CN103894647B - 一种集装箱地板自动钻孔设备及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集装箱地板自动钻孔设备及其方法。所述集装箱地板自动钻孔设备包括有一悬臂装置，所述悬臂装置上设置有至少一横梁，所述至少一横梁通过纵向行走系统安装在所述悬臂装置上并沿该所述悬臂装置的纵向方向移动，且每一所述横梁上设置有多个钻孔单元，每一所述钻孔单元至少包括驱动机构以及由所述驱动机构驱动旋转的钻头，在每一所述横梁上还设置有一用以确定地板上欲钻孔位置的定位装置。本发明能够代替工人进行钻孔、扩孔作业，并有效减轻工作强度和工作量，提高自动化程度，改善钻孔质量稳定性。

Description

一种集装箱地板自动钻孔设备及其方法

技术领域

本发明涉及集装箱领域，特别是涉及一种集装箱地板自动钻孔设备及其方法。

背景技术

普通干货集装箱箱底通常由几块地板与位于其下方的若干件钢制底横梁组成，地板与底横梁之间采用自攻螺钉加以紧固和连接，用以承受箱内货载。普通干货集装箱生产中，地板在装配后需要在对应底横梁的位置横向钻一定数量的通孔(总数约200～400个/箱)，将地板与其下方的底横梁上翼边一起钻通。

但是，目前这种钻孔作业基本全部依靠人工作业模式，钻孔设备通常是采用手电钻、气钻或台钻小车等机构。由于地板钉数量较多，钻孔、扩孔工作量很大，工人在操作时全程需要弯腰动作，工作强度也非常大，人员异常辛苦，钻孔工作效率不高，同时受人为因素影响，钻孔质量也不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集装箱地板自动钻孔设备及其方法，能代替工人进行上述钻孔、扩孔作业，并有效减轻工作强度和工作量，提高自动化程度，改善钻孔质量稳定性。

为了实现上述目的，本发明提供一种集装箱地板自动钻孔设备，用以对一集装箱箱体内的地板进行钻孔作业，其特点在于，所述集装箱地板自动钻孔设备包括有一悬臂装置，所述悬臂装置上设置有至少一横梁，所述至少一横梁通过纵向行走系统安装在所述悬臂装置上并沿所述悬臂装置的纵向方向移动，且每一所述横梁上设置有多个钻孔单元，每一所述钻孔单元至少包括驱动机构以及由所述驱动机构驱动旋转的钻头，在每一所述横梁上还设置有一用以确定地板上欲钻孔位置的定位装置。

在本发明一实施例中，所述悬臂装置上沿其纵向方向还设置有多个定位信号点，对应于多排所述地板上欲钻孔位置，所述定位装置通过检测所述定位信号点确定所述地板上欲钻孔位置。

在本发明一实施例中，所述悬臂装置包括：固定支撑架，固定于地面上；以及固定式桁架，水平地连接于所述固定支撑架的一侧并悬空设置，所述固定式桁架的左、右两侧分别向外形成有一突出部。

在本发明一实施例中，所述纵向行走系统包括：第一固定座，设置于所述突出部的上表面，并沿所述固定式桁架的纵向方向布置；行走轨道，设置于所述突出部的外侧表面，并沿所述固定式桁架的纵向方向布置；第一安装座，其上具有与所述第一固定座滑动安装的第一安装部以及沿所述行走轨道行走的行走轮，且所述第一安装座与所述横梁连接；以及第一驱动装置，安装在该第一安装座上并驱动所述第一安装座沿所述固定式桁架的纵向方向移动。

在本发明一实施例中，每一所述钻孔单元还包括：第二安装座，与所述横梁连接；第一安装杆，连接在所述第二安装座的底部上；气缸，安装在所述第二安装座上；以及第三安装座，滑动安装在所述第一安装杆上，并与所述气缸驱动连接；其中，每一所述钻孔单元的所述驱动机构通过电机带动钢丝软轴驱动所述钻头旋转，且所述钻头安装在所述第三安装座上，所述气缸驱动所述第三安装座沿所述第一安装杆上下移动，进而带动所述钻头上下移动。

