CN107716982A - 一种基于单片机控制的摇臂钻床 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于单片机控制的摇臂钻床，涉及钻床机械技术领域，包括底座，所述底座上设置有立柱和工作台，所述立柱的下端与所述底座固接、中部套接有摇臂、上端固接有上限位板和下限位板，所述摇臂的一端与所述立柱套接、另一端设置有主轴机构，所述主轴机构上设置有电机和钻头，所述上限位板和下限位板之间设置有升降机构，所述升降机构包括顶板，所述顶板与所述立柱套接，所述顶板固接有气缸，所述气缸与一连接件固接，所述连接件与所述摇臂固接，所述连接件内设置有压力传感器。本发明的有益之处是，结构简单，能极大减轻操作人员的工作量，具有力反馈功能，对钻头和主轴机构有保护作用。

Description

一种基于单片机控制的摇臂钻床

技术领域

本发明涉及钻床机械技术领域，尤其是一种基于单片机控制的摇臂钻床。

背景技术

摇臂钻床，也可以称为摇臂钻，是一种孔加工设备，目前多用于钻孔工作，传统摇臂钻床的使用方法是，先调整好摇臂的高度和角度，使主轴机构位于需加工工件的上方，然后开动钻头，再手工控制钻头进行纵向进给，对工件进行钻孔，但存在的不足之处时，不仅需要人工用力控制钻头往下压，操作时间长会容易导致疲劳，并且当钻头刚穿透工件时，钻头会由于仍然受到人的下压力而继续往下走，容易造成撞伤钻头或主轴机构，降低设备使用寿命。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供一种基于单片机控制的摇臂钻床，结构简单，能极大减轻操作人员的工作量，具有力反馈功能，对钻头和主轴机构有保护作用。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于单片机控制的摇臂钻床，包括底座，所述底座上设置有立柱和工作台，所述工作台与所述底座固接，所述立柱的下端与所述底座固接、中部套接有摇臂、上端固接有上限位板和下限位板，所述摇臂的一端与所述立柱套接、另一端设置有主轴机构，所述主轴机构上设置有电机和钻头，所述钻头与所述电机连接，所述上限位板和下限位板之间设置有升降机构，所述升降机构包括顶板，所述顶板与所述立柱套接，所述顶板固接有气缸，所述气缸与一连接件固接，所述连接件与所述摇臂固接，所述连接件内设置有压力传感器，所述摇臂上设置控制面板，所述控制面板设置有上升键和下降键，所述控制面板与一单片机电连接，所述单片机与一控制器电连接，所述控制器与所述气缸电连接，控制所述气缸的升降，所述单片机与压力传感器电连接；所述底座上还设置有夹紧机构，所述夹紧机构包括夹板和固定板，所述固定板上设置有螺杆，所述螺杆螺纹连接在所述固定板上，所述螺杆的一端设置有压紧板，另一端设置有把手，所述压紧板和夹板的相对面均设置有摩擦纹。

进一步地，所述连接件包括接座和接头，所述接头卡接在所述接座内，所述接头与所述气缸固接，所述接座与所述摇臂固接，所述接头与所述接座的相接处填充有缓冲材料，所述压力传感器设置在所述缓冲材料中。

