CN114919076A - 数控墙体钻孔机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钻孔技术领域，具体涉及一种数控墙体钻孔机。包括钻机主体、进给电机、可编程控制器以及触摸屏。钻机主体包括主轴电机、由主轴电机驱动的主轴以及安装在主轴上的钻头组件；进给电机用于驱动钻机主体进给进而驱动钻头组件进给，进给电机配置有旋转编码器和进给电机驱动器，进给电机的旋转编码器用于将进给电机的旋转速度反馈至进给电机驱动器；可编程控制器接收进给电机驱动器的信号且给进给电机驱动器发送控制信号进而控制钻头组件的进给速度和进给距离；触摸屏作为信息显示界面以及控制信号输入界面。本发明实现了对钻头组件进给速度和进给位置的动态监控以及实现了对钻头组件进给速度和进给位置的控制。本发明的钻头组件进给精度高。
Description
技术领域
本发明属于钻孔技术领域，具体涉及一种数控墙体钻孔机。
背景技术
随着城市化进程的加快，人们对于室内室外的钻孔安装及钻孔取样的作业越来越多，要求也逐步提高。
现有的钻孔机在钻孔过程中的钻孔精度不高，钻孔深度不易控制，钻通孔时对面墙体爆皮及容易打碎瓷砖的等现象频繁发生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种数控墙体钻孔机，它的钻孔精度高。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种数控墙体钻孔机，包括：
钻机主体，所述钻机主体包括主轴电机、由所述主轴电机驱动的主轴以及安装在所述主轴上的钻头组件；
进给电机，所述进给电机用于驱动所述钻机主体进给进而驱动所述钻头组件进给，所述进给电机配置有旋转编码器和进给电机驱动器，所述进给电机的所述旋转编码器用于将所述进给电机的旋转速度反馈至所述进给电机驱动器；
可编程控制器，所述可编程控制器接收所述进给电机驱动器的信号且给所述进给电机驱动器发送控制信号进而控制所述钻头组件的进给速度和进给距离；
触摸屏，所述触摸屏作为信息显示界面以及控制信号输入界面。
优选地，在上述的数控墙体钻孔机中，所述主轴电机配置有旋转编码器和主电机驱动器，所述主轴电机的所述旋转编码器用于将所述主轴电机的旋转速度反馈至所述主电机驱动器；所述可编程控制器还接收所述主电机驱动器的信号且给所述主电机驱动器发送控制信号进而控制所述钻头组件的转矩以及转速。
优选地，在上述的数控墙体钻孔机中，所述触摸屏显示钻头组件的进给力、扭矩和钻头的动态移动位置。
优选地，在上述的数控墙体钻孔机中，所述进给电机为交流伺服电机，所述主轴电机为交流伺服电机。
优选地，在上述的数控墙体钻孔机中，所述主轴采用空心结构且所述主轴的前端采用莫氏锥度。
优选地，在上述的数控墙体钻孔机中，所述钻头组件包括弹性筒夹、筒夹转接刀柄、螺母、钻头，所述弹性筒夹通过所述螺母组装至所述筒夹转接刀柄，所述钻头组装至所述弹性筒夹，所述筒夹转接刀柄插入且组装至所述主轴。
优选地，在上述的数控墙体钻孔机中，所述数控墙体钻孔机还包括进给驱动机构和固定支架，所述进给驱动机构通过所述固定支架可拆卸安装至墙体。
优选地，在上述的数控墙体钻孔机中，所述固定支架与所述进给驱动机构连接且水平支撑所述进给驱动机构。
优选地，在上述的数控墙体钻孔机中，所述固定支架用于与所述墙体可拆卸连接，所述固定支架与所述进给驱动机构固定连接或者可拆卸连接。
优选地，在上述的数控墙体钻孔机中，所述钻机主体形成有握持部，所述数控墙体钻孔机还包括进给驱动机构，所述进给驱动机构也形成有握持部。
