CN103737329A - 钻孔攻丝机及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械加工技术领域，公开了一种钻孔攻丝机，包括钻孔模块和攻丝模块、输入模块、输出模块、驱动模块和控制模块，所述输入模块、钻孔模块、攻丝模块、输出模块和驱动模块均由所述控制模块控制，所述输入模块将工件输入，由所述驱动模块将工件移动至钻孔模块钻孔，再移动至攻丝模块攻丝，最后移动至输出模块输出。本发明还公开了钻孔攻丝机的加方法。本发明的钻孔和攻丝定位精确，并且钻孔和攻丝自动一体化；用PLC控制响应速度快，控制精度高。

Description

钻孔攻丝机及其加工方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，特别是一种钻孔攻丝机及其加工方法。

背景技术

现在已有的全自动工件打孔装置结构复杂，安装过程繁琐。自动打孔机构为超声波振动进刀打孔，或者连续激光全自动打孔，打孔机平台两侧的传输轨道上分别设置有定位后压紧气缸和定位前压紧气缸，侧面定位靠轮内侧的传输轨道上设置有同步带升降控制杆，定位前压紧气缸。这种定位机构定位不够精确，成本比较高，其攻丝的装置是独立的，即当把一个工件打孔完成后，需要人工定位，才能给该工件攻丝，工件打孔并且攻丝自动化程度低，这样导致生产效率比较低，人工成本也比较大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种钻孔攻丝机及其加工方法，通过气抓手对工件实现精确定位，通过控制模块实现全自动加工。

本发明采取的技术方案是：

一种钻孔攻丝机，包括钻孔模块和攻丝模块，其特征是，还包括输入模块、输出模块、驱动模块和控制模块，所述输入模块、钻孔模块、攻丝模块、输出模块和驱动模块均由所述控制模块控制，所述输入模块将工件输入，由所述驱动模块将工件移动至钻孔模块钻孔，再移动至攻丝模块攻丝，最后移动至输出模块输出，所述驱动模块包括驱动架和气抓手，所述气抓手在所述控制模块控制下在所述驱动架上实现前后左右上下移动，所述气抓手用于抓取移动工件，所述控制模块包括若干漫反射式传感器，所述控制模块根据所述若干漫反射传感器的反馈驱动所述气抓手移动定位。

进一步，所述钻孔攻丝机安装在工作台上，所述驱动架包括设置在工作台上方两侧的龙门框架，在所述龙门框架上设置水平滑动杆，所述水平滑动杆通过X轴电机驱动能够在所述龙门框架上沿所述水平滑动杆的法向方向滑动，在所述水平滑动杆下方挂设竖直滑动杆，所述竖直滑动杆通过Y轴电机驱动能够在所述水平滑动杆上沿所述水平滑动杆的径向方向滑动，所述气抓手通过Z轴电机驱动能够在所述竖直滑动杆上沿上下方向滑动。

进一步，所述输入模块包括输入电机、输入传送带和阻挡气缸，在靠近所述阻挡气缸的一侧设置漫反射传感器，所述输入电机驱动所述输入传送带运转输入工件，当所述漫反射传感器侦测到所述工件位于预定位置时，所述控制模块控制所述阻挡气缸伸出阻挡所述工件。

进一步，所述输出模块包括输出电机和输出传送带，所述输出电机驱动所述输出传送带运转输出工件。

进一步，所述钻孔模块包括钻削电机底座、钻削进给电机、钻削动力电机，钻头和钻削夹紧气缸，在工件装夹位置的一侧设置漫反射传感器。

进一步，所述攻丝模块包括攻丝电机底座、攻丝进给电机、攻丝动力电机、丝锥和攻丝夹紧气缸，在工件装夹位置的一侧设置漫反射传感器。

进一步，所述控制模块还包括PLC、步进电机驱动单元、交流电机驱动单元、传感器输入单元、气缸驱动单元，所述传感器输入单元接收漫反射传感器发出的工件位置信号，所述PLC根据所述工件位置信号，通过所述步进电机驱动单元控制所述X轴电机、Y轴电机和Z轴电机控制所述气抓手移动，通过所述交流电机驱动单元控制所述钻削进给电机、钻削动力电机、攻丝进给电机、攻丝动力电机、输入电机和输出电机工作，通过所述气缸驱动单元驱动所述阻挡气缸、钻削夹紧气缸、攻丝夹紧气缸和气抓手工作。

