CN213614292U - 一种飞机零件高效自动深孔加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种飞机零件高效自动深孔加工装置，包括控制处理器模块、传感器模块、图像识别模块、执行模块、报警模块、人机交互面板；所述传感器模块包括温度传感器、切削液流量传感器、切削液压力传感器所述图像识别模块包括第一摄像头、第二摄像头、图像传感器、图像生成模块，所述执行模块包括伺服电机驱动器、主轴电机驱动器、切削液电机驱动器、伺服电机、主轴电机、切削液电机、编码器。本实用新型实现了钻头磨损量、温度精确测量，切削液流量、压力实时监控，有利于实现钻头的降温，便于钻头的及时更换。

Description

一种飞机零件高效自动深孔加工装置

技术领域

本实用新型涉及机械加工设备技术领域，尤其涉及一种飞机零件高效自动深孔加工装置。

背景技术

机械加工是指通过一种机械设备对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程，按加工方式上的差别可分为切削加工和压力加工，机器的生产过程是指从原材料(或半成品)制成产品的全部过程。对机器生产而言包括原材料的运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，零件的加工和热处理，产品的装配、及调试，油漆和包装等内容；生产过程的内容十分广泛，现代企业用系统工程学的原理和方法组织生产和指导生产，将生产过程看成是一个具有输入和输出的生产系统；在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等，使其成为成品或者半成品的过程称为工艺过程。它是生产过程的主要部分。

本实用新型基于专利号为CN201620479539.4，专利名称为一种深孔钻机床，适用于机械加工领域。它包括机床滑台，机床滑台上设置有夹具和滑轨，滑轨上滑动设置有钻孔工作台，钻孔工作台上设置有设有主轴的三相电机，主轴的一端由三相电机通过传动装置与三相电机相连接，主轴的另外一端安装有钻头，所述滑轨上设置有多个行程开关；三相电机上连接有控制系统，所述控制系统包括中控单元、设置在三相电机主轴上的变频器、设置在三相电机上的增量编码器(8)，所述中控制单元上设有时钟单元，所述中控制单元通过线路接口分别连接有上位机和人机界面。其结构简单，使用方便，利用一台电机实现三段式钻孔或多段式钻孔，减少不必要的工作行程，提高钻孔效率。

上述方案还存在着一些问题，深孔加工过程中，钻头极易磨损，只能通过肉眼判断钻头的磨损情况，从而判断钻头是否需要进行更换，容易导致工作效率低、判断误差，另外，切削热不易传出，容易导致钻头弯折损坏。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种飞机零件高效自动深孔加工装置，用于解决现有技术中存在的技术问题，深孔加工过程中，钻头极易磨损，只能通过肉眼判断钻头的磨损情况，从而判断钻头是否需要进行更换，容易导致工作效率低、判断误差，另外，切削热不易传出，容易导致钻头弯折损坏。

一种飞机零件高效自动深孔加工装置，包括控制处理器模块、传感器模块、图像识别模块、执行模块、报警模块、人机交互面板；

所述控制处理器模块包括控制处理器、无线通信模块、电源模块、存储模块，所述无线通信模块、电源模块、存储模块分别与控制处理器连接；

所述传感器模块包括温度传感器、切削液流量传感器、切削液压力传感器；所述温度传感器、切削液流量传感器、切削液压力传感器分别与控制处理器连接；

所述图像识别模块包括第一摄像头、第二摄像头、图像传感器、图像分割模块、图像生成模块，所述第一摄像头、第二摄像头分别与图像传感器连接，所述图像传感器、图像分割模块、图像生成模块依次连接，所述图像生成模块与控制处理器连接；

所述执行模块包括伺服电机驱动器、主轴电机驱动器、切削液电机驱动器、伺服电机、主轴电机、切削液电机、编码器，所述伺服电机驱动器与伺服电机连接，所述主轴电机驱动器与主轴电机连接，所述切削液电机驱动器与切削液电机连接，所述伺服电机驱动器、主轴电机驱动器、切削液电机驱动器分别与控制处理器连接，所述编码器分别与伺服电机、控制处理器连接；

所述报警模块、人机交互面板分别与控制处理器连接。

进一步的，所述人机交互面板包括按钮控制组件、触摸屏，所述按钮控制组件、触摸屏分别与控制处理器连接。

进一步的，所述按钮控制包括自动按钮、手动按钮、停止按钮，所述自动按钮、手动按钮、停止按钮分别与控制处理器连接。

进一步的，所述切削液压力传感器采用DATA-52系列扩散硅压力变送器。

进一步的，所述温度传感器为数字式温度传感器DS18B20。

进一步的，所述切削液流量传感器采用干弹簧式水流开关。

进一步的，所述报警模块采用声光报警器。

进一步的，所述控制处理器采用ARM处理器LPC2104。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型一种飞机零件高效自动深孔加工装置，通过温度传感器、切削液流量传感器、切削液压力传感器的设计，实现了钻头温度的自动监测以及切削液流量、压力的自动监测，并且通过调节钻头转速、给进量、切削液流量实现了钻头温度的自动调节，避免钻头因高温损坏，增加了钻头的使用寿命。

