CN114888688B - 一种多工位钻头加工中心 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多工位钻头加工中心，其机台的中部设置有工作头机构，机台上沿圆周方向依次设置有上下料机构、粗精磨机构、磨槽机构、磨尖机构、以及磨背机构；所述粗精磨机构包括设置在机台上的大滑台和大滑台驱动电机；大滑台上相对设置有左滑台和右滑台，左滑台设置有左滑台驱动电机，右滑台设置有右滑台驱动电机。本发明实现了对棒料依次进行上料、粗磨、精磨、磨槽、磨尖、磨背和下料，提高了生产效率。此外，设置粗磨精磨机构，实现了在磨槽之前对棒料进行粗磨和精磨，使得制造出来的PCB钻头具有更高的钻孔精度。

Description

一种多工位钻头加工中心
技术领域
本发明涉及钻头加工设备技术领域，特别涉及一种多工位钻头加工中心。
背景技术
PCB板的打孔加工，是用专用的PCB钻头进行加工的，其加工质量的好坏对后期PCB板的工作性能影响很大。PCB钻头生产的主要设备为钻头研磨机床，钻头加工为涉及到多个工艺和流程，棒料固定在夹具中，通过各工位的研磨切削机构对棒料进行一步磨削成型。钻头的主要加工工序有粗磨、精磨、磨槽、磨背、磨尖等工序。
在现有的微针加工技术中，已有将磨槽、磨背、磨尖整合到一台设备上，虽然提供了生产效率，但是加工出来的产品精度有待提高，难以满足高精度的微孔加工要求。因此，有必要提出一种的钻头加工中心，在磨槽的上游增加一个机构用来对棒料进行粗磨和精磨，从而提高钻头的制造精度。
可见，现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种多工位钻头加工中心，旨在解决现有技术中多工位钻头加工设备加工出来的钻头精度有待提高的技术问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种多工位钻头加工中心，包括圆形的机台，机台的中部设置有工作头机构，机台上沿圆周方向依次设置有上下料机构、粗精磨机构、磨槽机构、磨尖机构、以及磨背机构；所述粗精磨机构包括设置在机台上的大滑台和大滑台驱动电机；大滑台上相对设置有左滑台和右滑台，左滑台设置有左滑台驱动电机，右滑台设置有右滑台驱动电机；左滑台上设置有左滑台旋转板，左滑台旋转板上设置有粗磨电机，粗磨电机上设置有粗磨砂轮；右滑台上设置有右滑台移动板，右滑台移动板上设置有精磨电机，精磨电机上设置有精磨砂轮；左滑台和右滑台的移动方向平行，左滑台和大滑台的移动方向垂直交错。
进一步地，所述的多工位钻头加工中心，精磨电机的轴线与左滑台驱动电机的轴线垂直交错，粗磨电机的轴线与精磨电机的轴线不平行，粗磨电机的输出端朝向精磨电机，粗磨砂轮与精磨砂轮互不干涉。
进一步地，所述的多工位钻头加工中心，所述粗精磨机构还包括一个辅助定位装置，该辅助定位装置包括安装座，安装座上设置有定位板和压轮支架，定位板上设置有一个V型槽；压轮支架上设置有杠杆，杠杆的一端设置有压轮，杠杆的另一端设置有压轮气缸。
进一步地，所述的多工位钻头加工中心，右滑台移动板的移动方向与右滑台的移动方向垂直交错；右滑台移动板上设置有一个百分表，该百分表的测量杆的长度方向与右滑台移动方向平行，百分表的测量杆的端头与右滑台相抵。
进一步地，所述的多工位钻头加工中心，所述磨槽机构包括第一滑台和第一滑台驱动电机，第一滑台上依次设置有第一刻度板、第一旋转板和第一升降座，第一升降座上设置有磨槽电机，磨槽电机的输出端连接有磨槽砂轮。
进一步地，所述的多工位钻头加工中心，所述磨尖机构包括第二刻度板、第二旋转板、第二滑台、第三滑台、第二滑台驱动电机、以及第三滑台驱动电机；第三滑台上设置有第二磨削电机，第二磨削电机的输出端连接磨尖砂轮；第二滑台驱动电机用于驱动第二滑台靠近或远离工作头机构；第三滑台驱动电机用于驱动第三滑台直线移动，第三滑台的移动方向与第二滑台移动的方向垂直交错。
进一步地，所述的多工位钻头加工中心，所述磨背机构包括第四滑台和第四滑台驱动电机，第四滑台上依次设置有第三刻度板、第三旋转板以及第三升降座；第三升降座上设置有第三磨削电机，第三磨削电机的输出端连接有磨背砂轮。
