CN108500483B - 激光钻孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于通过激光束对工件进行加工的设备或专门方法技术领域，具体公开了一种激光钻孔装置，包括机架，所述机架上设有用于对工件进行装夹和卸除的工件定位机构、用于驱动工件定位机构运动的驱动机构以及用于钻孔的激光发射机构，所述激光发射机构位于工件定位机构上方；所述驱动机构包括驱动轴、导杆、导板、伸缩杆和支撑筒，所述工件定位机构包括与支撑筒上端面固定连接的转筒。本发明的目的在于解决现有技术通过钻头对桌腿进行钻孔的过程中产生飞溅的碎屑而对工作人员的安全产生威胁的问题。

Description

激光钻孔装置

技术领域

本发明属于通过激光束对工件进行加工的设备或专门方法技术领域，具体公开了一种激光钻孔装置。

背景技术

课桌是学校里必不可少的器材之一，随着我国经济的进步，课桌从最早的八方桌逐渐进化为现在的升降课桌、橡塑课桌，课桌的耐用性、安全性以及便利性都在不断提高。

现有的课桌通常由桌面、储物柜和桌腿构成，通常采用橡胶或木材制作桌面，桌腿和储物柜通常采用金属材料制作，在桌腿生产加工的过程中，由于桌腿与储物柜之间需要固定连接，以及部分升降课桌需要调节高度，因此在桌腿上需要开出供螺栓插入的通孔，目前通常采用钻头钻孔，钻头在钻孔过程中产生大量飞溅的碎屑，钻头周围的工作人员存在安全隐患，同时还存在效率低下、需要手动操作的问题。

发明内容

本发明公开了一种激光钻孔装置，本发明的目的在于解决现有技术通过钻头对桌腿进行钻孔的过程中产生飞溅的碎屑而对工作人员的安全产生威胁的问题。

本发明的基础方案为：激光钻孔装置，包括机架，所述机架上设有用于对工件进行装夹和卸除的工件定位机构、用于驱动工件定位机构运动的驱动机构以及用于钻孔的激光发射机构，所述激光发射机构位于工件定位机构上方；

所述驱动机构包括驱动轴、导杆、导板、伸缩杆和支撑筒，所述导杆与驱动轴固定连接且导杆轴向垂直于驱动轴轴向，所述导杆远离电机一侧的驱动轴与导板中心固定连接，所述导板垂直于驱动轴轴向，所述导板上开有导槽，所述导槽内滑动连接有上拨杆，所述上拨杆另一端铰接有下拨杆，所述导槽用于驱动上拨杆沿竖直方向做往复运动，所述伸缩杆上端与支撑筒下端面固定连接，所述伸缩杆下端与机架固定连接，所述下拨杆与伸缩杆伸出段的侧壁铰接，所述机架上还设有用于对下拨杆提供支撑的支撑杆，所述支撑筒侧壁上设有呈“X”形的导轨，所述导杆端部在导轨内滑动；

所述工件定位机构包括与支撑筒上端面固定连接的转筒，所述转筒下端与外部连通上端密封，所述转筒上方的机架上设有活塞杆，所述活塞杆穿过转筒上端面并与转筒上端面滑动密封，所述活塞杆伸入转筒内的一端固定连接有活塞板，所述活塞板与转筒内壁滑动密封，所述转筒侧壁上同轴固定连接有第一锥齿轮。所述第一锥齿轮啮合有第二锥齿轮和第三锥齿轮，所述第二锥齿轮和第三锥齿轮关于转筒中轴线对称设置，所述第二锥齿轮和第三锥齿轮远离转动一端的轴心处均固定连接有支撑板，所述支撑板上端面和下端面均设有吸盘，所述吸盘与转筒侧壁之间设有抽吸通道，所述抽吸通道设于支撑板内部，所述抽吸通道与转筒连通处位于活塞板运动区域的上方，所述支撑板远离转筒的一端与机架转动且滑动连接，支撑板下方的机架上固定连接有用于存放工件的收集槽。

