CN102581965A - 背栓式钻孔机以及利用其加工背栓孔的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背栓式钻孔机，它包括机架、安装于机架上的工作台和横梁、石板材紧固装置、电控箱以及安装于横梁上的钻孔装置，所述背栓式钻孔机还包括使横梁平移的拓孔装置，该拓孔装置包括电机、减速机、偏心轴以及用于控制偏心轴转动圈数的编码器，所述偏心轴的一端连接于横梁；另一端与由电机带动的减速机传动连接。这种背栓式钻孔机加工效率高，而且加工出的背栓孔底面较为平整，便于干挂。本发明还公开了利用上述背栓式钻孔机加工背栓孔的方法，它采用先按深度钻孔，然后再带动旋转的钻头平移的方式，这种加工方式对石板材的破碎强度较小，在加工时，不易绞碎石板材，即石板材加工成品率较高。

Description

背栓式钻孔机以及利用其加工背栓孔的方法

技术领域

本发明涉及一种用于加工干挂式石板材背栓孔的钻孔机，特别是指一种加工质量稳定，精度、生产效率以及自动化程度较高的背栓式钻孔机。本发明还涉及该种背栓式钻孔机的钻孔方法。

背景技术

由于人们对生活品质的要求提高，居住环境品质的舒适、美观及安全性逐渐受到重视。石材广泛用于建筑物的室内、外墙及造景等用途上，石材幕墙经历了八九十年代的湿贴法到至今的干挂法。由于背栓式干挂法具有施工速度快、施工质量好、石材维修容易、抗震、抗冲击能力好、不会病变等优点，现已被广泛应用在石材幕墙的工程施工中。在石材幕墙背栓式干挂的工程施工中，钻背栓孔是一项尤其关键的技术，背栓孔的尺寸及精度将直接影响石材幕墙的质量及其安全性。背栓孔的加工是由钻孔机来实现的，目前手动式钻孔机难以保证所加工背栓孔的尺寸及精度。

据申请人了解，当前具有代表性的一种板材手动式钻孔机，钻孔时通过钻孔手柄施加压力，以达到钻孔深度时，才可以压拓孔手柄，拓孔完成后，先将拓孔手柄退回，再将钻孔手柄退回。此种钻孔机效率低，对操作者技术要求高，压力不合适易对钻头造成损害，甚至破板或废品率高。另具有代表性的一种板材自动式钻孔机，主要由工作台、定位紧结构、钻孔装配和机架几部分组成，其中工作台由一框架和排列安装若干个万向滚轮组成，各万向滚轮顶部构成一滚动支撑台面，用于移动和承载板材。定位夹紧结构由横纵限位板及板材横向夹紧结构组成，将板材在滚动支撑台面上平面定位夹紧。钻孔装置用于对板材背面钻孔，使用时，先将板材的背面朝上放置在滚动支撑台面上，并移动到定位位置后横向夹紧，然后由钻孔装置工作。上述钻孔机仅适用中厚板使用，无法用于薄板及厚板，因靠多个滚轮形成多个顶点支撑板材，稳定性不好，受力有限，易出现破板，钻孔精度低。

专利号为ZL200710024231.6公开了一种钻孔机，它解决了现有钻孔机台面对薄板容易打穿和打碎的问题，其采用“非”字形漏空的固定支撑台面，解决现在钻孔机钻孔孔型不佳问题采用机头包括主轴回转机构、z轴进给机构、冷却水供给结构及偏心拓孔机构。 参照图1和图2，这种自动板材钻孔机主轴1’（主轴1’端部设有钻头2’）的工作方式是先垂直下钻，钻到石板材4’的指定深度，然后主轴1’偏转一固定角度，作摆动运动进行拓孔，与国内外普通背栓式自动钻孔机工作方式类似，从图3中可看出，背栓孔3’底部进行了过多无用的加工，底面呈弧面，不利于干挂时与锚栓（图中未画出）连接，同时由于拓孔深度偏大，降低了石板材4’的连接强度。

另外，依照目前市场的需求，客户希望能够在加工背栓孔的同时，加工出一个尺寸较大的台阶，以满足工程施工的需要。为了加工出台阶，现有的加工方式如图4和图5所示，钻头2’’具有上刀头21’’和下刀头22’’，钻头2’’先垂直下钻至石板材4’’的指定深度，然后主轴1’’偏转并进行拓孔，由于其主轴1’’工作方式的局限性，钻头2’’的上方无法进行大角度的摆动运动，故加工出的台阶尺寸偏小，难以符合工程施工的需要，而且从图中可看出，这种方法加工出的台阶6’’形状不规则（呈弧面），同时参照图6，使用时锚栓5’’的上部悬空架在台阶6’’的弧面上，造成锚栓5’’的有效连接长度变短，容易出现连接松动的情况，长时间使用还会造成安全隐患。

