钻机自动换杆控制方法、装置、系统及钻机制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钻机自动换杆控制方法、装置、系统及钻机，属于工程机械技术领域。所述方法包括：接收凿岩机的位置、机械手的位置、扶钎器的状态和钻杆位置信号；定义换杆状态，所述换杆状态包括自动加杆状态和自动卸杆状态；自动加杆过程中，判断当前凿岩机位置和机械手的位置决定进入何种自动加杆状态以执行相应状态下的动作；自动卸杆过程中，判断当前凿岩机位置、机械手的位置、扶钎器的状态和钻杆位置决定进入何种自动卸杆状态以执行相应状态下的动作。所述装置、系统及钻机均是利用所提出的方法来控制钻机进行自动换杆。本发明专利技术克服了人为因素带来的操作效率降低以及作业安全性降低的问题，从整体上提高钻机的效率。从整体上提高钻机的效率。从整体上提高钻机的效率。

Automatic rod changing control method, device, system and drill

【技术实现步骤摘要】
钻机自动换杆控制方法、装置、系统及钻机


[0001]本专利技术属于工程机械
，具体涉及一种钻机自动换杆控制方法、装置、系统及钻机。

技术介绍

[0002]钻机的换杆系统的快慢很大程度上都会影响钻机的工作效率，特别是遇到一些对机器不是很熟悉的操作手或者是一些新手，适应换杆操作都需要一定的时间。即使是一些比较熟练的操作工，有时候由于疏忽或者操作失误，会导致钻杆的掉落从而影响生产安全。在现有的大多数钻机中，换杆系统都是通过人为的一步一步操作，在每一步的衔接过程中都需要操作手的观察与经验判断，如果经验不足会导致反复操作，从而会导致整机穿孔效率的降低。更为严重的，由于操作手的疏忽和操作失误会出现掉杆现象。

