CN110340664A - 一种自动多工位阀门钻孔攻丝复合机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及阀门技术领域，具体为一种自动多工位阀门钻孔攻丝复合机，每个所述机架上均安装有主轴，所述主轴的一侧设置有上下运行的行程气缸，所述主轴的下端连接有用于安装钻头、扩孔钻、倒角头和丝锥的装夹头，所述安装台上端位于主轴的下方安装有用于放置阀体的液压卡盘，所述外围壳体的侧壁通过支架安装有可转动的数字显示屏，每个所述液压卡盘分别配备独立的脚踏开关来控制液压卡盘的运行，PLC电气控制安装板总成通过接收信号模块控制机器运行。本发明提供的自动多工位阀门钻孔攻丝复合机，在一台机器设备上完成多道工序，自动化程度高，安全性能高，降低劳动强度，提升了生产效率，具有突出的实质性特点和显著的效果。

Description

一种自动多工位阀门钻孔攻丝复合机
技术领域
本发明涉及阀门技术领域，具体为一种自动多工位阀门钻孔攻丝复合机。
背景技术
在工业阀门制造领域中，阀门一般都分阀体和阀盖，阀体做螺纹孔，阀盖做成通孔，体、盖连接一般都是用螺栓螺母连接紧固，螺栓孔一般都需要经过钻孔、攻丝、倒角等多道工序才能完成，在工业阀门生产领域中，阀门的钻孔攻丝加工设备多是摇臂钻，一台摇臂钻需要一个专人去操控，在加工过程中比较慢，劳动强度大，生产效率低等一些问题，为此，我们提出一种自动多工位阀门钻孔攻丝复合机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动多工位阀门钻孔攻丝复合机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种自动多工位阀门钻孔攻丝复合机，包括安装台和PLC电气控制安装板总成，所述安装台的上端连接有四个横向整齐分布的机架，每个所述机架上均安装有主轴，所述主轴的一侧设置有上下运行的行程气缸，所述主轴的下端连接有用于安装钻头、扩孔钻、倒角头和丝锥的装夹头，所述机架上还安装有伺服电机，所述伺服电机与主轴是由同步带配合带动主轴转动运行，所述安装台上端位于主轴的下方安装有用于放置阀体的液压卡盘，所述安装台的内顶壁安装有与液压卡盘一一对应的卡盘电机，所述卡盘电机与液压卡盘是由同步带齿轮和同步带配合来控制液压卡盘旋转运行的角度，所述安装台的内腔安装有提供液压油来运行液压卡盘的液压基站，所述安装台的上端套接有外围壳体，所述外围壳体的前端安装有控制伺服电机启动的启动按钮，所述外围壳体的侧壁通过支架安装有可转动的数字显示屏，每个所述液压卡盘分别配备独立的脚踏开关来控制液压卡盘的运行，所述PLC电气控制安装板总成通过电缆线与液压基站、冷却清洗装置、安全光栅、数字显示屏、伺服电机、行程气缸、孔位激光探头、卡盘电机、行程限位开关、启动按钮和脚踏开关电性连接，PLC电气控制安装板总成通过接收信号模块控制机器运行。
优选的，所述安装台为一长方形焊接钢结构架与一块整体平整的长方形钢板组合而成，且安装台内部为箱体式结构。
优选的，所述机架上还对称安装有位于装夹头两侧的孔位激光探头。
优选的，所述行程气缸上安装有用于限位作用的行程限位开关。
优选的，所述外围壳体的上端两侧安装有起安全警示作用的安全光栅。
优选的，每个所述机架上均安装有对准装夹头下方的冷却清洗装置。
优选的，所述冷却清洗装置包括液体清洗装置和气体清洗装置。
优选的，所述液体清洗装置包括冷却液箱、位于冷却液箱内的冷却液水泵以及与冷却液水泵连接对准装夹头的冷却液管。
