CN107160168B - 小型可拆装移动式数控钻铣孔机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型可拆装移动式数控钻铣孔机床,涉及机械设备领域，包含有基座（1）、X轴进给装置（2）、Y轴进给装置（3）、动力头装置（4）和数控系统。本发明结构简单，体积小，拆装方便，可拆解为4个组件便于运输，可按照用户需要确定加工范围，整机重量在200‑280㎏，能加工3‑40mm直径的孔；采用风冷式钻具，无冷却液污染问题，使用快速夹具安装刀具，减少刀具更换时间；设计了动力头辅助装置和随动支座，工作时刀具周边具有三点强大的吸附力，为稳定切削提供了条件；X轴进给装置、Y轴进给装置定位速度快，精度高，结合数控系统，在控制屏上自动实施各项设定功能，减少工作人员数量和劳动强度，大大提高了工作效率。

Description

小型可拆装移动式数控钻铣孔机床

技术领域

本发明涉及机械设备领域，具体地说是一种小型可拆装移动式数控钻铣孔机床。

背景技术

目前，众多企业广泛使用的数控钻铣孔设备主要有两种，一是龙门式铣床，二是立式数控铣床，大都安装在车间内，有牢固的地基固定在专用位置上，无论是大小工件，需要高精度定位钻铣孔中心距的均要由车间内固定的设备上加工，特别是大型工件需要高精度中心距的孔位，要由大型起重设备把工件吊装到钻床工位上，然后矫正工件，进行加工，矫正难度大，工序繁琐，效率低下，浪费严重。对于一些小工件的局部高中心距的钻铣孔也要到庞大的设备上装夹后进行加工，设备工时成本居高不下，特别是大批量小型工件更是浪费严重。对于大型的施工或维护维修现场，需要高中心距的钻铣孔，只能靠人工划线磁力钻打孔，很难保证孔间中心距精度，对于小型企业需要高精度的局部钻铣孔功能设备，但没有条件购买数控通用钻铣设备，只能靠外协加工或人工划线，再经普通钻床加工，成本高，效率低，精度差。

总而言之，目前的钻铣设备现状是大型钻孔设备不便于现场施工，具有一定的局限性；小型钻孔设备对于一个工件上具有多个孔的工作效率低，并且施工者劳动强度大。

发明内容

为解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种小型可拆装移动式数控钻铣孔机床，能够在有效范围内精确定位钻铣孔中心距，任意钻孔和铣削孔，结构简单，体积小，重量轻，可便携移动，拆装方便。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种小型可拆装移动式数控钻铣孔机床，包含有基座、X轴进给装置、Y轴进给装置、动力头装置和数控系统，所述基座由设备底座和基座电磁吸附装置组成，所述基座电磁吸附装置设置于设备底座的底部，所述设备底座上方分别设置相互垂直的X轴进给装置及Y轴进给装置，所述动力头装置底部连接刀具设置于设备底座的一侧，与X轴进给装置和Y轴进给装置两两连接配合数控系统形成三轴式数控钻铣孔机床，所述动力头装置包含有动力头进给装置、动力头辅助装置和刀具，所述动力头辅助装置底部连接辅助电磁吸附装置，所述刀具连接在动力头进给装置末端，所述刀具工作时，所述基座电磁吸附装置和辅助电磁吸附装置通电吸附待加工工件，完成钻铣孔工作。

所述X轴进给装置包含有X轴机械臂、X轴驱动装置、X轴连接装置、X轴直线定位装置和X轴移动支撑装置，所述X轴驱动装置、X轴连接装置、X轴直线定位装置、X轴机械臂相互连接，所述X轴移动支撑装置设置于X轴机械臂下方，所述X轴移动支撑装置底部设置X轴万向球。

所述Y轴进给装置包含有Y轴机械臂、拐板座、Y轴驱动装置、Y轴连接装置和Y轴直线定位装置，所述Y轴机械臂一端与拐板座连接，所述Y轴驱动装置、Y轴连接装置、Y轴直线定位装置与Y轴机械臂的另一端相互连接，所述拐板座底部设置Y轴万向球。

