CN109732114A - 一种自动化钻孔工装及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动化钻孔工装及其工作方法，包括小车、汽车转弯控制系统、电动机、工控机、液压马达、基座、伸缩杆、光功率计、钻具、反光镜和夹具；所述汽车转弯控制系统、工控机、电动机、液压马达、基座和伸缩杆均安装在小车上，所述光功率计和钻具均安装在基座上，所述电动机连接工控机、液压马达和光功率计，且钻具和液压马达固定连接，所述伸缩杆与夹具之间设有固定提手，且固定提手的侧面安装有反光镜，所述固定提手与伸缩杆的连接部位设有油杯，所述夹具顶部设有反射贴片。在机械加工技术领域中，现有技术中钻孔工装的效率低，工序复杂的缺点，本发明提出了一种打孔精准，效率高、人性化的钻孔工装。

Description

一种自动化钻孔工装及其工作方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种自动化钻孔工装及其工作方法。

背景技术

在机械加工过程中需要进行打孔的零件非常多，而在孔的钻削过程中产生的问题也不少；本文就通过对钻削过程中存在的一些问题进行分析；钻孔通常指工件的圆柱形内表面。孔在机械加工，制造过程中的应用非常广泛，如我们常见的螺纹连接中螺纹孔就需要打螺纹底孔，然后才能攻螺纹，形成螺纹孔钻头在本身制造加工时就是弯曲的，钻头弯曲会使钻头在钻削时钻头有较大的径向跳动，使加工出来的孔的尺寸大于所需尺寸，并有可能会使钻出来的孔歪斜，对于这个问题我们只能更换新的合格钻头。中国专利CN202517088U一种钻孔工装。该钻孔工装包括均布有定位孔的钻孔样板、钻孔套和用于堵钻孔套的堵销，所述的钻孔套插入钻孔样板的定位孔中，所述的堵销插入空孔位置的钻孔套中。采用该技术方案的钻孔工装，堵销插入空孔位置的钻孔套，克服了传统覆盖式钻孔样板单一样板对应单一孔群样式的局限性，本实用新型的钻孔工装可对应多种孔群样式，通用性强，而且还具有循环使用性，大大降低了工装的制作难度、数量及费用，提高了生产效率。中国专利CN202877965U一种阀门钻孔工装，其中，所述的阀门钻孔工装包括固定操作台、2个支架、夹具以及摇杆；所述的支架设置在固定操作台上，支架之间设置有固定导轨，夹具与固定导轨呈移动式配合，夹具与穿过其中一个支架的螺杆连接，螺杆具有一个伸出端，该伸出端与摇杆呈卡接式配合；该实用新型可以方便的用于多种规格和型号阀门法兰、阀盖和支架孔的加工，且操作简单快捷，有效的提高了精加工效率，降低工人劳动强度，具有良好的实用性。现有技术中钻孔工装的效率低，工序复杂，且打孔的对设备和环境的要求较高。

发明内容

为克服现有技术中存在的钻孔工装的效率低、工序复杂、对设备和环境要求较高的问题，本发明提供了一种自动化钻孔工装及其工作方法，包括小车、汽车转弯控制系统、电动机、工控机、液压马达、基座、伸缩杆、光功率计、钻具、反光镜和夹具；所述汽车转弯控制系统、工控机、电动机、液压马达、基座和伸缩杆均安装在小车上，所述光功率计和钻具均安装在基座上，所述电动机连接工控机、液压马达和光功率计，且钻具和液压马达固定连接，所述伸缩杆与夹具之间设有固定提手，且固定提手的侧面安装有反光镜，所述固定提手与伸缩杆的连接部位设有油杯，所述夹具顶部设有反射贴片。

作为优选的，所述小车采用后轮驱动，所述小车前轮的转轴上安装有汽车转弯控制系统，后轮转轴上安装有驱动电机，所述电动机与驱动电机连接且电动机采用三相异步电动机。

通过上述技术方案，小车采用后轮驱动、前轮进行转弯控制的设计，偏于钻孔工装可以适应各种弯道打孔，方便程序的编辑，减少人力物力，驱动电机通过电动机的直接连接，且电动机采用的是三相异步电动机，直接连接的方式保证了驱动电机的动力以及信号传递的准确，三相异步电动机具有运行性能好，制造方便，材料简单的优点，节省了生产成本。