在本发明一实施例中，每一所述第二安装座上还具有第二安装部，且所述第二安装部与沿所述横梁的长度方向设置的第二固定座滑动安装。

在本发明一实施例中，每一所述第二安装座上还设置有固定件，并通过所述固定件将所述第二安装座固定于所述横梁上。

在本发明一实施例中，每一所述钻孔单元还包括：缓冲装置以及限位块。缓冲装置包括：第四安装座，固定安装在所述第三安装座上；第二安装杆，活动安装在所述第四安装座上；接触块，安装在所述第二安装杆的下端；以及弹簧，套装于所述第二安装杆上并位于所述第四安装座与所述接触块之间。限位块具有一连接部和一限位部，并通过所述连接部固定连接至所述第一安装杆的下端，所述限位部对应位于所述接触块的下方。

在本发明一实施例中，每一所述钻孔单元还包括：深度自动检测系统，邻近于所述钻头一侧设置，并在所述钻头钻孔或扩孔深度达到一预设值时发出信号以使所述气缸带动所述钻头向上移动至一上限位置。

在本发明一实施例中，每一所述钻孔单元还包括当所述钻头移动至所述上限位置时发出信号的上限位检测装置。

在本发明一实施例中，在所述固定式桁架上远离所述固定支撑架的一端的底部设置有端头滚轮，所述端头滚轮支承于所述集装箱箱体内的地板上。

在本发明一实施例中，所述悬臂装置还包括有一配重系统，相对于所述固定式桁架设置于所述固定支撑架的另一侧，所述配重系统包括一固定配重和/或一移动配重。

在本发明一实施例中，所述的集装箱地板自动钻孔设备还包括一箱外定位系统，所述箱外定位系统包括：定位块，对应于所述集装箱箱体邻近于所述固定支撑架的后端设置，并与该后端的端面和外侧面相抵接；第一箱外定位装置，对应于所述集装箱箱体远离于所述固定支撑架的前端设置，并与该前端的外侧面相抵接；第二箱外定位装置，对应于所述集装箱箱体远离于所述固定支撑架的前端设置，并与该前端的端面相抵接。

在本发明一实施例中，所述箱外定位系统还包括：引导装置，成喇叭状对应于所述集装箱箱体远离于所述固定支撑架的前端设置，并位于所述地面上供所述集装箱箱体移动的轨道的两侧。

在本发明一实施例中，所述的集装箱地板自动钻孔设备还包括一箱内定位系统，所述箱内定位系统包括：至少一组水平定位装置，设置在所述固定式桁架相对的两侧面上，并在水平方向上抵接于所述集装箱箱体两侧壁的内侧面上；至少一组垂直定位装置，设置在所述固定式桁架的顶面上，并在垂直方向上抵接于所述集装箱箱体顶壁的内侧面上。

在本发明一实施例中，所述水平定位装置为一组，设置于所述集装箱箱体远离于所述固定支撑架的前端，所述垂直定位装置为三组，间隔设置于所述集装箱箱体的中部。

为了实现上述目的，本发明还提供一种集装箱地板自动钻孔方法，其特点在于，包括：

步骤a，配置如上所述的集装箱地板自动钻孔设备；

步骤b，将集装箱箱体移动至一加工位置，并使所述集装箱地板自动钻孔设备的悬臂装置进入箱内；

步骤c，利用所述集装箱地板自动钻孔设备的纵向行走系统将所有横梁沿所述悬臂装置纵向移动；

步骤d，当所述横梁上的定位装置检测到地板上欲钻孔位置时，所有横梁停止移动，并由检测到该地板上欲钻孔位置的横梁上的多个钻孔单元的驱动机构驱动钻头旋转，对该地板上欲钻孔位置进行钻孔作业；

步骤e，当该地板上欲钻孔位置的钻孔作业完成之后，将检测到该地板上欲钻孔位置的横梁上的多个钻孔单元的钻头上升到位；

步骤f，重复步骤c至步骤e，直至完成所有地板上欲钻孔位置上的钻孔作业。

在本发明一实施例中，在步骤b中还包括：利用所述集装箱地板自动钻孔设备的箱外定位系统对所述集装箱箱体进行箱外定位；利用所述集装箱地板自动钻孔设备的箱内定位系统对所述集装箱箱体进行箱内定位。

在本发明一实施例中，在步骤c之前还包括：步骤c1，为所述集装箱地板自动钻孔设备的每一横梁设定其移动起始点和移动终点作为其负责范围，每一横梁通过其上的定位装置检测预设于所述悬臂装置上的定位信号点来确定其负责范围内的地板上欲钻孔位置。