本发明的技术原理和有益效果在于：

1.本发明通过设置“X”形导轨，使得当驱动轴驱动导杆转动时，由于导杆在“X”形导轨内滑动，因此导杆驱动支撑筒180°往复转动，支撑筒的转动驱动转筒往复转动，从而使得第一锥齿轮往复转动，第一锥齿轮的往复转动驱动第二锥齿轮和第三锥齿轮往复转动，从而使得支撑板发生反转，进而使得支撑板上的工件随着支撑板的翻转而落入收集槽中。

2.本发明通过设置导板，使得当驱动轴驱动导杆转动的同时，导板也被驱动轴驱动而转动，从而使得导轨驱动上拨杆沿竖直方向做往复运动，上拨杆便将下拨杆与上拨杆铰接的一端反复下压和提升，在支撑杆的作用下，下拨杆形成杠杆结构，当上拨杆将下拨杆向下压时，下拨杆另一端便将伸缩杆向上提拉，使得伸缩杆伸长，当上拨杆将下拨杆向上提拉时，伸缩杆便不再受到来自下拨杆的向上提拉的力，因此伸缩杆缩短，通过伸缩杆的伸长和缩短，实现支撑筒的上下往复运动，从而使得转筒在转动的同时做上下往复运动，进而使得转筒相对于活塞板不断上下运动，使得活塞板上方的转桶内与外界产生压强差，进而使得抽气通道内产生气流，实现对吸盘内空气的抽出，从而实现吸盘对工件的吸附定位。

3.本发明通过设置激光发射机构，采用激光对工件进行钻孔，由于激光通过高温将钻孔位置融化而进行钻孔，因此在钻孔过程中不会产生飞溅的碎屑，对工作人员的安全无威胁。

进一步，所述激光发射机构包括固定连接于支撑板上方的激光发射器和固定连接于激光发射器发射端的聚光镜，所述激光发射器发射端与吸盘位置对应。通过上述设计，使得被吸盘吸附定位的工件与激光发射器对准，从而实现工件的激光钻孔，当支撑板未向上运动时，激光聚焦点与工件表面不重合，进而使得激光对工件进行预热，避免工件表面温度骤升而损坏，当转筒向上运动时工件随着支撑板一同向上运动，使得工件到达激光聚焦点，开始激光钻孔。

进一步，所述支撑板上设有工件装夹槽，所述吸盘位于工件装夹槽内。通过上述设计，使得工件定位在工件装夹槽内，提高钻孔时工件的稳定性。

进一步，所述吸盘包括橡胶环，所述橡胶环将抽吸通道位于支撑板上的开口围起。通过上述设计，使得当工件放置在橡胶环上时，抽吸通道将橡胶环与工件所围成的空间内的空气抽出，进而实现对工件的吸附定位。

进一步，所述机架上还设有限位块，所述限位块上沿竖直方向开有限位槽，所述上拨杆与限位槽滑动连接。通过上述设计，保证上拨杆的运动轨迹为沿竖直方向的运动。

附图说明

图1为本发明实施例的纵剖示意图；

图2为本发明实施例中支撑板处的放大结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机架1、激光发射器2、活塞杆3、活塞板4、伸缩杆5、支撑杆6、支杆7、导板8、导槽9、导杆10、驱动轴11、上拨杆12、限位块13、下拨杆14、滑套15、支撑筒16、导轨17、滑块18、支撑板19、工件装夹槽20、抽吸通道21、第一锥齿轮22、收集槽23、聚光镜24、第二锥齿轮25、第三锥齿轮26、橡胶圈27、转筒28。