作为优选的，所述液压马达和光功率计串联，所述驱动电机与液压马达和光功率计并联，且并联电路的每条支路上均设有断路阀。

通过上述技术方案，液压马达与光功率计采用串联，便于其能同步工作，驱动电机与液压马达和光功率计并联，且并联支路上均设有断路阀，可以方便它们之间相关的切换，同时在各部件工作异常时，可以使得通过断路阀的保护机制，切换电源，实现对各部件的保护。

作为优选的，所述工控机连接汽车转弯控制系统、电动机、液压马达和光功率计，所述工控机上设有显示屏、指示灯和电源开关，所述显示屏显示各部件的工作状态并在部件故障时通过指示灯反馈，所述报警系统正常工作时指示灯常亮，部件故障时指示灯闪烁。

通过上述技术方案，工控机是整个钻孔工装的中央处理器，可以控制整个钻孔工装的运行部件，并通过其设定各部件的工作程序，且工控机上的显示屏还能够显示各部件的运行情况，并且工控机上的指示灯能够提示操作人钻孔工装是否处于正常运行的状态，且工控机的电源开关也负责整个钻孔工装的启停。

作为优选的，所述液压马达包括活塞式液压缸和液压杆，所述液压杆与钻具焊接，所述钻具贯穿基座，且钻具通过活动吊杆与固定提手连接，所述活动吊杆为两段式结构，上段吊杆活动连接在固定提手上，且上段吊杆与下段吊杆连接段设有圆形开孔，所述下段吊杆竖直固定在钻具上，其中底部与钻具固定连接，顶部与上段吊杆活动连接，所述基座上安装有光功率计，基座通过伸缩杆与固定提手连接，且伸缩杆与基座和固定提手之间均为焊接。

通过上述技术方案，液压马达通过活塞式液压缸推动液压杆进行工作，液压杆和钻具焊接，从而实现液压马达对与钻具的控制。钻具安装在基座上，且钻具贯穿基座，实现与液压杆的连接，基座通过伸缩杆与固定提手连接，可以配合钻具进行钻孔和收钻的操作。钻具与固定提手通过活动吊杆连接，其中上端吊杆与固定提手的活动连接，下段吊杆与钻具固定连接，且下段吊杆呈竖直状态，对钻具进行了进一步的加固，保证焊接过程中钻具的稳定，同时也减少了伸缩杆的压力。

作为优选的，所述光功率计上设有水平安装的光线接收板，所述固定提手的反光镜与光功率计设于同一竖直面上，所述光功率计和光线接收板侧壁上均设有调节旋钮，所述调节旋钮的顶端设有锁紧螺栓。

通过上述技术方案，光功率计通过光线收集板对光线进行收集，从而来判断钻孔的位置是否准确，固定提手的侧面的反光镜用来反射光线到光线收集板上，且光线收集板和反光镜上均设有顶部带有锁紧螺栓的调节旋钮，可以在钻孔工装工作一段时间后对光线收集板和反光镜的位置进行矫正和固定。

作为优选的，所述钻具包括钻槽和钻头，所述钻槽底部设有锁止插销且钻槽的口径可调节，所述钻头的根部设有锁止孔。

通过上述技术方案，钻具上的钻槽负责安装钻头，钻槽上设有的锁止插销可以连接钻头上的锁止孔，实现对钻头的固定，通过调节轮调节钻槽的口径，可以满足不同口径的钻头的需求。

作为优选的，所述固定提手为横向的圆柱体，且底部设有圆形凹槽，所述圆柱凹槽内壁上设有与伸缩杆适配的螺纹，所述伸缩杆的顶部与固定提手上的油杯连接，所述固定提手的外壁上密布有条形的螺纹。

