CN106881472A - 多规格管件自动化钻孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开多规格管件自动化钻孔装置，包括底座，其特征在于：纵向伺服电机的输出轴与滚珠丝杠相联接，滚珠丝杠由轴承支撑并装配在底座上；所述底座上方还设有工作台，所述工作台与底座之间设有滚动导轨，所述工作台上设有驱动圆锥形夹具转动机构，所述机构包括支撑架、转动伺服电机、减速机以及中心高调整装置；本发明的装置设有多处调整结构，可以对长度、直径变化范围大的管件在圆周面上进行钻多孔；管件的移动、转动都采用滚动摩擦形式，减少摩擦，转动和移动位置精确，管件上钻出的各个孔之间位置精度明显提高；一次性安装完管件，中间过程不需要松开管件，钻孔全程实现自动化，效率明显提高。

Description

多规格管件自动化钻孔装置

技术领域

本发明属于管件钻孔装置领域，特别涉及一种多规格管件自动化钻孔装置。

背景技术

本申请涉及的管件钻孔装置，用于在管件的圆周面上钻孔，钻床加工完一个孔，该装置自动把管件送到下一个钻孔位置。所设计的结构，可以在一台装置上，对不同直径、多种长度的管件进行自动钻孔。不仅实现加工自动化，且加工效率大幅提升，管件各个孔的位置精度很高。

具体涉及管件圆周面上钻多孔技术领域，尤其涉及用同一台装置在多种规格管件圆周面上钻多孔。此处所述的管件，包括长径比不同的各种管件、圆筒件。

机械加工中，经常需要在管件的圆周面上钻很多孔，例如***里的内胆圆筒、离心机里的脱水桶等。这些孔的加工，目前主要制造方法有两种：第一种是在平的板材上钻孔，钻完全部孔后卷板；第二种是直接在管件上逐一钻孔，每个孔钻完，人工移动管件，钻下一个孔。第一种方法最后得到的孔是变形的，本发明不涉及该类型加工方法。第二种钻孔方法，在管壁钻孔前一般要先划线，再用钻床钻孔。其缺点是两道工序分别在划线平台和钻床上完成，在加工过程中，管件需要从划线平台搬运到钻床上，且管件不能自动分度，管件在加工过程中多次滚动，各个孔的位置精度低，且效率低下。

目前有少量专门设计的装置，用于改进孔距精度和钻孔效率。

例如：中国专利申请号201610623284 .9，公开（公告）号: CN 106425552 A，公开了一种多排孔管件钻孔加工工装，包括底座、管件径向定位装置和管件轴向定位装置；管件径向定位装置固定安装在底座上，包括管件支撑面和管件压紧机构；管件轴向定位装置包括端面定位机构和圆心角度定位机构；端面定位机构设置在管件支撑面的一端；圆心角度定位机构设置在管件支撑面的另一端，包括分度盘、前后伸缩部件和定位锁紧部件；前后伸缩部件设置在管件径向定位装置和底座之间，前后伸缩部件与底座滑动连接；分度盘固定安装在前后伸缩部件的一端；定位锁紧机构对应前后伸缩部件设置在底座或管件径向定位装置上。

该装置虽然比手工移动管件提高了精度和效率，但是操作繁琐，且无法实现自动化加工。

例如：中国专利申请号201610467675 .6，公开（公告）号: CN 105965058 A，公开了一种管件钻孔机，包括：床体；分度主轴箱，设置于床体的前端，用于夹持管件；纵向传动***；拖板，设置于所述床体的上方，可沿拖板移动导轨纵向滑动；拖板的上部设置横向移动导轨；溜板架，设置于拖板的下方，与拖板固定连接；纵向丝母，与纵向丝杠相旋合，两者共同构成纵向丝杠副；滑板，设置于拖板的上方，可沿所横向移动导轨滑动；横向丝杠，固设于拖板上；横向丝母，固设于滑板上，与横向丝杠相旋合，两者共同构成横向丝杠副；横向伺服电机，固设于拖板上，其输出轴与横向丝杠固定连接；钻杆箱，固设于滑板上，用于管件钻孔；尾座总成，设置于床体的后端，用于顶紧管件；管件夹紧装置，设置于拖板上方，用于钻孔时夹紧管件。

