CN111618330A - 一种小工件批量加工用多工位自动钻孔机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小工件批量加工用多工位自动钻孔机，包括机架和电气控制系统，所述机架的顶部设有落料槽，所述机架的内部上侧穿设有成品输送装置，所述机架的一侧固定有支撑座，所述机架的顶部至少安装有一个钻孔加工工位，所述钻孔加工工位包括第一钻孔装置、工件输入装置和工件靠板，所述第一钻孔装置竖直安装在所述支撑座的顶部，所述工件输入装置安装在所述机架远离所述支撑座的另一侧，所述工件靠板固定在所述支撑座的外侧。本发明中，人工只需将小工件放进工件滑道的料道中，多个钻孔加工工位同时对小工件钻孔加工，可在90°方向一次双孔同时加工完成，并且不需要人工夹紧自动加工，大大提高了工作效率。

Description

一种小工件批量加工用多工位自动钻孔机

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种小工件批量加工用多工位自动钻孔机。

背景技术

在小工件钻孔中，比如：脚手架十字扣件、扣件小盖、卡持部件等，现有的加工方式是先需要工人将小工件固定在台式钻床的加工台上，而后通过调节尺寸对小工件进行钻孔，钻完正面的孔后，有些工件还需要翻转过来继续钻侧面的孔，一人只能操作一台钻床，加工完后还需要人工手动装进料框，整个加工过程，费工费力，劳动强度高，工作效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小工件批量加工用多工位自动钻孔机，以解决上述背景技术中遇到的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种小工件批量加工用多工位自动钻孔机，包括机架和电气控制系统，所述电气控制系统安装在所述机架的一侧中部，所述机架的顶部设有落料槽，所述机架的内部上侧穿设有成品输送装置，所述机架的一侧固定有支撑座，所述机架的顶部至少安装有一个钻孔加工工位，所述钻孔加工工位包括第一钻孔装置、工件输入装置和工件靠板，所述第一钻孔装置竖直安装在所述支撑座的顶部，所述工件输入装置安装在所述机架远离所述支撑座的另一侧，所述工件靠板固定在所述支撑座的外侧，且位于所述第一钻孔装置工作端的正下方，所述工件输入装置的输送端位于所述工件靠板的对侧。

上述方案中，所述钻孔加工工位还包括第二钻孔装置，所述第二钻孔装置安装在所述支撑座的一侧，所述第二钻孔装置在所述机架的顶部水平设置，所述第二钻孔装置的结构与所述第一钻孔装置的结构相同。

上述方案中，所述第一钻孔装置包括钻孔动力头、护罩、支架体、动力头平行夹具和弹簧夹套，所述钻孔动力头通过动力头安装座与所述支撑座固定连接，所述支架体与动力头平行夹具固定连接，所述弹簧夹套活动连接在所述动力头平行夹具另一端，所述弹簧夹套用于安装钻头，所述钻孔动力头与所述护罩内的传动装置传动连接，所述护罩内的传动装置依次穿过所述支架体和动力头平行夹具与所述弹簧夹套转动连接，所述支架体的内部安装有驱动所述弹簧夹套伸缩运动的气缸。

上述方案中，所述工件输入装置包括送料滑座、顶板和储料架，所述送料滑座固定在所述机架远离所述支撑座的另一侧，所述送料滑座通过支撑杆与顶板固定连接，所述顶板的顶部通过筋板与储料架固定连接，所述储料架的为弧形结构，其顶部向上倾斜设置，所述储料架的内部安装有滑道，所述送料滑座与顶板之间的空腔中安装有夹紧气缸，所述夹紧气缸的输出端连接有伸缩轴。

上述方案中，所述滑道由两条光滑且平行设置的圆杆构成，所述滑道的顶部伸出所述储料架的顶部，并与所述夹紧气缸的输送中心线呈15～25度，所述滑道的底部伸出所述储料架的底部，且在底部固定有接料架。

上述方案中，所述储料架的弯弧内侧中间安装有阻挡气缸，所述阻挡气缸位于所述筋板的空槽中，所述阻挡气缸的输出杆贯穿所述储料架的外壁延伸至所述滑道中间。

上述方案中，所述工件靠板的工作面上安装有定位块和顶块，所述定位块的形状和顶块的形状均与小工件的外形相匹配，所述工件靠板的背面安装有驱动所述顶块伸缩运动的接料气缸。

