一種皮帶打孔設備的製作方法

2024-01-25 23:54:15

本發明涉及一種鑽孔設備，尤其涉及一種皮帶打孔設備。

背景技術：

鑽孔是指用鑽頭在實體材料上加工出孔的操作。這裡講述了勘探工作裡的鑽孔工作，以及鑽孔需要的輔助工具以及部分應急措施方法。

現有的鑽孔設備存在鑽孔效率低的缺點，因此亟需研發一種鑽孔效率高的皮帶打孔設備。

技術實現要素：

(1)要解決的技術問題

本發明為了克服現有的鑽孔設備鑽孔效率低的缺點，本發明要解決的技術問題是提供一種鑽孔效率高的皮帶打孔設備。

(2)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了這樣一種皮帶打孔設備，包括有伺服電機、第一錐齒輪、平皮帶、第一軸承座、第一轉軸、大皮帶輪、第二鑽孔具、固定裝置、第二操作臺、第二齒輪、第二齒條、第二滑軌、第二滑塊、第一齒輪、第一齒條、第一滑塊、第一滑軌、鑽孔架、第二軸承座、第二轉軸、第二錐齒輪、第三錐齒輪、第一操作臺、第一鑽孔具、第三轉軸、小皮帶輪、第四錐齒輪、第四轉軸、第五錐齒輪、第三軸承座、第六錐齒輪、第五轉軸，支杆和第四軸承座，鑽孔架內頂部通過螺栓連接的方式連接有伺服電機和第一軸承座，並且伺服電機設於第一軸承座的左方，伺服電機下方設有第三轉軸，伺服電機的輸出軸通過聯軸器與第三轉軸相連接，第三轉軸上通過平鍵連接的方式連接有第一錐齒輪和小皮帶輪，並且第一錐齒輪設於小皮帶輪的上方，第三轉軸底端焊接連接有第一鑽孔具，第一軸承座上安裝有第一轉軸，第一轉軸上通過平鍵連接的方式連接有大皮帶輪，大皮帶輪與小皮帶輪之間繞有平皮帶，第一轉軸底端焊接連接有第二鑽孔具，鑽孔架左內壁上方通過螺栓連接的方式連接有第三軸承座，第三軸承座上安裝有第四轉軸，第四轉軸上通過平鍵連接的方式連接有第四錐齒輪和第五錐齒輪，並且第四錐齒輪設於第五錐齒輪的右方，第四錐齒輪與第一錐齒輪嚙合，鑽孔架內底部通過螺栓連接的方式連接有第二軸承座、支杆、第一滑軌和第二滑軌，第二軸承座上安裝有第五轉軸，第五轉軸上通過平鍵連接的方式連接有第三錐齒輪和第六錐齒輪，並且第三錐齒輪設於第六錐齒輪的下方，第六錐齒輪和第五錐齒輪嚙合，支杆頂端通過螺栓連接的方式連接有第四軸承座，第四軸承座上安裝有第二轉軸，第二轉軸上通過平鍵連接的方式從左至右依次連接有第二錐齒輪、第一齒輪和第二齒輪，第一滑軌前側滑動式設置有第一滑塊，第一滑塊前側焊接連接有第一齒條，第一齒條設於第一齒輪的後方，第一齒條與第一齒輪嚙合，第二滑軌前側滑動式設置有第二滑塊，第二滑塊前側焊接連接有第二齒條，第二齒條設於第二齒輪的後方，第二齒條與第二齒輪嚙合，第一齒條頂端焊接連接有第一操作臺，第二齒條頂端焊接連接有第二操作臺，第一操作臺和第二操作臺頂部左右兩側對稱式設有固定裝置，固定裝置包括有上磁鐵、上卡板、下磁鐵、彈性件和下卡板，第一操作臺和第二操作臺頂部左右兩側對稱式焊接連接有下卡板，下卡板頂部前後兩側對稱式焊接連接有彈性件，彈性件頂部焊接連接有上卡板，上卡板內底部前後兩側對稱式嵌有上磁鐵，下卡板內頂部前後兩側對稱式嵌有下磁鐵，並且下磁鐵位於上磁鐵的正下方。

