CN105364112B - 一种自动钻孔系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动钻孔系统，其包括自动上料机、自动钻孔机及控制机构，还可以包括自动堆料机。本发明提供的自动钻孔系统，能够代替人工，自动上料、钻孔、堆料，可以减少工人劳动量和劳动强度，降低人工成本；加快生产节奏，提高生产效率；提高重复钻孔的定位精度，提升产品合格率。

Description

一种自动钻孔系统

技术领域

本发明涉及一种打孔系统，尤其涉及一种自动钻孔系统。

背景技术

集装箱生产制造过程中，需要使用抽芯铆钉固定集装箱门上的门胶条和门压条。在该过程中，需要人工在门竖梁上手动配钻抽芯铆钉安装孔，以保证定位精度，从而用于固定门胶条和门压条。

然而，按照集装箱流水线的生产制造方式，每天会生产出集装箱300多台，如果每台集装箱使用4根门竖梁，每根门竖梁需钻20多个孔，则有大量的孔需要钻孔操作。

现有技术是采用气钻、电钻等工具进行手工钻孔，该钻孔工序所需工人劳动量大、劳动强度大，而且生产效率低、用工人数较多。

因此，期望获得一种技术方案，该技术方案能够代替人工进行自动钻孔，从而提高生产效率，提高产品合格率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动钻孔系统，该自动钻孔系统可以实现自动上料和自动钻孔，从而可以大大减少工人劳动量和劳动强度，从而降低人工成本，同时加快生产节奏，提高生产效率。另外，采用该自动钻孔系统还可以提高重复钻孔的定位精度，从而提升产品合格率，最终降低生产成本。

为了达到上述目的，本发明提供了一种自动钻孔系统，该系统包括：

自动上料机，其包括：上料机架，所述上料机架上设有导轨；上料小车，其设于上料机架上；上料小车驱动机构，其与所述上料小车连接以驱动上料小车沿导轨滑动；上料机构，其与所述上料小车连接，所述上料机构用于拿取和卸下待钻孔物料；

自动钻孔机，其包括：钻孔平台，所述钻孔平台上开设有下料口；钻机，其设于所述钻孔平台上，以对待钻孔物料进行钻孔；

控制机构，其与所述上料小车驱动机构、上料机构、钻机分别连接，以向其分别传输控制信号。

本发明所述的自动钻孔系统在工作时，通过自动上料机实现自动上料，即控制机构控制上料小车驱动机构驱动上料小车在导轨上滑动至待钻孔物料上方，然后控制机构控制上料机构拿取待钻孔物料，随后在控制机构的控制下，上料小车将待钻孔物料输送到自动钻孔机的钻孔平台上方，然后卸料；接着自动钻孔完成对物料的自动钻孔，即控制机构控制钻机对待钻孔物料进行钻孔，钻孔后的物料由下料口退出钻孔平台。

在现有技术的人工钻孔作业中，需人工自行取料、上料、钻孔，这需要耗费大量的人工；另外由于受到不同工人操作熟练程度和持续工作时长的限制，人工钻孔的工作效率也是十分低下的。相对于现有技术中的人工操作，本发明的自动钻孔系统可以自动取料、上料、钻孔，采用该自动钻孔系统可以实现钻孔的自动化，不受持续工作时长的限制，这样，既节省了人力，又可加快生产节奏，提高生产效率。

在本发明所述的自动钻孔系统中，上料机构用于实现待钻孔物料的拿取和卸下，其可以具有多种实现方式。

例如，在某些实施方式中，上料机构可以包括固定于上料小车上的取料气缸，所述取料气缸的活塞杆上设有电磁吸盘，所述控制机构分别与该取料气缸和电磁吸盘连接，以控制取料气缸的活塞杆在高度方向上伸缩，并控制电磁吸盘产生或撤除电磁力。也就是说，在这种实施方式下，当需要拿取物料时，控制机构控制电磁吸盘产生电磁力，这样物料便在电磁力的作用下被电磁吸盘“拿住”，然后控制机构可以控制取料气缸的活塞杆向上运动，从而将物料提起，接着由上料小车将物料输送到自动钻孔机的钻孔平台上方，然后控制机构再控制取料气缸的活塞杆向下运动，使得物料十分接近钻孔平台，接着控制机构再控制电磁吸盘撤除电磁力，从而实现物料的卸下。采用电磁吸盘不仅可以节省人力，而且在拿取过程中对物料的损伤最小，电磁吸盘能迅速拿取，操作快捷简便，提高工作效率。

