CN116117525A - 一种铝材钻铣设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种铝材钻铣设备，包括夹紧机构和圆盘钻铣机构，所述夹紧机构包括夹紧座、夹持爪、夹紧弹簧和复位气缸，所述夹紧机构设于所述圆盘钻铣机构的进料端，所述夹紧弹簧设于夹持爪和夹紧座之间，用于驱动夹持爪的夹持端向铝材方向伸出；所述复位气缸设于所述夹持爪的复位端处，用于驱动夹持爪与铝材分离；所述圆盘钻铣机构包括圆盘座、转盘和钻铣机构，所述圆盘座能够驱动转盘前后左右上下移动，所述转盘能够相对所述圆盘座转动，所述钻铣机构相互间隔预定距离周向设于转盘上，用于对铝材进行钻孔。采用本实施例，能够对不平整的铝材表面进行分段夹持，对不同摆放角度的铝材进行可靠固定，继而进行自动钻铣作业，提高钻铣精度。

Description

一种铝材钻铣设备
技术领域
本发明涉及一种铝材加工设备，尤其涉及一种铝材钻铣设备。
背景技术
在用于铝合金门窗的铝合金门窗框加工过程中，需要对铝合金进行钻孔操作。现有的通用钻床用于规整产品的钻孔，而且钻孔角度受限。而铝合金门窗框的外形变化大，常常具有弧面或者凸起的棱边，装夹困难；而且铝合金门窗框常常需要在不同位置钻铣不同角度的孔，不同的孔之间又具有尺寸精度关联，采用现有的通用钻床难以保证不同孔的同轴度等要求，而且钻铣效率低，增加了生产成本。
发明内容
本发明为了解决现有技术的缺陷，提供一种铝材钻铣设备，可对不平整的铝材表面进行分段夹持，对不同摆放角度的铝材进行可靠固定，继而进行自动钻铣作业，提高钻铣精度。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种铝材钻铣设备，包括夹紧机构和圆盘钻铣机构，
所述夹紧机构包括夹紧座、夹持爪、夹紧弹簧和复位气缸，
所述夹紧机构设于所述圆盘钻铣机构的进料端，
至少两个所述夹持爪并排铰接于所述夹紧座上，
所述夹紧弹簧设于夹持爪和夹紧座之间，用于驱动夹持爪的夹持端向铝材方向伸出；
所述复位气缸设于所述夹持爪的复位端处，用于驱动夹持爪与铝材分离；
所述圆盘钻铣机构包括圆盘座、转盘和钻铣机构，所述圆盘座能够驱动转盘前后左右上下移动，所述转盘能够相对所述圆盘座转动，所述钻铣机构相互间隔预定距离周向设于转盘上，用于对铝材进行钻孔。
作为上述方案的改进，所述圆盘座包括X轴驱动机构、Y轴驱动机构和Z轴驱动机构，所述X轴驱动机构包括底座、X轴导轨、X轴驱动电机和X轴齿条，所述X轴导轨设于所述底座上，所述Y轴驱动机构能够沿所述X轴导轨滑动，所述X轴齿条设于所述Y轴驱动机构上，所述X轴驱动电机设于所述底座上，能够通过所述X轴齿条驱动所述Y轴驱动机构沿X轴导轨移动。
作为上述方案的改进，所述Y轴驱动机构包括竖向板、Y轴导轨、Y轴驱动电机和Y轴丝杠，所述竖向板能够沿所述X轴导轨滑动；所述Y轴驱动电机与所述Y轴丝杠连接。
作为上述方案的改进，所述Z轴驱动机构包括升降板、Z轴导轨、Z轴驱动电机、Z轴丝杠和圆盘旋转座，所述升降板能够沿所述Y轴导轨升降；所述Z轴驱动电机与所述Z轴丝杠连接，所述Z轴导轨设于所述升降板表面，所述圆盘旋转座能够沿所述Z轴导轨移动。
作为上述方案的改进，所述圆盘旋转座上设有所述转盘，所述转盘能够绕所述圆盘旋转座的转轴旋转。
作为上述方案的改进，所述钻铣机构包括钻铣电机、钻铣头和激光钻孔机构。
作为上述方案的改进，所述夹持爪由独立的夹紧弹簧驱动，所述夹持爪的夹持端设有从夹持爪的末端向铝材方向弯折形成的夹持头。
