CN107855559A - 轻便型壁板开孔装置及开孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轻便型壁板开孔装置及开孔方法，所述壁板开孔装置包括弹簧平衡器和微型雕铣床；所述弹簧平衡器与所述微型雕铣床连接；所述微型雕铣床能安装在待开孔壁板上。本发明的轻便型壁板开孔装置及开孔方法，使得壁板开孔装置在满足开孔需求的前提下实现装置轻便、紧凑的目标，可以满足单人操作的要求。

Description

轻便型壁板开孔装置及开孔方法

技术领域

本发明涉及壁板开孔装置，具体涉及一种轻便型壁板开孔装置及开孔方法。

背景技术

在运载火箭、飞机等大型设备的制造领域，受铆接协调、焊接变形等因素影响，有些方（圆）孔特征无法在大型薄壁零件上直接加工出，需要待部件状态下完成加工。而此类部件尺寸较大（如运载火箭的短壳），若采用数控机床进行加工，则面临工装复杂、运输成本高、装夹繁琐、效率低下等一系列的问题。轻便、高效开孔成为运载火箭装配过程中必须解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻便型壁板开孔装置及开孔方法，轻便，可实现单人操作。

为了达到上述的目的，本发明提供一种轻便型壁板开孔装置，包括弹簧平衡器和微型雕铣床；所述弹簧平衡器与所述微型雕铣床连接；所述微型雕铣床能安装在待开孔壁板上。

上述轻便型壁板开孔装置，其中，所述微型雕铣床包括机架、X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴进给机构和主轴机构；所述机架与所述弹簧平衡器连接；所述X轴运动机构安装在所述机架上；所述Y轴运动机构与所述X轴运动机构连接；所述Z轴进给机构与所述Y轴运动机构连接；所述主轴机构与所述Z轴进给机构连接。

上述轻便型壁板开孔装置，其中，所述轻便型壁板开孔装置还包括移动车架，所述弹簧平衡器安装在所述移动车架上。

上述轻便型壁板开孔装置，其中，所述主轴机构包括主轴伺服电机、钻夹头和雕铣刀；所述主轴伺服电机通过所述钻夹头带动所述雕铣刀做旋转运动，完成开孔。

上述轻便型壁板开孔装置，其中，所述Z轴进给机构包括座架、进给装置、导向杆、直线轴承和电机固定板；所述进给装置、导向杆和直线轴承均安装在所述座架上；所述导向杆穿过所述直线轴承，由所述直线轴承作支撑；所述进给装置和导向杆均连接所述电机固定板；安装所述主轴机构安装在所述电机固定板上。

上述轻便型壁板开孔装置，其中，所述Z轴进给机构包括两套进给装置，所述导向杆位于两套进给装置之间；所述进给装置为双杆气缸。

上述轻便型壁板开孔装置，其中，所述机架包括框架、真空吸盘和把手；在所述框架的一端面设置所述真空吸盘，在所述框架的另一端面设置所述把手；所述X轴运动机构安装在所述框架上。

上述轻便型壁板开孔装置，其中，所述X轴运动机构的结构与所述Y轴运动机构的结构相同，均包括线性模组、滑块和伺服电机；所述伺服电机驱动所述线性模组，带动所述滑块作直线运动。

上述轻便型壁板开孔装置，其中，所述X轴运动机构为两套，所述Y轴运动机构分别与两套所述X轴运动机构连接。

本发明提供的另一技术方案是一种开孔方法，采用上述轻便型壁板开孔装置，包括如下步骤：

1）将移动车架移动至指定区域；

2）通过弹簧平衡器，操作工可轻松将微型雕铣床移动至待加工区域；

3）将微型雕铣床固定于待开孔壁板指定位置；

4）启动X轴运动机构和Y轴运动机构，将主轴机构移动至起始开孔位置；

5）启动主轴机构，Z轴进给机构带动主轴机构朝着待开孔壁板作直线运动；

6）Z轴进给机构进给到位后，X轴运动机构及Y轴运动机构按指定程序进行开孔作业；

7）开孔完成后，关停主轴机构，Z轴进给机构返回原点。

本发明的轻便型壁板开孔装置及开孔方法，使得壁板开孔装置在满足开孔需求的前提下实现装置轻便、紧凑的目标，可以满足单人操作的要求；

本发明的轻便型壁板开孔装置及开孔方法，结构小、重量轻，运输方便，可大大降低运输成本；

本发明的轻便型壁板开孔装置及开孔方法，利用X轴运动机构、Y轴运动机构及Z轴进给机构精确控制开孔位置及开孔图像，开孔效率高，特别适用于大型薄壁零件孔加工。

附图说明

本发明的轻便型壁板开孔装置及开孔方法由以下的实施例及附图给出。

图1是本实施例的轻便型壁板开孔装置的结构示意图。

图2是本实施例中主轴机构的结构示意图。

图3是本实施例中Z轴进给机构的结构示意图。

图4是本实施例中机架的结构示意图。

图5是本实施例中X轴运动机构的结构示意图。

图6是本实施例中Y轴运动机构的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合图1～图6对本发明的轻便型壁板开孔装置及开孔方法作进一步的详细描述。

