CN109551002A - 一种摩擦片钢背全自动钻孔机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摩擦片钢背全自动钻孔机，包括机架、自动下料装置、料槽、人机界面控制器、系统支撑架、第一料盘组件、第二料盘组件、自动上料装置、多工位转盘装置、产品压紧块、钻孔动力装置、角度调整装置、滑台Z轴。本方案为卧式多工位钻床，采用多工位转盘系统实现上料、钻孔加工、下料三工序同时进行，结构设计更为合理，可加工小尺寸摩擦片钢背和小夹角摩擦片钢背，以及两孔呈平行布置的摩擦片钢背加工，两孔加工同时加工，互不干涉，缩短了加工周期，极大的提高了生产效率由原先的25s/pcs提高到10s/pcs以内，并且本方案且实现了产品的自动上料功能，大大减轻了工人的劳动强度，提高了设备的自动化程度。

Description

一种摩擦片钢背全自动钻孔机

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体为一种摩擦片钢背全自动钻孔机。

背景技术

摩擦片钢背全自动钻孔机属工件的自动化钻孔设备，被加工工件为摩擦片钢背(或称摩擦片背板、摩擦片衬板)，工件为扇形薄片状，被加工孔是位于外圆弧侧缘上对称呈一定角度θ的两孔，孔径通常约为φ2－2.5mm左右。

因汽车种类不同、牌号不同，其制动器也各不相同，所以摩擦片的品种、规格繁多，安装方式及设计基准各不相同，因而被加工的工件也形状各异，被加工的两孔呈各种不同角度，处于半径大小不同的侧圆弧上，因此，摩擦片钢背的孔加工不仅需要应对工件各种不同的定位方式和夹紧方式，应对行业产品不断更新的新品种、新规格，更需要有较高的生产效率和较高的自动化程度。

而当前的摩擦片钢背的孔加工通常有以下几种方式：1、使用普通钻模，工件手动夹紧，在通用钻床上手工钻孔，这样的加工方式的缺点是生产效率低下，劳动强度大，机械化率低；2、使用专用机床加工，缺点是一台机床只能对应一种规格产品加工，虽然效率较高，但灵活性太差无法扩展加工其它规格产品，使用成本较高；3、使用可调整专用机床加工，加工效率高，灵活性较好，可以对大部分规格产品进行加工，但由于机械机构的干涉无法覆盖加工角度θ小于25°的产品加工尤其是两孔呈平行布置的产品加工；4、当前无论是1.2.3种加工方式都是手工方式上料，机械化程度一般。

专利号为201010143865.5的摩擦片钢背全自动钻孔机为立式单动力头，同一时间只能对一个产品的其中一个孔进行加工，只是简单模拟了人工钻床的操作模式，效率较低。专利号为201010143865.5的摩擦片钢背全自动钻孔机每组夹具上附加了压料辅助装置，且夹具为立式放置，人工上料相当不方便，也具有一定的危险性，为此，我们提出一种摩擦片钢背全自动钻孔机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摩擦片钢背全自动钻孔机，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种摩擦片钢背全自动钻孔机，包括机架、自动下料装置、料槽、人机界面控制器、系统支撑架、第一料盘组件、第二料盘组件、自动上料装置、多工位转盘装置、产品压紧块、钻孔动力装置、角度调整装置、滑台Z轴、滑台X轴、第一夹爪、系统支架、节水圆盘、圆形转盘、第一支撑座、第二支撑座、滑台X轴、滑台Y轴、圆弧导轨、输送块、升降夹紧块、第二夹爪，所述机架包括安装基板面以及安装于基板面下方的电控柜，所述机架为自动下料系统、自动上料装置、多工位转盘装置、角度调整装置、钻孔动力装置、人机界面控制器及控制系统和其它辅助系统的安装基面，所述自动上料装置的组成部件包括第一料盘组件、第二料盘组件、滑台Z轴、滑台X轴、第一夹爪和系统支架，所述系统支架的顶部设置有对称分布的第一料盘组件和第二料盘组件，所述系统支架顶部的一侧固定安装有滑台X轴，所述滑台X轴的表面通过与其相适配的滑动座固定安装有滑台Z轴，所述滑台Z轴的底部且对应第一料盘组件和第二料盘组件的位置固定安装有第一夹爪，所述机架的顶部且位于滑台X轴的一侧通过系统支撑架固定安装有人机界面控制器，所述多工位转盘装置主要提供夹具工位的顺序转换，保证产品的连续性加工；