实施例基本如图1和图2所示：一种激光钻孔装置，包括机架1，机架1内底面上通过螺栓固定安装有伸缩杆5，伸缩杆5上端通过螺栓固定安装有支撑筒16，支撑筒16侧壁上开有“X”形导轨17，支撑筒16右侧的机架1内侧壁上转动连接有驱动轴11，驱动轴11一端伸出机架1并固定安装有手柄(图中未示出)，驱动轴11另一端固定安装有与导轨17相配合的导杆10，导杆10轴向与驱动轴11轴向相互垂直，驱动轴11上还固定安装有导板8，导板8位于导杆10远离手柄一侧的驱动轴11上，导板8长度方向与导杆10的轴向垂直，导板8上开有导槽9(导槽9形状如图1所示)，导槽9内滑动连接有上拨杆12，上拨杆12右侧的机架1内侧壁上焊接有支杆7，支杆7另一端固定安装有限位块13，限位块13上沿竖直方向开有限位槽，上拨杆12与限位槽滑动连接，上拨杆12下端铰接有下拨杆14，下拨杆14另一端与伸缩杆5伸出段的侧壁铰接，下拨杆14长度方向的中点正下方的机架1内底面上焊接有支撑杆6，支撑杆6上端铰接有支撑套，支撑套上沿水平方向开有通孔，下拨杆14与通孔滑动连接，支撑筒16上端面一体成型有连接杆，连接杆上端焊接有转筒28，转筒28下端面开有出气孔，转筒28内滑动且密封安装有活塞板4，活塞板4上端面一体成型有活塞杆3，活塞杆3上端与机架1上内壁焊接，转筒28外侧壁上同轴一体成型有第一锥齿轮22，第一锥齿轮22啮合有第二锥齿轮25和第三锥齿轮26，第二锥齿轮25和第三锥齿轮26关于转筒28中轴线对称设置与转筒28两侧，第二锥齿轮25和第三锥齿轮26远离转筒28的一面上焊接均有支撑板19，支撑板19上端面和下端面均开有两个工件装夹槽20，工件装夹槽20内均固定安装有橡胶圈27，工件装夹槽20底面与转筒28之间均设置有抽吸通道21，抽吸通道21位于支撑板19内部，抽吸通道21一端位于被橡胶圈27围起的工件装夹槽20底面另一端与转筒28内部连通，支撑板19远离转筒28的一端均转动连接有滑块18，滑块18远离支撑板19的一端与机架1内侧壁滑动连接，支撑板19下方的机架1内侧壁上焊接有收集槽23，机架1上内壁上固定安装有激光发射器2，激光发射器2的发射端固定安装有聚光镜24，激光发射器2位于工件装夹槽20的正上方。

具体实施过程如下：在对工件进行钻孔时，将前四块待加工的工件放置在支撑板19上端的工件装夹槽20内，将后四块待加工的工件放置在收集槽23内并与工件装夹槽20对准，并将工件与橡胶圈27压紧，再启动激光发射器2，而后转动手柄，使得驱动轴11带动导杆10和导板8转动，在导杆10转动的过程中，导杆10端部进入导轨17中并沿着导轨17滑动，由于导杆10在竖直平面内发生转动但在水平方向保持固定，因此导杆10对支撑筒16产生推挤力，进而使得支撑筒16发生转动，随着导杆10的不断转动，支撑筒16做180°的往复转动，进而使得转筒28在支撑筒16的带动下做180°的往复转动，从而使得第一锥齿轮22随着转筒28一同转动，第一锥齿轮22的转动便带动第二锥齿轮25和第三锥齿轮26发生转动，第二锥齿轮25和第三锥齿轮26的转动进而带动支撑板19发生翻转；

在导杆10转动的同时，导板8也发生转动，使得上拨杆12在导板8的转动下以及限位槽的限位下，沿着竖直方向做上下往复运动，当上拨杆12向下运动时，便将下拨杆14右端下压，在支撑杆6的支撑下形成杠杆结构，所以下拨杆14左端便向上抬升，进而使得伸缩杆5伸出段被下拨杆14向上抬升而伸长，进而使得支撑筒16和转筒28均向上运动，在转筒28向上运动的过程中，转筒28内产生压强差，进而使得活塞板4下方的空气从出气孔排出转筒28，活塞板4上方则产生负压，进而使得密封圈、工件以及工件装夹槽20三者之间所围成的空间中的空气从抽吸通道21被吸入转筒28内部，从而使得工件被吸附定位在工件装夹槽20内，当上拨杆12向上运动时，便不再下压下拨杆14右端，因此支撑筒16和转筒28在自重的作用下向下运动而将伸缩杆5压缩，进而使得转筒28内的压强与外界达到平衡，从而不再对工件进行吸附；