又例如，在另外一些实施方式中，上料机构可以包括机械手，该机械手与控制机构连接，以在控制机构的控制下完成取料和卸料的动作。采用机械手同样可以节省人力，操作快捷，提高工作效率，安全可靠。同样地，在本发明所述的自动钻孔系统中，所述上料小车驱动机构也可以有多种具体实现方式。例如，在某些实施方式下，上料小车驱动机构可以包括步进电机，该步进电机与上料小车和控制机构连接，以根据控制机构传输的控制信号驱动上料小车沿导轨滑动。采用步进电机控制，上料小车的移动速度快并且移动精度高。在另外一些实施方式中，上料小车驱动机构可以包括气缸，该气缸与上料小车和控制机构连接，控制机构控制气缸的活塞杆伸缩，从而带动上料小车沿导轨滑动。由于气缸的结构简单，因此采用气缸作为上料小车驱动机构使得其更加易于安装维护，此外，气缸的输出力也相对较大，另外气缸能够在高温和低温环境中正常工作且具有防尘、防水能力，因此其具有更强的环境适应能力。再者，气缸环保。其他实施例中，上料小车驱动机构也可以采用液压缸，也属于本发明的保护范围。当然，在其他一些实施方式中，上料小车驱动机构也可以包括丝杆装置。采用丝杆作为上料小车驱动机构，可以提高上料小车的位移精度，另外还可以使得其能够承受较大负荷。在本发明所述的自动钻孔系统中，控制机构是实现信号接收和发送的中控装置，其可以是PLC，也可以是单片机，或是本领域内技术人员知晓的其他控制装置。

另外，作为本发明优选的技术方案，上述下料口下方还可以设有卸料滑道，从而便于完成钻孔的物料可以沿着卸料滑到滑下，而不是直接掉落，从而可以减少系统噪音和对物料的损坏。

进一步地，本发明所述的自动钻孔系统还包括自动堆料机，所述自动堆料机包括：

第一升降台，其与所述控制机构连接，以根据控制机构传输的控制信号上升或下降；

推料机架，其上设有推料机构，所述推料机构与所述控制机构连接，以根据控制机构传输的控制信号将从所述下料口卸下的物料推送至第一升降台上。

在该技术方案中，推料机构可以有多种实现方式，例如其可以包括推料气缸，所述控制机构与所述推料气缸连接，以控制其活塞杆伸缩从而将从所述下料口卸料的物料推送至第一升降台上。其他实施例中，也可以采用推料液压缸，但是推料液压缸没有推料气缸环保和成本低廉，也可以采用电机控制的其他推料机构，也属于本发明的保护范围。

基于上述技术方案，待钻孔物料被钻孔后，从下料口卸下，由自动堆料机实现自动堆料。即，控制机构控制推料机构将从上述下料口卸下的物料推送至第一升降台，同时控制机构还控制第一升降台上升或下降，从而与推料机构配合，将已钻孔的物料有序逐层排列堆放。在现有技术中，完成钻孔的物料是由人工将其搬离钻孔平台，搬运至堆料地，并逐层排列堆放的。在此期间工人需要消耗大量体力，且该过程的生产效率低下。另外由于人为注意程度的不同，还可能在搬运过程中发生磕碰，造成不必要的物料损失。由此可见，当本发明所述的自动钻孔系统包括有自动堆料机时，其可以实现自动堆料，从而实现了远优于现有技术的技术效果。

更进一步地，在本发明所述的自动钻孔系统中，上述自动上料机还包括：第二升降台，其用于承载待钻孔物料，所述第二升降台与所述控制机构连接，以根据控制机构传输的控制信号上升或下降。

在现有技术的人工钻孔作业中，需要有一个存放待钻孔物料的地方，但在现有技术中，此存放地点仅作为物料存放之用。在本技术方案中可设置有第二升降台。该第二升降台除了用于承载待钻孔物料外，还可经控制机构控制升上或下降。这样，该第二升降台可以与同样受控制机构控制的上料机构、上料小车配合，自动拿取和卸下待钻孔物料。相对于不设有该第二升降台的自动上料机，设有该第二升降台可以显著降低上料机构的运行行程，可大大加快上料速度。

更进一步地，在本发明所述的自动钻孔系统中，上述自动上料机上还设有用于检测物料的第一传感器，其与所述控制机构连接，所述控制机构在接收到第一传感器传输的检测信号后向上料小车和/或第二升降台发送控制信号以控制所述上料小车和/或第二升降台动作。

在某些实施方式中，第一传感器可以是第一光电开关。之所以采用第一光电开关作为第一传感器，是因为：第一光电开关不仅体积小，便于安装，而且响应速度快，精度高，功耗低。当然，在其他实施例中，采用其他类型的第一传感器也属于本发明的保护范围。

在某些实施方式中，本发明所述的自动钻孔系统中的自动钻孔机还包括：进料机构，其与所述控制机构连接，并被设置为在所述钻孔平台上将待钻孔物料推送至待钻孔工位以及将完成钻孔的物料从所述下料口推出。