进一步地，所述摇臂上设置有齿条，所述主轴机构内设置有与所述齿条配套使用的齿轮，所述齿轮通过连杆与设置在所述主轴机构上的转盘连接，所述连杆与所述主轴机构转动连接。

进一步地，所述摇臂的上边缘与下边缘还设置有供所述主轴机构左右滑动的导轨。

进一步地，所述底座上靠近操作人员的一侧还设置有挡板，所述挡板与所述底座滑动连接。

进一步地，所述底座设置有卡槽，所述挡板设置有与所述卡槽配套使用的卡凸。

进一步地，所述缓冲材料是丁苯橡胶。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)有力反馈功能：先通过气缸调节好摆臂的高度以及转动转盘调节好主轴机构的位置，使主轴机构位于需钻孔工件的上方，启动电机使钻头转动后，按一次下降键，控制面板会传递指令至单片机，单片机传递指令至控制器，控制器控制气缸推出以推动摇臂下降，令钻头逐步进给并在工件上打孔，此过程中压力传感器感受到外力的情况依次是：A、趋于零，B、在某个数值间波动，C、趋于零；摇臂在下降过程中，当钻头还没与工件接触时，连接件只收到气缸的单方向推力，此时压力传感器受到的力趋于零，当钻头给工件打孔但还没穿透工件时，连接件既受到气缸的推力，也受到工件通过钻头、主轴机构和摇臂依次传递过来的支撑力，此时压力传感器受到的力会在某个数值间波动；当钻头完全穿透工件后，连接件又回到只受到气缸的单方向推力的状态，此时压力传感器受到的力趋于零，压力传感器会将受力数值持续传输至单片机进行分析，当单片机接收到受力数值到C状态(既压力传感器受到的力再次趋于零)时，单片机会传递信号至控制器，控制器控制气缸回收，拉动摇臂往上升，避免钻头和主轴机构继续往下走发生碰撞；(2)安全性高：在底座上靠近操作人员的一侧设置有挡板，有利于防止工件在打孔过程中，由于惯性飞离工作台对操作人员造成伤害，并且挡板与底座滑动连接，当对大体积工件打孔时，可将挡板拆下，不造成阻碍。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1是本发明所述摇臂钻床的结构示意图；

图2是图1圆圈部分的的放大图；

图3是底座与挡板的结构示意图。

图中：1—底座，11—卡槽，2—立柱，21—上限位板，22—下限位板，3—工作台，4—摇臂，41—齿条，42—控制面板，5—主轴机构，51—电机，52—钻头，53—连杆，54—转盘，55—导轨，6—升降机构，61—顶板，62—气缸，63—连接件，631—接座，632—接头，633—压力传感器，634—缓冲材料，7—挡板，71—卡凸，8—夹板，9—固定板，10—螺杆，12—压紧板，13—把手。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，一种基于单片机控制的摇臂钻床，包括底座1，底座1上设置有立柱2和工作台3，工作台3与底座1焊接，底座1上还设置有夹紧机构，夹紧机构用于对需要加工工件的固定，防止该工件移动，夹紧机构包括夹板8和固定板9，夹板8和固定板9均焊接在工作台3上，固定板9上设置有螺杆10，螺杆10是螺纹连接在固定板9上，所述螺杆10的一端设置有压紧板12，另一端设置有把手13，压紧板12和夹板8的相对面均设置有摩擦纹(未画出)，用手握住把手13转动，能驱使螺杆10带动压紧板12左右移动，对工件进行压紧固定或放松；立柱2的下端与底座1焊接、中部套接有摇臂4、上端焊接有上限位板21和下限位板22，摇臂4的一端与立柱2套接、另一端设置有主轴机构5，主轴机构5上设置有电机51和钻头52，钻头52与电机51连接，上限位板21和下限位板22之间设置有升降机构6，升降机构6包括顶板61，顶板61与立柱2套接，顶板61焊接有气缸62，气缸62与连接件63焊接，连接件63与摇臂4焊接，连接件63包括接座631和接头632，接头632卡接在接座631内，接头632与气缸62焊接，接座631与摇臂4焊接，在接头632与接座631的相接处填充有缓冲材料634，压力传感器633设置在缓冲材料634中，优选地，缓冲材料634是采用丁苯橡胶制作而成，在摇臂4上设置控制面板42，控制面板42设置有上升键和下降键，控制面板42与单片机电连接，单片机与控制器电连接，控制器与气缸62电连接，控制气缸62的升降，单片机与压力传感器633电连接，通过按下上升键或下降键，最终可控制气缸62的推出或收回。

