CN107716999A - 一种铝型材钻孔机及其钻孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铝型材加工领域，具体涉及一种铝型材钻孔机及其钻孔方法，一种铝型材钻孔机包括，机架、钻头机构、托举平台、翻转夹持机构、进料装置和起到控制作用的主控芯片，所述机架顶部为加工平台，输送挡停装置和起到控制作用的主控芯片，所述机架顶部为加工平台，所述输送挡停装置包括，输送台及其两侧的第一挡停汽缸和第二挡停汽缸，所述第一挡停汽缸设置有与铝型材长度方向一致的纵向挡板，所述第二挡停汽缸设置有与所述铝型材输送方向一致的横向挡板；所述托举平台包括，升降台面、夹紧汽缸组和角度测量机构，所述夹紧汽缸组和角度测量机构固定在所述升降台面顶部；所述翻转夹持机构包括，主动转盘和从动压紧盘。

Description

一种铝型材钻孔机及其钻孔方法

技术领域

本发明涉及铝型材加工领域，具体涉及一种铝型材钻孔机及其钻孔方法。

背景技术

钻孔是铝型材加工中比较常见的工序，但是目前的钻孔机自动化程度低，并且不能自动对各种多边形截面的铝型材进行加工。

发明内容

本发明的目的，是为了解决背景技术中的问题，提供一种铝型材钻孔机及其钻孔方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种铝型材钻孔机，包括：机架、钻头机构、托举平台、翻转夹持机构、进料装置和起到控制作用的主控芯片，所述机架顶部为加工平台，输送挡停装置和起到控制作用的主控芯片，所述机架顶部为加工平台，所述输送挡停装置包括，输送台及其两侧的第一挡停汽缸和第二挡停汽缸，所述第一挡停汽缸设置有与铝型材长度方向一致的纵向挡板，所述第二挡停汽缸设置有与所述铝型材输送方向一致的横向挡板；所述钻头机构包括，升降钻头、支撑导杆和水平移动导杆，所述升降钻头通过汽缸上下移动，通过电机沿所述水平移动导杆水平移动，所述支撑导杆固定在所述加工平台上；所述托举平台包括，升降台面、夹紧汽缸组和角度测量机构，所述升降台面通过固定底座固定在所述加工平台上，所述夹紧汽缸组和角度测量机构固定在所述升降台面顶部；所述翻转夹持机构包括，主动转盘和从动压紧盘，所述主动转盘和从动压紧盘均通过支撑架固定在所述加工平台上。

作为优选，所述主动转盘包括，转动伺服电机、电机输出轴、转筒和主接触盘，所述转筒通过电机输出轴与所述转动伺服电机相连，所述主接触盘固定在所述转筒上用于固定铝型材，所述电机输出轴处设置有电位器。

作为优选，所述从动压紧盘包括，压紧汽缸、汽缸推杆、回转轴承和次接触盘，所述汽缸推杆顶部插入所述回转轴承内，所述汽缸推杆与所述回转轴承之间设置有滚珠。

作为优选，所述角度测量机构包括，进给汽缸、进给杆和转动杆，所述转动杆与所述进给杆铰接与端顶点，所述端顶点位于所述进给杆远离所述进给汽缸一端的顶部，所述端顶点处设置有计量电位器，所述转动杆通过转动马达驱动转动，所述端顶点下方设置有第一压力传感器，所述转动杆为L形，所述转动杆远离所述端顶点的一端设置有第二压力传感器。

作为优选，所述电机输出轴上设置有制动片，所述主动转盘侧的支撑架上设置有用于配合所述制动片进行制动作用的夹钳。

作为优选，夹紧汽缸组包括两组相向设置在所述升降台面顶面的夹紧汽缸，所述夹紧汽缸的夹头与所述升降台面的顶面具有间隙。

作为优选，升降台面顶部设置有压力传感器。

作为优选，升降台面与所述固定底座之间通过磁控汽缸来控制高度升降，并且所述磁控汽缸的最高点设置在所述主动转盘与所述从动压紧盘的中心连线处。

作为优选，所述主控芯片与所述钻头机构、转动伺服电机、电位器、压紧汽缸、进给汽缸、计量电位器、转动马达、第一压力传感器、第二压力传感器、夹钳和压力传感器均通过数据线相连。