进一步，所述控制模块还包括触摸屏终端。

一种如上述的钻孔攻丝机的加工方法，其特征是，包括如下步骤：

（1）输入模块的传送带输入工件；

（2）漫反射传感器检测到工件传送到位后，阻挡气缸伸出活塞杆将工件定位；

（3）气抓手将工件搬运至钻孔模块并定位；

（4）钻孔模块对工件进行装夹并进行钻削；

（5）钻削完成后，钻孔模块松开工件，气抓手将工件搬运至攻丝模块并定位；

（6）攻丝模块对工件进行装夹并进行攻丝；

（7）攻丝完成后，攻丝模块松开工件，气抓手将工件搬运至输出模块；

（8）输出模块通过传送带将工件输出。

本发明的有益效果是：

（1）安装简单，成本价格合理，操作简单、安全、可靠；

（2）钻孔和攻丝定位精确，并且钻孔和攻丝自动一体化；

（3）用PLC控制响应速度快，控制精度高；

（4）扩展性好。

附图说明

附图1是本发明的模块框图；

附图2是本控制模块框图；

附图3是本发明中加工方法的流程图。

附图中的标号分别为：

1．输入模块；                             11．输入电机；

12．输入传送带；                       13．阻挡气缸；

2．钻孔模块；                             21．钻削电机底座；

22．钻削进给电机；                   23．钻削动力电机；

24．钻头；                                   25．钻削夹紧气缸；

3．攻丝模块；                             31．攻丝电机底座；

32．攻丝进给电机；                   33．攻丝动力电机；

34．丝锥；                                   35．攻丝夹紧气缸；

4．输出模块；                             41．输出电机；

42．输出传送带；                       5．驱动模块；

51．气抓手；                               52．龙门框架；

53．水平滑动杆；                       54．X轴电机；

55．竖直滑动杆；                       56．Y轴电机；

6．控制模块；                             61．漫反射传感器；

62．PLC；                                    63．步进电机驱动单元；

64．交流电机驱动单元；           65．传感器输入单元；

66．气缸驱动单元；                   67．触摸屏；

7．工作台；                                 S01-S01．框图步骤。

具体实施方式

下面结合附图对本发明钻孔攻丝机及其加工方法的具体实施方式作详细说明。

参见附图1，钻孔攻丝机包括输入模块1、钻孔模块2、攻丝模块3、输出模块4、驱动模块5和控制模块6，控制模块6对上述多个模块进行控制，实现全自动加工。各模块安装在工作台7上，输入模块1用于将工件输入至本机器，钻孔模块2用于将工件进行钻削加工，攻丝模块3用于将工件进行攻丝加工，输出模块4用于将加工完成的工件成品输出。驱动模块5用于将工件在各模块间进行搬运定位。

驱动模块5包括驱动架和气抓手51，气抓手51在控制模块控制下能够在驱动架上实现前后左右上下移动，驱动架包括设置在工作台7上方两侧的龙门框架52，在龙门框架52上设置水平滑动杆53，水平滑动杆53由其两端设置的X轴电机54，驱动水平滑动杆53在龙门框架52上沿水平滑动杆53的法向方向滑动，在水平滑动杆53下方挂设竖直滑动杆55，竖直滑动杆55的上方安装Y轴电机56，驱动竖直滑动杆55在水平滑动杆53上沿水平滑动杆53的径向方向滑动，气抓手51安装在竖直滑动杆55上，通过Z轴电机驱动使其能够在竖直滑动杆55上沿上下方向滑动。气抓手51用于抓取移动工件，控制模块6控制气抓手51的运动，实现将工件从一处搬运至另一处。

输入模块1包括输入电机11、输入传送带12和阻挡气缸13，输入电机11驱动传送带12转动来对工件进行运输，阻挡气缸13设置在传送带12靠近其输送末端，用于阻挡工件限制其继续传送。