2.本实用新型一种飞机零件高效自动深孔加工装置，通过第一摄像头、第二摄像头的设计，从不同的角度获取钻头的图像信息，并通过图像分割模块与图像生成模块自动生成三维图像，该图像识别模块不仅体积小、成本低、成像清晰，还能够自动判断钻头状态并进行预警，自动化程度高，无需人工观察，提高了装置的工作效率。

3.本实用新型一种飞机零件高效自动深孔加工装置，通过编码器的设计，保证了给进量的高效稳定。

附图说明

图1为本实用新型的整体系统图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

一种飞机零件高效自动深孔加工装置，包括控制处理器模块、传感器模块、图像识别模块、执行模块、报警模块、人机交互面板；

所述控制处理器模块包括控制处理器、无线通信模块、电源模块、存储模块，所述无线通信模块、电源模块、存储模块分别与控制处理器连接；

所述传感器模块包括温度传感器、切削液流量传感器、切削液压力传感器；所述温度传感器、切削液流量传感器、切削液压力传感器分别与控制处理器连接；

所述图像识别模块包括第一摄像头、第二摄像头、图像传感器、图像分割模块、图像生成模块，所述第一摄像头、第二摄像头分别与图像传感器连接，所述图像传感器、图像分割模块、图像生成模块依次连接，所述图像生成模块与控制处理器连接；

所述执行模块包括伺服电机驱动器、主轴电机驱动器、切削液电机驱动器、伺服电机、主轴电机、切削液电机、编码器，所述伺服电机驱动器与伺服电机连接，所述主轴电机驱动器与主轴电机连接，所述切削液电机驱动器与切削液电机连接，所述伺服电机驱动器、主轴电机驱动器、切削液电机驱动器分别与控制处理器连接，所述编码器分别与伺服电机、控制处理器连接；

所述报警模块、人机交互面板分别与控制处理器连接。

本方案的工作原理简述：

所述温度传感器设置于钻杆出削口出，用于实时检测钻头温度，并将检测到的温度传送给控制处理器，当检测到的温度超过设定值时，控制处理器自动降低伺服电机的驱动值，从而降低钻头的转速，同时控增加切削液电机的驱动值，加快切削液的流速，从而实现了钻头温度的自动控制，保护钻头避免钻头因高温损坏，通过编码器检测钻头的转速并将该速度传送给控制处理器，控制处理器根据编码器反馈的速度信号调节主轴电机的驱动值，控制主轴电机动作，使得主轴与伺服电机同步运动，使得本实用新型具有良好的动态性能，控制精度高，控制效果稳定。同时通过切削液流量传感器、切削液压力传感器对切削液压力以及流量进行监测，判断切削液输出与否，当切削液电机出现问题，切削液压力、流量变小，则停止加工，避免装置损坏，提高了装置加工的灵活性。

通过温度传感器、切削液流量传感器、切削液压力传感器的设计，实现了钻头温度的自动监测以及切削液流量、压力的自动监测，并且通过调节钻头转速、给进量、切削液流量实现了钻头温度的自动调节，避免钻头因高温损坏，增加了钻头的使用寿命。

通过第一摄像头、第二摄像头从而不同的角度对钻头进行拍摄，再由同一个图像传感器同时接收来自第一摄像头及第二摄像头所投射的图像，设计一个图像传感器，可以有效降低了成本，通过图像传感器同时对两个摄像头所投射的图像进行接收，便于两个镜头进行同步成像，可有效地确保两个镜头为同时进行取像，而且拍摄的帧率仅受限于图像传感器，可有效地确保一些用途对帧率的要求，图像分割模块用于将图像传感器获取的图像分割成存在视差的两幅二维图像，再通过图像生成模块将两幅二维图像合成一幅三维图像，最终将获得的钻头的三维图像并送给控制处理器，控制处理器根据获得三维图像以及存储模块中存放的钻头相关信息，从而判断钻头是否磨损量是否达到更换阀值、钻头是否发生损坏。本实用新型采用的图像识别模块现体积小、成本低、且成像清晰，能够自动判断钻头状态并进行预警，自动化程度高。另外，第一摄像头、第二摄像头还可以还可以采集加工孔径大小，自动检测加工质量，出现孔径不符合要求时，自动报警。

