CN114029519A - 一种高精度导柱孔加工装置及加工方法 - Google Patents

一种高精度导柱孔加工装置及加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高精度导柱孔加工装置及加工方法，涉及模具加工领域，包括：机架，机架包括基板以及设置于基板四角竖直向上延伸的支柱，支柱上端固定安装有三轴联动机械手；工作台，工作台设置于基板上端，且与基板转动连接；转动电机，转动电机固定连接于基板下端，转动电机输出端贯穿基板并与工作台传动连接；高精度钻孔组件，高精度转孔组件固定安装于三轴联动机械手末端；模具夹持组件，模具夹持组件固定安装于工作台上端。本发明的优点在于：从钻孔角度和钻孔位置两方面进行钻孔的精准定位，提高模具斜导柱加工时的准确度，降低模具斜导柱加工的误差值，极大的提高了对模具进行斜导柱加工时的良率。

Description

一种高精度导柱孔加工装置及加工方法
技术领域
本发明涉及模具加工领域，具体是涉及一种高精度导柱孔加工装置及加工方法。
背景技术
导柱用于模具中与组件组合使用确保模具以精准的定位进行活动引导模具行程的导向元件，是模具中不可缺少的零件，起到了导向、支承及定位的作用。由于导柱的圆度有很高的工艺要求，所以一般需要在导柱上打导柱孔(中心孔)，然后采用外圆磨床研磨其外径。导柱孔的加工工艺也是决定模具质量的关键性因素之一。
传统的斜导柱的加工装置通常需要人工手动的根据加工模具导柱孔角度进行导柱孔加工装置的主轴调节，使其偏转至加工角度，之后手动将导柱孔加工装置的刀具对准待加工模具的钻孔位置，进行斜导柱钻孔加工，这种加工方法精度不高，模具加工误差较大，易导致斜导柱孔与导柱不匹配，影响模具的使用。
发明内容
为解决上述技术问题，提供一种高精度导柱孔加工装置及加工方法，本技术方案解决了上述的传统的斜导柱的加工装置通常需要人工手动的根据加工模具导柱孔角度进行导柱孔加工装置的主轴调节，使其偏转至加工角度，之后手动将导柱孔加工装置的刀具对准待加工模具的钻孔位置，进行斜导柱钻孔加工，这种加工方法精度不高，模具加工误差较大，易导致斜导柱孔与导柱不匹配，影响模具的使用的问题。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种高精度导柱孔加工装置，包括：
机架，所述机架包括基板以及设置于所述基板四角竖直向上延伸的支柱，所述支柱上端固定安装有三轴联动机械手；
工作台，所述工作台设置于基板上端，且与基板转动连接；
转动电机，所述转动电机固定连接于基板下端，所述转动电机输出端贯穿基板并与工作台传动连接，所述转动电机用于驱动工作台转动；
高精度钻孔组件，所述高精度转孔组件固定安装于三轴联动机械手末端，所述高精度转孔组件用于进行导柱孔加工；
模具夹持组件，所述模具夹持组件固定安装于工作台上端，所述模具夹持组件用于进行待加工模具的夹持固定；
其中，所述高精度钻孔组件包括连接座，所述连接座与三轴联动机械手末端固定连接，所述连接座下端两侧对称的向下延伸形成钻机安装板，所述钻机安装板之间设置有导柱孔钻机，所述钻机安装板右侧中部固定连接有相机安装座，所述相机安装座上固定安装有视觉定位相机，所述相机安装座下端固定连接有相机光圈，所述相机光圈设置于视觉定位相机的镜头正下方。
优选的，所述钻机安装板上贯穿开设有钻机安装孔，所述钻机安装孔内部通过转动轴承转动连接有联轴器。
优选的，所述联轴器包括转动部和钻机安装法兰，所述转动部安装于转动轴承内部，所述导柱孔钻机两侧固定连接有连接法兰，所述连接法兰与钻机安装法兰相适配并通过螺栓固定。
优选的，所述钻机安装板左侧固定安装有偏转电机，所述偏转电机输出轴上设置有测角传感器，所述偏转电机向右延伸并与左侧所述联轴器()固定连接。
优选的，所述导柱孔钻机上端安装有钻孔液压机，所述导柱孔钻机内部滑动连接有钻孔电机，所述钻孔液压机输出端延伸至导柱孔钻机内部并与钻孔电机传动连接，所述导柱孔钻机下端设置有刀具安装座，所述钻孔电机输出端与刀具安装座传动连接，所述刀具安装座下端固定连接有刀具紧固座，所述刀具紧固座下端安装有刀具。
优选的，模具夹持组件包括对称设置的夹持基座，所述夹持基座中部组成T形滑轨，所述夹持基座上端右侧安装有固定夹持块，所述夹持基座上端滑动连接有滑动夹持块，所述滑动夹持块下端固定连接有T形滑块，所述T形滑块滑动连接于T形滑轨内部。
