CN105855881A - 一种用于回转件的多工位自动钻孔设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动钻孔设备，尤其涉及一种用于回转件的多工位自动钻孔设备，包括回转平台、工件安装平台和钻床组件，所述回转平台和工件安装平台安装在地基上，工件安装在工件安装平台上，多个钻床组件安装在回转平台的安装基座上，所述钻床组件沿回转平台的径向安装，多个钻床组件沿回转平台的圆周方向均匀分布。本发明沿工件圆周方向均布多个钻床组件，可多个位置同时加工，同时每个钻头组件选用多轴器，同时加工孔数可达数十个，现有大型回转件径向孔加工不是全自动的，同时加工孔数只有几个，因此，本发明的加工效率与现有技术相比，可提高至少十倍。

Description

一种用于回转件的多工位自动钻孔设备

技术领域

本发明涉及一种自动钻孔设备，尤其涉及一种用于回转件的多工位自动钻孔设备。

背景技术

随着工业的不断发展，用电需求持续上涨，对大型发电设备的加工制造提出了更高的要求。现有大型发电设备的加工过程自动化程度较低，导致加工效率低，成本较高，质量不容易保证，尤其是大型电机转子磁钢安装孔的钻孔、清洗、攻丝等工艺。大型电机转子磁钢安装孔数量多达数千个，孔的位置度要求较高，工件尺寸较大，采用普通钻床单次只能钻一个孔，且加工过程中，需要移动钻床或工件的位置，过程繁杂，重复定位精度差，效率较低。因此，设计一种用于回转件的多工位自动钻孔设备，提高加工效率，保证加工质量。

查阅相关文献和资料，发现有如下拟解决类似工艺的装置，如申请号为“200810249751.1”，名称为“大直径工件自动钻床”的发明专利，该专利提供了一种用于大直径工件自动加工孔的设备，该设备通过将工件旋转并与钻头配合方式，将钻床效率提高了约20%。但是该设备还存在以下不足：钻头数量较少，同时加工孔数只有1个；只能加工端面孔，不能加工柱面上的径向孔；对有螺纹的孔，需换丝锥再次定位加工，更换效率低。又如申请号为“200820062003.8”，名称为“大直径多工位可调式高效高精度数控钻床”的实用新型专利，该专利提供了一种用于大直径深孔加工，特别是风力发电变桨轴承内、外圈深孔的加工设备。该设备通过增加钻床数量和将工件旋转的方式，提高了大直径工件深孔加工效率。但是，该设备还存在以下问题：只能用于加工工件端面孔，不能用于加工大直径工件柱面上的径向孔；该设备钻床单次只能加工一个孔，效率较低；对有螺纹的孔，需换丝锥再次定位加工，更换效率低。

综上所述，现有设备存在效率低，不能加工柱面上的径向孔，钻孔与攻丝不能同时进行等问题，不适用于大型电机转子磁钢安装孔的加工要求。因此，急需设计一种用于回转件的多工位自动钻孔设备，以提高大型电机转子磁钢安装孔的加工效率，保证加工精度，降低工人劳动强度。

发明内容

本发明提供了一种用于回转件的多工位自动钻孔设备，用于大直径工件柱面径向孔的自动钻孔、攻丝、清洗等功能，提高孔的加工效率和加工精度，降低工人劳动强度。

本发明所采用的技术方案为：

一种用于回转件的多工位自动钻孔设备，其特征在于：包括回转平台、工件安装平台和钻床组件，所述回转平台和工件安装平台安装在地基上，除了地基，也可以装在与地基等同的固定工作平台上，回转平台的回转中心与工件安装平台的中心保证一致，工件安装在工件安装平台上，多个钻床组件安装在回转平台的安装基座上，所述钻床组件沿回转平台的径向安装，多个钻床组件沿回转平台的圆周方向均匀分布。钻头组件末端正对工件柱面上的孔位。

