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  本专利针对传统大理石打孔排屑不畅、需用水冷却的问题，创新设计了带钻翼的长杆钻头结构，通过钻翼与钻杆的径向尺寸关系优化排屑效率。同时引入驱动电流/压力控制模块，根据实时工况动态调节钻头工作状态，实现无水自动打孔，提升加工精度与设备稳定性。

  【专利摘要】本发明提供一种大理石长孔无水自动打孔机，包括动力头、长杆钻头、大理石固定装置、控制装置和机架，钻头朝上，钻杆与水平面形成钻杆夹角，钻杆夹角为锐角；钻头的直径大于钻杆的直径，钻杆上靠近钻头端设置有四对钻翼；控制装置包含切削量控制模块和钻头工作控制模块，切削量控制模块用于控制钻头切削量小于或等于长杆钻头的最大排屑量，钻头工作控制模块用于根据钻头的驱动电流或钻头的压力控制钻头工作。钻头朝上，利用被切削的石屑的自身重力作用；钻头的直径大于钻杆的直径，钻杆上还设有多对鉆翼，在石屑排屑过程中，避免石屑发生粘连，造成排屑不畅的技术问题；通过钻头工作控制模块确保在切削过程中，根据石材本身的特点实现自动控制。

  [0002]目前，随国家经济的发展，我们正常的生活水平的逐步的提升，家用大理石护栏柱这类建材逐渐普及，给大理石打细长孔的需求持续不断的增加，以往的有水打孔机难于突破大理石打细长孔的技术难关，使得工作效率低下，废品率很高。并且打孔时需要用高压水排肩降温，耗水的同时对水源和环境产生很多污染，这种结构的有水打孔机已经满足不了给大理石打长细孔的市场需求。

  [0004]未解决上述技术问题，本发明提供一种大理石长孔无水自动打孔机，包括动力头、长杆钻头、大理石固定装置、控制装置和机架，所述动力头、大理石固定装置和控制装置设置在所述机架上，所述长杆钻头包括钻头和钻杆，所述钻杆安装在所述动力头上，所述钻头朝向所述大理石固定装置;所述控制装置控制所述长杆钻头工作；

  [0006]所述钻头的直径大于所述钻杆的直径，所述钻杆上靠近所述钻头的一端设置有钻翼，所述钻翼穿过所述钻杆的轴线并露出其表面，所述钻翼在所述钻杆径向上的长度小于或等于所述钻头在所述钻杆径向上的长度，所述钻翼至少包括四对，所述四对钻翼沿所述钻杆的轴线相间排列，所述相邻两个钻翼在所述钻杆截面上投影形成钻翼夹角；

  [0007]所述控制装置包含切削量控制模块和钻头工作控制模块，所述切削量控制模块用于控制所述钻头的切削量小于或等于所述长杆钻头的最大排肩量，所述钻头工作控制模块用于根据钻头的驱动电流或钻头的压力控制所述钻头工作。

  [0008]本发明的有益效果是:钻头朝上，使钻杆与水平面形成锐角，可通过被切削的石肩的自身重力作用;钻头的直径大于钻杆的直径，同时，钻杆上还设有多对钻翼，在石肩排肩过程中，石肩经过钻翼进行二次粉碎，避免石肩发生粘连，造成排肩不畅的技术问题;通过切削量控制模块避免排肩量大于切削量，造成空的柱塞;通过钻头工作控制模块确保在切削过程中，当石材的硬度较高时，避免钻头的温度过高，而不能战场切削。

  [0024]采用上述进一步方案的有益效果是:动力头的当前驱动电流I反映了当前钻头的工作负载，即反映了当前所切削的材料的硬度，根据所述当前驱动电流I与预设电流1的关系控制所述动力头的工作，确保钻头保持正常的工作负载，即确保钻头保持正常的工作时候的温度，提高了钻孔的可靠性；当前钻头压力P也反映了当前钻头的工作负载，即反映了当前所切削的材料的硬度，根据所述当前钻头压力P与预设压力Po的关系控制所述动力头的工作，确保钻头保持正常的工作负载，即确保钻头保持正常的工作时候的温度，提高了钻孔的可靠性。

