一种远程控制防爆盲孔钻孔系统的制作方法

本发明属于计算机远程控制技术领域，具体涉及一种远程控制防爆盲孔钻孔系统。

背景技术：

在火炸药制造行业领域，对相关加工设备的防爆要求十分严格。对于模块化烈性含能材料，在生产方式上，出于安全性考虑，一般采用全自动无人值守规模化生产加工。但是，对于钻孔等局部零星加工，则只能采用人工直接操作，这样不仅难以保证加工标准一致性，而且安全风险极大。

有关远控制钻孔系统的相关专利在中国专利文献(专利申请号cn201520542391.x、cn201520542236.8)中已有披露。但是在这些现有技术主要用于一般产品的远程加工，并没有涉及防爆处理，因此如何设计远程控制防爆盲孔钻孔系统，则是现有技术中有待解决的问题。

因此，需要一种远程控制防爆盲孔钻孔系统。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种远程控制防爆盲孔钻孔系统，在现有技术用于一般产品的远程加工过程中，结合防爆处理。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种远程控制防爆盲孔钻孔系统，包括钻孔设备、通信链路和控制终端，控制终端通过通信链路对钻孔设备进行远程控制，且钻孔设备和有线通信链路均采用防爆设计；

所述钻孔设备包括底座、支撑基板、双向工作台、伸缩支撑杆、监控装置、钻孔控制装置和钻孔执行机构；所述底座上端面焊接固定有支撑基板，所述支撑基板上端面一侧活动设置有双向工作台，双向工作台设置在支撑基板上，且双向工作台可在水平方向上左右移动，双向工作台上设置有夹持装置，该夹持装置用于夹持待钻孔物件，所述支撑基板上端面另一侧与所述伸缩支撑杆底端焊接固定，根据被夹持在双向工作台上的待钻孔物件的体积大小来调整伸缩支撑杆的高度，所述伸缩支撑杆上端与所述钻孔控制装置下端面一侧焊接固定，所述钻孔控制装置下端面另一侧设置有钻孔执行机构；

所述钻孔控制装置包括防爆箱体、控制模块、信号解调模块、光电调制解调模块、进给电机驱动器、钻孔电机驱动器、进给电机、钻孔电机、激光校准模块和数据存储模块，所述控制模块、信号解调模块、光电调制解调模块、进给电机驱动器、钻孔电机驱动器、进给电机、钻孔电机、激光校准模块和数据存储模块均设置于所述防爆箱体内部，可对其进行有效保护；所述控制模块通过所述信号解调模块分别与所述进给电机驱动器和钻孔电机驱动器连接，所述信号解调模块将所述控制模块的输出信号转换成所述进给电机驱动器和钻孔电机驱动器能够识别的电气特性，所述进给电机驱动器和钻孔电机驱动器分别用于驱动所述进给电机和钻孔电机，进而实现对所述进给电机和钻孔电机的控制；所述控制装置还分别与所述光电调制解调模块、激光校准模块和数据存储模块连接，其中，所述光电调制解调模块通过两根单模光纤实现数据收发，所述激光校准模块用于将钻孔执行机构与待钻孔物件对准，所述数据存储模块用于存储钻孔控制装置在钻孔的过程中采集和检测到的实时数据；

所述钻孔控制装置的光电调制解调模块通过所述通信链路与所述控制终端进行数据交互，一方面，所述钻孔控制装置的光电调制解调模块通过所述通信链路将钻孔的实时数据发送至所述控制终端，另一方面，所述控制终端通过所述通信链路将控制指令发送至所述钻孔控制装置的光电调制解调模块，以此来控制所述钻孔控制装置的相关动作。

在本实施例中优选的，所述钻孔执行机构包括防爆壳体，所述防爆壳体内设置有进给蜗轮和钻孔蜗轮，进给蜗杆通过所述进给蜗轮与进给转动轴连接，钻孔蜗杆通过所述钻孔蜗轮与钻孔转动轴连接，进给转动轴通过传动安装件与钻孔转动轴连接，钻孔钻头安装在所述钻孔转动轴伸出所述防爆壳体的一端，所述进给蜗杆和所述钻孔蜗杆分别与所述进给电机和所述钻孔电机对应传动连接。当钻孔钻头对准待钻孔物件对准后，钻孔控制装置通过进给电机驱动器和钻孔电机驱动器分别来驱动进给电机和钻孔电机，进而带动进给蜗杆和钻孔蜗杆，进给蜗杆通过所述进给蜗轮带动进给转动轴，通过传动安装件控制钻孔转动轴进给，钻孔蜗杆通过钻孔蜗轮带动钻孔转动轴，钻孔转动轴带动钻孔钻头，完成钻孔作业。