因此通过导杆10和导板8的同时转动，当支撑板19位于较低点时，转动手柄，使得转筒28内产生负压，进而使得收集槽23内的工件被吸附在支撑板19下端面的工件装夹槽20内，并且同时支撑板19逐渐翻转，使得工件随着支撑板19逐渐翻转至支撑板19上端面，同时由于支撑板19在逐渐抬升，而聚光镜24将激光聚焦于支撑板19位于高点时的位置，因此激光散射在工件表面对工件表面进行预加热，当工件随着支撑板19移动至高点时，激光聚焦于工件表面对工件进行激光钻孔，当钻孔完毕后，继续转动手柄，使得支撑板19翻转并向下运动，同时使得转筒28内的气压恢复与外界平衡的状态，从而使得工件随着支撑板19翻转并下落至收集槽23内，完成工件的卸料。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (5)

1.激光钻孔装置，其特征在于：包括机架，所述机架上设有用于对工件进行装夹和卸除的工件定位机构、用于驱动工件定位机构运动的驱动机构以及用于钻孔的激光发射机构，所述激光发射机构位于工件定位机构上方；

所述驱动机构包括驱动轴、导杆、导板、伸缩杆和支撑筒，所述导杆与驱动轴固定连接且导杆轴向垂直于驱动轴轴向，所述导杆远离电机一侧的驱动轴与导板中心固定连接，所述导板垂直于驱动轴轴向，所述导板上开有导槽，所述导槽内滑动连接有上拨杆，所述上拨杆另一端铰接有下拨杆，所述导槽用于驱动上拨杆沿竖直方向做往复运动，所述伸缩杆上端与支撑筒下端面固定连接，所述伸缩杆下端与机架固定连接，所述下拨杆与伸缩杆伸出段的侧壁铰接，所述机架上还设有用于对下拨杆提供支撑的支撑杆，所述支撑筒侧壁上设有呈“X”形的导轨，所述导杆端部在导轨内滑动；

所述工件定位机构包括与支撑筒上端面固定连接的转筒，所述转筒下端与外部连通上端密封，所述转筒上方的机架上设有活塞杆，所述活塞杆穿过转筒上端面并与转筒上端面滑动密封，所述活塞杆伸入转筒内的一端固定连接有活塞板，所述活塞板与转筒内壁滑动密封，所述转筒侧壁上同轴固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮啮合有第二锥齿轮和第三锥齿轮，所述第二锥齿轮和第三锥齿轮关于转筒中轴线对称设置，所述第二锥齿轮和第三锥齿轮远离转动一端的轴心处均固定连接有支撑板，所述支撑板上端面和下端面均设有吸盘，所述吸盘与转筒侧壁之间设有抽吸通道，所述抽吸通道设于支撑板内部，所述抽吸通道与转筒连通处位于活塞板运动区域的上方，所述支撑板远离转筒的一端与机架转动且滑动连接，支撑板下方的机架上固定连接有用于存放工件的收集槽。

2.根据权利要求1所述的激光钻孔装置，其特征在于：所述激光发射机构包括固定连接于支撑板上方的激光发射器和固定连接于激光发射器发射端的聚光镜，所述激光发射器发射端与吸盘位置对应。

3.根据权利要求2所述的激光钻孔装置，其特征在于：所述支撑板上设有工件装夹槽，所述吸盘位于工件装夹槽内。

4.根据权利要求3所述的激光钻孔装置，其特征在于：所述吸盘包括橡胶环，所述橡胶环将抽吸通道位于支撑板上的开口围起。

5.根据权利要求4所述的激光钻孔装置，其特征在于：所述机架上还设有限位块，所述限位块上沿竖直方向开有限位槽，所述上拨杆与限位槽滑动连接。

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