CN111014763B - 一种便于调节的高精度金属制品加工设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种便于调节的高精度金属制品加工设备，包括底座、顶板、控制器、放置机构、加工机构和若干夹持机构，放置机构包括第一电机、转盘和若干放置组件，放置组件包括驱动杆、从动杆、第一气缸和滑动单元，夹持机构包括支板、横板、平移组件和夹持组件，夹持组件包括U形块、伸缩单元、夹块、第二气缸和两个夹板，该便于调节的高精度金属制品加工设备利用放置机构便于放置工件并调整工件的角度，使其加工面与钻杆保持垂直，不仅如此，通过夹持机构对工件的侧面和上下两侧进行夹持，实现全方位的紧固，避免加工过程中金属制品工件抖动，通过固定工件，保证了设备的加工精度，提高了设备的实用性。

Description

一种便于调节的高精度金属制品加工设备
技术领域
本发明涉及金属制品加工设备领域，特别涉及一种便于调节的高精度金属制品加工设备。
背景技术
钻孔机是指利用比目标物更坚硬、更锐利的工具通过旋转切削或旋转挤压的方式，在目标物上留下圆柱形孔或洞的机械和设备统称。也有称为打孔机、打眼机、通孔机等。通过对精密部件进行钻孔，来达到预期的效果。
现有的钻孔机在对金属制品进行打孔加工时，通常都是直接将金属制品工件放置在加工台上，再利用旋转的钻杆进行打孔加工，采用这种方式进行加工处理时，由于工作台有一定的粗糙度，工件有时无法保证平放在工作台上，使得钻杆与工件的被加工面存在一定的倾斜角度，并且，在对工件紧固时，一般都是通过夹块从侧面对工件进行紧固，但是工件仍然存在上下抖动的可能，导致在进行钻孔加工时，由于工件的上下抖动造成加工精度降低，进而导致现有的金属制品加工用钻孔机实用性降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种便于调节的高精度金属制品加工设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种便于调节的高精度金属制品加工设备，包括底座、顶板、控制器、放置机构、加工机构和若干夹持机构，所述夹持机构周向均匀分布在底座的上方，所述控制器设置在其中一个夹持机构上，所述控制器内设有PLC，所述顶板设置在夹持机构的上方，所述放置机构设置在底座的上方；
所述放置机构包括第一电机、转盘和若干放置组件，所述第一电机固定在底座的上方，所述第一电机与转盘传动连接，所述放置组件周向均匀分布在转盘的外周，所述放置组件包括驱动杆、从动杆、第一气缸和滑动单元，所述第一气缸的缸体竖直向上，所述第一气缸的缸体通过滑动单元与底座连接，所述驱动杆的一端与转盘传动连接，所述驱动杆的另一端通过从动杆与第一气缸的缸体铰接，所述第一气缸和第一电机均与PLC电连接；
所述夹持机构包括支板、横板、平移组件和夹持组件，所述支板固定在底座和顶板之间，所述平移组件设置在支板的远离放置机构的一侧，所述支板上设有条形口，所述横板的两侧分别抵靠在条形口的两侧的内壁上，所述平移组件与横板的一端传动连接，所述横板的另一端与夹持组件连接；
所述夹持组件包括U形块、伸缩单元、夹块、第二气缸和两个夹板，所述U 形块背向横板设置，所述U形块的中心处与横板固定连接，所述第二气缸的缸体固定在横板的下方，所述夹块的上下两侧分别固定在U形块的两侧的内壁上，所述夹块的远离支板的一侧伸出U形块的开口，所述伸缩单元设置在U形块的内侧，两个夹板分别位于U形块的上下两侧，所述伸缩单元与夹板传动连接。
作为优选，为了实现对金属制品的打孔加工，所述加工机构包括移动装置、移动板、电动推杆、电动机和钻杆，所述移动板通过移动装置设置在顶板的下方，所述电动机固定在电动推杆的下方，所述电动机与钻杆的顶端传动连接，所述移动装置、电动推杆和电动机均与PLC电连接。
作为优选，为了检测钻杆与加工面是否垂直，所述电动机的外周设有若干第一测距仪，所述第一测距仪周向均匀分布在电动机的外周，所述第一测距仪与PLC电连接。
作为优选，为了保证第一气缸的稳定移动，所述滑动单元包括滑杆和固定块，所述固定块固定在底座的上方，所述固定块套设在滑杆上，所述滑杆水平固定在第一气缸的缸体的下方。
