一种基于PLC控制系统的自动化钻床

摘要

本发明公开了一种基于PLC控制系统的自动化钻床，其技术方案要点是一种基于PLC控制系统的自动化钻床，包括工作台和钻头，所述工作台上设有用于夹持的台钳；所述台钳包括上下两层，上层台钳设有钻孔，上层台钳连接有控制其启闭的第一气缸；所述工作台上设有电磁组，所述电磁组下设有导向管，所述导向管连接收集槽；所述工作台下设有控制其X、Y方向运动的丝杠，所述丝杠外连接有控制其转动的伺服电机；还包括PLC控制系统，所述PLC控制系统控制工作台和台钳运动。在具体加工时，由于电磁组通电产生了磁力，因此电磁组对铁屑产生了磁力吸引，将多余的加工铁屑吸引到工作台两侧，并导入收集槽，实现自动清理的效果。

权利要求

1.一种基于PLC控制系统的自动化钻床，包括工作台和钻头，其特征是：所述工作台上设有用于夹持的台钳；

所述台钳包括上下两层，上层台钳设有钻孔，上层台钳连接有控制其启闭的第一气缸；

所述工作台上设有电磁组，所述电磁组下设有导向管，所述导向管连接收集槽；

所述工作台下设有控制其X、Y方向运动的丝杠，所述丝杠外连接有控制其转动的伺服电机；

还包括PLC控制系统，所述PLC控制系统控制工作台和台钳运动；

所述电磁组包括导电绕组和铁芯，所述铁芯的端部设有用于收集铁屑并分隔的防护罩，所述防护槽为倒锥形，所述防护罩朝向钻头的一侧开口设置，所述导电绕组由PLC控制系统控制其电路通断；

所述工作台上设有固定板，所述固定板上设有第二气缸，所述第二气缸连接有上下伸缩的固定块；

PLC控制系统控制固定块的伸缩，固定块向下伸缩后固定被加工件。

2.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制系统的自动化钻床，其特征是：所述PLC控制系统包括按键处理模块、显示模块、自动加工模块、急停模块、计数模块。

3.根据权利要求2所述的一种基于PLC控制系统的自动化钻床，其特征是：所述显示模块包括：控制界面、存储界面、自动加工界面。

4.根据权利要求2所述的一种基于PLC控制系统的自动化钻床，其特征是：所述PLC控制系统上设有急停按钮，急停按钮控制任意状态下钻头的运行停止。

5.根据权利要求2所述的一种基于PLC控制系统的自动化钻床，其特征是：所述下层台钳设有传感器，所述传感器连通PLC控制系统，所述PLC控制系统设有用于显示传感器的数值的显示屏。

6.根据权利要求5所述的一种基于PLC控制系统的自动化钻床，其特征是：所述传感器控制计数模块的开启，所述钻头控制计数模块的计数。

说明书

一种基于PLC控制系统的自动化钻床

技术领域

[0001] 本发明涉及一种钻床，更具体地说，它涉及一种基于PLC控制系统的自动化钻床。

背景技术

[0002] 钻床指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换特殊刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。加工过程中工件不动，让刀具移动，将刀具中心对正孔中心，并使刀具转动（主运动）。

[0003] 目前，市场上所公开的钻床，在加工铁质品时，由于工件材料较脆，产生的铁屑容易飞溅，并且在钻孔内部容易形成铁屑堆积，导致加工精度受影响，同时进一步导致了钻头的磨损加剧。

发明内容

[0004] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种方便清理铁屑的基于PLC控制系统的自动化钻床。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于PLC控制系统的自动化钻床，包括工作台和钻头，所述工作台上设有用于夹持的台钳；所述台钳包括上下两层，上层台钳设有钻孔，上层台钳连接有控制其启闭的第一气缸；所述工作台上设有电磁组，所述电磁组下设有导向管，所述导向管连接收集槽；所述工作台下设有控制其X、Y方向运动的丝杠，所述丝杠外连接有控制其转动的伺服电机；还包括PLC控制系统，所述PLC控制系统控制工作台和台钳运动；所述电磁组包括导电绕组和铁芯，所述铁芯的端部设有用于收集铁屑并分隔的防护罩，所述防护槽为倒锥形，所述防护罩朝向钻头的一侧开口设置，所述导电绕组由PLC控制系统控制其电路通断；所述工作台上设有固定板，所述固定板上设有第二气缸，所述第二气缸连接有上下伸缩的固定块；PLC控制系统控制固定块的伸缩，固定块向下伸缩后固定被加工件。