同样，上述进料机构也可以有多种实现方式，例如其可以包括进料气缸，所述控制机构与该进料气缸连接，以控制其活塞杆在钻孔平台的宽度方向上伸缩以将待钻孔物料推送至待钻孔工位以及将完成钻孔的物料向所述下料口推出。其他实施例中，也可以采用进料液压缸，也属于本发明的保护范围。但是，采用进料液压缸没有进料气缸环保和轻便，成本较高。当然，采用电机控制的其他进料机构也属于本发明的保护范围。

在上述这种实施方式中，待自动上料机将待钻孔物料放置在钻孔平台上以后，进料机构受控制机构控制，适时将待钻孔物料推送至待钻孔工位，并将完成钻孔的物料从上述下料口中推出。设置进料机构的好处在于：将上料动作变复杂的对准、放置的机械动作变为简单的放置、推送，不仅可以减少自动上料机将待钻孔物料精准地放置在待钻孔工位的时间，还使得机械结构更为简单，降低了设备投资成本。

更进一步地，上述上料机架上还设有Z轴定位机构，其包括：

Z轴压紧横梁，其固定设于上料机架上；

Z轴定位气缸，固定设于所述Z轴压紧横梁上，所述控制机构与该Z轴定位气缸连接，以控制其活塞杆在高度方向上伸缩。

该Z轴定位机构用于与进料机构配合，完成进料后的物料定位，即自动上料机将待钻孔物料放置在钻孔平台上，进料机构将待钻孔物料推送至待钻孔工位以后，设置于Z轴压紧横梁上的Z轴定位气缸受控制机构控制伸出活塞杆，压紧待钻孔物料，从而与钻孔平台一起将待钻孔物料牢固地固定在待钻孔工位上。由此，在钻孔过程中，由于待钻孔物料的位置持续固定，难以发生偏移，使钻孔精度更为易于控制。

在另外一些实施例中，在本发明不设置上述进料机构的情况下，进料也可以由上料小车完成，即上料小车在控制机构的控制下直接将待钻孔物料送至钻孔平台上待钻孔工位的上方。在这种实施方式中，可以将Z轴定位机构固定设于上料小车上，这样，当上料小车完成上料和进料后，Z轴定位气缸受控制机构控制伸出活塞杆，压紧待钻孔物料，从而与钻孔平台一起将待钻孔物料牢固地固定在待钻孔工位上。

进一步地，在本发明所述的自动钻孔系统中，上述自动钻孔机还包括：

物料定位机构，其设于钻孔平台上以将待钻孔物料定位于所述待钻孔工位；

步进横梁，其设于所述钻孔平台上，所述步进横梁的长度方向与钻孔平台的长度方向一致；所述钻机与步进横梁连接，所述钻机的轴向方向与步进横梁的长度方向垂直；

步进横梁进给机构，其与所述步进横梁连接，以驱动步进横梁在钻孔平台上沿着钻机的轴向方向进给；

其中，所述物料定位机构和步进横梁进给机构均与所述控制机构分别连接。

在该技术方案中，自动钻孔机之所以包括物料定位机构、步进横梁和步进横梁进给机构的原因如下：当门竖梁的同一个待钻孔面需钻至少一个以上的相同孔时，步进横梁可以安放若干台钻机，对物料同时钻多个孔，可以使在同一个待钻孔面的相同孔的误差减小，也可以提高工作效率。步进横梁进给机构也可以有多种实现方式。例如，其可以包括进给油缸，该进给油缸与所述步进横梁和控制机构连接，以根据控制机构的控制信号驱动步进横梁在钻孔平台上沿着钻机的轴向方向进给。采用进给油缸，一方面，进给油缸提供的进给动力较大；另一方面，油压系统由于油的特性会使得进给过程会很平稳，有利于提高钻孔的精准度。当然，其他实施例中，也可以为其他液压缸，只是平稳度没有油缸好。又例如，步进横梁进给机构还可以包括进给气缸和步进电机，或是本领域内技术人员知晓的可以驱动步进横梁移动的其他装置。

优选地，所述步进横梁和钻孔平台上还可以设有成套设置的行程限位开关，该行程限位开关与所述控制机构连接，所述控制机构在接收到行程限位开关传输的检测信号后向步进横梁进给机构发送控制信号，以使步进横梁停止于钻孔完成工位。行程限位开关可以保证钻孔深度的准确度，同时保护钻机钻头受损。

在上述技术方案中，自动上料机将待钻孔物料放置在钻孔平台上，推料机构将待钻孔物料推送至待钻孔工位以后，物料定位机构受控制机构控制，将待钻孔物料牢固地固定在待钻孔工位上。之后，控制机构控制步进横梁进给机构，驱动步进横梁及设置其上的钻机共同沿钻机的轴向方向进给，对位于待钻孔工位上的待钻孔物料钻孔。