作为上述方案的改进，还包括自动换刀机构，所述自动换刀机构包括刀库、自动换刀臂和自动取刀夹，所述刀库用于容纳钻铣刀；所述自动取刀夹设于自动换刀臂一端，用于拿取刀套座，所述刀套座上设有钻铣刀；所述自动换刀臂还与升降旋转机构连接，所述升降旋转机构能够驱动自动换刀臂升降和旋转。
作为上述方案的改进，所述升降旋转机构包括升降旋转轴、升降旋转盘、升降旋转电机和升降气缸；所述升降旋转轴的下端与自动换刀臂连接，所述升降旋转轴套设于升降旋转盘中，并能相对所述升降旋转盘升降；所述升降旋转电机用于驱动所述升降旋转盘旋转；所述升降气缸与所述升降旋转轴的上部连接，用于驱动所述升降旋转轴相对升降旋转盘升降。
作为上述方案的改进，所述自动取刀夹包括刀套座夹持口，所述刀套座夹持口的前端设置卡爪。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本实施例采用夹持爪对铝材进行夹持，至少两个所述夹持爪并排铰接于所述夹紧座上，所述夹紧弹簧设于夹持爪和夹紧座之间，用于驱动夹持爪的夹持端向铝材方向伸出，能够对不平整的铝材表面进行分段夹持，对不同摆放角度的铝材进行可靠固定，提高钻铣精度。
附图说明
图1是本发明一种铝材钻铣设备的结构示意图；
图2是图1的B部放大图；
图3是本发明一种铝材钻铣设备的另一视角的结构示意图；
图4是本发明一种铝材钻铣设备的又一视角的结构示意图；
图5是图4的A部放大图；
图6是图3的A部放大图；
图7是图1的A部放大图
图8是图7的A部放大图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。
如图1-图5所示，本发明具体实施例提供了一种铝材钻铣设备，包括夹紧机构和圆盘钻铣机构，
所述夹紧机构包括夹紧座1、夹持爪2、夹紧弹簧3和复位气缸4，
所述夹紧机构设于所述圆盘钻铣机构的进料端，
至少两个所述夹持爪2并排铰接于所述夹紧座1上，
所述夹紧弹簧3设于夹持爪2和夹紧座1之间，用于驱动夹持爪2的夹持端向铝材方向伸出；所述夹紧弹簧3可以采用常见的V型扭转弹簧。
所述复位气缸4设于所述夹持爪2的复位端处，用于驱动夹持爪2与铝材分离；
所述圆盘钻铣机构包括圆盘座5、转盘6和钻铣机构7，所述圆盘座5能够驱动转盘6前后左右上下移动，所述转盘6能够相对所述圆盘座5转动，所述钻铣机构7相互间隔预定距离周向设于转盘6上，用于对铝材进行钻孔。
本申请采用夹持爪2对铝材进行夹持，至少两个所述夹持爪2并排铰接于所述夹紧座1上，所述夹紧弹簧3设于夹持爪2和夹紧座1之间，用于驱动夹持爪2的夹持端向铝材方向伸出，能够对不平整的铝材表面进行分段夹持，对不同摆放角度的铝材进行可靠固定，提高钻铣精度。
所述钻铣机构7设于转盘6上，能够360°进行调整和钻铣进给，适应更多的加工工艺。不同的钻铣机构7以预设角度进行同步钻铣加工，能够保证特定孔或槽的关联尺寸精度得到保证。
其中，所述圆盘座5包括X轴驱动机构51、Y轴驱动机构52和Z轴驱动机构53，所述X轴驱动机构51包括底座511、X轴导轨512、X轴驱动电机513和X轴齿条514，所述X轴导轨512设于所述底座511上，所述Y轴驱动机构52能够沿所述X轴导轨512滑动，所述X轴齿条514设于所述Y轴驱动机构52上，所述X轴驱动电机513设于所述底座511上，能够通过所述X轴齿条514驱动所述Y轴驱动机构52沿X轴导轨512移动。
所述Y轴驱动机构52包括竖向板521、Y轴导轨522、Y轴驱动电机523和Y轴丝杠524，所述竖向板521能够沿所述X轴导轨512滑动；所述Y轴驱动电机523与所述Y轴丝杠524连接。
