CN110446346B - 钻孔设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钻孔设备，包括机架、工作台、多个跨梁、多个主轴安装装置、X向驱动机构、Y向驱动机构和Z向驱动机构；主轴安装装置包括安装机构和滑设于安装机构上的刀具主轴；工作台滑设于机架上并用于放置待钻孔物料，X向驱动机构用于带动工作台沿X轴运动；跨梁固设于机架上，每个跨梁上均滑设有安装机构；Y向驱动机构用于带动安装机构沿Y轴运动；Z向驱动机构用于带动刀具主轴沿Z轴运动。本发明提供的钻孔设备，能使刀具主轴相对于物料在三维空间运动，减小了各部件的形变量，提高了打孔精度；多个安装机构同时运动，提高了打孔效率。

Description

钻孔设备

技术领域

本发明属于数控加工设备技术领域，更具体地说，是涉及一种钻孔设备。

背景技术

PCB(Printed Circuit Board)，又被称为印刷电路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。随着电子产品的发展，PCB成为了应用最广泛的电子元件产品，PCB制造也焕发出强大的生命力。

PCB制造时需要在PCB上打孔，以将电阻、电容、二极管等元件的针脚插入。现有的打孔设备，运动体需要承载多个加工轴，驱动机构驱动运动体运动时，由于运动体受到摩擦力和重力，并且运动体的刚性不可能无限大，质量也不可能呈绝对对称布置，因此会出现运动体变形，运动体未被驱动机构驱动的位置与运动体被驱动机构驱动的位置的精度不一致，从而影响了打孔精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻孔设备，以解决现有技术中存在的打孔精度低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种钻孔设备，包括机架、工作台、多个跨梁、多个主轴安装装置、X向驱动机构、Y向驱动机构和Z向驱动机构；所述主轴安装装置包括安装机构和滑设于所述安装机构上的刀具主轴；

所述工作台滑设于所述机架上并用于放置待钻孔物料，所述X向驱动机构用于带动所述工作台沿X轴运动；

所述跨梁固设于所述机架上，每个所述跨梁上均滑设有所述安装机构；

所述Y向驱动机构用于带动所述安装机构沿Y轴运动；

所述Z向驱动机构用于带动所述刀具主轴沿Z轴运动。

进一步地，还包括固设于多个所述安装机构上的连杆，所述Y向驱动机构用于带动所述连杆沿Y轴运动。

进一步地，位于同一所述连杆上的所有所述安装机构沿X轴均匀分布。

进一步地，所述Y向驱动机构连接于所述连杆的中心。

进一步地，还包括用于向所述工作台上料或下料的取料装置。

进一步地，所述取料装置包括第一运送机构、第二运送机构、动力机构和用于抓取所述物料的抓取机构，所述第一运送机构和所述第二运送机构分别设于所述机架上，所述动力机构用于带动所述第一运送机构和所述第二运送机构同步运动，所述抓取机构的两侧分别固设于所述第一运送机构和所述第二运送机构上。

进一步地，所述抓取机构包括滑板、抓手和推动机构，所述滑板分别固设于所述第一运送机构和所述第二运送机构上，所述推动机构设于所述滑板上，并用于带动所述抓手靠近或远离所述滑板，所述抓手用于抓取所述物料。

进一步地，所述机架包括底座、分别固设于所述底座两端的多个支撑块和固设于所述支撑块上的横梁，所述底座、所述支撑块和所述横梁围成U形结构，所述跨梁固设于所述横梁上，所述工作台滑设于所述底座上。

进一步地，所述工作台上设有用于定位所述物料的气夹。

进一步地，所述工作台上设有机械手和刀具检测装置，所述主轴安装装置上设有刀库，所述机械手用于自所述刀库更换所述刀具主轴上的刀具；

所述刀具检测装置用于检测所述刀具参数。

本发明提供的钻孔设备的有益效果在于：与现有技术相比，本发明钻孔设备具有较好的扩展性，能设置更多的跨梁；X向驱动机构用于带动工作台沿X轴运动，Y向驱动机构和Z向驱动机构带动刀具主轴分别沿Y轴和Z轴运动，使得刀具主轴相对于物料能在三维空间运动，以便刀具主轴在物料上打孔；同时相比于三轴联动，减小了工作台、跨梁和安装机构的形变量，使得刀具主轴相对于物料运动的误差减小，从而提高了刀具主轴在物料上打孔的精度；多个刀具主轴可在Y向驱动机构和Z向驱动机构的带动下同时工作，提高了打孔效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的钻孔设备的结构示意图；

