CN109202114A - 一种基于物联网的智能多轴打孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的智能多轴打孔装置，包括底座，底座顶部的左右两侧均固定连接有支撑板，两个支撑板之间的顶部通过横杆固定连接，横杆顶部的中点处固定连接有打孔电机，打孔电机的输出轴上固定连接有打孔轴，打孔轴的底端贯穿横杆且延伸至其下方固定连接有打孔装置。本发明通过设置支撑板、横杆、打孔电机、打孔轴、打孔装置、伸缩气缸、活动板、滑槽、顶压环、电器盒与工作台面，实现了一种便于远程操作便于更换钻头的多轴打孔设备，在实际操作过程中，避免了频繁拧动螺栓给工作人员带来的不便，大大提高了工作人员的工作效率，并且通过温度检测，避免高温对钻头的损伤，保证了生产的可靠性。

Description

一种基于物联网的智能多轴打孔装置

技术领域

本发明涉及多轴钻孔技术领域，具体为一种基于物联网的智能多轴打孔装置。

背景技术

多轴钻孔俗称多孔钻床、多轴器、多空钻器或多轴头。是一种运用于机械领域钻孔、攻牙的机床设备，多轴钻孔按主轴方向可分为立式多孔钻和卧式多孔钻，卧式多孔钻又有单面钻，双面钻和多面钻，多轴钻孔广泛应用于机械行业多孔零部件的钻孔及攻丝加工，一台普通的多孔钻只要配上普通的钻床就能一次把几个乃至十几二十个孔或螺纹一次性加工出来。

多轴钻孔被广泛的运用于机械领域钻孔、攻牙的机床设备，但是常见的多轴钻孔设备不便于拆卸钻头，因为设备在打孔的过程中，对于不同大小和不同直径的孔径，需要对装置进行更换钻头，但是常见的钻头均是通过螺栓进行拧紧固定，在拆卸时便给工作人员带来了许多不便，这样不仅效率低，而且容易造成钻头固定不牢固的现象，从而降低了打孔设备的可靠性。

实际钻孔作业时，经常出现钻孔深度难以把握，导致工作台面连同工件一起被钻出各种孔洞，使得工作台面需要定期更换，一般的钻孔作业往往需要对钻头进行降温处理，防止钻头过热对钻头造成损伤，然而钻头在工作时的温度并不可知，导致了工人对钻头降温处理不及时，使得钻头寿命大大减缩。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的智能多轴打孔装置，具备便于更换钻头的优点，解决了常见的多轴打孔设备不便于更换钻头的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的智能多轴打孔装置，包括底座1，底座1顶部的左右两侧均固定连接有支撑板，两个支撑板之间的顶部通过横杆固定连接，横杆顶部的中点处固定连接有打孔电机，打孔电机的输出轴上固定连接有打孔轴，所述打孔轴的底端贯穿横杆且延伸至其下方固定连接有打孔装置，底座的中心上端面固定有伸缩气缸，所述底座顶部的中点处通过伸缩气缸固定连接有活动板，两个支撑板相对的一侧且对应活动板的位置均开设有滑槽，活动板的左右两侧分别贯穿两个滑槽且延伸至其内部，滑板的顶部固定连接有工作台面，伸缩气缸左右两侧的顶部均固定连接有加固板，加固板的顶部和活动板的底部固定连接，活动板的左右两侧均开设有半圆形凹槽，半圆形凹槽的内部滚动连接有与其相适配的滚珠，滚珠靠近滑槽内壁的一侧与其相互接触，横杆靠近其中一个支撑板的一侧固定有电器盒，且电器盒内安装有控制器和无线模块；