所述Z轴驱动机构53包括升降板531、Z轴导轨532、Z轴驱动电机533、Z轴丝杠534和圆盘旋转座535，所述升降板531能够沿所述Y轴导轨522升降；所述Z轴驱动电机533与所述Z轴丝杠534连接，所述Z轴导轨532设于所述升降板531表面，所述圆盘旋转座535能够沿所述Z轴导轨532移动。
所述圆盘旋转座535上设有所述转盘6，所述转盘6能够绕所述圆盘旋转座535的转轴旋转。
需要说明的是，采用上述设计，能够保证装有钻铣机构7的圆盘能够稳定地三维移动，并相对圆盘旋转座535旋转，实现智能化加工。
优选地，所述钻铣机构7包括钻铣电机71、钻铣头72和激光钻孔机构73。所述钻铣头72和激光钻铣机构7能够单独或协同工作，进行钻铣操作。一般来说，由钻铣电机71带动的钻铣头72钻出的孔较为光滑，但是加工效率较低，每次钻孔需要较长时间；激光钻孔机构73是利用特定频率的激光对铝材进行切割，钻孔效率高，尤其适用于较深的狭窄区域的钻孔作业。本申请同时设计了钻铣头72和激光钻孔机构73，能够让它们的优缺点互补，根据不同的作业环境和工艺要求选用不同的钻铣设备。
结合图6所示，为了提升夹持爪2对不同铝材表面的夹持稳定性，所述夹持爪2由独立的夹紧弹簧3驱动，所述夹持爪2的夹持端设有从夹持爪2的末端向铝材方向弯折形成的夹持头21。需要说明的是，当铝材表面内凹时，对应所述内凹位置的夹持爪2可以相对其它夹持爪2更加伸出，以压紧内凹的表面。通过设置所述夹持头21，能够保证夹持爪2与夹持表面抵接时，不会受到铝材其它部分的阻碍，通过夹持端与铝材的表面接触，形成可靠的定位点。
结合图7和图8所示，为了保证本钻铣设备能够长时间自动化工作，本设备还包括自动换刀机构，所述自动换刀机构包括刀库81、自动换刀臂82和自动取刀夹83，所述刀库81用于容纳钻铣刀；所述自动取刀夹83设于自动换刀臂82一端，用于拿取刀套座84，所述刀套座84上设有钻铣刀85；所述刀套座84和钻铣刀85组成所述钻铣头72。所述自动换刀臂82还与升降旋转机构连接，所述升降旋转机构能够驱动自动换刀臂82升降和旋转。
所述升降旋转机构包括升降旋转轴86、升降旋转盘87、升降旋转电机88和升降气缸89；所述升降旋转轴86的下端与自动换刀臂82连接，
所述升降旋转轴86套设于升降旋转盘87中，并能相对所述升降旋转盘87升降；所述升降旋转电机88用于驱动所述升降旋转盘87旋转；所述升降气缸89与所述升降旋转轴86的上部连接，用于驱动所述升降旋转轴86相对升降旋转盘87升降。
所述自动取刀夹83包括刀套座夹持口831，所述刀套座夹持口831的前端设置卡爪832。
本自动换刀机构的工作原理如下：
当需要换刀时，圆盘座5将需要换刀的钻铣电机71移动至换刀工位。自动换刀臂82带动自动取刀夹83靠近刀套座84，自动换刀臂82旋转，驱动自动取刀夹83卡入刀套座84中，将钻铣刀85和刀套座84共同从钻铣电机71上取出，通过升降旋转电机88驱动升降旋转盘87带动升降旋转轴86旋转，将钻铣刀85带到刀库81，然后升降气缸89带动升降旋转轴86上升，将刀套座84装入刀库81的卡套80中。
装入新铣刀的方式与拆刀操作相反，将刀库81的卡套80中的刀套座84和钻铣刀85拔出，通过升降和旋转装入钻铣电机71中，即可完成换刀操作。
换刀过程中，利用具有刀套座夹持口831和卡爪832的自动取刀夹83，能够将刀套座84可靠夹持固定。本自动换刀机构结构紧凑，动力部件少，工作稳定可靠，维护成本低。刀库81可存储一定数量的钻铣头72，满足长时间加工的需求。
