一种自动台钻

本发明涉及加工设备领域，特别是一种自动台钻。

背景技术：

台钻由于体积小、使用方便、成本低，使用较为广泛。台钻主要结构包括电机、钻头、机座等。工作时，电机经传动皮带、皮带轮等带动钻轴转动，钻轴带动钻头工作，进而对工件进行钻孔。为了保证钻头工作中的下钻及上行复位，钻轴安装在导向筒内，导向筒侧端由上至下具有直齿板，这样操作人员顺时针或逆时针操作下压或向上提操作杆时，位于壳体内操作杆前端的齿轮会转动并带动直齿板向上或向下运动，进而，导向筒整体向上或向下运动，并带动钻头向下或向上运动，向下运动的同时、钻头同时旋转，就能达到对工件钻孔的目的，钻孔完成后使钻头上行就完成工件的一个钻孔流程。

现有台钻因结构所限，整个过程中，需要操作人员手用较大力量操作操作杆，这样不但会给操作人员带来不便，而且会增加操作人员的劳动强度。并且操作过程中由于操作人员间隔加工的部件距离近，操作过程中产生的包括铁锈在内的污染物也会给操作人员的身体健康，或多或少带来一定影响。基于上述，提供一种能保持普通台钻体积小、使用方便、成本低的主体结构，并能实现全程自动化工作的台钻显得尤为必要。

技术实现要素：

为了克服现有台钻因结构所限，无论是操作钻头下降钻进工件，还是钻好孔后上行，都是人为操作，给操作人员带来不便、增加了操作人员劳动强度等弊端，本发明提供了结构简单紧凑，不需要液压油缸、气缸组件等复杂机构控制钻头的上行或下行（液压油缸组件需要配套油泵及油缸、电磁阀等，气缸组件需要空压机、气缸、电磁阀等，因此均存在结构复杂、成本高的缺点），应用前，能方便根据工件需要钻孔的深度调节钻头的下行距离，工作时，钻头在相关机构共同作用下，能自动向下行根据设定的钻孔深度钻孔，且在钻头负荷过大时能自动暂时控制钻头不再下行，防止钻头负荷过大损坏，及电机负荷过大损坏，钻好孔后能自动上行并给予操作人员有效提示钻孔过程完成，由此达到使用方便，给操作人员带来了便利，减轻了操作人员的劳动强度，提高了工作效率，并达到智能化操作的一种自动台钻。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自动台钻，包括台钻本体、稳压电源、电机减速机构，其特征在于还具有钻进控制电路、复位控制电路、负荷控制电路；所述台钻本体的操作杆齿轮安装在电机减速机构的动力输出轴，电机减速机构安装在台钻本体的侧端，齿轮位于台钻本体壳体内并和台钻本体壳体内导向筒侧端的直齿板啮合；所述钻进控制电路包括光电开关、触发子电路、支撑板，支撑板的前部安装在台钻本体的导向筒下后侧端，光电开关垂直安装在支撑板后端；所述负荷控制电路包括信号控制子电路和直流发电机，直流发电机安装在台钻本体的上端壳体内，直流发电机的转轴安装有转动筒，转动筒和台钻本体的传动皮带紧密接触；所述复位控制电路包括动作子电路和常闭触点式微动开关，微动开关安装在支撑板的上端；所述钻进控制电路的触发子电路、复位控制电路的动作子电路、负荷控制电路的信号控制子电路、稳压电源安装在元件盒内；所述稳压电源的电源输出两端分别和钻进控制电路、负荷控制电路的电源输入两端电性连接；所述钻进控制电路的电源输出端和复位控制电路的电源输入端电性连接；所述钻进控制电路、复位控制电路的电源输出端和电机减速机构的正负两极及负正两极电源输入端分别电性连接；所述负荷控制电路的信号输出端电性串联在钻进控制电路的其中一个信号输入端和电机减速机构的其中一个电源输入端之间；所述复位控制电路的控制电源输出端和台钻本体的电机电性连接。