本发明的的有益效果在于：通过设置可编程控制器以及触摸屏，实现了对钻头组件进给速度和进给位置的动态监控以及实现了对钻头组件进给速度和进给位置的控制。本发明的钻头组件进给精度高。
附图说明
图1是本发明实施例数控墙体钻孔机的主视图；
图2是本发明实施例数控墙体钻孔机的左视图；
图3是本发明实施例数控墙体钻孔机的俯视图；
图4是本发明实施例一种形式钻头组件的组装示意图；
图5是本发明实施例另一种形式钻头组件的组装示意图；
图6是本发明实施例数控墙体钻孔机的控制原理图。
图中部件名称和标号如下：
进给驱动机构1、滑动座1a、联轴器2、进给电机3、定位销4、进给电机座5、后端轴承组6、主轴7、后端盖密封圈8、主动锥齿轮9、主轴电机座10、主轴箱11、从动锥齿轮12、前端盖密封圈13、第一密封圈14、前端轴承组15、前端盖16、固定支架17、后端盖18、主轴电机19、筒夹转接刀柄20、弹性筒夹21、螺母22、混凝土钻头23、小钻头转接刀柄24、空心钻类刀柄25、墙体26、触摸屏27、可编程控制器28、主电机驱动器29、进给电机驱动器30。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本实施例提供一种数控墙体钻孔机。本实施例的数控墙体钻孔机主要用于砖墙、混凝土墙或者砌块墙的钻孔或者取样。
如图1和图2所示，钻机主体包括主轴箱11、主轴7、主动锥齿轮9、从动锥齿轮12、主轴电机19以及钻头组件。钻头组件的钻头或者刀具通过主轴7实现自身的旋转打孔。钻机主体由进给电机3以及进给驱动机构1驱动进给，进而实现钻头组件的进给。
安装数控墙体钻孔机时，将固定支架17连接到进给驱动机构1的固定部分上，然后将固定支架17固定到墙体26上。固定支架17的水平部与进给驱动机构1连接且支撑进给驱动机构1，使得整个数控墙体钻孔机保持较高的水平度，从而提高钻孔精度。具体地，固定支架17的水平部可以通过两个螺钉连接到进给驱动机构1的固定部分上。固定支架17的竖直部可以通过两个以上的膨胀螺丝安装到墙体26上。在钻孔或者取样结束时，可以将固定支架17从墙体26上拆卸下来。可以保持固定支架17与进给驱动机构1的连接关系。
将主轴箱11背离墙体26移动，以方便后续安装钻头组件。
主轴7通过前端轴承组15和后端轴承组6支撑，前端轴承组15和后端轴承组6均采用两个面对面的角接触球轴承，同时承受主轴7的轴向力和径向力。本实施例的前端轴承组15的直径大于后端轴承组6的直径。前端轴承组15采用前端盖16调整轴向间隙。前端轴承组15采用前端盖密封圈13和第一密封圈14防尘密封。后端轴承组6通过后端盖18调整轴向间隙。后端轴承组6通过后端盖密封圈8防尘密封。
装配时，先将从动锥齿轮12放入主轴箱11，然后将主轴7插入从动锥齿轮12中心孔且与从动锥齿轮12连接，使得从动锥齿轮12的转动能够带动主轴7转动。将主动锥齿轮9、主轴电机座10以及主轴电机19装配好，然后一起装配至主轴箱11，使得主动锥齿轮9与从动锥齿轮12良好啮合。主轴电机19的输出轴转动带动主动锥齿轮9转动，主动锥齿轮9驱动从动锥齿轮12转动，进而驱动主轴7。主轴7的输出前端安装有钻头。主轴7带动钻头进行钻孔作业。
如图4所示，可以根据钻头的刀柄直径，选择不同的弹性筒夹21。弹性筒夹21能够适应多种刀柄直径的钻头，适用范围广。
