CN113814446B - 一种数控机床加工用钻孔设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种数控机床加工用钻孔设备，包括床体、钻孔装置和操控台，操控台位于床体一侧且分别与床体和钻孔装置电连接，钻孔装置悬挂固定于床体的吊臂上，钻孔装置包括钻头、固定架、伸缩组件、第一距离传感器、第二距离传感器、影像获取装置，本数控机床加工用钻孔设备在钻孔前由伸缩组件对工件的上端面进行按压夹持，同时，在伸缩组件的夹持中使用了夹持装置进行辅助夹持，采用了影像获取装置对工件进行定位，同时也采用了机械臂自动放置工件，提高了工件钻孔的精确度，同时也省去了工人的夹持时间，提高了工件的钻孔加工效率。

Description

一种数控机床加工用钻孔设备

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种数控机床加工用钻孔设备。

背景技术

众所周知，数控机床加工用钻孔设备是一种用于数控机床加工的钻孔辅助装置，其在数控机床加工的领域中得到了广泛的使用。

在现有的数控机床加工用钻孔设备对工件进行钻孔前，物料需先夹持在机床上，然后再进行定位，定位后才能开始钻孔，申请号为CN202020196686.7的一种数控机床加工用钻孔设备则为此方式固定物料，防止物料在钻孔过程中发生偏移，但是，此过程较为繁琐，夹持时需要人工扭松把手，然后夹紧时扔需要人工扭紧把手，导致工件的夹持时间加长，最终导致实际的钻孔加工的时间延长，不利于工人快速作业，降低了加工效率，若采用人工使用临时夹具依靠手臂的力对工件进行夹持转孔，则钻孔加工的效率高，但在钻孔的过程中缺乏有效的固定，容易使物料发生晃动，钻孔位置发生偏移，最终导致工件质量不佳，影响后续的使用。

为此，有必要提出一种数控机床加工用钻孔设备来解决上述问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种数控机床加工用钻孔设备来解决上述问题。

本发明通过以下技术方案实现的：

本发明提出一种数控机床加工用钻孔设备，包括床体、钻孔装置和操控台，所述操控台位于所述床体一侧且分别与所述床体和所述钻孔装置电连接，所述钻孔装置悬挂固定与所述床体的吊臂上，所述钻孔装置包括钻头、固定架、伸缩组件、第一距离传感器、第二距离传感器、影像获取装置，所述固定架与所述吊臂固定连接，所述钻头固定连接于所述固定架上并凸出于所述固定架朝向所述床体，所述伸缩组件滑动连接于所述固定架下方并与所述钻头对齐，所述第一距离传感器固设于所述固定架上并朝向所述伸缩组件、所述第二距离传感器、所述影像获取装置均与所述伸缩组件固定连接并朝向所述床体，所述伸缩组件设有避让孔、夹持槽和两个夹持装置，所述避让孔与所述夹持槽导通，所述钻头与所述避让孔对齐，两个所述夹持装置分别位于所述伸缩组件两侧并朝向所述夹持槽，所述吊臂下降带动所述钻孔装置下降并对外部工件进行钻孔时，所述伸缩组件对外部工件进行按压，两个所述夹持装置从两侧夹持外部工件，所述钻头贯穿所述避让孔对外部工件进行钻孔。

进一步的，所述伸缩组件包括按压板、多个弹性件，所述按压板上垂直设有与所述弹性件数量相同的滑动柱，多个所述滑动柱分别与多个所述弹性件一一对应并贯穿所述弹性件，所述滑动柱与所述固定架滑动连接，所述弹性件一端与所述按压板抵接，所述弹性件另一端与所述固定架抵接，两个所述夹持装置分别固定连接于所述按压板两端并对称设置，所述第二距离传感器、所述影像获取装置均固定连接于所述按压板上。

进一步的，所述按压板上设有固定位，所述影像获取装置贯穿所述固定位并与所述固定位固定连接。

进一步的，所述夹持装置包括第一驱动装置、支撑架、滑动件，所述支撑架与所述按压板固定连接，所述第一驱动装置横向固定连接于所述支撑架上部，所述滑动件与所述第一驱动装置螺纹连接并贯穿所述支撑架延伸至所述夹持槽内且与所述支撑架滑动连接。