工件安装平台的定位基准是一个圆柱面，圆柱面的轴线与回转平台的回转中心同轴，两者的中心一致，且工件轴心与回转平台回转中心一致。

还包括有控制柜，所述控制柜与钻床组件、回转平台之间通过线缆相连，用于控制钻床组件、回转平台的运动。

进一步的，所述回转平台包括回转平台安装基座、带外齿的转盘轴承和驱动***，所述回转平台安装基座与地基固联，保证安装精度，所述带外齿的转盘轴承通过内圈定位并固接到回转平台安装基座上。

进一步的，所述驱动***包括小齿轮、行星减速器和伺服电机，所述驱动***安装在回转平台安装基座上，所述小齿轮与带外齿的转盘轴承外齿圈相啮合，所述小齿轮由驱动电机经过行星减速器带动并旋转，小齿轮与转盘轴承的外齿啮合驱动回转平台旋转。

进一步的，所述驱动***为两套，两套驱动***对称布置，驱动***采用双电机消隙实现回转平台回转。

进一步，所述工件安装平台包括安装基座和定位机构，所述安装基座与带外齿的转盘轴承的外圈固联，所述安装基座的安装基准与回转平台安装基座的安装基准一致，这里提到的安装基准是指安装基座时的测量基准，是本领域在安装基座是公知的一个参考，安装基座上有工件安装定位基准面，所述定位机构有设计有两个定位面，一个定位面与安装基座的基准面配合，这里提到的安装基座上有工件安装定位基准面是一个圆柱面，另一个定位面与工件外圆配合，多个定位机构沿工件圆周方向均布。将工件快速准确定位到工件安装平台上，保证工件轴心与回转平台回转中心一致。

进一步的，所述钻床组件包括径向驱动机构、升降驱动机构和多轴钻组件，多个径向驱动机构均布在回转平台安装基座上，所述升降驱动机构安装在径向驱动机构的滑块上，多轴钻组件安装在升降驱动机构的滑块上，多轴钻组件末端与工件待加工孔轴线对齐。径向驱动机构驱动升降驱动机构和钻头组件沿工件径向移动，适应不同工件直径的变化，并提供钻孔和攻丝的进给运动；升降驱动机构带动钻头组件沿工件轴线方向升降。适应工件轴线方向待加工孔位置的变化。

进一步的，所述多轴钻组件包括多轴器、动力头和高压气管组，可以实现多个孔的同时加工。多轴器上分布有多个钻头或丝锥，由动力头为多轴器提空钻孔或攻丝的动力。

进一步的，所述多轴器上还设置有高压气管，所述高压气管提供高压气。清洗工件钻孔和攻丝后留下的铁屑。

进一步的，末端安装有钻头的多轴钻组件和末端安装有丝锥的多轴钻组件沿钻头组件安装平台圆周方向交叉均布。

本发明的优点在于：

1、本发明沿工件圆周方向均布多个钻床组件，可多个位置同时加工，同时每个钻头组件选用多轴器，同时加工孔数可达数十个，现有大型回转件径向孔加工不是全自动的，同时加工孔数只有几个，因此，本发明的加工效率与现有技术相比，可提高至少十倍。

2、本发明由于采用钻头与丝锥交叉均布的方式，钻孔与攻丝可同步进行，不需要中途更换工具头，重复定位精度高。

3、本发明钻床组件与地基固定，工件旋转的方式，旋转和升降运动分离，减少了误差累积，定位精度较高。

4、本发明选用两轴钻床组件，结构简单，成本低；各个钻床组件单独升降，升降负载较低，控制灵活。

5、本发明选用带外齿的转盘轴承，结构紧凑，负载能力大，采用双电机消隙，回转精度高。

6、本发明工件安装平台安装精度高，设计有定位机构，工件安装方便，定位可靠。

附图说明

图1为本发明实施例整体示意图。

图2为本发明实施例回转平台结构示意图。

图3为本发明实施例工件安装平台结构示意图。

图4为本发明实施例钻床组件示意图。

图5为本发明实施例多轴钻头示意图。

图6为本发明实施例工作流程图。

图中，1是工件安装平台，2是工件，3是回转平台，6是多轴钻组件，7是控制柜，8是回转平台安装基座，9是带外齿的转盘轴承，10是驱动***，11是安装基座，12是定位机构，18是多轴器，19是动力头，20是高压气管，21是钻头，22是钻床组件，23是径向驱动机构，24是升降驱动机构。