  [0035]采用上述进一步方案的有益效果是:当前驱动电流I超过预设电流1的一些范围时，钻头停止切削，停止切削后当前驱动电流I降回到设定范围时，又回到正常状态工作；当前驱动电流I超过预设电流1较大范围时，退出钻头，并带出部分石肩，使当前驱动电流I迅速下降，已达到正常工作的目的，整个切削钻孔的过程根据被切削石材的硬度变化实现柔性控制，钻孔非常可靠。同时，当钻头压力超过预设压力Po的一些范围时，钻头停止切削，停止切削后当前钻头压降回到设定范围时，又回到正常状态工作；当前钻头压力P超过预设压力Po较大范围时，退出钻头，并带出部分石肩，使当前钻头压力P迅速下降，已达到正常工作的目的，整过切削钻孔的过程根据被切削石材的硬度变化实现柔性控制，钻孔非常可靠。

  [0038]进一步，所述机架上设置有驱动所述大理石固定装置沿着所述长杆钻头工作方向前进和后退的固定装置驱动机构，或者所述机架上设置有驱动所述动力头沿着所述长杆钻头工作方向前进或后退的动力头驱动机构。

  [0045]进一步，所述大理石固定装置靠近所述钻头的一端设置有集肩装置，所述集肩装置包含集肩器、排肩管和容肩器，所述集肩器的底端设置有通孔，所述排肩管的一端与所述通孔链接，所述排肩管的另一端连接有容肩器。

  [0057]附图中，各标号所代表的部件列表如下:01、动力头，02、长杆钻头，021、钻头，022、钻杆，023、钻翼，03、大理石固定装置，04、控制装置，05、机架，06、动力头驱动机构，07、集肩装置，071、集肩器，072、排肩管，073、容肩器，08、大理石

  [0059]本发明自动打孔机的实施例结构图参见图1，包括动力头01、长杆钻头02、大理石固定装置03、控制装置04和机架05，动力头01、大理石固定装置03和控制装置04设置在机架05上，长杆钻头02包括钻头021和钻杆022，，钻杆022安装在动力头01上，钻头021朝向大理石固定装置03;控制装置04控制长杆钻头02工作;大理石固定装置03为六面夹紧固定装置，通过六面夹紧固定装置将大理石08紧固在机架05上。

  [0061 ]钻头021的直径大于钻杆022的直径，钻杆022上靠近钻头021的一端设置有钻翼023，钻翼023穿过钻杆022的轴线径向上的长度小于或等于钻头021在钻杆022径向上的长度，钻翼023至少包括四对，四对钻翼023沿钻杆022的轴线相间排列，相邻两个钻翼023在钻杆022截面上投影形成钻翼夹角，翼夹角为90°。

  [0062]控制装置04包括切削量控制模块和钻头工作控制模块，切削量控制模块用于控制钻头021的切削量小于或等于长杆钻头02的最大排肩量，钻头工作控制模块用于根据钻头021的驱动电流或钻头021的压力控制钻头021工作。

  [0063]钻头朝上，使钻杆与水平面形成锐角，可通过被切削的石肩的自身重力作用排肩;钻头的直径大于钻杆的直径，同时，钻杆上还设有多对钻翼，在石肩排肩过程中，石肩经过钻翼进行二次粉碎，避免石肩发生粘连，造成排肩不畅的技术问题;通过切削量控制模块避免排肩量大于切削量，造成空的柱塞;通过钻头工作控制模块确保在切削过程中，当石材的硬度较高时，避免钻头的温度过高，而不能够正常切削。通过六面夹紧固定装置提高了大理石固定的可靠性。

  [0064]本发明长杆钻头实施例一的结构图参见图2至图4，钻头021的直径和钻杆022的直径的比值为1.25，即钻头的直径为13mm，钻杆的直径为9mm，这样，钻杆和孔壁之间的间隙为2mm;钻翼023设置为四对，其中钻翼023的直径为13mm，钻翼023的长度为12mm，四对钻翼023中相邻连个钻翼023之前的距离为12mm，钻翼夹角为90°，整个钻杆022的长度为550mm。

  [0086]动力头的当前驱动电流I反映了当前钻头的工作负载，即反映了当前所切削的材料的硬度，根据当前驱动电流I与预设电流1的关系控制动力头的工作，确保钻头保持正常的工作负载，即确保钻头保持正常的工作时候的温度，提高了钻孔的可靠性；当前钻头压力P也反映了当前钻头的工作负载，即反映了当前所切削的材料的硬度，根据当前钻头压力P与预设压力Po的关系控制动力头的工作，确保钻头保持正常的工作负载，即确保钻头保持正常的工作时候的温度，提高了钻孔的可靠性。当前驱动电流I或钻头压力超过预设的一些范围时，钻头停止切削，停止切削后当前驱动电流I和钻头压力降回到设定范围时，又回到正常状态工作；当前驱动电流I超或钻头压力过预设电流1较大范围时，退出钻头，并带出部分石肩，使当前驱动电流I和钻头压力迅速下降，已达到正常工作的目的，整过切削钻孔的过程根据被切削石材的硬度变化实现柔性控制，钻孔非常可靠。