皮帶打孔設備還包括控制系統，控制系統包括工控機、運動控制板卡、伺服驅動器、編碼器、光柵尺和數據採集卡，運動控制板卡插在工控機的PCI插槽上，運動控制板卡與伺服驅動器電連接，伺服驅動器與伺服電機電連接，編碼器將伺服電機的信息反饋給伺服驅動器，伺服電機驅動第三轉軸運動，光柵尺設置在第一操作臺和第二操作臺上，光柵尺通過數據採集卡連接至工控機。控制系統還包括邏輯位置計數器、實位計數器和兩個32位寄存器，邏輯位置計數器和實位計數器分別均連接至兩個32位寄存器，邏輯計數器用來計算運動控制板卡中的正/負方向的輸出脈衝數，而實位計數器則用來計算來自外部編碼器的輸入脈衝數。

優選地，還包括有拉手，上卡板頂部通過榫接連接的方式連接有拉手，拉手的形狀為弧形，拉手的材質為塑料。

優選地，還包括有橡膠墊，上卡板內底部和下卡板內頂部均嵌有橡膠墊，並且橡膠墊設於上卡板和下卡板的中部，橡膠墊的材質為天然橡膠。

優選地，彈性件為彈簧。

優選地，鑽孔架的材質為不鏽鋼。

工作原理：當需要對皮帶進行鑽孔操作時，首先將皮帶放置在第一操作臺和第二操作臺上，並使皮帶待鑽孔處置於第一鑽孔具和第二鑽孔具的正下方，然後工作人員手動向下按壓上卡板，當上卡板與下卡板接近時，上磁鐵和下磁鐵相吸，從而將皮帶非鑽孔處固定住，便於後續的鑽孔處理。然後啟動伺服電機交替正反轉動，帶動第一鑽孔具和第二鑽孔具轉動，帶動第一齒條和第二齒條上下運動，從而帶動皮帶上下移動，使第一鑽孔具和第二鑽孔具充分地對皮帶鑽孔操作。當皮帶鑽孔完畢時，關閉伺服電機，工作人員手動向上拉開上卡板，便可以將鑽孔完畢的皮帶取下。

因為還包括有拉手，上卡板頂部通過榫接連接的方式連接有拉手，拉手的形狀為弧形，拉手的材質為塑料，所以可以便於工作人員手動向上拉開上卡板，省時省力。

因為還包括有橡膠墊，上卡板內底部和下卡板內頂部均嵌有橡膠墊，並且橡膠墊設於上卡板和下卡板的中部，橡膠墊的材質為天然橡膠，所以可以避免皮帶被壓壞。

(3)有益效果

本發明達到了結構簡單、操作簡便和鑽孔效率高的效果，並且考慮諸多因素，很好地保護了皮帶，提高了裝置的可靠性。

附圖說明

圖1為本發明的主視結構示意圖。

圖2為本發明固定裝置的第一種左視結構示意圖。

圖3為本發明固定裝置的第二種左視結構示意圖。

圖4為本發明固定裝置的第三種左視結構示意圖。

圖5為本發明控制系統的結構框圖。

圖6為本發明系統軟體的總體框架圖。

圖7為本發明檢測信號的誤差比較實現。

附圖中的標記為：1-伺服電機，2-第一錐齒輪，3-平皮帶，4-第一軸承座，5-第一轉軸，6-大皮帶輪，7-第二鑽孔具，8-固定裝置，801-上磁鐵，802-上卡板，803-下磁鐵，804-彈性件，805-下卡板，806-拉手，807-橡膠墊，9-第二操作臺，10-第二齒輪，11-第二齒條，12-第二滑軌，13-第二滑塊，14-第一齒輪，15-第一齒條，16-第一滑塊，17-第一滑軌，18-鑽孔架，19-第二軸承座，20-第二轉軸，21-第二錐齒輪，22-第三錐齒輪，23-第一操作臺，24-第一鑽孔具，25-第三轉軸，26-小皮帶輪，27-第四錐齒輪，28-第四轉軸，29-第五錐齒輪，30-第三軸承座，31-第六錐齒輪，32-第五轉軸，33-支杆，34-第四軸承座。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。

