CN201366528Y - 一种双机自动磁座钻 - Google Patents

Abstract

一种双机自动磁座钻，包括底座、机架和电磁铁，机架上安装有进给电机、进给传动机构、切削电机和自动控制单元。自动控制单元包括电流互感器、单片机U0、调压模块及电源电路，切削电机和进给电机分别接在单片机U0的输出端口上，电流互感器一端与切削电机相接，另一端与单片机U0的输入端口相接。工作时，电流互感器将检测到的切削电机工作电流输入单片机U0，在单片机U0内部处理后转换成PWM信号输出，PWM信号经输出光耦U1、滤波电路及功率放大三极管T3后，变成模拟控制信号送到调压模块，由调压模块控制进给电机的转速，进而控制钻头的进给速度，整个过程无需手动调节，因而使用方便，自动化程度高，同时还能提高加工精度等。

Description

一种双机自动磁座钻

技术领域：

本实用新型涉及一种磁座钻结构，特别是一种可自动控制钻头进给并具有双电机的磁座钻。

背景技术：

以往磁座钻中钻头的进给量均是通过旋转机架一侧的摇柄来手工控制的，进给量完全靠人掌握，不能适应千变万化的切削状况，工件切削加工的质量也难以得到保证，而且劳动强度大、工作效率低。

为此，中国实用新型专利ZL200520073284.3公开了一种双机双控式磁座钻，该磁座钻包括底座及底座上安装的机架和底座下面安装的电磁铁，机架上安装有切削电机、进给电机和进给传动结构，进给电机通过进给传动机构驱动连接切削电机，切削电机和进给电机连接在带有可控硅的控制电路中，工作时，通过调整可控硅的导通角可以使进给电机加速或减速至所需速度，从而达到控制钻头进给量的目的。可以看出，该结构虽然在一定程度上减小了工人的劳动强度，但并未真正实现进给的自动化，使用时，工人仍然需要手动调节和控制，因而没有从根本上解决传统磁座钻的上述问题。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种自动化程度高的双机自动磁座钻，其不但大大降低了工人的劳动强度，方便了人们的使用，而且还延长了电机的使用寿命，提高了加工精度，确保了使用时的安全性。

按照本实用新型提供的双机自动磁座钻，包括底座、安装在底座上端的机架和安装在底座下端的电磁铁，机架上安装有进给电机、进给传动机构、切削电机和自动控制单元，进给电机通过进给传动机构驱动连接切削电机，切削电机下端驱动连接钻头，所述自动控制单元包括电流互感器、单片机U0、调压模块及电源电路，所述切削电机和进给电机分别接在单片机U0的输出端口上，所述电流互感器一端与切削电机相接，另一端与单片机U0的输入端口相接，工作时，电流互感器将检测到的切削电机工作电流输入单片机U0，在单片机U0内部处理后转换成PWM信号输出，PWM信号经输出光偶U1、滤波电路及功率放大三极管T3后，变成模拟控制信号送到调压模块，并由调压模块控制进给电机的转速，进而控制钻头的进给速度。

本实用新型还具有如下附属技术特征：

所述进给传动机构包括丝杠、丝杠螺母和导板，所述丝杠由进给电机驱动，所述丝杠螺母旋套在丝杠上并与导板固定为一体，所述切削电机安装在导板上。

所述自动控制单元还包括有分别接在单片机U0输入端口的启动按钮、急停按钮、上行程开关U2、下行程开关U3和复位按钮；所述上行程开关U2和下行程开关U3分别安装在所述丝杠上端一侧和下端一侧。

所述切削电机与单片机U0的输出端口之间接有限流电阻R8、输出光偶U4、由电阻R9和电容C5组成的滤波电路及功率放大三极管T4以及继电器K0。

在对应于所述启动按钮、急停按钮、上行程开关U2、下行程开关U3和复位按钮的输入端口处分别接有一上拉电阻RP1。

所述输出光偶U1与单片机U0输出端口之间串接有限流电阻R2，所述上行程开关U2与下行程开关U3的一端分别串接有限流电阻R6和限流电阻R7。

所述输出光偶U1和功率放大三极管T3之间的滤波电路由电阻R3、R4及电容C3、C4组成。

所述电源电路包括变压器TRANS1，该变压器具有两个输出端，其中一输出端经桥式整流块BR1、电解电容PE1、电源滤波电容PC1、12V稳压块T1、电源滤波电容PC2和电解电容PE2，为控制电路提供12V稳压电源；另一输出端经桥式整流块BR2、电解电容PE3、电源滤波电容PC3、5V稳压块T2、电源滤波电容PC4和电解电容PE4，为控制电路提供5V稳压电源。

所述丝杠的上、下端分别由上、下轴承定位。

所述下行程开关U3安装在一螺旋杆上，所述螺旋杆的上端端部设有摇柄，所述上行程开关U2外套于螺旋杆，但不与杆身接触，所述机架在下行程开关U3附近设有刻度。

按照本实用新型提供的双机自动磁座钻，相对现有技术具有如下优点：

首先，由于本实用新型是通过电流感应器感应切削电机的工作电流后，再通过单片机和控制电路来控制钻头进给量的，因此无需操作者手动调节，机器即可根据钻头当前的切削状态来自动调节进给电机的转速，并进而调节钻头的进给速度，从而大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。