进一步地，所述的多工位钻头加工中心，所述上下料机构包括底座，设置在底座上的滑板和滑板驱动电机，滑板上设置有料盘；底座上设置有立柱，立柱上设置有横梁，横梁上可滑动地连接有旋转气缸，该旋转气缸连接有一块安装板，该安装板设置有一块竖直滑板以及竖直滑板驱动气缸，竖直滑板上设置有手指气缸。
进一步地，所述的多工位钻头加工中心，所述工作头机构包括工作头安装座，工作头安装座在周向上等距地设置有五个工作头，五个工作头与所述的上下料机构、粗精磨机构、磨槽机构、磨尖机构、以及磨背机构一一对应。
有益效果：本发明提供了一种多工位钻头加工中心，相比现有技术，本发明通过至少具有以下优点：(1)通过在机台上沿圆周方向依次设置有上下料机构、粗精磨机构、磨槽机构、磨尖机构、以及磨背机构，实现了对棒料依次进行上料、粗磨、精磨、磨槽、磨尖、磨背和下料，提高了生产效率。(2)设置粗磨精磨机构，实现了在磨槽之前对棒料进行粗磨和精磨，使得制造出来的PCB钻头具有更高的钻孔精度。(3)粗磨和精磨结构设置紧凑，能够被整合到同一个机构中，减少了安装空间，从而能够与上下料机构、磨槽机构、磨尖机构以及磨背机构整合在同一台加工中心上。
附图说明
图1为本发明提供的多工位钻头加工中心的立体图。
图2为粗精磨机构的立体图。
图3为粗精磨机构中，辅助定位装置的立体图。
图4为图3中S1区域的局部放大图。
图5为粗磨砂轮、精磨砂轮和棒料的相对位置示意图。
图6为棒料粗磨部分和精磨部分的示意图。
图7为磨槽机构的立体图。
图8为磨尖机构的立体图。
图9为磨背机构的立体图。
图10为上下料机构的立体图。
图11为图10中S2区域的局部放大图。
图12为工作头机构的立体图。
具体实施方式
本发明提供一种多工位钻头加工中心，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1至图12，本发明提供一种多工位钻头加工中心。本文对很多类似部件进行了不同命名，其目的仅仅是为了便于阐述，而不在于限定本发明。为了便于理解，有些附图示意性画出了棒料，但棒料本身并不在本申请的保护范围内。
首先请参阅图1至图3，所述多工位钻头加工中心，包括圆形的机台9，机台的中部设置有工作头机构6，机台上沿圆周方向依次设置有上下料机构5、粗精磨机构1、磨槽机构2、磨尖机构3、以及磨背机构4；所述粗精磨机构包括设置在机台上的大滑台11和大滑台驱动电机110；大滑台上相对设置有左滑台12和右滑台13，左滑台设置有左滑台驱动电机120，右滑台设置有右滑台驱动电机130；左滑台上设置有左滑台旋转板121，左滑台旋转板上设置有粗磨电机122，粗磨电机上设置有粗磨砂轮123；右滑台上设置有右滑台移动板131，右滑台移动板上设置有精磨电机132，精磨电机上设置有精磨砂轮133；左滑台和右滑台的移动方向平行，左滑台和大滑台的移动方向垂直交错。左滑台旋转板可绕竖直轴线旋转，右滑台移动板可以靠近或者远离工作头机构移动。
进一步地，精磨电机的轴线与左滑台驱动电机的轴线垂直交错，粗磨电机的轴线与精磨电机的轴线不平行，粗磨电机的输出端朝向精磨电机，粗磨砂轮与精磨砂轮互不干涉。实际装配时，可以通过调节左滑台旋转板来确定调整粗磨电机相对于精磨电机的倾斜角度。该设置使得粗磨电机和精磨电机设置得比较紧凑，有效地融入到同一个机构中；此外，该设置也使得粗磨砂轮和精磨砂轮距离较近但互不干涉，使得工作头机构将棒料转动到与粗精磨机构对应的位置时，粗磨砂轮和精磨砂轮可以依次对棒料901进行磨削，即：粗精磨机构结构紧凑，能够与其他几个机构一起被整合到同一台多工位加工中心。
实际应用中，为了便于加工，所述粗精磨机构还包括一个辅助定位装置14，该辅助定位装置包括安装座141，安装座上设置有定位板142和压轮支架143，定位板上设置有一个V型槽1420；压轮支架上设置有杠杆144，杠杆的一端设置有压轮146，杠杆的另一端设置有压轮气缸145。粗精磨加工时，棒料位于对应的V型槽中，压轮气缸活塞杆伸出，带动杠杆动作，从而使得压轮压在棒料901上，起到辅助定位的作用。
