一种自动锚杆钻机控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术属于锚杆钻车控制技术领域，具体是一种自动锚杆钻机控制系统及控制方法。包括用于驱动各个执行机构动作的钻机液压电磁阀组，进给油缸上装有编码器和压力传感器，编码器用来测量钻箱和锚箱的进给行程，压力传感器用来测量进给油缸的接顶压力和到底压力。钻箱油缸上装有转速传感器和压力传感器。锚箱油缸上装有压力传感器。手伸缩油缸上装有压力传感器和位移传感器。钻锚箱伸缩油缸和钻杆夹持油缸上装有位移传感器。锚杆仓油缸、钻锚箱切换油缸、手开合油缸、喷药油缸、钻锚箱定位油缸以及夹钎开合油缸上装有压力传感器，用来判断各个油缸的动作状态。水路上接有压力传感器，用来测量钻箱钻孔时的水路压力。上述执行机构与控制器组连接。器组连接。器组连接。

【技术实现步骤摘要】
一种自动锚杆钻机控制系统及控制方法


[0001]本专利技术属于锚杆钻车控制
，具体是一种自动锚杆钻机控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]煤矿井下巷道掘进与支护是井工开采的关键技术之一,随着煤矿井下巷道掘进装备机械化程度的提高，对煤矿井下支护装备的自动化程度要求越来越高，现有锚杆支护技术流程主要包括铺联网、安装钢带、定位、打孔、填装锚固剂、安装锚杆、搅拌锚固、紧固锚杆等多个环节,很多工序需要人工手动操作,锚杆支护时间和操作人员数量都占巷道掘进的60%以上, 锚杆支护自动化程度低,难于实现锚杆的自动化支护。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决上述问题，提供一种自动锚杆钻机控制系统及控制方法。
[0004]本专利技术采取以下技术方案：一种自动锚杆钻机控制系统，包括用于驱动各个执行机构动作的钻机液压电磁阀组，所述的执行机构包括夹钎开合油缸、钻杆夹持油缸、钻锚箱定位油缸、喷药油缸、进给油缸、钻箱油缸、锚箱油缸、手开合油缸、手伸缩油缸、钻锚箱伸缩油缸、锚杆仓油缸和钻箱箱切换油缸。
[0005]进给油缸上装有编码器和压力传感器，编码器用来测量钻箱和锚箱的进给行程，压力传感器用来测量进给油缸的接顶压力和到底压力。
[0006]钻箱油缸上装有转速传感器和压力传感器，用来测量钻箱的旋转速度和旋转压力。
[0007]锚箱油缸上装有压力传感器，用来测量锚箱的紧固力。
[0008]手伸缩油缸上装有压力传感器和位移传感器，用来测量机械手的位移和运动状态。
[0009]钻锚箱伸缩油缸和钻杆夹持油缸上装有位移传感器，用来测量钻锚箱伸缩的位移和钻杆夹持的位移。
[0010]锚杆仓油缸、钻锚箱切换油缸、手开合油缸、喷药油缸、钻锚箱定位油缸以及夹钎开合油缸上装有压力传感器，用来判断各个油缸的动作状态。
[0011]水路上接有压力传感器，用来测量钻箱钻孔时的水路压力。
[0012]上述执行机构与控制器组连接。
[0013]所述的控制器组通过接收机与遥控器信号连接。
[0014]所述的控制器组与上位机连接，并且在上位机的显示器上进行实时显示。
[0015]一种自动锚杆钻机控制系统的控制方法，包括以下步骤，S100：控制器读取所有传感器的数据，通过传感器的数据判断夹钎开合油缸、钻杆夹持油缸、钻锚箱定位油缸、喷药油缸、进给油缸、钻箱油缸、锚箱油缸、手开合油缸、手伸缩油缸、钻锚箱伸缩油缸、锚杆仓油缸、钻箱箱切换油缸的位置和状态；上位机读取自动锚杆