由此，在钻孔过程中，由于待钻孔物料的位置受物料定位机构的固定，使得待钻孔物料位置难以发生偏移，使钻孔精度更为易于控制，同时保护钻头，提高钻头使用寿命。

更进一步地，在本发明所述的自动钻孔系统中，上述物料定位机构包括X轴定位机构、Y轴定位机构和Z轴定位机构，其中：

所述X轴定位机构包括在钻孔平台的宽度方向上对应设置的X轴定位气缸和可通过式靠山，该X轴定位气缸与所述控制机构连接，控制机构控制X轴定位气缸的活塞杆在钻孔平台的宽度方向上伸缩以与与其对应设置的可通过式靠山发生相对运动；

所述Y轴定位机构包括在钻孔平台的长度方向上对应设置的Y轴定位气缸和固定式靠山，该Y轴定位气缸与所述控制机构连接，控制机构控制Y轴定位气缸的活塞杆在钻孔平台的长度方向上伸缩以与与其对应设置的固定式靠山发生相对运动；

所述Z轴定位机构包括：固定设于物料定位机构上的Z轴压紧横梁和Z轴定位气缸，所述Z轴定位气缸固定设于所述Z轴压紧横梁上，所述控制机构与该Z轴定位气缸连接，以控制其活塞杆在高度方向上伸缩。

需要说明的是，Z轴定位机构如果设置在物料定位机构上，在自动上料机上就可以不用设置Z轴定位机构。

在本技术方案中，自动上料机将待钻孔物料放置在钻孔平台上，推料机构将待钻孔物料推送通过可通过式靠山(所谓“可通过式靠山”是一种定位挡块，其可以为片状或块状，其通过两点与钻孔平台连接，其中一点为铰接连接，使其自身可围绕该铰接点翻转，翻转到一定程度可使其自身隐藏于平台以下；另一点通过弹性元件与钻孔平台连接。其工作过程是，当可通过式靠山在其初始位置受到来自钻孔平台一侧的推挤，则克服弹性元件拉伸或压缩的弹力，绕铰接点翻转，隐藏于钻孔平台下，允许物料沿钻孔平台平面通过。当物料通过后，可通过式靠山受到的推挤力消失，则弹性元件释放被拉伸或压缩的弹力，使可通过式靠山绕铰接点翻转回其初始位置，当可通过式靠山在其初始位置受到来自钻孔平台另一侧的推挤，则由于受到定位挡块的阻力，可通过式靠山保持静止状态。可通过式靠山的具体结构将在后文的“具体实施方式”部分进行详细描述)，到达待钻孔工位。此时，控制机构控制X轴定位气缸的活塞杆在钻孔平台的宽度方向上伸缩，与可通过式靠山共同限制待钻孔物料位置；控制机构控制Y轴定位气缸的活塞杆在钻孔平台的长度方向上伸缩，与固定式靠山(所谓“固定式靠山”是一种固定设置的定位挡块)共同限制待钻孔物料位置；控制机构控制设置于Z轴压紧横梁上的Z轴定位气缸，伸出活塞杆并在高度方向上伸缩，靠紧待钻孔物料，与钻孔平台一起限制待钻孔物料位置。自此，待钻孔物料在三个维度上的移动均被限制，在随后的钻孔过程中，由于待钻孔物料的位置持续固定，难以发生偏移，使钻孔精度易于得到保证。

进一步地，在本发明所述的自动钻孔系统中，上述钻机设有若干个，该若干个钻机沿步进横梁的长度方向排布。其他实施例中，当钻机只有一个也属于本发明所保护的范围。

更进一步地，在本发明所述的自动钻孔系统中，上述步进横梁上设有沿其长度方向延伸的凹槽，所述若干个钻机分别通过头部容置于凹槽内的螺栓与步进横梁连接，所述螺栓可沿凹槽滑动以调节各钻机在步进横梁长度方向上的相对位置。之所以设有凹槽，是因为其可以使得钻机与步进横梁的连接更加安全可靠。

由于事先已调整好多个钻机在步进横梁上的分布，经控制机构控制，多个钻机随步进横梁进给对待钻孔物料进行钻孔，可以实现多个钻机同时、重复按照既定位置钻孔，提高工作效率。

优选地，在本发明所述的自动钻孔系统中，上述步进横梁长度方向的两端端部还分别设有同步齿轮，所述钻孔平台上设有与所述同步齿轮对应设置的同步齿条，该同步齿轮与同步齿条相互啮合以对步进横梁在钻孔平台上沿着钻机轴向方向的进给进行同步导向。

步进横梁进给时，应当保证整个步进横梁在进给方向上的均匀进给，否则设置其上的钻机，有可能由于步进横梁进给的不均匀，造成钻头未垂直于钻孔平面作业。由此可能造成钻孔精度差，更甚至于可能造成钻头损坏。上述技术方案可以保证步进横梁在钻孔平台宽度方向上的均匀进给。

在本发明所述的自动钻孔系统中，上述堆料机架上还设有用于检测物料的第二传感器，其与所述控制机构连接，所述控制机构在接收到第二传感器传输的检测信号后向推料机构发送控制信号以控制所述推料机构。

