[发明专利]在工件等直经位置钻孔的自动钻床及其控制方法

权利要求书

1.在工件等直经位置钻孔的自动钻床，包括钻头是竖直走向的钻床（1），钻床（1）的底座（2）上竖立设置有固定的钻头支撑柱（3），底座（2）表面上设有与底座（2）卡合滑动连接的载台板（4），底座（2）和载台板（4）之间设有临时固定相对位置的固定机构，钻头支撑柱（3）的顶部设有动力电机（5），动力电机（5）驱动钻床钻头（6）转动对工件加工处理，钻床钻头（6）还连接有一个控制钻床钻头（6）上下位置的竖向有齿柱（7），竖向有齿柱（7）的齿条与一个圆形齿轮（13）咬合，转动圆形齿轮（13）能控制竖向有齿柱（7）上下运动，从而控制钻床钻头（6）上下运动，其特征在于：还包括电动控制钻床钻头（6）上下运动的钻头升降控制装置（8）、电动控制工件旋转角度的工件转角控制装置（9）和自动控制器（10）；自动控制器（10）分别与动力电机（5）、钻头升降控制装置（8）的钻头升降电机（11）和工件转角控制装置（9）的工件转角电机（12）连接，对钻头的旋转、钻头的升降和工件转动进行自动控制；

钻头升降控制装置（8）的结构：钻头支撑柱（3）上固定有一个升降电机固定台（14），钻头升降电机（11）被固定在升降电机固定台（14）上，钻头升降电机（11）的输出轴上连接有螺纹杆（15），螺纹杆（15）的螺纹与圆形齿轮（13）咬合，其钻头升降的各个驱动部件连接秩序为：钻头升降电机（11）、螺纹杆（15）、圆形齿轮（13）、竖向有齿柱（7）和钻床钻头（6）；螺纹杆（15）不同高度的两个位置分设有一个永磁块（20），在螺纹杆（15）不同位置的两个永磁块（20）磁极相反的显出在外面；钻头支撑柱（3）在靠近螺纹杆（15）的某一位置设有测升降霍尔（22），使该测升降霍尔（22）能感受到螺纹杆（15）上永磁块（20）的磁通量而发出信号；测升降霍尔（22）的输出信号线分别与钻头升降电机（11）和自动控制器（10）内的第一电控开关连接；

工件转角控制装置（9）的结构：在载台板（4）上，竖立固定有随载台板（4）同步运动的立支架（16）；在载台板（4）上，还设置有两个同步带齿轮（17），该两个同步带齿轮（17）在载台板（4）上保持固定距离，该两个同步带齿轮（17）之间用同步带（19）传动连接，其中一个同步带齿轮（17）与工件转角电机（12）的输出轴连接，该同步带齿轮（17）为主动同步带齿轮（17-1），工件转角电机（12）固定在立支架（16）上；另一个同步带齿轮（17）的上面连接夹持工件机构（18），该同步带齿轮（17）为从动同步带齿轮（17-2），从动同步带齿轮（17-2）的转动中心和夹持工件机构（18）夹持中心是同一个中心；从动同步带齿轮（17-2）带动夹持工件机构（18）同步转动；从动同步带齿轮（17-2）上设有多个永磁块（20），在能感受永磁块（20）磁场的地方设有一个测转角霍尔（21），测转角霍尔（21）的输出信号线分别与工件转角电机（12）和自动控制器（10）内的第一电控开关连接；连接；该测转角霍尔（21）能感受到从动同步带齿轮（17-2）上永磁块（20）的磁通量而输出电信号；

自动控制器（10）的控制线路：包括第一电控开关和第二电控开关；

第一电控开关有一个手动开关、两个被控制信号输入端和两个控制信号输出端，其中

［1］第一个被控制信号输入端连接测转角霍尔（21）的开关信号输出端，测转角霍尔（21）能检测从动同步带齿轮（17-2）的转动角度，通过从动同步带齿轮（17-2）的转动角度反馈控制第一电控开关；

［2］第二个被控制信号输入端连接测升降霍尔（22）的开关信号输出端，测升降霍尔（22）能检测螺纹杆（15）升降位置，通过螺纹杆（15）升降位置反馈控制第一电控开关；

［3］第一个控制信号输出端连接工件转角电机（12），通过控制工件转角电机（12）来控制从动同步带齿轮（17-2）的转动角度；

［4］第二个控制信号输出端连接第二电控开关的关闭信号输入端，当第一电控开关处于打开状态时，使第二电控开关处于关闭状态； 

第二电控开关有一个被控制信号输入端和两个控制信号输出端，其中

［1］第一个被控制信号输入端连接第一电控开关的第二个控制信号输出端，当第一电控开关处于打开状态时，使第二电控开关处于关闭状态；当第一电控开关处于关闭状态时，使第二电控开关处于打开状态；

［2］第一个控制信号输出端连接钻头升降电机（11）；

［3］第二个控制信号输出端连接动力电机（5）。

2.在工件等直经位置钻孔的自动钻床的控制方法，其特征在于：工件转动角控制方法、钻头升降位置控制方法和钻头转动控制方法；

工件转动角控制方法：第一电控开关输出启动信号给工件转角电机（12），工件转角电机（12）的主动同步带齿轮（17-1）通过同步带（19）带动从动同步带齿轮（17-2）转动，转动到一定角度时，从动同步带齿轮（17-2）上的永磁块（20）使测转角霍尔（21）产生反馈控制用的电信号，测转角霍尔（21）把反馈控制用的电信号输给第一电控开关，第一电控开关产生对工件转角电机（12）停止转动的信号，工件转角电机（12）停止转动，动同步带齿轮（17-2）上的夹持工件机构（18）正好转动规定的角度，则夹持工件机构（18）上的工件也就转动规定的角度等待被加工；

钻头升降位置控制方法：第一电控开关输出启动信号给工件转角电机（12）时，第二电控开关被关闭；当测转角霍尔（21）产生反馈控制用的电信号将，第一电控开关进行关闭后，第一电控开关的关闭信号使第二电控开关被打开；打开的第二电控开关使钻头升降电机（11）正向转动，使螺纹杆（15）通过圆形齿轮（13）和竖向有齿柱（7）驱动钻床钻头（6）下降，钻床钻头（6）对工件钻孔；当钻床钻头（6）对工件钻孔完成后，螺纹杆（15）上的上位置永磁块（20）使测升降霍尔（22）产生使钻头升降电机（11）反向转动的控制信号，测升降霍尔（22）的反向转动控制信号使钻头升降电机（11）反向转动，螺纹杆（15）又通过圆形齿轮（13）和竖向有齿柱（7）驱动钻床钻头（6）上升离开工件；钻床钻头（6）上升离开工件一定距离后，螺纹杆（15）上的下位置永磁块（20）使测升降霍尔（22）产生使第一电控开关又从新打开的启动信号，第一电控开关从新打开启动，自动钻床对工件进行第二个钻孔的自动作业；

钻头转动控制方法：第一电控开关输出启动信号给工件转角电机（12）时，第二电控开关被关闭；当测转角霍尔（21）产生反馈控制用的电信号将，第一电控开关进行关闭后，第一电控开关的关闭信号使第二电控开关被打开；打开的第二电控开关启动动力电机（5），动力电机（5）带动钻床钻头（6）转动，对工件进行钻孔作业。