输出模块4包括输出电机41和输出传送带42，输出电机41驱动输出传送带42运转将加工完成的工件输出至下一工序。

钻孔模块2包括钻削电机底座21、钻削进给电机22、钻削动力电机23，钻头24和钻削夹紧气缸25，通过其相互配合对工件实现钻销加工。

攻丝模块3包括攻丝电机底座31、攻丝进给电机32、攻丝动力电机33、丝锥34和攻丝夹紧气缸35，通过其相互配合对工件实现钻孔之后的攻丝加工。

参见附图2，控制模块6对整个机器实现控制，其包括漫反射传感器61，漫反射传感器61的安装位置可以是上述多个模块的多个位置，用于将在多个模块中移动加工的工件进行精确位置计算和定位。还包括PLC62、步进电机驱动单元63、交流电机驱动单元64、传感器输入单元65、气缸驱动单元66等，传感器输入单元65用于接收漫反射传感器61发出的工件位置信号，PLC62根据工件位置信号，通过步进电机驱动单元63控制X轴电机54、Y轴电机56和Z轴电机控制气抓手51移动，通过交流电机驱动单元64控制钻削进给电机22、钻削动力电机23、攻丝进给电机32、攻丝动力电机33、输入电机11和输出电机21工作，通过气缸驱动单元66驱动阻挡气缸13、钻削夹紧气缸25、攻丝夹紧气缸35和气抓手51工作。控制模块6的操作终端为触摸屏67，方便用户操作。

参见附图3，钻孔攻丝机的加工方法包括如下步骤：

（1）输入模块的传送带输入工件（图中S01步）。

工件由输入模块的一端通过人工或自动化方式放置在传送带上，输入电机由控制模块驱动后，将工件往靠近钻孔模块的一侧移动。

（2）漫反射传感器检测到工件传送到位后，阻挡气缸伸出活塞杆将工件定位（图中S02步）。

当漫反射式传感器检测到输入模块的传送带上有工件时，输入电机运行带动传送带继续运动，这时，阻挡气缸活塞伸出，当工件运动到阻挡气缸伸出的活塞位置时，工件停滞定位，等待加工。

（3）气抓手将工件搬运至钻孔模块并定位（图中S03步）。

当工件在阻挡气缸位置时，驱动模块的z轴电机反转运行，气抓手的电推缸伸出，气抓手的气缸动作夹紧工件，z轴电机正转使气抓手缩回，工件上升。y轴电机正转运行，气抓手携带工件到达钻削电机底座的正上方，z轴电机反转运行使气抓手伸出，至钻削夹紧气缸活塞前方位置后，钻孔模块侧边的漫反射式传感器对工件位置进行检测，确定工件位置后，气抓手放开，工件定位，钻削夹紧气缸活塞伸出夹紧工件。z轴电机反转使气抓手缩回，气抓手上升。

（4）钻孔模块对工件进行装夹并进行钻削（图中S04步）。

钻削动力电机正转，钻削进给电机正转，钻头通过钻模板对工件钻孔，钻孔完成后，钻削动力电机保持正转，钻削进给电机反转使钻头退出孔，孔加工完成。

（5）钻削完成后，钻孔模块松开工件，气抓手将工件搬运至攻丝模块并定位（图中S05步）。

z轴电机反转运行使气抓手的电推缸伸长，气抓手启动夹紧工件，钻削夹紧气缸活塞缩回使工件松开，z轴电机正转使气抓手缩回，y轴电机反转、x轴电机正转使得工件到达攻丝电机底座、攻丝夹紧气缸的活塞前方，z轴电机反转运行使气抓手伸出，攻丝模块一侧的漫反射式传感器检测工件位置、当漫反射式传感器信感应到工件后、攻丝夹紧气缸活塞伸出定位并夹紧工件。气抓手松开，z轴电机正转使气抓手缩回。

