CN105773165B - 一种适用于集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板钻孔打磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板钻孔打磨方法，包括钻孔打磨设备，其包括设备本体以及钻孔打磨控制系统，所述钻孔打磨控制系统包括：操作面板；检测工件是否移动到设定位置的检测装置以及PLC控制系统；PLC控制系统用于控制钻孔打磨机进行钻孔或者打磨，用于根据经由所操作面板设置的工件在X轴方向上的运动参数和位置参数、同时工件在Y轴方向上的运动参数和位置参数、工件在Z轴方向上的运动参数和位置参数、以及检测装置的反馈参数来控制X轴伺服电机、Y轴伺服电机和Z轴伺服电机调整相应的工作状态。本发明具有操作简单、安全可靠、自动化程度高、精度效率高等优点。

Description

一种适用于集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹 芯板钻孔打磨方法

技术领域

本发明涉及一种适用于集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板钻孔打磨方法。

背景技术

随着科学技术的发展，钻孔打磨设备经历了从手动到半自动再到全自动的升级换代，钻孔打磨技术正在不断的完善之中。但是目前市场上的钻孔打磨设备主要以半自动式为主，钻孔打磨质量的好坏直接取决于操作人员的素质和经验，因此现有的钻孔打磨技术不能从根本上保证日益提高的钻孔打磨质量和精度要求。

发明内容

鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种适用于集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板钻孔打磨方法，包括钻孔打磨设备，该设备具有自动化程度高、精度效率高等优点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案：

一种适用于集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板钻孔打磨设备，包括设备本体以及钻孔打磨控制系统，其特征在于：

所述设备本体包括：床身、置于所述床身上的钻孔打磨机构和工件定位机构；

所述钻孔打磨机构包括：

Y轴支架；

位于Y轴支架上的Y轴伺服电机和Y轴滑轨支架；所述Y轴滑轨支架包括Y轴滑轨支架本体和位于所述Y轴滑轨支架本体上的Y轴滑轨；

Y轴丝杠；所述Y轴丝杠一端与所述Y轴伺服电机相连接，另一端设置于所述Y轴滑轨支架本体上；

置于所述Y轴滑轨支架上的钻孔打磨支架；所述钻孔打磨支架上安装有钻孔打磨机；所述钻孔打磨支架通过设置在钻孔打磨支架上的支架滑槽与所述Y轴滑轨相连接；所述Y轴丝杠通过滑块结构连接所述钻孔打磨支架；当所述Y轴伺服电机旋转工作时，所述Y轴丝杠能够带动所述钻孔打磨支架在Y轴滑轨上进行往复运动；

所述工件定位机构包括十字滑台和置于所述十字滑台上，用于放置并固定待钻孔打磨工件的电磁吸盘；所述十字滑台包括：

置于床身上的X轴滑轨支架；所述X轴滑轨支架包括X轴滑轨支架本体和位于所述X轴滑轨支架本体上的X轴滑轨；

X轴伺服电机；

X轴丝杠；所述X轴丝杠一端所述X轴伺服电机相连接，另一端设置于所述X轴滑轨支架本体上；

Z轴滑轨支架；所述Z轴滑轨支架包括Z轴滑轨支架本体和位于所述Z轴滑轨支架本体上的Z轴滑轨；所述Z轴滑轨支架本体通过设置在Z轴滑轨支架本体底部上的滑槽与所述X轴滑轨相连接；所述X轴丝杠通过滑块结构连接所述Z轴滑轨支架本体；当所述X轴伺服电机旋转工作时，所述X轴丝杠能够带动所述Z轴滑轨支架本体在X轴滑轨上进行往复运动；

Z轴伺服电机；

Z轴丝杠；所述Z轴丝杠一端所述Z轴伺服电机相连接，另一端设置于所述Z轴滑轨支架本体上；

所述Z轴丝杠通过滑块结构连接所述电磁吸盘；当所述Z轴伺服电机旋转工作时，所述Z轴丝杠能够带动所述电磁吸盘在Z轴滑轨上进行往复运动；

所述钻孔打磨控制系统包括：

用于接收用户操作控制指令的操作面板；

用于检测工件在X轴方向上是否移动到设定位置、在Y轴方向上是否移动到设定位置、以及在Z轴方向上是否移动设定位置的检测装置；

与所述钻孔打磨机、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机、操作面板和检测装置相连接的PLC控制系统；所述PLC控制系统用于根据经由所述操作面板设置的程序控制参数来控制所述钻孔打磨机进行钻孔或者打磨操作，用于根据经由所述操作面板设置的工件在X轴方向上的运动参数和位置参数、同时工件在Y轴方向上的运动参数和位置参数、工件在Z轴方向上的运动参数和位置参数、以及检测装置的反馈参数来控制X轴伺服电机、Y轴伺服电机和Z轴伺服电机调整相应的工作状态。