所述动力头装置包含有动力头进给装置、动力头辅助装置和刀具，所述动力头进给装置主要由驱动装置、调速装置、直线定位装置连接组成，末端连接刀具，所述动力头辅助装置设置于动力头进给装置的两侧，包含有辅助光轴、辅助电磁吸附装置、手动锁紧装置,所述辅助电磁吸附装置固定设置于辅助光轴底部，所述手动锁紧装置设置于辅助光轴上用于固定辅助光轴，所述动力头辅助装置与动力头进给装置固定连接随动力头进给装置运动。

所述动力头装置还包含有随动支座，所述随动支座设置于Y轴进给装置的下方，所述随动支座包含有随动光轴、自动气缸夹紧装置、随动电磁吸附装置和升降装置，所述升降装置与自动气缸夹紧装置连接，所述随动光轴底部连接随动电磁吸附装置、顶部连接自动气缸夹紧装置。

所述X轴机械臂主体采用铝型材。

所述Y轴机械臂主体采用铝型材。

所述基座电磁吸附装置、辅助电磁吸附装置、随动电磁吸附装置采用电磁铁作为吸附主体。

本发明结构简单，体积小，拆装方便，可拆解为4个组件便于运输，可按照用户需要确定加工范围，整机重量在200-280㎏，能加工3-40mm直径的孔；采用风冷式钻具，无冷却液污染问题，使用快速夹具安装刀具，减少刀具更换时间；设计了动力头辅助装置和随动支座，工作时刀具周边具有三点强大的吸附力，为稳定切削提供了条件；X轴进给装置、Y轴进给装置定位速度快，精度高，结合数控系统，在控制屏上自动实施各项设定功能，减少工作人员数量和劳动强度，大大提高了工作效率。本发明解决了大型工件原地实现数控高精度定位的局部钻铣孔问题，还可以满足大型施工现场、自然灾害救援现场、军事野战装备维修或维护现场对高精度局部数控钻铣孔的需求，对于小企业而言，既降低了生产成本又解决了技术难题。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明动力头装置结构示意图；

图3为本发明随动支座结构示意图；

图4为本发明整体示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：

如图1-4所示，该小型可拆装移动式数控钻铣孔机床，包含有基座1、X轴进给装置2、Y轴进给装置3、动力头装置4和数控系统，所述基座1由设备底座11和基座电磁吸附装置12组成，所述基座电磁吸附装置12设置于设备底座11的底部，所述设备底座11上方分别设置相互垂直的X轴进给装置2及Y轴进给装置3，所述动力头装置4底部连接刀具设置于设备底座11的一侧，与X轴进给装置2和Y轴进给装置3两两连接配合数控系统形成三轴式数控钻铣孔机床，本实施例中所述X轴进给装置2和Y轴进给装置3两两之间均通过高精度直线滑轨连接导向，并由伺服电机或伺服行星减速机连接滚珠丝杠来驱动，从而可高精度定位钻孔，所述动力头装置4包含有动力头进给装置41、动力头辅助装置42和刀具43，所述动力头辅助装置42底部连接辅助电磁吸附装置44，所述刀具43连接在动力头进给装置41末端，所述刀具43工作时，所述基座电磁吸附装置12和辅助电磁吸附装置44通电吸附待加工工件，完成钻铣孔工作。

本发明中所述的数控系统，可以采用现有数控机床的系统进行相应的配置即可，普通技术人员都能够实现，在这里不做过多的描述。本实施例中的数控系统，由PLC、伺服系统、触摸屏等组成，各系统的信号均由数字模块采集处理完成，实现了设备在运行中的启动、停止、保护、速度、刀具给进量等各种条件的自动控制。

所述X轴进给装置2包含有X轴机械臂21、X轴驱动装置、X轴连接装置、X轴直线定位装置和X轴移动支撑装置22，所述X轴驱动装置、X轴连接装置、X轴直线定位装置、X轴机械臂21相互连接，所述X轴移动支撑装置22设置于X轴机械臂21下方，所述X轴移动支撑装置22底部设置X轴万向球23。本实施例中，X轴驱动装置、X轴连接装置、X轴直线定位装置采用伺服电机、联轴器、滚珠丝杠、线轨、轴承等组成，X轴移动支撑装置22采用立柱，在立柱下方设置X轴万向球23，为所述X轴机械臂21提供另一个支点，使X轴机械臂受力更合理，减少变形量，并且X轴万向球23与工件滚动摩擦，阻力小。