在本发明一实施例中，在步骤d之后还包括：步骤d1，利用深度检测装置进行扩孔深度检测，且当扩孔深度达到要求后，所述深度检测装置发出信号表示钻孔作业完成。

在本发明一实施例中，在步骤e中还包括：步骤e1，利用上限位检测装置进行上限位检测，且当钻头上升到上限位置时，发出信号表示上升到位。

在本发明一实施例中，在步骤e中还包括：步骤e2，当检测到该地板上欲钻孔位置的横梁上的所述多个钻头单元都提升到上限位置后，再重复执行步骤c。

本发明的集装箱地板自动钻孔设备能够显著减轻作业人员的劳动强度，能实现钻孔和扩孔的一体化作业，并能减少作业人员；钻孔、扩孔工序相对集中，可有效缩短流水线长度；钻孔、扩孔作业减少了人为因素，提高钻孔质量。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的集装箱地板自动钻孔设备的结构示意图；

图2是图1的左侧剖视图；

图3是图1的俯视剖视图；

图4是图1中的钻孔单元的结构示意图；

图5是本发明另一较佳实施例的集装箱地板自动钻孔设备的结构示意图；

图6是图5的俯视剖视图；

图7是图5的侧视剖视图；以及

图8是利用本发明的集装箱地板自动钻孔设备进行自动钻孔的方法流程图。

具体实施方式

如图1～图3所示，本发明的集装箱地板自动钻孔设备100可配置在钻孔生产线上，用以对集装箱箱体300内的地板301进行钻孔作业。本发明的集装箱地板自动钻孔设备100主要包括有悬臂装置10、纵向行走系统20、至少一横梁30、多个钻孔单元40、以及设置在所述横梁30上并用以确定地板上欲钻孔位置3011的定位装置(图中未示)。较佳地，所述地板上欲钻孔位置3011是与地板下的底横梁303相对应。

较佳地，所述悬臂装置10可包括固定支撑架101以及固定式桁架11。其中，所述固定支撑架101是固定于地面200上，所述固定式桁架11是水平地连接于所述固定支撑架101的一侧并悬空设置。而在对应于所述固定式桁架11的地面200上还可对应铺设有一对平行的轨道203(可参考图6)，这样，在需要进行钻孔作业时，可利用安装在集装箱箱体300底部四角的角件上的行走轮302沿着所述轨道203移动，将集装箱箱体300移动到一加工位置上。

悬臂装置10上沿其纵向方向还设置有多个定位信号点51，分别对应于多排所述地板上欲钻孔位置3011，即一个所述定位信号点51与一排所述地板上欲钻孔位置3011相对应，所述定位装置是通过检测所述定位信号点51来确定所述地板上欲钻孔位置3011。当集装箱箱体300被移动到该加工位置上时，所述多个定位信号点51是分别对应于所述集装箱箱体300内的地板301上的多排地板上欲钻孔位置3011(即对应于地板301下的底横梁303)，此时即可利用该集装箱自动钻孔设备100对地板301开始进行钻孔作业。

较佳地，所述多个定位信号点51可设置在一可拆梁50上，从而可以根据所述地板301上的多排地板上欲钻孔位置3011之间的间距而先安装在该可拆梁50上，然后再将该可拆梁50安装在所述固定式桁架11一侧的外表面上。而在对应于该可拆梁50的安装侧，每一所述横梁30上还设置有一所述定位装置(图中未示)，用以通过检测所述定位信号点51来确定所述地板上欲钻孔位置3011。

这样，通过预设定位信号点51(定位信号点间距为底横梁钻孔排距)，并移动横梁30即可通过定位装置自动找准地板上欲钻孔位置3011，即通过间接定位方式来实现地板上欲钻孔位置的定位。其中，本实施例中的定位装置和定位信号点可为现有技术中常用的光电定位定位装置或是机械定位定位装置，在此不再赘述。

在本发明的另一实施例中，如图6所示，还可以通过直接定位的方式，即通过设置在横梁30上钻孔单元40下端上的定位装置70，利用接近开关的原理，直接检测地板301下的底横梁303的位置，从而确定地板上欲钻孔位置3011。这种直接定位的方式，精度比间接检测高，且省去了定位信号点的预先设置工时。在本实施例中的定位装置70及其检测定位方法为已知技术，在此不再赘述。

在本发明中，所述悬臂装置10还包括有一配重系统，所述配重系统包括一固定配重102和/或一移动配重103，且所述配重系统是相对于所述固定式桁架11设置于所述固定支撑架101的另一侧。较佳地，本发明通过固定配重102加上移动配重103的组合式配重，有效解决了固定式桁架11挠度对进出箱体时的影响。

