一种用于燃气管道开孔机的控制装置的制作方法

本实用新型涉及一种管道切割设备，具体涉及一种用于燃气管道开孔机的控制装置。

背景技术：

燃气领域，在管网改线和维修过程中，经常需要采用开孔机对管道进行开孔或切割。目前，在开孔机的开孔作业过程中，操作人员主要根据个人经验操控开孔机，并判断开孔机的切割进度以及是否完成管道切割，这种作业方式一方面对操作人员的业务素质要求较高，普通技术人员无法完成操作，另一方面其控制难度较大，切割精确度较差，不利于精细化作业。由此可见研究开发一种用于燃气管道开孔机的自动控制装置对于本领提高作业精度和工作效率具有一定的促进意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于燃气管道开孔机的控制装置，其具有结构简单、使用方便、适用范围广、自动化程度高的优点，采用本实用新型可降低操控难度，提高作业精度和工作效率。

为解决现有技术中依靠操作人员经验操控开孔机存在的控制难度在、切割精度差、工作效率低的问题，本实用新型提供了一种用于燃气管道开孔机的控制装置，包括操控箱、编码器和接近开关，所述操控箱中设有控制器、操控面板和继电器，操控箱的箱体上分别设有用于连接编码器的第一接口，用于连接接近开关的第二接口，用于连接220V电源的第三接口，以及用于连接开孔机电机的第四接口，所述控制器分别与操控面板、继电器、第一接口和第二接口连接，所述继电器分别与第三接口和第四接口连接，使用时，将所述编码器安装于开孔机的顶部，使编码器的旋转轴与开孔机动力轴顶部的四方轴同轴连接，且使编码器通过信号线与操控箱上的第一接口连接，将所述接近开关安装于开孔机上并与手控摇柄对应设置，且使接近开关通过信号线与操控箱上的第二接口连接，并使第三接口和第四接口通过电缆对应与220V电源和开孔机电机连接。

进一步的，本实用新型一种用于燃气管道开孔机的控制装置，其中，所述操控箱中还设有UPS电源，所述UPS电源的输入端和输出端分别通过电缆与第三接口和继电器连接，且在UPS电源和第三接口与继电器连接的线路上设有切换开关。

进一步的，本实用新型一种用于燃气管道开孔机的控制装置，其中，所述操控箱包括箱体和箱盖，所述箱体和箱盖的一侧铰接，箱体和箱盖的另一侧设有锁扣和提手。

进一步的，本实用新型一种用于燃气管道开孔机的控制装置，其中，所述操控面板设有信息显示区、管径选择区、警示灯区和操控按钮区。

进一步的，本实用新型一种用于燃气管道开孔机的控制装置，其中，所述箱体的底部还设有垫块。

本实用新型一种用于燃气管道开孔机的控制装置与现有技术相比，具有以下优点：本实用新型通过设置操控箱、编码器和接近开关，并在操控箱中设置控制器、操控面板和继电器，在操控箱的箱体上分别设置用于连接编码器的第一接口，用于连接接近开关的第二接口，用于连接220V电源的第三接口，以及用于连接开孔机电机的第四接口，让控制器分别与操控面板、继电器、第一接口和第二接口连接，让继电器分别与第三接口和第四接口连接。由此就构成了一种结构简单、使用方便、适用范围广、自动化程度高的用于燃气管道开孔机的控制装置。在实际应用中，将编码器安装于开孔机的顶部，使编码器的旋转轴与开孔机动力轴顶部的四方轴同轴连接，并使编码器通过信号线与操控箱上的第一接口连接，将接近开关安装于开孔机上并与手控摇柄对应设置，且使接近开关通过信号线与操控箱上的第二接口连接，同时，使第三接口和第四接口通过电缆对应与220V电源和开孔机电机连接。在开孔机开孔作业过程中，通过接近开关检测手控摇柄并将检测到的信号传送给控制器，即可确定开孔机是工作在手动模式还是工作在自动模式下；通过编码器检测开孔机动力轴的旋转圈数，并依据手动模式和自动模式下动力轴旋转圈数与开孔刀行进距离的关系，即可确定开孔刀的行进距离，即确定管道的切割进度。本实用新型相对于现有的开孔机人工操控方式，不需要人工观察记录动力轴的旋转圈数和计算开孔刀行进距离，即可确定管道切割进度，可降低操作难度，提高工作效率和切割精度，具有较强的实用性。

