[发明专利]一种数控深孔钻床控制系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种数控深孔钻床控制系统及其控制方法，针对现有技术难以满足深孔加工时的深度、精度以及效率等问题，本系统结合伺服控制、人机交互技术、PLC技术和传感器技术等先进技术，简化对钻床的控制和操作，不仅提高了深孔加工效率和精度，而且安全可靠性也有所提高。本发明通过安装在基座上的直线位移传感器，并结合基于模糊控制的微分先行PID算法，实现了工作台位置全闭环控制系统并降低了工进距离的超调，以达到钻头精确定位和系统稳定运行的效果；通过光电编码器结合无级调速系统，实现调速半闭环控制系统的同时保持恒定的钻削速度，提高了传动平稳性；通过基座两侧的限位开关，用于控制工作台的起点和终点，提高装置的安全可靠性。

技术领域

本发明涉及数控深孔加工技术领域，涉及深孔加工的数控化及数控程序的设计优化技术，特别是涉及一种数控深孔钻床控制系统及其控制方法。

背景技术

随着我国机械制造业的迅速发展，使得原本局限于军事工业、航空航天等特定领域的数控深孔加工技术及装备，在纺织机械、石油机械、印刷机械、包装机械、医疗器械、汽车拖拉机、橡塑模具以及发电机制造、机床制造等行业有关零件的深孔加工也得到应用，因此，新型的数控深孔加工技术及控制系统的研发与创新成为机械制造行业的迫切需求和良好的发展前景。

目前，深孔加工技术主要存在以下难题：

(1)深孔加工处于一种封闭或半封闭的加工状态下，不能直接观察刀具的钻削和走刀情况，存在废品率过高的风险；

(2)切屑在深孔内，排屑路径较长，不便于排屑；

(3)钻削热量在钻削区内不便于散发，引起机器的磨损；

(4)一般情况下，由于被加工孔的深度与直径的比例较大，钻杆细长，其刚性差，工作时容易偏斜及产生振动，而且会随着长径比的增加而增加，被加工孔的精度和表面粗糙度也较难保证；

(5)由于工件的材质不均匀以及钻头的磨损，钻削力的值会在很大范围内变化，在某些时候，还会出现过载现象，从而引起钻头的纵向弯曲、偏移、甚至折断。

综上所述，现代利用机钻钻削深孔的机床与其他机床一样发展迅速，向数控多轴化、多功能化、智能化方向发展，不久的将来环保型的数控深孔钻床将陆续出现，以减少操作人员的劳动强度、消除油烟污染对人体的影响，最终实现全自动化、环保、数控和绿色加工。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种数控深孔钻床控制系统及其控制方法，利用数控技术结合传感器技术、人机交互技术、PLC技术以及伺服驱动技术改进传统手工深孔加工方式，实现加工过程数字化和自动化，以减轻操作人员的劳动强度，提高加工精度，提高生产率和经济效益。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种数控深孔钻床控制系统，包括触摸屏、PLC控制器和数控深孔钻床装置，其中，

所述触摸屏与所述PLC控制器连接，用于切换自动控制模式和手动控制模式，以及用于实时显示钻床工作参数；

所述PLC控制器作为系统控制核心，用于完成相应数据传送和各个I/O口的控制，以及用于控制数控深孔钻床装置中的各个执行机构进行相应的动作；

所述数控深孔钻床装置用于对待加工的零件进行深孔加工。

进一步，所述数控深孔钻床装置包括基座、导轨、顶杆、切削组件、钻头组件、上下料组件和工进组件，所述的基座上设有水平导轨且基座左端设有工作台限位开关，所述的工进组件位于导轨上，并配有交流伺服电机，所述的顶杆位于基座的右端并垂直于基座，所述的切削组件、钻头组件位于基座上方，上下料组件基座上，其中，钻头组件垂直于基座，切削组件位于钻头组件左侧。