CN106270623A - 一种三轴钻孔装置及其控制方法 - Google Patents

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张国军
黄禹
李海洲
毛军
袁伟文
明五
明五一
张红梅
潘欢
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Abstract

本发明公开了一种三轴钻孔装置及其控制方法，包括工作平台和料槽，所述工作平台上设有第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具，工作平台与X轴横向电机和Y轴移动电机连接；还包括钻孔机，该钻孔机包括驱动电机和安装在该驱动电机的驱动轴上的钻头，共设有三个钻孔机，分别为第一钻孔机、第二钻孔机和第三钻孔机；第一钻孔机前方设有第一加工夹具，第二钻孔机前方设有第二加工夹具，第三钻孔机前方设有第三加工夹具。本发明实现钟表零件的粗钻、半精钻、精钻，速度快、效率高，并且有利于加工质量的提升。

Description

一种三轴钻孔装置及其控制方法
技术领域
本发明属于钟表加工领域，具体地说是一种三轴钻孔装置及其控制方法。
背景技术
随着市场对钟表行业加工工艺的精密要求以及企业自身的迅猛发展，我国国内市场人力资源的溃乏，用人成本的不断提高，迫切需要机械自动化生产，这也是未来生产企业发展的趋势。
目前，市面上的钟表行业专用钻孔机主要是单轴进行加工，还是采用传统机械加工行业的模式。不过由于钟表行业有其自身特点，加工的钻头直径小，因而其负载小；另外，待加工的零件尺寸比较小，采用传统的工作台，资源利用率比较低。因而，迫切需要一种新的加工方式，既能提高加工效率，还能提升加工质量，为相关的加工企业降低成本，提升产品质量，从而为整个行业的技术不断进步做出贡献。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种三轴钻孔装置及其控制方法，钻孔质量高，钻孔速度快。
为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种三轴钻孔装置，包括工作平台和料槽，所述工作平台上设有第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具，工作平台与X轴横向电机和Y轴移动电机连接；
还包括钻孔机，该钻孔机包括驱动电机和安装在该驱动电机的驱动轴上的钻头，共设有三个钻孔机，分别为第一钻孔机、第二钻孔机和第三钻孔机，第一钻孔机前方设有第一加工夹具，第二钻孔机前方设有第二加工夹具，第三钻孔机前方设有第三加工夹具。
所述第一钻孔机和第二钻孔机之间，第二钻孔机和第三钻孔机之间的轴间距相同，该轴间距为一个设定的工艺单位距离。
所述工作平台上还设有距离检测传感器和报警器，该报警器通过线路与距离检测传感器连接。
所述第一钻孔机的钻头、第二钻孔机的钻头和第三钻孔机的钻头相同或者相异。
一种三轴钻孔装置的控制方法，包括以下步骤：
建立模糊推理数据库，该模糊推理数据库包括工件材质，以及不同的钻孔深度和钻头半径所对应的钻头主轴转速、钻头进给速度数据；
通过Y轴移动电机带动第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具分别移动到料槽中夹取工件，然后第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具返回初始位置；
通过X轴横向电机带动第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具平移，平移距离为一个设定的工艺单位距离；
再通过Y轴移动电机带动第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具将工件放到第一加工夹具、第二加工夹具和第三加工夹具中，然后第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具返回初始位置；
根据收到的加工数据，模糊推理数据库自动推荐出对应的加工参数，第一钻孔机、第二钻孔机和第三钻孔机根据加工参数进行加工，实现对工件的钻孔；
钻孔完成后，第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具再移动第一加工夹具、第二加工夹具和第三加工夹具的位置将工件取走。
所述第一钻孔机、第二钻孔机和第三钻孔机同时进行钻孔操作。
所述第一钻孔机、第二钻孔机和第三钻孔机各自独立进行钻孔操作。
本发明的有益效果如下：
1）采用三个钻孔机并行排列，完成钟表行业精密、微细零件的钻孔加工，提升了加工效率；
2）三个钻孔机可统一控制或者各自独立控制，工艺参数各自设定，相对以往的单轴加工方法，无需更换刀具，减少刀具装夹误差和装备停机时间，能进一步提升零件加工质量；
3）通过建立模糊推理数据库，方便用户对工艺参数的调用，减少对工人加工经验的依赖。
附图说明
附图1为本发明装置的连接示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如附图1所示，本发明一方面揭示了一种三轴钻孔装置，包括工作平台3和料槽1，所述工作平台3上设有第一关联夹具501、第二关联夹具502和第三关联夹具503，工作平台3与X轴横向电机4和Y轴移动电机2连接；还包括钻孔机，该钻孔机包括驱动电机和安装在该驱动电机的驱动轴上的钻头，共设有三个钻孔机，分别为第一钻孔机701、第二钻孔机702和第三钻孔机703；第一钻孔机701前方设有第一加工夹具601，第二钻孔机702前方设有第二加工夹具602，第三钻孔机703前方设有第三加工夹具603。电机优选为伺服电机，实现更加精准的控制。钻孔机的具体结构为公知技术，在此不再进行详细赘述。