下面结合附图所示具体实施方式对本实用新型一种用于燃气管道开孔机的控制装置作进一步详细说明：

附图说明

图1为本实用新型一种用于燃气管道开孔机的控制装置的总体结构立体图；

图2为本实用新型一种用于燃气管道开孔机的控制装置中操控箱的平视图；

图3为本实用新型一种用于燃气管道开孔机的控制装置中操控箱打开后的状态示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示本实用新型一种用于燃气管道开孔机的控制装置的第一种具体实施方式的示意图，包括操控箱1、编码器2和接近开关3。在操控箱1中设置控制器11、操控面板12和继电器13，其中控制器11可采用ARM或PLC等多种类型，在操控箱1的箱体上分别设置用于连接编码器2的第一接口14，用于连接接近开关3的第二接口15，用于连接220V 电源的第三接口16，以及用于连接开孔机电机的第四接口17。让控制器11分别与操控面板 12、继电器13、第一接口14和第二接口15连接，让继电器13分别与第三接口16和第四接口17连接。通过以上结构设置就构成了一种结构简单、使用方便、适用范围广、自动化程度高的用于燃气管道开孔机的控制装置。在实际应用中，将编码器2安装于开孔机的顶部，使编码器2的旋转轴与开孔机动力轴顶部的四方轴同轴连接，并使编码器2通过信号线与操控箱1上的第一接口12连接，将接近开关3安装于开孔机上并与手控摇柄对应设置，并使接近开关3通过信号线与操控箱1上的第二接口15连接。同时，使第三接口16和第四接口17通过电缆对应与220V电源和开孔机电机连接。在开孔机开孔作业过程中，通过接近开关3检测手控摇柄并将检测到的信号传送给控制器11，即可确定开孔机是工作在手动模式还是工作在自动模式下；而通过编码器2检测开孔机动力轴的旋转圈数，并依据手动模式和自动模式下动力轴旋转圈数与开孔刀行进距离的关系，即可确定开孔刀的行进距离，即确定管道的切割进度。本实用新型相对于现有的开孔机人工操控方式，不需要人工观察记录动力轴的旋转圈数和计算开孔开行进距离，即可确定管道切割进度，可降低操作难度，提高工作效率和切割精度，具有较强的实用性。

作为优化方案，本具体实施方式还在操控箱1中设置了UPS电源18，并让UPS电源18 的输入端和输出端分别通过电缆与第三接口16和继电器13连接，且在UPS电源18和第三接口16与继电器13连接的线路上设置了切换开关19。这一结构设置当出现市电断电情况时，通过切换开关19切换到由UPS电源18供电，可使开孔机继续运行半小时左右，提高了开孔机应对断电突发情况的能力，并可相应地提高开孔作业的安全性。同时，本具体实施方式让操控箱1采取包括箱体101和箱盖102的分体式结构形式，让箱体101和箱盖102的一侧铰接，让箱体101和箱盖102的在另一侧设置锁扣和提手。使用中让控制器11、操控面板12、继电器13、UPS电源18和切换开关19均设置在箱体101中，并使操控面板12处于最上侧。这一设置可增强装置的结构紧凑性，提高了控制装置的便携性。

需要说明的是，本实用新型在操控面板12设置了信息显示区121、管径选择区122、警示灯区123和操控按钮区124。其中信息显示区121用于实时显示开孔机的工作状态，包括工作模式、管径信息、开孔刀位置、开孔刀转速和卡刀位置等。管径选择区122设置了273、 325、408、425和533等多种管径的选择按钮，使用中，控制器11会依据操作人员选择的管径数值确定完成管道切割开孔刀需要行进的距离。警示灯区123设置了正常指示灯、卡刀指示灯、自动指示灯、手动指示灯和完成指示灯，开孔机工作正常时正常指示灯指示灯亮，当出现卡刀时卡刀指示灯亮，开孔机工作在自动模式下时自动指示灯亮，开孔机工作在手动模式下时手动指示灯亮，开孔机完成管道切割时完成指示灯亮。操控按钮区124设置了自动/手动切换按钮、零位确认按钮、启动按钮、停止按钮和急停按钮。其中零位确认按钮是开孔刀切割起始位置的确认按钮，开孔刀切割起始位置是根据开孔刀中心钻头接触管壁时再回旋半圈确定，其是为避免开孔机运行误差影响开孔作业的常设位置；急停按钮是当出现突发事件时使开孔机快速停止的按钮。另外，为提高操控箱1的耐用性，本具体实施方式在箱体101 的底部设置了垫块。

本实用新型经实际应用表明可取得以下有益效果：

一、可灵活选择手动和自动两种工作模式，在手动模式下开孔刀运作全部由操作人员完成；在自动模式下自动控制开孔刀完成一定深度的切割动作。如在切割作业过程中遇到卡刀或其他意外，可自动切断电源以保护开孔机电机。通过接近开关可以自动判断开孔机处于手动模式还是自动模式。

二、操控面板12设置了信息显示区121、管径选择区122、警示灯区123和操控按钮区 124，可实现人机交互，通过相应操控按钮可实现设置相对零点、启动加工、确认启动等操作，能有效防止误操作造成设备发生异常的现象，且通过信息显示区121可实时显示开孔机的工作状态，直观明了，降了操作难度。

三、管径选择区122设置了多种管径选择按钮，可灵活选择切割管道的直径，以通过控制器11自动生成开孔刀的切割深度，当操作人员按下某一管径选择按钮后，信息显示区121 会自动显示需切削深度，同时也会显示开孔刀中心钻头当前所在的位置，方便了操作人员使用操作。

四、开孔机运行过程中，开孔刀转速会实时显示在信息显示区121，当道具转速下降到某一设定值后，控制器11会认为开孔刀出现卡刀现象，并通过继电器13自动切断电机电源，同时记录卡刀位置，以便操作人员手动清除干扰后重新确定开孔刀的工作位置。

五、采用市电220V供电，并设置了UPS电源，在外部电源发生异常时，UPS电源可以提供半小时左右的工作电压，以使开孔机完成切割进度，并可避免数据丢失和状态丢失，提高了开孔作业的安全性。

六、采用控制器作为控制装置的主控单元，其从编码器传回的脉冲频率和个数可快速地计算开孔刀的转速和切割深度，从而实现了开孔机的管道切割控制；当切割深度达到设定深度时，控制器通过切断继电器的线圈电流即可断开电机电源，实现了自动断电功能，可节省能源。

以上实施例仅是对本实用新型优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型请求保护范围进行的限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域工程技术人员依据本实用新型的技术方案做出的各种形式的变形，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。