在本发明中，在所述固定式桁架11上远离所述固定支撑架101的一端(图1中集装箱箱体300的前端F)的底部设置有端头滚轮105，所述端头滚轮105可支承于所述集装箱箱体300内的地板301上。这样，固定式桁架11及其上的横梁30的整体重量依靠所述固定支撑架101与所述端头滚轮105来支撑。对于20’箱，所述端头滚轮105可用固定支架代替。

如图1所示，所述至少一横梁30是通过纵向行走系统20安装在所述悬臂装置10上，并沿该所述悬臂装置10的纵向方向L移动，并且，每一所述横梁30上设置有多个钻孔单元40。在图1中，以40’箱为例，所述悬臂装置10上可设置10根横梁30，分别对应于图1中的标号①～⑩，每根横梁30上设置有10个钻孔单元40。但是，可以理解的是，本发明中横梁30的数目以及其上的钻孔单元40的数目并不以图1所示的数目为限，根据不同集装箱，可以使用不同数目的横梁，例如，20’箱可使用7根横梁。并且，根据每排地板上欲钻孔位置3011上欲钻孔的数目，每根横梁30上的钻孔单元40的数目也可进行调整。

如图2所示，所述固定式桁架11的左、右两侧分别向外形成有一突出部111。而所述纵向行走系统20主要包括：第一固定座23，设置于所述突出部111的上表面，并沿所述固定式桁架11的纵向方向L布置；行走轨道21，设置于所述突出部111的外侧表面，并沿所述固定式桁架11的纵向方向L布置；第一安装座25，其上具有与所述第一固定座23滑动安装的第一安装部24以及沿所述行走轨道21行走的行走轮22，且所述第一安装座25与所述横梁30连接；以及第一驱动装置26，安装在该第一安装座25上并驱动所述第一安装座25沿所述固定式桁架11的纵向方向L移动，从而可以带动整个横梁30及其上的钻孔单元40整体沿所述固定式桁架11的纵向方向L移动。

如图4所示，每一所述钻孔单元40至少包括驱动机构41以及由所述驱动机构41驱动旋转的钻头42，其中所述驱动机构41例如可为电机或其它驱动机构，并可以安装在横梁30上。在本发明中，所述驱动机构41可通过电机带动钢丝软轴421驱动所述钻头42旋转，以进行相关钻孔作业。

在本发明中，每一所述钻孔单元40还可包括：第二安装座61，与所述横梁30连接；第一安装杆62，连接在所述第二安装座61的底部上；气缸43，安装在所述第二安装座61上；以及第三安装座64，滑动安装在所述第一安装杆62上，并与所述气缸43驱动连接。其中，每一所述钻孔单元40的所述钻头42是安装在所述第三安装座64上，所述气缸43驱动所述第三安装座64沿所述第一安装杆62上下移动，进而可带动所述钻头42上下移动(即气缸推动钻头进给)。

在本发明另一实施例中，每一所述钻孔单元40还可进一步包括：缓冲装置44以及限位块45。所述缓冲装置44包括：第四安装座441，固定安装在所述第三安装座64上；第二安装杆442，活动安装在所述第四安装座441上；接触块443，安装在所述第二安装杆442的下端；以及弹簧444，套装于所述第二安装杆442上并位于所述第四安装座441与所述接触块443之间。所述限位块45具有一连接部451和一限位部452，并通过所述连接部451固定连接至所述第一安装杆62的下端，所述限位部452对应位于所述接触块443的下方。这样，当气缸43驱动所述第三安装座64向下移动时，所述接触块443可与所述限位部452接触，并通过所述弹簧444的压缩缓冲第三安装座64的向下移动，从而使得缓冲装置44可以模拟人工作业的方式进行钻孔作业。反之，当气缸43驱动所述第三安装座64向上移动时，所述接触块443可与所述限位部452脱离接触，在所述弹簧444的弹力作用下，所述接触块443可以回复到原始状态。

在本发明其它实施例中，每一所述钻孔单元40还可进一步包括：深度自动检测系统46和上限位检测装置(图中未示)。深度自动检测系统46可邻近于所述钻头42的一侧设置，并在所述钻头42钻孔或扩孔深度达到一预设值时发出信号，以使所述气缸43带动所述钻头42向上移动至一上限位置。而当所述钻头42移动至所述上限位置时所述上限位检测装置则会发出信号。