打孔装置包括连接框，连接框的内部活动连接有连接块，连接块的底部贯穿连接框且延伸至其外部固定连接有多轴器本体，连接框右侧的底部设置有销轴，连接块对应销轴的位置开设有与其相互配合使用的销孔，销轴的左端依次贯穿连接框和销孔且延伸至连接框的左侧，销轴表面的左侧开设有卡槽，卡槽的内部设置有与其相适配的卡条，连接块左右两侧的顶部均开设有固定槽，固定槽的内部活动连接有与其相适配的固定块，固定块远离固定槽的一侧贯穿固定槽且延伸至其外部固定连接有连接杆，连接框的左右两侧且对应两个连接杆的位置均开设有通槽，连接杆远离固定块的一侧贯穿通槽且延伸至连接框的外部固定连接有拉环，通槽内壁的顶部固定连接有限位杆，位于通槽内部的连接杆且对应限位杆的位置开设有与其相适配的限位槽，限位杆的底部贯穿限位槽且延伸至其外部与通槽内壁的底部固定连接，限位槽的内壁且靠近固定块的一侧通过限位弹簧与限位杆固定连接，连接框下端平面固定有压力传感器,并通过压力传感器连接有若干弹簧，连接框通过弹簧连接顶压环，弹簧连接顶轴后的拉伸长度与多轴器本体装入钻头后的长度保持一致，顶压环靠近底端横穿固定有红外温度传感器，红外温度传感器的中心轴线和多轴器本体中心轴线垂直交叉，红外传感器测得温度超过第一阈值时，电器盒内的控制器控制打孔电机转速降低，红外温度传感器测得温度超过第二阈值时，电器盒内的控制器控制打孔电机停止转动。

优选的，连接框的顶部和打孔轴的底部固定连接。

优选的，工作台面的中心位置开设有通孔，通孔的中心轴线和多轴器本体的中心轴线重合，且通孔的直径比多轴器本体所能装入的最大钻头直径大5mm。

优选的，顶压环接触工件后，弹簧开始压缩，同时顶压环对工作台面产生压力，压力传感器测得压力值发生变化，压力传感器测得的压力差值与弹簧压缩距离线性相关。

优选的，连接框内壁的顶部固定连接有缓冲垫，缓冲垫的底部和连接块的顶部相互接触。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置支撑板、横杆、打孔电机、打孔轴、打孔装置、伸缩气缸、活动板、滑槽与工作台面，实现了一种便于更换钻头的多轴打孔设备，在实际操作过程中，避免了频繁拧动螺栓给工作人员带来的不便，大大提高了工作人员的工作效率，并且可以将钻头固定更加牢固，避免出现钻头松动的现象发生，保证了生产的可靠性。

2、本发明通过设置连接框、弹簧、顶压环、压力传感器，顶压环接触件后，弹簧开始压缩，对压力传感器产生压力，压力传感器测得的压力值与弹簧压缩距离线性相关，由于弹簧连接顶压环后的拉伸长度与多轴器本体装入钻头后的长度保持一致，从而钻头钻入工件内部的深度和弹簧压缩量保持一致，从而实现了通过压力传感器实时测量压力控制工件钻孔深度，顶压环在贴紧工件后对工件的压力使得工件固定牢固，在钻孔时不易活动，使钻孔工作更为稳定，又因钻头的外圈被顶压环环绕，从而使得在钻孔过程中产生的废屑不会飞溅出去，造成工件表面划伤。

3、本发明通过设置连接框上固定的红外温度传感器，由于红外传感器的中心轴线和多轴器本体中心轴线垂直交叉，红外温度传感器可以实时监测钻头的温度，当红外温度传感器测得温度超过第一阈值时，电器盒内的控制器控制打孔电机转速降低，避免高转速对钻头产生磨损，当红外温度传感器测得温度超过第二阈值时，电器盒内的控制器控制打孔电机停止转动，并通过无线模块发送信号到显示终端，高温报警，提示对钻头采取降温措施或更换钻头，从而很好地保护钻头合理使用，使钻头寿命延长。

4、本发明通过设置加固板对活动板起到加固作用，使其与伸缩气缸的连接更加稳定，通过设置半圆形凹槽和滚珠，能够有效的减小活动杆与滑槽直接接触所产生的摩擦，通过设置缓冲垫对连接块起到一定的缓冲作用，防止连接块直接接触连接框内壁的顶部对其造成损坏。