其次，通过感应工作电流来控制进给量，可使钻头在接近工件和加工工件时，速度都趋于均匀稳定，从而一方面杜绝了电机超载运转的现象，使电机使用寿命得到增加，另一方面也避免了现有技术中因下压过猛或用力不均而带来的钻头断刃及偏摆现象，确保了工人操作时的安全性，也提高了磁座钻的加工精度。

再次，本实用新型设置的下行程开关可使钻头在加工完毕后自动退钻，自动化程度高，进一步方便了人们的使用，同时，急停按钮可在紧急情况下立即停止钻头的进给和转动，避免了工伤事故等不利因素的发生。

附图说明：

下面结合附图和具体实施例详细介绍本实用新型。

图1为按照本实用新型所述双机自动磁座钻的结构示意图；

图2为本实用新型所述自动控制单元的电源电路图；其可为下述控制电路提供12V和5V两种工作电源；

图3为本实用新型所述自动控制单元的控制电路图。

具体实施方式：

参见图1、图2、图3所示，按照本实用新型提供的双机自动磁座钻，包括底座1、安装在底座1上端的机架2和安装在底座1下端的电磁铁3，机架2上安装有进给电机4、进给传动机构5、切削电机6和自动控制单元7。进给传动机构5包括丝杠51、丝杠螺母52和导板53，丝杠51由进给电机4驱动，丝杠51的上、下端由安装在机架2上的上、下轴承54、55定位，丝杠螺母52旋套在丝杠51上并与导板53固定为一体，切削电机6安装在导板53上，切削电机6下端驱动连接钻头8。自动控制单元7包括电流互感器71、单片机U0、调压模块72及电源电路73，切削电机6和进给电机4分别接在单片机U0的RC1/T1OS1/CCP2输出端口和RC2/CCP1输出端口，电流互感器71一端与切削电机6相接，另一端与单片机U0的RA1/AN1输入端口相接，工作时，电流互感器71将检测到的切削电机6工作电流输入单片机U0，在单片机U0内部根据一定的控制算法得到控制量并转换成PWM信号由RC2/CCP1输出端口输出，PWM信号经输出光偶U1、由电阻R3、R4及电容C3、C4组成的滤波电路74及功率放大三极管T3后，变成模拟控制信号送到调压模块72，由调压模块72控制进给电机4的转速，进而控制钻头8的进给速度。

所述自动控制单元7还包括有分别接在单片机U0输入端口的启动按钮75、急停按钮76、上行程开关U2、下行程开关U3和复位按钮`77；所述上行程开关U2和下行程开关U3分别安装在所述丝杠51上端一侧和下端一侧，用于钻头切削进给时的下限位和自动退钻时的上限位。

所述切削电机6与单片机U0的输出端口之间接有限流电阻R8、输出光偶U4、由电阻R9和电容C5组成的滤波电路、功率放大三极管T4以及继电器K0。在对应于所述启动按钮75、急停按钮76、上行程开关U2、下行程开关U3和复位按钮77的输入端口处分别接有一上拉电阻RP1。所述输出光偶U1与单片机U0输出端口之间串接有限流电阻R2，所述上行程开关U2与下行程开关U3的一端分别串接有限流电阻R6和限流电阻R7。

所述电源电路73包括变压器TRANS1，该变压器具有两个输出端，其中一输出端经桥式整流块BR1、电解电容PE1、电源滤波电容PC1、12V稳压块T1、电源滤波电容PC2和电解电容PE2，为控制电路提供12V稳压电源；另一输出端经桥式整流块BR2、电解电容PE3、电源滤波电容PC3、5V稳压块T2、电源滤波电容PC4和电解电容PE4，为控制电路提供5V稳压电源。

所述下行程开关U3安装在一螺旋杆9上，螺旋杆9的上端端部设有摇柄10，所述上行程开关U2外套于螺旋杆9，但不与杆身接触，因此当旋转摇柄10时，螺旋杆9转动并带动下行程开关U3上、下移动，但上行程开关U2的位置固定不动，从而对下行程开关U3的上、下位置进行调节，以适用不同厚度工件的钻削。此外，机架2在下行程开关U3附近设有刻度21，用以提高下行程开关U3位置的调节精度。