优选的，所述气体清洗装置包括气泵以及与气泵连接对准装夹头的气管。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、钻孔加工：阀体法兰上的孔是在一个圆上均匀分布的，阀体工件放在液压卡盘上，通过脚踏开关操作让液压卡盘夹紧阀体工件，按下启动按钮，液压卡盘的卡盘电机接收到PLC电气控制安装板总成中PLC控制器给出的信号开始启动，液压卡盘开始自动旋转，固定在机架上的两个孔位激光探头通电开始检测孔位，当一个孔位激光探头检测到孔位旋转到装夹头的正下方时，另一个孔位激光探头把信号反馈到PLC控制器，液压卡盘的卡盘电机接收到PLC控制器给出的信号，液压卡盘停止转动并锁死，同时，主轴的伺服电机也会接收到PLC控制器给出的运行信号，使主轴运行，同时，行程气缸的电磁阀也会接受到信号通电打开，气源通过电磁进入到行程气缸，使主轴向下运行，主轴在旋转的过程中同时向下运行，通过装夹头上的钻头来加工阀体工件，每当一个孔加工完成后，行程气缸就会把主轴向上运行，液压卡盘通过PLC控制器给出的信号启动卡盘电机带动液压卡盘继续旋转，当孔位激光探头检测到孔位时，会重复上一个孔位加工的所有运行程序来完成阀体工件的孔位加工，直到工件加工完成，工件加工完成后，PLC控制器会发出信号来启动液压基站的油路电磁控制阀，使液压卡盘的油缸排油，松开液压卡盘，工件就可以取出，完成加工进入到下道工序；
2、倒角、扩孔加工，加工操作过程同钻孔加工工序相同，控制程序也和钻孔加工的控制程序一样，区别在于倒角和扩孔加工过程中对应的伺服电机的转速不能太快，通过PLC电气控制安装板总成联机计算机写入控制程序来控制设定相应的伺服电机的转速；
3、攻丝加工：在攻丝加工过程中，孔位检测等步骤和钻孔、倒角及扩孔是一样运行的，控制程序跟钻孔、倒角等是有不同的，根据各种型号的丝锥预设定了对应的伺服电机的不同扭力值，来保护加工过程中丝锥由于扭力过大而导致丝锥被扭断，丝锥的装夹头自带扭力过载保护设置，起到双重保护，孔位攻丝深度、攻丝电机转速、退丝转速等数据都是可以通过控制数字显示屏来手动设置调整；
4、冷却清洗装置：每个机架上都设置有液体清洗装置和气体清洗装置，在工件加工过程中，通过PLC控制器启动冷却液水泵向工件加工位置喷射冷却液体使钻头在加工过程不会过热而烧掉致使钻头不耐用，当工件每加工完成一个孔位后，清洗装置也会通过PLC给出的信号启动气体清洗装置，使其吹出一定压力的气体，把工件上的铁屑和残留冷却液吹干净，这样好处是不会使铁屑和冷却液影响孔位激光探头的检测工作，导致孔位激光探头误检测致使工件和机器的损坏，以及对操作人员的安全提供保障；
5、安全光栅设置：避免人员接近机械的一种光电设备，可以避免人员伤亡，安全光栅用来代替传统的机械屏障或是其他方式的机械防护，在外围壳体两侧设置的安全光栅装置，当操作人员在没有离开设备的不安全区域时，会挡住安全光栅接收信号，当没接收到信号时，机器是不会运行的。反之，操作人员离开设备不安全区后，安全光栅也会接收到信号，此时机器的所有控制系统的电路才会恢复正常，才能操控设备启动运行。
本发明提供的自动多工位阀门钻孔攻丝复合机，在一台机器设备上完成多道工序，自动化程度高，安全性能高，降低劳动强度，提升了生产效率，具有突出的实质性特点和显著的效果。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明图1正视结构示意图；
图3为本发明图1后视结构示意图；
图4为PLC电气控制安装板总成结构示意图；
图5与图6共同构成本发明钻孔主回路电路图；
图7与图8共同构成本发明钻孔输出电路图。
图中：安装台1、液压基站2、PLC电气控制安装板总成3、冷却清洗装置4、外围壳体5、安全光栅6、数字显示屏7、机架8、主轴9、伺服电机10、行程气缸11、孔位激光探头12、液压卡盘13、卡盘电机14、行程限位开关15、装夹头16、启动按钮17、脚踏开关18。
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1-8，本发明提供一种技术方案：
一种自动多工位阀门钻孔攻丝复合机，包括安装台1和PLC电气控制安装板总成3，安装台1为一长方形焊接钢结构架与一块整体平整的长方形钢板组合而成，且安装台1内部为箱体式结构，安装台1的上端连接有四个横向整齐分布的机架8，每个机架8上均安装有主轴9，主轴9的一侧设置有上下运行的行程气缸11，行程气缸11上安装有用于限位作用的行程限位开关15，主轴9的下端连接有用于安装钻头、扩孔钻、倒角头和丝锥的装夹头16，机架8上还对称安装有位于装夹头16两侧的孔位激光探头12，机架8上还安装有伺服电机10，伺服电机10与主轴9是由同步带配合带动主轴9转动运行。