进一步的，所述滑动件上设有夹持板，所述夹持板收容于所述夹持槽内。

进一步的，所述支撑架一端设有承接位，所述第一驱动装置的转轴与所述承接位转动连接。

进一步的，所述床体包括用于放置待加工工件的放置部，所述放置部包括托盘、第二驱动装置，所述床体上设有滑轨，所述第二驱动装置固定连接于所述床体上并与所述托盘螺纹连接，所述滑轨贯穿所述托盘并与所述托盘滑动连接。

进一步的，所述托盘上设有放置凸台，所述放置凸台上设有纵横交错的识别槽，所述识别槽内涂覆有反光涂料。

进一步的，所述数控机床加工用钻孔设备包括机械臂，所述机械臂固定连接于所述床体一侧并靠近所述放置部，所述机械臂上设有用于识别外部工件的摄像头，所述机械臂、所述摄像头均与所述操控台电连接。

进一步的，所述床体上设有吹风装置，所述吹风装置靠近所述放置部，所述吹风装置上的吹风口朝向所述放置部，所述吹风装置与所述操控台电连接。

本发明的有益效果：

1、本发明在钻孔前由伸缩组件对工件的上端面进行按压夹持；在对工件进行钻孔前，吊臂下降带动钻头以及伸缩组件下降，当工件收容于夹持槽后，伸缩组件中的按压板会先接触工件的上端面，在吊臂逐渐下降的过程中，按压板则持续与工件抵接并依靠弹性件朝向钻头的方向缩回，而此时钻头则贯穿避让孔钻入工件内，工件在按压板的夹持下钻孔时则不会发生滑移，从而提高了工件钻孔的精确度，同时也省去了工人的夹持时间，提高了工件的钻孔加工效率；

2、在伸缩组件的夹持中使用了夹持装置进行辅助夹持；当按压板开始按压工件时，位于按压板两侧的夹持装置则从工件的侧面进行夹持，以防止工件在钻孔时左右或前后滑移，从而提高了工件钻孔的精确度，同时也省去了工人的夹持时间，提高了工件的钻孔加工效率；

3、采用了影像获取装置对工件进行定位；在吊臂下降前，影像获取装置则获取放置在放置凸台上的工件图像信息，然后回传至操控台上，操控台内部的数据处理模块则调用存储模块内的存储的放置凸台长宽尺寸与工件图像进行测距分析，并计算出相应的距离数据，然后生成相应的驱动指令发送至床体上令床体带动吊臂移动至工件需要钻孔的位置，然后再驱动吊臂下降对工件进行钻孔，这样则省去了工人放置并夹持时间，提高了工件的钻孔加工效率；

4、采用了机械臂自动放置工件；在工件进行批量钻孔时，机械臂从外部传送带上拾取工件，然后第二驱动装置正向转动带动托盘滑动至机械臂一侧，在机械臂夹紧工件后则回转将工件放置在托盘上，放置后托盘则由第二驱动装置反向转动带动复位，此时工件则位于钻孔装置下方，这样则省去了工人放置工件的时间，提高了工件的钻孔加工效率；

综上所述，本数控机床加工用钻孔设备在钻孔前由伸缩组件对工件的上端面进行按压夹持，同时，在伸缩组件的夹持中使用了夹持装置进行辅助夹持，采用了影像获取装置对工件进行定位，同时也采用了机械臂自动放置工件，提高了工件钻孔的精确度，同时也省去了工人的夹持时间，提高了工件的钻孔加工效率。