发明内容

本发明提供了一种背栓式钻孔机以及利用该种背栓式钻孔机加工背栓孔的方法，它能通过平移进行拓孔，其目的在于克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明的技术方案如下：

背栓式钻孔机，包括机架、安装于机架上的工作台和横梁、石板材紧固装置、电控箱以及安装于横梁上的钻孔装置，所述背栓式钻孔机还包括使横梁平移的拓孔装置，该拓孔装置包括电机、减速机、偏心轴以及用于控制偏心轴转动圈数的编码器，所述偏心轴的一端连接于横梁；另一端与由电机带动的减速机传动连接。

作为本发明的改进，所述横梁上安装有两个可调节相互间距的钻孔装置，且所述钻孔装置上均设有一用于稳定进给速度的弹簧返回型液压阻尼器。

作为本发明的进一步改进，所述减速机为蜗轮蜗杆减速机；所述工作台包括框架和带有网孔的面板，框架内安装有可升降的万向滚轮装置，且万向滚轮装置的万向滚轮可一一对应地伸入网孔内。

一种利用背栓式钻孔机加工石板材背栓孔的方法，它包括以下步骤：a、将石板材背面朝上放置于工作台上，滚动至指定位置后，利用石板材紧固装置固定；b、调节两钻孔装置的位置，并按照预设的深度进行垂直钻孔；c、启动拓孔装置，偏心轴带动横梁上的钻孔装置左、右平移，从而使旋转的钻头左、右平移，并最终完成背栓孔的加工。

由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明与现有背栓孔加工方法全然不同，其采用先按深度钻孔，然后再带动旋转的钻头平移的方式，这种加工方式对石板材的破碎强度较小，在加工时，不易绞碎石板材，即石板材加工成品率较高；另外，由于破碎强度小，本发明的钻孔及可对较薄的石板材进行加工。

2、钻孔装置的钻头在背栓孔的底面左、右平移，其底面较为平整，几乎没有进行过多的无用加工，在利用锚栓进行干挂时，可极大提高干挂的安全系数。

3、本发明的背栓式钻孔机的钻孔深度和拓孔宽度都能进行精确地调节，其加工出的背栓孔尺寸精确、精度高。

4、背栓式钻孔机的两个钻孔装置同步工作，其能确保两个背栓孔具有相同的尺寸，以便于进行干挂。

5、本发明的钻孔装置上设有弹簧返回型液压阻尼器，它能确保钻孔装置具有稳定的进给速度。

6、根据实际生产需要，本发明只需更换钻孔装置的钻头，便可钻出普通背栓孔或者带有台阶面的背栓孔。

附图说明

图1为现有钻孔机钻孔的工作示意图。

图2为现有钻孔机拓孔的工作示意图。

图3为经现有钻孔机加工后的背栓孔示意图。

图4为现有钻孔机加工带台阶的背栓孔的工作示意图。

图5为现有钻孔机加工后的带台阶的背栓孔示意图。

图6为现有背栓孔与锚栓连接示意图。

图7为本发明的背栓式钻孔机的结构示意图。

图8为背栓式钻孔机另一视角的结构示意图。

图9为图8中A部分的放大示意图。

图10为工作台及万向滚轮支撑升降装置的结构示意图。

图11为工作台内部的结构示意图。

图12为背栓式钻孔机加工普通背栓孔的工作示意图。

图13为背栓式钻孔机加工普通背栓孔的拓孔示意图。

图14为经背栓式钻孔机加工后的普通背栓孔示意图。

图15为背栓式钻孔机加工带台阶面的背栓孔示意图。

图16为背栓式钻孔机加工带台阶面背栓孔平移时的示意图。

图17为经背栓式钻孔机加工后的带台阶面的背栓孔示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。

实施例一

参照图7,背栓式钻孔机包括底部的机架1、电控箱2、石板材紧固装置3（用于将石板材压紧于工作台4上，本实施例为一个气缸）、安装于机架1上的工作台4和横梁5、拓孔装置以及安装于横梁5上的两个钻孔装置7。电控箱2设置在机架1上，其采用PLC控制系统，自动进刀、退刀、钻孔、拓孔，操作简便，加工精度高，提高了生产效率，进而提高企业的经济效益。