在上述技术方案中，第二传感器的设置，用于快速、准确检测已钻孔物料的排列位置，向控制机构发送检测信号后，由控制机构控制推料机构和/或第一升降台配合推料、堆料动作。

在某些实施方式中，第二传感器可以是第二光电开关。之所以采用第二光电开关作为第二传感器，是因为：第二光电开关不仅体积小，便于安装，而且响应速度快，精度高，功耗低。当然，在其他实施例中，采用其他类型的第二传感器也属于本发明的保护范围。

在本发明所述的自动钻孔系统中，上述物料包括门竖梁，例如形状为厚度不大的薄条状门竖梁。

本发明所述的自动钻孔系统，由于采用了上述技术方案，可以自动取料、上料、钻孔、堆料，一旦在控制机构中设定完毕相关参数，即可按照规定预定动作不断重复，不受持续工作时长的限制。这样，减少了工人劳动量和劳动强度，节省了人力，降低了人力成本；同时，由于采用了上述技术方案，钻孔作业可以实现全程自动控制和运行，排除了受工人操作熟练程度以及体力的限制，加快生产节奏，提高生产效率。

另外，由于采用了上述技术方案，钻孔作业可以实现全程自动控制和运行，还可以降低人为误操作带来的不必要的不合格率，提高了产品合格率。

而且，由于采用了上述技术方案，在实现全程自动控制和运行的同时，还避免了复杂的机械结构，以简单有效的方式实现了自动钻孔，降低了设备投入，提高了设备的运行可靠性。

由于采用了上述技术方案，实现了钻孔时的自动定位和固定，可保证待钻孔物料的定位精度，进而保证钻孔精度，且可重复实现，从而提升产品合格率，降低生产成本。

附图说明

图1为本发明所述的自动钻孔系统在一种实施方式下的自动上料机结构示意图。

图2为图1所示的自动上料机的主视图。

图3为图1所示的自动上料机的侧视图。

图4为图1所示的自动上料机的俯视图。

图5为本发明所述的自动钻孔系统在一种实施方式下的自动钻孔机结构示意图。

图6为图5所示的自动钻孔机的主视图。

图7为图5所示的自动钻孔机的侧视图。

图8为图5所示的自动钻孔机的俯视图。

图9为本发明所述的自动钻孔系统在一种实施方式下的步进横梁的结构示意图。

图10显示了本发明所述的自动钻孔系统在一种实施方式下的可通过式靠山的结构和设置位置。

图11为图10中I处的局部放大图。

图12为本发明所述的自动钻孔系统中的自动堆料机结构示意图。

图13为图12所示的自动堆料机的侧视图。

图14为图12所示的自动堆料机的俯视图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施方式来对本发明所述的自动钻孔系统作进一步的解释说明，但是该解释说明并不构成对本发明技术方案的不当限定。

在本实施例中，自动钻孔系统包括自动上料机、自动钻孔机和自动堆料机和控制机构，从而实现对门竖梁的自动上料、钻孔和堆料。本实施例中的门竖梁的形状为薄条状。其他实施例中，当门竖梁为薄片状时，所述的自动钻孔系统在薄片状门竖梁中面积相对较小的侧面的上进行打孔，也属于本发明的保护范围。当然，本发明所述的自动钻孔系统也可以实现对其他物料的自动上料、钻孔和堆料。

在本实施例中，上述控制机构可以是PLC、单片机，或是本领域内技术人员知晓的其他装置。

如图1、图2、图3和图4所示，该自动钻孔系统的自动上料机包括：

上料机架2，其上设有导轨6；上料小车3，其置于导轨6上，上料小车3车轮在步进电机7的驱动下可沿导轨6滚动；上料小车3的下端固定有取料气缸8，取料气缸8的活塞杆上设有电磁吸盘；上料小车3下端还设有用于检测门竖梁位置的第一传感器(在本实施例中为第一光电开关)；第二升降台1，其用于承载待钻孔门竖梁4；控制机构(图中未示出)，其与步进电机7连接，控制步进电机7驱动上料小车3沿导轨6移动；该控制机构还与取料气缸8和电磁吸盘连接，从而控制取料气缸8的活塞杆在高度方向上伸缩，并控制电磁吸盘产生或撤除电磁力；控制机构还与第一传感器连接，以接收来自第一传感器传输的检测到待钻孔门竖梁4的位置信号；控制机构还与第二升降台1连接，从而控制第二升降台1上升或下降。