优选的，所述操作面板包括触摸显示屏和若干操作按钮。

进一步的，所述PLC控制系统预装有多种工作模式，所述工作模式包括但不限于手动工作模式、自动钻孔工作模式、自动切削打磨工作模式以及紧急急停模式。

另外，所述钻孔打磨控制系统还包括急停按钮、照明设备和复位按钮。

进一步的，所述X轴丝杠、Y轴丝杠、Z轴丝杠均采用高精度高强度的滚珠丝杠，以提高进给速度以及定位精度。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明所述机电一体化式自动钻孔打磨机，具有操作简单、安全可靠、自动化程度高、精度效率高等优点；其最大限度地减少了人为因素对钻孔质量的影响，它通过PLC控制系统对钻孔打磨进行全过程控制，触摸式显示屏和操作面板组合式操作使得操作过程更简洁。

附图说明

图1是本发明所述钻孔打磨设备的设备本体的结构示意图；

图2是本发明所述钻孔打磨设备的设备本体的主视示意图；

图3是图2的A-A向剖视示意图；

图4是图2的右视示意图；

图5是图2的俯视示意图；

图6a、6b是本发明实例所对应的钻孔方式示意图；

图7是本发明所述自动钻孔打磨设备的钻孔打磨控制系统的结构示意图；

图8是本发明所述夹芯板的结构示意图；

图9是本发明所述夹芯板的俯视图；

图10、图11是本发明所述夹芯板的侧视图；

图12是本发明所述骨架的结构示意图；

图13是本发明第一金属板、第二金属板相互搭接的示意图。

图中：1、床身，2、Y轴支架，3、Y轴伺服电机，4、Y轴滑轨支架本体，5、Y轴滑轨，6、Y轴丝杠，7、钻孔打磨支架，8、钻孔打磨机，9、支架滑槽，10、电磁吸盘，11、X轴滑轨支架本体，12、X轴滑轨，13、X轴伺服电机，14、X轴丝杠，15、Z轴滑轨支架本体，16、Z轴滑轨，17、第一滑槽，18、Z轴伺服电机，19、Z轴丝杠，20、联轴器，21、第二滑槽，22、上面板，23、下面板，24、骨架，241、第一金属板，242、第二金属板，243、第一搭接开口，244、第二搭接开口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

如图1-图5所示的一种适用于集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板钻孔打磨设备，包括设备本体以及钻孔打磨控制系统，其中：