通过上述技术方案，固定提手通过底部带有螺纹的圆形凹槽与伸缩杆进行连接，使得钻孔工装的连接更加灵活，维护保养更加便捷，固定提手的圆形凹槽的底部设有油杯与伸缩杆连接，可以对伸缩杆进行润滑的作用，减少了人力维护的成本，固定提手的外壁上设有条形螺纹，在搬运钻孔工装时增加其表面的摩擦力，方便搬运。

作为优选的，所述夹具包括上夹板和下夹板，其中下夹板为夹具上的一部分，上夹板通过螺杆与下夹板连接，所述上夹板设有能够调节上夹板和下夹板间距的调节螺旋杆，所述夹板的夹持面为波浪面且表面上设有橡胶层，所述夹具的底部设有的反射贴片为贴片LED。

通过上述技术方案，夹具采用上夹板和下夹板配合的方式，且它们直接通过调节螺旋杆可以调节间距，可以满足不同厚度的板材的打孔，夹板夹持面采用波浪形的设计，且表面设有橡胶层，可以通过减少受力面积的方式增加夹持力，橡胶层的设计提高了夹持面的耐磨程度，同时也减少了直接用金属夹板对板材表面的磨损，夹具底部的反射贴片为贴片LED,采用的是冷发光模式，具有耗电量小，稳定性高、运转成本低等优点，便于长期的使用不易损坏。

一种自动化钻孔工装的工作方法，包括步骤S1：小车运行到预定位置，驱动电机停止工作，液压马达和光功率计开始工作，光功率计检测打孔位置，液压马达推动液压杆正转开始打孔；S2：若打孔准确，持续打孔直至完成，液压马达反转，液压杆收回；若打孔不准确，断路阀断开，液压马达和光功率计停止工作，手动调正打孔位置，闭合断路阀，继续打孔；S3：液压马达和光功率计停止工作，驱动电机开始工作，小车开始行进；S4：重复以上三个步骤。

通过上述技术方案，小车通过驱动电机与液压马达和光功率计的来回切换，实现了打孔-移动-打孔的循环模式，同时兼有打孔位置的检测功能，能够实现自动打孔和自动检测，提高了生产效率。

综上所述，本方案具有打孔效率高、打孔轻松；计算机编程步进，打孔定位更准确；自动化操作，更加人性化；钻孔效率明显提高，螺栓规范安装；在操作过程中，精确定位，安装质量明显提高等优点。

附图说明

图1是一种自动化钻孔工装的示意图；

图2是夹具的结构示意图；

图3是固定提手的结构示意图；

图4是基座与固定提手的连接示意图；

图5是一种自动化钻孔工装的工作方法的流程图。

附图标记：1、小车；2、汽车转弯控制系统；3、电动机；31、驱动电机；32、断路阀；4、工控机；41、显示屏；42、指示灯；43、电源开关；5、液压马达；51、活塞式液压缸；52、液压杆；6、基座；61、活动吊杆；62、固定提手；621、油杯；7、伸缩杆；8、光功率计；81、光线接收板；82、调节旋钮；83、锁紧螺栓；9、钻具；91、钻槽；911、调节轮；92、钻头；93、锁止插销；94、锁止孔；10、反光镜；11、夹具；111、上夹板；112、下夹板；113、调节螺旋杆；114、反射贴片。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示：一种自动化钻孔工装及其工作方法，包括小车1、汽车转弯控制系统2、电动机3、工控机4、液压马达5、基座6、伸缩杆7、光功率计8、钻具9、反光镜10和夹具11；所述汽车转弯控制系统2、工控机4、电动机3、液压马达5、基座6和伸缩杆7均安装在小车1上，所述光功率计8和钻具9均安装在基座6上，所述电动机3连接工控机4、液压马达5和光功率计8，且钻具9和液压马达5固定连接，所述伸缩杆7与夹具11之间设有固定提手62，且固定提手62的侧面安装有反光镜10，所述固定提手62与伸缩杆7的连接部位设有油杯621，所述夹具11顶部设有反射贴片114。