  [0087]在本实施例中，机架05上设置有驱动大理石固定装置03沿着长杆钻头02工作方向前进和后退的固定装置驱动机构，或者机架05上设置有驱动动力头01沿着长杆钻头02工作方向前进或后退的动力头驱动机构;其中，钻头021停止切削的具体操作为:固定装置驱动机构或者动力头驱动机构控制长杆钻头02停止向长杆钻头02工作方向前进；

  [0090]在本实施例中，在大理石固定装置03靠近钻头021的一端设置有集肩装置07，集肩装置07包括集肩器071、排肩管072和容肩器073，集肩器071的底端设置有通孔，排肩管072的一端与通孔链接，另一端与容肩器073连接。通过设置集肩装置收纳钻孔过程中产生的石肩，避免了环境污染。

  [0091 ]本实施例的控制电路图和启动控制图参见图8和图9，其中，总控空气开关选用的型号为DZ47-60C32，空气开关的型号为DZ47-60C25;压顶气缸的型号为SC63-100，进退气缸的型号为SC63*500，四个固定气缸的型号为SC40-100，三个三通电磁阀的型号为4V210-08，气压调节阀的型号为IR2020 — 02BG。

  [0094]2，当按下继电器JB开关开的按钮时，压固继电器JB吸合自锁，三通电磁气阀B通电，打开固压气缸的通气回路，给工件加压。当按压继电器JB开关关的按钮时，压固继电器JB失电断开，三通电磁气阀B失电，打开固压气缸的放气回路，给工件减压。

  [0095]3，当按下继电器JC开关开的按钮时，顶进继电器JC吸合自锁，三通电磁气阀A通电，打开顶压气缸和进退气缸的通气回路，进退气缸加压带动钻头前行给工件加压开始钻肖Ij，同时顶压气缸加压，从工件的反向抵消钻头对工件的压力，确保工件不因受力损坏。当按下下继电器JC开关关的按钮时，顶进继电器JC失电断开，三通电磁气阀A失电，打开顶压气缸和进退气缸的放气回路，顶压气缸和进退气缸退回。

  [0096]本实施例中的电流检测装置选用的是数控电流表，数控电流表的型号为CR3-4A-PCA 5A，当进退牵引气缸在一定的气压下，带动动力头正常打孔的工作电流为预设电流1时。在打孔过程中，当钻头当前驱动电流I满足:当(1+a)I(1+b)时，所述钻头021停止切削，即关闭进退牵引气缸的进气阀和出气阀，减弱钻头的切削压力，当I(1+a)后，返回正常的控制状态。当I多(1+b)时，退出所述钻头，即改变进退牵引气缸的进气方向，退出钻头，在退出的过程中，头当前驱动电流I随即减小后，返回正常的控制状态。整一个完整的过程完全自动控制、连续自然，可化解大理石打孔过程中出现的各种问题。

  [0102]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件一定要有特定的方位、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。

  [0103]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是直接相连，也能够最终靠中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，能够准确的通过详细情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

  [0104]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征非间接接触，也可以包括第一和第二特征不是非间接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

  [0105]以上对本发明的大理石长孔无水自动打孔机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式来进行了阐述。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用场景范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

