CN117102539A - 一种烘缸缸体打孔装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烘缸缸体打孔装置，涉及烘缸制造技术领域，包括打孔控制系统、钻孔机构、缸盖驱动机构以及铁屑处理机构，所述缸盖驱动机构上固定有缸盖，其中所述打孔控制系统包括参数设置模块、状态检测模块和处理调节模块，所述参数设置模块包括钻头设置模块、气泵设置模块和缸盖驱动设置模块，状态检测模块包括热量分布检测模块和热量变化检测模块，所述处理调节模块包括钻头参数调节模块和气泵参数调节模块，所述钻头设置模块包括转速单元和给进单元，所述气泵设置模块包括流量单元，所述钻头参数调节模块包括转速调节单元和给进调节单元。本发明可检测打孔时的温度、铁屑，并进行调节、清理，提高打孔质量。
Description
技术领域
本发明涉及烘缸制造技术领域，具体为一种烘缸缸体打孔装置。
背景技术
烘缸是造纸行业最主要的设备之一，作用是烘干湿纸浆。在造纸行业，铸铁烘缸可以分为烘毯缸和烘纸缸。烘缸的典型结构为具有均匀壁厚的圆柱形薄壳，两端端盖为变厚度曲率的扁壳，在缸盖上设置有至少一个检查孔。这些检查孔确保在装配或保养操作期间，人员可以安全地工作。检查孔的管形允许简化和改进整个结构的动态平衡。检查孔的管状入口另外增强了缸盖的结构刚度，且因此增强了整个扬克烘缸的结构刚度。
因为烘缸缸盖为变厚度曲率的扁壳，烘缸的打孔工序会需要将缸体进行固定，定位到打孔位置后再进行钻孔，以最常见的两个检查孔举例，两个检查孔会设置在同一圆周面上对称分布即两个检查孔相隔180°。进行打孔时，通过对烘缸进行横向或者纵向固定，由人工或者自动钻孔设备进行定位后钻第一个检查孔，然后定位至另一边180°位置钻第二个检查孔。
对于人工打孔来说，虽然换位灵活但定位不如自动打孔设备精准，且效率低下，现在一般多采用钻孔机，在钻孔时，铁屑会堆积在钻头以及烘缸打孔处表面，特别是对于钻头，附着的铁屑会加剧钻头的磨损过程同时也会影响下个产品的打孔质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烘缸缸体打孔装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种烘缸缸体打孔装置，包括打孔控制系统、钻孔机构、缸盖驱动机构以及铁屑处理机构，所述缸盖驱动机构上固定有缸盖，其中所述打孔控制系统包括参数设置模块、状态检测模块和处理调节模块，所述参数设置模块包括钻头设置模块、气泵设置模块和缸盖驱动设置模块，状态检测模块包括热量分布检测模块和热量变化检测模块，所述处理调节模块包括钻头参数调节模块和气泵参数调节模块，所述钻头设置模块包括转速单元和给进单元，所述气泵设置模块包括流量单元，所述钻头参数调节模块包括转速调节单元和给进调节单元，所述气泵参数调节模块包括流量调节单元，所述参数设置模块通过状态检测模块与处理调节模块信号连接；所述钻头设置模块用于设定钻头的转速和给进量，所述气泵设置模块用于设定气泵的气流量，所述缸盖驱动设置模块用于控制缸盖的旋转角度以精准定位打孔点，所述状态检测模块用于检测钻孔机构以及缸盖工作时的热量场分布情况以及热量场随时间的变化情况，所述处理调节模块用于依据状态检测模块所反馈的数据进行分析判断，以及是否对钻头设置模块、气泵设置模块的参数进行调整。
进一步的，所述铁屑处理机构包括红外热成像仪、上吸屑组件、下吸屑组件和铁屑收集箱，其中所述红外热成像仪固定在钻孔机构一侧，所述上吸屑组件设置在钻孔机构的另一侧，所述下吸屑组件设置在铁屑收集箱内，所述铁屑收集箱固定在缸盖驱动机构内部且与上吸屑组件连通；所述红外热成像仪适于检测打孔位置处的温度场分布情况，所述上吸屑组件适于清除缸盖上侧的铁屑而下吸屑组件适于清除缸盖下侧的铁屑，所述铁屑收集箱用于集中收集从上吸屑组件、下吸屑组件导出的铁屑。
进一步的，所述上吸屑组件包括第一固定架、第一抽气管和第一气泵，其中所述第一气泵固定在第一固定架上且输入端连接第一抽气管，所述第一抽气管抽气口对应打孔位置设置。