如图1所示：小车1采用后轮驱动，所述小车1前轮的转轴上安装有汽车转弯控制系统2，后轮转轴上安装有驱动电机31，所述电动机3与驱动电机31连接且电动机3采用三相异步电动机3。小车1采用后轮驱动、前轮进行转弯控制的设计，偏于钻孔工装可以适应各种弯道打孔，方便程序的编辑，减少人力物力，驱动电机31通过电动机3的直接连接，且电动机3采用的是三相异步电动机3，直接连接的方式保证了驱动电机31的动力以及信号传递的准确，三相异步电动机3具有运行性能好，制造方便，材料简单的优点，节省了生产成本。

如图1所示：液压马达5和光功率计8串联，所述驱动电机31与液压马达5和光功率计8并联，且并联电路的每条支路上均设有断路阀32。液压马达5与光功率计8采用串联，便于其能同步工作，驱动电机31与液压马达5和光功率计8并联，且并联支路上均设有断路阀32，可以方便它们之间相关的切换，同时在各部件工作异常时，可以使得通过断路阀32的保护机制，切换电源，实现对各部件的保护。

如图1所示：工控机4连接汽车转弯控制系统2、电动机3、液压马达5和光功率计8，所述工控机4上设有显示屏41、指示灯42和电源开关43，所述显示屏41显示各部件的工作状态并在部件故障时通过指示灯42反馈，所述报警系统正常工作时指示灯42常亮，部件故障时指示灯42闪烁。工控机4是整个钻孔工装的中央处理器，可以控制整个钻孔工装的运行部件，并通过其设定各部件的工作程序，且工控机4上的显示屏41还能够显示各部件的运行情况，并且工控机4上的指示灯42能够提示操作人钻孔工装是否处于正常运行的状态，且工控机4的电源开关43也负责整个钻孔工装的启停。

如图1及图4所示：液压马达5包括活塞式液压缸51和液压杆52，所述液压杆52与钻具9焊接，所述钻具9贯穿基座6，且钻具9通过活动吊杆61与固定提手62连接，所述活动吊杆61为两段式结构，上段吊杆活动连接在固定提手62上，且上段吊杆与下段吊杆连接段设有圆形开孔，所述下段吊杆竖直固定在钻具9上，其中底部与钻具9固定连接，顶部与上段吊杆活动连接，所述基座6上安装有光功率计8，基座6通过伸缩杆7与固定提手62连接，且伸缩杆7与基座6和固定提手62之间均为焊接。液压马达5通过活塞式液压缸51推动液压杆52进行工作，液压杆52和钻具9焊接，从而实现液压马达5对与钻具9的控制。钻具9安装在基座6上，且钻具9贯穿基座6，实现与液压杆52的连接，基座6通过伸缩杆7与固定提手62连接，可以配合钻具9进行钻孔和收钻的操作。钻具9与固定提手62通过活动吊杆61连接，其中上端吊杆与固定提手62的活动连接，下段吊杆与钻具9固定连接，且下段吊杆呈竖直状态，对钻具9进行了进一步的加固，保证焊接过程中钻具9的稳定，同时也减少了伸缩杆7的压力。

如图1及图4所示：光功率计8上设有水平安装的光线接收板81，所述固定提手62的反光镜10与光功率计8设于同一竖直面上，所述光功率计8和光线接收板81侧壁上均设有调节旋钮82，所述调节旋钮82的顶端设有锁紧螺栓83。光功率计8通过光线收集板对光线进行收集，从而来判断钻孔的位置是否准确，固定提手62的侧面的反光镜10用来反射光线到光线收集板上，且光线收集板和反光镜10上均设有顶部带有锁紧螺栓83的调节旋钮82，可以在钻孔工装工作一段时间后对光线收集板和反光镜10的位置进行矫正和固定。

如图1及图4所示：钻具9包括钻槽91和钻头92，所述钻槽91底部设有锁止插销93且通过调节轮911调节钻槽91的口径，所述钻头92的根部设有锁止孔94。钻具9上的钻槽91负责安装钻头92，钻槽91上设有的锁止插销93可以连接钻头92上的锁止孔94，实现对钻头92的固定，钻槽91的口径可以调节，可以满足不同口径的钻头92的需求。

