CN105710459A - 一种钻床自动加工系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻床自动加工系统，包括底座、第一转轴、转盘、多个夹具、第二转轴、两个加工机构、驱动机构、位置传感器、距离传感器、控制器；第一转轴竖直安装在底座上，第一转轴与底座转动连接；转盘安装在第一转轴上；多个夹具均安装在转盘上，多个夹具均匀环绕在转盘的转动中心的四周；第二转轴转动安装在底座上，第二转轴的轴线与第一转轴的轴线平行；两个加工机构均安装在第二转轴上，两个加工机构关于第二转轴对称，两个加工机构均置于夹具的上方；驱动机构用于驱动转盘转动以带动夹具进入或脱离加工机构在水平面上的投影区；且，驱动机构用于驱动第二转轴转动。本发明加工效果好，加工精度高。

Description

一种钻床自动加工系统

技术领域

本发明涉及钻床技术领域，尤其涉及一种钻床自动加工系统。

背景技术

机床亦称工作母机或工具机，习惯上简称机床。一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。

钻床指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换特殊刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。加工过程中工件不动，让刀具移动，将刀具中心对正孔中心，并使刀具转动。钻床的特点是工件固定不动，刀具做旋转运动。

现有的钻床在对板状工件进行钻孔、冲孔等加工过程中，各部件配合还不够灵活，加工效果不够理想，有待进一步的改进。

发明内容

为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种钻床自动加工系统，使用效果好。

一种钻床自动加工系统，包括底座、第一转轴、转盘、多个夹具、第二转轴、两个加工机构、驱动机构、位置传感器、距离传感器、控制器；

第一转轴竖直安装在底座上，第一转轴与底座转动连接；

转盘安装在第一转轴上；

多个夹具均安装在转盘上，多个夹具均匀环绕在转盘的转动中心的四周；

第二转轴转动安装在底座上，第二转轴的轴线与第一转轴的轴线平行；

两个加工机构均安装在第二转轴上，两个加工机构关于第二转轴对称，两个加工机构均置于夹具的上方；

驱动机构用于驱动转盘转动以带动夹具进入或脱离加工机构在水平面上的投影区；且，驱动机构用于驱动第二转轴转动；

加工机构、位置传感器、距离传感器均与控制器通讯连接；

位置传感器用于检测加工机构是否处于夹具的正上方，生成检测信息并传递给控制器；

距离传感器用于实时检测加工机构与夹具沿竖直方向的间距，生成检测值并传递给控制器；

控制器根据检测信息和检测值控制加工机构工作。

加工机构包括第一动力单元、第二动力单元、丝攻，第一动力单元与第二转轴连接，第一动力单元用于驱动第二动力单元、丝攻沿竖直方向移动；第二动力单元用于驱动丝攻转动。

优选的，第一动力单元、第二动力单元均与控制器通讯连接；

当加工机构处于任意一个夹具的正上方时，控制器向第一动力单元发出第一指令信息，第一动力单元根据第一指令信息驱动第二动力单元、丝攻向下移动；

控制器内设有第一阈值和第二阈值，其中，第一阈值大于第二阈值；

当检测值小于或等于第一阈值且大于第二阈值时，控制器向第一动力单元发出第二指令信息、向第二动力单元发出第三指令信息，第一动力单元根据第二指令信息降低第二动力单元、丝攻下降速度；第二动力单元根据第三指令信息驱动丝攻转动；

当检测值小于或等于第二阈值时，控制器向第一动力单元发出第四指令信息、向第二动力单元发出第五指令信息，第一动力单元根据第四指令信息驱动第二动力单元、丝攻向上移动直至复位；第二动力单元根据第五指令信息驱动丝攻反向转动直至复位。

驱动机构包括第一从动齿轮、第二从动齿轮、传动轴、驱动单元；

第一从动齿轮安装在第一转轴上；

第二从动齿轮安装在第二转轴上；

传动轴置于第一从动齿轮和第二从动齿轮之间，传动轴转动安装在底座上，传动轴的轴线与第一转轴的轴线平行，传动轴的周向表面的局部设有一段与第一从动齿轮相啮合的第一轮齿，第一轮齿的两端夹持一段第一光滑区域；传动轴的周向表面的局部还设有两段与第二从动齿轮相啮合的第二轮齿，相邻第二轮齿之间夹持一段第二光滑区域；