图2为图1提供的机架的结构示意图；

图3为图1提供的跨梁及其上结构的结构示意图；

图4为图1提供的工作台的结构示意图；

图5为图1提供的取料装置的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1、机架；11、底座；12、支撑块；13、横梁；2、工作台；21、气夹；22、机械手；23、刀具检测装置；3、跨梁；4、主轴安装装置；41、刀具主轴；42、安装机构；5、连杆；6、X向驱动机构；7、Y向驱动机构；8、Z向驱动机构；9、取料装置；91、抓取机构；911、滑板；912、抓手；9121、支架；9122、吸盘；913、推动机构；9131、气缸；9132、弹性平衡机构；92、第一运送机构；93、第二运送机构；94、动力机构；10、刀库；110、支撑板；120、预紧支架；130、吸屑罩；140、减重孔；150、支撑面板；160、物料。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图3，现对本发明提供的钻孔设备进行说明。钻孔设备，包括机架1、工作台2、多个跨梁3、多个主轴安装装置4、X向驱动机构6、Y向驱动机构7和Z向驱动机构8；主轴安装装置4包括安装机构42和滑设于安装机构42上的刀具主轴41。

工作台2滑设于机架1上并用于放置待钻孔物料160，X向驱动机构6用于带动工作台2沿X轴运动。

跨梁3固设于机架1上，每个跨梁3上均滑设有安装机构42；

Y向驱动机构7用于带动安装机构42沿Y轴运动；

Z向驱动机构8用于带动刀具主轴41沿Z轴运动。

请参阅图1，本申请实施例中的X轴、Y轴和Z轴分别对应图1中的X向、Y向和Z向，工作台2的长度方向平行于X轴。

本发明提供的钻孔设备，与现有技术相比，具有较好的扩展性，能设置更多的跨梁3；X向驱动机构6用于带动工作台2沿X轴运动，Y向驱动机构7和Z向驱动机构8带动刀具主轴41分别沿Y轴和Z轴运动，使得刀具主轴41相对于物料160能在三维空间运动，以便刀具主轴41在物料160上打孔；同时相比于三轴联动，减小了工作台2、跨梁3和安装机构42的形变量，使得刀具主轴41相对于物料160运动的误差减小，从而提高了刀具主轴41在物料160上打孔的精度；多个刀具主轴41可在Y向驱动机构7和Z向驱动机构8的带动下同时工作，提高了打孔效率。

具体地，工作台2位于跨梁3的下方，用于放置物料160，通过刀具主轴41在物料160上打孔。

请参阅图1及图3，还包括固设于多个安装机构42上的连杆5，Y向驱动机构7用于带动连杆5沿Y轴运动，以使Y向驱动机构7通过连杆5能同时带动多个安装机构42运动，而减少Y向驱动机构7的数量，从而降低成本。

请参阅图1及图3，位于同一连杆5上的所有安装机构42沿X轴均匀分布，避免连杆5上的多个安装机构42分布不均，而使每个刀具主轴41在其对应打孔的物料160上打孔的位置偏差太大，使得物料160报废。

请参阅图1及图3，Y向驱动机构7连接于连杆5的中心，使得Y向驱动机构7在带动连杆5沿Y轴运动时，保证连杆5不倾斜，进而保证安装机构42沿Y轴运动的一致性，从而提高刀具主轴41的打孔精度。

具体地，当连杆5与奇数个安装机构42固定连接时，Y向驱动机构7设于位于连杆5中间的跨梁3上；当连杆5与偶数个安装机构42固定连接时，可在机架1上固设一根横杆，将Y向驱动机构7设于横杆上，使得横杆位于连杆5的中间位置。