如图1及图3所示：固定提手62为横向的圆柱体，且底部设有圆形凹槽，所述圆柱凹槽内壁上设有与伸缩杆7适配的螺纹，所述伸缩杆7的顶部与固定提手62上的油杯621连接，所述固定提手62的外壁上密布有条形的螺纹。固定提手62通过底部带有螺纹的圆形凹槽与伸缩杆7进行连接，使得钻孔工装的连接更加灵活，维护保养更加便捷，固定提手62的圆形凹槽的底部设有油杯621与伸缩杆7连接，可以对伸缩杆7进行润滑的作用，减少了人力维护的成本，固定提手62的外壁上设有条形螺纹，在搬运钻孔工装时增加其表面的摩擦力，方便搬运。

如图1及2所示：夹具11包括上夹板111和下夹板112，其中下夹板112为夹具11上的一部分，上夹板111通过螺杆与下夹板112连接，所述上夹板111设有能够调节上夹板111和下夹板112间距的调节螺旋杆113，所述夹板的夹持面为波浪面且表面上设有橡胶层，所述夹具11的底部设有的反射贴片114为贴片LED。夹具11采用上夹板111和下夹板112配合的方式，且它们直接通过调节螺旋杆113可以调节间距，可以满足不同厚度的板材的打孔，夹板夹持面采用波浪形的设计，且表面设有橡胶层，可以通过减少受力面积的方式增加夹持力，橡胶层的设计提高了夹持面的耐磨程度，同时也减少了直接用金属夹板对板材表面的磨损，夹具11底部的反射贴片114为贴片LED,采用的是冷发光模式，具有耗电量小，稳定性高、运转成本低等优点，便于长期的使用不易损坏。

实施例2

如图1所示：一种自动化钻孔工装及其工作方法，包括小车1、汽车转弯控制系统2、电动机3、工控机4、液压马达5、基座6、伸缩杆7、光功率计8、钻具9、反光镜10和夹具11；所述汽车转弯控制系统2、工控机4、电动机3、液压马达5、基座6和伸缩杆7均安装在小车1上，所述光功率计8和钻具9均安装在基座6上，所述电动机3连接工控机4、液压马达5和光功率计8，且钻具9和液压马达5固定连接，所述伸缩杆7与夹具11之间设有固定提手62，且固定提手62的侧面安装有反光镜10，所述固定提手62与伸缩杆7的连接部位设有油杯621，所述夹具11顶部设有反射贴片114。

如图1及图5所示：一种自动化钻孔工装的工作方法，包括步骤S1：小车1运行到预定位置，驱动电机31停止工作，液压马达5和光功率计8开始工作，光功率计8检测打孔位置，液压马达5推动液压杆52正转开始打孔；S2：若打孔准确，持续打孔直至完成，液压马达5反转，液压杆52收回；若打孔不准确，断路阀32断开，液压马达5和光功率计8停止工作，手动调正打孔位置，闭合断路阀32，继续打孔；S3：液压马达5和光功率计8停止工作，驱动电机31开始工作，小车1开始行进；S4：重复以上三个步骤。小车1通过驱动电机31与液压马达5和光功率计8的来回切换，实现了打孔-移动-打孔的循环模式，同时兼有打孔位置的检测功能，能够实现自动打孔和自动检测，提高了生产效率。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动化钻孔工装，其特征在于：包括小车(1)、汽车转弯控制系统(2)、电动机(3)、工控机(4)、液压马达(5)、基座(6)、伸缩杆(7)、光功率计(8)、钻具(9)、反光镜(10)和夹具(11)；所述汽车转弯控制系统(2)、工控机(4)、电动机(3)、液压马达(5)、基座(6)和伸缩杆(7)均安装在小车(1)上，所述光功率计(8)和钻具(9)均安装在基座(6)上，所述电动机(3)连接工控机(4)、液压马达(5)和光功率计(8)，且钻具(9)和液压马达(5)固定连接，所述伸缩杆(7)与夹具(11)之间设有固定提手(62)，且固定提手(62)的侧面安装有反光镜(10)，所述固定提手(62)与伸缩杆(7)的连接部位设有油杯(621)，所述夹具(11)顶部设有反射贴片(114)。