一种铝型材钻孔机的钻孔方法，采用上述钻孔机通过以下步骤完成钻孔：

第一，通过输送挡停装置将N边形的铝型材放到升降台面上，升降台面上压力传感器接收到信号后，通过主控芯片控制夹紧汽缸组将铝型材推送到升降台面的中心线位置处，同时通过角度测量机构测量铝型材的边角α，所述边角α为第1底面与第2侧面的夹角，所述第1底面为铝型材朝向升降台面平面，所述第2侧面为朝向角度测量机构的平面；

第二，通过主控芯片控制磁控汽缸将升降台面升高到翻转夹持机构的轴线高度；

第三，通过压紧汽缸控制次接触盘将铝型材向着主接触盘顶紧后，松开夹紧汽缸组，并同时降下升降台面；

第四，在电位器的测量下通过主控芯片控制转动伺服电机旋转180度，将第1底面翻到上方；

第五，再次抬升升降台面，此次抬升过程中，当压力传感器接收到信号后便停止抬升，然后通过夹紧汽缸组将铝型材夹紧；

第六，控制升降钻头下降进行钻孔作业；

第七，钻孔完成后，再次松开夹紧汽缸组并降下升降台面，通过转动伺服电机将铝型材回转180+180-α度，使得第2侧面朝向升降台面；

第八，抬升升降台面，此次抬升过程中，当压力传感器接收到信号后便停止抬升，然后通过夹紧汽缸组将铝型材夹紧；

第九，使用角度测量机构测量第2侧面与第3侧面夹角α’的角度，所述第3侧面为该次测量中朝向所述角度测量机构的铝型材侧面；

第十，随后重复第四至第九步骤的过程，直到第N侧面完成钻孔作业。

作为优选，所述步骤一中α角度的计算方法为，所述端顶点到57的距离为L，所述端顶点与升降台面顶面高度差为h，计量电位器测量转动杆旋转角度β，转动杆在端顶点处夹角γ，上述数据均为已知数据，然后通过公式：L*sin(90+α-β-γ)=h*sin(90-α)，计算出α。

综上所述，本发明的有益效果：

① 本发明所述的一种铝型材钻孔机，具有自动完成多边形铝型材每面钻孔的功能。

② 本发明所述的一种铝型材钻孔机，钻孔时支撑效果好，铝型材不易弯曲。

③ 本发明所述的一种铝型材钻孔机，可适用于各种多边形铝型材的加工，泛用性强。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明机架的结构示意图；

图3是本发明主动转盘的结构示意图；

图4是本发明从动压紧盘的结构示意图；

图5是本发明角度测量机构的结构示意图。

具体实施方式

以下具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

下面结合附图以实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

根据图1～图5所示，一种铝型材钻孔机，包括：机架1、钻头机构2、托举平台3翻转夹持机构4、输送挡停装置6和起到控制作用的主控芯片，机架1顶部为加工平台11，输送挡停装置6包括，输送台及其两侧的第一挡停汽缸61和第二挡停汽缸62，第一挡停汽缸61设置有与铝型材长度方向一致的纵向挡板，第二挡停汽缸62设置有与铝型材输送方向一致的横向挡板；钻头机构2包括，升降钻头21、支撑导杆22和水平移动导杆23，升降钻头21通过汽缸上下移动，通过电机沿水平移动导杆23水平移动，支撑导杆22固定在加工平台11上；托举平台3包括，升降台面31、夹紧汽缸组32和角度测量机构5，升降台面31通过固定底座311固定在加工平台11上，夹紧汽缸组32和角度测量机构5固定在升降台面31顶部；翻转夹持机构4包括，主动转盘41和从动压紧盘42，主动转盘41和从动压紧盘42均通过支撑架43固定在加工平台11上。

夹紧汽缸组32包括两组相向设置在升降台面31顶面的夹紧汽缸，夹紧汽缸的夹头与升降台面31的顶面具有间隙，升降台面31顶部设置有压力传感器，升降台面31与固定底座311之间通过磁控汽缸来控制高度升降，并且磁控汽缸的最高点设置在主动转盘41与从动压紧盘42的中心连线处。

根据图3所示，主动转盘41包括，转动伺服电机411、电机输出轴412、转筒413和主接触盘414，转筒413通过电机输出轴412与转动伺服电机411相连，主接触盘414固定在转筒413上用于固定铝型材，电机输出轴412处设置有电位器4121，电机输出轴412上设置有制动片415，主动转盘41侧的支撑架43上设置有用于配合制动片415进行制动作用的夹钳416。

根据图4所示，从动压紧盘42包括，压紧汽缸421、汽缸推杆422、回转轴承423和次接触盘424，汽缸推杆422顶部插入回转轴承423内，汽缸推杆422与回转轴承423之间设置有滚珠4231。

