[发明专利]一种基于嵌入式系统的螺纹孔数控钻床及控制方法

摘要

本发明公开了一种基于嵌入式系统的螺纹孔数控钻床及控制方法，特征是在机箱外壳上安装了红外测距传感器，在主电动机的转动轴上电连接扭矩传感器，所述红外测距传感器和扭矩传感器都分别连接在微处理器上不同I/O口；本发明的控制方法是采取上位机图形化控制方法；由于安装了红外测距传感器，可以控制加工深度；安装了微型吸尘器可以吸走加工孔内的加工碎料，防止碎料卡住丝锥使丝锥断裂；由于本发明采用了嵌入式技术，可以通过上位机直接控制钻床对工件进行开螺纹操作，从而可以实现人机交互，通过电脑对工件进行开螺纹操作，减少人员繁琐劳动；可以通过电脑控制电动机的转动速度，进而也可以保护丝锥，提高螺纹质量。

主权项

一种基于嵌入式系统的螺纹孔数控钻床，包括底座（1），垂直固定于底座（1）上的立柱（2），垂直固定于立柱（2）的顶端、平行于底座（1）的机箱（3），用来控制机箱（3）上下运动的第一传动机构（4‑1）和用于控制爪型工件压紧机构（5）上下运动的第二传动机构（4‑2），以及控制丝锥（a）上下运动的主电动机构(4‑3)；其特征在于：所述用于控制机箱（3）上下运动的第一传动机构（4‑1）由第一电动机（6‑1）、第一联轴器（7‑1）、第一螺杆（8‑1）、第一螺帽（9‑1）、第一套管（10‑1）构成，所述第一电动机（6‑1）的第一转动轴（11‑1）通过第一联轴器（7‑1）与第一螺杆（8‑1）的一头固定连接，所述第一螺帽（9‑1）套接在第一螺杆（8‑1）上，所述第一套管（10‑1）垂直固定连接在第一螺帽（9‑1）上；所述用于控制爪型工件压紧机构（5）上下运动的第二传动机构（4‑2）由第二电动机（6‑2）、第二联轴器（7‑2）、第二螺杆（8‑2）、第二螺帽（9‑2）、第二套管（10‑2）构成，所述第二电动机（6‑2）的第二转动轴（11‑2）通过第二联轴器（7‑2）与第二螺杆（8‑2）的一头固定连接，所述第二螺帽（9‑2）套接在第二螺杆（8‑2）上，所述第二套管（10‑2）垂直固定连接在第二螺帽（9‑2）上；所述爪型工件压紧机构（5）由圆环（12）、垂直杆（13）、倾斜杆（14）构成，所述圆环（12）的外壁上向下固定连接3～5个倾斜杆（14），在每个倾斜杆（14）另一头各垂直向下固定连接一个垂直杆（13），形成爪型状态，所述的垂直杆（13）底部套有橡胶套（21）；所述立柱（2）外壁环抱式安装卡箍式锁紧装置（15），该卡箍式锁紧装置（15）的连接柱（16）与导杆（17）固定连接，所述导杆（17）另一头与工件托架（18）外侧壁固定连接；所述导杆（17）的中部垂直固定安装金属软管（19），该金属软管（19）另一头固定连接微型吸尘器（20），通过小电源开关（b）控制微型吸尘器（20）开启与关闭；所述用来控制机箱（3）上下运动的第一传动机构（4‑1）置于立柱（2）内，其第一电动机（6‑1）底部垂直固定于底座（1）上，其第一套管（10‑1）垂直固定于机箱（3）的底部；所述用于控制爪型工件压紧机构（5）上下运动的第二传动机构（4‑2）的第二电动机（6‑2）垂直固定于导杆（17）上，其第二套管（10‑2）的外壁上垂直固定安装水平杆（22），所述的水平杆（22）的另一头与爪型工件压紧机构（5）的圆环（12）侧壁固定连接；所述用于控制丝锥(a)上下运动的主电动机构(4‑3)由主电动机(24)、主转动轴(25)、扭矩传感器(26)、负载端(27)、转夹头(28)、丝锥(a)组成:其中，主电动机(24)通过轴承座(c)垂直固定安装在机箱(3)的内底部，该主电动机(24)的主转动轴(25)通过机箱(3)的内底部的开口伸出机箱(3)外，该主电动机(24)的主转动轴(25)的中部套接扭矩传感器(26)，所述主电动机(24)的负载端(27)固定连接转夹头(28)，转夹头(28)上压 紧固定丝锥(a)；所述机箱(3)外底部垂直固定安装红外测距传感器(d)，所述机箱(3)内部固定安装电路控制板(29)，所述扭矩传感器(26)的第一信号输出端(30)和红外测距传感器(d)的第二信号输出端(e)分别电连接到电路控制板(29)的微处理器(31)的不同I/O口；所述机箱(3)的外壳侧面或者上面固定安装主电源开关(32)、以太网延长接头(z)和用于让第一电机驱动器（38）与第一电动机（6‑1）的连接导线（x1）和第二电机驱动器（39）与第二电动机（6‑2）的连接导线（x2）通过的通孔（x）。所述电路控制板(29)由电源转换模块(33)、微处理器(31)、以太网接口模块(w)电连接组成，所述电源转换模块(33)是220V交流电转换成5V或者3.3V直流电模块，所述电源转换模块(33)输入端(34)电连接到主电源开关(32)，所述主电源开关(32)电连接插头(35)，所述电源转换模块(33)输出端(36)电连接在微处理器(31)的电源口，以太网接口模块（w）一头电连接在微处理器（31）的SPI接口，另一头通过网线与以太网延长接头（z）连接，上述用来控制机箱(3)上下运动的第一传动机构(4‑1)的第一电动机(6‑1)、用于控制爪型工件压紧机构(5)上下运动的第二传动机构(4‑2)的第二电动机(6‑2)和主电动机(24)分别电连接第一电机驱动器(38)、第二电机驱动器(39)、主电机驱动器(40),所述第一电机驱动器(38)、第二电机驱动器(39)、主电机驱动器(40)另一端分别与微处理器(31)的不同I/O口电连接。