进一步地，右滑台移动板的移动方向与右滑台的移动方向垂直交错；右滑台移动板上设置有一个百分表139，该百分表的测量杆的长度方向与右滑台移动方向平行，百分表的测量杆的端头与右滑台相抵。通过设置百分表，便于精确调节右滑台移动板的位置，进而提高磨削精度。实际应用中，移动板的移动方向大滑台的移动方向平行，都是远离或者接近工作头。
图4示意性性画出了粗磨砂轮、精磨砂轮和棒料的相对位置。图中的中心线分别为粗磨砂轮的轴线以及精磨砂轮的轴线。
如图5所示，粗磨砂轮对棒料进行粗磨，图中A区域示表示棒料被粗磨的部分；然后由精磨砂轮对棒料进行精磨，图中B区域表示棒料被精磨的部分。
进一步地，所述磨槽机构包括第一滑台21和第一滑台驱动电机210，第一滑台上依次设置有第一刻度板22、第一旋转板23和第一升降座24，第一升降座上设置有磨槽电机25，磨槽电机的输出端连接有磨槽砂轮26。磨槽砂轮用于对待棒料进行磨槽。第一滑台驱动电机带动第一滑台直线移动，用于调节磨槽砂轮与工作头之间的距离。第一旋转板可以绕竖直轴线转动从而调节磨槽砂轮的角度，第一刻度板用于显示转动的角度以便于准确调节第一旋转板的位置。第一升降座通过对应的第一升降电机240来实现上下移动从而调节第一砂轮的高度。
进一步地，所述磨尖机构包括第二刻度板31、第二旋转板32、第二滑台33、第三滑台34、第二滑台驱动电机330、以及第三滑台驱动电机340；第三滑台上设置有第二磨削电机36，第二磨削电机的输出端连接磨尖砂轮37；第二滑台驱动电机用于驱动第二滑台靠近或远离工作头机构；第三滑台驱动电机用于驱动第三滑台直线移动，第三滑台的移动方向与第二滑台移动的方向垂直交错。
磨尖砂轮用于对棒料进行磨尖。通过调节第二滑台和第三滑台的位置可以调节磨尖砂轮相对于工作头的距离。第二旋转板可以绕竖直轴线转动，用于调节磨尖砂轮偏摆的角度。
优选地，共设置有两个第二磨削电机、每个第二磨削电机的输出端分别通过一根主轴连接有一个磨尖砂轮。
进一步地，第三滑台上设置有两个旋转座35，旋转座可以相对于水平轴线转动；两根主轴分别设置在对应的那个旋转座上。即，实际加工时，通过调节第二旋转板可以控制整个磨尖机构的偏摆角度，从而控制磨出的刀尖角度。通过调节旋转座可以控制每个第二砂轮绕水平轴线转动的角度，从而控制磨出的PCB钻头的刀面角度。
进一步地，所述磨背机构包括第四滑台41和第四滑台驱动电机410，第四滑台上依次设置有第三刻度板42、第三旋转板43以及第三升降座44；第三升降座上设置有第三磨削电机45，第三磨削电机的输出端连接有磨背砂轮46。通过移动第四滑座从而调节第三砂轮相对于工作头的距离。第三升降座通过对应的第三升降电机440来实现上下移动从而调节第二砂轮的高度。
上下料机构可以由多种实现方式，此处提供一种上料机构的设置。如图10和图11所示，所述上下料机构包括底座511，设置在底座上的滑板512和滑板驱动电机5120，滑板上设置有料盘513(根据实际生产，通常设置有不止一块料盘，以满足上料和下料)；底座上设置有立柱521，立柱上设置有横梁522，横梁上可滑动地连接有旋转气缸53，该旋转气缸连接有一块安装板54，该安装板设置有一块竖直滑板55以及竖直滑板驱动气缸550，竖直滑板上设置有手指气缸56。实际应用中，横梁上设置有用于驱动旋转气缸沿横梁直线移动的驱动装置，由于上述驱动装置的实现方式多种多样(例如：齿轮齿条传动，丝杠传功，同步带传动等方式都可以实现驱动某一部件沿直线运动)，此处不作限定。
待加工的棒料放在料盘上，滑板驱动电机带动滑板直线移动到手指气缸下方；竖直滑板驱动气缸动作，竖直滑板向下移动，手指气缸加持棒料后，竖直滑板向上移动；旋转气缸带动安装板旋转90°；旋转气缸被驱动沿横梁直线移动并靠近工作头机构，从而实现上料。完成加工的钻头的下料动作则与上料动作相反，此处不再赘述。
如图12所示，进一步地，所述工作头机构包括工作头安装座61，工作头安装座在周向上等距地设置有五个工作头62(附图视角仅观察到4个工作头)，五个工作头与所述的上下料机构、粗精磨机构、磨槽机构、磨尖机构、以及磨背机构一一对应。实际工作时，工作头安装座通过对应的工作头安装座驱动电机63可以实现转动，工作头安装座每次转动72°，从而使得每个PCB钻头在某一个工位完成磨削后依次进入下一个工位。