  1.一种大理石长孔无水自动打孔机，包括动力头(01)、长杆钻头(02)、大理石固定装置(03)、控制装置(04)和机架(05)，所述动力头(01)、大理石固定装置(03)和控制装置(04)设置在所述机架(05)上，所述长杆钻头(02)包括钻头(021)和钻杆(022)，所述钻杆(022)安装在所述动力头(01)上，所述钻头(021)朝向所述大理石固定装置(03);所述控制装置(04)控制所述长杆钻头(02)工作;其特征是，所述钻头(021)朝上，所述钻杆(022)与水平面形成钻杆夹角，所述钻杆夹角为锐角；所述钻头(021)的直径大于所述钻杆(022)的直径，所述钻杆(022)上靠近所述钻头(021)的一端设置有钻翼(023)，所述钻翼(023)穿过所述钻杆(022)的轴线并露出其表面，所述钻翼(023)在所述钻杆(022)径向上的长度小于或等于所述钻头(021)在所述钻杆(022)径向上的长度，所述钻翼(023)至少包括四对，所述四对钻翼(023)沿所述钻杆(022)的轴线相间排列，所述相邻两个钻翼(023)在所述钻杆(022)截面上投影形成钻翼夹角； 所述控制装置(04)包括切削量控制模块和钻头工作控制模块，所述切削量控制模块用于控制所述钻头(021)的切削量小于或等于所述长杆钻头(02)的最大排肩量，所述钻头工作控制模块用于根据钻头(021)的驱动电流或钻头(021)的压力控制所述钻头(021)工作。2.依据权利要求1所述的大理石长孔无水自动打孔机，其特征是，所述钻头(021)的直径和所述钻杆(022)的直径的比值为1.2至1.5之间。3.依据权利要求1所述的大理石长孔无水自动打孔机，其特征是，所述钻杆夹角为30°至90°之间。4.依据权利要求1所述的大理石长孔无水自动打孔机，其特征是，所述钻翼夹角为60°至90°之间。5.依据权利要求1至4任一项所述的大理石长孔无水自动打孔机，其特征是，所述钻头工作控制模块为钻头驱动电流控制模块或钻头压力控制模块； 所述钻头驱动电流控制模块包括驱动电流检测单元、驱动电流比较单元和第一控制单元； 所述驱动电流检测单元，用于通过电流检测装置检测所述钻头(021)的当前驱动电流I; 所述驱动电流比较单元，与所述驱动电流检测单元电连接，用于比较当前驱动电流I与预设电流1的关系； 所述第一控制单元，与所述驱动电流比较单元电连接，用于根据所述当前驱动电流I与预设电流1的关系控制所述钻头(021)的工作； 所述钻头压力控制模块包括钻头压力测试单元、钻头压力比较单元和第二控制单元； 所述钻头压力测试单元，用于通过压力监测装置检测所述钻头(021)的当前钻头压力P; 所述钻头压力比较单元，与所述钻头压力测试单元电连接，用于比较当前钻头压力P与预设压力Po的关系； 所述第二控制单元，与所述钻头压力比较单元电连接，用于根据所述当前钻头压力P与预设压力Po的关系控制所述钻头(021)的工作，并调用所述钻头压力测试单元。6.依据权利要求5所述的大理石长孔无水自动打孔机，其特征是，所述第一控制单元，根据所述当前驱动电流I与预设电流1的关系控制所述钻头(021)的工作具体包括:当I(1+a)时，所述钻头(021)正常工作；当(1+a)I (1+b)时，所述钻头(021)停止切削；当I多(1+b)时，退出所述钻头(021);其中，a、b为正数，ab;所述第二控制单元，根据所述当前钻头压力P与预设压力Po的关系控制所述钻头(021)的工作具体包括:当P(Po+c)时，所述钻头(021)正常工作；当(Po+c) P (Po+d)时，所述钻头(021)停止切削；当P彡(Po+d)时，退出所述钻头(021);其中，c、d为正数，cd。7.依据权利要求6所述的大理石长孔无水自动打孔机，其特征是，(1+0.1)X 1^a(1+0.2) X1,(l+0.2) X1^b(l+0.5) X1；(l+0.1)XPo^c(l+0.2) XPo,(l+0.2) XPo彡d(l+0.5) XPoo8.依据权利要求6所述的大理石长孔无水自动打孔机，其特征是，所述机架(05)上设置有驱动所述大理石固定装置(03)沿着所述长杆钻头(02)工作方向前进和后退的固定装置驱动机构，或者所述机架(05)上设置有驱动所述动力头(01)沿着所述长杆钻头(02)工作方向前进或后退的动力头驱动机构。9.依据权利要求8所述的大理石长孔无水自动打孔机，其特征是， 所述钻头(021)停止切削的具体操作为:所述固定装置驱动机构或者动力头驱动机构控制所述长杆钻头(02)停止向所述长杆钻头(02)工作方向前进； 退出所述钻头(021)的具体操作为:所述固定装置驱动机构或者动力头驱动机构控制所述长杆钻头(02)向所述长杆钻头(02)工作方向后退。10.根据权利要求1至4任一项所述的大理石长孔无水自动打孔机，其特征是，所述大理石固定装置(03)为六面夹紧固定装置。

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