[0006] 本发明进一步设置为：所述PLC控制系统包括按键处理模块、显示模块、自动加工模块、急停模块、计数模块。

[0007] 本发明进一步设置为：所述显示模块包括：控制界面、存储界面、自动加工界面。

[0008] 本发明进一步设置为：所述PLC控制系统上设有急停按钮，急停按钮控制任意状态下钻头的运行停止。

[0009] 本发明进一步设置为：所述下层台钳设有传感器，所述传感器连通PLC控制系统，所述PLC控制系统设有用于显示传感器的数值的显示屏。

[0010] 本发明进一步设置为：所述传感器控制计数模块的开启，所述钻头控制计数模块的计数。

[0011] 与现有技术相比，本发明的优点在于：将工件放置到工作台合适位置后，通过PLC控制系统控制工作台，实现工件的自动进给，防止人为操作误伤，通过台钳夹紧实现初步固定，固定块上的第二气缸控制其向下伸缩后实现固定，在具体加工时，由于电磁组通电产生了磁力，因此电磁组对铁屑产生了磁力吸引，将多余的加工铁屑吸引到工作台两侧，而且通过导向管能够向下运输到收集槽，实现循环利用，在使用时能够通过PLC控制系统控制其电磁组的导电绕组通电情况，在导电绕组通电时，其上开始收集铁屑，在导电绕组断电后，其上收集到的铁屑受到重力作用下落，根据需要设置合适通电断电间隔频率，实现自动清理的优化。

附图说明

[0012] 图1为本发明实施例的立体视图；

[0013] 图2为本发明实施例的立体视图；

[0014] 图3为本发明实施例的立体视图；

[0015] 图4为图3的局部视图A；

[0016] 图5为本发明实施例的原理模块框图。

[0017] 附图标记：1、工作台；11、电磁组；111、导电绕组；112、铁芯；113、防护罩；12、导向管；13、收集槽；14、固定板；141、第二气缸；142、固定块；2、钻头；3、台钳；31、钻孔；32、第一气缸；4、丝杠；5、伺服电机；6、PLC控制系统；61、急停按钮；62、显示屏。

具体实施方式

[0018] 参照图1至图5对本发明实施例做进一步说明。

[0019] 一种基于PLC控制系统的自动化钻床，包括工作台1和钻头2，工作台1上设有用于夹持的台钳3；台钳3包括上下两层，上层台钳3设有钻孔31，钻头2在工作时穿过钻孔31实现进一步加工，实现了加工时钻头2的安全保护，上层台钳3连接有控制其启闭的第一气缸32，通过调整两侧台钳3的间距实现夹紧，夹持面积较大，固定效果较好；为了实现自动清理铁屑、防止钻头2卡在被加工件内的目的，工作台1上增设了电磁组11，电磁组11下设有导向管12，导向管12连接收集槽13，电磁组11在工作状态下产生较大的磁力作用，对于铁屑的吸引力较大，能够及时将铁屑进行吸引收集，那么钻头2的加工精度有保证，并且钻头2上铁屑较少，对于钻头2的磨损也有所降低，工作台1下设有控制其X、Y方向运动的丝杠4，两条丝杠4传动实现工作台1的多个方向平移，丝杠4外连接有控制其转动的伺服电机5，还包括PLC控制系统6，PLC控制系统6控制工作台1和台钳3运动；由于采用了伺服电机5，每接受到一个脉冲信号对应伺服电机5一个步距角度，控制效果稳定，在单位脉冲信号内所转过的步距角度相同，对应的工作台1平移距离微小且准确，并且频率可通过PLC控制系统6控制，实现整体运行速度的改变，方便的快速进给或退出；在使用时能够通过PLC控制系统6控制其电磁组
11的导电绕组111通电情况，在导电绕组111通电时，其上开始吸引收集铁屑，对于加工过程中产生的铁屑能够自动吸引收集，在导电绕组111断电后，其上收集到的铁屑受到重力作用下落到收集槽13，根据需要设置合适通电断电间隔频率，实现自动清理的优化的效果。

