，

——卸载装置，包括卸料斗，固定于工装下方的支撑架；

检测元件、侧推气缸、伺服电机、钻孔电机和推进气缸都与控制系统连接。

控制系统采用PLC作为主控制，实现管材检测，管材钻孔，管材卸载全自动完成。当钻孔次数不同时，只需在控制上位机上输入钻孔次数即可。

检测装置安装在全自动钻孔机的工装的尾部，当管材插入工装内后，即会被检测到，开始自动进行管材的钻孔、管材的卸载等工作。

工装装置的侧推气缸完全伸出时，固定在侧推气缸上的这一部分会与固定在支撑架上的另一部分组成一根完整的圆柱管；侧推气缸完全缩回时，两部分分离，分离的间隙可使钻孔好的筛孔管从中掉落。当上一根管材钻孔完成后，侧推气缸自动缩回，管材掉落，侧推气缸再自动伸出，为生产下一根筛孔管做好准备。

钻孔装置的伺服电机转动时，带动丝杠转动，进而使得丝杠螺母前进或后退，从而带动电机固定板的前进或后退，进而使得钻孔电机前进或后退，钻头从工装的预制孔穿过在管材上打孔。

推进装置安装在工装装置后，管材往工装内插时，挡板充当限位机构，管材顶住了挡板，说明管材已插到指定位置。当所需规格的筛孔管要求孔数较多时，钻孔过程中，推进装置就将管材向前推进一定位置，然后钻孔装置对管材再进行一次钻孔，来满足需要。

卸载装置安装在工装装置之下，钻孔过程中产生的料屑和钻孔完成后的管材，经卸载装置掉落到指定位置，方便工人对料屑集中处理和对筛孔管集中捆绑、码放。

作为优选的技术方案，所述的钻孔装置中，钻孔电机固定板两侧对称地设置有滑块，滑块与固定于支撑架的滑道相配合。滑块沿滑道的轴向方向滑动，使得钻孔电机固定板的运动方向固定。

作为另一种优选的技术方案，本发明还包括冷却装置，冷却装置包括风扇，安装在钻孔装置的对面。当风扇启动后，全自动打孔机内部能形成空气对流，保证钻孔装置中的电机可以长时间在合适的温度下进行工作。

与现有技术相比，采用本发明装置，实行了管材检测、管材钻孔、管材卸载的全自动完成，无需人工进行干涉，保护操作人员不受伤害，提高了工作效率，保证了钻孔的整齐度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的工装装置、卸载装置结构示意图。

图3是本发明的检测装置、推进装置结构示意图。

图中，1-工装，2-侧推气缸，3-支撑架，4-活塞杆，5-检测装置，6-固定支架，7-钻孔电机，8-钻孔电机固定板，9-安装板，10-丝杠螺母，11-丝杠，12-轴承座，13-联轴器，14-伺服电机，15-推进气缸，16-挡板，17-卸料斗，18-滑块，19-滑道，20-钻夹头，21-麻花钻头。

具体实施方式

本发明所述的自动钻孔机，包括控制系统、工装装置、检测装置、钻孔装置、推进装置和卸载装置。控制系统采用PLC作为主控制，并与检测元件、侧推气缸、伺服电机、钻孔电机和推进气缸连接。

如图1和图2所示的工装装置，包括工装1和侧推气缸2，工装1用圆柱厚壁不锈钢管制成，根据所生产筛孔管的直径不同，选用不同外径的钢管。钢管上根据钻孔电机位置钻有预制孔，并将钢管随钢管轴向对剖为两部分。一部分的管壁通过螺栓固定在全自动钻孔机的支撑架3上，另一部分的管壁通过其上的安装孔安装在侧推气缸2的活塞杆4前端，侧推气缸2缸体与支撑架3固定。侧推气缸2完全伸出时，固定在侧推气缸2上的这一部分会与固定在支撑架3上的另一部分组成一根完整的钢管；侧推气缸2完全缩回时，两部分分离，分离的间隙可使钻孔好的筛孔管从中掉落。当上一根管材钻孔完成后，侧推气缸2自动缩回，管材掉落，侧推气缸2再自动伸出，为生产下一根筛孔管做好准备。

图3所示的检测装置5，包括检测元件，可对任何材质进行检测，检测装置5安装在与支撑架3固定的固定支架6上，检测装置5位于工装1尾部并与工装1轴向垂直设置，当管材插入工装内后，即会被检测到。

