CN105328236B - 全自动三维钻孔装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种全自动三维钻孔装置,其结构简单,设计巧妙,布局合理,它针对传统钻孔设备不适合对某些体积庞大、构造复杂的工件进行钻孔操作、而只能采用人工钻孔操作的弊端,设计出一种能够驱动钻孔机构在三维空间上精确动作的结构,且它还能够根据需要在Z轴方向上旋转,同时其钻孔机构还能够实现翻转,上述多种动作的结合,实现在多个方向上进行定位和钻工加工的目的;并且它采用全自动化控制,操作人员在输入相关参数后,本装置即可以实现多个工件上多个孔的全自动加工,大大提高了工作效率,降低工人的劳动量;因此可以说它具备了多种优点,特别适合于在本领域中推广应用,其市场前景十分广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种机加工设备,特别是一种全自动三维钻孔装置。
背景技术
在对某些工件进行钻孔加工时,如果工件的体积较大,或工件的整体结构较为复杂,或需要在多个不同方向上进行钻孔操作时,则无法使用传统的自动钻孔设备进行操作,只能采用人工操作的方式进行。而人工操作不仅工作效率低下,而且需要耗费大量的劳动量,同时还难以保证加工精度。因此现在需要一种能够解决上述问题的新型钻孔装置。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足,提出一种结构简单,设计巧妙,动作灵活,可在多个方向上进行钻孔加工的全自动三维钻孔装置。
本发明的技术解决方案是:一种全自动三维钻孔装置,包括基础平台1,其特征在于:在基础平台1上对称地设置有两条X轴滑道2,在X轴滑道2上滑动连接有移动平台3,在移动平台3上设置有X轴移动电机,X轴移动电机输出端上的齿轮与沿基础平台1轴向设置的齿条5相啮合,在移动平台3上转动支承有转动齿盘19,与转动齿盘19相啮合的设置有三个在圆周上均匀分布的转动齿轮20,且转动齿轮20连接在固定设置于移动平台3上的转动电机21的输出端上,所述的转动齿盘19固定连接在转动平台22的底端,在转动平台22上对称地设置有两个Z轴导柱6,在Z轴导柱6上滑动连接有Z轴平台7,在Z轴导柱6的顶端设置有Z轴电机8,Z轴电机8所驱动的Z轴丝杠9与Z轴平台7上的丝母相匹配,在Z轴平台7上滑动连接有Y轴移动架10,沿Y轴移动架10的轴向设置有Y轴丝杠11,所述的Y轴丝杠11通过设置在Y轴移动架10上的Y轴电机18驱动,与Y轴丝杠11相匹配的丝母设置在Z轴平台7上,Y轴移动架10的末端设置有钻孔机构12,钻孔机构12上设置有通过钻孔电机驱动的钻头13,并且在钻孔机构12上还设置有与钻头13相配的摄像头14和红外瞄准器15,所述的钻孔机构12外固定连接有翻转齿盘16,钻孔机构12和翻转齿盘16共同转动支承在Y轴支撑架10的末端,在Y轴支撑架10上还设置有翻转电机17,翻转电机17输出端上的齿轮与翻转齿盘16相啮合,所述的X轴移动电机、Z轴电机8、Y轴电机18、钻孔电机、摄像头14、红外瞄准器15、翻转电机17和转动电机21都通过设置在转动平台22上的控制系统统一进行控制。
本发明同现有技术相比,具有如下优点:
本种结构形式的全自动三维钻孔装置,其结构简单,设计巧妙,布局合理,它针对传统钻孔设备不适合对某些体积庞大、构造复杂的工件进行钻孔操作、而只能采用人工钻孔操作的弊端,设计出一种能够驱动钻孔机构在三维空间上精确动作的结构,且它还能够根据需要在Z轴方向上旋转,同时其钻孔机构还能够实现翻转,上述多种动作的结合,实现在多个方向上进行定位和钻工加工的目的;并且它采用全自动化控制,操作人员在输入相关参数后,本装置即可以实现多个工件上多个孔的全自动加工,大大提高了工作效率,降低工人的劳动量;因此可以说它具备了多种优点,特别适合于在本领域中推广应用,其市场前景十分广阔。
附图说明
图1为本发明实施例的主视图。
图2为本发明实施例的俯视图。
图3为本发明实施例的立体状态示意图。
具体实施方式
下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1、图2、图3所示:一种全自动三维钻孔装置,包括基础平台1,在基础平台1上对称地设置有两条X轴滑道2,在X轴滑道2上滑动连接有移动平台3,在这个移动平台3上设置有X轴移动电机,在X轴移动电机的输出端上设有齿轮,该齿轮与沿着基础平台1的轴向设置的齿条5相啮合;
在所述的移动平台3上转动支承有转动齿盘19,在转动齿盘19的外缘与其相啮合的设置有三个转动齿轮20,并且这三个转动齿轮20在圆周上均匀分布,转动齿轮20位于转动电机21的输出端上,且转动电机21固定设置在移动平台3上,上述的转动齿盘19固定连接在转动平台22的底端;
在转动平台22上对称地设置有两个Z轴导柱6,在这对Z轴导柱6上滑动连接有Z轴平台7,在Z轴导柱6的顶端设置有Z轴电机8,这个Z轴电机8能够驱动Z轴丝杠9转动,而所述的Z轴丝杠9则与设置在Z轴平台7上的丝母相匹配;
在Z轴平台7上滑动连接有Y轴移动架10,沿着所述Y轴移动架10的轴向设置有Y轴丝杠11,并且这个Y轴丝杠11通过设置在Y轴移动架10上的Y轴电机18进行驱动,同时在Z轴平台7上还设置有与Y轴丝杠11相匹配的丝母;
在Y轴移动架10的末端设置有钻孔机构12,在钻孔机构12内设置有钻孔电机,钻孔电机能够驱动钻头13工作,在钻孔机构12上还设置有与钻头13相配的摄像头和红外瞄准器15,在钻孔机构12的外壁上还固定连接有翻转齿盘16,所述的钻孔机构12和翻转齿盘16共同转动支承在Y轴支撑架10的末端,在Y轴支撑架10上还设置有翻转电机17,位于翻转电机17输出端上的齿轮与上述的翻转齿盘16相啮合;
而上述的X轴移动电机、Z轴电机8、Y轴电机18、钻孔电机、摄像头14、红外瞄准器15和翻转电机17都通过设置在移动平台3上的控制系统统一进行控制;控制系统包括观察摄像头14传递来的视频信号的显示屏,同时还包括用于发出指令和设定各项参数的触摸屏。
所述的全自动三维钻孔装置的工作过程如下:当需要进行钻孔操作时,通过控制系统控制本装置中的各个驱动装置动作,最终实现钻孔机构12在三维空间上的运动和进给加工,具体步骤如下:
X轴移动电机工作,其工作端上的齿轮相对于固定设置的齿条5运动,进而驱动移动平台3在X轴滑道2上沿着X轴方向运动;
Z轴电机8工作,带动Z轴丝杠9转动,由于与Z轴丝杠9相匹配的丝母固定设置在Z轴平台7上,因此Z轴丝杠9的转动会驱动Z轴平台7沿着Z轴导柱6的轴向纵向运动;
Y轴电机18工作,带动Y轴丝杠11转动,由于与Y轴丝杠11相匹配的丝母舍哈子在Z轴平台7上,并且Y轴丝杠11所在的Y轴移动架10还滑动连接在Z轴平台1上,因此Y轴丝杠9的转动会驱动Y轴移动架10沿着自身的轴向(即Y轴方向)运动;
所有的转动电机21同时、同步动作,通过转动齿轮20驱动转动齿盘19转动,进而实现转动齿盘19上方的转动平台22以Z轴为轴的转动;