上述自动钻孔系统的自动上料机在工作时，第一传感器检测到待钻孔门竖梁4的位置后，将该位置信号传输给控制机构，控制机构控制步进电机7驱动上料小车3沿导轨6移动，控制机构控制步进电机7驱动上料小车3到达门竖梁4正上方，电磁吸盘对准待钻孔门竖梁4，控制取料气缸8活塞杆伸出触碰到待钻孔门竖梁4后，再控制电磁吸盘产生电磁力，控制取料气缸8活塞杆连同待钻孔门竖梁4一起缩回，举升待钻孔门竖梁4离开第二升降台1，接着控制步进电机7驱动上料小车3沿导轨6移动到钻孔平台10上方，控制取料气缸8活塞杆伸出将待钻孔门竖梁4放置在钻孔平台10上，控制电磁吸盘撤除电磁力，控制气缸活塞杆缩回，控制步进电机7驱动上料小车3沿导轨6再次返回，直到第一传感器再次检测到其他待钻孔门竖梁4的位置。当第一传感器检测到最上一层没有门竖梁4，将该信号传输给控制机构，控制机构控制第二升降台1调整到合适高度，依此周而复始。

当然，在其他的实施方式中，也可以不设置取料气缸和电磁吸盘，而通过设置机械手来完成待钻孔门竖梁4的拿取、卸下。

如图1至图4所示，该自动钻孔系统还设有Z轴压紧横梁20，Z轴定位气缸21固定于Z轴压紧横梁20下端，该Z轴定位气缸21与控制机构连接，从而在控制机构的控制下伸缩活塞杆以实现对门竖梁4在Z轴方向的压紧定位。

如图5至图9所示，该自动钻孔系统的自动钻孔机包括：

钻孔平台10，其宽度方向的一端固定有进料气缸18；其开设有下料口11，下料口11下方设有卸料滑道；在长度方向上的两端设有进给油缸23；在长度方向上的两端设有同步齿条31；在下料口11的进料气缸18一侧，在宽度方向上对应设有X轴定位气缸24和可通过式靠山25；在长度方向上对应设有与Y轴定位气缸活塞杆固定连接的Y轴定位挡块26和固定式靠山27，X轴定位气缸24、可通过式靠山25、Y轴定位气缸、Y轴定位挡块26和固定式靠山27与上文所述的Z轴压紧横梁20，Z轴定位气缸21一起可以实现在带钻孔的门竖梁的三维定位；此外，钻孔平台10上还设有步进横梁22，其长度方向与钻孔平台10的长度方向一致；其两端分别与相应一侧的进给油缸23活塞杆连接；其长度方向的两端端部还分别设有同步齿轮30，该齿轮分别与设于钻孔平台10上的相应一侧的同步齿条31啮合；步进横梁22上设有至少一个个钻机12，钻机12的轴向方向与步进横梁22的长度方向垂直，并沿步进横梁22的长度方向按钻孔位置需要排布；步进横梁22上设有沿其长度方向延伸的凹槽28，上述钻机12分别通过头部容置于凹槽28内的螺栓与步进横梁22连接；控制机构与进料气缸18连接，以控制其活塞杆在钻孔平台10的宽度方向上伸缩以将待钻孔门竖梁4推送至待钻孔工位以及将完成钻孔的门竖梁向下料口11推出；控制机构还与进给油缸23连接，以控制其活塞杆伸缩，牵引步进横梁22沿钻机12轴向方向进给；控制机构与X轴定位气缸24连接，可以控制其活塞杆在钻孔平台10的宽度方向上伸缩以与与其对应设置的可通过式靠山25发生相对运动；控制机构与Y轴定位气缸连接，可以控制其活塞杆伸缩并带动Y轴定位挡块26在钻孔平台10的长度方向上移动以与与其对应设置的固定式靠山27发生相对运动；控制机构与钻机12连接，控制钻机12随步进横梁22靠近待钻孔门竖梁4时开启，并在远离待钻孔门竖梁4时关闭。

当然，在其他实施例中，上述进给油缸23也可以替换为气缸或是电机，上述步进电机7可以替换为气缸或油缸，也属于本发明的保护范围。

在上述技术方案中，待自动上料机将待钻孔门竖梁4放置在钻孔平台10上以后，进料气缸18受控制机构控制，将待钻孔门竖梁4推送通过可通过式靠山25后停止。控制机构控制X轴定位气缸24活塞杆伸出，挤靠待钻孔门竖梁4，与可通过式靠山25共同限制待钻孔门竖梁4在钻机平台宽度方向上的移动；同时控制机构还控制Y轴定位气缸活塞杆伸出，带动Y轴定位挡块26移动，挤靠待钻孔门竖梁4，与固定式靠山27共同限制待钻孔门竖梁4在钻机平台长度方向上的移动；此外，控制机构还通过控制Z轴定位气缸21活塞杆伸出，挤靠待钻孔门竖梁4，与钻孔平台10共同限制待钻孔门竖梁4在钻孔平台高度方向上的移动。至此，待钻孔门竖梁4受X轴定位气缸24与可通过式靠山25、Y轴定位挡块与固定式靠山27、Z轴定位气缸21与钻孔平台10的共同限位。此时，控制机构控制进给油缸23活塞杆缩回，牵引步进横梁22以及事先已经根据所需钻孔位置排布好的钻机12沿钻机12轴向方向进给。步进横梁22移动带动同步齿轮30滚动，同步齿轮30与同步齿条31啮合，确保步进横梁22在两端的同步进给。钻孔时，控制机构控制钻机12启动，钻机12逐渐靠近待钻孔门竖梁4，控制机构控制进给油缸23继续牵引步进横梁22进给，对待钻孔门竖梁4实施钻孔。需要注意的是，本实施例需要先启动钻机，再进给钻孔操作，否则移动过程启动钻机震动大，影响钻孔精度。钻孔完毕后，控制机构控制进给油缸23活塞杆伸出，牵引步进横梁22远离已钻孔门竖梁；控制X轴定位气缸24、Y轴定位气缸、Z轴定位气缸21活塞杆缩回；控制进料气缸18沿原有方向继续推送待钻孔门竖梁推挤已钻孔门竖梁使已钻孔门竖梁从下料口11退出，已钻孔门竖梁沿卸料通道退出钻孔平台10。