进一步的，所述下吸屑组件包括第二固定架、第二抽气管、第二气泵和粉尘摄像仪，其中所述第二固定架固定在铁屑收集箱内且与钻孔机构打孔位置相隔180°设置，所述第二气泵固定在第二固定架下侧且输入端与第二抽气管连接，所述粉尘摄像仪设置在第二固定架前侧用于拍摄缸盖下表面铁屑附着情况。
进一步的，所述铁屑收集箱内设置有电磁板、旋转刮板、重力感应模块、第二旋转电机以及调控模块，其中所述电磁板置于重力感应模块上，所述旋转刮板与第二旋转电机的驱动端连接且活动设置在电磁板上侧，所述调控模块与电磁板以及重力感应模块信号连接。
进一步的，所述铁屑由上吸屑组件、下吸屑组件输送至铁屑收集箱内后，铁屑会堆积在电磁板上某两处区域，对应上吸屑组件、下吸屑组件的输出位置，重力感应模块用于检测电磁板上侧累积的铁屑质量，当两处铁屑堆叠区域质量远高于其余区域，设定比较值例如：以每一平方分米铁屑堆积质量为一区域单位，若某一区域单位堆积质量超过其余区域单位500g时，调控模块启动第二旋转电机带动旋转刮板将电磁板上的铁屑推匀以防部分区域铁屑堆积过多使得电磁吸附效果不明显，若重力感应模块检测到电磁板上各区域单位堆积质量均超过500g时，则此时电磁板表面被铁屑附着程度高，对于其余铁屑的吸引力降低，为避免铁屑飞扬，调控模块应将电磁板的电磁强度调整为初状态的两倍或者更多以保证后续输入铁屑的吸附状态，旋转刮板采用绝缘材质以避免铁屑吸附。
进一步的，所述缸盖驱动机构包括旋转槽、从动转齿、四个气动爪夹、驱动齿轮以及驱动电机，其中所述从动转齿转动设置在旋转槽内，所述气动爪夹圆周排列在从动转齿上用于夹持缸盖，所述驱动齿轮与从动转齿齿配合，所述驱动电机驱动端与驱动齿轮连接。
进一步的，所述钻孔机构包括给进组件、滑动座、第一旋转电机和钻头，其中所述滑动座与给进组件连接，第一旋转电机固定在滑动座上且驱动端固定有钻头。
进一步的，所述给进组件选用但不限于丝杆传动的形式控制钻头打孔的给进量。
进一步的，打孔控制系统运行方法如下：
S1、参数设置模块录入初始参数，操作人员将缸盖送入缸盖驱动机构固定；
S2、钻孔机构启动，其中的给进组件、第一旋转电机按照所设定的给进量、转速运行；
S3、红外热成像仪检测打孔过程中缸盖打孔位的热量分布情况并进行分析；
S4、红外热成像仪检测打孔过程中打孔位的热量变化情况并进行分析；
S5、打孔完毕后，启动上吸屑组件，对缸盖打孔位置以及钻头表面附着的铁屑进行清理；
S6、缸盖驱动机构转动缸盖至下吸屑组件对缸盖下侧附着铁屑进行清理。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：通过设置有打孔控制系统，热量分布检测模块可对打孔过程中的热量分布情况进行检测分析以判断钻头表面状态是否良好以及清理铁屑是否完全，热量变化检测模块可对打孔过程中的热量变化情况进行检测分析，以根据不同的温升状态调整合适的打孔转速以及给进量，提高打孔质量以及延长了钻头寿命。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，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是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的局部示意图；
图3是本发明的钻孔机构示意图；
图中：1、钻孔机构；11、给进组件；12、滑动座；13、第一旋转电机；14、钻头；2、缸盖驱动机构；21、旋转槽；22、从动转齿；23、气动爪夹；24、驱动齿轮；25、驱动电机；3、铁屑处理机构；31、红外热成像仪；32、上吸屑组件；321、第一固定架；322、第一抽气管；323、第一气泵；33、下吸屑组件；331、第二固定架；332、第二抽气管；333、第二气泵；334、粉尘摄像仪；34、铁屑收集箱；341、电磁板；342、旋转刮板；343、重力感应模块；344、第二旋转电机；4、缸盖。
具体实施方式