当需要在不同方向上进行进给加工时,翻转电机17工作,带动其输出端上的齿轮转动,由于该齿轮与固定连接在钻孔机构12外的翻转齿盘16相啮合,因此可以驱动钻孔机构12相对于Y轴移动架10的转动,进而实现在Z轴方向上(由下至上、由上至下)的进给加工和Y轴方向上的进给加工;
上述四个方向上的运动的合成(X轴方向、Y轴方向和Z轴方向平移,加上以Z轴为轴的转动),再配合钻孔机构12的角度调整,同时辅助以钻头13的高速转动,最终实现钻孔机构12在三维空间上的运动和加工进给;
由于在转动齿盘19的外圆周上均匀分布有三个与其啮合的转动齿轮20,因此可以抵抗在工作过程中由转动平台22及其上各部件所产生的倾覆力矩;
在工作过程中,摄像头14将采集到的视频信号传输到控制系统中,并在显示屏上播放,便于操作人员掌握实时的加工情况;在钻孔前,让本装置在驱动钻孔机构12在三维空间上运动,直至红外瞄准器15发射出的红外光照射到加工点处,由于红外瞄准器15与钻头13之间的相对位置不变,因此在利用红外瞄准器15确定加工点后,本装置会在预设的程序的控制下自动实时补偿动作,即运动一段距离(该距离等于红外瞄准器15的轴线与钻头13轴线之间的距离),让钻头13的轴线通过加工点,然后本装置再利用钻头13进行钻孔加工;
在预先输入程序后和各项参数后,本装置完全可以实现对单个(或多个)工件上单个(或多个)孔的自动钻孔加工,全程不需要人员守护。同时,由于它能够在三维空间上驱动钻孔机构12动作,且钻孔机构12还能够在多个角度之间切换,因此本装置特别适合与对某些体积庞大、构造复杂的工件进行钻孔加工。
Claims (1)
1.一种全自动三维钻孔装置,包括基础平台(1),其特征在于:在基础平台(1)上对称地设置有两条X轴滑道(2),在X轴滑道(2)上滑动连接有移动平台(3),在移动平台(3)上设置有X轴移动电机,X轴移动电机输出端上的齿轮与沿基础平台(1)轴向设置的齿条(5)相啮合,在移动平台(3)上转动支承有转动齿盘(19),与转动齿盘(19)相啮合的设置有三个在圆周上均匀分布的转动齿轮(20),且转动齿轮(20)连接在固定设置于移动平台(3)上的转动电机(21)的输出端上,所述的转动齿盘(19)固定连接在转动平台(22)的底端,在转动平台(22)上对称地设置有两个Z轴导柱(6),在Z轴导柱(6)上滑动连接有Z轴平台(7),在Z轴导柱(6)的顶端设置有Z轴电机(8),Z轴电机(8)所驱动的Z轴丝杠(9)与Z轴平台(7)上的丝母相匹配,在Z轴平台(7)上滑动连接有Y轴移动架(10),沿Y轴移动架(10)的轴向设置有Y轴丝杠(11),所述的Y轴丝杠(11)通过设置在Y轴移动架(10)上的Y轴电机(18)驱动,与Y轴丝杠(11)相匹配的丝母设置在Z轴平台(7)上,Y轴移动架(10)的末端设置有钻孔机构(12),钻孔机构(12)上设置有通过钻孔电机驱动的钻头(13),并且在钻孔机构(12)上还设置有与钻头(13)相配的摄像头(14)和红外瞄准器(15),所述的钻孔机构(12)外固定连接有翻转齿盘(16),钻孔机构(12)和翻转齿盘(16)共同转动支承在Y轴移动架(10)的末端,在Y轴移动架(10)上还设置有翻转电机(17),翻转电机(17)输出端上的齿轮与翻转齿盘(16)相啮合,所述的X轴移动电机、Z轴电机(8)、Y轴电机(18)、钻孔电机、摄像头(14)、红外瞄准器(15)、翻转电机(17)和转动电机(21)都通过设置在转动平台(22)上的控制系统统一进行控制。
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