图1和图2所示的钻孔装置，包括一组水平设置的钻孔电机7和一组竖直设置的钻孔电机7，钻孔电机7都通过钻夹头20安装麻花钻头21，钻夹头20和钻孔电机7的连接方式为螺纹连接。每组都包括数个钻孔电机7，钻孔电机7上有安装孔，通过螺栓分别安装在水平放置的钻孔电机固定板8和竖直放置的钻机固定板8上，通常这些钻孔电机在钻孔电机固定板8上是均匀排列的。在满足工作需要的前提下，应选用体积更小的钻孔电机7。任一钻孔电机固定板8中部都设有安装板9，安装板9连接丝杠螺母10，丝杠螺母10装配于丝杠11上，丝杠11两端装于固定在支撑架3上的轴承座12内，丝杠11的一端与联轴器13连接，联轴器13的另一端与伺服电机14的轴连接；

钻孔装置钻孔一次即可完成一根筛孔管的生产。钻孔电机固定板8采用优质碳素钢制成，并经热处理，结构外形如角钢，可保证长时间使用不会出现变形、断裂等问题。钻孔装置的运动机构选用伺服电机14作为执行电机。伺服电机14具有体积小，位置精度高，易控制，可根据实际工况调整转速，且扭矩恒定等优点。伺服电机14转动时，带动丝杠11转动，进而使得丝杠螺母10前进或后退，从而带动钻孔电机固定板8前进或后退，进而使得钻孔电机7前进或后退。

在此基础上，钻孔电机固定板8两侧对称地设置有滑块18，滑道19通过螺栓与支撑架3连接，滑块18与滑道19相配合，滑块18沿滑道19的轴向方向滑动。

图2所示的推进装置，包括推进气缸15和固定于推进气缸15活塞杆前端的挡板16，推进气缸15与工装装置中的侧推气缸2垂直设置，管材往工装1内插时，挡板16充当限位机构，管材顶住了挡板16，说明管材已插到指定位置。当所需规格的筛孔管要求孔数较多时，钻孔过程中，推进装置就将管材向前推进一定位置，然后钻孔装置对管材再进行一次钻孔，来满足需要。

图2所示的卸载装置，包括卸料斗17，焊接固定于工装1下方的支撑架3。卸料斗17由钢板焊制成型，钻孔过程中产生的料屑和钻孔完成后的管材，经卸载装置掉落到指定位置，方便工人对料屑集中处理和对筛孔管集中捆绑、码放。

冷却装置包括风扇，安装在钻孔装置的对面。当风扇启动后，全自动打孔机内部能形成空气对流，保证钻孔装置中的电机可以长时间在合适的温度下进行工作。

Claims (3)

1.一种自动钻孔机，其特征在于：包括控制系统、工装装置、检测装置、钻孔装置、推进装置和卸载装置，

——工装装置，包括工装（1）和侧推气缸（2），工装（1）由沿圆柱管轴向对剖形成的两部分结构组成，圆柱管管壁上开预制孔，其中一部分的管壁固定在支撑架（3）上，另一部分的管壁固定在侧推气缸（2）的活塞杆（4）前端，侧推气缸（2）缸体与支撑架（3）固定；

——检测装置（5），包括检测元件，检测装置（5）安装在与支撑架（3）固定的固定支架（6）上，检测装置（5）位于工装（1）尾部并与工装（1）轴向垂直设置；

——钻孔装置，包括一组水平设置的钻孔电机（7）和一组竖直设置的钻孔电机（7），分别安装在水平放置的钻孔电机固定板（8）和竖直放置的钻机固定板（8）上，任一钻孔电机固定板（8）中部都设有安装板（9），安装板（9）连接丝杠螺母（10），丝杠螺母（10）装配于丝杠（11）上，丝杠（11）两端装于固定在支撑架（3）上的轴承座内（12），丝杠（11）的一端与联轴器（13）连接，联轴器（13）的另一端与伺服电机（14）的轴连接；

——推进装置，包括推进气缸（15）和固定于推进气缸（15）活塞杆前端的挡板（16），推进气缸（15）与工装装置中的侧推气缸（2）垂直设置，

——卸载装置，包括卸料斗（17），固定于工装（1）下方的支撑架（3）；

检测元件、侧推气缸、伺服电机、钻孔电机和推进气缸都与控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的自动钻孔机，其特征在于：所述的钻孔装置中，钻孔电机固定板（8）两侧对称地设置有滑块（18），滑块（18）与固定于支撑架（3）的滑道（19）相配合。

3.根据权利要求1所述的自动钻孔机，其特征在于：还包括冷却装置，冷却装置包括风扇，安装在钻孔装置的对面。