安装台1上端位于主轴9的下方安装有用于放置阀体的液压卡盘13，安装台1的内顶壁安装有与液压卡盘13一一对应的卡盘电机14，卡盘电机14与液压卡盘13是由同步带齿轮和同步带配合来控制液压卡盘13旋转运行的角度，安装台1的内腔安装有提供液压油来运行液压卡盘13的液压基站2，安装台1的上端套接有外围壳体5，外围壳体5的上端两侧安装有起安全警示作用的安全光栅6，外围壳体5的前端安装有控制伺服电机10启动的启动按钮17，外围壳体5的侧壁通过支架安装有可转动的数字显示屏7，每个液压卡盘13分别配备独立的脚踏开关18来控制液压卡盘13的运行，PLC电气控制安装板总成3通过电缆线与液压基站2、冷却清洗装置4、安全光栅6、数字显示屏7、伺服电机10、行程气缸11、孔位激光探头12、卡盘电机14、行程限位开关15、启动按钮17和脚踏开关18电性连接，PLC电气控制安装板总成3通过接收信号模块控制机器运行。
每个机架8上均安装有对准装夹头16下方的冷却清洗装置4，冷却清洗装置4包括液体清洗装置和气体清洗装置，液体清洗装置包括冷却液箱、位于冷却液箱内的冷却液水泵以及与冷却液水泵连接对准装夹头16的冷却液管，气体清洗装置包括气泵以及与气泵连接对准装夹头16的气管。
本发明的具体工作流程如下：
钻孔加工：阀体法兰上的孔是在一个圆上均匀分布的，阀体工件放在液压卡盘13上，通过脚踏开关18操作让液压卡盘13夹紧阀体工件，按下启动按钮17，液压卡盘13的卡盘电机14接收到PLC电气控制安装板总成3中PLC控制器给出的信号开始启动，液压卡盘13开始自动旋转，固定在机架8上的两个孔位激光探头12通电开始检测孔位，当一个孔位激光探头12检测到孔位旋转到装夹头16的正下方时，另一个孔位激光探头12把信号反馈到PLC控制器，液压卡盘13的卡盘电机14接收到PLC控制器给出的信号，液压卡盘13停止转动并锁死，同时，主轴9的伺服电机10也会接收到PLC控制器给出的运行信号，使主轴9运行，同时，行程气缸11的电磁阀也会接受到信号通电打开，气源通过电磁进入到行程气缸11，使主轴9向下运行，主轴9在旋转的过程中同时向下运行，通过装夹头16上的钻头来加工阀体工件，每当一个孔加工完成后，行程气缸11就会把主轴向上运行，液压卡盘13通过PLC控制器给出的信号启动卡盘电机14带动液压卡盘13继续旋转，当孔位激光探头12检测到孔位时，会重复上一个孔位加工的有运行程序来完成阀体工件的孔位加工，直到工件加工完成，工件加工完成后，PLC控制器会发出信号来启动液压基站2的油路电磁控制阀，使液压卡盘13的油缸排油，松开液压卡盘13，工件就可以取出，完成加工进入到下道工序；倒角、扩孔加工，加工操作过程同钻孔加工工序相同，控制程序也和钻孔加工的控制程序一样，区别在于倒角和扩孔加工过程中对应的伺服电机10的转速不能太快，通过PLC电气控制安装板总成3联机计算机写入控制程序来控制设定相应的伺服电机10的转速；攻丝加工：在攻丝加工过程中，孔位检测等步骤和钻孔、倒角及扩孔是一样运行的，控制程序跟钻孔、倒角等是有不同的，根据各种型号的丝锥预设定了对应的伺服电机10的不同扭力值，来保护加工过程中丝锥由于扭力过大而导致丝锥被扭断，丝锥的装夹头16自带扭力过载保护设置，起到双重保护，孔位攻丝深度、攻丝电机转速、退丝转速等数据都是可以通过控制数字显示屏7来手动设置调整；冷却清洗装置4：每个机架8上都设置有液体清洗装置和气体清洗装置，在工件加工过程中，通过PLC控制器启动冷却液水泵向工件加工位置喷射冷却液体使钻头在加工过程不会过热而烧掉致使钻头不耐用，当工件每加工完成一个孔位后，清洗装置也会通过PLC给出的信号启动气体清洗装置，使其吹出一定压力的气体，把工件上的铁屑和残留冷却液吹干净，这样好处是不会使铁屑和冷却液影响孔位激光探头12的检测工作，导致孔位激光探头12误检测致使工件和机器的损坏，以及对操作人员的安全提供保障；安全光栅6设置：避免人员接近机械的一种光电设备，可以避免人员伤亡，安全光栅6用来代替传统的机械屏障或是其他方式的机械防护，在外围壳体5两侧设置的安全光栅装置，当操作人员在没有离开设备的不安全区域时，会挡住安全光栅6接收信号，当没接收到信号时，机器是不会运行的。反之，操作人员离开设备不安全区后，安全光栅也会接收到信号，此时机器的有控制系统的电路才会恢复正常，才能操控设备启动运行。