在本发明中，每一所述横梁30均具有各自的移动起始点和移动终点，所述移动起始点是对应于所述多个定位信号点51中的一个，而所述移动终点是对应于所述多个定位信号点51中的另一个，也即，每一所述横梁30是负责移动起始点至移动终点之间的多个定位信号点51所对应的地板上欲钻孔位置3011的钻孔作业，在移动过程中，当该横梁30上的定位装置检测到定位信号点时，该横梁30停止移动并进行相应钻孔作业。

在本发明中，每一所述横梁30上的所述多个钻孔单元40的布置是与其负责的地板上欲钻孔位置3011相对应。这样，当横梁30上的定位装置检测到定位信号点时，通过气缸43驱动第三安装座64向下移动，并通过缓冲装置44和限位块45的配合以及通过驱动机构41驱动相应的钻头42旋转，即可模拟人工作业方式对地板301上对应的一排地板上欲钻孔位置3011进行钻孔加工作业。

在本发明中，每一所述横梁30上的所述多个钻孔单元40可以是以预定布置方式固定在所述横梁30上，也可以是可移动地连接在所述横梁30上，用以调节所述多个钻孔单元40之间的间距，以使之与地板上欲钻孔位置相对应。在本发明中，所述钻孔单元40与所述横梁30之间的可移动地的连接可以通过以下方式实现：例如，沿所述横梁30的长度方向W设置第二固定座31，并在所述第二安装座61上设置与所述第二固定座31滑动安装的第二安装部63，通过二者的配合，即可实现所述钻孔单元40的横向调节。较佳地，每一所述第二安装座61上还设置有固定件65，通过所述固定件65可将所述第二安装座61固定于所述横梁30上，以使每一所述钻孔单元40中的所述钻头42与所述地板上欲钻孔位置3011相对应。

如图5～图7，示出了本发明另一实施例的集装箱地板自动钻孔设备的结构。在本实施例中，所述集装箱地板自动钻孔设备还包括一箱外定位系统和一箱内定位系统。

所述箱外定位系统包括：定位块81，对应于所述集装箱箱体300邻近于所述固定支撑架101的后端B设置，并与该后端B的端面和外侧面相抵接；第一箱外定位装置82，例如为油缸，对应于所述集装箱箱体300远离于所述固定支撑架101的前端F设置，并与该前端F的外侧面相抵接；第二箱外定位装置83，例如为组合气缸，对应于所述集装箱箱体300远离于所述固定支撑架101的前端F设置，并与该前端F的端面相抵接。

在本发明一实施例中，所述箱外定位系统还包括：引导装置84，成喇叭状对应于所述集装箱箱体300远离于所述固定支撑架101的前端F设置，并位于轨道203的两侧。这样，在所述集装箱箱体300横移到位后，利用喇叭状的引导装置84可使行走轮302对齐轨道203，然后拉箱到定位块81，通过定位块81可以对集装箱箱体300的后端B的端面和侧面固定而实现定位，而前端F可以通过第一箱外定位装置82实现南北向定位压紧，通过第二箱外定位装置83实现东西向压紧，从而实现了对集装箱箱体300的箱外定位。

所述箱内定位系统包括：至少一组水平定位装置85，例如为水平方向气缸，设置在所述固定式桁架11相对的两侧面上，并在水平方向上抵接于所述集装箱箱体300的两侧壁305的内侧面上；至少一组垂直定位装置86，例如为垂直方向气缸，设置在所述固定式桁架11的顶面上，并在垂直方向上抵接于所述集装箱箱体300的顶壁306的内侧面上。

在本发明一实施例中，所述水平定位装置85为一组，设置于所述集装箱箱体300远离于所述固定支撑架的前端F，所述垂直定位装置86为三组，间隔设置于所述集装箱箱体300的中部。这样，在箱外定位之后，在箱内即可通过该一组水平定位装置85与该三组垂直定位装置86即可分别在水平方向和垂直方向上配合定位，达到集装箱箱体300与所述固定式桁架11的相对定位，定位后的集装箱箱体300即可开始进行钻孔作业。

