CN107253091B - 一种用于平面数控钻床的位移控制模块及数控钻床 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于平面数控钻床的位移控制模块，其特征在于，包括传感器和接收传感器信号的单片机，其中传感器包括电流传感器和位移传感器，所述单片机用于控制刀具，所述电流传感器用于测量刀具的电流信号，所述位移传感器用于测量刀具位移。本发明使用单片机控制，主要针对于钻床的深度控制，对于原有设备改动不大，且技术门槛低，电路简单、可靠；可以根据需要修改写入单片机的程序调整钻孔深度，且不需要设置钻孔深度时与原来的平面数控钻床也没有冲突；采用的传感器便宜且简单组装，技术门槛低，便与推广。本发明还提出一种装有上述位移控制模块的数控机床。

Description

一种用于平面数控钻床的位移控制模块及数控钻床

技术领域

本发明涉及平面数控钻床技术领域，具体而言，涉及一种用于平面数控钻床的位移控制模块及数控钻床。

背景技术

当前钢结构钢板钻孔领域，数控平面钻床作为一种常用钻孔设备，由于其加工精度高，产品质量稳定加工零件的适应性强，灵活性好等优点，被广泛应用。目前的平面数控钻床大都只能控制刀具在XY平面移动，而在没有控制竖直方向(z向)的移动。采取的措施为在钢板钻孔时，必须钻穿钢板使光电开关发生作用刀具才会停止并退刀。

由于目前较先进的数控钻床有三维钻床，但是售价都比较高，大量购买会提高生产成本。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种用于平面数控钻床的位移控制电路，主要针对于钻床的深度控制，对于原有设备改动不大，且技术门槛低，知道原理的设备维修工和电器工程师都可以实施，尽管无法做到三维钻床的曲线加工，但是相对于三维钻床，这类改造的花费成本不高，性价比较为优秀。

本发明提出了一种用于平面数控钻床的位移控制模块，其特征在于，包括传感器和接收传感器信号的单片机，其中传感器包括电流传感器和位移传感器，所述单片机用于控制刀具，所述电流传感器用于测量刀具的电流信号，所述位移传感器用于测量刀具位移。

进一步地，上述用于平面数控钻床的位移控制模块中，其特征在于，单片机和数控钻床原有的光电开关组成或门电路，所述或门电路与控制刀具的数控芯片进行连接。

进一步地，上述用于平面数控钻床的位移控制模块中，其特征在于，电流传感器用于测量刀具的负载状态和空载状态下的电流大小。

进一步地，上述用于平面数控钻床的位移控制模块中，其特征在于，所述电流传感器与数控钻床的电机电连接。

进一步地，上述用于平面数控钻床的位移控制模块中，其特征在于，所述位移传感器固定在数控钻床的刀座上。

进一步地，上述用于平面数控钻床的位移控制模块中，其特征在于，所述单片机装有控制程序。

进一步地，上述用于平面数控钻床的位移控制模块中，其特征在于，单片机用于控制刀具的进退。

进一步地，上述用于平面数控钻床的位移控制模块中，其特征在于，所述单片机和人机交互模块连接，单片机装有的控制程序通过人机交互模块设置。

一种平面数控钻床，其特征在于，机床上装有上述位移控制模块。

本发明的有益效果：

1.使用单片机控制，使电路简单、可靠；

2.可以根据需要修改写入单片机的程序调整钻孔深度，且不需要设置钻孔深度时与原来的平面数控钻床也没有冲突；

3.采用的传感器便宜且简单组装，技术门槛低，便与推广。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例装置连接示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

原有数控机床包括光电感应开关108、数控控制芯片102、人机交互模块101(具体表现为通过人机控制界面进行控制)、伺服电机103和刀座104。人机交互模块可以对数控控制芯片输入必要的程序，如切割XY面的路径，伺服电机连接刀具并为刀具提供动力，刀具的位置和刀座的位置相对应，光电感应开关用于在钢板钻孔时对数控控制模块发出信号使刀具停止并退刀。需要说明的是，上述部件只是本发明涉及的重点部件，不代表数控机床上只包含上述部件。