附图说明

图1为本发明正视图的结构剖面图；

图2为本发明打孔装置正视图的结构剖面图；

图3为本发明图2中A-A的局部放大图。

图中：1底座、2支撑板、3横杆、4打孔电机、5打孔轴、6打孔装置、601连接框、602连接块、603多轴器本体、604销轴、605销孔、606卡槽、607卡条、608固定槽、609固定块、610连接杆、611通槽、612拉环、613限位杆、614限位槽、615限位弹簧、616弹簧、617顶压环、618红外温度传感器、619压力传感器、7伸缩气缸、8活动板、9滑槽、10工作台面、11加固板、12半圆形凹槽、13滚珠、14电器盒、15缓冲垫。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种基于物联网的智能多轴打孔装置，包括底座1，底座1顶部的左右两侧均固定连接有支撑板2，两个支撑板2之间的顶部通过横杆3固定连接，横杆3顶部的中点处固定连接有打孔电机4，打孔电机4的输出轴上固定连接有打孔轴5，打孔轴5的底端贯穿横杆3且延伸至其下方固定连接有打孔装置6，所述底座1的中心上端面固定有伸缩气缸7，底座1顶部的中点处通过伸缩气缸7固定连接有活动板8，两个支撑板2相对的一侧且对应活动板8的位置均开设有滑槽9，活动板8的左右两侧分别贯穿两个滑槽9且延伸至其内部，滑板9的顶部固定连接有工作台面10，伸缩气缸7左右两侧的顶部均固定连接有加固板11，加固板11的顶部和活动板8的底部固定连接，活动板8的左右两侧均开设有半圆形凹槽12，半圆形凹槽12的内部滚动连接有与其相适配的滚珠13，滚珠13靠近滑槽9内壁的一侧与其相互接触，通过设置半圆形凹槽12和滚珠13，能够有效的减小活动杆8与滑槽9直接接触所产生的摩擦，所述横杆3靠近其中一个支撑板2的一侧固定有电器盒14，且所述电器盒14内安装有控制器和无线模块，通过电器盒14设置的无线模块实现和显示终端信息交互，并通过控制器控制伸缩气缸7和打孔电机的运行，从而实现基于物联网的远程打孔操作，避免误操作对工人的伤害；

