專利名稱：微處理器控制的自動鉆孔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是有關(guān)一種鉆孔裝置，特別是一種微處理器控制的自動鉆孔裝置。
有鑒于前述缺點，本創(chuàng)作人特加以研究與改良，以改善上述缺失。
本實用新型的上述技術(shù)問題是由如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
一種微處理器控制的自動鉆孔裝置，包括通過第一開關(guān)連接電源的吸附裝置、通過第二開關(guān)及第一開關(guān)接通電源的鉆孔馬達和進給馬達等，其特征是設(shè)有一控制鉆孔馬達運轉(zhuǎn)及進給馬達運轉(zhuǎn)的微處理器、一加工環(huán)境檢測單元及一進給馬達控制單元；該第二開關(guān)的輸出端接降壓整流電路，降壓整流電路的輸出經(jīng)由濾波穩(wěn)壓電路接微處理器，供給微處理器電源，使微處理器動作，微處理器的輸出接第一繼電器及第二繼電器，該第一繼電器的開關(guān)串接于第一開關(guān)、第二開關(guān)、鉆孔馬達與電源之間，其輸出還通過整流電路BD2及第二繼電器的開關(guān)接進給馬達；當(dāng)?shù)谝焕^電器動作時，第一繼電器開關(guān)閉合，鉆孔馬達與電源連接，使鉆孔馬達開始運轉(zhuǎn)動作；當(dāng)?shù)诙^電器動作時，第二繼電器的開關(guān)閉合，使進給馬達正向旋轉(zhuǎn)，并向下作動；該加工環(huán)境檢測單元包括上述微處理器、一比較器、一串接于鉆孔馬達回路中的電流互感器；上述降壓整流電路降壓整流后的電源輸出一負荷電流參考及經(jīng)一比較器作低電壓的判斷輸入至該微處理器中，該串接于鉆孔馬達回路中的電流互感器的輸出經(jīng)由放大、整流、濾波電路接模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模組，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模組的輸出接微處理器；電流互感器感應(yīng)鉆孔馬達的電流、將該電流經(jīng)過放大、整流、濾波傳輸至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模組，轉(zhuǎn)換成數(shù)字訊號傳輸至微處理器中與外界及存儲器中的加工條件對比演算，作一較佳的判斷輸出，輸出的訊號經(jīng)一數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換模組，而以一速度命令方式傳輸至進給馬達控制單元，該進給馬達控制單元則藉由串接于整流電路BD2輸入端的反饋電路測得目前進給馬達的運轉(zhuǎn)速度，并與速度命令作一比較，以隨時利用串接于反饋電路中的雙向可控硅導(dǎo)通程度修正進給馬達的運轉(zhuǎn)速度，而當(dāng)鉆孔馬達感應(yīng)到的電流經(jīng)過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模組轉(zhuǎn)換后的數(shù)值小于微處理器中的設(shè)定值時，于一定時間后，輸出一等于零的速度命令給進給馬達，讓進給馬達停止運轉(zhuǎn)，并延遲一段時問，使進給馬達慣性運轉(zhuǎn)停止，此時，微處理器發(fā)出一訊號令第二繼電器導(dǎo)通，且發(fā)出一最高速度命令給進給馬達控制單元，使進給馬達以最高速度快速逆轉(zhuǎn)方式上提刀具復(fù)歸至期初狀態(tài)。
除上述必要技術(shù)特征外，在具體實施過程中，還可補充如下技術(shù)內(nèi)容其中，進給馬達控制單元內(nèi)亦設(shè)定一比較運轉(zhuǎn)速度，當(dāng)反饋的運轉(zhuǎn)速度高于該比較運轉(zhuǎn)速度時，進給馬達控制單元即發(fā)出一訊號至微處理器，以使微處理器可做應(yīng)變的保護措施。
其中，第一開關(guān)是控制一電磁線圈，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)閉合時，該電磁線圈即產(chǎn)生磁性吸附于被加工物上，達到固定被加工物的目的。