进一步地，所述稳压电源是交流转直流开关电源模块。

进一步地，所述钻进控制电路的触发子电路包括电阻、可控硅、继电器，电阻、可控硅、继电器和光电开关之间经电性连接，光电开关的正极电源输入端和可控硅阳极、继电器正极控制电源输入端连接，光电开关的电源输出端和电阻一端连接，电阻另一端和可控硅控制极连接，可控硅阴极和继电器正极电源输入端连接，光电开关的负极电源输入端和继电器负极电源输入端及负极控制电源输入端连接。

进一步地，所述复位控制电路的动作子电路包括时控开关、继电器、蜂鸣器，时控开关、继电器、蜂鸣器和微动开关之间电性连接，继电器正极电源输入端和时控开关及蜂鸣器正极电源输入端电性连接，继电器负极电源输入端和时控开关负极电源输入端连接，时控开关正极电源输出端和微动开关一端连接，蜂鸣器负极电源输入端和时控开关负极电源输入端连接。

进一步地，所述负荷控制电路的信号控制子电路包括可调电阻、电阻、npn三极管和继电器，可调电阻、电阻、npn三极管、继电器和直流发电机之间电性连接，直流发电机正极电源输出端和可调电阻一端连接，可调电阻另一端和第一只电阻一端连接，第一只电阻另一端和第一只npn三极管基极连接，第一只npn三极管集电极和第二只电阻一端连接、第二只npn三极管基极连接，第二只npn三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，第二只电阻另一端和继电器正极电源输入端连接，直流发电机负极电源输出端和两只npn三极管发射极连接。

本发明有益效果是：本发明其他固定需要钻孔的部件、固定钻头等和现有台钻完全一致。本发明中，打开电源开关后，钻进控制电路会控制钻头下行进而在部件上钻孔（台钻本体的电机处于得电状态），当钻孔深度达到使用者经光电开关设定的深度后，台钻本体的电机会停止工作，同时蜂鸣器发声提示工作人员，部件钻孔程序完成，然后复位控制电路会控制钻头上行回到初始位置，为钻进下一个部件做好准备。本发明中，钻进中当钻头负荷过大时，负荷控制电路会控制电机减速机构暂时停止运动，钻头负荷减小后，电机减速机构再次得电工作使钻头下行钻进部件。本发明能达到智能化控制，给操作人员带来了便利，不需要人为操作，减轻了操作人员的劳动强度，提高了工作效率。基于上述，本发明具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。

图1是本发明整体及局部放大结构示意图。

图2是本发明电路图。

具体实施方式

图1中所示，一种自动台钻，包括台钻本体1、稳压电源2、电机减速机构3，还具有钻进控制电路、复位控制电路、负荷控制电路；所述台钻本体1的操作杆取下不用，操作杆前端的齿轮固定安装在电机减速机构3的动力输出轴前，电机减速机构3通过螺杆螺母横向固定安装在台钻本体1的右侧端前下部（原来操作杆安装位置），齿轮位于台钻本体1壳体内并和台钻本体1壳体内导向筒101侧端的直齿板啮合；所述钻进控制电路包括光电开关41、触发子电路42、矩形支撑板43，支撑板43的前部纵向焊接安装在台钻本体1的导向筒101下后侧端，支撑板43的后侧端由上至下具有一个开孔，光电开关41垂直安装在开孔内且其探测头朝向下端；所述负荷控制电路包括信号控制子电路51和小型直流发电机52，小型直流发电机52的壳体经螺杆螺母垂直安装在台钻本体1的上端壳体内、位于台钻本体1的环形传动皮带102中部，直流发电机的转轴上端安装有一个圆形转动筒521，转动筒521和传动皮带102一端的内侧紧密接触，皮带102运动时会带动转动筒521转动、进而直流发电机51的转轴转动发电（台钻本体1的电机经主动皮带轮、皮带、从动皮带轮带动导向筒内侧端垂直分布的钻轴转动，钻轴带动钻头工作）；所述复位控制电路包括动作子电路61和常闭触点式微动开关62，微动开关62用胶粘接在支撑板43的中部上端且其按钮朝上；所述钻进控制电路的触发子电路42、复位控制电路的动作子电路61、负荷控制电路的信号控制子电路51、稳压电源2安装在元件盒7内电路板上，元件盒7安装在台钻本体1的壳体内后侧端。

