CN116728091B - 一种全自动模架生产设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动模架生产设备及其使用方法，包括有机床底座、液压虎钳、钻攻装置、碰数器和控制系统，所述液压虎钳设置在机床底座的上中部，所述钻攻装置设置在液压虎钳的左右两侧，并安装在机床底座上，所述碰数器设置在钻攻装置上，其感应端正对液压虎钳方向，所述控制系统统筹控制各个机构共同协作；本发明主要是将工件装夹在液压虎钳后，由控制系统控制钻攻装置对工件同时进行两面加工，这样无需工人手动反面，一方面可以有效的减少工人的工伤安全隐患，另一方面可以有效的增加工作效率，本发明采用碰数器自动确定零点，无需人工划线加工，减少人工划线的误差，提高模板的加工精度。

Description

一种全自动模架生产设备及其使用方法

技术领域

本发明涉及全自动模架生产设备技术领域，尤其涉及一种全自动模架生产设备及其使用方法。

背景技术

在工业上,模架是一个传统的行业,在生产模架时，目前还有很多是由人工使用传统的摇臂钻床进行加工吊环孔，使用传统铣床进行加工方铁和码模坑，当加工吊环孔时一般都是由工人将工件放置到传统的摇臂钻床上进行加工，工人在加工完成一面后，需要人工手动将模板反过另一面进行加工，由于一套模架内有多件模板，而一些模板的重量达到几百公斤以上，在反面时就容易出现不小心刮伤手或者模板跌落砸到工人等工伤；而在加工方铁时，它需要钻孔和攻牙，方铁上的钻通孔加工有大有小，传统的都是工人在方铁上划线打点，然后再采用钻孔设备和攻牙设备进行加工，这样工序就会较为繁杂；加工码模坑时，需要将工件锁紧在虎钳上，然后再利用传统铣床进行加工，这样不仅加工工序繁杂，工作效率低下，工伤潜在风险较高，而且传统的大型加工设备一般都是无防护，设备的多余的切削液和加工的铁屑容易飞出设备，进而造成工人工作环境的底面湿滑，容易发生意外。

发明内容

本发明的目的是提供一种全自动模架生产设备及其使用方法，旨在解决上述技术问题，本发明全自动模架生产设备采用双刀具主轴和双刀库设计，全自动定位加工模板，并且可以同时加工模板的两面，无需工人手动反面，一方面可以有效的减少工人的工伤安全隐患，另一方面可以有效的增加工作效率，提高模板的加工精度。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种全自动模架生产设备，包括有机床底座、液压虎钳、钻攻装置、碰数器和控制系统，所述液压虎钳设置在机床底座的上中部，所述钻攻装置设置在液压虎钳的左右两侧，并安装在机床底座上，所述碰数器设置在钻攻装置上，其感应端正对液压虎钳方向，所述控制系统统筹控制各个机构共同协作。

进一步地，所述机床底座中部设有虎钳安装位，虎钳安装位两侧设有钻攻装置安装位，所述钻攻装置安装位靠近虎钳安装位的一侧设有排屑槽，所述排屑槽内设有排屑机构；

所述排屑机构包括有排屑电机和排屑螺杆，所述排屑电机安装在排屑槽一端的外侧，并与机床底座固定连接，其输出端穿过机床底座与排屑螺杆的一端连接，所述排屑螺杆的另一端延伸至排屑槽的另一开口端。

进一步地，所述液压虎钳包括有虎钳工作台，所述虎钳工作台的底面设有滑槽，上端面设有寻轨板，所述寻轨板上可滑动套装有虎钳滑座，所述虎钳滑座上中部设有虎钳连接件，所述虎钳滑座的一端设有第一钳口夹板和刮油板，所述第一钳口夹板固定在虎钳滑座上，所述刮油板设置在第一钳口夹板下方，并套设在寻轨板上，所述虎钳滑座的底部还设有滑座底板；

所述虎钳工作台的一端设有凸起设置的限位挡座，所述限位挡座与虎钳滑座相对的一侧设有第二钳口夹板，所述第二钳口夹板与第一钳口夹板对应设置，第一钳口夹板和第二钳口夹板之间形成钳口；

所述寻轨板远离限位挡座的端部上设有液压缸固定座，所述液压缸固定座上固定有液压缸，所述液压缸的输出端与二级推杆的其一端部连接，所述二级推杆的另一端与虎钳连接件连接，并可以带动虎钳滑座在寻轨板上移动。