本发明提供的自动多工位阀门钻孔攻丝复合机，在一台机器设备上完成多道工序，自动化程度高，安全性能高，降低劳动强度，提升了生产效率，具有突出的实质性特点和显著的效果。
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 (9)

1.一种自动多工位阀门钻孔攻丝复合机，包括安装台（1）和PLC电气控制安装板总成（3），其特征在于：所述安装台（1）的上端连接有四个横向整齐分布的机架（8），每个所述机架（8）上均安装有主轴（9），所述主轴（9）的一侧设置有上下运行的行程气缸（11），所述主轴（9）的下端连接有用于安装钻头、扩孔钻、倒角头和丝锥的装夹头（16），所述机架（8）上还安装有伺服电机（10），所述伺服电机（10）与主轴（9）是由同步带配合带动主轴（9）转动运行，所述安装台（1）上端位于主轴（9）的下方安装有用于放置阀体的液压卡盘（13），所述安装台（1）的内顶壁安装有与液压卡盘（13）一一对应的卡盘电机（14），所述卡盘电机（14）与液压卡盘（13）是由同步带齿轮和同步带配合来控制液压卡盘（13）旋转运行的角度，所述安装台（1）的内腔安装有提供液压油来运行液压卡盘（13）的液压基站（2），所述安装台（1）的上端套接有外围壳体（5），所述外围壳体（5）的前端安装有控制伺服电机（10）启动的启动按钮（17），所述外围壳体（5）的侧壁通过支架安装有可转动的数字显示屏（7），每个所述液压卡盘（13）分别配备独立的脚踏开关（18）来控制液压卡盘（13）的运行，所述PLC电气控制安装板总成（3）通过电缆线与液压基站（2）、冷却清洗装置（4）、安全光栅（6）、数字显示屏（7）、伺服电机（10）、行程气缸（11）、孔位激光探头（12）、卡盘电机（14）、行程限位开关（15）、启动按钮（17）和脚踏开关（18）电性连接，PLC电气控制安装板总成（3）通过接收信号模块控制机器运行。
2.根据权利要求1所述的一种自动多工位阀门钻孔攻丝复合机，其特征在于：所述安装台（1）为一长方形焊接钢结构架与一块整体平整的长方形钢板组合而成，且安装台（1）内部为箱体式结构。
3.根据权利要求1所述的一种自动多工位阀门钻孔攻丝复合机，其特征在于：所述机架（8）上还对称安装有位于装夹头（16）两侧的孔位激光探头（12）。
4.根据权利要求1所述的一种自动多工位阀门钻孔攻丝复合机，其特征在于：所述行程气缸（11）上安装有用于限位作用的行程限位开关（15）。
5.根据权利要求1所述的一种自动多工位阀门钻孔攻丝复合机，其特征在于：所述外围壳体（5）的上端两侧安装有起安全警示作用的安全光栅（6）。
6.根据权利要求1所述的一种自动多工位阀门钻孔攻丝复合机，其特征在于：每个所述机架（8）上均安装有对准装夹头（16）下方的冷却清洗装置（4）。
7.根据权利要求6所述的一种自动多工位阀门钻孔攻丝复合机，其特征在于：所述冷却清洗装置（4）包括液体清洗装置和气体清洗装置。
8.根据权利要求7所述的一种自动多工位阀门钻孔攻丝复合机，其特征在于：所述液体清洗装置包括冷却液箱、位于冷却液箱内的冷却液水泵以及与冷却液水泵连接对准装夹头（16）的冷却液管。
9.根据权利要求7所述的一种自动多工位阀门钻孔攻丝复合机，其特征在于：所述气体清洗装置包括气泵以及与气泵连接对准装夹头（16）的气管。
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