所述设备本体包括：床身1、置于所述床身1上的钻孔打磨机构和工件定位机构；所述钻孔打磨机构包括：Y轴支架2；位于Y轴支架2上的Y轴伺服电机3和Y轴滑轨支架；所述Y轴滑轨支架包括Y轴滑轨支架本体4和位于所述Y轴滑轨支架本体4上的Y轴滑轨5；Y轴丝杠6；所述Y轴丝杠6一端与所述Y轴伺服电机3相连接，另一端设置于所述Y轴滑轨支架本体4上；置于所述Y轴滑轨支架上的钻孔打磨支架；所述钻孔打磨支架7上安装有钻孔打磨机8；所述钻孔打磨支架7通过设置在钻孔打磨支架7上的支架滑槽9与所述Y轴滑轨5相连接；所述Y轴丝杠6通过滑块结构连接所述钻孔打磨支架7，且Y轴丝杠6一端通过联轴器20连接所述Y轴伺服电机；当所述Y轴伺服电机3旋转工作时，所述Y轴丝杠6能够带动所述钻孔打磨支架7在Y轴滑轨5上进行往复运动；所述工件定位机构包括十字滑台和置于所述十字滑台上，用于放置并固定待钻孔打磨工件的电磁吸盘10；所述十字滑台包括：置于床身上的X轴滑轨支架；所述X轴滑轨支架包括X轴滑轨支架本体11和位于所述X轴滑轨支架本体11上的X轴滑轨12；X轴伺服电机13；X轴丝杠14；所述X轴丝杠14一端所述X轴伺服电机13相连接，另一端设置于所述X轴滑轨支架本体11上；Z轴滑轨支架；所述Z轴滑轨支架包括Z轴滑轨支架本体15和位于所述Z轴滑轨支架本体15上的Z轴滑轨16；所述Z轴滑轨支架本体15通过设置在Z轴滑轨支架本体15底部上的第一滑槽17与所述X轴滑轨12相连接；所述X轴丝杠14通过滑块结构连接所述Z轴滑轨支架本体；当所述X轴伺服电机13旋转工作时，所述X轴丝杠能够带动所述Z轴滑轨支架本体在X轴滑轨12上进行往复运动；Z轴伺服电机18；Z轴丝杠19；所述Z轴丝杠19一端所述Z轴伺服电机18相连接，另一端设置于所述Z轴滑轨支架本体上；所述Z轴丝杠通过滑块结构连接所述电磁吸盘10；当所述Z轴伺服电机18旋转工作时，所述Z轴丝杠能够带动所述电磁吸盘10在Z轴滑轨16上进行往复运动；所述电磁吸盘通过其底部具有的第二滑槽21与所述Z轴滑轨相连接。进一步的，所述X轴丝杠、Y轴丝杠、Z轴丝杠均采用高精度高强度滚珠丝杠，以提高进给速度以及定位精度。进一步的，上述各支架、滑轨等主要基础件可采用高刚性的铸铁结构，以保证基础件的高刚性和抗弯减震性能；所述基础件采用树脂砂造型并经过时效处理，以确保机床长期使用的精度稳定性，为设备性能的可靠性提供了保障；所述的滑轨结构均为燕尾导轨，以保证无进给运动的摩擦阻力，无低速爬行现象，提高机床精度寿命；且各滑轨以及丝杠都采用密闭防护，以保证丝杠及导轨的清洁，确保设备的传动及运动精度；

如图7，所述钻孔打磨控制系统包括：用于接收用户操作控制指令的操作面板；用于检测工件在X轴方向上是否移动到设定位置、在Y轴方向上是否移动到设定位置、以及在Z轴方向上是否移动设定位置的检测装置；与所述钻孔打磨机、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机、操作面板和检测装置相连接的PLC控制系统；所述PLC控制系统用于根据经由所述操作面板设置的程序控制参数来控制所述钻孔打磨机进行钻孔或者打磨操作，用于根据经由所述操作面板设置的工件在X轴方向上的运动参数和位置参数、同时工件在Y轴方向上的运动参数和位置参数、工件在Z轴方向上的运动参数和位置参数、以及检测装置的反馈参数来控制X轴伺服电机、Y轴伺服电机和Z轴伺服电机调整相应的工作状态。优选的，所述操作面板包括触摸显示屏和若干操作按钮。

进一步的，所述PLC控制系统预装有多种工作模式，所述工作模式包括但不限于手动工作模式、自动钻孔工作模式、自动切削打磨工作模式以及紧急急停模式。另外，所述钻孔打磨控制系统还包括急停按钮、照明设备和复位按钮。

本发明所述钻孔打磨设备工作过程：将待钻孔打磨的工件放置在电磁吸盘上，由电磁吸盘进行固定，然后通过PLC控制系统根据操作面板的设定参数控制X轴伺服电机、Y轴伺服电机和Z轴伺服电机进行动作，进而实现工件在X轴方向、Z轴方向上的位置调整和定位，以及实现焊枪在Y轴方向上的位置调整和定位，之后启动钻孔打磨机，进行钻孔打磨操作。当设备出现危险操作或异常情况时，按下急停按钮，设备立即停止运行，同时各伺服电机及钻孔打磨机断电；当按下复位按钮，电磁吸盘回至原位。

如图6a、6b所示，本发明可预设两种自动钻孔模式：一种为默认钻孔方式，如图6a所示；另一种为十字铣槽方式，如图6b所示；设备开机后，若选定为默认钻孔方式，可通过控制面板触摸显示屏对该方式下钻孔参数进行设置；当工件加工形式为图6b所示的十字铣槽形式时，选定为十字铣槽钻孔方式，可通过控制面板触摸显示屏对该方式下钻孔参数进行设置。

