CN103341916A - 石墨块专用卧式多主轴双面数控钻床 - Google Patents

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黄成�
马升田
高翔
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Abstract

本发明公开了一种石墨块专用卧式多主轴双面数控钻床,包括立柱、床身、移动工作台和电气系统,所述床身的左右两侧分别设有立柱,在两个立柱之间设有可沿X方向移动的移动工作台,移动工作台上设有一个带有工件定位工装的旋转工作台,旋转工作台的上方设有自动压料装置,在两个立柱上各安装有可沿Z轴上下移动的多轴钻削动力头,两个多轴钻削动力头的主轴在同一个立面上运动,多轴钻削动力头沿Y向相对进给与退出;所述多轴钻削动力头包括由一个电机输出轴带动的至少2个钻削主轴,每个钻削主轴上设有一个钻头。本发明两个多轴钻削动力头同时工作,工作效率高,旋转工作台可对工件90°旋转,自动化程度高,排削顺畅,改善工况环境。

Description

石墨块专用卧式多主轴双面数控钻床
技术领域
[0001] 本发明涉及一种制造化工防腐设备的专用机床,特别涉及一种主要用于换热设备的石墨块钻孔的卧式多主轴双面数控钻床。
背景技术
[0002] 现有化工机械行业应用的主要有使用摆臂钻的垂直方向钻孔、用土制或改造的钻床水平方向钻孔。这两种加工方式首先工件孔的位置是靠划线与模板两种形式来保证,钻孔是人工对准、人工进给,加工精度低等问题。最近这些年随着数控技术的兴起,新的技术越来越被应用,由本专利权人在2012年完成的发明名称为“三维深孔数控钻床”的实用新型专利,是将水平方向和垂直方向组合在一起,同时对工件进行加工,采用四个动力头同时加工工件,提高了工作效率,但是这种设备还存在着垂直方向钻孔排削不畅,影响加工效率、工况环境差的问题。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题,提供一种工作效率高、工作劳动强度小、自动化程度高、改善工况环境的卧式多轴双面数控钻床。
[0004] 为解决这一技术问题,本发明提供了一种石墨块专用卧式多主轴双面数控钻床,包括立柱、床身、移动工作台和电气系统,所述床身的左右两侧分别设有立柱,在两个立柱之间设有可沿X方向移动的移动工作台,所述移动工作台上设有一个带有工件定位工装的旋转工作台,所述旋转工作台的上方设有自动压料装置,所述两个立柱上各安装有一套多轴钻削动力头,所述多轴钻削动力头可沿Z轴上下移动,两个多轴钻削动力头的主轴在同一个立面上运动,多轴钻削动力头沿Y向相对进给与退出。
[0005] 所述多轴钻削动力头包括由一个电机输出轴带动的至少2个钻削主轴,每个钻削主轴上设有一个钻头。
[0006] 所述多轴钻削动力头包括由一个电机输出轴带动的2个、3个或3个以上钻削主轴。
[0007] 所述自动压料装置由龙门架支撑,为液压压料装置或气动压料装置。
[0008] 所述工件定位工装是指为圆形、方形或长方形工件定位。
[0009] 两个多轴钻削动力头均设有刀具导向装置,所述刀具导向装置上设有供多轴钻削动力头的钻头通过的导向孔,刀具导向装置与多轴钻削动力头设置在同一个滑板上,所述刀具导向装置上设有驱动装置V,该驱动装置V驱动刀具导向装置在滑板上与多轴钻削动力头一起沿Z轴上下移动及Y轴水平进给。
[0010] 所述的电气系统包括PLC和上位机,PLC控制各驱动装置和多轴钻削动力头,PLC与上位机相连。
[0011] 有益效果:本发明与现有技术相比,采用七个数控轴、两个多轴钻削动力头和旋转工作台,两个多轴钻削动力头同时工作,并可对工件90 °旋转,自动化程度高,排削顺畅,工 作效率高,工人劳动强度小,便于防尘除尘,改善工况环境。
附图说明
[0012] 图1为本发明的结构示意主视图;
[0013] 图2为本发明的结构示意左视图;
[0014] 图3a为本发明加工圆形工件时的示意图;
[0015] 图3b为本发明加工圆形工件时工件旋转90°的示意图;
[0016] 图4为本发明加工方块形工件时的示意图;
[0017] 图5为本发明加工长方块形工件时的示意图。
[0018] 图中:1立柱、2床身、3移动工作台、4旋转工作台、5自动压料装置、6多轴钻削动力头、7刀具导向装置、8工件定位工装、9钻头、10工件。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。
[0020] 图1所示为本发明的结构示意主视图。
[0021] 图2所示为本发明的结构示意左视图。
[0022] 本发明立柱1、床身2、移动工作台3、旋转工作台4、自动压料装置5、多轴钻削动力头6、刀具导向装置7、工件定位工装8、电气系统和气动系统。
[0023] 所述床身2的左右两侧分别设有立柱1,在两个立柱I之间设有移动工作台3,移动工作台3设置在床身2上,移动工作台3通过驱动装置I可沿X轴方向水平移动。
[0024] 所述驱动装置I包括直线导轨、滚珠丝杠副和伺服电机,直线导轨和伺服电机设置在床身2上,滚珠丝杠副的丝母与移动工作台3相固定,滚珠丝杠副的丝杠与伺服电机的输出轴连接,伺服电机驱动丝杠转动,从而带动移动工作台3在床身2上水平移动。
[0025] 所述移动工作台3上设有带有工件定位工装8的旋转工作台4,用于放置工件10。
[0026] 所述工件定位工装8是指为圆形、方形或长方形工件定位。
[0027] 所述旋转工作台4的上方通过龙门架设有自动压料装置5,将工件10进行装夹定位并可对工件10进行90°旋转,从而实现对石墨工件10的料孔和水孔的钻孔加工。