请参阅图1-3，打孔装置6包括连接框601，连接框601的顶部和打孔轴5的底部固定连接，连接框601的内部活动连接有连接块602，连接块602的底部贯穿连接框601且延伸至其外部固定连接有多轴器本体603，多轴器俗称多孔钻、多轴钻孔器、多轴机床或多轴头，是一种新型的孔加工设备，连接框601内壁的顶部固定连接有缓冲垫15，缓冲垫15的底部和连接块602的顶部相互接触，通过设置缓冲垫15对连接块602起到一定的缓冲作用，防止连接块602直接接触连接框601内壁的顶部对其造成损坏，连接框601右侧的底部设置有销轴604，连接块602对应销轴604的位置开设有与其相互配合使用的销孔605，销轴604的左端依次贯穿连接框601和销孔605且延伸至连接框601的左侧，销轴604表面的左侧开设有卡槽606，卡槽606的内部设置有与其相适配的卡条607，通过设置卡槽606和卡条607，可以更好的销轴604进行固定，防止其在工作过程中出现偏斜，连接块602左右两侧的顶部均开设有固定槽608，固定槽608的内部活动连接有与其相适配的固定块609，固定块609远离固定槽608的一侧贯穿固定槽608且延伸至其外部固定连接有连接杆610，连接框601的左右两侧且对应两个连接杆610的位置均开设有通槽611，连接杆610远离固定块609的一侧贯穿通槽611且延伸至连接框601的外部固定连接有拉环612，通槽611内壁的顶部固定连接有限位杆613，位于通槽611内部的连接杆610且对应限位杆613的位置开设有与其相适配的限位槽614，限位杆613的底部贯穿限位槽614且延伸至其外部与通槽611内壁的底部固定连接，通过设置限位杆613对连接杆610起到限位作用，使其在左右移动时更加稳定，限位槽614的内壁且靠近固定块609的一侧通过限位弹簧615与限位杆613固定连接，通过设置限位弹簧615，使得连接杆610在不受力时可以更加牢固的通过固定块609卡住固定槽608，通过设置支撑板2、横杆3、打孔电机4、打孔轴5、打孔装置6、伸缩气缸7、活动板8、滑槽9与工作台面10，实现了一种便于更换钻头的多轴打孔设备，在实际操作过程中，避免了频繁拧动螺栓给工作人员带来的不便，大大提高了工作人员的工作效率，并且可以将钻头固定更加牢固，避免出现钻头松动的现象发生，保证了生产的可靠性。工作台面10的中心位置开设有通孔，通孔的中心轴线和多轴器本体603的中心轴线重合，且通孔的直径比多轴器本体603所能装入的最大钻头直径大5m，从而在钻孔工作时钻头钻通工件后不会对工作台面造成损伤，连接框601下端平面固定有压力传感器619,并通过压力传感器619连接有若干弹簧616，所述连接框601通过弹簧616连接顶压环617，所述弹簧616连接顶轴616后的拉伸长度与多轴器本体603装入钻头后的长度保持一致，当顶压环617接触工件后，弹簧616开始压缩，对压力传感器619产生压力，压力传感器619测得的压力值与弹簧616压缩距离线性相关，由于弹簧616连接顶压环617后的拉伸长度与多轴器本体603装入钻头后的长度保持一致，从而钻头钻入工件内部的深度和弹簧616压缩量保持一致，从而实现了通过压力传感器619实时测量压力控制工件钻孔深度，顶压环617在贴紧工件后对工件的压力使得工件固定牢固，在钻孔时不易活动，使钻孔工作更为稳定，又因钻头的外圈被顶压环环绕，从而使得在钻孔过程中产生的废屑不会飞溅出去，造成工件表面划伤,顶压环617靠近底端横穿固定有红外传感器618，红外传感器618的中心轴线和多轴器本体603中心轴线垂直交叉，当红外温度传感器618测得温度超过第一阈值时，电器盒14内的控制器控制打孔电机4转速降低，避免高转速对钻头产生磨损,当红外温度传感器618测得温度超过第二阈值时，电器盒14内的控制器控制打孔电机4停止转动，并通过无线模块发送信号到显示终端，高温报警，提示对钻头采取降温措施或更换钻头，从而很好地保护钻头合理使用，使钻头寿命延长，。

使用时，通过显示终端设置钻孔深度，控制器接收无线模块的信号，将钻孔深度转化为压力传感器619的压力阈值，启动后，伸缩气缸77带动工作台向上缓慢移动靠近钻头，打孔电机带动多轴器本体603进行转动，从而使钻头对工件进行钻孔加工，当压力传感器619检测压力超过压力阈值后，伸缩气缸7带动工作台面向下移动，完成对工件的加工，当需要对多轴器本体603进行更换时，只需要拔掉卡条607，然后将销轴604抽出，使其脱离销孔605，然后通过拉动拉环612，使其通过连接杆610带动固定块609进行移动，从而脱离固定槽608，即可将连接块602连同多轴器本体603一同拆卸进行更换或者维修，当更换完成后，只需要将连接块602插入连接框601内，由于限位弹簧615的弹力，使得连接杆610可以带动固定块609卡住固定槽608，实现对多轴器本体603的固定，然后将销轴604插入销孔605，对多轴器本体603进行二次固定，使其连接更加稳定。

综上所述：该基于物联网的智能多轴打孔装置，通过设置支撑板2、横杆3、打孔电机4、打孔轴5、打孔装置6、伸缩气缸7、活动板8、滑槽9与工作台面10，解决了常见的多轴打孔设备不便于更换钻头的问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基于物联网的智能多轴打孔装置，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）顶部的左右两侧均固定连接有支撑板（2），两个支撑板（2）之间的顶部通过横杆（3）固定连接，所述横杆（3）顶部的中点处固定连接有打孔电机（4），所述打孔电机（4）的输出轴上固定连接有打孔轴（5），所述打孔轴（5）的底端贯穿横杆（3）且延伸至其下方固定连接有打孔装置（6），所述底座（1）的中心上端面固定有伸缩气缸（7），所述底座（1）顶部的中点处通过伸缩气缸（7）固定连接有活动板（8），两个支撑板（2）相对的一侧且对应活动板（8）的位置均开设有滑槽（9），所述活动板（8）的左右两侧分别贯穿两个滑槽（9）且延伸至其内部，所述滑板（9）的顶部固定连接有工作台面（10）；