其中，在電流互感器的輸出與模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模組之間接有一信號位準抵補電路，電流互感器所感應(yīng)到的電流在傳輸至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模組前，先經(jīng)該信號位準抵補電路，使鉆孔馬達停止運轉(zhuǎn)時輸入模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模組的信號為零，而鉆孔馬達運轉(zhuǎn)時則有信號輸入模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模組內(nèi)，以達到動作確實的目的。
其中，微處理器連接多個指示燈，將目前的負荷電流及功能狀態(tài)以指示燈顯示出來，以提供使用者了解目前狀態(tài)的目的。
其中，在微處理器發(fā)出的速度命令傳輸至進給馬達控制單元前連接一積分濾波電路，以達到防止雜訊干擾的目的。
其中，于該裝置外部設(shè)一手動開關(guān)，當(dāng)此手動開關(guān)閉合輸入一訊號至微處理器時，微處理器發(fā)出一訊號控制鉆孔馬達快速動作，將斷屑切斷，以達到避免斷屑影響加工動作的目的。
其中，微處理器連接一復(fù)歸參考接點開關(guān)，使刀具回復(fù)至期初狀態(tài)時即導(dǎo)通該接點，以達到刀具確實回復(fù)期初狀態(tài)的目的。
本實用新型利用一環(huán)境檢測單元得知目前的加工環(huán)境與被加工物的材質(zhì)，并與運轉(zhuǎn)中的進給馬達速度作一比較，適時地修正進給馬達速度，以提高鉆孔品質(zhì)及減少鉆孔刀具損耗，達到鉆孔動作高速化及自動化的目的。
本實用新型所能達成的效益如下1、由于本實用新型是利用一電流互感器(CT)不停地感應(yīng)鉆孔馬達的電流，因此當(dāng)鉆孔馬達遇到較硬材質(zhì)的被加工物時，鉆孔馬達速度較慢，其所感應(yīng)到的電流較大，進給馬達的轉(zhuǎn)速亦較慢，使得刀具不致嚴重損耗，反之，當(dāng)被加工物的材質(zhì)較軟，鉆孔馬達速度較快，感應(yīng)到主電流較小時，使進給馬達的轉(zhuǎn)速較快，縮短鉆孔所需的時間，藉此即可因應(yīng)被加工物的不同材質(zhì)自動調(diào)整進給馬達的速度，以達到保護刀具及縮短加工時間、減少制造成本的目的。
2、本實用新型在加工完成后，亦以一快速逆轉(zhuǎn)方式將刀具上升，并在復(fù)歸參考接點導(dǎo)通后判斷回復(fù)至期初位置，以達到節(jié)省等待時間并使回復(fù)動作確實的目的。
3、由于本實用新型均以自動檢測外界加工環(huán)境，輸入微處理器作結(jié)果判斷及轉(zhuǎn)速輸出，因此不需憑經(jīng)驗操作，即可減少因人為因素造成制造成本提高的缺弊。
4、本實用新型亦于外界接設(shè)一切削斷屑功能的開關(guān)，當(dāng)開關(guān)開啟時，即可利用鉆孔馬達高速度運轉(zhuǎn)以刀具將斷屑切斷，達到使斷屑不致影響后續(xù)加工動作的目的。
為對本實用新型能有更進一步了解，下列茲舉一較佳實施例并配合附圖詳述如后


圖1是本實用新型的動作方塊圖。
圖2是本實用新型的線路圖一。
圖3是為本實用新型的線路圖二。
圖4是本實用新型的線路圖三。
一加工環(huán)境檢測單元3(圖2所示)其是將第二開關(guān)31閉合時的電源經(jīng)降壓整流電路32，以成為一負荷電流參考依據(jù)，輸入微處理器2中，且該電壓經(jīng)一比較器33作低電壓判斷，并將比較結(jié)果輸入徽處理器2中，而該經(jīng)降壓整流后的電源則再經(jīng)濾波、穩(wěn)壓電路34，供給第一繼電器21、第二繼電器22及微處理器2電源，另鉆孔馬達A則以一電流互感器(CT)35不停地感應(yīng)其電流，并經(jīng)放大36、整流、濾波37及信號抵補38等電路，以一線性模擬電壓方式傳輸至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模組39，其輸出的數(shù)字信號經(jīng)微處理器2與負荷電流參考依據(jù)、低電壓判斷結(jié)果及存儲器24內(nèi)所-記憶的加工條件作一演算判斷后，以一速度命令方式經