同时参照图11和图12，工作台4包括框架41和带有网孔的面板42，面板42安装于框架41上端，它由底层的塑料板和表层的橡胶板组成，框架41和面板42配合能有效支撑待加工的石板材。框架41内安装有可升降的万向滚轮装置，该万向滚轮装置由滚轮支座81、间隔分布于滚轮支座81上的万向滚轮82以及万向滚轮支撑升降装置83组成，滚轮支撑升降装置83具有一气缸84，该气缸84的两端分别与滚轮支座81和机架1连接，使用时，气缸84可推动滚轮支座81上下运动，进而控制万向滚轮82的位置，确保万向滚轮82可一一对应地伸入网孔内，从而便于石板材的移动。

同时参照图8和图10，钻孔装置7在现有技术中较为常见，本发明有两个钻孔装置7安装在横梁5上，这两个钻孔装置7均可根据实际需要在横梁5上运动，通过控制两者的间距，以按需求定出石板材上钻孔的距离。钻孔装置7主要包括钻头转动控制机构、钻头进给控制机构和稳速装置。钻头转动控制机构由通用电机作为输入动力，经带传动输出动力，使主轴71高速回转，主轴71与钻头72通过螺纹连接牢固进行工作。钻头进给控制机构由通用气缸作为执行钻头钻孔深度进给的元件。本发明的稳速装置，其采用弹簧返回型液压阻尼器73以够获得稳定的进给速度，防止破板及获得精度良好的孔。另外，为了加工出如图14所示的背栓孔9，本实施例的钻头72形状大致呈圆台状。

同时参照图9，拓孔装置包括电机61、分别位于左、右两端的涡轮蜗杆减速机62、偏心轴63以及编码器64，偏心轴63转动圈数由编码器64控制以满足精度要求，电机61带动蜗轮蜗杆减速机62工作。两蜗轮蜗杆减速机62之间通过传动轴65相互连接；偏心轴63的两端分别与横梁5以及涡轮蜗杆减速机62传动连接。使用时由电机61作为输入动力，经蜗轮蜗杆减速机62带动偏心轴63转动，而横梁5与偏心轴63连接，因此横梁5会随着偏心轴63的转动进行小幅度的左右平移，从而带动两个钻孔装置7同步移动，进而使高速旋转的钻头72左右平移，并最终完成拓孔操作。

同时参照图12、13和14，利用上述背栓式钻孔机加工石板材背栓孔的方法，它包括以下步骤：a、将石板材10背面朝上放置于工作台4上，滚动至指定位置后，利用石板材紧固装置3固定；b、调节两钻孔装置7的位置和间距，并按照预设的深度进行垂直钻孔，如图12所示；c、启动拓孔装置，偏心轴63带动横梁5上的钻孔装置7左、右平移，从而使旋转的钻头72左、右平移，如图13所示，并最终完成背栓孔9的加工。

实施例二

参照图15、16和17，本实施例与上述实施例一的结构基本相同且拓孔方法完全相同，其主要区别在于本实施例的钻头72’具有上刀头721’和下刀头722’，下刀头722’与实施例一形状相同，上刀头721’呈扁圆柱形，这种钻头72’能加工出带有台阶面91’的背栓孔9’，且加工出的台阶面91’较为平整。

上述仅为发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (4)

1.背栓式钻孔机，包括机架、安装于机架上的工作台和横梁、石板材紧固装置、电控箱以及安装于横梁上的钻孔装置，其特征在于：所述背栓式钻孔机还包括使横梁平移的拓孔装置，该拓孔装置包括电机、减速机、偏心轴以及用于控制偏心轴转动圈数的编码器，所述偏心轴的一端连接于横梁；另一端与由电机带动的减速机传动连接。

2.如权利要求1所述的背栓式钻孔机，其特征在于：所述横梁上安装有两个可调节相互间距的钻孔装置，且所述钻孔装置上均设有一用于稳定进给速度的弹簧返回型液压阻尼器。

3.如权利要求1所述的背栓式钻孔机，其特征在于：所述减速机为蜗轮蜗杆减速机；所述工作台包括框架和带有网孔的面板，框架内安装有可升降的万向滚轮装置，且万向滚轮装置的万向滚轮可一一对应地伸入网孔内。

4.一种利用权力要求1所述的背栓式钻孔机加工石板材背栓孔的方法，其特征在于,它包括以下步骤：a、将石板材背面朝上放置于工作台上，滚动至指定位置后，利用石板材紧固装置固定；b、调节钻孔装置的位置，并按照预设的深度进行垂直钻孔；c、启动拓孔装置，偏心轴带动横梁上的钻孔装置左、右平移，从而使旋转的钻头左、右平移，并最终完成背栓孔的加工。

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