钻小孔时，先将弹性筒夹21装入筒夹转接刀柄20中，然后通过螺母22与筒夹转接刀柄20外表面的螺纹配合将弹性筒夹21与筒夹转接刀柄20固定在一起。最后将混凝土钻头23组装至弹性筒夹21。弹性筒夹21、筒夹转接刀柄20、螺母22以及混凝土钻头23形成钻头组件，然后将钻头组件安装至主轴7。随着主轴7的旋转，混凝土钻头23进行钻孔作业。
当需要钻直径在3mm以下的孔，需要将小钻头转接刀柄24插入弹性筒夹21里，然后将小钻头装入小钻头转接刀柄24，用顶丝固定。此时，弹性筒夹21、筒夹转接刀柄20、螺母22、小钻头转接刀柄24以及小钻头形成钻头组件，然后将钻头组件安装至主轴7。随着主轴7的旋转，混凝土钻头23进行钻孔作业或者取样。
本实施例的主轴7采用空心结构，主轴7的前端采用莫氏锥度，用于安装筒夹转接刀柄20、小钻头转接刀柄24或者其它相适配的刀具。本实施例可以实现多种刀具的安装，进而满足多种钻孔以及取样要求。
如图5所示，在钻大孔或者取样时，将空心钻类刀柄25安装到主轴7的锥孔内进行钻孔加工或者取样，这样可以有效减小切削力和灰尘，不易出现墙体爆皮。加工完成后，主轴箱11背离墙体26移动退出墙体26，完成取样。
现有的钻孔机在钻孔过程中钻孔精度不高，钻孔深度不易控制，钻通孔时对面墙体爆皮及容易打碎瓷砖的等现象频繁发生。在现有的手电钻等设备施工时，钻孔产生的噪音扰民问题被越来越多的人们所重视。即现有的钻孔机存在问题一：钻孔深度不易控制，钻孔精度低。问题二：自动化程度低，靠人工判断钻孔进程。问题三：噪音大，施工期间打扰别人的休息。
针对现有的钻孔机的问题一，如图1所示，本实施例的数控墙体钻孔机还包括进给电机3、进给电机座5、联轴器2，进给电机3安装在进给电机座5上，进给电机3通过联轴器2与进给驱动机构1连接。主轴箱11通过定位销4以及螺钉连接至进给驱动机构1。具体地，本实施例的进给驱动机构1由滚珠丝杠、轴承座防尘盖、滑轨以及滑动座1a组成。滑动座1a可移动安装在滑轨上且能够被滚珠丝杠驱动。进给电机3通过联轴器2与进给驱动机构1的滚珠丝杠连接。本实施例的进给驱动机构1结构刚性好，精度高，工作行程可调节。
主轴箱11通过定位销4以及螺钉连接至进给驱动机构1的滑动座1a上。进给电机3驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠驱动滑动座1a进而驱动主轴箱11前进或者后退，进而实现钻头的进给或者后退。本实施例的进给电机3为交流伺服电机。主轴电机19为交流伺服电机。
如图6所示，本实施例的主轴电机19和进给电机3均具有高精度旋转编码器。高精度旋转编码器用来测量主轴电机19和进给电机3的旋转速度，并将主轴电机19和进给电机3的旋转速度分别反馈给主电机驱动器29和进给电机驱动器30。主电机驱动器29和进给电机驱动器30要将转矩对应的电流或者电压信号输出给可编程控制器28。触摸屏27实现钻头进给位置以及主轴电机19和进给电机3的转矩的显示，便于人机交互，便于操作人员控制钻孔过程。
本实施例的触摸屏27是人机交互界面。可编程控制器28给主电机驱动器29和进给电机驱动器30发送脉冲控制刀具的进给速度和旋转速度。通过主电机驱动器29和进给电机驱动器30给可编程控制器28反馈主轴7的转矩和进给力矩，通过触摸屏27显示进给力和刀具的动态移动位置。
本实施例对进给力和主轴7的转矩进行动态测量，大大提高了钻孔质量和取样精度，也减轻了操作者的劳动强度以及提高了效率。
本实施例的刀具进给距离可控且进给精度高，可重复实现高定位。在最大行程范围内，定位精度可以达到0.05mm。
本实施例还能够对刀具的安装位置进行精确控制和显示，最小分辨率为1微米。