进一步地，所述二级推杆的两端均设有两道定位块卡槽，两道定位块卡槽之间形成虎钳连接件安装位，所述虎钳连接件安装在虎钳连接件安装位上，所述定位块卡槽上可拆卸卡设有定位块，两块所述定位块位于虎钳连接件的安装孔内外两侧。

进一步地，所述液压虎钳与机床底座之间设有虎钳移动机构，所述虎钳移动机构包括有虎钳移动滑轨、虎钳驱动电机和虎钳驱动螺杆，所述虎钳移动滑轨固定在机床底座上，所述虎钳工作台的滑槽卡设在虎钳移动滑轨上，并可在虎钳移动滑轨上滑动，所述虎钳驱动电机固定在电机固定座上，所述电机固定座与机床底座固定连接，所述虎钳驱动电机的输出端与虎钳驱动螺杆的一端连接，所述虎钳驱动螺杆的另一端固定在虎钳工作台底面，并可以带动虎钳工作台在虎钳移动滑轨上滑动。

进一步地，所述钻攻装置包括有立座、刀库机构、钻攻机构、钻攻推进机构和钻攻升降机构；

所述刀库机构设置在立座的前侧上部，包括有刀库转盘和刀库驱动电机，所述刀库驱动电机固定在刀库电机支撑架上，其输出端与刀库转盘连接，并可以带动刀库转盘转动，所述刀库电机支撑架固定在立座上部；

所述钻攻机构设置在立座中部，包括有刀具主轴、主轴转动电机和打刀缸，所述刀具主轴安装在主轴安装座内，其一端设有主轴头，另一端与主轴传动轮的一端连接，主轴传动轮的另一端通过旋转接头与打刀缸的输出端连接，所述主轴转动电机设置在刀具主轴上面，并固定在电机固定座上，其输出端与电机传动轮连接，所述电机传动轮通过传动带与主轴传动轮实现同步传动，所述电机固定座固定在立座上，所述打刀缸固定在主轴安装座的末端，其输出端与旋转接头连接；

所述钻攻推进机构设置在钻攻机构的下方，并安装在立座中部，包括有滑枕式底座、进给电机和进给螺杆，所述主轴安装座可滑动安装在滑枕式底座上，主轴安装座的底部与进给螺杆上的进给螺母卡接，所述进给螺杆的一端可转动安装在螺杆座上，另一端与进给电机的输出端连接，所述进给电机固定在进给电机固定座上，所述进给电机固定座与滑枕式底座固定连接；

所述钻攻升降机构包括有前端升降板、后端升降板、升降电机和升降螺杆，所述前端升降板可滑动安装在立座前侧，后端升降板可滑动安装在立座后侧，所述前端升降板和后端升降板前后对应设置，所述主轴安装座和滑枕式底座穿设在前端升降板和后端升降板之间，所述升降电机通过升降电机安装座固定在立座上端面，其输出端向下设置并与升降螺杆的一端连接，所述升降螺杆上的升降螺母与滑枕式底座卡接，并可以带动钻攻机构和钻攻推进机构做上下移动。

进一步地，所述刀库转盘包括有外罩和转盘，所述外罩的背面固定在刀库电机支撑架上，所述转盘安装在外罩内部，转盘的背面通过转动接头与刀库驱动电机的输出端连接，所述转盘外周上设有若干个卡刀架，所述外罩上设有装刀口，所述装刀口位于主轴头的正前方。

进一步地，所述主轴安装座的前端还设有碰数器，所述碰数器位于主轴头的正下方，所述碰数器包括有碰数器套座、导向杆、伸缩气缸、距离感应器和到位感应器，所述碰数器套座固定在主轴安装座的前端，所述导向杆通过直线轴承插设在碰数器套座内中部，所述导向杆其前端穿过碰数器套座，后端与伸缩气缸的伸缩杆连接，所述距离感应器和到位感应器均采用磁性传感器，所述伸缩气缸采用带磁环的气缸，所述距离感应器和到位感应器上还设有感应灯。

进一步地，还包括有液压站、电箱、系统控制箱、机床外罩和过滤水箱，所述机床外罩设置在机床底座上，并设有安全门，所述液压站、电箱和系统控制箱均设置在机床外罩外侧，所述过滤水箱设置在机床底座一侧。