一種皮帶打孔設備，如圖1-4所示，包括有伺服電機1、第一錐齒輪2、平皮帶3、第一軸承座4、第一轉軸5、大皮帶輪6、第二鑽孔具7、固定裝置8、第二操作臺9、第二齒輪10、第二齒條11、第二滑軌12、第二滑塊13、第一齒輪14、第一齒條15、第一滑塊16、第一滑軌17、鑽孔架18、第二軸承座19、第二轉軸20、第二錐齒輪21、第三錐齒輪22、第一操作臺23、第一鑽孔具24、第三轉軸25、小皮帶輪26、第四錐齒輪27、第四轉軸28、第五錐齒輪29、第三軸承座30、第六錐齒輪31、第五轉軸32，支杆33和第四軸承座34，鑽孔架18內頂部通過螺栓連接的方式連接有伺服電機1和第一軸承座4，並且伺服電機1設於第一軸承座4的左方，伺服電機1下方設有第三轉軸25，伺服電機1的輸出軸通過聯軸器與第三轉軸25相連接，第三轉軸25上通過平鍵連接的方式連接有第一錐齒輪2和小皮帶輪26，並且第一錐齒輪2設於小皮帶輪26的上方，第三轉軸25底端焊接連接有第一鑽孔具24，第一軸承座4上安裝有第一轉軸5，第一轉軸5上通過平鍵連接的方式連接有大皮帶輪6，大皮帶輪6與小皮帶輪26之間繞有平皮帶3，第一轉軸5底端焊接連接有第二鑽孔具7，鑽孔架18左內壁上方通過螺栓連接的方式連接有第三軸承座30，第三軸承座30上安裝有第四轉軸28，第四轉軸28上通過平鍵連接的方式連接有第四錐齒輪27和第五錐齒輪29，並且第四錐齒輪27設於第五錐齒輪29的右方，第四錐齒輪27與第一錐齒輪2嚙合，鑽孔架18內底部通過螺栓連接的方式連接有第二軸承座19、支杆33、第一滑軌17和第二滑軌12，第二軸承座19上安裝有第五轉軸32，第五轉軸32上通過平鍵連接的方式連接有第三錐齒輪22和第六錐齒輪31，並且第三錐齒輪22設於第六錐齒輪31的下方，第六錐齒輪31和第五錐齒輪29嚙合，支杆33頂端通過螺栓連接的方式連接有第四軸承座34，第四軸承座34上安裝有第二轉軸20，第二轉軸20上通過平鍵連接的方式從左至右依次連接有第二錐齒輪21、第一齒輪14和第二齒輪10，第一滑軌17前側滑動式設置有第一滑塊16，第一滑塊16前側焊接連接有第一齒條15，第一齒條15設於第一齒輪14的後方，第一齒條15與第一齒輪14嚙合，第二滑軌12前側滑動式設置有第二滑塊13，第二滑塊13前側焊接連接有第二齒條11，第二齒條11設於第二齒輪10的後方，第二齒條11與第二齒輪10嚙合，第一齒條15頂端焊接連接有第一操作臺23，第二齒條11頂端焊接連接有第二操作臺9，第一操作臺23和第二操作臺9頂部左右兩側對稱式設有固定裝置8，固定裝置8包括有上磁鐵801、上卡板802、下磁鐵803、彈性件804和下卡板805，第一操作臺23和第二操作臺9頂部左右兩側對稱式焊接連接有下卡板805，下卡板805頂部前後兩側對稱式焊接連接有彈性件804，彈性件804頂部焊接連接有上卡板802，上卡板802內底部前後兩側對稱式嵌有上磁鐵801，下卡板805內頂部前後兩側對稱式嵌有下磁鐵803，並且下磁鐵803位於上磁鐵801的正下方。