优选地，连杆5与奇数个安装机构42固定连接，可简化结构。

请参阅图1及图5，还包括用于向工作台2上料或下料的取料装置9，提高了上料或下料的效率，从而提高了刀具主轴41的打孔效率。

请参阅图5，取料装置9包括第一运送机构92、第二运送机构93、动力机构94和用于抓取物料160的抓取机构91，第一运送机构92和第二运送机构93分别设于机架1上，动力机构94用于带动第一运送机构92和第二运送机构93同步运动，抓取机构91的两侧分别固设于第一运送机构92和第二运送机构93上。通过动力机构94带动第一运送机构92和第二运送机构93同步运动，以使抓取机构91的两侧同步运动，避免抓取机构91在运动过程中倾斜，影响抓取机构91的输送精度。

请参阅图5，第一运送机构92和第二运送机构93均为同步带，第一运送机构92和第二运送机构93分别设于动力机构94的输出轴上；抓取机构91滑设于机架1上。通过动力机构94的输出轴同时带动第一运送机构92和第二运送机构93同步运动，结构简单，精度高。

请参阅图5，还包括预紧支架120，第一运送机构92和第二运送机构93均张紧于预紧支架120上，预紧支架120能调节第一运送机构92和第二运送机构93的张紧度。

请参阅图5，抓取机构91包括滑板911、抓手912和推动机构913，滑板911分别固设于第一运送机构92和第二运送机构93上，推动机构913设于滑板911上，并用于带动抓手912靠近或远离滑板911，抓手912用于抓取物料160。通推动机构913带动抓手912靠近或远离滑板911，使得抓手912能抓取物料160，或将抓手912抓取的物料160输送至工作台2的上方并将其放置于工作台2上，结构简单，操作方便，避免抓手912与其他机构发生干涉。

请参阅图5，抓手912包括支架9121和固设于支架9121上的吸盘9122，通过吸盘9122便于抓取物料160，避免了损伤物料160；

推动机构913包括分别设于滑板911上的气缸9131和弹性平衡机构9132，气缸9131用于带动支架9121远离或靠近滑板911，以使吸盘9122能连续抓取物料160，并将物料160放置于工作台2，提高物料160的输送效率；弹性平衡机构9132用于平衡支架9121，避免支架9121倾斜。

请参阅1及图2，机架1包括底座11、分别固设于底座11两端的多个支撑块12和固设于支撑块12上的横梁13，底座11、支撑块12和横梁13围成U形结构，跨梁3固设于横梁13上，工作台2滑设于底座11上，结构简单，增加了跨梁3固定于横梁13上的牢固程度。

请参阅图2，支撑块12沿X轴均匀分布于横梁13与底座11之间，以减小横梁13的形变量，提高刀具主轴41的运动精度。具体地，底座11、横梁13和支撑块12均采用天然花岗岩石材料，其减震性能好，变形小。

请参阅图4，工作台2上设有用于定位物料160的气夹21，以便在刀具主轴41对物料160进行打孔时，避免物料160移位，从而提高刀具主轴41对物料160的打孔精度；还能对物料160进行定位，以便快速将物料160定位后固定。

具体地，物料160上设有销钉，取料装置9抓取物料160后输送至工作台2的上方，当相应的检测机构检测到物料160位置到位后，取料装置9将物料160放置于工作台2上，并使得物料160上的销钉伸入气夹21上的夹紧孔内，以将物料160限位夹紧，避免物料160移位。

请参阅图3及图4，工作台2上设有机械手22，主轴安装装置4上设有刀库10，机械手22用于自刀库10更换刀具主轴41上的刀具，提高在物料160上打孔的效率；

请参阅图3及图4，工作台2上还设有刀具检测装置23，刀具检测装置23用于检测刀具参数，以使得刀具的各项参数都符合要求后再对物料160进行打孔，提高在物料160上的打孔精度。