所述Y轴进给装置3包含有Y轴机械臂31、拐板座32、Y轴驱动装置、Y轴连接装置和Y轴直线定位装置，所述Y轴机械臂31一端与拐板座32连接，所述Y轴驱动装置、Y轴连接装置、Y轴直线定位装置与Y轴机械臂31的另一端相互连接，所述拐板座32底部设置Y轴万向球34。本实施例中，Y轴驱动装置、Y轴连接装置和Y轴直线定位装置与X轴进给装置2中的对应结构类似，这里不详细说明，Y轴万向球34的作用与X轴进给装置2中的X轴万向球23作用相同。

作为优选的方式，所述X轴机械臂21和Y轴机械臂31主体均采用铝型材，在保证机械强度的同时减轻了重量，增加了便携性。

所述动力头装置4包含有动力头进给装置41、动力头辅助装置42和刀具43，所述动力头进给装置41主要由驱动装置、调速装置、直线定位装置连接组成，末端连接刀具43，所述动力头辅助装置42设置于动力头进给装置41的两侧，包含有辅助光轴411、辅助电磁吸附装置412、手动锁紧装置413,所述辅助电磁吸附装置412固定设置于辅助光轴411底部，所述手动锁紧装置413设置于辅助光轴411上用于固定辅助光轴411，所述动力头辅助装置42与动力头进给装置41固定连接随动力头进给装置41运动。

所述动力头装置4主要实现调速和刀具的快换功能。动力头进给装置41居中，主要由伺服电机、行星减速机、滚珠丝杠和线轨等组成，使其具有快进快退和工进等功能。动力头辅助装置42设置在刀具的两侧，随动力头进给装置41升降，用于保证动力头的稳定。伺服电机与行星减速机相结合的结构，降低了噪音，改善了工作环境。

所述动力头装置4还包含有随动支座44，所述随动支座44设置于Y轴进给装置3的下方，所述随动支座44包含有随动光轴441、自动气缸夹紧装置442、随动电磁吸附装置443和升降装置444，所述升降装置444与自动气缸夹紧装置442连接，所述随动光轴441底部连接随动电磁吸附装置443、顶部连接自动气缸夹紧装置442。所述随动支座44的作用，也是用来保证整个动力头装置4的稳固。

作为优选的方式，本实施例中，所述基座电磁吸附装置12、辅助电磁吸附装置412、随动电磁吸附装置443采用电磁铁作为吸附主体。所述基座电磁吸附装置12设置于设备支座11底部，设备工作时通过强力电磁吸附在工件上，使设备工作稳定、牢靠。所述辅助电磁吸附装置412和随动电磁吸附装置443在设备工作状态下，当确定好钻孔的位置，在刀具的周围形成三点的吸附固定，保证工件与刀具之间的固定位置，实现工件的稳定加工。