优选的，所述夹持基座上端左侧固定连接有螺纹紧固座，所述螺纹紧固座上螺纹连接有紧固螺栓，所述滑动夹持块后侧上端开设有紧固槽，所述紧固螺栓贯穿螺纹紧固座并延伸至与紧固槽抵接，所述紧固螺栓后端固定连接有转动螺头。
优选的，所述基板中部向上延伸形成工作台安装座，所述工作台转动连接于工作台安装座内部，所述转动电机输出端延伸至工作台安装座内部并与工作台传动连接。
进一步的，提出一种高精度导柱孔加工方法，包括如下步骤：
标记：与待加工模具的钻孔位置进行视觉识别标记；
模具清洁：对待加工的模具以及模具夹持组件进行清洁，除去待加工的模具以及模具夹持组件表面的颗粒物；
模具夹持：将待加工的模具固定夹持于模具夹持组件上；
导向柱孔角度设置：设置导向柱孔角度置，由偏转电机带动导柱孔钻机转动相应角度，由转动电机带动工作台转动，使待加工的模具角度与导柱孔钻机对应；
视觉定位：视觉定位相机抓取待加工模具表面的视觉识别标记，并通过三轴联动机械手带动高精度钻孔组件移动至钻孔位置，使刀具对准待加工模具的钻孔位置；
钻孔：启动钻孔电机带动刀具转动，之后由钻孔液压机驱动刀具下移，对待加工模具进行导向柱孔钻孔操作。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明采用五轴联动的方式进行模具导柱孔的加工，并通过偏转电机带动导柱孔钻机偏转至加工角度，采用测角传感器精准测量偏转电机的偏转角度，保证进行斜导柱孔加工时的角度精度，同时采用视觉定位相机抓取定位斜导柱孔的加工位置，通过三轴联动机械手带动导柱孔钻机移动，保证了进行斜导柱孔加工时的位置精度，从两方面提高模具斜导柱加工时的准确度，极大的提高了对模具进行斜导柱加工时的良率。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明中的高精度钻孔组件的立体结构示意图；
图3为本发明中的高精度钻孔组件另一视角下的立体结构示意图；
图4为本发明中的高精度钻孔组件组装爆炸图；
图5为本发明中的导柱孔钻机的立体结构示意图；
图6为本发明中的模具夹持组件的立体结构示意图；
图7为本发明中的模具夹持组件另一视角下的立体结构示意图。
图中标号为：
1、机架；101、基板；102、支柱；103、三轴联动机械手；104、工作台安装座；
2、工作台；
3、转动电机；
4、高精度钻孔组件；401、连接座；402、钻机安装板；4021、相机安装座；4022、钻机安装孔；403、导柱孔钻机；4031、连接法兰；404、视觉定位相机；405、相机光圈；406、偏转电机；407、测角传感器；408、联轴器；4081、转动部；4082、钻机安装法兰；409、转动轴承；410、钻孔液压机；411、刀具安装座；412、刀具紧固座；413、刀具。
5、模具夹持组件；501、夹持基座；502、T形滑轨；503、固定夹持块；504、滑动夹持块；5041、紧固槽；505、螺纹紧固座；506、紧固螺栓；5061、转动螺头。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
参照图1所示，一种高精度导柱孔加工装置，其特征在于，包括：
机架1，机架1包括基板101以及设置于基板101四角竖直向上延伸的支柱102，支柱102上端固定安装有三轴联动机械手103；
工作台2，工作台2设置于基板101上端，且与基板101转动连接；
转动电机3，转动电机3固定连接于基板101下端，转动电机3输出端贯穿基板101并与工作台2传动连接，转动电机3用于驱动工作台2转动；
高精度钻孔组件4，高精度转孔组件4固定安装于三轴联动机械手103末端，高精度转孔组件4用于进行导柱孔加工；
模具夹持组件5，模具夹持组件5固定安装于工作台2上端，模具夹持组件5用于进行待加工模具的夹持固定。