其他实施例中，本技术方案也可以通过不设置第一传感器、第二升降台1、Z轴压紧横梁20、Z轴定位气缸21、进料气缸18、卸料滑道、进给油缸23、同步齿条31、X轴定位气缸24、可通过式靠山25、Y轴定位气缸、Y轴定位挡块26、固定式靠山27、步进横梁22、进给油缸23、同步齿轮30中的一个或多个来实现本技术方案，这些实施例也属于本发明的保护范围。

另外，步进横梁22和钻孔平台10上还可以设有成套设置的行程限位开关，该行程限位开关与控制机构连接，控制机构在接收到行程限位开关传输的检测信号后向步进横梁22进给机构发送控制信号，以使步进横梁22停止于钻孔完成工位。

其他实施例不设置限位开关也属于本发明的保护范围。

需要说明的是，在本实施例中，如图9所示，步进横梁22上设置的沿其长度方向延伸的凹槽为T型槽。在其他的实施方式中，可以实现本技术方案目的的其他形状的凹槽也是可以的。将凹槽设置为T型槽可以使得被夹紧物件嵌入T型槽后而不易掉落，同时方便物件在槽中移动，从而易于实现快速定位和夹紧。

图10和图11显示了上文提及的可通过式靠山25的具体结构。如图10和图11所示，可通过式靠山25为片状或块状，其通过铰接轴32与钻孔平台连接，使其自身可绕着该铰接轴32在逆时针方向上转动。此外，可通过式靠山25还通过弹簧33与钻孔平台连接。当可通过式靠山25在其初始位置受到来自钻孔平台一侧的推挤时，其克服弹簧33拉伸或压缩的弹力，绕着铰接轴32在逆时针方向上转动，当可通过式靠山25逆时针转动到一定角度时可使其自身隐藏于钻孔平台下，从而允许门竖梁4沿钻孔平台的平面通过；当门竖梁4通过后，可通过式靠山25受到的推挤力消失，则弹簧33释放被拉伸或压缩的弹力，使可通过式靠山25绕铰接轴32转回其初始位置；当可通过式靠山25在其初始位置受到来自钻孔平台另一侧的推挤力时，则由于受到定位挡块34的阻力，使可通过式靠山25无法绕着铰接轴32在顺时针方向上转动，从而保持可通过式靠山25不动，以与X轴定位气缸24配合实现对待钻孔门竖梁4的限位。

如图12、图13和图14所示，该自动钻孔系统中的自动堆料机，包括：

第一升降台13；推料机架14，其上设有推料气缸15，堆料机架上还设有用于检测门竖梁的第二传感器(本实施例中为第二光电开关)；控制机构与第二传感器连接，接收其传输的对已钻孔门竖梁的位置信息检测信号；控制机构与上述推料气缸15和第一升降台13连接，以控制推料气缸15将从上述下料口11沿卸料通道卸下的门竖梁推送至第一升降台13上。

基于上述技术方案，已钻孔门竖梁被钻孔后，从下料口11沿卸料通道卸下。控制机构根据第二传感器传输的已钻孔门竖梁的位置，控制第一升降台13调整高度，控制推料气缸15活塞杆与第一升降台13配合，推动已钻孔门竖梁向第一升降台13移动，将已钻孔门竖梁有序逐层排列堆放。

其他实施例中，不设置第二传感器也属于本发明的保护范围。

其他实施例中，不设置第一升降台也属于本发明的保护范围。

由此可见，本实施例中的自动钻孔系统可以实现对门竖梁的自动上料、钻孔和堆料。

需要注意的是，所公开实施例的上述说明使得本领域专业技术人员能够显而易见地对于本实施例进行多种类似变化和修改，这种类似变化是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。因此本发明不会受到该实施例的限制。

Claims (11)

