CN110280847A - 手自一体数控攻牙机 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种手自一体数控攻牙机，包括底座和控制装置，底座上设有立柱和固定台，立柱前端活动设有机头，机头底部设有丝锥，固定台顶部滑动设有Y轴平台，固定台前设有用于驱动Y轴平台的Y轴手动轮和Y轴电机，Y轴平台顶部滑动设有X轴平台，X轴平台的两端设有用于驱动X轴平台的X轴手动轮和X轴电机，固定台上安装Y轴光栅尺；Y轴平台上安装X轴光栅尺；控制装置包括控制器和与其连接的数显表，控制器还装载有CAD/CAM软件以及对应的USB接口；Z轴电机、Y轴电机、X轴电机均与控制器连接，Y轴光栅尺和X轴光栅尺均连接至数显表。本发明实现全闭环控制，定位精确，可选择手动或自动加工，可导入CAD图纸辅助加工，适用性强，便于推广。

Description

手自一体数控攻牙机

技术领域

本发明涉及一种钻孔机械，具体涉及一种手自一体数控攻牙机。

背景技术

攻牙机是一种在机件壳体、设备端面、螺母、法兰盘等各种具有不同规格的通孔或盲孔的零件的孔的内侧面加工出内螺纹、螺丝或叫牙扣的机械加工设备。目前，传统攻牙机可分为自动攻牙机和手摇攻牙机，其中自动攻牙机完全采用伺服电机控制，自动化程度高，加工效率高，适合大规模的钻孔加工，但其生产成本高，前期投入大，而且其采用编码器反馈的半闭环控制，运动滞后严重，造成控制精度差；而手摇攻牙机，生产成本低，适用于小批量钻孔加工，但其生产效率低、加工精度低、且易出错，人工成本高，因此变向增加了成本，同时，现有攻牙机采用G代码编程，工人的学习成本高，且操作复杂，给钻孔加工带来诸多不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产成本低、方便操作及定位精确高的手自一体数控攻牙机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：手自一体数控攻牙机，包括底座，所述底座上侧后端固设有立柱，所述立柱的前端活动设置有机头，所述立柱的顶部固定安装有Z轴电机，所述Z轴电机的输出端连接有驱动所述机头升降运动的Z轴丝杆，所述机头的底部设有丝锥，位于立柱前方的所述底座上设置有固定台，所述固定台的顶部中间沿其Y轴方向滑动连接有Y轴平台，所述固定台的前端面设置有通过Y轴丝杆驱动Y轴平台前后移动的Y轴手动轮，所述Y轴平台的顶部中间沿其X轴方向滑动连接有X轴平台，所述X轴平台的一侧设置有通过X轴丝杆驱动X轴平台左右移动的X轴手动轮，该攻牙机还包括Y轴电机、Y轴光栅尺、X轴电机、X轴光栅尺、驱动电机、减速机、行程开关和控制装置；所述Y轴电机位于所述Y轴手动轮的下方，且Y轴电机的输出轴通过皮带传送单元与Y轴丝杆进行连接；所述X轴电机安装于X轴平台另一侧，且X轴电机的输出轴通过联轴器与X轴丝杆进行连接；所述固定台上安装有检测并反馈Y轴平台直线位移的所述Y轴光栅尺；所述Y轴平台上安装有检测并反馈X轴平台直线位移的所述X轴光栅尺；所述机头上安装有所述驱动电机和所述减速机，所述减速机通过转动轴承与所述丝锥连接，所述驱动电机经减速机驱动所述丝锥转动；所述行程开关包括用于限定Y轴平台前后移动、X轴平台左右移动和机头上下移动的Y轴行程开关、X轴行程开关和Z轴行程开关；所述控制装置包括控制器和数显表，控制器与数显表电连接，数显表可读取控制器内的数据并对控制器内的数据进行编辑，所述控制器还装载有CAD/CAM软件以及用于CAD数据导入的USB接口；所述Z轴电机、Y轴电机、X轴电机、驱动电机和减速机均与控制器连接，所述Y轴光栅尺和X轴光栅尺的输出端均连接至数显表。