钻机控制器组各个执行机构的位置和状态，通过遥控器将各个执行机构运行至初始位置，使上位机显示界面或者遥控器面板上的初始状态指示灯点亮，钻箱进给高度h0<h1<h2<h3,钻架夹持油缸位移x1<x2<x3,钻锚箱切换油缸位移s1<s2,机械手位移w1>0，锚箱进给高度H0<H1<H2<H3，以上这些参数都可以通过上位机显示界面进行设置，用于对自动钻架的执行过程进行控制。
[0016]S200：自动钻孔时，首先有操作人员启动自动锚护启动指令，钻箱反转，水阀打开，钻箱开始上升，当进给油缸的编码器的值大于h1时，钻杆夹持油缸缩至x1,钻箱继续上升，当钻箱进给高度大于h2时，夹钳打开，当钻箱进给高度大于h3时，钻箱停止上升，钻孔进给到位，然后钻箱开始下降，当钻箱进给高度小于h2时，夹钳闭合，当进给高度小于h1时，钻杆夹持油缸伸至x2,当钻箱进给高度小于h0时，并且进给油缸的压力大于进给油缸到底基准值时，水阀关闭，钻箱停止下降，钻箱停止旋转，钻杆夹持油缸伸至x3,喷药油缸伸出，等待装药。
[0017]S300：用高压气体将锚固药卷通过喷药嘴装入钻孔中，装药完成后，喷药油缸缩，钻锚箱定位缩，钻杆夹持缩至x1,钻锚箱切换油缸缩至s1,机械手合住，抓住锚杆仓里的锚杆，机械手伸至w1,将锚杆从锚杆仓中取出，送至进给位置，钻锚箱油缸缩，钻锚箱切换油缸伸至s2,钻锚箱缩，钻锚箱切换缩至s1,将锚箱切换至工作位，钻锚箱定位油缸伸，将锚箱锁住，使其固定在进给油缸固定板上，然后锚箱开始上升，当锚箱进给高度大于H1时，进给油缸停止，机械手打开并缩至初始位置，锚箱继续上升，当进给高度大于H2时，锚箱开始反转，当进给高度大于H3时，进给油缸停止，锚箱对药卷进行搅拌时间t1,当药卷搅拌时间到时，锚箱停止旋转，等待药卷凝固，凝固时间t2,当时间到后，锚箱开始旋转，进行紧固锚杆，当紧固力达到设置值P1时，锚箱就停止紧固，或者当紧固时间大于t3时，锚箱就停止紧固，锚固完成后，锚箱开始下降，当锚箱的进给高度小于H0时，并且进给压力大于进给油缸到底基准时，进给停止动作，控制器组停止输出。
[0018]S400：在控制运行的过程中，在显示器上位机上实时显示各个执行机构的运行状态，以及程序的运行流程，当采集到的数据发生错误时，控制系统自动流程停止，并且在上位机上进行显示，操作人员根据上位机上的显示进行对遥控进行操作和维护，另外通过遥控器进行操作。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术根据煤矿井下锚杆钻车的功能设计了一种自动锚杆钻机控制系统及施工方法。通过设计一种自动锚杆钻机控制系统，解决了现有的一种锚杆钻架的自动化控制问题，减轻了操作人员的劳动强度，可以使操作人员远离钻架，提高锚杆施工的安全系数，将锚杆支护作业中钻孔、输送锚固剂、安装锚杆、搅拌及预紧等作业流程通过控制系统自动完成，并为锚杆钻车的自动化技术提供支撑，提高煤矿井下巷道的掘进效率。
附图说明
[0020]图1为控制系统原理框图；图2为本专利技术实施例的自动控制方法中钻孔步骤流程图；图3为本专利技术实施例的自动锚护步骤流程图。
具体实施方式
[0021]如图1所示，一种自动锚杆钻机控制系统，包括用于驱动各个执行机构动作的钻机液压电磁阀组，所述的执行机构包括夹钎开合油缸、钻杆夹持油缸、钻锚箱定位油缸、喷药油缸、进给油缸、钻箱油缸、锚箱油缸、手开合油缸、手伸缩油缸、钻锚箱伸缩油缸、锚杆仓油缸和钻箱箱切换油缸。