[0020] PLC控制系统6包括按键处理模块、显示模块、自动加工模块、急停模块、计数模块；其中按键模块也就是对应了若干按键的指令效果，每按下一个按键后返回一个按键值给PLC控制系统6，PLC控制系统6根据目前所处的状态对按键值做出相对应的反应，实现了较方便的人机交互的效果，并且按键的操作方便省力，能够在操作时同时观察钻头2的具体情况，防止意外情况的发生。

[0021] 优选的，显示模块包括：控制界面、存储界面、自动加工界面；各个界面相对应到各个工作状态，但不局限于只有这些工作状态，在默认情况下先进入控制界面，通过控制界面对应的状态实现整体操作的信息反馈，包括相对坐标、绝对坐标、进给量、进给速度等，在存储界面实现加工位置的存储，在需要多次加工同一工件的场合，采用循环自动加工的方式，也就是在一次完整的操作前及结束后完成存储记录，该记录信息及时反馈在存储界面下，存储界面能够显示和记录多个自动加工的数据，方便调出并加工，在自动加工界面对应的状态下，相对应的部分方向操作按键锁定，在自动加工完成以后按键解锁，避免了使用自动加工时非专业人员误操作导致钻床损坏。

[0022] 优选的，PLC控制系统6上设有急停按钮61，急停按钮61控制任意状态下钻头2的运行停止；在各种大型机器设备中，避免机器异常对人体产生伤害都需要采用醒目的区别于其他案件的急停按钮61，在任何状态按下急停按钮61后都能使得整个传动及程序停止运行，以达到安全保护的效果。

[0023] 优选的，下层台钳3设有传感器，传感器连通PLC控制系统6，PLC控制系统6设有用于显示传感器的压力数值的显示屏62，压力传感器能够及时反馈目前加工时的压力情况，在运行时，先将被工件放置平稳，在工作台1活动而钻床未工作前，PLC控制系统6默认记录该状态的压力值为F1，而在台钳3固定开始加工前记录的压力值为F2，通过PLC控制系统6对压力传感器的压力数值分析，获取夹紧力F3=F2-F1，因此夹紧力的具体数值变得可视化，以此来保证夹紧力的合适夹紧效果，相较于传统的直接固定具有更加智能，在夹紧力超过一定数值时，PLC控制系统6自动停止工件的进一步夹持操作。

[0024] 优选的，传感器控制计数模块的开启，钻头2控制计数模块的计数；具体算法为，传感器接收到夹持力的改变后进行状态跃迁，状态标记位为由0变为1，也就是此时计数模块的标记改为开启状态，在未开启状态下是不计数的，此时，钻头2在一个完整的路程差内实现了累积计数，也就相当于钻孔31数目的累积，在批量加工时，该计数方便相关工作人员进行实时统计，减轻了劳动负担，同时准确高效，避免了人工计数的误差。

[0025] 如图4所示，电磁组11包括导电绕组111和铁芯112，导电绕组111缠绕在铁芯112上，导电绕组111由PLC控制系统6控制其电路通断，在导线绕组通电以后，铁芯112的磁力大大增加，实现磁力吸引的效果，铁芯112的端部设有用于收集铁屑并分隔的防护罩113，铁屑的数量较多，防护罩113防止铁屑被吸引以后直接吸附到电磁组11上产生摩擦撞击，防护槽为倒锥形结构，防护罩113朝向钻头2的一侧开口设置；因此防护罩113具有较大的开口，该开口结构保证了防护结构的保护范围，同时实现的收集空间较大，另一方面，倒锥形的开口将收集到的铁屑吸引以后铁屑并不是水平平置状态，当导电绕组111断电以后，磁力作用不足以继续支撑铁屑的吸附作用，也就是在重力作用的引导下铁屑会从开口滑出，进一步的再通过导向管12导入收集槽13，在收集槽13内收集多余的铁屑实现循环利用。

[0026] 优选的，工作台1上设有固定板14，固定板14上设有第二气缸141，第二气缸141连接有上下伸缩的固定块142，第二气缸141的启闭同样是由PLC控制系统6控制的，因此，在操作时，通过PLC控制系统6也就是实现了固定块142的伸缩操作，将固定块142向下伸缩后实现被加工件的固定，与台钳3配合实现了多面多方位固定，达到了较好的固定效果，保证了加工时的稳定性。

[0027] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。