图1、2所示，稳压电源a1是型号220v/24v/1kw的交流220v转直流24v直流开关电源模块成品。钻进控制电路的触发子电路包括电阻r1、可控硅vs、继电器k1，电阻r1、可控硅vs、继电器k1和光电开关a2之间经导线连接，光电开关a2的正极电源输入端1脚和可控硅vs阳极、继电器k1正极控制电源输入端连接，光电开关a2的电源输出端3脚和电阻r1一端连接，电阻r1另一端和可控硅vs控制极连接，可控硅vs阴极和继电器k1正极电源输入端连接，光电开关a2的负极电源输入端2脚和继电器k1负极电源输入端及负极控制电源输入端连接。光电开关a2是型号e3f-ds50c4/的pnp型反射光电开关传感器成品，光电开关a2具有两个电源输入端1及2脚、一个高电平输出端3脚，工作时其下端探测头的发射头直线发射出的红外光束被物品阻挡、探测头下端的接收头接收到后高电平输出端3脚输出高电平，无物品阻挡时不输出高电平；光电开关a2最远探测距离30cm，其壳体上侧端内具有调节旋钮，调节旋钮向左调节时其探测距离变近、向右调节时探测距离变远。复位控制电路的动作子电路包括时控开关a3、继电器k、蜂鸣器b，时控开关a3、继电器k、蜂鸣器b和微动开关之间经导线连接，继电器k正极电源输入端和时控开关a3正极电源输入端1脚及蜂鸣器b正极电源输入端电性连接，继电器k负极电源输入端和时控开关a3负极电源输入端2脚连接，时控开关a3正极电源输出端3脚和微动开关s1一端连接，蜂鸣器b负极电源输入端和时控开关a3负极电源输入端2脚连接；时控开关a3是型号kg316t的全自动微电脑时控开关成品，微电脑时控开关自身有显示屏，还有取消/恢复、校时、校分、校星期、自动/手动、定时、时钟七个按键，并具有两个电源输入端1、2脚，两个电源输出端3、4脚，使用者分别按动操作七只按键，可设定两个电源输出端输出电源的间隔时间和每次输出电源的时间，一次设定后只要不进行下一次操作按键设定，失电也不会导致设置的电源输出时间变化。负荷控制电路的信号控制子电路包括可调电阻rp、电阻r3及r2、npn三极管q1及q2和继电器k2，可调电阻rp、电阻r3及r2、npn三极管q1及q2、继电器k2和直流发电机m2之间经导线连接，直流发电机m2正极电源输出端和可调电阻rp一端连接，可调电阻rp另一端和第一只电阻r3一端连接，第一只电阻r3另一端和第一只npn三极管q1基极连接，第一只npn三极管q1集电极和第二只电阻r2一端连接、第二只npn三极管q2基极连接，第二只npn三极管q2集电极和继电器k2负极电源输入端连接，第二只电阻r2另一端和继电器k2正极电源输入端连接，直流发电机m2负极电源输出端和两只npn三极管q1及q2发射极连接。

图1、2所示，稳压电源a1的电源输入端1及2脚、复位控制电路的继电器k两个控制电源输入端分别和220v交流电源经导线连接（稳压电源、复位控制电路的其中一个电源输入端和220v交流电源一极之间串联有一只电源开关s，电源开关s操作手柄位于元件盒前端开孔外）。稳压电源a1的电源输出两端3及4脚分别和钻进控制电路的电源输入两端光电开关a2的1及2脚、负荷控制电路电源输入两端电阻r2另一端及npn三极管q1发射极分别经导线连接。钻进控制电路的电源输出端继电器k1两个常开触点端和复位控制电路的电源输入端时控开关a3的1及2脚经导线分别连接。钻进控制电路的电源输出端继电器k1两个常闭触点端、复位控制电路电源输出端微动开关s1另一端及时控开关a3的4脚和电机减速机构m的正负两极及负正两极电源输入端分别经导线连接。负荷控制电路的信号输出端继电器k2控制电源输入端及常闭触点端经导线串联在钻进控制电路的继电器k1其中一个常闭触点端和电机减速机构m的正极电源输入端之间。复位控制电路的控制电源输出端继电器k两个常闭触点端和台钻本体的电机m1两个电源输入端之间分别经导线连接。