本铝材钻铣设备的工作原理如下：
当铝材到达钻铣工位时，所述复位气缸4回缩，夹持爪2将铝材压紧在侧向设置的输送辊上。钻铣头72和激光钻孔机构73在圆盘座5的驱动下，进行三维方向的移动和旋转，从而进行钻铣进给，多个钻铣头72和机构钻铣机构7可以根据工艺要求，同时进行进行钻铣作业，以提升效率并提高加工精度。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铝材钻铣设备，其特征在于，包括夹紧机构和圆盘钻铣机构，
所述夹紧机构包括夹紧座、夹持爪、夹紧弹簧和复位气缸，
所述夹紧机构设于所述圆盘钻铣机构的进料端，
至少两个所述夹持爪并排铰接于所述夹紧座上，
所述夹紧弹簧设于夹持爪和夹紧座之间，用于驱动夹持爪的夹持端向铝材方向伸出；
所述复位气缸设于所述夹持爪的复位端处，用于驱动夹持爪与铝材分离；
所述圆盘钻铣机构包括圆盘座、转盘和钻铣机构，所述圆盘座能够驱动转盘前后左右上下移动，所述转盘能够相对所述圆盘座转动，所述钻铣机构相互间隔预定距离周向设于转盘上，用于对铝材进行钻孔。
2.如权利要求1所述的铝材钻铣设备，其特征在于，所述圆盘座包括X轴驱动机构、Y轴驱动机构和Z轴驱动机构，所述X轴驱动机构包括底座、X轴导轨、X轴驱动电机和X轴齿条，所述X轴导轨设于所述底座上，所述Y轴驱动机构能够沿所述X轴导轨滑动，所述X轴齿条设于所述Y轴驱动机构上，所述X轴驱动电机设于所述底座上，能够通过所述X轴齿条驱动所述Y轴驱动机构沿X轴导轨移动。
3.如权利要求2所述的铝材钻铣设备，其特征在于，所述Y轴驱动机构包括竖向板、Y轴导轨、Y轴驱动电机和Y轴丝杠，所述竖向板能够沿所述X轴导轨滑动；所述Y轴驱动电机与所述Y轴丝杠连接。
4.如权利要求3所述的铝材钻铣设备，其特征在于，所述Z轴驱动机构包括升降板、Z轴导轨、Z轴驱动电机、Z轴丝杠和圆盘旋转座，所述升降板能够沿所述Y轴导轨升降；所述Z轴驱动电机与所述Z轴丝杠连接，所述Z轴导轨设于所述升降板表面，所述圆盘旋转座能够沿所述Z轴导轨移动。
5.如权利要求4所述的铝材钻铣设备，其特征在于，所述圆盘旋转座上设有所述转盘，所述转盘能够绕所述圆盘旋转座的转轴旋转。
6.如权利要求1所述的铝材钻铣设备，其特征在于，所述钻铣机构包括钻铣电机、钻铣头和激光钻孔机构。
7.如权利要求1所述的铝材钻铣设备，其特征在于，所述夹持爪由独立的夹紧弹簧驱动，所述夹持爪的夹持端设有从夹持爪的末端向铝材方向弯折形成的夹持头。
8.如权利要求1所述的铝材钻铣设备，其特征在于，还包括自动换刀机构，所述自动换刀机构包括刀库、自动换刀臂和自动取刀夹，所述刀库用于容纳钻铣刀；所述自动取刀夹设于自动换刀臂一端，用于拿取刀套座，所述刀套座上设有钻铣刀；所述自动换刀臂还与升降旋转机构连接，所述升降旋转机构能够驱动自动换刀臂升降和旋转。
9.如权利要求8所述的铝材钻铣设备，其特征在于，所述升降旋转机构包括升降旋转轴、升降旋转盘、升降旋转电机和升降气缸；所述升降旋转轴的下端与自动换刀臂连接，所述升降旋转轴套设于升降旋转盘中，并能相对所述升降旋转盘升降；所述升降旋转电机用于驱动所述升降旋转盘旋转；所述升降气缸与所述升降旋转轴的上部连接，用于驱动所述升降旋转轴相对升降旋转盘升降。
10.如权利要求9所述的铝材钻铣设备，其特征在于，所述自动取刀夹包括刀套座夹持口，所述刀套座夹持口的前端设置卡爪。
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