根据图5所示，角度测量机构5包括，进给汽缸51、进给杆52和转动杆53，转动杆53与进给杆52铰接与端顶点521，端顶点521位于进给杆52远离进给汽缸51一端的顶部，端顶点521处设置有计量电位器54，转动杆53通过转动马达55驱动转动，端顶点521下方设置有第一压力传感器56，转动杆53为L形，转动杆53远离端顶点521的一端设置有第二压力传感器57。

主控芯片与钻头机构2、转动伺服电机411、电位器4121、压紧汽缸421、进给汽缸51、计量电位器54、转动马达55、第一压力传感器56、第二压力传感器57、夹钳416和压力传感器均通过数据线相连。

一种铝型材钻孔机的钻孔方法，采用上述钻孔机通过以下步骤完成钻孔：

第一，通过输送挡停装置6，将N边形的铝型材放到升降台面31上，升降台面31上压力传感器接收到信号后，通过主控芯片控制夹紧汽缸组32将铝型材推送到升降台面31的中心线位置处，同时通过角度测量机构5测量铝型材的边角α，边角α为第1底面与第2侧面的夹角，第1底面为铝型材朝向升降台面31平面，第2侧面为朝向角度测量机构5的平面；

其中，步骤一中α角度的计算方法为，根据图5所示，端顶点521到57的距离为L，端顶点521与升降台面31顶面高度差为h，计量电位器54测量转动杆53旋转角度β，转动杆53在端顶点521处夹角γ，上述数据均为已知数据，然后通过公式：L*sin(90+α-β-γ)=h*sin(90-α)，计算出α。

第二，通过主控芯片控制磁控汽缸将升降台面31升高到翻转夹持机构4的轴线高度。

第三，通过压紧汽缸421控制次接触盘424将铝型材向着主接触盘414顶紧后，松开夹紧汽缸组32，并同时降下升降台面31。

第四，在电位器4121的测量下通过主控芯片控制转动伺服电机411旋转180度，将第1底面翻到上方。

第五，再次抬升升降台面31，此次抬升过程中，当压力传感器接收到信号后便停止抬升，然后通过夹紧汽缸组32将铝型材夹紧。

第六，控制升降钻头21下降进行钻孔作业。

第七，钻孔完成后，再次松开夹紧汽缸组32并降下升降台面31，通过转动伺服电机411将铝型材回转180+180-α度，使得第2侧面朝向升降台面31。

第八，抬升升降台面31，此次抬升过程中，当压力传感器接收到信号后便停止抬升，然后通过夹紧汽缸组32将铝型材夹紧。

第九，使用角度测量机构5测量第2侧面与第3侧面夹角α’的角度，第3侧面为该次测量中朝向角度测量机构5的铝型材侧面。

第十，随后重复第四至第九步骤的过程，直到第N侧面完成钻孔作业。

Claims (10)

1.一种铝型材钻孔机，其特征在于，包括：机架（1）、钻头机构（2）、托举平台（3）、翻转夹持机构（4）、输送挡停装置（6）和起到控制作用的主控芯片，所述机架（1）顶部为加工平台（11），所述输送挡停装置（6）包括，输送台及其两侧的第一挡停汽缸（61）和第二挡停汽缸（62），所述第一挡停汽缸（61）设置有与铝型材长度方向一致的纵向挡板，所述第二挡停汽缸（62）设置有与所述铝型材输送方向一致的横向挡板；

所述钻头机构（2）包括，升降钻头（21）、支撑导杆（22）和水平移动导杆（23），所述升降钻头（21）通过汽缸上下移动，通过电机沿所述水平移动导杆（23）水平移动，所述支撑导杆（22）固定在所述加工平台（11）上；

所述托举平台（3）包括，升降台面（31）、夹紧汽缸组（32）和角度测量机构（5），所述升降台面（31）通过固定底座（311）固定在所述加工平台（11）上，所述夹紧汽缸组（32）和角度测量机构（5）固定在所述升降台面（31）顶部；

所述翻转夹持机构（4）包括，主动转盘（41）和从动压紧盘（42），所述主动转盘（41）和从动压紧盘（42）均通过支撑架（43）固定在所述加工平台（11）上。

2.根据权利要求1所述的一种铝型材钻孔机，其特征在于，所述主动转盘（41）包括，转动伺服电机（411）、电机输出轴（412）、转筒（413）和主接触盘（414），所述转筒（413）通过电机输出轴（412）与所述转动伺服电机（411）相连，所述主接触盘（414）固定在所述转筒（413）上用于固定铝型材，所述电机输出轴（412）处设置有电位器（4121）。

