[发明专利]一种凿岩机自动加卸杆方法及控制系统

说明书

本申请公开了一种凿岩机自动加卸杆方法及控制系统，所述系统包括控制器、凿岩机、机械手、位移传感器和压力传感器；所述方法如下：控制器采集位移传感器数据获得凿岩机当前位置，在加杆模式下，凿岩机移动至加杆位置，机械手抓取钻杆送入凿岩机，凿岩机正向回转、推进以实现钻杆拧紧固连，在拧紧过程中，通过比较凿岩机回转压力P₁与预设的加杆完成压力值P₀₁，判断钻杆是否完全拧紧；在卸杆模式下，凿岩机移动至卸杆位置，机械手夹持钻杆，凿岩机反向回转、后退以实现钻杆拧松分离，在拧松过程中，通过比较凿岩机移动距离与预设的钻杆螺纹距离，判断钻杆是否完全拧下。本申请自动化程度高，提高工作效率，降低劳动强度和技术门槛。

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体地，涉及一种凿岩机自动加卸杆控制系统以及基于该控制系统实现的凿岩机自动加卸杆方法。

背景技术

凿岩机被广泛应用于隧道工程中，在施工过程中，若钻孔的深度较深，单根钻杆的长度难以满足需求，则必须在钻进过程中连续加杆，待作业完成后，钻杆退出并逐一取下。目前，国内凿岩机加杆和卸杆功能的实现大多采用人工手动操作，或者操作员配合机械设备的半自动操作，前者的劳动强度大，后者则要求操作员业务熟练，在与机械设备的配合过程中容错率较低。

现有方法中涉及到的操控系统结构较为复杂，对操作员的技术水平要求较高，不利于推广应用。而且现有技术中缺乏对凿岩机与钎杆以及钎杆与钎杆之间的对接拧紧操作的自动化方法，该动作仍旧采用人工手动实现，自动化程度不高。

综上所述，针对凿岩机加杆作业过程中存在的以上问题，研究一种使用更加便捷且牢靠的凿岩机加卸杆系统是非常有必要的。

发明内容

本申请的目的在于提供一种凿岩机自动加卸杆控制系统以及基于该控制系统的加卸杆方法，提高换钎效率，降低操作员的劳动强度和技术应用门槛。本申请的技术方案如下：

一种凿岩机自动加卸杆控制系统，包括控制器、操作机构、执行机构和传感器机构；

所述操作机构包括加杆模式和卸杆模式的选择开关；

所述执行机构包括凿岩机和机械手；

所述传感器机构包括用于采集凿岩机位置信息的位移传感器和行程开关，以及用于采集凿岩机回转压力的第一压力传感器；

所述控制器用于接收来自操作机构的操作命令和传感器机构的反馈数据，并向执行机构发出对应的动作信号。

在一些具体的实施例中，所述传感器机构还包括用于采集凿岩机推进压力的第二压力传感器。

在一些具体的实施例中，所述控制系统还包括液压阀机构，所述液压阀机构包括第一液压控制阀和第二液压控制阀，所述控制器通过第一液压控制阀驱动凿岩机动作，并通过第二液压控制阀驱动机械手动作。

在一些具体的实施例中，所述位移传感器为设置在第一液压控制阀上的流量计。

在一些具体的实施例中，所述操作机构还包括作为手动备份的操作手柄，所述操作手柄与控制器连接，或与液压阀机构连接，或与执行机构连接。

一种基于上述控制系统的凿岩机自动加卸杆方法，包括以下步骤：

步骤一：控制器通过位移传感器采集的数据获得凿岩机的当前位置S₀，通过操作机构选择进入加杆模式即步骤二，或进入卸杆模式即步骤五；

步骤二：控制器接收来自操作机构的操作命令后，向执行机构发出对应的动作信号，凿岩机在无杆状态下移动至加杆位置S₁，机械手从钻杆库中抓取新的钻杆并置于凿岩机的作业端；