一种用于上述任一项所述的全自动模架生产设备的使用方法，包括以下步骤；

S1：从系统控制箱按[开关键]，等开机后按[启动键]，控制系统控制虎钳移动机构带动液压虎钳停在靠近机床安全门处，同时钻攻推进机构带动钻攻机构向外退到最大限位，钻攻升降机构带动钻攻机构升高，使得主轴头接近刀库机构位置，方便取刀具及装刀；

S2：打开安全门，把工件装夹在液压虎钳上，当工件放好后，按下液压虎钳的启动键，液压缸带动虎钳滑座夹紧工件；

S3：将需要加工工件的型号等资料输入到系统控制箱内，确定无误后，按[自动键]，控制系统会控制虎钳两侧的钻攻装置，由钻攻推进机构带动钻攻机构向前移动，使得钻攻机构的刀具主轴的主轴头正好对应刀库机构所需要装夹的刀具，并由打刀缸推动刀具主轴，使得钻攻刀具的末端安装在主轴头内；

S4： 然后由控制系统控制钻攻推进机构带动装夹有刀具的刀具主轴和碰数器向前移动，当移动至设定位置时，由碰数器的伸缩气缸带动导向杆向前移动到设定参数，此时刀具的外端部与导向杆的外端部的距离差为导向杆伸出距离，导向杆伸出到位后，由钻攻推进机构带动钻攻机构及碰数器同时缓慢向前移动，直到碰数器的导向杆前端接触到工件为止，此时碰数器内的伸缩气缸受压，并由距离感应器将信号传送给控制系统，同时伸缩气缸带动导向杆退回复位，控制系统控制刀具主轴向前移动导向杆伸出距离并触碰到工件，并以刀具外端部触碰到工件的端面为零点进行加工；

S5：当控制系统取得所需的零位定位点后，控制系统控制钻攻机构的主轴转动电机带动刀具主轴转动，同时根据加工的前进量和上下移动量，由钻攻推进机构和钻攻升降机构带动钻攻机构跟进，直到完成控制系统的预设指令；

S6：当完成工件的所有加工指令后，由钻攻推进机构和钻攻升降机构带动钻攻机构复位到预设安全位置，并等待下一加工程序指令。

本发明全自动模架生产设备及其使用方法，具有如下的有益效果：

1、本发明全自动模架生产设备，在液压虎钳两侧均设有钻孔装置，即本发明采用双刀具主轴和双刀库设计，可以通过对模板的两侧进行同时加工，减少了单个模板的加工时间，进而可以有效的调高工作效率；

2、本发明全自动模架生产设备，设有控制系统，将工件装夹在液压虎钳后，输入加工资料，即可全程全自动加工，无需人工反面，不仅可以减少工人的工伤安全隐患，而且自动化程度高；

3、本发明全自动模架生产设备，设有碰数器，采用碰数器自动确定零点，全程机械自动化加工，无需人工划线加工，这样相对工人加工的不定性误差小，使得加工的工件精度较高，报废率较低；

4、本发明全自动模架生产设备，设有机床外罩和排屑机构，所述机床外罩可避免液体飞出，所述排屑机构可以及时排除加工的铁屑和其他液体废物等，避免加工的铁屑和其他液体废物影响工作环境。