本发明进行的改装部件主要是单片机107和传感器，传感器包括电流传感器106和位移传感器105。电流传感器连接伺服电机，未钻孔状态下的电机处于空载状态，在钻钢板时处于负载状态，这两种状态下电机电流将会发生变化，且负载越高电流越大。电流传感器106测量变化的信号并传给单片机。位移传感器105固定在刀座104上，用于测量刀具的位移变化，并不断的返回信号给单片机。当达到预设的深度后，实际上，位移传感器105固定的位置可以为多种，只需能够实现对于刀具位移测量的效果即可，优选为固定在刀座104上是因为固定比较便捷。单片机负责控制刀具启动停止。单片机107的控制功能也通过原有的数控控制芯片完成。具体的连接方式可以参考图1。

为了使单片机107和原有的光电感应开关更好的配合，将单片机和光电感应开关连接到一个或门开关电路上，这样的设计保证无论是单片机还是光电感应开关只要其中之一对数控控制芯片发出控制信号时，就能完成对刀具的控制。但有无或门开关电路对实际并无大影响。其原因是，举例说明，待加工的为板。光电感应开关负责刀具将待加工板钻穿后发出信号，位移传感器负责在刀具在板内钻到预定深度后发出信号。就其信号而言，对于控制并无冲突。但采取这样的设计可以防止在输入参数错误时导致系统控制失灵。如板厚60mm，单片机设计钻厚80mm。这样会发生控制信号冲突。

单片机107内需要载有控制程序才能完成控制功能，为了对例如钻孔的深度等参数的调整，为单片机也设计人机交互模块101，优选的，对原有的人机交互模块进行调整加设对单片机107的控制功能。这样就能够对于单片机参数或程序进行调整，更加符合实际需求。

这种方法把单片机原理引入数控钻床的控制系统，在原设备电路板上外接控制电路，以达到控制钻孔深度位移的目的，只需要加入2个传感器和1个门电路，可以根据用户的需要修改程序和参数，且不影响原来的系统的使用，同时满足客户定制的多方面需求。所增加的控制电路还能够借用原车床的电路板和电源。采用的传感器便宜且简单组装，技术门槛低，便与推广。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种用于平面数控钻床的位移控制模块，其特征在于，包括传感器和接收传感器信号的单片机，其中传感器包括电流传感器和位移传感器，所述单片机用于控制刀具，所述电流传感器用于测量刀具的电流信号，所述位移传感器用于测量刀具位移；

单片机和数控钻床原有的光电开关组成或门电路，所述或门电路与控制刀具的数控芯片进行连接；

数控钻床原有的光电开关包括：光电感应开关，所述数控芯片还用于在接收到所述光电感应开关发出的信号或者所述单片机发出的信号后发出控制信号，以对刀具控制。

2.根据权利要求1所述的用于平面数控钻床的位移控制模块，其特征在于，电流传感器用于测量刀具的负载状态和空载状态下的电流大小。

3.根据权利要求1所述的用于平面数控钻床的位移控制模块，其特征在于，所述电流传感器与数控钻床的电机电连接。

4.根据权利要求1所述的用于平面数控钻床的位移控制模块，其特征在于，所述位移传感器固定在数控钻床的刀座上。

5.根据权利要求1所述的用于平面数控钻床的位移控制模块，其特征在于，所述单片机装有控制程序。

6.根据权利要求1所述的用于平面数控钻床的位移控制模块，其特征在于，所述单片机和人机交互模块连接，单片机装有的控制程序通过人机交互模块设置。

7.根据权利要求1至6任一所述的用于平面数控钻床的位移控制模块，其特征在于，单片机用于控制刀具的进退。

8.一种平面数控钻床，其特征在于，机床上装有权利要求1至7任一所述的位移控制模块。

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