技术实现思路

[0003]技术问题：本专利技术提供一种钻机自动换杆控制方法、装置、系统及钻机，旨在克服人为因素带来的操作效率降低以及作业安全性降低的问题，通过自动化方案从整体上提高钻机的效率。
[0004]技术方案：第一方面，本专利技术提供一种钻机自动换杆控制方法，包括：
[0005]接收凿岩机的位置、机械手的位置、扶钎器的状态和钻杆位置信号，所述凿岩机的位置包括特定位置M1～M7；
[0006]定义换杆状态，所述换杆状态包括自动加杆状态和自动卸杆状态；
[0007]自动加杆过程中，判断当前凿岩机位置和机械手的位置决定进入何种自动加杆状态以执行相应状态下的动作；
[0008]自动卸杆过程中，判断当前凿岩机位置、机械手的位置、扶钎器的状态和钻杆位置决定进入何种自动卸杆状态以执行相应状态下的动作。
[0009]优选的，所述自动加杆状态包括：
[0010]第一自动加杆状态，所述第一自动加杆状态为松螺纹；
[0011]第二自动加杆状态，所述第二自动加杆状态为快速返回至位置M6；
[0012]第三自动加杆状态，所述第三自动加杆状态为钻杆进入夹爪；
[0013]第四自动加杆状态，所述第三自动加杆状态为钻杆至凿岩中心；
[0014]第五自动加杆状态，所述第三自动加杆状态为重夹M6至M5；
[0015]第六自动加杆状态，所述第三自动加杆状态为轻夹M5至M4；
[0016]第七自动加杆状态，所述第三自动加杆状态为机械手回钻杆库。
[0017]进一步地，所述判断当前凿岩机位置和机械手的位置决定进入何种自动加杆状态包括：
[0018]如果M2≤凿岩机位置＜M3，进入第一自动加杆状态；
[0019]如果M3≤凿岩机位置＜M6&机械手在钻杆库位置，进入第二自动加杆状态；
[0020]如果M6≤凿岩机位置&机械手在钻杆库位置，进入第三自动加杆状态；
[0021]如果M4≤凿岩机位置&机械手在凿岩中心，进入第五自动加杆状态。
[0022]优选地，所述自动卸杆状态包括：
[0023]第一自动卸杆状态，所述第一自动卸杆状态为快速返回至M4；
[0024]第二自动卸杆状态，所述第二自动卸杆状态为钻杆退出夹爪；
[0025]第三自动卸杆状态，所述第三自动卸杆状态为机械手至凿岩中心；
[0026]第四自动卸杆状态，所述第四自动卸杆状态为夹爪关闭；
[0027]第五自动卸杆状态，所述第五自动卸杆状态为备用状态；
[0028]第六自动卸杆状态，所述第六自动卸杆状态为紧上螺纹；
[0029]第七自动卸杆状态，所述第七自动卸杆状态为松下螺纹；
[0030]第八自动卸杆状态，所述第八自动卸杆状态为松上螺纹；
[0031]第九自动卸杆状态，所述第九自动卸杆状态为钻杆退出夹爪；
[0032]第十自动卸杆状态，所述第十自动卸杆状态为机械手至钻杆库；
[0033]第十一自动卸杆状态，所述第十一自动卸杆状态为快速前进至M3；
[0034]第十二自动卸杆状态，所述第十二自动卸杆状态为紧螺纹。
[0035]进一步地，所述判断当前凿岩机位置、机械手的位置、扶钎器的状态和钻杆位置决定进入何种自动卸杆状态包括：
[0036]如果凿岩机位置＜M4&扶钎器打开，进入第一自动卸杆状态；
[0037]如果凿岩机位置＝M4&扶钎器关闭&机械手在钻杆库位置&钻杆在夹爪位置，进入第二自动卸杆状态；
[0038]如果凿岩机位置＝M4&扶钎器关闭&机械手在钻杆库位置&钻杆不在夹爪位置，进入第三自动卸杆状态；
[0039]如果M4≤凿岩机位置＜M5&扶钎器关闭&机械手在凿岩中心，进入第六自动卸杆状态；
[0040]如果M5≤凿岩机位置＜M6&扶钎器关闭&机械手在凿岩中心，进入第八自动卸杆状态；
[0041]如果凿岩机位置＝M6&扶钎器关闭&机械手在凿岩中心，进入第九自动卸杆状态；
[0042]如果凿岩机位置＝M6&扶钎器关闭&机械手在钻杆库，进入第十一自动卸杆状态；
[0043]如果凿岩机位置＝M3&扶钎器关闭&机械手在钻杆库，进入第十二自动卸杆状态。
[0044]第二方面，本专利技术提供一种钻机自动换杆控制装置，利用所述的钻机自动换杆控制方法控制钻机自动换杆，包括：
[0045]信号接收单元，其被配置为用于接收凿岩机的位置、机械手的位置、扶钎器的状态和钻杆位置信号；
[0046]状态定义单元，其被配置为用于定义换杆状态，所述换杆状态包括自动加杆状态和自动卸杆状态；
[0047]执行控制单元，其被配置为在自动加杆过程中，判断当前凿岩机位置和机械手的位置决定进入何种自动加杆状态以执行相应状态下的动作；在自动卸杆过程中，判断当前凿岩机位置、机械手的位置、扶钎器的状态和钻杆位置决定进入何种自动卸杆状态以执行相应状态下的动作。
[0048]第三方面，提供一种钻机自动换杆控制系统，包括：
[0049]信号采集元件，其配置为用于获取凿岩机的位置、机械手的位置、扶钎器的状态、钻杆位置信号；
[0050]控制器，其包括所提出的钻机自动换杆控制装置；所述信号采集单元能够将所获取的信号数据传递给控制器的信号接收单元。
[0051]进一步地，所述信号采集单元包括：
[0052]绝对值编码器，用于标定M1
‑
M7的位置和测量凿岩机的位置；
[0053]接近开关，用于判断机械手的位置以及钻杆的位置。
[0054]进一步地，所述控制系统还包括开关，所述开关用于选择自动加杆及自动卸杆。
[0055]第四方面，提供一种钻机，利用所述的钻机自动换杆控制方法控制钻机自动换杆。
[0056]本专利技术与现有技术相比，通过对换杆系统进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻机自动换杆控制方法，其特征在于，包括：接收凿岩机的位置、机械手的位置、扶钎器的状态和钻杆位置信号，所述凿岩机的位置包括特定位置M1～M7；定义换杆状态，所述换杆状态包括自动加杆状态和自动卸杆状态；自动加杆过程中，判断当前凿岩机位置和机械手的位置决定进入何种自动加杆状态以执行相应状态下的动作；自动卸杆过程中，判断当前凿岩机位置、机械手的位置、扶钎器的状态和钻杆位置决定进入何种自动卸杆状态以执行相应状态下的动作。2.根据权利要求1所述的钻机自动换杆控制方法，其特征在于，所述自动加杆状态包括：第一自动加杆状态，所述第一自动加杆状态为松螺纹；第二自动加杆状态，所述第二自动加杆状态为快速返回至位置M6；第三自动加杆状态，所述第三自动加杆状态为钻杆进入夹爪；第四自动加杆状态，所述第三自动加杆状态为钻杆至凿岩中心；第五自动加杆状态，所述第三自动加杆状态为重夹M6至M5；第六自动加杆状态，所述第三自动加杆状态为轻夹M5至M4；第七自动加杆状态，所述第三自动加杆状态为机械手回钻杆库。3.根据权利要求2所述的钻机自动换杆控制方法，其特征在于，所述判断当前凿岩机位置和机械手的位置决定进入何种自动加杆状态包括：如果M2≤凿岩机位置＜M3，进入第一自动加杆状态；如果M3≤凿岩机位置＜M6&机械手在钻杆库位置，进入第二自动加杆状态；如果M6≤凿岩机位置&机械手在钻杆库位置，进入第三自动加杆状态；如果M4≤凿岩机位置&机械手在凿岩中心，进入第五自动加杆状态。4.根据权利要求1
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3任一项所述的钻机自动换杆控制方法，其特征在于，所述自动卸杆状态包括：第一自动卸杆状态，所述第一自动卸杆状态为快速返回至M4；第二自动卸杆状态，所述第二自动卸杆状态为钻杆退出夹爪；第三自动卸杆状态，所述第三自动卸杆状态为机械手至凿岩中心；第四自动卸杆状态，所述第四自动卸杆状态为夹爪关闭；第五自动卸杆状态，所述第五自动卸杆状态为备用状态；第六自动卸杆状态，所述第六自动卸杆状态为紧上螺纹；第七自动卸杆状态，所述第七自动卸杆状态为松下螺纹；第八自动卸杆状态，所述第八自动卸杆状态为松上螺纹；第九自动卸杆状态，所述第九自动卸杆状态为钻杆退出夹爪；第十自动卸杆状态，所述第十自动卸杆状态为机械手至钻杆库；第十一自动卸杆状态，所述第十一自动卸杆状态为快速前进至M3；第十二自动卸杆状态，所述第十二自动卸杆状态为紧螺纹。5.根据权利要求4所述的钻机自动换杆控制方法，其特征在于，所述判断当前凿岩机位置、机械手的位置、扶钎器的状态和钻杆位置决定进入何种自动卸杆状态包括：
如果凿岩机位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡俊，
申请(专利权)人：安百拓南京建筑矿山设备有限公司，
类型：发明
国别省市：