本发明力反馈功能的工作原理是：调节好主轴机构5位于需钻孔工件的上方时，启动电机51使钻头52转动，按一次下降键，控制面板42会传递指令至单片机，单片机传递指令至控制器，控制器控制气缸62推出以推动摇臂4下降，令钻头52逐步进给并在工件上打孔，此过程中压力传感器633感受到外力的情况依次是：A、趋于零，B、在某个数值间波动，C、趋于零；摇臂4在下降过程中，当钻头52还没与工件接触时，连接件63只收到气缸62的单方向推力，此时压力传感器633受到的力趋于零，当钻头52给工件打孔但还没穿透工件时，连接件63既受到气缸62的推力，也受到工件通过钻头52、主轴机构5和摇臂4依次传递过来的支撑力，此时压力传感器633受到的力会在某个数值间波动；当钻头52完全穿透工件后，连接件63又回到只受到气缸62的单方向推力的状态，此时压力传感器633受到的力趋于零，压力传感器633会将受力数值持续传输至单片机进行分析，当单片机接收到受力数值到C状态(既压力传感器633受到的力再次趋于零)时，单片机会传递信号至控制器，控制器控制气缸62回收，拉动摇臂4往上升，避免钻头52和主轴机构5继续往下走发生碰撞。

在摇臂4上设置有齿条41，主轴机构5内设置有与齿条41配套使用的齿轮，齿轮通过连杆53与设置在主轴机构5上的转盘54连接，连杆53与主轴机构5转动连接，用手转动转盘54，转盘54会通过连杆53带动齿轮在齿条41上转动，从而可调节主轴机构5在摇臂4上的左右位置，在摇臂4的上边缘与下边缘还设置有供主轴机构5左右滑动的导轨55

优选地，在底座1上靠近操作人员的一侧还设置有挡板7，挡板7与底座1滑动连接，如图3所示，底座1设置有卡槽11，挡板7设置有与卡槽11配套使用的卡凸71，挡板7对操作人员进行保护，防止工件在加工过程中飞离对操作人员造成伤害，当不需要使用时，直接将挡板7抽离，不对大工件的加工造成干扰。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于单片机控制的摇臂钻床，其特征在于，包括底座，所述底座上设置有立柱和工作台，所述工作台与所述底座固接，所述立柱的下端与所述底座固接、中部套接有摇臂、上端固接有上限位板和下限位板，所述摇臂的一端与所述立柱套接、另一端设置有主轴机构，所述主轴机构上设置有电机和钻头，所述钻头与所述电机连接，所述上限位板和下限位板之间设置有升降机构，所述升降机构包括顶板，所述顶板与所述立柱套接，所述顶板固接有气缸，所述气缸与一连接件固接，所述连接件与所述摇臂固接，所述连接件内设置有压力传感器，所述摇臂上设置控制面板，所述控制面板设置有上升键和下降键，所述控制面板与一单片机电连接，所述单片机与一控制器电连接，所述控制器与所述气缸电连接，控制所述气缸的升降，所述单片机与压力传感器电连接；所述底座上还设置有夹紧机构，所述夹紧机构包括夹板和固定板，所述固定板上设置有螺杆，所述螺杆螺纹连接在所述固定板上，所述螺杆的一端设置有压紧板，另一端设置有把手，所述压紧板和夹板的相对面均设置有摩擦纹。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机控制的摇臂钻床，其特征在于，所述连接件包括接座和接头，所述接头卡接在所述接座内，所述接头与所述气缸固接，所述接座与所述摇臂固接，所述接头与所述接座的相接处填充有缓冲材料，所述压力传感器设置在所述缓冲材料中。

3.根据权利要求2所述的一种基于单片机控制的摇臂钻床，其特征在于，所述摇臂上设置有齿条，所述主轴机构内设置有与所述齿条配套使用的齿轮，所述齿轮通过连杆与设置在所述主轴机构上的转盘连接，所述连杆与所述主轴机构转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于单片机控制的摇臂钻床，其特征在于，所述摇臂的上边缘与下边缘还设置有供所述主轴机构左右滑动的导轨。

5.根据权利要求4所述的一种基于单片机控制的摇臂钻床，其特征在于，所述底座上靠近操作人员的一侧还设置有挡板，所述挡板与所述底座滑动连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于单片机控制的摇臂钻床，其特征在于，所述底座设置有卡槽，所述挡板设置有与所述卡槽配套使用的卡凸。

7.根据权利要求2所述的一种基于单片机控制的摇臂钻床，其特征在于，所述缓冲材料是丁苯橡胶。