图1、2所示，本发明其他固定需要钻孔的部件、固定钻头等和现有台钻完全一致。本发明中，打开电源开关s后，220v电源两极会进入稳压电源a1的电源输入两端及复位控制电路的继电器k两个控制电源输入端，由于继电器k两个常闭触点端和台钻本体1的电源输入端连接，所以此刻台钻本体的电机m1会得电工作，台钻本体1的电机m1经主动皮带轮、皮带、从动皮带轮带动导向筒101内侧端垂直分布的钻轴转动，钻轴带动钻头104工作,同时皮带102运动时会带动直流发电机的转动筒521转动、进而直流发电机52的转轴转动发出电能。稳压电源a1得电工作后其3及4脚会输出稳定的24v直流电源进入钻进控制电路、负荷控制电路的电源输入端，于是，上述电路处于得电工作状态。本发明使用前，根据部件钻孔需要的深度预先调节好光电开关a2的探测距离，（通过调节光电开关a2的调节手柄设定），比如说需要钻孔的部件固定在台钻本体1底座上的台钳上后，需要钻孔的深度是8厘米，需要钻孔部件上端和台钻本体1的底座105上端间隔15厘米，台钻本体的钻头位于上端初始状态钻头下部间隔需要钻孔部件上端10厘米，那么就把光电开关a2的探测距离调节到7厘米（通过直尺等测定）。本发明中钻进控制电路得电工作后，由于继电器k1两个常闭触点端和电机减速机构m的正负两极电源输入端分别连接，所以此刻电机减速机构m会得电工作其动力输出轴逆时针经齿轮带动导向筒101的直齿板下行，直齿板带动导向筒101逐渐下行，进而，导向筒101整体向下运动，并带动钻轴及钻头104向下运动，钻头104向下运动的同时、钻头104同时被电机m1带动旋转，就能达到对工件钻孔的目的。当钻头钻进部件到所需深度后（比如8厘米），此刻光电开关a2的探测头间隔底座105距离在7厘米左右，光电开关a2在其内部电路作用下3脚会输出高电平经电阻r1降压限流触发可控硅vs导通，进而继电器k1得电吸合其两个控制电源输入端和两个常闭触点端开路，两个控制电源输入端和两个常开触点端分别闭合；由于，电机减速机构m的电源输入端和继电器k1的两个常闭触点端连接，所以此刻电机减速机构m会失电不再工作完成钻孔深度作业。由于，复位控制电路的电源输入端和继电器k1的两个常开触点端分别连接，所以钻孔深度到后，复位控制电路会处于得电工作状态。

图1、2所示，复位控制电路中，当台钻本体钻进部件深度到时，继电器k1得电，复位控制电路得电工作后，时控开关a3和继电器k、蜂鸣器b会同时得电工作。继电器k得电工作后其两个控制电源输入端和两个常闭触点端开路，由于，台钻本体电机m1的电源输入两端和继电器k的两个常闭触点端连接，所以此刻电机m1会失电不再工作，这样钻头104也不再转动，达到了节能目的（钻进完后如果电机m1继续工作那么就会相对耗能）。蜂鸣器b得电工作后能发出响亮提示声音、提示工作人员部件钻孔完毕，这样，工作人员就可提前做好准备取下钻好孔的部件准备，达到了智能化控制目的。时控开关a3得电工作后，在内部电路及技术人员设定的3及4脚输出电源时间作用下，会输出一定时间电源进入电机减速机构m的负正两极电源输入端，于是，电机减速机构m会得电工作其动力输出轴顺时针经齿轮带动导向筒101的直齿板上行，直齿板带动导向筒101逐渐上行，进而，导向筒101整体向上运动，并带动钻轴及钻头104向上运动，钻头104向上运动到止点，微动开关s1的上端按钮会接触台钻本体1的壳体下端，于是微动开关s1内部触点开路，由于，微动开关s1另一端和电机减速机构m的负极电源输入端连接，所以此刻电机减速机构m会失电不再工作，这样钻头上行到位后，电机减速机构m就会自动停止工作，为下次钻进部件做好准备，也达到了智能化控制目的。