在本实施例中优选的，所述监控装置采用防爆摄像装置。打开防爆摄像装置，可对整个钻孔过程进行监控和视频资料录制，有利于工作人员对钻孔工程的实时监控和后期的资料存档。

在本实施例中优选的，所述控制模块采用cortex-m3嵌入式arm处理器，所述cortex-m3嵌入式arm处理器带有16路gpio接口、2路uart接口、12路信号继电器接口、16路a/d转换接口和2路用于控制进给电机驱动器及钻孔电机驱动器的pwm。

在本实施例中优选的，所述通信链路采用高性能双绞屏蔽护套线。以实现防爆阻燃的目的。

在本实施例中优选的，所述钻孔控制装置还包括急停开关，所述急停开关与所述控制模块连接。工作人员可利用急停开关来强行停止钻孔动作，当远程控制的指令与急停开关矛盾时，以急停开关的指令为准。

在本实施例中优选的，所述底座、支撑基板、双向工作台、伸缩支撑杆、防爆箱体和防爆壳体均采用铸铝加工而成。即使是火炸药的加工任务，本系统也可以照常工作。

在本实施例中优选的，所述钻孔钻头在进行钻孔之前替换为目镜。结合目镜观测，将物件待钻点移至目镜中心点进行对准，对准完成后，撤走目镜，用钻孔钻头替换目镜。

在本实施例中优选的，所述控制终端为人机交互界面；所述人机交互界面包括登录模块，所述登录模块包括登录单元和密码修改单元，所述登录单元用于钻孔用户的自主登录，所述密码修改单元用于钻孔用户自主修改账号密码；所述人机交互界面还包括设置模块，所述设置模块包括动作设置单元和总体控制单元，所述动作设置单元用于钻孔用户自主设定钻深、钻速、给进速度和连续动作类型，所述总体控制单元用于自动退刀、手动退刀、状态显示、启动保险、开始动作和退出界面，其中，自动退刀为钻孔完成后自动反转退出钻头，手动退刀为手动反转退出钻头，状态显示为电机当前状态及耗时显示，启动保险为选中开始键才有效，开始动作为开始启动动作设置单元设定的动作。

本发明的有益技术效果是：(1)本系统在现有技术用于一般产品的远程加工过程中，结合防爆处理，使得在一定距离外工作人员也可以控制钻孔设备在特殊材料上钻孔。

(2)在本系统中，信号解调模块将控制模块的输出信号转换成进给电机驱动器和钻孔电机驱动器能够识别的电气特性，进而实现对所述进给电机和钻孔电机的控制；所述光电调制解调模块通过两根单模光纤实现数据收发，激光校准模块用于将钻孔执行机构与待钻孔物件对准。

(3)打开防爆摄像装置，可对整个钻孔过程进行监控和视频资料录制，有利于工作人员对钻孔工程的实时监控和后期的资料存档。

(4)通信链路采用高性能双绞屏蔽护套线，实现了防爆阻燃的目的。

(5)即使是火炸药等特殊材料的加工任务，本系统也可以照常工作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的钻孔执行机构结构示意图。

图3为本发明的一个实施例电路结构示意图。

其中，底座1

支撑基板2

双向工作台3

伸缩支撑杆4

钻孔控制装置6

钻孔执行机构7

进给蜗轮71

钻孔蜗轮73

进给蜗杆72

钻孔蜗杆74

钻孔转动轴76

进给转动轴75

钻孔钻头77

防爆壳体78。

具体实施方式

下面结合本发明的附图1-3，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1所示，一种远程控制防爆盲孔钻孔系统，包括钻孔设备、通信链路和控制终端，控制终端通过通信链路对钻孔设备进行远程控制，且钻孔设备和有线通信链路均采用防爆设计；

所述钻孔设备包括底座1、支撑基板2、双向工作台3、伸缩支撑杆4、监控装置5、钻孔控制装置6和钻孔执行机构7；所述底座1上端面焊接固定有支撑基板2，所述支撑基板2上端面一侧活动设置有双向工作台3，双向工作台设置在支撑基板上，且双向工作台可在水平方向上左右移动，双向工作台上设置有夹持装置，该夹持装置用于夹持待钻孔物件，所述支撑基板2上端面另一侧与所述伸缩支撑杆4底端焊接固定，根据被夹持在双向工作台上的待钻孔物件的体积大小来调整伸缩支撑杆的高度，所述伸缩支撑杆4上端与所述钻孔控制装置6下端面一侧焊接固定，所述钻孔控制装置6下端面另一侧设置有钻孔执行机构7；