优选的，所述皮带传送单元由同步带轮和同步带组成，所述同步带轮设有两个且分别套于Y轴丝杆和Y轴电机输出轴上，两个同步带轮之间由同步带进行动力传递。

优选的，所述Y轴电机通过电机固定板设置于所述固定台的前端面，所述X轴电机通过电机固定座设置于所述X轴平台的另一侧。

优选的，所述X轴电机和Y轴电机均为步进电机，所述Z轴电机和驱动电机均为伺服电机。

优选的，所述底座的顶部设有两个Y轴行程开关，所述Y轴行程开关分别设于所述Y轴平台在Y轴方向的两侧；所述Y轴平台的顶部设有两个X轴行程开关，所述X轴行程开关分别设于所述X轴平台在X轴方向的两侧；所述立柱的前端面设有两个Z轴行程开关，所述Z轴行程开关分别设于所述立柱在Z轴方向的两侧。

优选的，所述Y轴光栅尺的标尺光栅沿着Y轴方向安装在所述底座上，所述Y轴光栅尺的光栅读数头安装在所述Y轴平台上；所述X轴光栅尺的标尺光栅沿着X轴方向安装在所述Y轴平台上，所述X轴光栅尺的光栅读数头安装在所述X轴平台上。

优选的，所述X轴平台的上端面设有正对丝锥的工作台。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.该攻牙机是在传统手摇攻牙机的基础上改进，通过设置X轴光栅尺和Y轴光栅尺以实现全闭环控制，在确定X轴、Y轴的实际坐标的同时能够与设定坐标进行对比并补偿调整，避免累积误差，提高定位精度；

2.在手摇攻牙机的手动轮基础上增设联动的步进电机，可根据实际情况选择手动加工还是自动加工，加工效率高；

3.相比完全采用伺服电机加工的自动攻牙机，该攻牙机的生产成本大大降低，有利于市场推广及应用；

4.相比现有攻牙机采用G代码编程，该攻牙机可外部接入CAD图纸并自动生成加工路径，操作方便快捷。

附图说明

图1为本发明手自一体数控攻牙机的立体图；

图中：1底座、2立柱、3Z轴电机、4驱动电机、5机头、6减速机、7丝锥、8工作台、9X轴手动轮、10X轴光栅尺、11Y轴平台、12X轴平台、13固定台、14Y轴手动轮、15Y轴电机、16Y轴光栅尺、17X轴电机、18电机固定座。

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。

本发明提供一种技术方案，请参阅图1，手自一体数控攻牙机，包括底座1，底座1上侧后端固设有立柱2，立柱2的前端活动设置有机头5，立柱2的顶部固定安装有Z轴电机3，Z轴电机3的输出端连接有驱动机头5升降运动的Z轴丝杆，机头5的底部设有丝锥7，位于立柱2前方的底座1上设置有固定台13，固定台13的顶部中间沿其Y轴方向滑动连接有Y轴平台11，固定台13的前端面设置有通过Y轴丝杆驱动Y轴平台11前后移动的Y轴手动轮14，Y轴平台11的顶部中间沿其X轴方向滑动连接有X轴平台12，X轴平台12的一侧设置有通过X轴丝杆驱动X轴平台12左右移动的X轴手动轮9，该攻牙机还包括Y轴电机15、Y轴光栅尺16、X轴电机17、X轴光栅尺10、驱动电机4、减速机6、行程开关和控制装置；Y轴电机15位于Y轴手动轮14的下方，且Y轴电机15的输出轴通过皮带传送单元与Y轴丝杆进行连接；X轴电机17安装于X轴平台12另一侧，且X轴电机17的输出轴通过联轴器与X轴丝杆进行连接；固定台13上安装有检测并反馈Y轴平台11直线位移的Y轴光栅尺16；Y轴平台11上安装有检测并反馈X轴平台12直线位移的X轴光栅尺10；机头5上安装有驱动电机4和减速机6，减速机6通过转动轴承与丝锥7连接，驱动电机4经减速机6驱动丝锥7转动；行程开关包括用于限定Y轴平台11前后移动、X轴平台12左右移动和机头5上下移动的Y轴行程开关、X轴行程开关和Z轴行程开关；控制装置包括控制器和数显表，控制器与数显表电连接，数显表可读取控制器内的数据并对控制器内的数据进行编辑，控制器还装载有CAD/CAM软件以及用于CAD数据导入的USB接口；Z轴电机3、Y轴电机15、X轴电机17、驱动电机4和减速机6均与控制器连接，Y轴光栅尺16和X轴光栅尺10的输出端均连接至数显表。