2.根据权利要求1所述的一种自动化钻孔工装，其特征在于：所述小车(1)采用后轮驱动，所述小车(1)前轮的转轴上安装有汽车转弯控制系统(2)，后轮转轴上安装有驱动电机(31)，所述电动机(3)与驱动电机(31)连接且电动机(3)采用三相异步电动机(3)。

3.根据权利要求1所述的一种自动化钻孔工装，其特征在于：所述液压马达(5)和光功率计(8)串联，所述驱动电机(31)与液压马达(5)和光功率计(8)并联，且并联电路的每条支路上均设有断路阀(32)。

4.根据权利要求1所述的一种自动化钻孔工装，其特征在于：所述工控机(4)连接汽车转弯控制系统(2)、电动机(3)、液压马达(5)和光功率计(8)，所述工控机(4)上设有显示屏(41)、指示灯(42)和电源开关(43)，所述显示屏(41)显示各部件的工作状态并在部件故障时通过指示灯(42)反馈，所述报警系统正常工作时指示灯(42)常亮，部件故障时指示灯(42)闪烁。

5.根据权利要求1所述的一种自动化钻孔工装，其特征在于：所述液压马达(5)包括活塞式液压缸(51)和液压杆(52)，所述液压杆(52)与钻具(9)焊接，所述钻具(9)贯穿基座(6)，且钻具(9)通过活动吊杆(61)与固定提手(62)连接，所述活动吊杆(61)为两段式结构，上段吊杆活动连接在固定提手(62)上，且上段吊杆与下段吊杆连接段设有圆形开孔，所述下段吊杆竖直固定在钻具(9)上，其中底部与钻具(9)固定连接，顶部与上段吊杆活动连接，所述基座(6)上安装有光功率计(8)，基座(6)通过伸缩杆(7)与固定提手(62)连接，且伸缩杆(7)与基座(6)和固定提手(62)之间均为焊接。

6.根据权利要求1所述的一种自动化钻孔工装，其特征在于：所述光功率计(8)上设有水平安装的光线接收板(81)，所述固定提手(62)的反光镜(10)与光功率计(8)设于同一竖直面上，所述光功率计(8)和光线接收板(81)侧壁上均设有调节旋钮(82)，所述调节旋钮(82)的顶端设有锁紧螺栓(83)。

7.根据权利要求1所述的一种自动化钻孔工装，其特征在于：所述钻具(9)包括钻槽(91)和钻头(92)，所述钻槽(91)底部设有锁止插销(93)且通过调节轮(911)调节钻槽(91)的口径，所述钻头(92)的根部设有锁止孔(94)。

8.根据权利要求1所述的一种自动化钻孔工装，其特征在于：所述固定提手(62)为横向的圆柱体，且底部设有圆形凹槽，所述圆柱凹槽内壁上设有与伸缩杆(7)适配的螺纹，所述伸缩杆(7)的顶部与固定提手(62)上的油杯(621)连接，所述固定提手(62)的外壁上密布有条形的螺纹。

9.根据权利要求1所述的一种自动化钻孔工装，其特征在于：所述夹具(11)包括上夹板(111)和下夹板(112)，其中下夹板(112)为夹具(11)上的一部分，上夹板(111)通过螺杆与下夹板(112)连接，所述上夹板(111)设有能够调节上夹板(111)和下夹板(112)间距的调节螺旋杆(113)，所述夹板的夹持面为波浪面且表面上设有橡胶层，所述夹具(11)的底部设有的反射贴片(114)为贴片LED。

10.一种自动化钻孔工装的工作方法，其特征在于：包括步骤S1：小车(1)运行到预定位置，驱动电机(31)停止工作，液压马达(5)和光功率计(8)开始工作，光功率计(8)检测打孔位置，液压马达(5)推动液压杆(52)正转开始打孔；S2：若打孔准确，持续打孔直至完成，液压马达(5)反转，液压杆(52)收回；若打孔不准确，断路阀(32)断开，液压马达(5)和光功率计(8)停止工作，手动调正打孔位置，闭合断路阀(32)，继续打孔；S3：液压马达(5)和光功率计(8)停止工作，驱动电机(31)开始工作，小车(1)开始行进；S4：重复以上三个步骤。