作为优选，为了带动横板水平移动，所述平移组件包括固定板、第二电机、丝杆、轴承、平移块和移动杆，所述固定板固定在支板上，所述第二电机和轴承均固定在固定板的下方，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在轴承内，所述平移块套设在丝杆上，所述平移块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的第一螺纹，所述移动杆的顶端固定在平移块的下方，所述移动杆的底端穿过横板。
作为优选，为了控制两个夹板相互靠近或者远离，所述伸缩单元包括第三电机和两个伸缩组件，所述第三电机固定在U形块内，所述第三电机与PLC电连接，两个伸缩组件分别位于第三电机的上下两侧，所述伸缩组件与夹板一一对应，所述伸缩组件包括螺杆和套管，所述第三电机与螺杆的一端传动连接，所述螺杆的另一端设置在套管内，所述套管的与螺杆的连接处设有与螺杆匹配的第二螺纹，所述套管穿过U形块的内壁，所述套管与夹板固定连接。
作为优选，为了便于检测两个夹板与工件上下表面距离是否一致，所述夹板的远离伸缩单元的一侧的远离支板的一端设有第二测距仪，所述第二测距仪与PLC电连接。
作为优选，为了检测夹块是否抵靠在工件上，所述夹块内设有压力计，所述压力计与PLC电连接。
作为优选，为了便于第二气缸移动，所述第二气缸的气杆的底端设有滚轮，所述滚轮抵靠在底座的上方。
作为优选，为了保证第一电机的驱动力，所述第一电机为直流伺服电机。
本发明的有益效果是，该便于调节的高精度金属制品加工设备利用放置机构便于放置工件并调整工件的角度，使其加工面与钻杆保持垂直，不仅如此，通过夹持机构对工件的侧面和上下两侧进行夹持，实现全方位的紧固，避免加工过程中金属制品工件抖动，通过固定工件，保证了设备的加工精度，提高了设备的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的便于调节的高精度金属制品加工设备的结构示意图；
图2是本发明的便于调节的高精度金属制品加工设备的放置机构的结构示意图；
图3是本发明的便于调节的高精度金属制品加工设备的放置机构的俯视图；
图4是本发明的便于调节的高精度金属制品加工设备的夹持机构的结构示意图；
图5是本发明的便于调节的高精度金属制品加工设备的夹持组件的结构示意图；
图中：1.底座，2.顶板，3.控制器，4.第一电机，5.转盘，6.驱动杆，7. 从动杆，8.第一气缸，9.支板，10.横板，11.U形块，12.夹块，13.第二气缸， 14.夹板，15.移动装置，16.移动板，17.电动推杆，18.电动机，19.钻杆，20. 第一测距仪，21.滑杆，22.固定块，23.固定板，24.第二电机，25.丝杆，26. 轴承，27.平移块，28.移动杆，29.第三电机，30.螺杆，31.套管，32.第二测距仪，33.压力计，34.滚轮。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种便于调节的高精度金属制品加工设备，包括底座1、顶板 2、控制器3、放置机构、加工机构和若干夹持机构，所述夹持机构周向均匀分布在底座1的上方，所述控制器3设置在其中一个夹持机构上，所述控制器3 内设有PLC，所述顶板2设置在夹持机构的上方，所述放置机构设置在底座1的上方；
PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。
用户在使用该加工设备时，通过控制器3进行操作，调节放置机构后，将工件放置在放置机构的上方，利用放置机构调节工件加工面的角度位置，使得工件加工面与加工机构中钻杆19保持垂直，提高加工精度，利用夹持机构从外周靠向设备移动，对工件的侧面和上下侧面夹持，实现全方位的紧固，避免加工过程中金属制品发生抖动，通过对金属制品进行紧固，保证了加工精度，从而提高了设备的实用性。
如图2-3所示，所述放置机构包括第一电机4、转盘5和若干放置组件，所述第一电机4固定在底座1的上方，所述第一电机4与转盘5传动连接，所述放置组件周向均匀分布在转盘5的外周，所述放置组件包括驱动杆6、从动杆7、第一气缸8和滑动单元，所述第一气缸8的缸体竖直向上，所述第一气缸8的缸体通过滑动单元与底座1连接，所述驱动杆6的一端与转盘5传动连接，所述驱动杆6的另一端通过从动杆7与第一气缸8的缸体铰接，所述第一气缸8 和第一电机4均与PLC电连接；