综上所述，本发明的采用进给轴为X、Y、Z三坐标控制形式，主轴使用变频动力驱动，能够实现对各种盘类、板类、壳体、凸轮、模具等复杂零件一次装夹，完成钻、铣、磨、扩、铰、攻丝等多种工序加工，特别适合于多品种、中小批量零件的生产，对复杂、高精度零件的加工更能显示其优越性。可以说本发明是机电一体化式自动钻孔打磨机，其最大限度地减少了人为因素对钻孔质量的影响，它通过PLC对钻孔打磨进行全过程控制，触摸式显示屏和操作面板组合式操作的人性化设计理念，具有操作简单、安全可靠、自动化程度高、精度效率高等优点。

本发明特别适用于作为航空航天用不连续点阵加芯双蒙皮筒壳结构的钻孔打磨设备，以及作为一种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板的钻孔打磨设备，解决了现有钻孔打磨设备不能钻孔打磨上述两种产品的问题。

如本发明对集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板进行钻孔打磨，其中如图8-图13，所述夹芯板包括：

相对设置的上面板22和下面板23；所述上面板22和下面板23均由金属材料制成；

多个置于所述上面板22和下面板23之间的骨架24；所述骨架呈十字型，具有相互垂直且交叉设置的第一金属板241和第二金属板242；多个骨架在上面板和下面板之间呈陈列式排布；

以及填充在各所述骨架与上面板、下面板之间形成的空隙中的泡沫层。所述骨架与上面板之间、所述骨架与下面板之间焊接连接。所述上面板和下面板均由不锈钢材料制成；所述第一金属板241和第二金属板242采用不锈钢板。述上面板和下面板的厚度为3mm；所述第一金属板241和第二金属板242的厚度为2mm。

优选的所述夹芯板第一金属板241的中心位置沿所述第一金属板的轴线方向至第一金属板的边缘开设有第一搭接开口243；由第二金属板242的中心位置沿所述第二金属板的轴线方向至第二金属板的边缘开设有第二搭接开口244；所述骨架通过第一金属板和第二金属板利用第一搭接开口243和第二搭接开口244十字交叉搭接而成。

使用本发明所述的钻孔打磨设备对上述集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板进行打磨，其全部加工工艺包括如下步骤：

制备预设数量的骨架；

制备上面板和下面板；所述制备上面板和下面板步骤具体包括：剪切均为第三预设尺寸的上面板和下面板；对上面板和下面板进行倒角处理和表面氧化处理。

利用自动焊接设备将呈阵列式排布的预设数量的骨架按照预定位置焊接在所述上面板和下面板之间；

将泡沫层填充在各所述骨架与上面板、下面板之间形成的空隙中，对所述夹芯板进行时效处理并使用本发明所述的钻孔打磨设备对所述夹芯板上下表面打磨处理。

所述制备骨架步骤具体包括：

剪切第一预设尺寸的第一金属板、第二预设尺寸的第二金属板；

由第一金属板的中心位置沿所述第一金属板的轴线方向至第一金属板的边缘开设有第一搭接开口；由第二金属板的中心位置沿所述第二金属板的轴线方向至第二金属板的边缘开设有第二搭接开口；

利用第一搭接开口和第二搭接开口将第一金属板和第二金属板十字交叉搭接制作出骨架。

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 (4)

1.一种适用于集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板钻孔打磨方法，其特征在于：包括：

制备预设数量的骨架；

制备上面板和下面板；所述制备上面板和下面板步骤具体包括：剪切均为第三预设尺寸的上面板和下面板；对上面板和下面板进行倒角处理和表面氧化处理；

利用自动焊接设备将呈阵列式排布的预设数量的骨架按照预定位置焊接在所述上面板和下面板之间；

将泡沫层填充在各所述骨架与上面板、下面板之间形成的空隙中，对制得的夹芯板进行时效处理并使用钻孔打磨设备对所述夹芯板上下表面打磨处理；

制备骨架步骤具体包括：

剪切第一预设尺寸的第一金属板、第二预设尺寸的第二金属板；

由第一金属板的中心位置沿所述第一金属板的轴线方向至第一金属板的边缘开设有第一搭接开口；由第二金属板的中心位置沿所述第二金属板的轴线方向至第二金属板的边缘开设有第二搭接开口；