进一步实施方案是，皮带传送单元由同步带轮和同步带组成，同步带轮设有两个且分别套于Y轴丝杆和Y轴电机15输出轴上，两个同步带轮之间由同步带进行动力传递。

进一步实施方案是，Y轴电机15通过电机固定板设置于固定台13的前端面，X轴电机17通过电机固定座18设置于X轴平台12的另一侧。

进一步实施方案是，X轴电机17和Y轴电机15均为步进电机，Z轴电机3和驱动电机4均为伺服电机。

进一步实施方案是，底座1的顶部设有两个Y轴行程开关，Y轴行程开关分别设于Y轴平台11在Y轴方向的两侧；Y轴平台11的顶部设有两个X轴行程开关，X轴行程开关分别设于X轴平台12在X轴方向的两侧；立柱2的前端面设有两个Z轴行程开关，Z轴行程开关分别设于立柱2在Z轴方向的两侧。

进一步实施方案是，Y轴光栅尺的标尺光栅沿着Y轴方向安装在底座上，Y轴光栅尺的光栅读数头安装在Y轴平台上；X轴光栅尺的标尺光栅沿着X轴方向安装在Y轴平台上，X轴光栅尺的光栅读数头安装在X轴平台上。

进一步实施方案是，X轴平台12的上端面设有正对丝锥7的工作台8。

在使用该手自一体数控攻牙机进行钻孔加工时，调节X轴手动轮9、Y轴手动轮14或X轴电机17、Y轴电机15，将加工件移动到预订加工位置，控制Z轴电机3通过Z轴丝杆驱动机头5升降，并由驱动电机4经减速机6驱动丝锥7对加工件进行钻孔加工，其中X轴光栅尺10及Y轴光栅尺16可分别检测X轴平台12在X轴方向上的位移、Y轴平台11在Y轴方向上的位移，并反馈这些信息至数显表和控制器，控制器将检测到的数据与设定的坐标进行对比，并将结果发送至X轴电机17、Y轴电机15以实现补偿调整，避免累计误差，实现精确定位，提高加工精度。同时X轴手动轮9、Y轴手动轮14分别与X轴电机17、Y轴电机15之间联动，可根据实际情况选择手动加工还是自动加工，加工效率高，该攻牙机也可外部接入CAD图纸并自动生成加工路径，操作方便快捷，提高了加工效率。

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 (7)