第一钻孔机和第二钻孔机之间，第二钻孔机和第三钻孔机之间的轴间距相同，该轴间距为一个设定的工艺单位距离。工作平台上还设有距离检测传感器和报警器，该报警器通过线路与距离检测传感器连接。该距离传感器用于检测工作平台及该工作平台上的三个关联夹具的移动情况，当其移动超过一个工艺单位距离时，报警器报警。
所述第一钻孔机的钻头、第二钻孔机的钻头和第三钻孔机的钻头相同或者相异。三个钻头的类型、材质和工艺参数可根据实际加工对象进行选择，互相不干涉。
另外，本发明还揭示了一种三轴钻孔装置的控制方法，包括以下步骤：
S1,建立模糊推理数据库，该模糊推理数据库包括工件材质，以及不同的钻孔深度和钻头半径所对应的钻头主轴转速、钻头进给速度数据。通常会设置多组对应的数据，确保加工的便利性。钟表加工材质不同，所钻孔的直径、深度如果不同，那么所需要的加工参数也是有所区别的。
S2,通过Y轴移动电机带动第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具分别移动到料槽中夹取工件，然后第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具返回初始位置。
S3，通过X轴横向电机带动第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具平移，平移距离为一个设定的工艺单位距离。保证每次横向移动时都是按照一个工艺单位距离来移动，实现移动的精确性。
S4，再通过Y轴移动电机带动第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具将工件放到第一加工夹具、第二加工夹具和第三加工夹具中，然后第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具返回初始位置。第一加工夹具、第二加工夹具和第三加工夹具将工件夹紧，使三个工件都准确进行钻孔操作。
S5，根据收到的加工数据，模糊推理数据库自动推荐出对应的加工参数，第一钻孔机、第二钻孔机和第三钻孔机根据加工参数进行加工，实现对工件的钻孔。加工数据由用户输入在总控系统，根据用户输入的加工条件，从而模糊推理数据库中直接得到一个合适的加工参数，从而降低用户的使用难度，提升装备的加工效能。
S6，钻孔完成后，第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具再移动第一加工夹具、第二加工夹具和第三加工夹具的位置将工件取走。然后按照上述循环操作。
此外，第一钻孔机、第二钻孔机和第三钻孔机同时进行钻孔操作，也可以。第一钻孔机、第二钻孔机和第三钻孔机各自独立进行钻孔操作。根据不同的加工要求，实现不同的控制。
对于模糊推理数据库，具体数据如下表1和表2列举所示。
根据表中的各个对应数据，根据用户输入的加工条件，可以快速的推荐出合适的加工参数，从而降低用户的使用难度，提升装备的加工效能。
表1精钢材质钟表工件钻孔时钻头主轴转速规则表
表2精钢材质钟表工件钻孔时钻头进给速度规则表
需要说明的是，以上所述并非是对本发明的限定，在不脱离本发明的创造构思的前提下，任何显而易见的壳体的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种三轴钻孔装置，包括工作平台和料槽，其特征在于，所述工作平台上设有第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具，工作平台与X轴横向电机和Y轴移动电机连接；
还包括钻孔机，共设有三个钻孔机，分别为第一钻孔机、第二钻孔机和第三钻孔机，第一钻孔机前方设有第一加工夹具，第二钻孔机前方设有第二加工夹具，第三钻孔机前方设有第三加工夹具。
2.根据权利要求1所述的三轴钻孔装置，其特征在于，所述第一钻孔机和第二钻孔机之间，第二钻孔机和第三钻孔机之间的轴间距相同，该轴间距为一个设定的工艺单位距离。
3.根据权利要求2所述的三轴钻孔装置，其特征在于，所述工作平台上还设有距离检测传感器和报警器，该报警器通过线路与距离检测传感器连接。
4.根据权利要求3所述的三轴钻孔装置，其特征在于，所述第一钻孔机的钻头、第二钻孔机的钻头和第三钻孔机的钻头相同或者相异。
5.一种根据权利要求1-4中任一项所述的三轴钻孔装置的控制方法，包括以下步骤：
建立模糊推理数据库，该模糊推理数据库包括工件材质，以及不同的钻孔深度和钻头半径所对应的钻头主轴转速、钻头进给速度数据；
通过Y轴移动电机带动第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具分别移动到料槽中夹取工件，然后第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具返回初始位置；
通过X轴横向电机带动第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具平移，平移距离为一个设定的工艺单位距离；
再通过Y轴移动电机带动第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具将工件放到第一加工夹具、第二加工夹具和第三加工夹具中，然后第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具返回初始位置；
根据收到的加工数据，模糊推理数据库自动推荐出对应的加工参数，第一钻孔机、第二钻孔机和第三钻孔机根据加工参数进行加工，实现对工件的钻孔；
钻孔完成后，第一关联夹具、第二关联夹具和第三关联夹具再移动第一加工夹具、第二加工夹具和第三加工夹具的位置将工件取走。
6.根据权利要求5所述的三轴钻孔装置的控制方法，其特征在于，所述第一钻孔机、第二钻孔机和第三钻孔机同时进行钻孔操作。
7.根据权利要求5所述的三轴钻孔装置的控制方法，其特征在于，所述第一钻孔机、第二钻孔机和第三钻孔机各自独立进行钻孔操作。
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