[0028] 所述自动压料装置5由龙门架支撑,为液压压料装置或气动压料装置。
[0029] 所述移动工作台3的两端安装有伸缩式不锈钢防护罩,可起到保护及美观作用。
[0030] 所述两个立柱I上各安装有一套多轴钻削动力头6,多轴钻削动力头6通过驱动装置II驱动其可沿Z轴上下移动,
[0031] 所述多轴钻削动力头6包括由一个电机输出轴带动的至少2个钻削主轴,每个钻削主轴上设有一个钻头9,加工效率大大提高。
[0032] 所述多轴钻削动力头6包括由一个电机输出轴带动的2个、3个或3个以上钻削主轴,可同时钻四个孔、六个孔或八个孔,是现有技术数控钻床四个动力头的1、1.5或2倍,大
大提高了工作效率。
[0033] 所述两个多轴钻削动力头6主轴在同一个立面上运动,并可Y向左右进给和退出,钻头9分别从工件10的左右面向中间进给,将料孔或水孔钻透。
[0034] 钻头9正面相对,多个钻头9可横向排列也可纵向排列,工作时左右面的钻头同时向中心线进给,一边先钻过中心线,另一边再钻到中心线,既要把孔钻透又不使钻头干涉。
[0035] 多轴钻削动力头6安装在滑板上,并设置驱动装置II,其刀具进给是由伺服电机驱动,以提高进给速度,电机安装在尾座上,尾座与直线导轨滑座相固定,并由直线导轨导向,直线导轨运动过程中摩擦力小,精度高,不会对多轴钻削动力头6主轴的移动产生较大的阻力,即保证了传动的有效性,同时又可起到定位主轴作用,主轴转速采用无级变频调速,每个主轴电机配备一台变频器,针对加工的材质,可在系统中设定钻孔直径与转速的对应关系,在加工过程中系统可根据孔径的大小自动调整主轴转速,无需人工干预。
[0036] 为了便于对圆柱形工件10的加工,设置在立柱I上的两个多轴钻削动力头6均设有刀具导向装置7,用于长刀具加工过程中的辅助导向作用。
[0037] 所述刀具导向装置7上设有供多轴钻削动力头6的钻头9通过的导向孔,刀具导向装置7与多轴钻削动力头6设置在同一个滑板上,刀具导向装置7和多轴钻削动力头6之间连接有驱动装置V,该驱动装置V驱动刀具导向装置7水平移动,刀具导向装置7在滑板上即可同多轴钻削动力头6 —起沿Z轴上下移动,又可Y轴水平进给。
[0038] 驱动装置V与驱动装置I结构及安装方式相同,可做到根据钻孔位置变化,自动移动至定位位置,以适应直径方向位置的变化,当被加工工件10是圆形时,刀具导向装置7要根据工件圆周的变化与钻削主轴同步自动调整位置,以达到尽可能近的靠近工件以保证导向的有效性。
[0039] 为了控制方便,所述的电气系统包括PLC和上位机,采用PLC+上位机进行控制,PLC控制各驱动装置和多轴钻削动力头6,PLC与上位机相连,上位机方便工件加工程序的存储与输入,操作简便。软件工作平台为WINXP,操作界面友好,资源管理清晰有效,具有强大的编程功能;工件尺寸可以人工键盘输入,也可以U盘接口输入,并可进行CAD/CAM直接转换,免去手工编程的繁琐。根据用户的CAD版图纸,系统的上位机程序可自动的将工件图转换为加工程序,并将数据发送给PLC,根据已确定的基准点,PLC将指令发送至各执行单元,并时刻检测各执行单元的动作情况。
[0040] 图3a所示为本发明加工圆形工件时的示意图。
[0041] 图3b所示为本发明加工圆形工件时旋转90°的示意图。
[0042] 圆形工件10以工件外圆定位进行立式装夹定位,并可对工件进行旋转。
[0043] 图4所示为本发明加工方块形工件时的示意图。
[0044] 图5所示为本发明加工长方块形工件时的示意图。
[0045] 将圆块、方块或长方块工件10装夹定位加工完一个面的孔后,对工件10进行旋转90°,再对工件10垂直方向孔加工,即当工件平面的料孔加工完成后,旋转90°可实现对工件垂直方向的水孔加工,工件10的夹紧由位于工件10上部的自动压料装置5实现。
[0046] 本发明与现有技术相比,具有以下优点:
[0047] I)工作效率高:两个多轴钻削动力头同时工作,每个钻削动力头设有两个以上钻头,如每个动力头装三个钻头,可同时钻六个孔,是现有技术数控钻床四个动力头的1.5倍,因此,工作效率高;
[0048] 2)钻孔速度快:本发明的两个多轴钻削动力头水平方向进给钻孔,由于垂直方向钻孔排削不畅,故比现有技术的两个水平和两个垂直动力头钻孔排削顺畅,钻头的转速和进给速度是垂直方向钻孔的1-2倍,因此,排削顺畅,钻孔速度快;[0049] 3)工件装夹自动化程度高:工件一次定位两次夹紧就可完成全部加工,将工件放置在旋转工作台的工件定位工装上,有自动压料装置夹紧工件。工件定位后第一次装夹,完成工件料孔加工后,对工件旋转90°后夹紧,可完成工件圆弧面或垂直面上的水孔加工。可在一台设备上加工完成垂直、水平两个方向的孔;本发明工件装夹是靠气动自动完成,只需几秒钟就可完成工件装夹。比现在技术是靠人工手动完成,完成一次装夹最少要二十分钟左右,装夹效率可提高数几十倍;
[0050] 4)产品成本低:本发明设有两个多轴钻削动力头和七个数控轴;比现有技术的四个动力头、十一个数控轴、另有龙门横梁的成本降低了 1/3 ;
[0051] 5)劳动强度小:一个人可同时操作两台以上设备,不需要人工手工操作,靠计算机指令进行工件加工,工人可以远离工件,减少吸尘,工况环境便于治理;
[0052] 6)自动化程度高:本发明采用七个数控轴、两个多轴钻削动力头、旋转工作台、工件定位工装和自动压料装置,并采用特殊的电气控制,将工件图输入给计算机,机床自动进行定位加工,出错少、精度高,自动化程度高。
[0053] 本发明上述实施方案,只是举例说明,不是仅有的,所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。