使用放置机构时，PLC控制第一电机4启动，带动转盘5转过一定角度，使得转盘5通过驱动杆6作用在从动上，利用从动杆7带动第一气缸8的缸体在滑动单元的限位作用下靠近或者远离转盘5，调整放置机构的支撑面积，便于根据金属制品的尺寸大小进行调节后，放置金属制品工件，使金属制品工件落在第一气缸8的气杆上，第一气缸8启动，带动第一气缸8的气杆升降移动，可调整金属制品工件的角度，使得工件的加工面与加工机构中的钻杆19保持垂直的角度关系，便于提高加工精度。
如图4-5所示，所述夹持机构包括支板9、横板10、平移组件和夹持组件，所述支板9固定在底座1和顶板2之间，所述平移组件设置在支板9的远离放置机构的一侧，所述支板9上设有条形口，所述横板10的两侧分别抵靠在条形口的两侧的内壁上，所述平移组件与横板10的一端传动连接，所述横板10的另一端与夹持组件连接；
所述夹持组件包括U形块11、伸缩单元、夹块12、第二气缸13和两个夹板14，所述U形块11背向横板10设置，所述U形块11的中心处与横板10固定连接，所述第二气缸13的缸体固定在横板10的下方，所述夹块12的上下两侧分别固定在U形块11的两侧的内壁上，所述夹块12的远离支板9的一侧伸出U形块11的开口，所述伸缩单元设置在U形块11的内侧，两个夹板14分别位于U形块11的上下两侧，所述伸缩单元与夹板14传动连接。
夹持机构中，通过支板9对顶板2进行固定支撑，支板9上的平移组件可带动横板10进行平移使得夹持组件靠向工件移动，利用第二气缸13启动，带动第二气缸13的气杆伸缩移动，从而支撑横板10，调节夹持组件的高度位置，使得U形块11的U形开口正对工件的边缘处，而后平移组件通过带动横板10 移动，使得夹块12抵靠在工件的侧面后，PLC控制伸缩单元运行，带动两个夹板14相互靠近移动，使得两个夹板14同时分别抵靠在工件的上表面和下表面，如此，通过夹持机构对工件的侧面和上下两侧进行夹持固定，防止加工机构对工件打孔加工时，工件发生抖动，利用固定，保证了金属制品加工精度。
如图1所示，所述加工机构包括移动装置15、移动板16、电动推杆17、电动机18和钻杆19，所述移动板16通过移动装置15设置在顶板2的下方，所述电动机18固定在电动推杆17的下方，所述电动机18与钻杆19的顶端传动连接，所述移动装置15、电动推杆17和电动机18均与PLC电连接。
利用移动装置15可带动移动板16在水平方向进行移动，调整加工位置，而后PLC控制电动推杆17和电动机18同时启动，电动机18带动钻杆19旋转的同时，电动推杆17带动电动机18向下移动，使得旋转的钻杆19对工件进行打孔加工。
作为优选，为了检测钻杆19与加工面是否垂直，所述电动机18的外周设有若干第一测距仪20，所述第一测距仪20周向均匀分布在电动机18的外周，所述第一测距仪20与PLC电连接。利用电动机18外周的第一测距仪20检测其与工件加工面的距离，并将距离数据传递给PLC，PLC比对各个距离数据，控制放置机构中的第一气缸8启动，调节工件的角度，使得金属制品工件的加工面与钻杆19保持垂直，以提高加工精度。
作为优选，为了保证第一气缸8的稳定移动，所述滑动单元包括滑杆21和固定块22，所述固定块22固定在底座1的上方，所述固定块22套设在滑杆21 上，所述滑杆21水平固定在第一气缸8的缸体的下方。
由于滑杆21穿过了固定在底座1上方的固定块22，固定了滑杆21的移动方向，滑杆21与第一气缸8的缸体固定连接，从而固定了第一气缸8的移动方向。
如图4所示，所述平移组件包括固定板23、第二电机24、丝杆25、轴承 26、平移块27和移动杆28，所述固定板23固定在支板9上，所述第二电机24 和轴承26均固定在固定板23的下方，所述第二电机24与PLC电连接，所述第二电机24与丝杆25的一端传动连接，所述丝杆25的另一端设置在轴承26内，所述平移块27套设在丝杆25上，所述平移块27的与丝杆25的连接处设有与丝杆25匹配的第一螺纹，所述移动杆28的顶端固定在平移块27的下方，所述移动杆28的底端穿过横板10。
固定板23的位置与支板9保持垂直固定连接，PLC控制固定板23下方的第二电机24启动，带动丝杆25在轴承26的支撑作用下旋转，丝杆25通过第一螺纹作用在平移块27，使得平移块27带动移动杆28沿着丝杆25的轴线进行移动，由于横板10套设在移动杆28上，在移动杆28进行移动的过程中，带动横板10进行同步移动，同时方便横板10沿着移动杆28的轴线进行升降移动。