请参阅图2-5所示，高精度钻孔组件4包括连接座401，连接座401与三轴联动机械手103末端固定连接，连接座401下端两侧对称的向下延伸形成钻机安装板402，钻机安装板402之间设置有导柱孔钻机403，钻机安装板402右侧中部固定连接有相机安装座4021，相机安装座4021上固定安装有视觉定位相机404，相机安装座4021下端固定连接有相机光圈405，相机光圈405设置于视觉定位相机404的镜头正下方，相机光圈405对视觉定位相机404进行补光，便于视觉定位相机404更加精装的抓取识别标记，钻机安装板402上贯穿开设有钻机安装孔4022，钻机安装孔4022内部通过转动轴承409转动连接有联轴器408，联轴器408包括转动部4081和钻机安装法兰4082，转动部4081安装于转动轴承409内部，导柱孔钻机403两侧固定连接有连接法兰4031，连接法兰4031与钻机安装法兰4082相适配并通过螺栓固定，钻机安装板402左侧固定安装有偏转电机406，偏转电机406输出轴上设置有测角传感器407，偏转电机406向右延伸并与左侧联轴器408固定连接，导柱孔钻机403上端安装有钻孔液压机410，导柱孔钻机403内部滑动连接有钻孔电机，钻孔液压机410输出端延伸至导柱孔钻机403内部并与钻孔电机传动连接，导柱孔钻机403下端设置有刀具安装座411，钻孔电机输出端与刀具安装座411传动连接，刀具安装座411下端固定连接有刀具紧固座412，刀具紧固座412下端安装有刀具413，使用时由偏转电机406带动导柱孔钻机403偏转至加工角度，加工时，钻孔电机带动刀具转动，由钻孔液压机410驱动钻孔电机带动转动刀具下移对模具进行钻孔加工。
请参阅图6-7所示，模具夹持组件5包括对称设置的夹持基座501，夹持基座501中部组成T形滑轨502，夹持基座501上端右侧安装有固定夹持块503，夹持基座501上端滑动连接有滑动夹持块504，滑动夹持块504下端固定连接有T形滑块，T形滑块滑动连接于T形滑轨502内部，夹持基座501上端左侧固定连接有螺纹紧固座505，螺纹紧固座505上螺纹连接有紧固螺栓506，滑动夹持块504后侧上端开设有紧固槽5041，紧固螺栓506贯穿螺纹紧固座505并延伸至与紧固槽5041抵接，紧固螺栓506后端固定连接有转动螺头5061，基板101中部向上延伸形成工作台安装座104，工作台2转动连接于工作台安装座104内部，转动电机3输出端延伸至工作台安装座104内部并与工作台2传动连接，进行模具夹持时，通过转动螺头5061转动紧固螺栓506旋转，紧固螺栓506通过与其螺纹连接的螺纹紧固座505将自身的转动扭矩转化为前移力，向前移动带动与其抵接的滑动夹持块504向前滑对模具进行夹紧。
进一步的，提出一种高精度导柱孔加工方法，包括如下步骤：
标记：与待加工模具的钻孔位置进行视觉识别标记，视觉识别标记应该尽量设计成具有标识性的图形，提高视觉抓取精装度；
模具清洁：对待加工的模具以及模具夹持组件5进行清洁，除去待加工的模具以及模具夹持组件5表面的颗粒物；
模具夹持：将待加工的模具固定夹持于模具夹持组件5上；
导向柱孔角度设置：设置导向柱孔角度置，由偏转电机406带动导柱孔钻机403转动相应角度，由转动电机3带动工作台2转动，使待加工的模具角度与导柱孔钻机403对应；
视觉定位：视觉定位相机404抓取待加工模具表面的视觉识别标记，并通过三轴联动机械手103带动高精度钻孔组件4移动至钻孔位置，使刀具413对准待加工模具的钻孔位置；
钻孔：启动钻孔电机带动刀具转动，之后由钻孔液压机410驱动刀具下移，对待加工模具进行导向柱孔钻孔操作。
综上所述，本发明的优点在于：从钻孔角度和钻孔位置两方面进行钻孔的精准定位，提高模具斜导柱加工时的准确度，降低模具斜导柱加工的误差值，极大的提高了对模具进行斜导柱加工时的良率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种高精度导柱孔加工装置，其特征在于，包括：
机架(1)，所述机架(1)包括基板(101)以及设置于所述基板(101)四角竖直向上延伸的支柱(102)，所述支柱(102)上端固定安装有三轴联动机械手(103)；
工作台(2)，所述工作台(2)设置于基板(101)上端，且与基板(101)转动连接；
转动电机(3)，所述转动电机(3)固定连接于基板(101)下端，所述转动电机(3)输出端贯穿基板(101)并与工作台(2)传动连接，所述转动电机(3)用于驱动工作台(2)转动；
高精度钻孔组件(4)，所述高精度转孔组件(4)固定安装于三轴联动机械手(103)末端，所述高精度转孔组件(4)用于进行导柱孔加工；
模具夹持组件(5)，所述模具夹持组件(5)固定安装于工作台(2)上端，所述模具夹持组件(5)用于进行待加工模具的夹持固定；