驱动单元用于驱动传动轴转动。

优选的，夹具包括支撑板、夹持板，支撑板安装在转盘上，支撑板上设有卡接槽，夹持板上设有与卡接槽相配合的卡接块，夹持板的上表面设有向下凹陷的凹槽，凹槽的底面设有向下凹陷的容纳槽。

优选的，支撑板的第一端与转盘铰接。

优选的，转盘上设有多个贯穿转盘上下表面的通孔，多个通孔分别置于多个支撑板的正下方；

底座的上表面设有向下凹陷的收容槽，收容槽的内周向表面设有第三轮齿；

还包括用于带动支撑板翻转的卸料机构；卸料机构包括第一吸合件、与第一吸合件相吸合的第二吸合件、移动板、第一齿条、第二齿条、支撑杆；

第一吸合件安装在底座上，第二吸合件安装在移动板上；

移动板可移动安装在底座上，移动板置于第一轮齿的一侧；

第一齿条、第二齿条均安装在移动板上，第一齿条、第二齿条均水平设置，第一齿条与第一轮齿相配合；

支撑杆竖直设置，支撑杆的一端置于收容槽内，支撑杆的轴线与其中一个通孔的轴线重合，支撑杆的周向表面设有与第三轮齿相啮合的第四轮齿，第四轮齿与第二齿条相配合。

优选的，还包括辅助机构，辅助机构用于压持待加工工件，辅助机构包括第三动力单元、两个压轴，两个压轴均水平设置，当夹具位于待加工区域时，两个压轴位于上述夹具的正上方；第三动力单元用于驱动两个压轴沿竖直方向移动。

优选的，辅助机构还包括导轨、第四动力单元，滑槽水平设置，两个压轴均与导轨可移动连接；第四动力单元用于驱动两个压轴相向或相远离移动。

优选的，两个压轴平行设置。

本发明中，将工件放置于凹槽内，利用驱动单元带动传动轴转动，利用第一轮齿、第二轮齿、第一从动齿轮、第二从动齿轮带动第一转轴、第二转轴转动。当第一轮齿与第一从动齿轮分离时，第一转轴停止转动，其中一个夹具处于待加工区域，传动轴继续转动，当其中一个第二轮齿与第二从动齿轮分离时，第二转轴停止转动，其中一个加工机构置于上述夹具的正上方，如图1，位置传感器获取上述检测信息后传递给控制器，控制器根据上述检测信息向第一动力单元发出第一指令信息，第一动力单元接收第一指令信息后驱动第二动力单元、丝攻下降，当丝攻与夹具之间的间距小于或等于第一阈值且大于第二阈值时，第一动力单元的降低第二动力单元、丝攻下降速度，并利用第二动力单元带动丝攻进行攻丝，当丝攻与夹具之间的间距小于或等于第二阈值时，攻丝作业已完成，第二动力单元带动丝攻反向转动，第一动力单元带动第二动力单元、丝攻上升并归位。当另一个第二轮齿与第二从动齿轮啮合时，第二转轴继续转动，而后，上述第二轮齿与第二从动齿轮分离，第二转轴停止转动，另一个加工机构置于上述夹具的上方，利用该加工机构再次进行作业。传动轴继续转动，第一轮齿再次与第一从动齿轮啮合，带动第一转轴转动，调整夹具的位置。如此反复循环，利用不同的加工机构对工件进行加工，保证加工效果，也满足不同需求，整个机床，各部件之间配合巧妙，加工更加灵活方便，能够连续进行加工作业，不需要停机，没有额外操作，避免造成误差，保证加工精度，保证加工效果。

传动轴的转动周期与第二轮齿的转动周期相同，在传动轴转动的一个周期内，转盘转动一定的夹角，该夹角与两个夹具对应的圆心角相等。

在传动轴转动的一个周期内，第一轮齿与第一齿条啮合，进而带动移动板移动，第二齿条带动第四轮齿转动，由于第四轮齿也与第三轮齿啮合，支撑杆会转动并上升，利用支撑杆穿过通孔推动支撑板转动，已加工完成的工件从夹持板上滑落，以便进行收集。第二齿条与第四轮齿分离时，在第一吸合件、第二吸合件的作用下，移动板反向移动，第二齿条反向移动，支撑杆下降归位。

本发明设计巧妙，各部件之间配合效果好，有效的保证了加工效果，保证加工精度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互的结合；下面参考附图并结合实施例对本发明做详细说明。