上述方案中，所述工件靠板的工作面上还设有限位块，所述限位块为倒L型结构。

上述方案中，所述电气控制系统包括电气控制柜和操作屏，所述电气控制柜固定在所述机架的一侧中部，所述操作屏通过线管支架与所述电气控制柜电性连接，所述操作屏为触屏式人机显示界面。

上述方案中，所述机架的内部底侧设有冷却水槽，所述机架的四端底部安装有地脚，所述机架的一侧设有安装有驱动所述成品输送装置的减速电机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在该多工位自动钻孔机中，人工只需将小工件放进工件滑道的料道中，仅需要一人操作，多个钻孔加工工位同时对小工件钻孔加工，可在90°方向一次双孔同时加工完成，并且不需要人工夹紧自动加工，设备自动将小工件钻孔加工好，再由成品输送装置的输送滚道自动送入料框中，完成钻工作业。这样大大提高了生产产能，使企业用工人员、生产成本大大降低，企业效益显著提高，并且缩短企业产业链、加快了企业交货时间，从而大大提高了企业市场竞争力。

附图说明

图1为本发明整体结构立体图；

图2为本发明整体结构正视图；

图3为本发明整体结构俯视图；

图4为本发明整体结构侧视图；

图5为本发明中第一钻孔装置的结构示意图；

图6为本发明中工件输入装置的结构示意图；

图7为本发明中工件靠板的结构示意图；

图8为本发明中钻孔加工工位的结构示意图；

图9为本发明中钻孔加工工位另一视角的结构示意图；

图10为本发明另一实施例的整体结构示意图；

图中标号：1-机架；11-落料槽；12-成品输送装置；13-冷却水槽；14-地脚；15-支撑座；16-减速电机；2-第一钻孔装置；21-动力头安装座；22-钻孔动力头；23-护罩；24-支架体；25-动力头平行夹具；26-弹簧夹套；3-第二钻孔装置；4-工件输入装置；41-送料滑座；42-顶板；43-筋板；44-储料架；45-阻挡气缸；46-滑道；47-接料架；48-夹紧气缸；49-伸缩轴；5-电气控制系统；51-电气控制柜；52-操作屏；6-工件靠板；61-接料气缸；62-定位块；63-顶块；64-限位块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

实施例1，如图1至图4所示，一种小工件批量加工用多工位自动钻孔机，包括机架1和电气控制系统5，电气控制系统5安装在机架1的一侧中部，电气控制系统5包括电气控制柜51和操作屏52，电气控制柜51外接380V的工业用电，电气控制柜51通过支板固定在机架1的一侧中部，操作屏52通过线管支架与电气控制柜51电性连接，操作屏52为触屏式人机显示界面，通过操作屏52便于用户对加工工位中各个电气控制设备的工作状态进行设置，如钻头的转速、进给速度、各个气缸的伸缩时间等。电气控制柜51内部安装着三菱PLC控制系统，而操作屏52采用的是威伦7.5寸的触摸屏。

在机架1的顶部设有落料槽11，落料槽11其实是机架1在焊接搭建过程中自然形成的，具体为，位于顶部的两个钢板之间的空隙所形成的。机架1的内部上侧穿设有成品输送装置12，成品输送装置12为磁性排屑机，它从左向右穿过机架1的内部，方便运输加工后的小工件成品，并且能够将掉在输送带上的成品与铁屑进行分类收集。

机架1的内部底侧安装了一个冷却水槽13，用于为机架1顶部安装的多个工位在钻孔工作时冷却，机架1页配备了冷却系统，开启冷却系统时排出的冷却水流入到冷却水槽13，经一定的过滤后，还可以继续为钻孔加工提供冷却服务。在机架1的四端底部安装有地脚14，支撑起了整个机架1，当车间的地面不平整时，通过旋拧地脚14进行高度调节，使其适应相应的高度，保持机架1在工作时处于平稳状态。机架1的一侧设有安装有驱动成品输送装置12的减速电机16，减速电机16采用型号为RV50-25-Y550w的蜗轮减速机，通过减速电机16驱动成品输送装置12在机架1的内部上侧运送加工好的成品小零件。