以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供技术方案：一种烘缸缸体打孔装置，包括打孔控制系统、钻孔机构1、缸盖驱动机构2以及铁屑处理机构3，缸盖驱动机构2上固定有缸盖4；
打孔控制系统包括参数设置模块、状态检测模块和处理调节模块，参数设置模块包括钻头设置模块、气泵设置模块和缸盖驱动设置模块，状态检测模块包括热量分布检测模块和热量变化检测模块，处理调节模块包括钻头参数调节模块和气泵参数调节模块，钻头设置模块包括转速单元和给进单元，气泵设置模块包括流量单元，钻头参数调节模块包括转速调节单元和给进调节单元，气泵参数调节模块包括流量调节单元，参数设置模块通过状态检测模块与处理调节模块信号连接；
钻头设置模块用于设定钻头的转速和给进量，气泵设置模块用于设定气泵的气流量，缸盖驱动设置模块用于控制缸盖4的旋转角度以精准定位打孔点，状态检测模块用于检测钻孔机构1以及缸盖4工作时的热量场分布情况以及热量场随时间的变化情况，处理调节模块用于依据状态检测模块所反馈的数据进行分析判断，以及是否对钻头设置模块、气泵设置模块的参数进行调整。
铁屑处理机构3包括红外热成像仪31、上吸屑组件32、下吸屑组件33和铁屑收集箱34，其中红外热成像仪31固定在钻孔机构1一侧，上吸屑组件32设置在钻孔机构1的另一侧，下吸屑组件33设置在铁屑收集箱34内，铁屑收集箱34固定在缸盖驱动机构2内部且与上吸屑组件32连通；红外热成像仪31适于检测打孔位置处的热量场分布情况，上吸屑组件32适于清除缸盖4上侧的铁屑而下吸屑组件33适于清除缸盖4下侧的铁屑，铁屑收集箱34用于集中收集从上吸屑组件32、下吸屑组件33导出的铁屑。
上吸屑组件32包括第一固定架321、第一抽气管322和第一气泵323，其中第一气泵323固定在第一固定架321上且输入端连接第一抽气管322，第一抽气管322抽气口对应打孔位置设置。
下吸屑组件33包括第二固定架331、第二抽气管332、第二气泵333和粉尘摄像仪334，其中第二固定架331固定在铁屑收集箱34内且与钻孔机构1打孔位置相对设置，第二气泵333固定在第二固定架331下侧且输入端与第二抽气管332连接，粉尘摄像仪334设置在第二固定架331前侧用于拍摄缸盖4下表面铁屑附着情况。
铁屑收集箱34内设置有电磁板341、旋转刮板342、重力感应模块343、第二旋转电机344以及调控模块，其中电磁板341置于重力感应模块343上，旋转刮板342与第二旋转电机344的驱动端连接且活动设置在电磁板341上侧，调控模块与电磁板341以及重力感应模块343信号连接。
在实际操作中，铁屑由上吸屑组件32、下吸屑组件33输送至铁屑收集箱34内后，铁屑会堆积在电磁板341上某两处区域，对应上吸屑组件32、下吸屑组件33的输出位置，重力感应模块343用于检测电磁板341上侧累积的铁屑质量，当两处铁屑堆叠区域质量远高于其余区域，设定比较值例如：以每一平方分米铁屑堆积质量为一区域单位，若某一区域单位堆积质量超过其余区域单位500g时，调控模块启动第二旋转电机344带动旋转刮板342将电磁板341上的铁屑推匀以防部分区域铁屑堆积过多使得电磁吸附效果不明显，若重力感应模块343检测到电磁板341上各区域单位堆积质量均超过500g时，则此时电磁板341表面被铁屑附着程度高，对于其余铁屑的吸引力降低，为避免铁屑飞扬，调控模块应将电磁板341的电磁强度调整为初状态的两倍或者更多以保证后续输入铁屑的吸附状态，旋转刮板342采用绝缘材质以避免铁屑吸附。
缸盖驱动机构2包括旋转槽21、从动转齿22、四个气动爪夹23、驱动齿轮24以及驱动电机25，其中从动转齿22转动设置在旋转槽21内，四个气动爪夹23圆周排列在从动转齿22上用于夹持缸盖4，驱动齿轮24与从动转齿22齿配合，驱动电机25驱动端与驱动齿轮24连接。
在实际操作中，通过驱动电机25带动驱动齿轮24转动，从而驱动从动转齿22上的四个气动爪夹23转动以实现缸盖打孔位置的定位和转换。
钻孔机构1包括给进组件11、滑动座12、第一旋转电机13和钻头14，其中滑动座12与给进组件11连接，第一旋转电机13固定在滑动座12上且驱动端固定有钻头14。