如图5所示，所述伸缩单元包括第三电机29和两个伸缩组件，所述第三电机29固定在U形块11内，所述第三电机29与PLC电连接，两个伸缩组件分别位于第三电机29的上下两侧，所述伸缩组件与夹板14一一对应，所述伸缩组件包括螺杆30和套管31，所述第三电机29与螺杆30的一端传动连接，所述螺杆30的另一端设置在套管31内，所述套管31的与螺杆30的连接处设有与螺杆30匹配的第二螺纹，所述套管31穿过U形块11的内壁，所述套管31与夹板14固定连接。
PLC控制第三电机29启动，带动两侧的伸缩组件中的螺杆30进行旋转，螺杆30通过第二螺纹作用在套管31上，进而驱动套管31沿着螺杆30的轴线进行移动，使得两个夹板14相互靠近或者远离。
作为优选，为了便于检测两个夹板14与工件上下表面距离是否一致，所述夹板14的远离伸缩单元的一侧的远离支板9的一端设有第二测距仪32，所述第二测距仪32与PLC电连接。利用两个夹板14上的第二测距仪32分别检测两个夹板14与工件上下表面的距离，并将距离数据传递给PLC，PLC检测两个距离数据的大小，控制第二气缸13启动，调节横板10的高度，使得两个夹板14与工件上下表面距离一致，便于伸缩单元运行后，两个夹板14同时分别抵靠在工件的上下表面。
作为优选，为了检测夹块12是否抵靠在工件上，所述夹块12内设有压力计33，所述压力计33与PLC电连接。利用压力计33检测夹块12是否抵靠在工件的侧面，当平移组件带动横板10移动，使U形块11远离支板9后，若夹块 12抵靠在工件上，则工件反作用于夹块12上，使得内部的压力计33检测到压力数据，并将压力数据传递给PLC，便于设备确定夹块12抵靠在工件上后，控制平移组件停止运行。
作为优选，为了便于第二气缸13移动，所述第二气缸13的气杆的底端设有滚轮34，所述滚轮34抵靠在底座1的上方。利用滚轮34方便第二气缸13的气杆的底部在底座1的上方进行滚动，避免第二气缸13的气杆受到底座1的磨损。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一电机4的驱动力，所述第一电机4为直流伺服电机。
该加工设备在对金属制品进行打孔加工时，通过第一电机4带动转动转动，便于根据工件的体型尺寸调整各个第一气缸8之间的距离，将工件放置在第一气缸8的上方，利用第一气缸8的气杆升降移动，调整工件的被加工面的角度，使其与钻杆19保持垂直，而后利用平移组件带动横板10移动，使得夹块12对准工件侧面，利用第二气缸13调整横板10的高度位置，再由伸缩单元控制两个夹板14靠近移动，使得夹块12抵靠在工件侧面时两个夹板14同时分别抵靠在工件的上下表面，对工件全方位进行夹持固定，防止加工过程中工件抖动，如此，保证了加工精度，提高了设备的实用性。
与现有技术相比，该便于调节的高精度金属制品加工设备利用放置机构便于放置工件并调整工件的角度，使其加工面与钻杆19保持垂直，不仅如此，通过夹持机构对工件的侧面和上下两侧进行夹持，实现全方位的紧固，避免加工过程中金属制品工件抖动，通过固定工件，保证了设备的加工精度，提高了设备的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种便于调节的高精度金属制品加工设备，其特征在于，包括底座(1)、顶板(2)、控制器(3)、放置机构、加工机构和若干夹持机构，所述夹持机构周向均匀分布在底座(1)的上方，所述控制器(3)设置在其中一个夹持机构上，所述控制器(3)内设有PLC，所述顶板(2)设置在夹持机构的上方，所述放置机构设置在底座(1)的上方；
所述放置机构包括第一电机(4)、转盘(5)和若干放置组件，所述第一电机(4)固定在底座(1)的上方，所述第一电机(4)与转盘(5)传动连接，所述放置组件周向均匀分布在转盘(5)的外周，所述放置组件包括驱动杆(6)、从动杆(7)、第一气缸(8)和滑动单元，所述第一气缸(8)的缸体竖直向上，所述第一气缸(8)的缸体通过滑动单元与底座(1)连接，所述驱动杆(6)的一端与转盘(5)传动连接，所述驱动杆(6)的另一端通过从动杆(7)与第一气缸(8)的缸体铰接，所述第一气缸(8)和第一电机(4)均与PLC电连接；