所述多工位转盘装置主要由产品压紧块、节水圆盘、安装在凸轮分割器上的圆形转盘、第一支撑座、第二支撑座等组成，所述节水圆盘固定安装于机架的顶部，所述节水圆盘顶部的凸轮分割器上固定安装有圆形转盘，所述安装在凸轮分割器上的圆形转盘顶部的中轴处固定安装有第二支撑座，所述圆形转盘的表面固定安装有四组阵列分布的第一支撑座，所述第二支撑座的一侧的底部固定安装有产品压紧块，所述产品压紧块的底部可将待加工工件压紧至第一支撑座的表面，所述角度调整装置提供适应多规格多品种产品钻孔加工的角度调整组件，在本设备上设置有对称安装的两组；

所述角度调整装置主要包括滑台X轴、滑台Y轴和圆弧导轨，所述圆弧导轨安装于机架顶部的一侧，所述圆弧导轨的内部固定安装有滑台X轴，所述滑台X轴的表面通过设置与其相适配的滑块固定安装有滑台Y轴，所述滑台Y轴的表面设置有钻孔动力装置；

所述自动下料装置包括料槽、输送块、升降夹紧块、第二夹爪组成，所述机架顶部的一侧固定安装有输送块，所述输送块的底部且对应第一支撑座的位置固定安装有升降夹紧块。

优选的，所述摩擦片钢背全自动钻孔机的钻孔动力装置是钻削动力部件，主要由钻头旋转动力部件和直线进给动力部件构成，为孔加工提供切削动力，直线进给动力使用步进电机，以利于满足钻孔的自动化进给精度要求。

优选的，所述圆弧导轨的转动夹角为0-90°。

优选的，所述产品压紧块、输送块和升降夹紧块的动力来源均为电动液压杆对其进行驱动。

优选的，所述人机界面控制器是控制系统的可视化输入设备，实时监控各传感器状态、实现生产数据的记录与导出、加工配方的系列管理，报警信息的输出，切削参数的数字化调整以及设备调试维护时的动作示教。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明具有以下有益效果：

1、设计适应工件特殊外形的自动上料机构，可以通过机械或数字参数的调整以满足不同产品不同规格的上料需求；

2、开发并使用特殊的夹具系统，用于工件定位部分的定位模块实现与夹具系统可分离状态，按不同产品实现模块化系列，以满足工件不同的定位要求、不同的孔位夹角θ及不同的孔位半径R等尺寸要求；

3、设计适应工件特殊外形的自动脱料机构，可以通过机械的调整以满足不同产品不同规格的脱料需求；

4、通过PLC智能控制，实现产品上料、加工、脱料过程的自动化，实现自动压紧、自动快速进给与工进切削、自动换工位等；

5、配置人机界面系统，实现各传感器状态的实时监控、生产数据的记录与导出、加工配方的管理，报警信息的输出，切削参数的数字化调整以及设备调试维护时的动作示教等；

6、本方案为卧式多工位钻床，采用多工位转盘系统实现上料、钻孔加工、下料三工序同时进行，结构设计更为合理，可加工小尺寸摩擦片钢背和小夹角摩擦片钢背，以及两孔呈平行布置的摩擦片钢背加工，两孔加工同时加工，互不干涉，缩短了加工周期，极大的提高了生产效率由原先的25s/pcs提高到10s/pcs以内；

7、本方案且实现了产品的自动上料功能，大大减轻了工人的劳动强度，提高了设备的自动化程度。

附图说明

图1为本发明第一立体图结构示意图；

图2为本发明第二立体图结构示意图；

图3为本发明自动上料装置结构示意图；

图4为本发明多工位转盘装置结构示意图；

图5为本发明角度调整装置结构示意图；

图6为本发明自动下料装置结构示意图。

图中：1机架、2自动下料装置、3料槽、4人机界面控制器、5系统支撑架、6第一料盘组件、7第二料盘组件、8自动上料装置、9多工位转盘装置、10产品压紧块、11钻孔动力装置、12角度调整装置、13滑台Z轴、14滑台X轴、15第一夹爪、16系统支架、17节水圆盘、18圆形转盘、19第一支撑座、20第二支撑座、21滑台X轴、22滑台Y轴、23圆弧导轨、24输送块、25升降夹紧块、26第二夹爪。