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換模組40、積分濾波電路41傳導(dǎo)至進給馬達控制單元5中(見圖4)；一進給馬速控制單元5其是連接一雙向可控硅(TRIAC)51，當(dāng)速度命令到達進給馬達控制單元5時，即利用該雙向可控硅(TRIAC)51的導(dǎo)通使進給馬達B運轉(zhuǎn)，而該進給馬達B的電源則利用一整流電路52將交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源供給，且該進給馬達B的運轉(zhuǎn)方向由第二繼電器22控制，另，進給馬達B的運轉(zhuǎn)速度利用一反饋電路53反饋至進給馬達控制單元5中，使與微處理器2的速度命令作一比較，適時地改變雙向可控硅(TRIAC)51導(dǎo)通程度，以修正進給馬達B的運轉(zhuǎn)速度，并與一設(shè)定運轉(zhuǎn)速度54比較，判斷是否傳輸異常信號至微處理器2中；請參閱附圖，當(dāng)本實用新型的電源進入時，操作人員以手動方式將第一開關(guān)11閉合，該電源即經(jīng)由一交流整流電路12產(chǎn)生脈動直流電源供給一電磁線圈13，使電磁線圈13產(chǎn)生強大磁力吸附于被加工物上，且當(dāng)?shù)诙_關(guān)31閉合時，電源一端經(jīng)一降壓整流電路32，使電源輸出一負荷電流參考依據(jù)及經(jīng)一比較器33所作的低電壓判斷結(jié)果傳輸至微處理器2中，同時，該電源再經(jīng)濾波穩(wěn)壓電路34，輸出供給第一繼電器21、第二繼電器22及微處理器2電源，使微處理器2發(fā)出一訊號令第一繼電器21導(dǎo)通及第二繼電器22閉合，當(dāng)?shù)谝焕^電器21動作時，鉆孔馬達A與電源連接，開始旋轉(zhuǎn)，而第二繼電器22閉合時，進給馬達B則正向旋轉(zhuǎn)開始向下動作，在鉆孔馬達A旋轉(zhuǎn)時，其利用一電流互感器(CT)35感應(yīng)電流，并將感應(yīng)電流經(jīng)放大電路36放大，且經(jīng)整流、濾波37及信號位準抵補38的電路后，以一線性模擬電壓輸入模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模組39中，若鉆孔馬達A不旋轉(zhuǎn)時，其輸入的信號為零，而旋轉(zhuǎn)時則有信號傳入，該經(jīng)轉(zhuǎn)換后的信號且進入微處理器2內(nèi)與存儲器24中的加工條件及外界環(huán)境(即電壓過低、負荷電流過大或運轉(zhuǎn)速度異常)作判斷及連度演算，并經(jīng)一數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換模組40以一速度命令方式傳輸至進給馬達控制單元5中，利用進給馬達控制單元5控利一雙向可控硅(TRIAC)51導(dǎo)通程度，以改變進給馬達B的運轉(zhuǎn)速度，另藉由一反饋電路53將目前運轉(zhuǎn)速度反饋至進給馬達控制單元5中與速度命令作比較，以期隨時因應(yīng)鉆孔馬達A的感應(yīng)電流及外界因素對進給馬達B作速度改變。當(dāng)進給馬達B正轉(zhuǎn)向下加工時，電流互感器(CT)35所感應(yīng)到的鉆孔馬達A電流開始增加，微處理器2則判斷鉆孔馬達A刀具已開始加工，適時加快進給馬達B速度，以提高效率，并依微處理器2存儲器24內(nèi)部所設(shè)定的運算速度命令計算出較佳的速度，適時地利用雙向可控硅(TRIAC)修正進給馬達B速度，使進給馬達B的速度可依不同材質(zhì)的被加工物或不同大小的鉆孔刀具而有所改變，若感應(yīng)到的電流轉(zhuǎn)換成的數(shù)值小于存儲器24中的設(shè)定值，并達一定時間后，微處理器2判斷加工已完成，輸出一等于零的速度命令給進給馬達B，使進給馬達B停止正轉(zhuǎn)，且在延遲一段時間，等待進給馬達B慣性運轉(zhuǎn)停止后，微處理器2發(fā)出一命令使第二繼電器22導(dǎo)通，進給馬達B則以最高速度逆轉(zhuǎn)上升刀具，以節(jié)省加工時間，并在導(dǎo)通復(fù)歸參考接點25后判斷已回復(fù)至期初狀態(tài)，以使第一繼電器21關(guān)閉，停止鉆孔馬達A及進給馬達B運轉(zhuǎn)，完成一次加工的動作。