其中，所述高精度钻孔组件(4)包括连接座(401)，所述连接座(401)与三轴联动机械手(103)末端固定连接，所述连接座(401)下端两侧对称的向下延伸形成钻机安装板(402)，所述钻机安装板(402)之间设置有导柱孔钻机(403)，所述钻机安装板(402)右侧中部固定连接有相机安装座(4021)，所述相机安装座(4021)上固定安装有视觉定位相机(404)，所述相机安装座(4021)下端固定连接有相机光圈(405)，所述相机光圈(405)设置于视觉定位相机(404)的镜头正下方。
2.根据权利要求1所述的一种高精度导柱孔加工装置，其特征在于，所述钻机安装板(402)上贯穿开设有钻机安装孔(4022)，所述钻机安装孔(4022)内部通过转动轴承(409)转动连接有联轴器(408)。
3.根据权利要求2所述的一种高精度导柱孔加工装置，其特征在于，所述联轴器(408)包括转动部(4081)和钻机安装法兰(4082)，所述转动部(4081)安装于转动轴承(409)内部，所述导柱孔钻机(403)两侧固定连接有连接法兰(4031)，所述连接法兰(4031)与钻机安装法兰(4082)相适配并通过螺栓固定。
4.根据权利要求3所述的一种高精度导柱孔加工装置，其特征在于，所述钻机安装板(402)左侧固定安装有偏转电机(406)，所述偏转电机(406)输出轴上设置有测角传感器(407)，所述偏转电机(406)向右延伸并与左侧所述联轴器(408)固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种高精度导柱孔加工装置，其特征在于，所述导柱孔钻机(403)上端安装有钻孔液压机(410)，所述导柱孔钻机(403)内部滑动连接有钻孔电机，所述钻孔液压机(410)输出端延伸至导柱孔钻机(403)内部并与钻孔电机传动连接，所述导柱孔钻机(403)下端设置有刀具安装座(411)，所述钻孔电机输出端与刀具安装座(411)传动连接，所述刀具安装座(411)下端固定连接有刀具紧固座(412)，所述刀具紧固座(412)下端安装有刀具(413)。
6.根据权利要求5所述的一种高精度导柱孔加工装置，其特征在于，模具夹持组件(5)包括对称设置的夹持基座(501)，所述夹持基座(501)中部组成T形滑轨(502)，所述夹持基座(501)上端右侧安装有固定夹持块(503)，所述夹持基座(501)上端滑动连接有滑动夹持块(504)，所述滑动夹持块(504)下端固定连接有T形滑块，所述T形滑块滑动连接于T形滑轨(502)内部。
7.根据权利要求6所述的一种高精度导柱孔加工装置，其特征在于，所述夹持基座(501)上端左侧固定连接有螺纹紧固座(505)，所述螺纹紧固座(505)上螺纹连接有紧固螺栓(506)，所述滑动夹持块(504)后侧上端开设有紧固槽(5041)，所述紧固螺栓(506)贯穿螺纹紧固座(505)并延伸至与紧固槽(5041)抵接，所述紧固螺栓(506)后端固定连接有转动螺头(5061)。
8.根据权利要求7所述的一种高精度导柱孔加工装置，其特征在于，所述基板(101)中部向上延伸形成工作台安装座(104)，所述工作台(2)转动连接于工作台安装座(104)内部，所述转动电机(3)输出端延伸至工作台安装座(104)内部并与工作台(2)传动连接。
9.一种高精度导柱孔加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
标记：与待加工模具的钻孔位置进行视觉识别标记；
模具清洁：对待加工的模具以及模具夹持组件(5)进行清洁，除去待加工的模具以及模具夹持组件(5)表面的颗粒物；
模具夹持：将待加工的模具固定夹持于模具夹持组件(5)上；
导向柱孔角度设置：设置导向柱孔角度置，由偏转电机(406)带动导柱孔钻机(403)转动相应角度，由转动电机(3)带动工作台(2)转动，使待加工的模具角度与导柱孔钻机(403)对应；
视觉定位：视觉定位相机(404)抓取待加工模具表面的视觉识别标记，并通过三轴联动机械手(103)带动高精度钻孔组件(4)移动至钻孔位置，使刀具(413)对准待加工模具的钻孔位置；
钻孔：启动钻孔电机带动刀具转动，之后由钻孔液压机(410)驱动刀具下移，对待加工模具进行导向柱孔钻孔操作。
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