利用第一搭接开口和第二搭接开口将第一金属板和第二金属板十字交叉搭接制作出骨架；

所述钻孔打磨设备包括设备本体以及钻孔打磨控制系统，

所述设备本体包括：床身、置于所述床身上的钻孔打磨机构和工件定位机构；

所述钻孔打磨机构包括：

Y轴支架；

位于Y轴支架上的Y轴伺服电机和Y轴滑轨支架；所述Y轴滑轨支架包括Y轴滑轨支架本体和位于所述Y轴滑轨支架本体上的Y轴滑轨；

Y轴丝杠；所述Y轴丝杠一端与所述Y轴伺服电机相连接，另一端设置于所述Y轴滑轨支架本体上；

置于所述Y轴滑轨支架上的钻孔打磨支架；所述钻孔打磨支架上安装有钻孔打磨机；所述钻孔打磨支架通过设置在钻孔打磨支架上的支架滑槽与所述Y轴滑轨相连接；所述Y轴丝杠通过滑块结构连接所述钻孔打磨支架；当所述Y轴伺服电机旋转工作时，所述Y轴丝杠能够带动所述钻孔打磨支架在Y轴滑轨上进行往复运动；

所述工件定位机构包括十字滑台和置于所述十字滑台上，用于放置并固定待钻孔打磨工件的电磁吸盘，所述电磁吸盘通过其底部具有的第二滑槽与Z轴滑轨相连接；所述十字滑台包括：

置于床身上的X轴滑轨支架；所述X轴滑轨支架包括X轴滑轨支架本体和位于所述X轴滑轨支架本体上的X轴滑轨；

X轴伺服电机；

X轴丝杠；所述X轴丝杠一端所述X轴伺服电机相连接，另一端设置于所述X轴滑轨支架本体上；

Z轴滑轨支架；所述Z轴滑轨支架包括Z轴滑轨支架本体和位于所述Z轴滑轨支架本体上的Z轴滑轨；所述Z轴滑轨支架本体通过设置在Z轴滑轨支架本体底部上的滑槽与所述X轴滑轨相连接；所述X轴丝杠通过滑块结构连接所述Z轴滑轨支架本体；当所述X轴伺服电机旋转工作时，所述X轴丝杠能够带动所述Z轴滑轨支架本体在X轴滑轨上进行往复运动；

Z轴伺服电机；

Z轴丝杠；所述Z轴丝杠一端所述Z轴伺服电机相连接，另一端设置于所述Z轴滑轨支架本体上；

所述Z轴丝杠通过滑块结构连接所述电磁吸盘；当所述Z轴伺服电机旋转工作时，所述Z轴丝杠能够带动所述电磁吸盘在Z轴滑轨上进行往复运动；

所述钻孔打磨控制系统包括：

用于接收用户操作控制指令的操作面板；

用于检测轻质十字芯点阵泡沫夹芯板对应的工件在X轴方向上是否移动到设定位置、在Y轴方向上是否移动到设定位置、以及在Z轴方向上是否移动设定位置的检测装置；

与所述钻孔打磨机、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机、操作面板和检测装置相连接的PLC控制系统；所述PLC控制系统用于根据经由所述操作面板设置的程序控制参数来控制所述钻孔打磨机进行钻孔或者打磨操作，用于根据经由所述操作面板设置的工件在X轴方向上的运动参数和位置参数、工件在Y轴方向上的运动参数和位置参数、工件在Z轴方向上的运动参数和位置参数、以及检测装置的反馈参数来控制X轴伺服电机、Y轴伺服电机和Z轴伺服电机调整相应的工作状态，所述钻孔打磨设备用于制备轻质十字芯点阵泡沫夹芯板；

所述夹芯板包括：

相对设置的上面板和下面板；所述上面板和下面板均由金属材料制成；

多个置于所述上面板和下面板之间的骨架；所述骨架呈十字型，具有相互垂直且交叉设置的第一金属板和第二金属板；多个骨架在上面板和下面板之间呈阵列式排布；

以及填充在各所述骨架与上面板、下面板之间形成的空隙中的泡沫层；所述骨架与上面板之间、所述骨架与下面板之间焊接连接；所述上面板和下面板均由不锈钢材料制成；所述第一金属板和第二金属板采用不锈钢板；所述上面板和下面板的厚度为3mm；所述第一金属板和第二金属板的厚度为2mm。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述PLC控制系统预装有多种工作模式，所述工作模式包括但不限于手动工作模式、自动钻孔工作模式、自动切削打磨工作模式以及紧急急停模式。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述钻孔打磨控制系统还包括急停按钮、照明设备和复位按钮。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述X轴丝杠、Y轴丝杠、Z轴丝杠均采用滚珠丝杠。