需要补充说明的是：给进组件11选用但不限于丝杆传动的形式控制钻头14打孔的给进量。
打孔控制系统运行方法如下：
S1、参数设置模块录入初始参数，操作人员将缸盖4送入缸盖驱动机构2固定；
具体的，设定加工孔径为，通过比对钻孔转速与给进量表设置所对应的钻孔转速/>和给进量/>，其中i为不同加工孔径的序列号，相同序号的加工孔径、钻孔转速以及给进量为一组，例如/>、/>、/>为一组。
S2、钻孔机构1启动，其中的给进组件11、第一旋转电机13按照所设定的给进量、转速运行；
S3、红外热成像仪31检测打孔过程中缸盖4打孔位的热量分布情况并进行分析；
具体的，热量分布检测模块检测到打孔位置范围以外有多个热量点飞散，说明打孔过程中出现大量飞溅铁屑，钻头14表面出现问题，需要进行更换。
S4、红外热成像仪31检测打孔过程中打孔位的热量变化情况并进行分析；
具体的，热量变化检测模块检测打孔核心位置温度值并进行记录，记录每个时间t为一单位时段，0.1s<t<0.5s，计算每两个单位时段内的温差，x为正整数，建立温差梯度曲线/>，若/>-/>的差值在20℃及以内，可视为平稳温升状态，若/>-/>的差值超过20℃，则判定为异常温升状态，需对第一旋转电机13的转速或者给进组件11的给进量进行调整；
调整方式如下：假设、/>、/>初始状态下，若/>-/>在20℃至30℃之间，则调整/>、/>为下一级/>、/>，/></>，/></>以缓解温升过程；若/>-在30℃至40℃之间，则调整/>、/>为/>、/>；若/>-/>大于40℃，则需立即停止对设备进行检查。
S5、打孔完毕后，启动上吸屑组件32，对缸盖4打孔位置以及钻头14表面附着的铁屑进行清理；
具体的，清理过程中通过红外热成像仪31检测到的钻头14表面热量分布情况判断是否有铁屑残留，若检测到不同的热量点即为铁屑残留，此时另外启动一次上吸屑组件32进行除屑直至未检测到铁屑残留。
S6、缸盖驱动机构2转动缸盖4至下吸屑组件33对缸盖4下侧附着铁屑进行清理。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种烘缸缸体打孔装置，其特征在于：包括：
打孔控制系统、钻孔机构（1）、缸盖驱动机构（2）以及铁屑处理机构（3），所述缸盖驱动机构（2）上固定有缸盖（4），所述打孔控制系统包括参数设置模块、状态检测模块和处理调节模块，所述参数设置模块包括钻头设置模块、气泵设置模块和缸盖驱动设置模块，所述状态检测模块包括热量分布检测模块和热量变化检测模块，所述处理调节模块包括钻头参数调节模块和气泵参数调节模块，所述钻头设置模块包括转速单元和给进单元，所述气泵设置模块包括流量单元，所述钻头参数调节模块包括转速调节单元和给进调节单元，所述气泵参数调节模块包括流量调节单元，所述参数设置模块通过状态检测模块与处理调节模块信号连接；
所述钻头设置模块用于设定钻头的转速和给进量，所述气泵设置模块用于设定气泵的气流量，所述缸盖驱动设置模块用于控制缸盖（4）的旋转角度以精准定位打孔点，所述状态检测模块用于检测钻孔机构（1）以及缸盖（4）工作时的热量场分布情况以及热量场随时间的变化情况，所述处理调节模块用于依据状态检测模块所反馈的数据进行分析判断，以及是否对钻头设置模块、气泵设置模块的参数进行调整；
所述铁屑处理机构（3）包括红外热成像仪（31）、上吸屑组件（32）、下吸屑组件（33）和铁屑收集箱（34），其中所述红外热成像仪（31）固定在钻孔机构（1）一侧，所述上吸屑组件（32）设置在钻孔机构（1）的另一侧，所述下吸屑组件（33）设置在铁屑收集箱（34）内，所述铁屑收集箱（34）固定在缸盖驱动机构（2）内部且与上吸屑组件（32）连通。
2.根据权利要求1所述的一种烘缸缸体打孔装置，其特征在于：
所述红外热成像仪（31）适于检测打孔位置处的热量场分布情况，所述上吸屑组件（32）适于清除缸盖（4）上侧的铁屑而下吸屑组件（33）适于清除缸盖（4）下侧的铁屑，所述铁屑收集箱（34）用于集中收集从上吸屑组件（32）、下吸屑组件（33）导出的铁屑。
3.根据权利要求2所述的一种烘缸缸体打孔装置，其特征在于：