Claims (7)

1.一种石墨块专用卧式多主轴双面数控钻床,包括立柱(I)、床身(2)、移动工作台(3)和电气系统,所述床身(2)的左右两侧分别设有立柱(1),在两个立柱(I)之间设有可沿X方向移动的移动工作台(3),其特征在于:所述移动工作台(3)上设有一个带有工件定位工装(8)的旋转工作台(4),所述旋转工作台(4)的上方设有自动压料装置(5),所述两个立柱(I)上各安装有一套多轴钻削动力头(6),所述多轴钻削动力头(6)可沿Z轴上下移动,两个多轴钻削动力头(6)的主轴在同一个立面上运动,多轴钻削动力头(6)沿Y向相对进给与退出。
2.根据权利要求1所述的石墨块专用卧式多主轴双面数控钻床,其特征在于: 所述多轴钻削动力头(6)包括由一个电机输出轴带动的至少2个钻削主轴,每个钻削主轴上设有一个钻头(9)。
3.根据权利要求2所述的石墨块专用卧式多主轴双面数控钻床,其特征在于: 所述多轴钻削动力头(6)包括由一个电机输出轴带动的2个、3个或3个以上钻削主轴。
4.根据权利要求1所述的石墨块专用卧式多主轴双面数控钻床,其特征在于: 所述自动压料装置(5 )由龙门架支撑,为液压压料装置或气动压料装置。
5.根据权利要求1所述的石墨块专用卧式多主轴双面数控钻床,其特征在于: 所述工件定位工装(8 )是指为圆形、方形长或方形工件定位。
6.根据权利要求1所述的石墨块专用卧式多主轴双面数控钻床,其特征在于: 两个多轴钻削动力头(6)均设有刀具导向装置(7),所述刀具导向装置(7)上设有供多轴钻削动力头(6)的钻头(9)通过的导向孔,刀具导向装置(7)与多轴钻削动力头(6)设置在同一个滑板上,所述刀具导向装置(7)上设有驱动装置V,该驱动装置V驱动刀具导向装置(7)在滑板上与多轴钻削动力头(6) —起沿Z轴上下移动及Y轴水平进给。
7.根据权利要求1〜6任一项所述的石墨块专用卧式多主轴双面数控钻床,其特征在于:所述的电气系统包括PLC和上位机,PLC控制各驱动装置和多轴钻削动力头(6),PLC与上位机相连。
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