参照图1：

本发明提出的一种钻床自动加工系统，包括底座1、第一转轴2、转盘3、多个夹具、第二转轴4、两个加工机构、驱动机构、位置传感器、距离传感器、控制器、卸料机构、辅助机构。

第一转轴2竖直安装在底座1上，第一转轴2与底座1转动连接。

转盘3安装在第一转轴2上。

多个夹具均安装在转盘3上，多个夹具均匀环绕在转盘3的转动中心的四周。

第二转轴4转动安装在底座1上，第二转轴4的轴线与第一转轴2的轴线平行。

两个加工机构均安装在第二转轴4上，两个加工机构关于第二转轴4对称，两个加工机构均置于夹具的上方。

驱动机构用于驱动转盘3转动以带动夹具进入或脱离加工机构在水平面上的投影区；且，驱动机构用于驱动第二转轴4转动。

加工机构包括第一动力单元5、第二动力单元6、丝攻7，第一动力单元5与第二转轴4连接，第一动力单元5用于驱动第二动力单元6、丝攻7沿竖直方向移动；第二动力单元6用于驱动丝攻7转动。

第一动力单元5、第二动力单元6、位置传感器、距离传感器均与控制器通讯连接。

位置传感器用于检测加工机构是否处于夹具的正上方，生成检测信息并传递给控制器；

距离传感器用于实时检测加工机构与夹具沿竖直方向的间距，生成检测值并传递给控制器。

控制器根据检测信息和检测值控制加工机构工作。

进一步的，当加工机构处于任意一个夹具的正上方时，控制器获取检测信息后向第一动力单元5发出第一指令信息，第一动力单元5根据第一指令信息驱动第二动力单元6、丝攻7向下移动；

控制器内设有第一阈值和第二阈值，其中，第一阈值大于第二阈值；

当检测值小于或等于第一阈值且大于第二阈值时，控制器向第一动力单元5发出第二指令信息、向第二动力单元6发出第三指令信息，第一动力单元5根据第二指令信息降低第二动力单元6、丝攻7下降速度；第二动力单元6根据第三指令信息驱动丝攻7转动；

当检测值小于或等于第二阈值时，控制器向第一动力单元5发出第四指令信息、向第二动力单元6发出第五指令信息，第一动力单元5根据第四指令信息驱动第二动力单元6、丝攻7向上移动直至复位，回到之前下降的位置；第二动力单元6根据第五指令信息驱动丝攻7反向转动直至复位。

进一步的，驱动机构包括第一从动齿轮8、第二从动齿轮9、传动轴10、驱动单元；第一从动齿轮8安装在第一转轴2上；第二从动齿轮9安装在第二转轴4上。

传动轴10置于第一从动齿轮8和第二从动齿轮9之间，传动轴10转动安装在底座1上，传动轴10的轴线与第一转轴2的轴线平行，传动轴10的周向表面的局部设有一段与第一从动齿轮8相啮合的第一轮齿11第一轮齿的两端夹持一端第一光滑区域；传动轴10的周向表面的局部还设有两段与第二从动齿轮9相啮合的第二轮齿12，相邻第二轮齿之间夹持一段第二光滑区域，传动轴10的转动周期与第二转轴的转动周期相同；驱动单元用于驱动传动轴10转动。

进一步的，夹具包括支撑板13、夹持板14，支撑板13安装在转盘3上，支撑板13上设有卡接槽，夹持板14上设有与卡接槽相配合的卡接块，夹持板14的上表面设有向下凹陷的凹槽15，凹槽15的底面设有向下凹陷的容纳槽16；利用凹槽15放置工件，增加容纳槽16避免加工机构作业时损坏凹槽15；利用不同的夹持板14上的凹槽15放置不同尺寸的工件，能够对不同尺寸的工件进行加工。

支撑板13的第一端与转盘3铰接。

转盘3上设有多个贯穿转盘3上下表面的通孔17，多个通孔17分别置于多个支撑板13的正下方。

底座1的上表面设有向下凹陷的收容槽，收容槽的内周向表面设有第三轮齿。

卸料机构用于带动支撑板13翻转，卸料机构包括第一吸合件18、与第一吸合件18相吸合的第二吸合件19、移动板20、第一齿条21、第二齿条22、支撑杆23。

第一吸合件18安装在底座1上，第二吸合件19安装在移动板20上。

移动板20可移动安装在底座1上，移动板20置于第一轮齿11的一侧。

第一齿条21、第二齿条22均安装在移动板20上，第一齿条21、第二齿条22均水平设置，第一齿条21与第一轮齿11相配合。

支撑杆23竖直设置，支撑杆23的一端置于收容槽内，支撑杆23的轴线与其中一个通孔17的轴线重合，支撑杆23的周向表面设有与第三轮齿相啮合的第四轮齿，第四轮齿与第二齿条22相配合。