机架1的一侧固定有支撑座15，机架1的顶部至少安装有一个钻孔加工工位，而在本实施例中，机架1的顶部安装有四个钻孔加工工位。钻孔加工工位包括第一钻孔装置2、工件输入装置4和工件靠板6，第一钻孔装置2竖直安装在支撑座15的顶部，第一钻孔装置2可以称为上部动力头，用于从竖直方向上对小工件从上往下进行钻孔作业，主要钻小工件正面上的孔；工件输入装置4安装在机架1远离支撑座15的另一侧，用于不断的输送待加工的小工件；工件靠板6固定在支撑座15的外侧，且位于第一钻孔装置2工作端的正下方，用于为小工件提供一个加工时固定的支撑和依靠，便于加工时不会出现偏差；工件输入装置4的输送端位于工件靠板6的对侧，用于将小工件输送到加工区域，便于后期小工件的固定和加工。

在本实施例中，钻孔加工工位还包括第二钻孔装置3，第二钻孔装置3安装在支撑座15的一侧，第二钻孔装置3在机架1的顶部水平设置，第二钻孔装置3可以称为下部动力头，用于从水平方向上对小工件的侧面进行钻孔加工。为了便于制造和装配，将第二钻孔装置3的结构与第一钻孔装置2的结构设置为相同。

请参阅图5，上述方案中，第一钻孔装置2包括钻孔动力头22、护罩23、支架体24、动力头平行夹具25和弹簧夹套26，钻孔动力头22采用1.5KW的电机，钻孔动力头22与电气控制柜51中的电路电性连接，钻孔动力头22通过动力头安装座21与支撑座15通过螺栓固定连接，支架体24与动力头平行夹具25螺纹固定连接在一起，弹簧夹套26活动连接在动力头平行夹具25另一端，弹簧夹套26用于安装钻头，对小工件进行钻孔加工。

钻孔动力头22与护罩23内的传动装置传动连接，护罩23内的传动装置依次穿过支架体24和动力头平行夹具25与弹簧夹套26转动连接，因此钻孔动力头22最终要带动弹簧夹套26转动，从而让安装在弹簧夹套26上的钻头转动，对小工件进行钻孔加工。支架体24的内部安装有驱动弹簧夹套26伸缩运动的气缸，通过该气缸驱动弹簧夹套26上下运动，对小工件进行上下钻孔加工。

请参阅图6，上述方案中，工件输入装置包括送料滑座41、顶板42和储料架44，送料滑座41固定在机架1远离支撑座15的另一侧，送料滑座41通过支撑杆与顶板42固定连接，料滑座41与顶板42可设置为一体式结构。顶板42的顶部通过筋板43与储料架44固定连接，用于牢固固定储料架44。

储料架44的为弧形结构，其顶部向上倾斜设置，储料架44的内部安装有滑道46，通过滑道46便于安放小工件，让小工件滑入储料架44的内部。滑道46由两条光滑且平行设置的圆杆构成，滑道46的顶部伸出储料架44的顶部。因储料架44是弧形结构，所以滑道46也弯曲为弧形的，滑道46顶部伸出储料架44的部分用于方便使用者安放待加工的小工件。

在送料滑座41与顶板42之间的空腔中安装有夹紧气缸48，夹紧气缸48的型号为SDAJS80-100-25-B的行程可调超薄型气缸，夹紧气缸48用于在加工小工件过程中将小工件牢固的固定在工件靠板6上。夹紧气缸48的输出端连接有伸缩轴49，夹紧气缸48具有双向调节行程的能力，伸缩轴49穿过夹紧气缸48的缸体对另一端待加工的工件进行夹紧。

滑道46与夹紧气缸48的输送中心线呈15～25度，即滑道46与水平面之间的夹角为15～25度，作为一种优选的方案，可以将其设置在19.2度至21.2度之间。滑道46的底部伸出储料架44的底部，且在底部固定有接料架47，接料架47用于将滑下来的小工件接住。