另，當(dāng)進給馬達B反饋的運轉(zhuǎn)速度有異常時，進給馬達控制單元5發(fā)出一異常信號傳輸至微處理器2中，以判斷作應(yīng)變保護措施。而當(dāng)一切削斷屑功能的開關(guān)25啟動時，微處理器2亦會發(fā)出一訊號令鉆孔馬達A運轉(zhuǎn)，利用其所裝設(shè)的切削鉆孔刀具將斷屑切斷，使斷屑不致影響加工動作，因應(yīng)被加工物材質(zhì)較硬且斷屑較多的特殊工作場合。
綜上所述，由于習(xí)式的自動鉆孔裝置雖可達到自動鉆孔加工的動作，但其無法依被加工物的材質(zhì)適時地改變進給馬達運轉(zhuǎn)速度，使得加工時間無法縮短，工作效率不能提高，且切削后的鐵屑亦容易堆積在被加工物周圍，影響加工的程序，而本實用新型則利用一電流互感器(CT)感應(yīng)鉆孔馬達電流，與反饋的進給馬達運轉(zhuǎn)速度作一比較，適時地改變進給馬達速度，以使刀具在遇到不同材質(zhì)的被如工物時，能依材質(zhì)的軟硬改變進給馬達運轉(zhuǎn)速度，且可在加工完成后以最高速度將刀具回復(fù)至期初位置，達到保護刀具及縮短加工時間的目的，其確較習(xí)式具有實質(zhì)上的效益增進，因此特為提出申請。
權(quán)利要求1.一種微處理器控制的自動鉆孔裝置，包括通過第一開關(guān)連接電源的吸附裝置、通過第二開關(guān)及第一開關(guān)接通電源的鉆孔馬達和進給馬達等，其特征是設(shè)有一控制鉆孔馬達運轉(zhuǎn)及進給馬達運轉(zhuǎn)的微處理器、一加工環(huán)境檢測單元及一進給馬達控制單元；該第二開關(guān)的輸出端接降壓整流電路，降壓整流電路的輸出經(jīng)由濾波穩(wěn)壓電路接微處理器，供給微處理器電源，使微處理器動作，微處理器的輸出接第一繼電器及第二繼電器，該第一繼電器的開關(guān)串接于第一開關(guān)、第二開關(guān)、鉆孔馬達與電源之間，其輸出還通過整流電路BD2及第二繼電器的開關(guān)接進給馬達；當(dāng)?shù)谝焕^電器動作時，第一繼電器開關(guān)閉合，鉆孔馬達與電源連接，使鉆孔馬達開始運轉(zhuǎn)動作；當(dāng)?shù)诙^電器動作時，第二繼電器的開關(guān)閉合，使進給馬達正向旋轉(zhuǎn)，并向下作動；該加工環(huán)境檢測單元包括上述微處理器、一比較器、一串接于鉆孔馬達回路中的電流互感器；上述降壓整流電路降壓整流后的電源輸出一負荷電流參考及經(jīng)一比較器作低電壓的判斷輸入至該微處理器中，該串接于鉆孔馬達回路中的電流互感器的輸出經(jīng)由放大、整流、濾波電路接模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模組，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模組的輸出接微處理器；電流互感器感應(yīng)鉆孔馬達的電流、將該電流經(jīng)過放大、整流、濾波傳輸至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模組，轉(zhuǎn)換成數(shù)字訊號傳輸至微處理器中與外界及存儲器中的加工條件對比演算，作一較佳的判斷輸出，輸出的訊號經(jīng)一數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換模組，而以一速度命令方式傳輸至進給馬達控制單元，該進給馬達控制單元則藉由串接于整流電路BD2輸入端的反饋電路測得目前進給馬達的運轉(zhuǎn)速度，并與速度命令作一比較，以隨時利用串接于反饋電路中的雙向可控硅導(dǎo)通程度修正進給馬達的運轉(zhuǎn)速度，而當(dāng)鉆孔馬達感應(yīng)到的電流經(jīng)過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模組轉(zhuǎn)換后的數(shù)值小于微處理器中的設(shè)定值時，于一定時間后，輸出一等于零的速度命令給進給馬達，讓進給馬達停止運轉(zhuǎn)，并延遲一段時問，使進給馬達慣性運轉(zhuǎn)停止，此時，微處理器發(fā)出一訊號令第二繼電器導(dǎo)通，且發(fā)出一最高速度命令給進給馬達控制單元，使進給馬達以最高速度快速逆轉(zhuǎn)方式上提刀具復(fù)歸至期初狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微處理器控制的自動鉆孔裝置，其特征是其中，進給馬達控制單元內(nèi)亦設(shè)定一比較運轉(zhuǎn)速度的比較器，當(dāng)反饋的運轉(zhuǎn)速度高于該比較運轉(zhuǎn)速度時，進給馬達控制單元即發(fā)出一訊號至微處理器，以使微處理器可做應(yīng)變的保護措施。