辅助机构用于压持待加工工件，辅助机构包括第三动力单元24、两个压轴25、导轨26、第四动力单元27，两个压轴25均水平设置，当夹具位于待加工区域时，两个压轴25位于上述夹具的正上方；第三动力单元24用于驱动两个压轴25沿竖直方向移动。

滑槽水平设置，两个压轴25均与导轨26可移动连接；第四动力单元27用于驱动两个压轴25相向或相远离移动，两个压轴25平行设置。

将工件放置于凹槽15内，利用驱动单元带动传动轴10转动，利用第一轮齿11、第二轮齿12、第一从动齿轮8、第二从动齿轮9带动第一转轴2、第二转轴4转动。当第一轮齿11与第一从动齿轮8分离时，第一转轴2停止转动，其中一个夹具处于待加工区域，传动轴10继续转动，当其中一个第二轮齿12与第二从动齿轮9分离时，第二转轴4停止转动，其中一个加工机构置于上述夹具的正上方，如图1，位置传感器获取上述检测信息后传递给控制器，控制器根据上述检测信息向第一动力单元5发出第一指令信息，第一动力单元5接收第一指令信息后驱动第二动力单元6、丝攻7下降，当丝攻7与夹具之间的间距小于或等于第一阈值且大于第二阈值时，第一动力单元5的降低第二动力单元6、丝攻7下降速度，并利用第二动力单元6带动丝攻7进行攻丝，当丝攻7与夹具之间的间距小于或等于第二阈值时，攻丝作业已完成，第二动力单元6带动丝攻7反向转动，第一动力单元5带动第二动力单元6、丝攻7上升并归位。当另一个第二轮齿12与第二从动齿轮9啮合时，第二转轴4继续转动，而后，上述第二轮齿12与第二从动齿轮9分离，第二转轴4停止转动，另一个加工机构置于上述夹具的上方，利用该加工机构再次进行作业。传动轴10继续转动，第一轮齿11再次与第一从动齿轮8啮合，带动第一转轴2转动，调整夹具的位置。如此反复循环，利用不同的加工机构对工件进行加工，保证加工效果，也满足不同需求，整个机床，各部件之间配合巧妙，加工更加灵活方便，能够连续进行加工作业，不需要停机，没有额外操作，避免造成误差，保证加工精度，保证加工效果。

传动轴10的转动周期与第二轮齿12的转动周期相同，在传动轴10转动的一个周期内，转盘3转动一定的夹角，该夹角与两个夹具对应的圆心角相等。

在传动轴10转动的一个周期内，第一轮齿11与第一齿条21啮合，进而带动移动板20移动，第二齿条22带动第四轮齿转动，由于第四轮齿也与第三轮齿啮合，支撑杆23会转动并上升，利用支撑杆23穿过通孔17推动支撑板13转动，已加工完成的工件从夹持板14上滑落，以便进行收集。第二齿条22与第四轮齿分离时，在第一吸合件18、第二吸合件19的作用下，移动板20反向移动，第二齿条22反向移动，支撑杆23下降归位。

本实施例中的待加工区域为利用加工机构对工件进行加工区域，即加工机构位于夹具正上方的位置。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钻床自动加工系统，其特征在于，包括底座、第一转轴、转盘、多个夹具、第二转轴、两个加工机构、驱动机构、位置传感器、距离传感器、控制器；

第一转轴竖直安装在底座上，第一转轴与底座转动连接；

转盘安装在第一转轴上；

多个夹具均安装在转盘上，多个夹具均匀环绕在转盘的转动中心的四周；

第二转轴转动安装在底座上，第二转轴的轴线与第一转轴的轴线平行；

两个加工机构均安装在第二转轴上，两个加工机构关于第二转轴对称，两个加工机构均置于夹具的上方；

驱动机构用于驱动转盘转动以带动夹具进入或脱离加工机构在水平面上的投影区；且，驱动机构用于驱动第二转轴转动；

加工机构、位置传感器、距离传感器均与控制器通讯连接；

位置传感器用于检测加工机构是否处于夹具的正上方，生成检测信息并传递给控制器；

距离传感器用于实时检测加工机构与夹具沿竖直方向的间距，生成检测值并传递给控制器；

控制器根据检测信息和检测值控制加工机构工作。

2.根据权利要求1所述的钻床自动加工系统，其特征在于，加工机构包括第一动力单元、第二动力单元、丝攻，第一动力单元与第二转轴连接，第一动力单元用于驱动第二动力单元、丝攻沿竖直方向移动；第二动力单元用于驱动丝攻转动。