本发明在具体的应用中，首先根据工件个孔的位置尺寸，确定基准点，在数控系统的触摸屏上进行相应的设定并确认，启动设备，设备根据设定好的程序自动运行。当设备通过X轴进给装置2、Y轴进给装置3调整运行到钻孔位置，基座电磁吸附装置12通电，吸附在工件上，随动支座44落下，随动电磁吸附装置443通电吸附在工件上，自动气缸夹紧装置442工作锁紧随动光轴441。所述动力头装置4启动，动力头进给装置41开始快进至工作面并转换为工进，同时动力头辅助装置42接通电源并开始工作，辅助电磁吸附装置412吸附在工件上，形成刀具43周围的三个固定点，保证了工件加工过程的稳定，刀具43开始工作。完成钻孔工作后，动力头辅助装置42断电，动力头进给装置41开始快退至零点，动力头装置4停止工作，同时随动支座44的随动电磁吸附装置443断电，自动气缸夹紧装置442停止工作释放随动光轴441并升起，至此一个工作循环结束，设备根据程序自动运行至另一钻孔位置，直至工作结束。设备大大降低了劳动强度，明显提高了工作效率。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种小型可拆装移动式数控钻铣孔机床，其特征在于，包含有基座（1）、X轴进给装置（2）、Y轴进给装置（3）、动力头装置（4）和数控系统，所述基座（1）由设备底座（11）和基座电磁吸附装置（12）组成，所述基座电磁吸附装置（12）设置于设备底座（11）的底部，所述设备底座（11）上方分别设置相互垂直的X轴进给装置（2）及Y轴进给装置（3），所述动力头装置（4）底部连接刀具设置于设备底座（11）的一侧，与X轴进给装置（2）和Y轴进给装置（3）两两连接配合数控系统形成三轴式数控钻铣孔机床，所述动力头装置（4）包含有动力头进给装置（41）、动力头辅助装置（42）和刀具（43），所述动力头辅助装置（42）底部连接辅助电磁吸附装置（412），所述刀具（43）连接在动力头进给装置（41）末端，所述刀具（43）工作时，所述基座电磁吸附装置（12）和辅助电磁吸附装置（412）通电吸附待加工工件，完成钻铣孔工作；所述动力头装置（4）包含有动力头进给装置（41）、动力头辅助装置（42）和刀具（43），所述动力头进给装置（41）主要由驱动装置、调速装置、直线定位装置连接组成，末端连接刀具（43），所述动力头辅助装置（42）设置于动力头进给装置（41）的两侧，包含有辅助光轴（411）、辅助电磁吸附装置（412）、手动锁紧装置（413）,所述辅助电磁吸附装置（412）固定设置于辅助光轴（411）底部，所述手动锁紧装置（413）设置于辅助光轴（411）上用于固定辅助光轴（411），所述动力头辅助装置（42）与动力头进给装置（41）固定连接随动力头进给装置（41）运动；所述动力头装置（4）还包含有随动支座（44），所述随动支座（44）设置于Y轴进给装置（3）的下方，所述随动支座（44）包含有随动光轴（441）、自动气缸夹紧装置（442）、随动电磁吸附装置（443）和升降装置（444），所述升降装置（444）与自动气缸夹紧装置（442）连接，所述随动光轴（441）底部连接随动电磁吸附装置（443）、顶部连接自动气缸夹紧装置（442）。

2.根据权利要求1所述的小型可拆装移动式数控钻铣孔机床，其特征在于，所述X轴进给装置（2）包含有X轴机械臂（21）、X轴驱动装置、X轴连接装置、X轴直线定位装置和X轴移动支撑装置（22），所述X轴驱动装置、X轴连接装置、X轴直线定位装置、X轴机械臂（21）相互连接，所述X轴移动支撑装置（22）设置于X轴机械臂（21）下方，所述X轴移动支撑装置（22）底部设置X轴万向球（23）。

3.根据权利要求1所述的小型可拆装移动式数控钻铣孔机床，其特征在于，所述Y轴进给装置（3）包含有Y轴机械臂（31）、拐板座（32）、Y轴驱动装置、Y轴连接装置和Y轴直线定位装置，所述Y轴机械臂（31）一端与拐板座（32）连接，所述Y轴驱动装置、Y轴连接装置、Y轴直线定位装置与Y轴机械臂（31）的另一端相互连接，所述拐板座（32）底部设置Y轴万向球（34）。

4.根据权利要求2所述的小型可拆装移动式数控钻铣孔机床，其特征在于，所述X轴机械臂（21）主体采用铝型材。

5.根据权利要求3所述的小型可拆装移动式数控钻铣孔机床，其特征在于，所述Y轴机械臂（31）主体采用铝型材。

6.根据权利要求1、4或5所述的小型可拆装移动式数控钻铣孔机床，其特征在于，所述基座电磁吸附装置（12）、辅助电磁吸附装置（412）、随动电磁吸附装置（443）采用电磁铁作为吸附主体。