所述夹持机构包括支板(9)、横板(10)、平移组件和夹持组件，所述支板(9)固定在底座(1)和顶板(2)之间，所述平移组件设置在支板(9)的远离放置机构的一侧，所述支板(9)上设有条形口，所述横板(10)的两侧分别抵靠在条形口的两侧的内壁上，所述平移组件与横板(10)的一端传动连接，所述横板(10)的另一端与夹持组件连接；
所述夹持组件包括U形块(11)、伸缩单元、夹块(12)、第二气缸(13)和两个夹板(14)，所述U形块(11)背向横板(10)设置，所述U形块(11)的中心处与横板(10)固定连接，所述第二气缸(13)的缸体固定在横板(10)的下方，所述夹块(12)的上下两侧分别固定在U形块(11)的两侧的内壁上，所述夹块(12)的远离支板(9)的一侧伸出U形块(11)的开口，所述伸缩单元设置在U形块(11)的内侧，两个夹板(14)分别位于U形块(11)的上下两侧，所述伸缩单元与夹板(14)传动连接。
2.如权利要求1所述的便于调节的高精度金属制品加工设备，其特征在于，所述加工机构包括移动装置(15)、移动板(16)、电动推杆(17)、电动机(18)和钻杆(19)，所述移动板(16)通过移动装置(15)设置在顶板(2)的下方，所述电动机(18)固定在电动推杆(17)的下方，所述电动机(18)与钻杆(19)的顶端传动连接，所述移动装置(15)、电动推杆(17)和电动机(18)均与PLC电连接。
3.如权利要求2所述的便于调节的高精度金属制品加工设备，其特征在于，所述电动机(18)的外周设有若干第一测距仪(20)，所述第一测距仪(20)周向均匀分布在电动机(18)的外周，所述第一测距仪(20)与PLC电连接。
4.如权利要求1所述的便于调节的高精度金属制品加工设备，其特征在于，所述滑动单元包括滑杆(21)和固定块(22)，所述固定块(22)固定在底座(1)的上方，所述固定块(22)套设在滑杆(21)上，所述滑杆(21)水平固定在第一气缸(8)的缸体的下方。
5.如权利要求1所述的便于调节的高精度金属制品加工设备，其特征在于，所述平移组件包括固定板(23)、第二电机(24)、丝杆(25)、轴承(26)、平移块(27)和移动杆(28)，所述固定板(23)固定在支板(9)上，所述第二电机(24)和轴承(26)均固定在固定板(23)的下方，所述第二电机(24)与PLC电连接，所述第二电机(24)与丝杆(25)的一端传动连接，所述丝杆(25)的另一端设置在轴承(26)内，所述平移块(27)套设在丝杆(25)上，所述平移块(27)的与丝杆(25)的连接处设有与丝杆(25)匹配的第一螺纹，所述移动杆(28)的顶端固定在平移块(27)的下方，所述移动杆(28)的底端穿过横板(10)。
6.如权利要求1所述的便于调节的高精度金属制品加工设备，其特征在于，所述伸缩单元包括第三电机(29)和两个伸缩组件，所述第三电机(29)固定在U形块(11)内，所述第三电机(29)与PLC电连接，两个伸缩组件分别位于第三电机(29)的上下两侧，所述伸缩组件与夹板(14)一一对应，所述伸缩组件包括螺杆(30)和套管(31)，所述第三电机(29)与螺杆(30)的一端传动连接，所述螺杆(30)的另一端设置在套管(31)内，所述套管(31)的与螺杆(30)的连接处设有与螺杆(30)匹配的第二螺纹，所述套管(31)穿过U形块(11)的内壁，所述套管(31)与夹板(14)固定连接。
7.如权利要求1所述的便于调节的高精度金属制品加工设备，其特征在于，所述夹板(14)的远离伸缩单元的一侧的远离支板(9)的一端设有第二测距仪(32)，所述第二测距仪(32)与PLC电连接。
8.如权利要求1所述的便于调节的高精度金属制品加工设备，其特征在于，所述夹块(12)内设有压力计(33)，所述压力计(33)与PLC电连接。
9.如权利要求1所述的便于调节的高精度金属制品加工设备，其特征在于，所述第二气缸(13)的气杆的底端设有滚轮(34)，所述滚轮(34)抵靠在底座(1)的上方。
10.如权利要求1所述的便于调节的高精度金属制品加工设备，其特征在于，所述第一电机(4)为直流伺服电机。
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