1.手自一体数控攻牙机，包括底座(1)，所述底座(1)上侧后端固设有立柱(2)，所述立柱(2)的前端活动设置有机头(5)，所述立柱(2)的顶部固定安装有Z轴电机(3)，所述Z轴电机(3)的输出端连接有驱动所述机头(5)升降运动的Z轴丝杆，所述机头(5)的底部设有丝锥(7)，位于立柱(2)前方的所述底座(1)上设置有固定台(13)，所述固定台(13)的顶部中间沿其Y轴方向滑动连接有Y轴平台(11)，所述固定台(13)的前端面设置有通过Y轴丝杆驱动Y轴平台(11)前后移动的Y轴手动轮(14)，所述Y轴平台(11)的顶部中间沿其X轴方向滑动连接有X轴平台(12)，所述X轴平台(12)的一侧设置有通过X轴丝杆驱动X轴平台(12)左右移动的X轴手动轮(9)，其特征在于：还包括Y轴电机(15)、Y轴光栅尺(16)、X轴电机(17)、X轴光栅尺(10)、驱动电机(4)、减速机(6)、行程开关和控制装置；所述Y轴电机(15)位于所述Y轴手动轮(14)的下方，且Y轴电机(15)的输出轴通过皮带传送单元与Y轴丝杆进行连接；所述X轴电机(17)安装于X轴平台(12)另一侧，且X轴电机(17)的输出轴通过联轴器与X轴丝杆进行连接；所述固定台(13)上安装有检测并反馈Y轴平台(11)直线位移的所述Y轴光栅尺(16)；所述Y轴平台(11)上安装有检测并反馈X轴平台(12)直线位移的所述X轴光栅尺(10)；所述机头(5)上安装有所述驱动电机(4)和所述减速机(6)，所述减速机(6)通过转动轴承与所述丝锥(7)连接，所述驱动电机(4)经减速机(6)驱动所述丝锥(7)转动；所述行程开关包括用于限定Y轴平台(11)前后移动、X轴平台(12)左右移动和机头(5)上下移动的Y轴行程开关、X轴行程开关和Z轴行程开关；所述控制装置包括控制器和数显表，控制器与数显表电连接，数显表可读取控制器内的数据并对控制器内的数据进行编辑，所述控制器还装载有CAD/CAM软件以及用于CAD数据导入的USB接口；所述Z轴电机(3)、Y轴电机(15)、X轴电机(17)、驱动电机(4)和减速机(6)均与控制器连接，所述Y轴光栅尺(16)和X轴光栅尺(10)的输出端均连接至数显表。

2.根据权利要求1所述的手自一体数控攻牙机，其特征在于：所述皮带传送单元由同步带轮和同步带组成，所述同步带轮设有两个且分别套于Y轴丝杆和Y轴电机(15)输出轴上，两个同步带轮之间由同步带进行动力传递。

3.根据权利要求2所述的手自一体数控攻牙机，其特征在于：所述Y轴电机(15)通过电机固定板设置于所述固定台(13)的前端面，所述X轴电机(17)通过电机固定座(18)设置于所述X轴平台(12)的另一侧。

4.根据权利要求1所述的手自一体数控攻牙机，其特征在于：所述X轴电机(17)和Y轴电机(15)均为步进电机，所述Z轴电机(3)和驱动电机(4)均为伺服电机。

5.根据权利要求1所述的手自一体数控攻牙机，其特征在于：所述底座(1)的顶部设有两个Y轴行程开关，所述Y轴行程开关分别设于所述Y轴平台(11)在Y轴方向的两侧；所述Y轴平台(11)的顶部设有两个X轴行程开关，所述X轴行程开关分别设于所述X轴平台(12)在X轴方向的两侧；所述立柱(2)的前端面设有两个Z轴行程开关，所述Z轴行程开关分别设于所述立柱(2)在Z轴方向的两侧。

6.根据权利要求1所述的手自一体数控攻牙机，其特征在于：所述Y轴光栅尺的标尺光栅沿着Y轴方向安装在所述底座上，所述Y轴光栅尺的光栅读数头安装在所述Y轴平台上；所述X轴光栅尺的标尺光栅沿着X轴方向安装在所述Y轴平台上，所述X轴光栅尺的光栅读数头安装在所述X轴平台上。

7.根据权利要求1所述的手自一体数控攻牙机，其特征在于：所述X轴平台(12)的上端面设有正对丝锥(7)的工作台(8)。