具体实施方式

实施例1

一种用于回转件的多工位自动钻孔设备包括回转平台3、工件安装平台1和钻床组件22，所述回转平台3和工件安装平台1安装在地基上，除了地基，也可以装在与地基等同的固定工作平台上，回转平台3的回转中心与工件安装平台1的中心保证一致，工件2安装在工件安装平台1上，多个钻床组件22安装在回转平台3的安装基座11上，所述钻床组件22沿回转平台3的径向安装，多个钻床组件22沿回转平台3的圆周方向均匀分布。钻头21组件末端正对工件2柱面上的孔位。

本发明沿工件2圆周方向均布多个钻床组件22，可多个位置同时加工，同时每个钻头21组件选用多轴器18，同时加工孔数可达数十个，现有大型回转件径向孔加工不是全自动的，同时加工孔数只有几个，因此，本发明的加工效率与现有技术相比，可提高至少十倍。

实施例2

一种用于回转件的多工位自动钻孔设备包括回转平台3、工件安装平台1和钻床组件22，所述回转平台3和工件安装平台1安装在地基上，除了地基，也可以装在与地基等同的固定工作平台上，回转平台3的回转中心与工件安装平台1的中心保证一致，工件2安装在工件安装平台1上，多个钻床组件22安装在回转平台3的安装基座11上，所述钻床组件22沿回转平台3的径向安装，多个钻床组件22沿回转平台3的圆周方向均匀分布。钻头21组件末端正对工件2柱面上的孔位。

工件安装平台1的定位基准是一个圆柱面，圆柱面的轴线与回转平台3的回转中心同轴，两者的中心一致，且工件2轴心与回转平台3回转中心一致。

还包括有控制柜7，所述控制柜7与钻床组件22、回转平台3之间通过线缆相连，用于控制钻床组件22、回转平台3的运动。

所述回转平台3包括回转平台安装基座8、带外齿的转盘轴承9和驱动***10，所述回转平台安装基座8与地基固联，保证安装精度，所述带外齿的转盘轴承9通过内圈定位并固接到回转平台安装基座8上。所述驱动***10包括小齿轮、行星减速器和伺服电机，所述驱动***10安装在回转平台安装基座8上，所述小齿轮与带外齿的转盘轴承9外齿圈相啮合，所述小齿轮由驱动电机经过行星减速器带动并旋转，小齿轮与转盘轴承的外齿啮合驱动回转平台3旋转。所述驱动***10为两套，两套驱动***10对称布置，驱动***10采用双电机消隙实现回转平台3回转。

所述工件安装平台1包括安装基座11和定位机构12，所述安装基座11与带外齿的转盘轴承9的外圈固联，所述安装基座11的安装基准与回转平台安装基座8的安装基准一致，这里提到的安装基准是指安装基座11时的测量基准，是本领域在安装基座11是公知的一个参考，安装基座11上有工件2安装定位基准面，所述定位机构12有设计有两个定位面，一个定位面与安装基座11的基准面配合，这里提到的安装基座11上有工件2安装定位基准面是一个圆柱面，另一个定位面与工件2外圆配合，多个定位机构12沿工件2圆周方向均布。将工件2快速准确定位到工件安装平台1上，保证工件2轴心与回转平台3回转中心一致。