该装置仿制车床的架构，在加工较大的管件时，两端用于装夹管件的分度主轴箱和尾座尺寸庞大；夹紧管件的结构复杂。

这些装置共同存在的缺点是，钻完一排孔后，必须松开管件的夹紧机构，才能转动管件寻找下一排钻孔位置，无法对钻孔全程实现自动化运行。

发明内容

本发明为了解决人工钻孔操作繁琐，且无法实现自动化加工以及架构庞大，使用复杂等问题，克服上述缺点，实现如下目的：

1.在一台装置上，可以对一定范围内不同直径、不同长度的管件圆周面钻多孔；

2.钻孔的全部过程（不包括装卸管件）实现自动化加工，使加工效率大幅提升，管件各个孔的位置精度提高；

提出一种多规格管件自动化钻孔装置。

本发明采用的技术方案如下：

多规格管件自动化钻孔装置，包括底座，其特征在于：纵向伺服电机的输出轴与滚珠丝杠相联接，滚珠丝杠由轴承支撑并装配在底座上；

所述底座上方还设有工作台，所述工作台与底座之间设有滚动导轨，所述工作台上设有驱动圆锥形夹具转动机构，所述机构包括支撑架、转动伺服电机、减速机以及中心高调整装置；

所述中心高调整装置下部连接减速机，中心高调整装置上设有定位圆环和拨杆，定位圆环和拨杆与圆锥形夹具联接，所述圆锥形夹具通过两个圆锥体、拉紧螺杆以及拉紧螺杆右端的螺母组成，在圆锥形夹具下方设有支撑架，所述支撑架上设有转子。

进一步的，所述工作台上设有安装中心高调整装置和支撑架的安装槽。

进一步的，滚珠丝杠由两个轴承支撑，所述底座与通过螺母座与工作台连接。

进一步的，所述左端圆锥体设有圆套，其内孔与中心高调整装置的定位圆环配合，控制中心高调整装置上拨杆的回转中心高度，使中心高调整装置上拨杆回转轴线与两个圆锥体的回转轴线高度一致。

进一步的，所述支撑架为两对，两对支撑架的纵向相对位置在安装槽内可纵向或者横向调整。

进一步的，所述圆锥形夹具替换为滑块夹具或卡盘夹具。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明的装置设有多处调整结构，可以对长度、直径变化范围大的管件在圆周面上进行钻多孔；

2.管件的移动、转动都采用滚动摩擦形式，减少摩擦，转动和移动位置精确，管件上钻出的各个孔之间位置精度明显提高；

3.一次性安装完管件，中间过程不需要松开管件，钻孔全程实现自动化，效率明显提高。

附图说明

图1 为本发明结构示意图。

图2 为本发明工作台安装槽与支撑架结构关系示意图。

图3 为本发明装置A-A向侧面结构示意图，该示意图不包括减速机以及中心高调整装置。

附图标记：1、底座；2、滚珠丝杠；3、纵向伺服电机；4、工作台；5、转动伺服电机；6、减速机；7、中心高调整装置；8、圆锥形夹具；9、支撑架；10、拉紧螺杆；11、数字控制***；12、螺母座；13、滚动导轨；14、定位圆环；15、拨杆；16、圆套；17、安装槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

如图1-3所示，多规格管件自动化钻孔装置，包括底座1，其特征在于：纵向伺服电机3的输出轴与滚珠丝杠2相联接，滚珠丝杠由轴承支撑并装配在底座1上；

所述底座1上方还设有工作台4，所述工作台4与底座1之间设有滚动导轨13，所述工作台4上设有驱动圆锥形夹具转动机构，所述机构包括支撑架9、转动伺服电机5、减速机6以及中心高调整装置7；

所述中心高调整装置7下部连接减速机6，中心高调整装置上设有定位圆环14和拨杆15，定位圆环14和拨杆15与圆锥形夹具8联接，所述圆锥形夹具8通过两个圆锥体、拉紧螺杆10以及拉紧螺杆10右端的螺母组成，在圆锥形夹具8下方设有支撑架9，所述支撑架9上设有转子；

进一步的，所述工作台上设有安装中心高调整装置7和支撑架9的安装槽17。

进一步的，滚珠丝杠由两个轴承支撑，所述底座1与通过螺母座12与工作台连接。

进一步的，所述左端圆锥体设有圆套16，其内孔与中心高调整装置7的定位圆环14配合，控制中心高调整装置上拨杆15的回转中心高度，使中心高调整装置上拨杆回转轴线与两个圆锥体的回转轴线高度一致。

进一步的，所述支撑架9为两对，两对支撑架的纵向相对位置在安装槽17内可纵向或者横向调整。

进一步的，所述圆锥形夹具8替换为滑块夹具或卡盘夹具。

实施例：

如图1至3，纵向伺服电机3的输出轴与滚珠丝杠相联接；滚珠丝杠由两个轴承支撑，装在底座1上，通过螺母座12与工作台4连接。当纵向伺服电机3驱动滚珠丝杠2转动时，螺母座12由于固定在工作台4上，不能转动，螺母座12将带动工作台4作纵向移动。工作台4与底座1之间设有滚动导轨13，使工作台4可以在底座1轻松、准确地相对移动。钻完一个孔，数字控制***11发指令，使纵向伺服电机3带动工作台4移动到下一个钻孔位置。

数字控制***11是为实现本装置动作专门设计的附属***，它控制本发明装置与钻床主轴动作。主要控制流程包含两个模块：

1）一排孔的钻孔控制流程为：控制主轴定位、启动，进行钻孔，钻孔结束后钻头自动回起始点，主轴停止工作，工作台纵向移动一个孔距，再次启动主轴，重复钻孔的过程。

2）圆周面各排孔的控制流程为：钻完一排孔后，工作台移动到丝杠限位点、触发开关，工作台在控制***指令下自动返回最后一个钻孔点，转动伺服电机5经传动机构，带动管件圆周转动一个孔距角度，然后纵向伺服电机3带动工作台反向移动，重复一排孔的钻孔过程，直至圆周面上各排孔钻完。