附图说明

图1为本发明的数控机床加工用钻孔设备的分解图；

图2为本发明的数控机床加工用钻孔设备的结构的整体示意图；

图3为本发明的数控机床加工用钻孔设备的另一角度整体示意图；

图4为本发明的数控机床加工用钻孔设备在托盘伸出时的示意图；

图5为本发明的数控机床加工用钻孔设备的立体图；

图6为本发明的数控机床加工用钻孔设备的伸缩组件示意图；

图7为图2标号A的局部放大示意图；

图8为图3标号B的局部放大示意图；

图9为图5标号C的局部放大示意图；

图10为图6标号D的局部放大示意图。

具体实施方式

为了更加清楚完整的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。

请参考图1-图10，本发明提出一种数控机床加工用钻孔设备，包括床体1、钻孔装置2和操控台3，操控台3位于床体1一侧且分别与床体1和钻孔装置2电连接，钻孔装置2悬挂固定与床体1的吊臂11上，钻孔装置2包括钻头21、固定架22、伸缩组件23、第一距离传感器24、第二距离传感器25、影像获取装置26，固定架22与吊臂11固定连接，钻头21固定连接于固定架22上并凸出于固定架22朝向床体1，伸缩组件23滑动连接于固定架22下方并与钻头21对齐，第一距离传感器24固设于固定架22上并朝向伸缩组件23、第二距离传感器25、影像获取装置26均与伸缩组件23固定连接并朝向床体1，伸缩组件23设有避让孔231、夹持槽232和两个夹持装置233，避让孔231与夹持槽232导通，钻头21与避让孔231对齐，两个夹持装置233分别位于伸缩组件23两侧并朝向夹持槽232，吊臂11下降带动钻孔装置2下降并对外部工件进行钻孔时，伸缩组件23对外部工件进行按压，两个夹持装置233从两侧夹持外部工件，钻头21贯穿避让孔231对外部工件进行钻孔。

在本实施方式中：

床体1为本数控机床加工用钻孔设备的联动装置，其内部设有用于带动吊臂升降的液压缸，床体1上垂直设有支撑臂，吊臂11与支撑臂滑动连接，支撑臂内设有第一滑动槽，吊臂11部分收容于所述第一滑动槽内，液压缸的推杆延伸至所述第一滑动槽内且固定连接于吊臂11下端面；

吊臂11用于为钻孔装置2提供一个安装的结构，吊臂11包括升降件、第三驱动装置、悬吊板，升降件与液压缸的推杆固定连接并与支撑臂滑动连接，升降件内设有安装槽，第三驱动装置固定收容于安装槽内，悬吊板与升降件滑动连接并与第三驱动装置丝杆连接，第三驱动装置转动能够带动悬吊板前后滑动；

钻孔装置2用于为外部工件进行夹持钻孔；

钻头21用于为外部工件进行钻孔；

固定架22用于为钻头21提供一个固定的结构，同时也为伸缩组件23提供一个稳固的支撑结构；

伸缩组件23用于在钻头21下降为工件钻孔时提供一个向下夹持固定工件的结构；

避让孔231用于为钻头21向下钻工件提供一个避让的空间；

夹持槽232用于为工件提供一个被夹持的空间；

夹持装置233共有2个，均用于在工件收容于夹持槽232时横向夹持工件；

第一距离传感器24为红外距离传感器，用于检测固定架22与伸缩组件23之间的距离，并将距离数据反馈至操控台3上；

第二距离传感器25为红外距离传感器，用于检测伸缩组件23与工件之间的距离，并将距离数据反馈至操控台3上；

影像获取装置26为摄像头，用于获取待加工工件的影像信息，并将影像信息反馈至操控台3上；

操控台3用于为工人提供一个操作本数控机床加工用钻孔设备的一个控制中心，其内部设有电路板，电路板上设有驱动模块、数据处理模块、图像识别模块、储存模块，数据处理模块分别与驱动模块、图像识别模块、储存模块电连接，驱动模块分别与床体1、吊臂11、钻头21电连接，数据处理模块分别与第一距离传感器24、第二距离传感器25电连接，图像识别模块与影像获取装置26电连接，操控台3上设有显示屏和按键，显示屏用于显示本设备的具体参数，按键用于为工人提供一个调节本设备参数的操控按钮；