所述钻床组件22包括径向驱动机构23、升降驱动机构24和多轴钻组件6，多个径向驱动机构23均布在回转平台安装基座8上，所述升降驱动机构24安装在径向驱动机构23的滑块上，多轴钻组件6安装在升降驱动机构24的滑块上，多轴钻组件6末端与工件2待加工孔轴线对齐。径向驱动机构23驱动升降驱动机构24和钻头21组件沿工件2径向移动，适应不同工件2直径的变化，并提供钻孔和攻丝的进给运动；升降驱动机构24带动钻头21组件沿工件2轴线方向升降。适应工件2轴线方向待加工孔位置的变化。

实施例3

一种用于回转件的多工位自动钻孔设备包括回转平台3、工件安装平台1和钻床组件22，所述回转平台3和工件安装平台1安装在地基上，除了地基，也可以装在与地基等同的固定工作平台上，回转平台3的回转中心与工件安装平台1的中心保证一致，工件2安装在工件安装平台1上，多个钻床组件22安装在回转平台3的安装基座11上，所述钻床组件22沿回转平台3的径向安装，多个钻床组件22沿回转平台3的圆周方向均匀分布。钻头21组件末端正对工件2柱面上的孔位。还包括有控制柜7，所述控制柜7与钻床组件22、回转平台3之间通过线缆相连，用于控制钻床组件22、回转平台3的运动。

工件安装平台1的定位基准是一个圆柱面，圆柱面的轴线与回转平台3的回转中心同轴，两者的中心一致，且工件2轴心与回转平台3回转中心一致。

所述回转平台3包括回转平台安装基座8、带外齿的转盘轴承9和驱动***10，所述回转平台安装基座8与地基固联，保证安装精度，所述带外齿的转盘轴承9通过内圈定位并固接到回转平台安装基座8上。所述驱动***10包括小齿轮、行星减速器和伺服电机，所述驱动***10安装在回转平台安装基座8上，所述小齿轮与带外齿的转盘轴承9外齿圈相啮合，所述小齿轮由驱动电机经过行星减速器带动并旋转，小齿轮与转盘轴承的外齿啮合驱动回转平台3旋转。所述驱动***10为两套，两套驱动***10对称布置，驱动***10采用双电机消隙实现回转平台3回转。

所述工件安装平台1包括安装基座11和定位机构12，所述安装基座11与带外齿的转盘轴承9的外圈固联，所述安装基座11的安装基准与回转平台安装基座8的安装基准一致，这里提到的安装基准是指安装基座11时的测量基准，是本领域在安装基座11是公知的一个参考，安装基座11上有工件2安装定位基准面，所述定位机构12有设计有两个定位面，一个定位面与安装基座11的基准面配合，这里提到的安装基座11上有工件2安装定位基准面是一个圆柱面，另一个定位面与工件2外圆配合，多个定位机构12沿工件2圆周方向均布。将工件2快速准确定位到工件安装平台1上，保证工件2轴心与回转平台3回转中心一致。

所述钻床组件22包括径向驱动机构23、升降驱动机构24和多轴钻组件6，多个径向驱动机构23均布在回转平台安装基座8上，所述升降驱动机构24安装在径向驱动机构23的滑块上，多轴钻组件6安装在升降驱动机构24的滑块上，多轴钻组件6末端与工件2待加工孔轴线对齐。径向驱动机构23驱动升降驱动机构24和钻头21组件沿工件2径向移动，适应不同工件2直径的变化，并提供钻孔和攻丝的进给运动；升降驱动机构24带动钻头21组件沿工件2轴线方向升降。适应工件2轴线方向待加工孔位置的变化。

所述多轴钻组件6包括多轴器18、动力头19和高压气管20组，可以实现多个孔的同时加工。多轴器18上分布有多个钻头21或丝锥，由动力头19为多轴器18提空钻孔或攻丝的动力。所述多轴器18上还设置有高压气管20，所述高压气管20提供高压气。清洗工件2钻孔和攻丝后留下的铁屑。末端安装有钻头21的多轴钻组件6和末端安装有丝锥的多轴钻组件6沿钻头21组件安装平台圆周方向交叉均布。