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1-6，本发明提供一种技术方案：一种摩擦片钢背全自动钻孔机，包括机架1、自动下料装置2、料槽3、人机界面控制器4、系统支撑架5、第一料盘组件6、第二料盘组件7、自动上料装置8、多工位转盘装置9、产品压紧块10、钻孔动力装置11、角度调整装置12、滑台Z轴13、滑台X轴14、第一夹爪15、系统支架16、节水圆盘17、圆形转盘18、第一支撑座19、第二支撑座20、滑台X轴21、滑台Y轴22、圆弧导轨23、输送块24、升降夹紧块25、第二夹爪26，所述机架1包括安装基板面以及安装于基板面下方的电控柜，所述机架1为自动下料系统2、自动上料装置8、多工位转盘装置9、角度调整装置12、钻孔动力装置11、人机界面控制器4及控制系统和其它辅助系统的安装基面，所述自动上料装置8的组成部件包括第一料盘组件6、第二料盘组件7、滑台Z轴13、滑台X轴14、第一夹爪15和系统支架16，所述系统支架16的顶部设置有对称分布的第一料盘组件6和第二料盘组件7，所述系统支架16顶部的一侧固定安装有滑台X轴14，所述滑台X轴14的表面通过与其相适配的滑动座固定安装有滑台Z轴13，所述滑台Z轴13的底部且对应第一料盘组件6和第二料盘组件7的位置固定安装有第一夹爪15，所述机架1的顶部且位于滑台X轴14的一侧通过系统支撑架5固定安装有人机界面控制器4，所述人机界面控制器4是控制系统的可视化输入设备，实时监控各传感器状态、实现生产数据的记录与导出、加工配方的系列管理，报警信息的输出，切削参数的数字化调整以及设备调试维护时的动作示教，所述多工位转盘装置9主要提供夹具工位的顺序转换，保证产品的连续性加工，所述多工位转盘装置9主要由产品压紧块10、节水圆盘17、安装在凸轮分割器上的圆形转盘18、第一支撑座19、第二支撑座20等组成，所述节水圆盘17固定安装于机架1的顶部，所述节水圆盘17顶部的凸轮分割器上固定安装有圆形转盘18，所述安装在凸轮分割器上的圆形转盘18顶部的中轴处固定安装有第二支撑座20，所述圆形转盘18的表面固定安装有四组阵列分布的第一支撑座19，所述第二支撑座20的一侧的底部固定安装有产品压紧块10，所述产品压紧块10的底部可将待加工工件压紧至第一支撑座19的表面，所述角度调整装置12提供适应多规格多品种产品钻孔加工的角度调整组件，在本设备上设置有对称安装的两组，所述角度调整装置12主要包括滑台X轴21、滑台Y轴22和圆弧导轨23，所述圆弧导轨23的转动夹角为0-90°，所述圆弧导轨23安装于机架1顶部的一侧，所述圆弧导轨23的内部固定安装有滑台X轴21，所述滑台X轴21的表面通过设置与其相适配的滑块固定安装有滑台Y轴22，所述滑台Y轴22的表面设置有钻孔动力装置11，所述摩擦片钢背全自动钻孔机的钻孔动力装置11是钻削动力部件，主要由钻头旋转动力部件和直线进给动力部件构成，为孔加工提供切削动力，直线进给动力使用步进电机，以利于满足钻孔的自动化进给精度要求，所述自动下料装置2包括料槽3、输送块24、升降夹紧块25、第二夹爪26组成，所述机架1顶部的一侧固定安装有输送块24，所述输送块24的底部且对应第一支撑座19的位置固定安装有升降夹紧块25，所述产品压紧块10、输送块24和升降夹紧块25的动力来源均为电动液压杆对其进行驱动。

使用时，首先，

1、PLC向自动上料装置8发出指令，滑台Z轴13沿着滑台X轴14移动至第一料盘组件6和第二料盘组件7的表面，然后控制滑台Z轴13下移，使第一夹爪15下移，下移的第一夹爪15将位于第一料盘组件6、第二料盘组件7表面的工件进行夹取，自动上料装置8按既定程序完成一次上料动作后，快速复位至第一料盘组件6和第二料盘组件7上方等待下一次上料指令；

2、自动上料完成后，多工位转盘装置9自动旋转一个工位，产品压紧块10的底部可将待加工工件压紧至第一支撑座19的表面，随后滑台Y轴22会沿着圆弧导轨23内部的滑台X轴21进行运动，运动至加工工件的位置，钻孔动力装置11会随着滑台Y轴22向加工工件移动，随后钻孔动力装置11开始工作进行钻削加工，摩擦片钢背全自动钻孔机的钻孔动力装置11是钻削动力部件，主要由钻头旋转动力部件和直线进给动力部件构成，为孔加工提供切削动力，直线进给动力使用步进电机，以利于满足钻孔的自动化进给精度要求，待加工完成，产品压紧块10松开工件，多工位转盘装置9自动旋转至下一个工位，然后继续进行钻削加工。

3、自动下料装置2启动，将第二夹爪26对准第一支撑座19表面加工完成之后的工件，然后使升降夹紧块25靠近工件，随后启动输送块24将第一支撑座19表面的工件向料槽3的方向推动，完成整个下料过程。