作为一种优选的方案，储料架44的弯弧内侧中间安装有阻挡气缸45，阻挡气缸45的型号为SDA-25X20-B的超薄气缸，阻挡气缸45位于筋板43的空槽中，阻挡气缸45的输出杆贯穿储料架44的外壁延伸至滑道46中间，用于将储料架44内部的待加工小工件进行隔挡，阻挡气缸45工作时伸出或收回输出轴可以对小工件进行限制下落或者放行，为小工件有序的加工带来保障。

请参阅图7，工件靠板6的工作面上安装有定位块62和顶块63，定位块62的形状和顶块63的形状均与小工件的外形相匹配，用于在小工件加工时对小工件按形状进行准确定位。工件靠板6的背面安装有驱动顶块63伸缩运动的接料气缸61，接料气缸61的型号为STAS-25*60-B的气缸，接料气缸61用于配合夹紧气缸48对小工件辅助夹紧。

作为一种优选的方案，工件靠板6的工作面上还固定有限位块64，限位块64为倒L型结构，限位块64用于在自动钻工过程中将小工件的一侧卡住，并限制小工件的受力方向，防止因为第一钻孔装置2或第一钻孔装置3的加工影响小工件的定位精度。

工作过程，请参阅图8和图9，首先，人工预先将待加工的小工件按工件输入装置4顶部的指定位置放入滑道46的料道上，小工件沿滑道46滑入到储料架44中，阻挡气缸45对经过的小工件进行间歇性的阻拦，阻挡气缸45收回时小工件掉入到接料架47上，而后启动夹紧气缸48将小工件顶压在工件靠板6上的定位块62上，并通过顶块63进行辅助夹紧。

其次，通过第一钻孔装置2从竖直方向上对小工件从上往下进行钻孔作业，主要钻小工件正面上的孔，通过第二钻孔装置3用于从水平方向上对小工件的侧面进行钻孔加工。这样采用正交90度方向，两头同时进行钻削的方式加工出一定孔径的孔(比如加工Φ8.5mm的孔)，保证两孔垂直度和形状位置公差。

最后，当加工完后，夹紧气缸48缩回，小工件成品和铁屑通过落料槽11掉落到成品输送装置12(磁性排屑机)上，成品落入成品箱，铁屑经刮板落入废料箱。阻挡气缸45收回让另一个小工件落入加工区域，夹紧气缸48再次伸出夹紧小工件，如此不断循环作业。

实施例2，请参阅图10，与实施例1不同的是，本实施例中在机架1的顶部安装有六个钻孔加工工位，但该钻孔加工工位不包括第二钻孔装置3，仅采用了第一钻孔装置2对小工件进行上下方向上钻孔加工。

在本发明所提供的多工位自动钻孔机中，人工只需将小工件放进工件滑道46的料道中，仅需要一人操作，多个钻孔加工工位同时对小工件钻孔加工，可在90°方向一次双孔同时加工完成，并且不需要人工夹紧自动加工，设备自动将小工件钻孔加工好，再由成品输送装置12的输送滚道自动送入料框中，完成钻工作业。

按照加工一件小工件的动作周期约8秒计算，按一天10小时/班的计算，单个钻孔加工工位产能2000～3000件/班，以6个钻孔加工工位计算，整条生产线产能12000～18000件/天。这样大大提高了生产产能，使企业用工人员、生产成本大大降低，企业效益显著提高，并且缩短企业产业链、加快了企业交货时间，从而大大提高了企业市场竞争力。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式，并不用于限定本发明保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小工件批量加工用多工位自动钻孔机，包括机架(1)和电气控制系统(5)，所述电气控制系统(5)安装在所述机架(1)的一侧中部，其特征在于：所述机架(1)的顶部设有落料槽(11)，所述机架(1)的内部上侧穿设有成品输送装置(12)，所述机架(1)的一侧固定有支撑座(15)，所述机架(1)的顶部至少安装有一个钻孔加工工位，所述钻孔加工工位包括第一钻孔装置(2)、工件输入装置(4)和工件靠板(6)，所述第一钻孔装置(2)竖直安装在所述支撑座(15)的顶部，所述工件输入装置(4)安装在所述机架(1)远离所述支撑座(15)的另一侧，所述工件靠板(6)固定在所述支撑座(15)的外侧，且位于所述第一钻孔装置(2)工作端的正下方，所述工件输入装置(4)的输送端位于所述工件靠板(6)的对侧。