可以理解的是，在本发明中，所述集装箱自动钻孔设备还具有控制系统，以通过程序控制自动对地板进行钻孔、扩孔作业。

如图8所示，本发明的集装箱地板自动钻孔方法主要包括：

为了实现上述目的，本发明还包括一种集装箱地板自动钻孔方法，其特点在于，包括：

步骤a，配置如上所述的集装箱地板自动钻孔设备；

步骤b，将集装箱箱体移动至一加工位置，并使所述集装箱地板自动钻孔设备的悬臂装置进入箱内；

步骤c，利用所述集装箱地板自动钻孔设备的纵向行走系统将所有横梁沿所述悬臂装置纵向移动；

步骤d，当所述横梁上的定位装置检测到地板上欲钻孔位置时，所有横梁停止移动，并由检测到该地板上欲钻孔位置的横梁上的多个钻孔单元的驱动机构驱动钻头旋转，对该地板上欲钻孔位置进行钻孔作业；

步骤e，当该地板上欲钻孔位置的钻孔作业完成之后，将检测到该地板上欲钻孔位置的横梁上的多个钻孔单元的钻头上升到位；

步骤f，重复步骤c至步骤e，直至完成所有地板上欲钻孔位置上的钻孔作业。

在本发明一实施例中，在步骤b中还包括：利用所述集装箱地板自动钻孔设备的箱外定位系统对所述集装箱箱体进行箱外定位；利用所述集装箱地板自动钻孔设备的箱内定位系统对所述集装箱箱体进行箱内定位。

在本发明一实施例中，在步骤c之前还包括：步骤c1，为所述集装箱地板自动钻孔设备的每一横梁设定其移动起始点和移动终点作为其负责范围，每一横梁通过其上的定位装置检测预设于所述悬臂装置上的定位信号点来确定其负责范围内的地板上欲钻孔位置。

在本发明一实施例中，在步骤d之后还包括：步骤d1，利用深度检测系统进行扩孔深度检测，且当扩孔深度达到要求后，所述深度检测系统发出信号表示钻孔作业完成。

在本发明一实施例中，在步骤e中还包括：步骤e1，利用上限位检测装置进行上限位检测，且当钻头上升到上限位置时，发出信号表示上升到位。

在本发明一实施例中，在步骤e中还包括：步骤e2，当检测到该地板上欲钻孔位置的横梁上的所述多个钻头单元都提升到上限位置后，再重复执行步骤c。

下面将以具有预设的定位信号点和箱外定位系统和箱内定位系统的集装箱地板钻孔设备进行钻孔作业实施例详细描述利用本发明的集装箱自动钻孔设备进行钻孔加工作业的过程：

(1)操作人员操作将集装箱箱体从主流水线横向移动至钻孔生产线；

(2)利用拉箱小车将集装箱箱体纵向移动，移动过程中通过喇叭状引导装置使箱底的行走轮对齐轨道，并使固定式桁架11进入箱内；

(3)启动箱外定位系统和箱内定位系统，使集装箱箱体经箱外定位和箱内定位后定位于一加工位置，定位后的集装箱箱体上的地板上欲钻孔是与固定式桁架上的预设的定位信号点相对应；

(4)设置每一横梁的移动起始点和移动终点，作为其负责范围；

(5)纵向行走系统将多个横梁从移动起始点沿固定式桁架的纵向方向移动；

(6)某横梁上的定位装置检测到其负责范围内的定位信号点；

(8)所有横梁停止移动；

(9)检测到定位信号点的横梁上的多个钻孔单元的驱动机构驱动钻头旋转；

(10)检测到定位信号点的横梁上的多个钻孔单元的气缸推动钻头进给；

(11)检测到定位信号点的横梁上的多个钻孔单元进行钻孔作业；在钻孔作业过程中，通过缓冲装置和限位块的配合可实现模拟人工作业。

(12)检测到定位信号点的横梁上的多个钻孔单元的深度定位装置进行扩孔深度检测；

(13)当扩孔深度达到要求后，深度定位装置发出信号，气缸换向使钻头上升；

(14)上限位检测；当钻头上升到上限位置时，上限位定位装置发出信号；

(15)当检测到定位信号点的横梁上的所述多个钻头单元都提升到上限位置后，所有横梁继续移动；

(16)在步骤(6)～(15)之间循环；

(17)所有横梁均已检测到各自的移动终点并完成对应的钻孔作业；

(18)定位松开；

(19)拉箱小车自动将箱体沿纵向移动，使固定式桁架从箱内退出；

(20)操作将箱体横向移动回到主流水线，完成一个箱体的地板自动钻孔、扩孔作业。

本发明的集装箱自动钻孔设备能够显著减轻作业人员的劳动强度，能实现钻孔和扩孔的一体化作业，并能减少作业人员；钻孔、扩孔工序相对集中，可有效缩短流水线长度；钻孔、扩孔作业减少了人为因素，提高钻孔质量。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变型，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (22)