通过上述分析可知，相比现有技术，本发明通过至少具有以下优点：(1)通过在机台上沿圆周方向依次设置有上下料机构、粗精磨机构、磨槽机构、磨尖机构、以及磨背机构，实现了对棒料依次进行上料、粗磨、精磨、磨槽、磨尖、磨背和下料，提高了生产效率。(2)设置粗磨精磨机构，实现了在磨槽之前对棒料进行粗磨和精磨，使得制造出来的PCB钻头具有更高的钻孔精度。(3)粗磨和精磨结构设置紧凑，能够被整合到同一个机构中，减少了安装空间，从而能够与上下料机构、磨槽机构、磨尖机构以及磨背机构整合在同一台加工中心上。
需要说明的是，实际应用中，上述多工位钻头加工中心并不局限于PCB钻头的加工。即：本申请所保护的是结构本身，即使将上述多工位钻头加工中心应用于其他类型的钻头(或类似产品)的加工，亦落入本申请的保护范围内。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种多工位钻头加工中心，包括圆形的机台，其特征在于，机台的中部设置有工作头机构，机台上沿圆周方向依次设置有上下料机构、粗精磨机构、磨槽机构、磨尖机构、以及磨背机构；所述粗精磨机构包括设置在机台上的大滑台和大滑台驱动电机；大滑台上相对设置有左滑台和右滑台，左滑台设置有左滑台驱动电机，右滑台设置有右滑台驱动电机；左滑台上设置有左滑台旋转板，左滑台旋转板上设置有粗磨电机，粗磨电机上设置有粗磨砂轮；右滑台上设置有右滑台移动板，右滑台移动板上设置有精磨电机，精磨电机上设置有精磨砂轮；左滑台和右滑台的移动方向平行，左滑台和大滑台的移动方向垂直交错；精磨电机的轴线与左滑台驱动电机的轴线垂直交错，粗磨电机的轴线与精磨电机的轴线不平行，粗磨电机的输出端朝向精磨电机，粗磨砂轮与精磨砂轮互不干涉。
2.根据权利要求1所述的多工位钻头加工中心，其特征在于，所述粗精磨机构还包括一个辅助定位装置，该辅助定位装置包括安装座，安装座上设置有定位板和压轮支架，定位板上设置有一个V型槽；压轮支架上设置有杠杆，杠杆的一端设置有压轮，杠杆的另一端设置有压轮气缸。
3.根据权利要求1所述的多工位钻头加工中心，其特征在于，右滑台移动板的移动方向与右滑台的移动方向垂直交错；右滑台移动板上设置有一个百分表，该百分表的测量杆的长度方向与右滑台移动方向平行，百分表的测量杆的端头与右滑台相抵。
4.根据权利要求1所述的多工位钻头加工中心，其特征在于，所述磨槽机构包括第一滑台和第一滑台驱动电机，第一滑台上依次设置有第一刻度板、第一旋转板和第一升降座，第一升降座上设置有磨槽电机，磨槽电机的输出端连接有磨槽砂轮。
5.根据权利要求1所述的多工位钻头加工中心，其特征在于，所述磨尖机构包括第二刻度板、第二旋转板、第二滑台、第三滑台、第二滑台驱动电机、以及第三滑台驱动电机；第三滑台上设置有第二磨削电机，第二磨削电机的输出端连接磨尖砂轮；第二滑台驱动电机用于驱动第二滑台靠近或远离工作头机构；第三滑台驱动电机用于驱动第三滑台直线移动，第三滑台的移动方向与第二滑台移动的方向垂直交错。
6.根据权利要求1所述的多工位钻头加工中心，其特征在于，所述磨背机构包括第四滑台和第四滑台驱动电机，第四滑台上依次设置有第三刻度板、第三旋转板以及第三升降座；第三升降座上设置有第三磨削电机，第三磨削电机的输出端连接有磨背砂轮。
7.根据权利要求1所述的多工位钻头加工中心，其特征在于，所述上下料机构包括底座，设置在底座上的滑板和滑板驱动电机，滑板上设置有料盘；底座上设置有立柱，立柱上设置有横梁，横梁上可滑动地连接有旋转气缸，该旋转气缸连接有一块安装板，该安装板设置有一块竖直滑板以及竖直滑板驱动气缸，竖直滑板上设置有手指气缸。
8.根据权利要求1所述的多工位钻头加工中心，其特征在于，所述工作头机构包括工作头安装座，工作头安装座在周向上等距地设置有五个工作头，五个工作头与所述的上下料机构、粗精磨机构、磨槽机构、磨尖机构、以及磨背机构一一对应。
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