2.根据权利要求1所述的一种小工件批量加工用多工位自动钻孔机，其特征在于：所述钻孔加工工位还包括第二钻孔装置(3)，所述第二钻孔装置(3)安装在所述支撑座(15)的一侧，所述第二钻孔装置(3)在所述机架(1)的顶部水平设置，所述第二钻孔装置(3)的结构与所述第一钻孔装置(2)的结构相同。

3.根据权利要求2所述的一种小工件批量加工用多工位自动钻孔机，其特征在于：所述第一钻孔装置(2)包括钻孔动力头(22)、护罩(23)、支架体(24)、动力头平行夹具(25)和弹簧夹套(26)，所述钻孔动力头(22)通过动力头安装座(21)与所述支撑座(15)固定连接，所述支架体(24)与动力头平行夹具(25)固定连接，所述弹簧夹套(26)活动连接在所述动力头平行夹具(25)另一端，所述弹簧夹套(26)用于安装钻头，所述钻孔动力头(22)与所述护罩(23)内的传动装置传动连接，所述护罩(23)内的传动装置依次穿过所述支架体(24)和动力头平行夹具(25)与所述弹簧夹套(26)转动连接，所述支架体(24)的内部安装有驱动所述弹簧夹套(26)伸缩运动的气缸。

4.根据权利要求1所述的一种小工件批量加工用多工位自动钻孔机，其特征在于：所述工件输入装置包括送料滑座(41)、顶板(42)和储料架(44)，所述送料滑座(41)固定在所述机架(1)远离所述支撑座(15)的另一侧，所述送料滑座(41)通过支撑杆与顶板(42)固定连接，所述顶板(42)的顶部通过筋板(43)与储料架(44)固定连接，所述储料架(44)的为弧形结构，其顶部向上倾斜设置，所述储料架(44)的内部安装有滑道(46)，所述送料滑座(41)与顶板(42)之间的空腔中安装有夹紧气缸(48)，所述夹紧气缸(48)的输出端连接有伸缩轴(49)。

5.根据权利要求4所述的一种小工件批量加工用多工位自动钻孔机，其特征在于：所述滑道(46)由两条光滑且平行设置的圆杆构成，所述滑道(46)的顶部伸出所述储料架(44)的顶部，并与所述夹紧气缸(48)的输送中心线呈15～25度，所述滑道(46)的底部伸出所述储料架(44)的底部，且在底部固定有接料架(47)。

6.根据权利要求4所述的一种小工件批量加工用多工位自动钻孔机，其特征在于：所述储料架(44)的弯弧内侧中间安装有阻挡气缸(45)，所述阻挡气缸(45)位于所述筋板(43)的空槽中，所述阻挡气缸(45)的输出杆贯穿所述储料架(44)的外壁延伸至所述滑道(46)中间。

7.根据权利要求1所述的一种小工件批量加工用多工位自动钻孔机，其特征在于：所述工件靠板(6)的工作面上安装有定位块(62)和顶块(63)，所述定位块(62)的形状和顶块(63)的形状均与小工件的外形相匹配，所述工件靠板(6)的背面安装有驱动所述顶块(63)伸缩运动的接料气缸(61)。

8.根据权利要求1所述的一种小工件批量加工用多工位自动钻孔机，其特征在于：所述工件靠板(6)的工作面上还设有限位块(64)，所述限位块(64)为倒L型结构。

9.根据权利要求1所述的一种小工件批量加工用多工位自动钻孔机，其特征在于：所述电气控制系统(5)包括电气控制柜(51)和操作屏(52)，所述电气控制柜(51)固定在所述机架(1)的一侧中部，所述操作屏(52)通过线管支架与所述电气控制柜(51)电性连接，所述操作屏(52)为触屏式人机显示界面。

10.根据权利要求1所述的一种小工件批量加工用多工位自动钻孔机，其特征在于：所述机架(1)的内部底侧设有冷却水槽(13)，所述机架(1)的四端底部安装有地脚(14)，所述机架(1)的一侧设有安装有驱动所述成品输送装置(12)的减速电机(16)。

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