具体的，在对工件进行钻孔前，吊臂11下降带动钻头21以及伸缩组件23下降，当工件收容于夹持槽232后，伸缩组件23中的按压板234会先接触工件的上端面，在吊臂11逐渐下降的过程中，按压板234则持续与工件抵接并依靠弹性件235朝向钻头21的方向缩回，而此时钻头21则贯穿避让孔231钻入工件内，工件在按压板234的夹持下钻孔时则不会发生滑移，从而提高了工件钻孔的精确度，同时也省去了工人的夹持时间，提高了工件的钻孔加工效率；

当按压板234开始按压工件时，位于按压板234两侧的夹持装置233则从工件的侧面进行夹持，以防止工件在钻孔时左右或前后滑移，从而提高了工件钻孔的精确度，同时也省去了工人的夹持时间，提高了工件的钻孔加工效率；

在吊臂11下降前，影像获取装置26则获取放置在放置凸台1211上的工件图像信息，然后回传至操控台3上，操控台3内部的数据处理模块则调用存储模块内的存储的放置凸台1211长宽尺寸与工件图像进行测距分析，并计算出相应的距离数据，然后生成相应的驱动指令发送至床体1上令床体1带动吊臂11移动至工件需要钻孔的位置，然后再驱动吊臂11下降对工件进行钻孔，这样则省去了工人放置并夹持时间，提高了工件的钻孔加工效率；

当伸缩组件23接触到工件时，第二距离传感器25则被遮挡，操控台3所获取的信息则为伸缩组件23已经贴合工件，此时吊臂11继续下降，即此时为钻头21在下降为工件钻孔，操控台3内的数据处理模块则根据加工所需的预设数据发送指令至驱动模块上（预设数据即所钻孔的深度），第一距离传感器24则实时监测下放距离，若到达了下放的距离，数据处理模块则下达停止指令和复位指令至床体1所对应的驱动模块上，此时床体1则带动吊臂11上升，钻孔完成。

进一步的，伸缩组件23包括按压板234、多个弹性件235，按压板234上垂直设有与弹性件235数量相同的滑动柱2341，多个滑动柱2341分别与多个弹性件235一一对应并贯穿弹性件235，滑动柱2341与固定架22滑动连接，弹性件235一端与按压板234抵接，弹性件235另一端与固定架22抵接，两个夹持装置233分别固定连接于按压板234两端并对称设置，第二距离传感器25、影像获取装置26均固定连接于按压板234上；按压板234上设有固定位2342，影像获取装置26贯穿固定位2342并与固定位2342固定连接；夹持装置233包括第一驱动装置2331、支撑架2332、滑动件2333，支撑架2332与按压板234固定连接，第一驱动装置2331横向固定连接于支撑架2332上部，滑动件2333与第一驱动装置2331螺纹连接并贯穿支撑架2332延伸至夹持槽232内且与支撑架2332滑动连接；滑动件2333上设有夹持板23331，夹持板23331收容于夹持槽232内；支撑架2332一端设有承接位23321，第一驱动装置2331的转轴与承接位23321转动连接。