如上所述，本实用新型的工作原理为：单片机U0随时检测启动按钮75，当得到启动信号时，由RC1/T1OSI/CCP2输出端口输出信号，并经输出光偶U4、由电阻R9和电容C5组成的滤波电路、功率放大三极管T4及继电器K0后控制切削电机6启动，使钻头8转动。此时，电流互感器71开始检测切削电机6的工作电流，并将检测到的电流信号送至单片机U0，在单片机U0内部根据一定的控制算法得到控制量，并转换成PWM信号由RC2/CCP1输出端口输出，PWM信号经过输出光偶U1、由电阻R3、R4，电容C3、C4组成的滤波电路及功率放大三极管T3后，变成模拟控制信号送到调压模块72，通过调压模块72控制进给电机4的转速，进而控制丝杠51的转速，使切削电机6和钻头8的进给速度相应变化。上行程开关U2和下行程开关U3，分别用于检测磁座钻的上下极限位置，当单片机U0检测到丝杠螺母52接触到该两行程开关时，则立刻切断RC1/T1OSI/CCP2输出端口和RC2/CCP1输出端口的信号输出，停止钻头8的进给和转动。而当磁座钻处于下极限位置时，即丝杠螺母52下行碰到下行程开关U3时，则表明工件已钻削完毕，此时，单片机U0将由RC2/CCP1输出端口自动输出信号控制进给电机4反转，使钻头8快速上移并复位到初始位置，当然在其他时候(例如工件尚未钻削完毕，丝杠螺母52也未碰到下行程开关U3时)，用户也可以通过按下复位按钮77向单片机U0输入复位信号，来控制钻头回位。此外，在操作过程中如遇紧急情况，可以按下急停按钮76，单片机U0在检测到该急停信号后，同样也会立刻切断RC1/T1OSI/CCP2输出端口和RC2/CCP1输出端口的信号输出，停止钻头8的进给和转动。

上述实施例仅供说明本实用新型之用，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由各权利要求限定。

Claims (10)

1.一种双机自动磁座钻，包括底座(1)、安装在底座上端的机架(2)和安装在底座下端的电磁铁(3)，机架(2)上安装有进给电机(4)、进给传动机构(5)、切削电机(6)和自动控制单元(7)，进给电机(4)通过进给传动机构(5)驱动连接切削电机(6)，切削电机(6)下端驱动连接钻头(8)，其特征在于：所述自动控制单元(7)包括电流互感器(71)、单片机U0、调压模块(72)及电源电路(73)，所述切削电机(6)和进给电机(4)分别接在单片机U0的输出端口上，所述电流互感器(71)一端与切削电机(6)相接，另一端与单片机U0的输入端口相接，工作时，电流互感器(71)将检测到的切削电机(6)工作电流输入单片机U0，在单片机U0内部处理后转换成PWM信号输出，PWM信号经输出光偶U1、滤波电路(74)及功率放大三极管T3后，变成模拟控制信号送到调压模块(72)，并由调压模块(72)控制进给电机(4)的转速，进而控制钻头(8)的进给速度。

2.根据权利要求1所述的双机自动磁座钻，其特征在于：所述进给传动机构(5)包括丝杠(51)、丝杠螺母(52)和导板(53)，所述丝杠(51)由进给电机(4)驱动，所述丝杠螺母(52)旋套在丝杠(51)上并与导板(53)固定为一体，所述切削电机(6)安装在导板(53)上。

3.根据权利要求2所述的双机自动磁座钻，其特征在于：所述自动控制单元(7)还包括有分别接在单片机U0输入端口的启动按钮(75)、急停按钮(76)、上行程开关U2、下行程开关U3和复位按钮(77)；所述上行程开关U2和下行程开关U3分别安装在所述丝杠(51)上端一侧和下端一侧。

4.根据权利要求3所述的双机自动磁座钻，其特征在于：所述切削电机(6)与单片机U0的输出端口之间接有限流电阻R8、输出光偶U4、由电阻R9和电容C5组成的滤波电路、功率放大三极管T4以及继电器K0。

5.根据权利要求3所述的双机自动磁座钻，其特征在于：在对应于所述启动按钮(75)、急停按钮(76)、上行程开关U2、下行程开关U3和复位按钮(77)的输入端口处分别接有一上拉电阻RP1。

6.根据权利要求3所述的双机自动磁座钻，其特征在于：所述输出光偶U1与单片机U0输出端口之间串接有限流电阻R2，所述上行程开关U2与下行程开关U3的一端分别串接有限流电阻R6和限流电阻R7。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的双机自动磁座钻，其特征在于：所述输出光偶U1和功率放大三极管T3之间的滤波电路(74)由电阻R3、R4及电容C3、C4组成。

8.根据权利要求7所述的双机自动磁座钻，其特征在于：所述电源电路(73)包括变压器TRANS1，该变压器具有两个输出端，其中一输出端经桥式整流块BR1、电解电容PE1、电源滤波电容PC1、12V稳压块T1、电源滤波电容PC2和电解电容PE2，为控制电路提供12V稳压电源；另一输出端经桥式整流块BR2、电解电容PE3、电源滤波电容PC3、5V稳压块T2、电源滤波电容PC4和电解电容PE4，为控制电路提供5V稳压电源。

9.根据权利要求2或3或4或5或6所述的双机自动磁座钻，其特征在于：所述丝杠(51)的上、下端分别由上、下轴承(54、55)定位。

10.根据权利要求3或4或5或6所述的双机自动磁座钻，其特征在于：所述下行程开关U3安装在一螺旋杆(9)上，所述螺旋杆(9)的上端端部设有摇柄(10)，所述上行程开关U2外套于螺旋杆(9)，但不与杆身接触，所述机架(2)在下行程开关U3附近设有刻度(21)。

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