（6）攻丝模块对工件进行装夹并进行攻丝（图中S06步）。

攻丝动力电机正转带动丝锥转动，攻丝动力电机正转带动丝锥对工件攻丝，攻丝完成后，攻丝动力电机反转，攻丝进给电机反转使丝锥退出工件孔，工件攻丝完成。

（7）攻丝完成后，攻丝模块松开工件，气抓手将工件搬运至输出模块（图中S07步）。

攻丝夹紧气缸活塞缩回使工件松开，z轴电机使得气抓手伸出、气抓手启动抓紧工件。z轴电机正转使气抓手缩回，x轴电机正转、y轴电机正转将工件进入传送带2的上方。

（8）输出模块通过传送带将工件输出（图中S08步）。

z轴电机反转气抓手伸出将工件送到传送带上，气抓手松开，工件被传送带送到加工区域之外的周转箱。z轴电机正转电推缸缩回、气抓手上升、x轴、y轴电机正反转运行，使气抓手运动到阻挡气缸的活塞伸出的位置正上方，进入下一个工作周期。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种钻孔攻丝机，包括钻孔模块和攻丝模块，其特征在于：还包括输入模块、输出模块、驱动模块和控制模块，所述输入模块、钻孔模块、攻丝模块、输出模块和驱动模块均由所述控制模块控制，所述输入模块将工件输入，由所述驱动模块将工件移动至钻孔模块钻孔，再移动至攻丝模块攻丝，最后移动至输出模块输出，所述驱动模块包括驱动架和气抓手，所述气抓手在所述控制模块控制下在所述驱动架上实现前后左右上下移动，所述气抓手用于抓取移动工件，所述控制模块包括若干漫反射式传感器，所述控制模块根据所述若干漫反射传感器的反馈驱动所述气抓手移动定位。

2.根据权利要求1所述的钻孔攻丝机，其特征在于：所述钻孔攻丝机安装在工作台上，所述驱动架包括设置在工作台上方两侧的龙门框架，在所述龙门框架上设置水平滑动杆，所述水平滑动杆通过X轴电机驱动能够在所述龙门框架上沿所述水平滑动杆的法向方向滑动，在所述水平滑动杆下方挂设竖直滑动杆，所述竖直滑动杆通过Y轴电机驱动能够在所述水平滑动杆上沿所述水平滑动杆的径向方向滑动，所述气抓手通过Z轴电机驱动能够在所述竖直滑动杆上沿上下方向滑动。

3.根据权利要求1所述的钻孔攻丝机，其特征在于：所述输入模块包括输入电机、输入传送带和阻挡气缸，在靠近所述阻挡气缸的一侧设置漫反射传感器，所述输入电机驱动所述输入传送带运转输入工件，当所述漫反射传感器侦测到所述工件位于预定位置时，所述控制模块控制所述阻挡气缸伸出阻挡所述工件。

4.根据权利要求1所述的钻孔攻丝机，其特征在于：所述输出模块包括输出电机和输出传送带，所述输出电机驱动所述输出传送带运转输出工件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的钻孔攻丝机，其特征在于：所述钻孔模块包括钻削电机底座、钻削进给电机、钻削动力电机，钻头和钻削夹紧气缸，在工件装夹位置的一侧设置漫反射传感器。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的钻孔攻丝机，其特征在于：所述攻丝模块包括攻丝电机底座、攻丝进给电机、攻丝动力电机、丝锥和攻丝夹紧气缸，在工件装夹位置的一侧设置漫反射传感器。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的钻孔攻丝机，其特征在于：所述控制模块还包括PLC、步进电机驱动单元、交流电机驱动单元、传感器输入单元、气缸驱动单元，所述传感器输入单元接收漫反射传感器发出的工件位置信号，所述PLC根据所述工件位置信号，通过所述步进电机驱动单元控制所述X轴电机、Y轴电机和Z轴电机控制所述气抓手移动，通过所述交流电机驱动单元控制所述钻削进给电机、钻削动力电机、攻丝进给电机、攻丝动力电机、输入电机和输出电机工作，通过所述气缸驱动单元驱动所述阻挡气缸、钻削夹紧气缸、攻丝夹紧气缸和气抓手工作。

8.根据权利要求1所述的钻孔攻丝机，其特征在于：所述控制模块还包括触摸屏终端。

9.一种如权利要求8所述的钻孔攻丝机的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）输入模块的传送带输入工件；

（2）漫反射传感器检测到工件传送到位后，阻挡气缸伸出活塞杆将工件定位；

（3）气抓手将工件搬运至钻孔模块并定位；

（4）钻孔模块对工件进行装夹并进行钻削；

（5）钻削完成后，钻孔模块松开工件，气抓手将工件搬运至攻丝模块并定位；

（6）攻丝模块对工件进行装夹并进行攻丝；

（7）攻丝完成后，攻丝模块松开工件，气抓手将工件搬运至输出模块；

（8）输出模块通过传送带将工件输出。

Images