本发明的轻便型壁板开孔装置包括弹簧平衡器和微型雕铣床；所述弹簧平衡器与所述微型雕铣床连接；所述微型雕铣床能安装在待开孔壁板上。

本发明的轻便型壁板开孔装置，微型雕铣床结构小、重量轻，并利用弹簧平衡器平衡微型雕铣床的重力，使得单人就能操作使用该壁板开孔装置。

现以一具体实施例详细说明本发明的轻便型壁板开孔装置。

图1所示为本实施例的轻便型壁板开孔装置的结构示意图。

如图1所示，所述轻便型壁板开孔装置包括移动车架7、弹簧平衡器6和微型雕铣床，所述弹簧平衡器6一端连接在所述移动车架7上，其另一端连接所述微型雕铣床；所述微型雕铣床包括机架1、X轴运动机构2、Y轴运动机构3、Z轴进给机构4和主轴机构5；

所述机架1与所述弹簧平衡器6连接；

所述X轴运动机构2安装在所述机架1上；

所述Y轴运动机构3与所述X轴运动机构2连接；

所述Z轴进给机构4与所述Y轴运动机构3连接；

所述主轴机构5与所述Z轴进给机构4连接。

X轴运动机构2、Y轴运动机构3及弹簧平衡器6的配合作用，使主轴机构5对准开孔起始位置，Z轴进给机构4推动主轴机构5，再结合X轴运动机构2和Y轴运动机构3的配合开出所需图案孔；弹簧平衡器6用于平衡微型雕铣床的重力；移动车架7用于运输微型雕铣床；微型雕铣床利用机架1安装于壁板。所述轻便型壁板开孔装置（移动车架7除外）的包络尺寸为600mm×550mm×320mm（长×宽×高），可提供不低于180kgf的吸附力，运动机构承载不小于30kgf。

图2所示为本实施例中主轴机构的结构示意图。

如图2所示，所述主轴机构5包括主轴伺服电机51、钻夹头52和雕铣刀53；所述雕铣刀53夹持于所述钻夹头52内；所述钻夹头52与所述主轴伺服电机51的输出轴连接。所述主轴伺服电机51通过所述钻夹头52带动所述雕铣刀53做旋转运动，完成开孔。

图3所示为本实施例中Z轴进给机构的结构示意图。

如图3所示，所述Z轴进给机构4包括座架41、进给装置42、导向杆43、直线轴承44和电机固定板45；所述进给装置42、导向杆43和直线轴承44均安装在所述座架41上，所述导向杆43穿过所述直线轴承44，由所述直线轴承44作支撑；所述进给装置42和导向杆43均连接所述电机固定板45。所述进给装置42推动所述电机固定板45朝着待开孔壁板运动，所述导向杆43用于保障电机固定板45的直线运动。所述电机固定板45用于安装主轴机构5的主轴伺服电机51。

较佳地，所述Z轴进给机构4包括两套进给装置42，所述导向杆43位于两套进给装置42之间。两套进给装置42及导向杆43可有效保证运动的直线性。

较佳地，所述进给装置42为双杆气缸。

图4所示为本实施例中机架的结构示意图。

如图4所示，所述机架1包括框架12、真空吸盘11和把手13；在所述框架12的一端面设置所述真空吸盘11，在所述框架12的另一端面设置所述把手13。所述X轴运动机构2安装在所述框架12上。真空吸盘11用于将微型雕铣床固定在待开孔的壁板上；把手13用于开孔过程中手扶微型雕铣床，进一步确保开孔过程微型雕铣床的稳定。

较佳地，所述框架12为矩形框架，在矩形框架的四个角上各安装一所述真空吸盘11；在矩形框架其中的两条相对的边框上各设一所述把手13，在另外两条相对的边框上各安装一所述X轴运动机构2。

图5所示为本实施例中X轴运动机构的结构示意图。

如图5所示，所述X轴运动机构2包括第一线性模组21、第一滑块22和X轴伺服电机23；所述第一滑块22设置在所述第一线性模组21上；所述X轴伺服电机23与所述第一线性模组21连接。所述X轴伺服电机23驱动所述第一线性模组21，带动所述第一滑块22作直线运动。