[0022]进给油缸上装有编码器和压力传感器，编码器用来测量钻箱和锚箱的进给行程，压力传感器用来测量进给油缸的接顶压力和到底压力。
[0023]钻箱油缸上装有转速传感器和压力传感器，用来测量钻箱的旋转速度和旋转压力。
[0024]锚箱油缸上装有压力传感器，用来测量锚箱的紧固力。
[0025]手伸缩油缸上装有压力传感器和位移传感器，用来测量机械手的位移和运动状态。
[0026]钻锚箱伸缩油缸和钻杆夹持油缸上装有位移传感器，用来测量钻锚箱伸缩的位移和钻杆夹持的位移。
[0027]锚杆仓油缸、钻锚箱切换油缸、手开合油缸、喷药油缸、钻锚箱定位油缸以及夹钎开合油缸上装有压力传感器，用来判断各个油缸的动作状态。
[0028]水路上接有压力传感器，用来测量钻箱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动锚杆钻机控制系统，其特征在于：包括用于驱动各个执行机构动作的钻机液压电磁阀组，所述的执行机构包括夹钎开合油缸、钻杆夹持油缸、钻锚箱定位油缸、喷药油缸、进给油缸、钻箱油缸、锚箱油缸、手开合油缸、手伸缩油缸、钻锚箱伸缩油缸、锚杆仓油缸和钻箱箱切换油缸，进给油缸上装有编码器和压力传感器，编码器用来测量钻箱和锚箱的进给行程，压力传感器用来测量进给油缸的接顶压力和到底压力；钻箱油缸上装有转速传感器和压力传感器，用来测量钻箱的旋转速度和旋转压力；锚箱油缸上装有压力传感器，用来测量锚箱的紧固力；手伸缩油缸上装有压力传感器和位移传感器，用来测量机械手的位移和运动状态；钻锚箱伸缩油缸和钻杆夹持油缸上装有位移传感器，用来测量钻锚箱伸缩的位移和钻杆夹持的位移；锚杆仓油缸、钻锚箱切换油缸、手开合油缸、喷药油缸、钻锚箱定位油缸以及夹钎开合油缸上装有压力传感器，用来判断各个油缸的动作状态；水路上接有压力传感器，用来测量钻箱钻孔时的水路压力；上述执行机构与控制器组连接。2.根据权利要求1所述的自动锚杆钻机控制系统，其特征在于：所述的控制器组通过接收机与遥控器信号连接。3.根据权利要求1所述的自动锚杆钻机控制系统，其特征在于：所述的控制器组与上位机连接，并且在上位机的显示器上进行实时显示。4.一种如权利要求3所述的自动锚杆钻机控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤，S100：控制器读取所有传感器的数据，通过传感器的数据判断夹钎开合油缸、钻杆夹持油缸、钻锚箱定位油缸、喷药油缸、进给油缸、钻箱油缸、锚箱油缸、手开合油缸、手伸缩油缸、钻锚箱伸缩油缸、锚杆仓油缸、钻箱箱切换油缸的位置和状态；上位机读取自动锚杆钻机控制器组各个执行机构的位置和状态，通过遥控器将各个执行机构运行至初始位置，使上位机显示界面或者遥控器面板上的初始状态指示灯点亮，钻箱进给高度h0<h1<h2<h3,钻架夹持油缸位移x1<x2<x3,钻锚箱切换油缸位移s1<s2,机械手位移w1>0，锚箱进给高度H0&am...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦晓峰，鲍文亮，贾运红，闫金宝，任晓文，吕继双，马祺杰，张东宝，孟震宇，王婵娟，
申请(专利权)人：山西天地煤机装备有限公司，
类型：发明
国别省市：