在本实施方式中：

按压板234用于在钻头21钻孔前对工件进行按压，以防止在钻头21接触工件时工件在钻头21的转动力带动下产生滑移，最终导致所钻的孔位有偏差；

滑动柱2341共有4个，均用于为按压板234提供一个滑动的支撑结构；

固定位2342用于为影像获取装置26提供一个固定的结构；

弹性件235为弹簧，共有4个，均用于为按压板234提供一个辅助复位的弹性结构；

第一驱动装置2331为步进电机，用于带动滑动件2333滑动夹持工件，其转轴上设有丝杆，丝杆与滑动件2333螺纹连接；

支撑架2332用于为第一驱动装置2331提供一个稳固的支撑结构，同时为滑动件2333的滑动提供一个支撑结构；

承接位23321用于为第一驱动装置2331的转轴提供一个支撑的结构，使得第一驱动装置2331在转动带动滑动件2333滑动时不会弯曲；

滑动件2333用于夹持待加工的工件；

夹持板23331用于为滑动件2333提供一个稳固夹持工件的结构；

具体的，在两个夹持装置233协同配合夹持工件时，位于一侧的第一驱动装置2331转动带动位于一侧的滑动件2333朝向夹持槽232滑动预设距离，位于另一侧的第一驱动装置2331转动带动位于另一侧的滑动件2333朝向夹持槽232滑动预设距离，此时则将工件夹紧，钻头21则向下钻孔，钻孔加工并不局限于中间位置的钻孔，在第一个孔钻完后，位于一侧的第一驱动装置2331再次转动带动位于一侧的滑动件2333滑动预设距离，与此同时，位于另一侧的第一驱动装置2331再次转动带动位于另一侧的滑动件2333滑动预设距离，此滑动并未将工件松开，而是使得工件朝向一个方向滑动，从而改变了钻头21与工件的相对位置，此时钻头21则能够继续对工件的待钻孔位置进行钻孔，提高了工件的加工效率，同时也节省了工人再次放置并夹持工件的时间，有利于工件的高效加工。

进一步的，床体1包括用于放置待加工工件的放置部12，放置部12包括托盘121、第二驱动装置122，床体1上设有滑轨13，第二驱动装置122固定连接于床体1上并与托盘121螺纹连接，滑轨13贯穿托盘121并与托盘121滑动连接；托盘121上设有放置凸台1211，放置凸台1211上设有纵横交错的识别槽12111，识别槽12111内涂覆有反光涂料；数控机床加工用钻孔设备包括机械臂4，机械臂4固定连接于床体1一侧并靠近放置部12，机械臂4上设有用于识别外部工件的摄像头41，机械臂4、摄像头41均与操控台3电连接；床体1上设有吹风装置14，吹风装置14靠近放置部12，吹风装置14上的吹风口141朝向放置部12，吹风装置14与操控台3电连接。

在本实施方式中：

放置部12用于放置工件；

托盘121用于为工件提供一个放置的结构，同时也用于为机械臂4提供一个工件转移时放置的空间；

放置凸台1211用于为工件提供一个放置的结构；

识别槽12111用于为影像获取装置26提供一个识别工件尺寸的参考；

第二驱动装置122为步进电机，用于带动托盘121水平移动；

滑轨13用于为托盘121提供一个滑动的支撑结构；

吹风装置14用于将加工后残留在托盘121上的废料吹出，以清洁托盘121，其吹气是采用的是脉冲吹气法，即忽然吹出强大的气流，然后暂停，然后再吹出强大气流；

吹风口141用于将气流朝向放置凸台1211吹出；

机械臂4用于将外部传送带输送过来的待加工工件夹持放置在托盘121上；

摄像头41用于识别待加工工件；

具体的，在工件进行批量钻孔时，机械臂4从外部传送带上拾取工件，然后第二驱动装置122正向转动带动托盘121滑动至机械臂4一侧，在机械臂4夹紧工件后则回转将工件放置在托盘121上，放置后托盘121则由第二驱动装置122反向转动带动复位，此时工件则位于钻孔装置2下方，这样则省去了工人放置工件的时间，提高了工件的钻孔加工效率；

识别槽12111内涂覆有反光涂料，反光涂料以丙烯酸树脂为基料，内部掺杂有细小玻璃珠，光照时则会有炫丽光彩，识别槽12111纵横交错，相当于为工件提供了一个标尺，识别槽12111用于辅助影像获取装置26获取工件图像，影像获取装置26获取工件所遮挡住放置凸台1211上的识别槽12111的图像，并回传至操控台3上，在操控台3内的数据处理模块则根据工件所遮挡住放置凸台1211上的识别槽12111的图像来计算出工件的尺寸，进而下达相应的指令至钻孔装置2上使其进行相应的夹持钻孔加工。

综上所述，本数控机床加工用钻孔设备在钻孔前由伸缩组件对工件的上端面进行按压夹持，同时，在伸缩组件的夹持中使用了夹持装置进行辅助夹持，采用了影像获取装置对工件进行定位，同时也采用了机械臂自动放置工件，提高了工件钻孔的精确度，同时也省去了工人的夹持时间，提高了工件的钻孔加工效率。