以上步骤1、步骤2和步骤3同时进行。

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)

1.一种摩擦片钢背全自动钻孔机，包括机架(1)、自动下料装置(2)、料槽(3)、人机界面控制器(4)、系统支撑架(5)、第一料盘组件(6)、第二料盘组件(7)、自动上料装置(8)、多工位转盘装置(9)、产品压紧块(10)、钻孔动力装置(11)、角度调整装置(12)、滑台Z轴(13)、滑台X轴(14)、第一夹爪(15)、系统支架(16)、节水圆盘(17)、圆形转盘(18)、第一支撑座(19)、第二支撑座(20)、滑台X轴(21)、滑台Y轴(22)、圆弧导轨(23)、输送块(24)、升降夹紧块(25)、第二夹爪(26)，其特征在于：所述机架(1)包括安装基板面以及安装于基板面下方的电控柜，所述机架(1)为自动下料系统(2)、自动上料装置(8)、多工位转盘装置(9)、角度调整装置(12)、钻孔动力装置(11)、人机界面控制器(4)及控制系统和其它辅助系统的安装基面，所述自动上料装置(8)的组成部件包括第一料盘组件(6)、第二料盘组件(7)、滑台Z轴(13)、滑台X轴(14)、第一夹爪(15)和系统支架(16)，所述系统支架(16)的顶部设置有对称分布的第一料盘组件(6)和第二料盘组件(7)，所述系统支架(16)顶部的一侧固定安装有滑台X轴(14)，所述滑台X轴(14)的表面通过与其相适配的滑动座固定安装有滑台Z轴(13)，所述滑台Z轴(13)的底部且对应第一料盘组件(6)和第二料盘组件(7)的位置固定安装有第一夹爪(15)，所述机架(1)的顶部且位于滑台X轴(14)的一侧通过系统支撑架(5)固定安装有人机界面控制器(4)，所述多工位转盘装置(9)主要提供夹具工位的顺序转换，保证产品的连续性加工；

所述多工位转盘装置(9)主要由产品压紧块(10)、节水圆盘(17)、安装在凸轮分割器上的圆形转盘(18)、第一支撑座(19)、第二支撑座(20)等组成，所述节水圆盘(17)固定安装于机架(1)的顶部，所述节水圆盘(17)顶部的凸轮分割器上固定安装有圆形转盘(18)，所述安装在凸轮分割器上的圆形转盘(18)顶部的中轴处固定安装有第二支撑座(20)，所述圆形转盘(18)的表面固定安装有四组阵列分布的第一支撑座(19)，所述第二支撑座(20)的一侧的底部固定安装有产品压紧块(10)，所述产品压紧块(10)的底部可将待加工工件压紧至第一支撑座(19)的表面，所述角度调整装置(12)提供适应多规格多品种产品钻孔加工的角度调整组件，在本设备上设置有对称安装的两组；

所述角度调整装置(12)主要包括滑台X轴(21)、滑台Y轴(22)和圆弧导轨(23)，所述圆弧导轨(23)安装于机架(1)顶部的一侧，所述圆弧导轨(23)的内部固定安装有滑台X轴(21)，所述滑台X轴(21)的表面通过设置与其相适配的滑块固定安装有滑台Y轴(22)，所述滑台Y轴(22)的表面设置有钻孔动力装置(11)；

所述自动下料装置(2)包括料槽(3)、输送块(24)、升降夹紧块(25)、第二夹爪(26)组成，所述机架(1)顶部的一侧固定安装有输送块(24)，所述输送块(24)的底部且对应第一支撑座(19)的位置固定安装有升降夹紧块(25)。

2.根据权利要求1所述的一种摩擦片钢背全自动钻孔机，其特征在于：所述摩擦片钢背全自动钻孔机的钻孔动力装置(11)是钻削动力部件，主要由钻头旋转动力部件和直线进给动力部件构成，为孔加工提供切削动力，直线进给动力使用步进电机，以利于满足钻孔的自动化进给精度要求。

3.根据权利要求1所述的一种摩擦片钢背全自动钻孔机，其特征在于：所述圆弧导轨(23)的转动夹角为0-90°。

4.根据权利要求1所述的一种摩擦片钢背全自动钻孔机，其特征在于：所述产品压紧块(10)、输送块(24)和升降夹紧块(25)的动力来源均为电动液压杆对其进行驱动。

5.根据权利要求1所述的一种摩擦片钢背全自动钻孔机，其特征在于：所述人机界面控制器(4)是控制系统的可视化输入设备，实时监控各传感器状态、实现生产数据的记录与导出、加工配方的系列管理，报警信息的输出，切削参数的数字化调整以及设备调试维护时的动作示教。