所述上吸屑组件（32）包括第一固定架（321）、第一抽气管（322）和第一气泵（323），其中所述第一气泵（323）固定在第一固定架（321）上且输入端连接第一抽气管（322），所述第一抽气管（322）抽气口对应打孔位置设置。
4.根据权利要求3所述的一种烘缸缸体打孔装置，其特征在于：
所述下吸屑组件（33）包括第二固定架（331）、第二抽气管（332）、第二气泵（333）和粉尘摄像仪（334），其中所述第二固定架（331）固定在铁屑收集箱（34）内且与钻孔机构（1）打孔位置相隔180°设置，所述第二气泵（333）固定在第二固定架（331）下侧且输入端与第二抽气管（332）连接，所述粉尘摄像仪（334）设置在第二固定架（331）前侧用于拍摄缸盖（4）下表面铁屑附着情况。
5.根据权利要求4所述的一种烘缸缸体打孔装置，其特征在于：
所述铁屑收集箱（34）内设置有电磁板（341）、旋转刮板（342）、重力感应模块（343）、第二旋转电机（344）以及调控模块，其中所述电磁板（341）置于重力感应模块（343）上，所述旋转刮板（342）与第二旋转电机（344）的驱动端连接且活动设置在电磁板（341）上侧，所述调控模块与电磁板（341）以及重力感应模块（343）信号连接。
6.根据权利要求5所述的一种烘缸缸体打孔装置，其特征在于：
所述缸盖驱动机构（2）包括旋转槽（21）、从动转齿（22）、四个气动爪夹（23）、驱动齿轮（24）以及驱动电机（25），其中所述从动转齿（22）转动设置在旋转槽（21）内，所述气动爪夹（23）圆周排列在从动转齿（22）上用于夹持缸盖（4），所述驱动齿轮（24）与从动转齿（22）齿配合，所述驱动电机（25）驱动端与驱动齿轮（24）连接。
7.根据权利要求6所述的一种烘缸缸体打孔装置，其特征在于：
所述钻孔机构（1）包括给进组件（11）、滑动座（12）、第一旋转电机（13）和钻头（14），其中所述滑动座（12）与给进组件（11）连接，所述第一旋转电机（13）固定在滑动座（12）上且驱动端固定有钻头（14）。
8.一种烘缸缸体打孔装置的运行方法，其特征在于：使用了如权利要求7所述的一种烘缸缸体打孔装置，运行方法如下：
S1、参数设置模块录入初始参数，操作人员将缸盖（4）送入缸盖驱动机构（2）固定；
S2、钻孔机构（1）启动，其中的给进组件（11）、第一旋转电机（13）按照所设定的给进量、转速运行；
S3、红外热成像仪（31）检测打孔过程中缸盖（4）打孔位的热量分布情况并进行分析；
S4、红外热成像仪（31）检测打孔过程中打孔位的热量变化情况并进行分析；
S5、打孔完毕后，启动上吸屑组件（32），对缸盖（4）打孔位置以及钻头（14）表面附着的铁屑进行清理；
S6、缸盖驱动机构（2）转动缸盖（4）至下吸屑组件（33）对缸盖（4）下侧附着铁屑进行清理。
9.根据权利要求8所述的一种烘缸缸体打孔装置的运行方法，其特征在于：S1中参数设置如下：
设定加工孔径为，通过比对钻孔转速与给进量表设置所对应的钻孔转速/>和给进量/>，其中i为不同加工孔径的序列号，相同序号的加工孔径、钻孔转速以及给进量为一组，例如/>、/>、/>为一组 。
10.根据权利要求9所述的一种烘缸缸体打孔装置的运行方法，其特征在于：S4中，热量变化检测模块检测打孔核心位置温度值并进行记录，记录每个时间t为一单位时段，0.1s<t<0.5s，计算每两个单位时段内的温差，x为正整数，建立温差梯度曲线/>，若/>-的差值在20℃及以内，可视为平稳温升状态，若/>-/>的差值超过20℃，则判定为异常温升状态，需对第一旋转电机13的转速或者给进组件（11）的给进量进行调整；
调整方式如下：假设、/>、/>初始状态下，若/>-/>在20℃至30℃之间，则调整/>、/>为下一级/>、/>，/></>，/></>以缓解温升过程；若/>-/>在30℃至40℃之间，则调整/>、/>为/>、/>；若/>-/>大于40℃，则需立即停止对设备进行检查。
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