1.一种集装箱地板自动钻孔设备，用以对一集装箱箱体内的地板进行钻孔作业，其特征在于，所述集装箱地板自动钻孔设备包括有一悬臂装置，所述悬臂装置上设置有至少一横梁，所述至少一横梁通过纵向行走系统安装在所述悬臂装置上并沿所述悬臂装置的纵向方向移动，且每一所述横梁上设置有多个钻孔单元，每一所述钻孔单元至少包括驱动机构以及由所述驱动机构驱动旋转的钻头，在每一所述横梁上还设置有一用以确定地板上欲钻孔位置的定位装置。

2.根据权利要求1所述的集装箱地板自动钻孔设备，其特征在于，所述悬臂装置上沿其纵向方向还设置有多个定位信号点，对应于多排所述地板上欲钻孔位置，所述定位装置通过检测所述定位信号点确定所述地板上欲钻孔位置。

3.根据权利要求1所述的集装箱地板自动钻孔设备，其特征在于，所述悬臂装置包括：

固定支撑架，固定于地面上；以及

固定式桁架，水平地连接于所述固定支撑架的一侧并悬空设置，所述固定式桁架的左、右两侧分别向外形成有一突出部。

4.根据权利要求3所述的集装箱地板自动钻孔设备，其特征在于，所述纵向行走系统包括：

第一固定座，设置于所述突出部的上表面，并沿所述固定式桁架的纵向方向布置；

行走轨道，设置于所述突出部的外侧表面，并沿所述固定式桁架的纵向方向布置；

第一安装座，其上具有与所述第一固定座滑动安装的第一安装部以及沿所述行走轨道行走的行走轮，且所述第一安装座与所述横梁连接；以及

第一驱动装置，安装在该第一安装座上并驱动所述第一安装座沿所述固定式桁架的纵向方向移动。

5.根据权利要求1所述的集装箱地板自动钻孔设备，其特征在于，每一所述钻孔单元还包括：

第二安装座，与所述横梁连接；

第一安装杆，连接在所述第二安装座的底部上；

气缸，安装在所述第二安装座上；以及

第三安装座，滑动安装在所述第一安装杆上，并与所述气缸驱动连接；

其中，每一所述钻孔单元的所述驱动机构通过电机带动钢丝软轴驱动所述钻头旋转，且所述钻头安装在所述第三安装座上，所述气缸驱动所述第三安装座沿所述第一安装杆上下移动，进而带动所述钻头上下移动。

6.根据权利要求5所述的集装箱地板自动钻孔设备，其特征在于，每一所述第二安装座上还具有第二安装部，且所述第二安装部与沿所述横梁的长度方向设置的第二固定座滑动安装。

7.根据权利要求6所述的集装箱地板自动钻孔设备，其特征在于，每一所述第二安装座上还设置有固定件，并通过所述固定件将所述第二安装座固定于所述横梁上。

8.根据权利要求5所述的集装箱地板自动钻孔设备，其特征在于，每一所述钻孔单元还包括：

缓冲装置，其包括：

第四安装座，固定安装在所述第三安装座上；

第二安装杆，活动安装在所述第四安装座上；

接触块，安装在所述第二安装杆的下端；以及

弹簧，套装于所述第二安装杆上并位于所述第四安装座与所述接触块之间；以及

限位块，具有一连接部和一限位部，并通过所述连接部固定连接至所述第一安装杆的下端，所述限位部对应位于所述接触块的下方。

9.根据权利要求5所述的集装箱地板自动钻孔设备，其特征在于，每一所述钻孔单元还包括：

深度自动检测系统，邻近于所述钻头一侧设置，并在所述钻头钻孔或扩孔深度达到一预设值时发出信号以使所述气缸带动所述钻头向上移动至一上限位置。

10.根据权利要求9所述的集装箱地板自动钻孔设备，其特征在于，每一所述钻孔单元还包括当所述钻头移动至所述上限位置时发出信号的上限位检测装置。

11.根据权利要求3所述的集装箱地板自动钻孔设备，其特征在于，在所述固定式桁架上远离所述固定支撑架的一端的底部设置有端头滚轮，所述端头滚轮支承于所述集装箱箱体内的地板上。