3.根据权利要求2所述的钻床自动加工系统，其特征在于，第一动力单元、第二动力单元均与控制器通讯连接；

当加工机构处于任意一个夹具的正上方时，控制器向第一动力单元发出第一指令信息，第一动力单元根据第一指令信息驱动第二动力单元、丝攻向下移动；

控制器内设有第一阈值和第二阈值，其中，第一阈值大于第二阈值；

当检测值小于或等于第一阈值且大于第二阈值时，控制器向第一动力单元发出第二指令信息、向第二动力单元发出第三指令信息，第一动力单元根据第二指令信息降低第二动力单元、丝攻下降速度；第二动力单元根据第三指令信息驱动丝攻转动；

当检测值小于或等于第二阈值时，控制器向第一动力单元发出第四指令信息、向第二动力单元发出第五指令信息，第一动力单元根据第四指令信息驱动第二动力单元、丝攻向上移动直至复位；第二动力单元根据第五指令信息驱动丝攻反向转动直至复位。

4.根据权利要求1所述的钻床自动加工系统，其特征在于，驱动机构包括第一从动齿轮、第二从动齿轮、传动轴、驱动单元；

第一从动齿轮安装在第一转轴上；

第二从动齿轮安装在第二转轴上；

传动轴置于第一从动齿轮和第二从动齿轮之间，传动轴转动安装在底座上，传动轴的轴线与第一转轴的轴线平行，传动轴的周向表面的局部设有一段与第一从动齿轮相啮合的第一轮齿，第一轮齿的两端夹持一段第一光滑区域；传动轴的周向表面的局部还设有两段与第二从动齿轮相啮合的第二轮齿，相邻第二轮齿之间夹持一段第二光滑区域；

驱动单元用于驱动传动轴转动。

5.根据权利要求1所述的钻床自动加工系统，其特征在于，夹具包括支撑板、夹持板，支撑板安装在转盘上，支撑板上设有卡接槽，夹持板上设有与卡接槽相配合的卡接块，夹持板的上表面设有向下凹陷的凹槽，凹槽的底面设有向下凹陷的容纳槽。

6.根据权利要求5所述的钻床自动加工系统，其特征在于，支撑板的第一端与转盘铰接。

7.根据权利要求6所述的钻床自动加工系统，其特征在于，转盘上设有多个贯穿转盘上下表面的通孔，多个通孔分别置于多个支撑板的正下方；

底座的上表面设有向下凹陷的收容槽，收容槽的内周向表面设有第三轮齿；

还包括用于带动支撑板翻转的卸料机构；卸料机构包括第一吸合件、与第一吸合件相吸合的第二吸合件、移动板、第一齿条、第二齿条、支撑杆；

第一吸合件安装在底座上，第二吸合件安装在移动板上；

移动板可移动安装在底座上，移动板置于第一轮齿的一侧；

第一齿条、第二齿条均安装在移动板上，第一齿条、第二齿条均水平设置，第一齿条与第一轮齿相配合；

支撑杆竖直设置，支撑杆的一端置于收容槽内，支撑杆的轴线与其中一个通孔的轴线重合，支撑杆的周向表面设有与第三轮齿相啮合的第四轮齿，第四轮齿与第二齿条相配合。

8.根据权利要求1所述的钻床自动加工系统，其特征在于，还包括辅助机构，辅助机构用于压持待加工工件，辅助机构包括第三动力单元、两个压轴，两个压轴均水平设置，当夹具位于待加工区域时，两个压轴位于上述夹具的正上方；第三动力单元用于驱动两个压轴沿竖直方向移动。

9.根据权利要求8所述的钻床自动加工系统，其特征在于，辅助机构还包括导轨、第四动力单元，滑槽水平设置，两个压轴均与导轨可移动连接；第四动力单元用于驱动两个压轴相向或相远离移动。

10.根据权利要求8所述的钻床自动加工系统，其特征在于，两个压轴平行设置。