還包括有拉手806，上卡板802頂部通過榫接連接的方式連接有拉手806，拉手806的形狀為弧形，拉手806的材質為塑料。

還包括有橡膠墊807，上卡板802內底部和下卡板805內頂部均嵌有橡膠墊807，並且橡膠墊807設於上卡板802和下卡板805的中部，橡膠墊807的材質為天然橡膠。

彈性件804為彈簧。

鑽孔架18的材質為不鏽鋼。

本發明的第一鑽孔具24和第二鑽孔具7的控制系統硬體包括PC機、ADT850運動控制板卡、伺服電機1及與之相對應的伺服驅動器、光柵尺和數據採集卡，運動控制板卡插在工控機的PCI插槽上，工控機向運動控制板卡發出各種運動命令，通過伺服驅動器驅動x、y、z、W四軸電機的定量運動，其中，x、y軸負責控制放置電路板的平面運動，z軸負責控制裝有鑽孔機鑽頭的進給速度，W軸則負責控制鑽孔機鑽頭的轉速，如圖5所示。

運動控制板卡插在工控機的PCI插槽上，運動控制板卡與伺服驅動器電連接，伺服驅動器與伺服電機電連接，編碼器將伺服電機的信息反饋給伺服驅動器，伺服電機驅動第三轉軸25運動，光柵尺設置在第一操作臺23和第二操作臺9上，光柵尺通過數據採集卡連接至PC機。PC機結合運動控制板卡完成插補計算、速度控制、位置控制等實時控制任務。在四軸伺服運動控制系統中，伺服電機驅動器接受板卡發送的脈衝驅動電機轉動，電機帶動第三轉軸25運動，完成相應的插補、加工等動作，同時伺服驅動器接受光柵尺的反饋信號，構成一個全閉環控制系統，系統精度較高，穩定性能好。

本發明的鑽孔機的控制系統軟體包括程序的初始化模塊、CAD設計模塊、鑽孔模塊、以及檢測信號的誤差比較模塊，在鑽孔過程中，鑽孔的過程控制如圖6和7所示。為了防止電機堵轉甚至燒壞，設置有軟體限位功能，限位功能的實現包括邏輯位置計數器和實位計數器，邏輯計數器用來計算運動控制板卡中的正/負方向的輸出脈衝數，而實位計數器則用來計算來自外部編碼器的輸入脈衝數。兩個32位寄存器能與邏輯位置計數器和實位計數器比較大小，用來檢測其在某個範圍內的上下限，當超出其設定的上限或下限，執行減速停止，從而實現了軟體限位功能。

工作原理：當需要對皮帶進行鑽孔操作時，首先將皮帶放置在第一操作臺23和第二操作臺9上，並使皮帶待鑽孔處置於第一鑽孔具24和第二鑽孔具7的正下方，然後工作人員手動向下按壓上卡板802，當上卡板802與下卡板805接近時，上磁鐵801和下磁鐵803相吸，從而將皮帶非鑽孔處固定住，便於後續的鑽孔處理。然後啟動伺服電機1交替正反轉動，帶動第一鑽孔具24和第二鑽孔具7轉動，帶動第一齒條15和第二齒條11上下運動，從而帶動皮帶上下移動，使第一鑽孔具24和第二鑽孔具7充分地對皮帶鑽孔操作。當皮帶鑽孔完畢時，關閉伺服電機1，工作人員手動向上拉開上卡板802，便可以將鑽孔完畢的皮帶取下。

因為還包括有拉手806，上卡板802頂部通過榫接連接的方式連接有拉手806，拉手806的形狀為弧形，拉手806的材質為塑料，所以可以便於工作人員手動向上拉開上卡板802，省時省力。

因為還包括有橡膠墊807，上卡板802內底部和下卡板805內頂部均嵌有橡膠墊807，並且橡膠墊807設於上卡板802和下卡板805的中部，橡膠墊807的材質為天然橡膠，所以可以避免皮帶被壓壞。

以上所述實施例僅表達了本發明的優選實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形、改進及替代，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。