12.根据权利要求11所述的集装箱地板自动钻孔设备，其特征在于，所述悬臂装置还包括有一配重系统，相对于所述固定式桁架设置于所述固定支撑架的另一侧，所述配重系统包括一固定配重和/或一移动配重。

13.根据权利要求3所述的集装箱地板自动钻孔设备，其特征在于，还包括一箱外定位系统，所述箱外定位系统包括：

定位块，对应于所述集装箱箱体邻近于所述固定支撑架的后端设置，并与该后端的端面和外侧面相抵接；

第一箱外定位装置，对应于所述集装箱箱体远离于所述固定支撑架的前端设置，并与该前端的外侧面相抵接；

第二箱外定位装置，对应于所述集装箱箱体远离于所述固定支撑架的前端设置，并与该前端的端面相抵接。

14.根据权利要求13所述的集装箱地板自动钻孔设备，其特征在于，所述箱外定位系统还包括：

引导装置，成喇叭状对应于所述集装箱箱体远离于所述固定支撑架的前端设置，并位于所述地面上供所述集装箱箱体移动的轨道的两侧。

15.根据权利要求13或14所述的集装箱地板自动钻孔设备，其特征在于，还包括一箱内定位系统，所述箱内定位系统包括：

至少一组水平定位装置，设置在所述固定式桁架相对的两侧面上，并在水平方向上抵接于所述集装箱箱体两侧壁的内侧面上；

至少一组垂直定位装置，设置在所述固定式桁架的顶面上，并在垂直方向上抵接于所述集装箱箱体顶壁的内侧面上。

16.根据权利要求15所述的集装箱地板自动钻孔设备，其特征在于，所述水平定位装置为一组，设置于所述集装箱箱体远离于所述固定支撑架的前端，所述垂直定位装置为三组，间隔设置于所述集装箱箱体的中部。

17.一种集装箱地板自动钻孔方法，其特征在于，包括：

步骤a，配置如权利要求1～16中任一权利要求所述的集装箱地板自动钻孔设备；

步骤b，将集装箱箱体移动至一加工位置，并使所述集装箱地板自动钻孔设备的悬臂装置进入箱内；

步骤c，利用所述集装箱地板自动钻孔设备的纵向行走系统将所有横梁沿所述悬臂装置纵向移动；

步骤d，当所述横梁上的定位装置检测到地板上欲钻孔位置时，所有横梁停止移动，并由检测到该地板上欲钻孔位置的横梁上的多个钻孔单元的驱动机构驱动钻头旋转，对该地板上欲钻孔位置进行钻孔作业；

步骤e，当该地板上欲钻孔位置的钻孔作业完成之后，将检测到该地板上欲钻孔位置的横梁上的多个钻孔单元的钻头上升到位；

步骤f，重复步骤c至步骤e，直至完成所有地板上欲钻孔位置上的钻孔作业。

18.根据权利要求17所述的集装箱地板自动钻孔方法，其特征在于，在步骤b中还包括：

利用所述集装箱地板自动钻孔设备的箱外定位系统对所述集装箱箱体进行箱外定位；

利用所述集装箱地板自动钻孔设备的箱内定位系统对所述集装箱箱体进行箱内定位。

19.根据权利要求17或18所述的集装箱地板自动钻孔方法，其特征在于，在步骤c之前还包括：

步骤c1，为所述集装箱地板自动钻孔设备的每一横梁设定其移动起始点和移动终点作为其负责范围，每一横梁通过其上的定位装置检测预设于所述悬臂装置上的定位信号点来确定其负责范围内的地板上欲钻孔位置。

20.根据权利要求19所述的集装箱地板自动钻孔方法，其特征在于，在步骤d之后还包括：

步骤d1，利用深度检测装置进行扩孔深度检测，且当扩孔深度达到要求后，所述深度检测装置发出信号表示钻孔作业完成。

21.根据权利要求20所述的集装箱地板自动钻孔方法，其特征在于，在步骤e中还包括：

步骤e1，利用上限位检测装置进行上限位检测，且当钻头上升到上限位置时，发出信号表示上升到位。

22.根据权利要求21所述的集装箱地板自动钻孔方法，其特征在于，在步骤e中还包括：

步骤e2，当检测到该地板上欲钻孔位置的横梁上的所述多个钻头单元都提升到上限位置后，再重复执行步骤c。