两套X轴运动机构2的两台所述X轴伺服电机23同步旋转可实现两个所述第一滑块22同步运动。

较佳地，所述第一线性模组21采用轻型铝合金导轨。

图6所示为本实施例中Y轴运动机构的结构示意图。

如图5所示，所述Y轴运动机构3包括第二线性模组31、第二滑块32和Y轴伺服电机33；所述第二滑块32设置在所述第二线性模组31上；所述Y轴伺服电机33与所述第二线性模组31连接。所述Y轴伺服电机33驱动所述第二线性模组31，带动所述第二滑块32作直线运动。所述Y轴运动机构3分别与两套X轴运动机构2的两个第一滑块22连接；所述Z轴进给机构4与所述Y轴运动机构3的第二滑块32连接，具体地，所述Z轴进给机构4的座架41与所述第二滑块32连接。

较佳地，所述第二线性模组31采用轻型铝合金导轨。

所述移动车架7包括底架和万向轮，所述万向轮固定连接在所述底架的底部。利用所述移动车架7可以很方便地运输微型雕铣床。

本实施例的轻便型壁板开孔装置的开孔流程为：

1）将移动车架7移动至指定区域；

2）通过弹簧平衡器6，操作工可轻松将微型雕铣床移动至待加工区域；

3）启动真空吸盘11，将微型雕铣床固定于待开孔壁板指定位置；

4）启动X轴伺服电机23和Y轴伺服电机33，将主轴机构5移动至起始开孔位置；

5）启动主轴伺服电机51，进给装置42带动主轴机构5沿导向杆42轴向运动；

6）进给装置42进给到位后，X轴运动机构2及Y轴运动机构3按指定程序进行开孔作业；

7）开孔完成后，关停主轴伺服电机51，进给装置42返回原点。

本实施例的轻便型壁板开孔装置特别适用于大型薄壁零件孔加工。

Claims (10)

1.轻便型壁板开孔装置，其特征在于，包括弹簧平衡器和微型雕铣床；所述弹簧平衡器与所述微型雕铣床连接；所述微型雕铣床能安装在待开孔壁板上。

2.如权利要求1所述的轻便型壁板开孔装置，其特征在于，所述微型雕铣床包括机架、X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴进给机构和主轴机构；

所述机架与所述弹簧平衡器连接；

所述X轴运动机构安装在所述机架上；

所述Y轴运动机构与所述X轴运动机构连接；

所述Z轴进给机构与所述Y轴运动机构连接；

所述主轴机构与所述Z轴进给机构连接。

3.如权利要求1所述的轻便型壁板开孔装置，其特征在于，所述轻便型壁板开孔装置还包括移动车架，所述弹簧平衡器安装在所述移动车架上。

4.如权利要求2所述的轻便型壁板开孔装置，其特征在于，所述主轴机构包括主轴伺服电机、钻夹头和雕铣刀；所述主轴伺服电机通过所述钻夹头带动所述雕铣刀做旋转运动，完成开孔。

5.如权利要求2所述的轻便型壁板开孔装置，其特征在于，所述Z轴进给机构包括座架、进给装置、导向杆、直线轴承和电机固定板；所述进给装置、导向杆和直线轴承均安装在所述座架上；所述导向杆穿过所述直线轴承，由所述直线轴承作支撑；所述进给装置和导向杆均连接所述电机固定板；安装所述主轴机构安装在所述电机固定板上。

6.如权利要求5所述的轻便型壁板开孔装置，其特征在于，所述Z轴进给机构包括两套进给装置，所述导向杆位于两套进给装置之间；所述进给装置为双杆气缸。

7.如权利要求2所述的轻便型壁板开孔装置，其特征在于，所述机架包括框架、真空吸盘和把手；在所述框架的一端面设置所述真空吸盘，在所述框架的另一端面设置所述把手；所述X轴运动机构安装在所述框架上。

8.如权利要求2所述的轻便型壁板开孔装置，其特征在于，所述X轴运动机构的结构与所述Y轴运动机构的结构相同，均包括线性模组、滑块和伺服电机；所述伺服电机驱动所述线性模组，带动所述滑块作直线运动。

9.如权利要求2所述的轻便型壁板开孔装置，其特征在于，所述X轴运动机构为两套，所述Y轴运动机构分别与两套所述X轴运动机构连接。

10.开孔方法，其特征在于，采用如权利要求1至9中任一权利要求所述的轻便型壁板开孔装置，包括如下步骤：

1）将移动车架移动至指定区域；

2）通过弹簧平衡器，操作工可轻松将微型雕铣床移动至待加工区域；

3）将微型雕铣床固定于待开孔壁板指定位置；

4）启动X轴运动机构和Y轴运动机构，将主轴机构移动至起始开孔位置；

5）启动主轴机构，Z轴进给机构带动主轴机构朝着待开孔壁板作直线运动；

6）Z轴进给机构进给到位后，X轴运动机构及Y轴运动机构按指定程序进行开孔作业；

7）开孔完成后，关停主轴机构，Z轴进给机构返回原点。