请参阅图1及图2，X向驱动机构6为直线电机，X向驱动机构6沿工作台2的长度方向设置，工作台2的长度方向与X轴平行，以减小工作台2的形变量，提高工作台2上的物料160与刀具主轴41之间的相对位置精度，从而提高刀具主轴41在物料160上的打孔精度；还简化了结构，提高了打孔效率；并且在X向驱动机构6带动工作台2运动时，工作台2的两侧运动平稳，避免了因工作台2运动时的惯性导致工作台2抖动。

具体地，Y向驱动机构7和Z向驱动机构8均为直线电机。

可选地，X向驱动机构6、Y向驱动机构7和Z向驱动机构8均可为丝杆。

请参阅图2，还包括与机架1连接的支撑板110，支撑板110用于延长机架1的工作长度，以便增加工作台2的长度，从而增加刀具主轴41的数量，以提高打孔效率；可直接在机架1的端部拼接支撑板110，能简化结构，提高灵活性，增加机架1的扩展性。

请参阅图3，还包括设于刀具主轴41上的吸屑罩130，吸屑罩130用于去除刀具主轴41打孔时产生的碎屑。

具体地，吸屑罩130先于刀具主轴41抵接物料160，以稳定物料160后再打孔，提高打孔精度。

请参阅图3，跨梁3上设有多个减重孔140，以减轻跨梁3的重量。

请参阅图1，还包括设于机架1上的支撑面板150，支撑面板150位于工作台2的端部，用于放置物料160，便于取料装置9取料。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.钻孔设备，包括机架，其特征在于：还包括工作台、多个跨梁、多个主轴安装装置、X向驱动机构、Y向驱动机构、Z向驱动机构和用于向所述工作台上料或下料的取料装置；所述主轴安装装置包括安装机构和滑设于所述安装机构上的刀具主轴；

所述工作台滑设于所述机架上并用于放置待钻孔物料，所述X向驱动机构用于带动所述工作台沿X轴运动；

所述跨梁固设于所述机架上，每个所述跨梁上均滑设有所述安装机构；

所述Y向驱动机构用于带动所述安装机构沿Y轴运动；

所述Z向驱动机构用于带动所述刀具主轴沿Z轴运动；

所述取料装置包括第一运送机构、第二运送机构、动力机构和用于抓取所述物料的抓取机构，所述第一运送机构和所述第二运送机构分别设于所述机架上，所述第一运送机构和所述第二运送机构分别设于所述动力机构的输出轴上，所述动力机构用于带动所述第一运送机构和所述第二运送机构同步运动，所述抓取机构的两侧分别固设于所述第一运送机构和所述第二运送机构上。

2.根据权利要求1所述的钻孔设备，其特征在于：还包括固设于多个所述安装机构上的连杆，所述Y向驱动机构用于带动所述连杆沿Y轴运动。

3.根据权利要求2所述的钻孔设备，其特征在于：位于同一所述连杆上的所有所述安装机构沿X轴均匀分布。

4.根据权利要求2所述的钻孔设备，其特征在于：所述Y向驱动机构连接于所述连杆的中心。

5.根据权利要求1所述的钻孔设备，其特征在于：所述抓取机构包括滑板、抓手和推动机构，所述滑板分别固设于所述第一运送机构和所述第二运送机构上，所述推动机构设于所述滑板上，并用于带动所述抓手靠近或远离所述滑板，所述抓手用于抓取所述物料。

6.根据权利要求1所述的钻孔设备，其特征在于：所述机架包括底座、分别固设于所述底座两端的多个支撑块和固设于所述支撑块上的横梁，所述底座、所述支撑块和所述横梁围成U形结构，所述跨梁固设于所述横梁上，所述工作台滑设于所述底座上。

7.根据权利要求1所述的钻孔设备，其特征在于：所述工作台上设有用于定位所述物料的气夹。

8.根据权利要求1所述的钻孔设备，其特征在于：所述工作台上设有机械手和刀具检测装置，所述主轴安装装置上设有刀库，所述机械手用于自所述刀库更换所述刀具主轴上的刀具；

所述刀具检测装置用于检测所述刀具参数。

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