如图1至3所示，工作台上装有驱动圆锥形夹具8转动的机构，由转动伺服电机5、减速机6、中心高调整装置7构成，中心高调整装置7上设有定位圆环14和拨杆15，分别与圆锥形夹具8联接。圆锥形夹具8由两个圆锥体、拉杆10等构成，拧紧拉杆10右端上的螺母，可使两个圆锥体与管件夹紧成一个整体。工作台上装有两对支撑架9，用于支撑圆锥形夹具8与管件，每个支撑架9上设有转子，用于减小管件转动时的摩擦力。钻下一排孔之前，数字控制***11发指令，转动伺服电机5转过一个角度，经减速机、拨杆15带动圆锥体与管件一起转动到需要的角度。

如图1至3所示的，当不同直径的管件放置在两对支撑架9上时，其中心高与工作台面的距离会产生变化，圆锥形夹具8的左端圆锥体设有圆套16，松开定位圆环14安装轴左端的螺母，将定位圆环14外表面***圆套16内孔，使定位圆环14的中心与圆套16的内孔中心一致，拧紧定位圆环14安装轴左端的螺母，此时中心高调整装置7上拨杆15的回转中心高度，与圆锥形夹具8及管件的回转轴线高度一致。通过改变中心高调整装置上7中间的传动齿轮位置，能够保证转动伺服电机5的转动传递到拨杆15和管件。

如图3所示，工作台上设有多条安装槽，用于安装中心高调整装置7、支撑架9等，安装在工作台4上安装槽里的两对支撑架9，纵向相对位置可以调整，以适应不同长度管件需要；两对支撑架9，每对支撑架包含两个支撑架，每个支撑架上设有转子，可以支撑一定范围内直径不同的管件，每个支撑架安装在工作台4的两条安装槽里，当管件直径尺寸小于两对支撑架9的间距L时，每对支撑架可以同时在安装槽里横向调转安装位置，调转后每对支撑架上转子中心距距离变小，用于适应直径较小的管件类型支撑。两对支撑架9的两种横向间距L，可以根据管件直径的变化范围，具体设置。

如图1至3所示，通过精确的尺寸设计，使每对支撑架9的横向对称中心，与中心高调整装置7的定位圆环14水平中心、拨杆15的回转水平中心一致。

加工同一个管件时，使钻孔的位置固定于两对支撑架9之间的某个位置，钻孔时钻头中心始终从管件的上母线向下加力，所产生的转矩，由两对支撑架9承受，管件与圆锥形夹具8不需要另外夹紧，当钻头轴线前后偏心，与管件上母线不对齐时，所产生的转矩由拨杆15承受。钻削管件上的所有孔，需要的纵向移动和转动，全部由数字控制***11发指令完成。整个过程中，不需要松开和重新夹紧管件。效率和精度比现有的装置都明显提高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.多规格管件自动化钻孔装置，包括底座（1），其特征在于：纵向伺服电机（3）的输出轴与滚珠丝杠（2）相联接，滚珠丝杠由轴承支撑并装配在底座（1）上；

所述底座（1）上方还设有工作台（4），所述工作台（4）与底座（1）之间设有滚动导轨（13），所述工作台（4）上设有驱动圆锥形夹具转动机构，所述机构包括支撑架（9）、转动伺服电机（5）、减速机（6）以及中心高调整装置（7）；

所述中心高调整装置（7）下部连接减速机（6），中心高调整装置上设有定位圆环（14）和拨杆（15），定位圆环（14）和拨杆（15）与圆锥形夹具（8）联接，所述圆锥形夹具（8）通过两个圆锥体、拉紧螺杆（10）以及拉紧螺杆（10）右端的螺母组成，在圆锥形夹具（8）下方设有支撑架（9），所述支撑架（9）上设有转子。

2.根据权利要求1所述的多规格管件自动化钻孔装置，其特征在于：所述工作台上设有安装中心高调整装置（7）和支撑架（9）的安装槽。

3.根据权利要求1所述的多规格管件自动化钻孔装置，其特征在于：滚珠丝杠由两个轴承支撑，所述底座（1）与通过螺母座（12）与工作台连接。

4.根据权利要求1所述的多规格管件自动化钻孔装置，其特征在于：所述左端圆锥体设有圆套（16），其内孔与中心高调整装置（7）的定位圆环（14）配合，控制中心高调整装置上拨杆（15）的回转中心高度，使中心高调整装置上拨杆回转轴线与两个圆锥体的回转轴线高度一致。

5.根据权利要求1所述的多规格管件自动化钻孔装置，其特征在于：所述支撑架（9）为两对，两对支撑架的纵向相对位置在安装槽内可纵向或者横向调整。

6.根据权利要求1所述的多规格管件自动化钻孔装置，其特征在于：所述圆锥形夹具（8）替换为滑块夹具或卡盘夹具。