本发明沿工件2圆周方向均布多个钻床组件22，可多个位置同时加工，同时每个钻头21组件选用多轴器18，同时加工孔数可达数十个，现有大型回转件径向孔加工不是全自动的，同时加工孔数只有几个，因此，本发明的加工效率与现有技术相比，可提高至少十倍。

本发明由于采用钻头21与丝锥交叉均布的方式，钻孔与攻丝可同步进行，不需要中途更换工具头，重复定位精度高；本发明钻床组件22与地基固定，工件2旋转的方式，旋转和升降运动分离，减少了误差累积，定位精度较高；本发明选用两轴钻床组件22，结构简单，成本低；各个钻床组件22单独升降，升降负载较低，控制灵活；本发明选用带外齿的转盘轴承9，结构紧凑，负载能力大，采用双电机消隙，回转精度高；本发明工件安装平台1安装精度高，设计有定位机构12，工件2安装方便，定位可靠。

如图1所示，工件安装平台1与回转平台3按统一的基准安装在地基上，工件2安装在工件安装平台1上，工件安装平台1与回转平台3的动圈固联，多个钻床组件22在回转平台3的安装基座9上均布安装，多轴钻组件6末端正对工件2的加工孔位，控制柜7可以控制整个设备的运动。回转平台3带动工件2旋转，保证钻床组件22上的多轴钻组件末端正对，保证每个多轴钻组件6的末端与工件2上的待加工孔位对齐，多个钻头组件6同时工作，完成工件2上多个位置的第一组孔位加工，再移动到第二组孔位进行加工，直到所有孔位加工完成。

如图2所示，回转平台安装基座8安装在地基上，带外齿的转盘轴承9通过内圈内孔定位并安装到回转平台安装基座8上，两套驱动***10对称安装在回转平台安装基座8上，驱动***10的小齿轮与带外齿的转盘轴承9的外齿啮合，驱动带外齿的转盘轴承9外圈旋转，选用两套驱动***10对称布置，采用双电机消隙的方法，保证回转平台回转精度。

如图3所示，工件安装平台1主要由安装基座11和定位机构12组成。安装基座11的安装基准与回转平台安装基座8的安装基准一致，定位机构12有设计有两个定位面，一个定位面与安装基座11的基准面配合，另一个定位面与工件2外圆配合，多个定位机构沿工件圆周方向均布，将工件2快速准确定位到工件安装平台上，保证工件轴心与回转平台回转中心一致。

如图4所示，钻床组件22主要由径向驱动机构23、升降驱动机构24、多轴钻组件6组成。径向驱动机构23均布在回转平台安装基座上，升降驱动机构23安装在径向驱动机构23的滑块上，多轴钻组件6通过安装支架安装在升降驱动机构24的滑块上，多轴钻组件6末端与工件2上待加工孔轴线对齐。径向驱动机构23驱动升降驱动机构24和多轴钻组件6沿工件2径向移动，适应不同工件直径的变化，并提供钻孔和攻丝的进给运动；升降驱动机构24带动钻头组件6沿工件轴线方向升降，适应工件轴线方向待加工孔位置的变化。

如图5所示，多轴钻组件6主要由多轴器18、动力头19、高压气管20组成，多轴器18上可以安装多个钻头21，每个钻头间距可根据工件2孔距进行调节，多轴器输入端与动力头19固联，由动力头19提供钻孔和攻丝所需的旋转运动，高压气管20安装在多轴器上，在钻孔和攻丝的同时，提供高压气流，清理铁屑。