1.一种自动钻孔系统，其特征在于，包括：

自动上料机，其包括：上料机架，所述上料机架上设有导轨；上料小车，其设于上料机架上；上料小车驱动机构，其与所述上料小车连接以驱动上料小车沿导轨滑动；上料机构，其与所述上料小车连接，所述上料机构用于拿取和卸下待钻孔物料；

自动钻孔机，其包括：钻孔平台，所述钻孔平台上开设有下料口；钻机，其设于所述钻孔平台上，以对待钻孔物料进行钻孔；

控制机构，其与所述上料小车驱动机构、上料机构、钻机分别连接，以向其分别传输控制信号；

物料定位机构，其设于钻孔平台上以将待钻孔物料定位于所述待钻孔工位；所述物料定位机构包括X轴定位机构、Y轴定位机构和Z轴定位机构，其中：所述X轴定位机构包括在钻孔平台的宽度方向上对应设置的X轴定位气缸和可通过式靠山，该X轴定位气缸与所述控制机构连接，控制机构控制X轴定位气缸的活塞杆在钻孔平台的宽度方向上伸缩以与与其对应设置的可通过式靠山发生相对运动；所述Y轴定位机构包括在钻孔平台的长度方向上对应设置的Y轴定位气缸和固定式靠山，该Y轴定位气缸与所述控制机构连接，控制机构控制Y轴定位气缸的活塞杆在钻孔平台的长度方向上伸缩以与与其对应设置的固定式靠山发生相对运动；所述Z轴定位机构包括：固定设于物料定位机构上的Z轴压紧横梁和Z轴定位气缸，所述Z轴定位气缸固定设于所述Z轴压紧横梁上，所述控制机构与该Z轴定位气缸连接，以控制其活塞杆在高度方向上伸缩；

步进横梁，其设于所述钻孔平台上，所述步进横梁的长度方向与钻孔平台的长度方向一致；所述钻机与步进横梁连接，所述钻机的轴向方向与步进横梁的长度方向垂直；

步进横梁进给机构，其与所述步进横梁连接，以驱动步进横梁在钻孔平台上沿着钻机的轴向方向进给；

其中，所述物料定位机构和步进横梁进给机构均与所述控制机构分别连接。

2.如权利要求1所述的自动钻孔系统，其特征在于，还包括自动堆料机，所述自动堆料机包括：

第一升降台，其与所述控制机构连接，以根据控制机构传输的控制信号上升或下降；

推料机架，其上设有推料机构，所述推料机构与所述控制机构连接，以根据控制机构传输的控制信号将从所述下料口卸下的物料推送至第一升降台上。

3.如权利要求1或2所述的自动钻孔系统，其特征在于，所述自动上料机还包括：第二升降台，其用于承载待钻孔物料，所述第二升降台与所述控制机构连接，以根据控制机构传输的控制信号上升或下降。

4.如权利要求3所述的自动钻孔系统，其特征在于，所述自动上料机上还设有用于检测物料的第一传感器，其与所述控制机构连接，所述控制机构在接收到第一传感器传输的检测信号后向上料小车和/或第二升降台发送控制信号以对应控制所述上料小车和/或第二升降台动作。

5.如权利要求1或2所述的自动钻孔系统，其特征在于，所述自动钻孔机还包括：进料机构，其与所述控制机构连接，并被设置为在所述钻孔平台上将待钻孔物料推送至待钻孔工位以及将完成钻孔的物料从所述下料口推出。

6.如权利要求5所述的自动钻孔系统，其特征在于，所述上料机架上还设有Z轴定位机构，其包括：

Z轴压紧横梁，其固定设于上料机架上；

Z轴定位气缸，固定设于所述Z轴压紧横梁上，所述控制机构与该Z轴定位气缸连接，以控制其活塞杆在高度方向上伸缩。

7.如权利要求1所述的自动钻孔系统，其特征在于，所述钻机设有若干个，该若干个钻机沿步进横梁的长度方向排布。

8.如权利要求7所述的自动钻孔系统，其特征在于，所述步进横梁上设有沿其长度方向延伸的凹槽，所述若干个钻机分别通过头部容置于凹槽内的螺栓与步进横梁连接，所述螺栓可沿凹槽滑动以调节各钻机在步进横梁长度方向上的相对位置。

9.如权利要求1所述的自动钻孔系统，其特征在于，所述步进横梁长度方向的两端端部还分别设有同步齿轮，所述钻孔平台上设有与所述同步齿轮对应设置的同步齿条，该同步齿轮与同步齿条相互啮合以对步进横梁在钻孔平台上沿着钻机轴向方向的进给进行同步导向。

10.如权利要求2所述的自动钻孔系统，其特征在于，所述堆料机架上还设有用于检测物料的第二传感器，其与所述控制机构连接，所述控制机构在接收到第二传感器传输的检测信号后向推料机构发送控制信号以控制所述推料机构。

11.如权利要求1或2所述的自动钻孔系统，其特征在于，所述物料包括门竖梁。