3.根据权利要求2所述的一种铝型材钻孔机，其特征在于，所述从动压紧盘（42）包括，压紧汽缸（421）、汽缸推杆（422）、回转轴承（423）和次接触盘（424），所述汽缸推杆（422）顶部插入所述回转轴承（423）内，所述汽缸推杆（422）与所述回转轴承（423）之间设置有滚珠（4231）。

4.根据权利要求1所述的一种铝型材钻孔机，其特征在于，所述角度测量机构（5）包括，进给汽缸（51）、进给杆（52）和转动杆（53），所述转动杆（53）与所述进给杆（52）铰接与端顶点（521），所述端顶点（521）位于所述进给杆（52）远离所述进给汽缸（51）一端的顶部，所述端顶点（521）处设置有计量电位器（54），所述转动杆（53）通过转动马达（55）驱动转动，所述端顶点（521）下方设置有第一压力传感器（56），所述转动杆（53）为L形，所述转动杆（53）远离所述端顶点（521）的一端设置有第二压力传感器（57）。

5.根据权利要求2所述的一种铝型材钻孔机，其特征在于，所述电机输出轴（412）上设置有制动片（415），所述主动转盘（41）侧的支撑架（43）上设置有用于配合所述制动片（415）进行制动作用的夹钳（416）。

6.根据权利要求1所述的一种铝型材钻孔机，其特征在于，夹紧汽缸组（32）包括两组相向设置在所述升降台面（31）顶面的夹紧汽缸，所述夹紧汽缸的夹头与所述升降台面（31）的顶面具有间隙。

7.根据权利要求6所述的一种铝型材钻孔机，其特征在于，升降台面（31）顶部设置有压力传感器。

8.根据权利要求1所述的一种铝型材钻孔机，其特征在于，升降台面（31）与所述固定底座（311）之间通过磁控汽缸来控制高度升降，并且所述磁控汽缸的最高点设置在所述主动转盘（41）与所述从动压紧盘（42）的中心连线处。

9.一种铝型材钻孔机的钻孔方法，其特征在于，采用上述钻孔机通过以下步骤完成钻孔：

第一，通过输送挡停装置（6），将N边形的铝型材放到升降台面（31）上，升降台面（31）上压力传感器接收到信号后，通过主控芯片控制夹紧汽缸组（32）将铝型材推送到升降台面（31）的中心线位置处，同时通过角度测量机构（5）测量铝型材的边角α，所述边角α为第1底面与第2侧面的夹角，所述第1底面为铝型材朝向升降台面（31）平面，所述第2侧面为朝向角度测量机构（5）的平面；

第二，通过主控芯片控制磁控汽缸将升降台面（31）升高到翻转夹持机构（4）的轴线高度；

通过压紧汽缸（421）控制次接触盘（424）将铝型材向着主接触盘（414）顶紧后，松开夹第三，紧汽缸组（32），并同时降下升降台面（31）；

第四，在电位器（4121）的测量下通过主控芯片控制转动伺服电机（411）旋转180度，将第1底面翻到上方；

第五，再次抬升升降台面（31），此次抬升过程中，当压力传感器接收到信号后便停止抬升，然后通过夹紧汽缸组（32）将铝型材夹紧；

第六，控制升降钻头（21）下降进行钻孔作业；

第七，钻孔完成后，再次松开夹紧汽缸组（32）并降下升降台面（31），通过转动伺服电机（411）将铝型材回转180+180-α度，使得第2侧面朝向升降台面（31）；

第八，抬升升降台面（31），此次抬升过程中，当压力传感器接收到信号后便停止抬升，然后通过夹紧汽缸组（32）将铝型材夹紧；

第九，使用角度测量机构（5）测量第2侧面与第3侧面夹角α’的角度，所述第3侧面为该次测量中朝向所述角度测量机构（5）的铝型材侧面；

第十，随后重复第四至第九步骤的过程，直到第N侧面完成钻孔作业。

10.根据权利要求9所述的钻孔方法，其特征在于，所述步骤一中α角度的计算方法为，所述端顶点（521）到57的距离为L，所述端顶点（521）与升降台面（31）顶面高度差为h，计量电位器（54）测量转动杆（53）旋转角度β，转动杆（53）在端顶点（521）处夹角γ，上述数据均为已知数据，然后通过公式：L*sin(90+α-β-γ)=h*sin(90-α)，计算出α。