所述伸缩气缸（7）左右两侧的顶部均固定连接有加固板（11），所述加固板（11）的顶部和活动板（8）的底部固定连接，所述活动板（8）的左右两侧均开设有半圆形凹槽（12），所述半圆形凹槽（12）的内部滚动连接有与其相适配的滚珠（13），所述滚珠（13）靠近滑槽（9）内壁的一侧与其相互接触，所述横杆（3）靠近其中一个支撑板（2）的一侧固定有电器盒（14），且所述电器盒（14）内安装有控制器和无线模块；

所述打孔装置（6）包括连接框（601），所述连接框（601）的内部活动连接有连接块（602），所述连接块（602）的底部贯穿连接框（601）且延伸至其外部固定连接有多轴器本体（603），所述连接框（601）右侧的底部设置有销轴（604），所述连接块（602）对应销轴（604）的位置开设有与其相互配合使用的销孔（605），所述销轴（604）的左端依次贯穿连接框（601）和销孔（605）且延伸至连接框（601）的左侧，所述销轴（604）表面的左侧开设有卡槽（606），所述卡槽（606）的内部设置有与其相适配的卡条（607），所述连接块（602）左右两侧的顶部均开设有固定槽（608），所述固定槽（608）的内部活动连接有与其相适配的固定块（609），所述固定块（609）远离固定槽（608）的一侧贯穿固定槽（608）且延伸至其外部固定连接有连接杆（610），所述连接框（601）的左右两侧且对应两个连接杆（610）的位置均开设有通槽（611），所述连接杆（610）远离固定块（609）的一侧贯穿通槽（611）且延伸至连接框（601）的外部固定连接有拉环（612），所述通槽（611）内壁的顶部固定连接有限位杆（613），位于通槽（611）内部的连接杆（610）且对应限位杆（613）的位置开设有与其相适配的限位槽（614），所述限位杆（613）的底部贯穿限位槽（614）且延伸至其外部与通槽（611）内壁的底部固定连接，所述限位槽（614）的内壁且靠近固定块（609）的一侧通过限位弹簧（615）与限位杆（613）固定连接；

所述连接框（601）下端平面固定有压力传感器（619）,并通过压力传感器（619）连接有若干弹簧（616），所述连接框（601）通过弹簧（616）连接顶压环（617），所述弹簧（616）连接顶轴（616）后的拉伸长度与多轴器本体（603）装入钻头后的长度保持一致，所述顶压环（617）靠近底端横穿固定有红外温度传感器（618），所述红外温度传感器（618）的中心轴线和多轴器本体（603）中心轴线垂直交叉，所述红外温度传感器（618）测得温度超过第一阈值时，电器盒（14）内的控制器控制打孔电机（4）转速降低，所述红外温度传感器（618）测得温度超过第二阈值时，电器盒（14）内的控制器控制打孔电机（4）停止转动。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能多轴打孔装置，其特征在于：所述连接框（601）的顶部和打孔轴（5）的底部固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能多轴打孔装置，其特征在于：所述工作台面（10）的中心位置开设有通孔，通孔的中心轴线和多轴器本体（603）的中心轴线重合，且通孔的直径比多轴器本体（603）所能装入的最大钻头直径大5mm。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能多轴打孔装置，其特征在于：所述顶压环（617）接触工件后，弹簧（616）开始压缩，对压力传感器（619）产生压力，且所述压力传感器（619）测得的压力值与弹簧压缩距离线性相关。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能多轴打孔装置，其特征在于：所述连接框（601）内壁的顶部固定连接有缓冲垫（15），所述缓冲垫（15）的底部和连接块（602）的顶部相互接触。