如图3所示，所述钻孔控制装置6包括防爆箱体、控制模块、信号解调模块、光电调制解调模块、进给电机驱动器、钻孔电机驱动器、进给电机、钻孔电机、激光校准模块和数据存储模块，所述控制模块、信号解调模块、光电调制解调模块、进给电机驱动器、钻孔电机驱动器、进给电机、钻孔电机、激光校准模块和数据存储模块均设置于所述防爆箱体内部，可对其进行有效保护；所述控制模块通过所述信号解调模块分别与所述进给电机驱动器和钻孔电机驱动器连接，所述信号解调模块将所述控制模块的输出信号转换成所述进给电机驱动器和钻孔电机驱动器能够识别的电气特性，所述进给电机驱动器和钻孔电机驱动器分别用于驱动所述进给电机和钻孔电机，进而实现对所述进给电机和钻孔电机的控制；所述控制装置还分别与所述光电调制解调模块、激光校准模块和数据存储模块连接，其中，所述光电调制解调模块通过两根单模光纤实现数据收发，所述激光校准模块用于将钻孔执行机构与待钻孔物件对准，所述数据存储模块用于存储钻孔控制装置在钻孔的过程中采集和检测到的实时数据；

所述钻孔控制装置6的光电调制解调模块通过所述通信链路与所述控制终端进行数据交互，一方面，所述钻孔控制装置的光电调制解调模块通过所述通信链路将钻孔的实时数据发送至所述控制终端，另一方面，所述控制终端通过所述通信链路将控制指令发送至所述钻孔控制装置的光电调制解调模块，以此来控制所述钻孔控制装置的相关动作。

如图2所示，在本实施例中优选的，所述钻孔执行机构7包括防爆壳体78，所述防爆壳体78内设置有进给蜗轮71和钻孔蜗轮73，进给蜗杆72通过所述进给蜗轮71与进给转动轴75连接，钻孔蜗杆74通过所述钻孔蜗轮73与钻孔转动轴76连接，进给转动轴75通过传动安装件与钻孔转动轴76连接，钻孔钻头77安装在所述钻孔转动轴76伸出所述防爆壳体78的一端，所述进给蜗杆72和所述钻孔蜗杆74分别与所述进给电机和所述钻孔电机对应传动连接。当钻孔钻头对准待钻孔物件对准后，钻孔控制装置通过进给电机驱动器和钻孔电机驱动器分别来驱动进给电机和钻孔电机，进而带动进给蜗杆和钻孔蜗杆，进给蜗杆通过所述进给蜗轮带动进给转动轴，通过传动安装件控制钻孔转动轴进给，钻孔蜗杆通过钻孔蜗轮带动钻孔转动轴，钻孔转动轴带动钻孔钻头，完成钻孔作业。

在本实施例中优选的，所述监控装置5采用防爆摄像装置。打开防爆摄像装置，可对整个钻孔过程进行监控和视频资料录制，有利于工作人员对钻孔工程的实时监控和后期的资料存档。

在本实施例中优选的，所述控制模块采用cortex-m3嵌入式arm处理器，所述cortex-m3嵌入式arm处理器带有16路gpio接口、2路uart接口、12路信号继电器接口、16路a/d转换接口和2路用于控制进给电机驱动器及钻孔电机驱动器的pwm。

在本实施例中优选的，所述通信链路采用高性能双绞屏蔽护套线。以实现防爆阻燃的目的。

在本实施例中优选的，所述钻孔控制装置6还包括急停开关，所述急停开关与所述控制模块连接。工作人员可利用急停开关来强行停止钻孔动作，当远程控制的指令与急停开关矛盾时，以急停开关的指令为准。

在本实施例中优选的，所述底座1、支撑基板2、双向工作台3、伸缩支撑杆4、防爆箱体和防爆壳体78均采用铸铝加工而成。即使是火炸药的加工任务，本系统也可以照常工作。

在本实施例中优选的，所述钻孔钻头77在进行钻孔之前替换为目镜。结合目镜观测，将物件待钻点移至目镜中心点进行对准，对准完成后，撤走目镜，用钻孔钻头替换目镜。

在本实施例中优选的，所述控制终端为人机交互界面；所述人机交互界面包括登录模块，所述登录模块包括登录单元和密码修改单元，所述登录单元用于钻孔用户的自主登录，所述密码修改单元用于钻孔用户自主修改账号密码；所述人机交互界面还包括设置模块，所述设置模块包括动作设置单元和总体控制单元，所述动作设置单元用于钻孔用户自主设定钻深、钻速、给进速度和连续动作类型，所述总体控制单元用于自动退刀、手动退刀、状态显示、启动保险、开始动作和退出界面，其中，自动退刀为钻孔完成后自动反转退出钻头，手动退刀为手动反转退出钻头，状态显示为电机当前状态及耗时显示，启动保险为选中开始键才有效，开始动作为开始启动动作设置单元设定的动作。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。