当然，本发明还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种数控机床加工用钻孔设备，其特征在于，包括床体、钻孔装置和操控台，所述操控台位于所述床体一侧且分别与所述床体和所述钻孔装置电连接，所述钻孔装置悬挂固定于所述床体的吊臂上，所述钻孔装置包括钻头、固定架、伸缩组件、第一距离传感器、第二距离传感器、影像获取装置，所述固定架与所述吊臂固定连接，所述钻头固定连接于所述固定架上并凸出于所述固定架朝向所述床体，所述伸缩组件滑动连接于所述固定架下方并与所述钻头对齐，所述第一距离传感器固设于所述固定架上并朝向所述伸缩组件、所述第二距离传感器、所述影像获取装置均与所述伸缩组件固定连接并朝向所述床体，所述伸缩组件设有避让孔、夹持槽和两个夹持装置，所述避让孔与所述夹持槽导通，所述钻头与所述避让孔对齐，两个所述夹持装置分别位于所述伸缩组件两侧并朝向所述夹持槽，所述吊臂下降带动所述钻孔装置下降并对外部工件进行钻孔时，所述伸缩组件对外部工件进行按压，两个所述夹持装置从两侧夹持外部工件，所述钻头贯穿所述避让孔对外部工件进行钻孔。

2.根据权利要求1所述的数控机床加工用钻孔设备，其特征在于，所述伸缩组件包括按压板、多个弹性件，所述按压板上垂直设有与所述弹性件数量相同的滑动柱，多个所述滑动柱分别与多个所述弹性件一一对应并贯穿所述弹性件，所述滑动柱与所述固定架滑动连接，所述弹性件一端与所述按压板抵接，所述弹性件另一端与所述固定架抵接，两个所述夹持装置分别固定连接于所述按压板两端并对称设置，所述第二距离传感器、所述影像获取装置均固定连接于所述按压板上。

3.根据权利要求2所述的数控机床加工用钻孔设备，其特征在于，所述按压板上设有固定位，所述影像获取装置贯穿所述固定位并与所述固定位固定连接。

4.根据权利要求2所述的数控机床加工用钻孔设备，其特征在于，所述夹持装置包括第一驱动装置、支撑架、滑动件，所述支撑架与所述按压板固定连接，所述第一驱动装置横向固定连接于所述支撑架上部，所述滑动件与所述第一驱动装置螺纹连接并贯穿所述支撑架延伸至所述夹持槽内且与所述支撑架滑动连接。

5.根据权利要求4所述的数控机床加工用钻孔设备，其特征在于，所述滑动件上设有夹持板，所述夹持板收容于所述夹持槽内。

6.根据权利要求4所述的数控机床加工用钻孔设备，其特征在于，所述支撑架一端设有承接位，所述第一驱动装置的转轴与所述承接位转动连接。

7.根据权利要求1所述的数控机床加工用钻孔设备，其特征在于，所述床体包括用于放置待加工工件的放置部，所述放置部包括托盘、第二驱动装置，所述床体上设有滑轨，所述第二驱动装置固定连接于所述床体上并与所述托盘螺纹连接，所述滑轨贯穿所述托盘并与所述托盘滑动连接。

8.根据权利要求7所述的数控机床加工用钻孔设备，其特征在于，所述托盘上设有放置凸台，所述放置凸台上设有纵横交错的识别槽，所述识别槽内涂覆有反光涂料。

9.根据权利要求7所述的数控机床加工用钻孔设备，其特征在于，所述数控机床加工用钻孔设备包括机械臂，所述机械臂固定连接于所述床体一侧并靠近所述放置部，所述机械臂上设有用于识别外部工件的摄像头，所述机械臂、所述摄像头均与所述操控台电连接。

10.根据权利要求7所述的数控机床加工用钻孔设备，其特征在于，所述床体上设有吹风装置，所述吹风装置靠近所述放置部，所述吹风装置上的吹风口朝向所述放置部，所述吹风装置与所述操控台电连接。

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