图1、2所示，本发明负荷控制电路得电工作后，当钻头钻进部件中，钻轴带动钻头104工作,同时皮带102运动带动直流发电机的转动筒521转动、直流发电机51(m2)的转轴转动发出电能后，电源正极会经可调电阻rp、电阻r3降压限流进入npn三极管q1的基极。当钻头钻进部件负荷不大时，也就是电机减速机构m带动钻头104下行速度合适时，电机m1由于负荷不大转速相对高、那么直流电机m2发出的电能电压相对高，这样经可调电阻rp、电阻r3降压限流进入npn三极管q1的基极电压高于0.7v，于是，npn三极管q1导通集电极输出低电平进入npn三极管q2的基极，npn三极管q2由于基极无合适正向偏压处于截止状态，那么继电器k2保持失电状态；这样，继电器k1第一个常闭触点端输出的电源正极经继电器k2控制电源输入端及常闭触点端，和电机减速机构m的正极电源输入端保持通路，这样电机减速机构m保持得电状态，正常控制钻头104下行钻进部件。当钻头钻进部件负荷较大时，也就是电机减速机构m带动钻头104下行速度相对过快、钻头负荷变大转速降低，电机m1由于负荷大、转速相对变低、那么直流电机m2发出的电能电压相对变低，这样经可调电阻rp、电阻r3降压限流进入npn三极管q1的基极电压低于0.7v，于是，npn三极管q1截止集电极不再输出低电平进入npn三极管q2的基极，npn三极管q2基极经由电阻r2降压限流从稳压电源a1的3脚获得合适正向偏压导通，其集电极输出低电平进入继电器k2负极电源输入端，于是，继电器k2得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端开路；由于，继电器k2控制电源输入端和常闭触点端开路，继电器k1其中一个常闭触点端输出的电源正极就不会再进入电机减速机构m的正极电源输入端，这样电机减速机构m失电不再带动钻头104下行，钻头保持当前深度钻进部件。当过一段时间，钻头104将部件钻到位，也就是其负荷变小时，钻头转速会变高，进而电机m1的转速也会相应变高，这样，电机m1由于负荷不大转速再次编变的相对高、那么直流电机m2发出的电能电压也相对高，经可调电阻rp、电阻r3降压限流进入npn三极管q1的基极电压会再次高于0.7v，进而npn三极管q2截止、继电器k2失电不再吸合其控制电源输入端和常闭触点端再次闭合，这样，继电器k1第一个常闭触点端输出的电源正极又会经继电器k2控制电源输入端及常闭触点端，和电机减速机构m的正极电源输入端保持通路，电机减速机构m又会处于得电状态，正常控制钻头104下行钻进部件。通过上述，所有电路及机构共同作用，本发明能达到智能化控制，给操作人员带来了便利，不需要人为操作，减轻了操作人员的劳动强度，提高了工作效率。图2中，电阻r1、r2、r3阻值分别是1k、47k、1k；可调电阻rp规格是8m；npn三极管q1、q2型号是9013；可控硅vs是型号mcr100-1塑封单向可控硅；继电器k、k1、k2是dc12v继电器；蜂鸣器b是24v有源连续声蜂鸣报警器成品；电机减速机构m是工作电压直流24v的同轴电机齿轮减速器。本发明生产前，需要确定可调电阻rp的电阻值，具体在钻头钻进部件负荷较大时，左右旋转调节可调电阻rp的手柄，刚好调节到继电器k2得电后，可调电阻rp的阻值就调节到位，然后断开电源测量可调电阻rp的阻值，测得的电阻值就是后续实际批量生产可调电阻rp所需电阻值，后续生产可根据确定的阻值把可调电阻rp的电阻值预先调节到位，或用相同阻值固定电阻代替，不需要再进行确定。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。