考虑到实际使用和检测中的安全性与可靠性，人机交互面板设有手动、自动两种工作模式，自动方式是指周期性地进行PLC控制的方式；而手动方式则是指在调试或出现应急情况等一些突发事件时，通过手动操作控制执行器件的工作；同时设有报警模块，提高了整个系统的安全可靠性。

进一步的，所述人机交互面板包括按钮控制组件、触摸屏，所述按钮控制组件、触摸屏分别与控制处理器连接，有利于提高人机交互性。

进一步的，所述按钮控制包括自动按钮、手动按钮、停止按钮，所述自动按钮、手动按钮、停止按钮分别与控制处理器连接，该装置具有自动、手动两种模块，可操作性更强，当出现铰接情况时，可直接按下停止按钮，避免危险持续扩大。

进一步的，所述切削液压力传感器采用DATA-52系列扩散硅压力变送器，所述DATA-52系列扩散硅压力变送器具有体积小、质量轻、准确度高、温度特性好的特点。

进一步的，所述温度传感器为数字式温度传感器DS18B20，所述DS18B20数字式温度传感器具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。

进一步的，所述切削液流量传感器采用干弹簧式水流开关，所述水流开关具有极小的压力损失，良好的重复性，机械部分与电子部分安全隔离的特点。

进一步的，所述报警模块采用声光报警器，声光交互报警器通过声音光信号通信工作人员，报警效果更佳。

进一步的，所述控制处理器采用ARM处理器LPC2104，所述ARM嵌入式处理器是具有极低功耗、极低成本的高性能处理器，具有十分卓越的性能,不仅运算速度快(超过0.9MIPSPMHz)，精度高(32位)。

值得注意的是：本方案中的编码器、伺服电机、主轴电机、切削液电机、第一摄像头、第二摄像头，图像分割模块、报警模块、温度传感器等均为现有技术中的常用电路或实物，本方案的创新不在于单个的电路上，而是数个单元以及电路的配合实现了钻头磨损量、温度精确测量，切削液流量、压力实时监控，有利于实现钻头的降温，便于钻头的及时更换。

以上所述仅是优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种飞机零件高效自动深孔加工装置，其特征在于，包括控制处理器模块、传感器模块、图像识别模块、执行模块、报警模块、人机交互面板；

所述控制处理器模块包括控制处理器、无线通信模块、电源模块、存储模块，所述无线通信模块、电源模块、存储模块分别与控制处理器连接；

所述传感器模块包括温度传感器、切削液流量传感器、切削液压力传感器；所述温度传感器、切削液流量传感器、切削液压力传感器分别与控制处理器连接；

所述图像识别模块包括第一摄像头、第二摄像头、图像传感器、图像分割模块、图像生成模块，所述第一摄像头、第二摄像头分别与图像传感器连接，所述图像传感器、图像分割模块、图像生成模块依次连接，所述图像生成模块与控制处理器连接；

所述执行模块包括伺服电机驱动器、主轴电机驱动器、切削液电机驱动器、伺服电机、主轴电机、切削液电机、编码器，所述伺服电机驱动器与伺服电机连接，所述主轴电机驱动器与主轴电机连接，所述切削液电机驱动器与切削液电机连接，所述伺服电机驱动器、主轴电机驱动器、切削液电机驱动器分别与控制处理器连接，所述编码器分别与伺服电机、控制处理器连接；

所述报警模块、人机交互面板分别与控制处理器连接。

2.根据权利要求1所述的一种飞机零件高效自动深孔加工装置，其特征在于，所述人机交互面板包括按钮控制组件、触摸屏，所述按钮控制组件、触摸屏分别与控制处理器连接。

3.根据权利要求2所述的一种飞机零件高效自动深孔加工装置，其特征在于，所述按钮控制包括自动按钮、手动按钮、停止按钮，所述自动按钮、手动按钮、停止按钮分别与控制处理器连接。

4.根据权利要求1所述的一种飞机零件高效自动深孔加工装置，其特征在于，所述切削液压力传感器采用DATA-52系列扩散硅压力变送器。

5.根据权利要求1所述的一种飞机零件高效自动深孔加工装置，其特征在于，所述温度传感器为数字式温度传感器DS18B20。

6.根据权利要求1所述的一种飞机零件高效自动深孔加工装置，其特征在于，所述切削液流量传感器采用干弹簧式水流开关。

7.根据权利要求1所述的一种飞机零件高效自动深孔加工装置，其特征在于，所述报警模块采用声光报警器。

8.根据权利要求1所述的一种飞机零件高效自动深孔加工装置，其特征在于，所述控制处理器采用ARM处理器LPC2104。

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