图6为本发明的一种实施例的操作流程，按照图中箭头所指示的流程，即可实现对工件的钻孔。

最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而己，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于回转件的多工位自动钻孔设备，其特征在于：包括回转平台（3）、工件安装平台（1）和钻床组件（22），所述回转平台（3）和工件安装平台（1）安装在地基上，工件（2）安装在工件安装平台（1）上，多个钻床组件（22）安装在回转平台（3）的安装基座（11）上，所述钻床组件（22）沿回转平台（3）的径向安装，多个钻床组件（22）沿回转平台（3）的圆周方向均匀分布。

2.根据权利要求书1所述的一种用于回转件的多工位自动钻孔设备，其特征在于：工件安装平台（1）的定位基准是一个圆柱面，圆柱面的轴线与回转平台（3）的回转中心同轴，两者的中心一致，且工件（2）轴心与回转平台（3）回转中心一致。

3.根据权利要求书2所述的一种用于回转件的多工位自动钻孔设备，其特征在于：还包括有控制柜（7），所述控制柜（7）与钻床组件（22）、回转平台（3）之间通过线缆相连，用于控制钻床组件（22）、回转平台（3）的运动。

4.根据权利要求书3所述的一种用于回转件的多工位自动钻孔设备，其特征在于：所述回转平台（3）包括回转平台安装基座（8）、带外齿的转盘轴承（9）和驱动***（10），所述回转平台安装基座（8）与地基固联，所述带外齿的转盘轴承（9）通过内圈定位并固接到回转平台安装基座（8）上。

5.根据权利要求书4所述的一种用于回转件的多工位自动钻孔设备，其特征在于：所述驱动***（10）包括小齿轮、行星减速器和伺服电机，所述驱动***（10）安装在回转平台安装基座（8）上，所述小齿轮与带外齿的转盘轴承（9）外齿圈相啮合，所述小齿轮由驱动电机经过行星减速器带动并旋转，小齿轮与转盘轴承的外齿啮合驱动回转平台（3）旋转；所述驱动***（10）为两套，两套驱动***（10）对称布置，驱动***（10）采用双电机消隙实现回转平台（3）回转。

6.根据权利要求书1所述的一种用于回转件的多工位自动钻孔设备，其特征在于：所述工件安装平台（1）包括安装基座（11）和定位机构（12），所述安装基座（11）与带外齿的转盘轴承（9）的外圈固联，安装基座（11）上有工件（2）安装定位基准面，所述定位机构（12）有设计有两个定位面，一个定位面与安装基座（11）的基准面配合，另一个定位面与工件（2）外圆配合，多个定位机构（12）沿工件（2）圆周方向均布。

7.根据权利要求书1所述的一种用于回转件的多工位自动钻孔设备，其特征在于：所述钻床组件（22）包括径向驱动机构（23）、升降驱动机构（24）和多轴钻组件（6），多个径向驱动机构（23）均布在回转平台安装基座（8）上，所述升降驱动机构（24）安装在径向驱动机构（23）的滑块上，多轴钻组件（6）安装在升降驱动机构（24）的滑块上，径向驱动机构（23）驱动升降驱动机构（24）和钻头（21）组件沿工件（2）径向移动，并提供钻孔和攻丝的进给运动；升降驱动机构（24）带动钻头（21）组件沿工件（2）轴线方向升降。

8.根据权利要求书1-7任意一项所述的一种用于回转件的多工位自动钻孔设备，其特征在于：所述多轴钻组件（6）包括多轴器（18）、动力头（19）和高压气管（20）组，多轴器（18）上分布有多个钻头（21）或丝锥，由动力头（19）为多轴器（18）提空钻孔或攻丝的动力。

9.根据权利要求书8所述的一种用于回转件的多工位自动钻孔设备，其特征在于：所述多轴器（18）上还设置有高压气管（20），所述高压气管（20）提供高压气。

10.根据权利要求书9所述的一种用于回转件的多工位自动钻孔设备，其特征在于：末端安装有钻头（21）的多轴钻组件（6）和末端安装有丝锥的多轴钻组件（6）沿钻头（21）组件安装平台圆周方向交叉均布。