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微處理器控制的自動鉆孔裝置，其特征是其中，第一開關(guān)是控制一電磁線圈，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)閉合時，該電磁線圈即產(chǎn)生磁性吸附于被加工物上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微處理器控制的自動鉆孔裝置，其特征是其中，在電流互感器的輸出與模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模組之間接有一信號位準抵補電路，電流互感器所感應(yīng)到的電流在傳輸至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模組前，先經(jīng)該信號位準抵補電路，使鉆孔馬達停止運轉(zhuǎn)時輸入模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模組的信號為零，而鉆孔馬達運轉(zhuǎn)時則有信號輸入模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模組內(nèi)，以達到動作確實。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微處理器控制的自動鉆孔裝置，其特征是其中，微處理器連接多個指示燈，將目前的負荷電流及功能狀態(tài)以指示燈顯示出來。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微處理器控制的自動鉆孔裝置，其特征是其中，在微處理器發(fā)出的速度命令傳輸至進給馬達控制單元前連接一積分濾波電路，以達到防止雜訊干擾。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微處理器控制的自動鉆孔裝置，其特征是其中，于該裝置外部設(shè)一手動開關(guān)，當(dāng)此手動開關(guān)閉合輸入一訊號至微處理器時，微處理器發(fā)出一訊號控制鉆孔馬達快速動作，將斷屑切斷，以達到避免斷屑影響加工動作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微處理器控制的自動鉆孔裝置，其特征是其中，微處理器連接一復(fù)歸參考接點開關(guān)，使刀具回復(fù)至期初狀態(tài)時即導(dǎo)通該接點，以達到刀具確實回復(fù)期初狀態(tài)。
專利摘要本實用新型是有關(guān)一種微處理器控制的自動鉆孔裝置，其是利用一微處理器控制鉆孔馬達運轉(zhuǎn)及進給馬達運轉(zhuǎn)的方向，且將一電流互感器感應(yīng)到的鉆孔馬達電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并傳輸至微處理器與存儲器中的加工條件作演算判斷，以一速度命令方式傳達至進給馬達控制單元，以控制進給馬達的運轉(zhuǎn)速度，而進給馬達的運轉(zhuǎn)速度則反饋至進給馬達控制單元與速度命令相比較。且，利用一雙向可控硅的導(dǎo)通程度改變進給馬達運轉(zhuǎn)速度，使該鉆孔裝置可因應(yīng)各種不同的加工環(huán)境及被加工物材質(zhì)適時地修正進給馬達運轉(zhuǎn)速度，以提高鉆孔品質(zhì)及減少鉆孔刀具損耗，并達到鉆孔作業(yè)高速化及自動化的目的。
文檔編號B23B39/08GK2542376SQ0223154
公開日2003年4月2日 申請日期2002年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月22日
發(fā)明者陳寶猜 申請人:洪坤銘