相对于现有的问题二和问题三，本实施例的进给运动和主轴7的旋转都是采用交流伺服电动机驱动，结合可编程控制器28和触摸屏27实现了数控化控制与自动化工作，减轻了操作者的劳动强度和提高了效率，进而也降低了噪音污染。
在安装数控墙体钻孔机的时候，钻机主体形成有供操作人员握持的握持部。进给驱动机构1也形成有握持部，方便操作人员握持。
本申请的前端指的是靠近墙体26的一端，后端指的是远离墙体26的一端。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种数控墙体钻孔机，其特征在于，包括：
钻机主体，所述钻机主体包括主轴电机(19)、由所述主轴电机(19)驱动的主轴(7)以及安装在所述主轴(7)上的钻头组件；
进给电机(3)，所述进给电机(3)用于驱动所述钻机主体进给进而驱动所述钻头组件进给，所述进给电机(3)配置有旋转编码器和进给电机驱动器(30)，所述进给电机(3)的所述旋转编码器用于将所述进给电机(3)的旋转速度反馈至所述进给电机驱动器(30)；
可编程控制器(28)，所述可编程控制器(28)接收所述进给电机驱动器(30)的信号且给所述进给电机驱动器(30)发送控制信号进而控制所述钻头组件的进给速度和进给距离；
触摸屏(27)，所述触摸屏(27)作为信息显示界面以及控制信号输入界面。
2.根据权利要求1所述的数控墙体钻孔机，其特征在于：所述主轴电机(19)配置有旋转编码器和主电机驱动器(29)，所述主轴电机(19)的所述旋转编码器用于将所述主轴电机(19)的旋转速度反馈至所述主电机驱动器(29)；所述可编程控制器(28)还接收所述主电机驱动器(29的信号且给所述主电机驱动器(29)发送控制信号进而控制所述钻头组件的转矩以及转速。
3.根据权利要求2所述的数控墙体钻孔机，其特征在于：所述触摸屏(27)显示钻头组件的进给力、扭矩和钻头的动态移动位置。
4.根据权利要求1所述的数控墙体钻孔机，其特征在于：所述进给电机(3)为交流伺服电机，所述主轴电机(19)为交流伺服电机。
5.根据权利要求1所述的数控墙体钻孔机，其特征在于：所述主轴(7)采用空心结构且所述主轴(7)的前端采用莫氏锥度。
6.根据权利要求5所述的数控墙体钻孔机，其特征在于：所述钻头组件包括弹性筒夹(21)、筒夹转接刀柄(20)、螺母(22)、钻头，所述弹性筒夹(21)通过所述螺母(22)组装至所述筒夹转接刀柄(20)，所述钻头组装至所述弹性筒夹(21)，所述筒夹转接刀柄(20)插入且组装至所述主轴(7)。
7.根据权利要求1所述的数控墙体钻孔机，其特征在于：所述数控墙体钻孔机还包括进给驱动机构(1)和固定支架(17)，所述进给驱动机构(1)通过所述固定支架(17)可拆卸安装至墙体(26)。
8.根据权利要求7所述的数控墙体钻孔机，其特征在于：所述固定支架(17)与所述进给驱动机构(1)连接且水平支撑所述进给驱动机构(1)。
9.根据权利要求7所述的数控墙体钻孔机，其特征在于：所述固定支架(17)用于与所述墙体(26)可拆卸连接，所述固定支架(17)与所述进给驱动机构(1)固定连接或者可拆卸连接。
10.根据权利要求1所述的数控墙体钻孔机，其特征在于：所述钻机主体形成有握持部，所述数控墙体钻孔机还包括进给驱动机构(1)，所述进给驱动机构(1)也形成有握持部。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220819 |
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