附图说明

图1为本发明全自动模架生产设备整体结构示意图；

图2为本发明全自动模架生产设备整体结构的背面视角示意图；

图3为本发明全自动模架生产设备的内部结构示意图；

图4为本发明全自动模架生产设备的机床底座和虎钳移动机构示意图；

图5为本发明全自动模架生产设备的液压虎钳结构示意图；

图6为本发明全自动模架生产设备的液压虎钳二级装夹示意图；

图7为本发明全自动模架生产设备的液压虎钳的第一加工坐标基准位装夹示意图；

图8为本发明全自动模架生产设备的液压虎钳的第二加工坐标基准位装夹示意图；

图9为本发明全自动模架生产设备的钻攻装置结构示意图；

图10为本发明全自动模架生产设备的钻攻机构、钻攻推进机构和钻攻升降机构示意图；

图11为本发明全自动模架生产设备的钻攻机构示意图；

图12为本发明全自动模架生产设备的钻攻推进机构示意图；

图13为本发明全自动模架生产设备的刀库转盘示意图；

图14为本发明全自动模架生产设备的碰数器示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明产品作进一步详细的说明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1、图2和图3所述，一种全自动模架生产设备，包括有机床底座1、液压虎钳2、钻攻装置、碰数器3和控制系统，所述液压虎钳2设置在机床底座1的上中部，所述钻攻装置设置在液压虎钳2的左右两侧，并安装在机床底座1上，所述碰数器3设置在钻攻装置上，其感应端正对液压虎钳2方向，所述控制系统统筹控制各个机构共同协作；所述膜架生产设备还包括有液压站10、电箱11、系统控制箱12、机床外罩13和过滤水箱14，所述机床外罩13设置在机床底座1上，并设有安全门，所述液压站10、电箱11和系统控制箱12均设置在机床外罩13外侧，所述过滤水箱14设置在机床底座1一侧。

需要说明的是：本发明在液压虎钳2两侧均设有钻攻装置，使得本发明形成双面同时加工设计，一方面增加工作效率，另一方面无需人工反面，进而可以有效的减少工人在作业过程中的工伤安全隐患；本发明设有控制系统，与各个机构部件形成电性连接，可以根据指令控制各个机构装置共同协调作业，无需人工中途干预，全程可由控制系统控制作业，避免人工作业存在的不定因素；所述液压站10的设置，与液压缸211连接，为液压缸211提供动力；所述电箱11的设置，与各个需电部件形成电性连接，为各部件提供电源；所述控制系统上设有开关键和启动键等各种控制按键，并设有参数录入控制屏；所述机床外罩13围绕在机床底座1上，用于防止本发明在作业中用到的一些液体和产生的废物飞溅出来，避免液体和一些废物影响作业环境；所述过滤水箱14通过循环水管使得本发明的切削液等实现循环利用。

如图4所示，所述机床底座1中部设有虎钳安装位102，虎钳安装位102两侧设有钻攻装置安装位103，所述钻攻装置安装位103靠近虎钳安装位102的一侧设有排屑槽104，所述排屑槽104内设有排屑机构；所述排屑机构包括有排屑电机105和排屑螺杆106，所述排屑电机105安装在排屑槽104一端的外侧，并与机床底座1固定连接，其输出端穿过机床底座1与排屑螺杆106的一端连接，所述排屑螺杆106的另一端延伸至排屑槽104的另一开口端。

需要说明的是：所述排屑槽104与虎钳安装位102之间还设有清废区，所述清废区由虎钳安装位102想排屑槽104方向倾斜向下设置，所述清废区呈倾斜设置，一方面可以使得液压虎钳2安装在虎钳安装位102后，在液压虎钳2夹紧工件时，可以使得工件位于较高位置，便于钻攻装置对液压虎钳2上的工件进行加工，再者，钻攻装置在加工过程中产生的铁屑、切削油、冷却液等便于从清废区流入到排屑槽104内，另一方面，清废区的设置也给钻攻装置和液压虎钳2之间留出足够的安全空间，便于在液压虎钳2上装夹和取出工件；所述排屑槽104的开口端可以与排废管道或废物收集箱相接，便于将废物通过排废机构排出；所述钻攻装置安装位103的侧边还有液压站10安装位或电箱11安装位，便于液压站10和电箱11的安装。

如图5和图6所示，所述液压虎钳2包括有虎钳工作台201，所述虎钳工作台201的底面设有滑槽，上端面设有寻轨板202，所述寻轨板202上可滑动套装有虎钳滑座203，所述虎钳滑座203上中部设有虎钳连接件204，所述虎钳滑座203的一端设有第一钳口夹板205和刮油板206，所述第一钳口夹板205固定在虎钳滑座203上，所述刮油板206设置在第一钳口夹板205下方，并套设在寻轨板202上，所述虎钳滑座203的底部还设有滑座底板207；所述虎钳工作台201的一端设有凸起设置的限位挡座208，所述限位挡座208与虎钳滑座203相对的一侧设有第二钳口夹板209，所述第二钳口夹板209与第一钳口夹板205对应设置，第一钳口夹板205和第二钳口夹板209之间形成钳口；所述寻轨板202远离限位挡座208的端部上设有液压缸固定座210，所述液压缸固定座210上固定有液压缸211，所述液压缸211的输出端与二级推杆212的其一端部连接，所述二级推杆212的另一端与虎钳连接件204连接，并可以带动虎钳滑座203在寻轨板202上移动。

需要说明的是：所述虎钳工作台201的底面设有两条对称设置的滑槽，所述滑槽上设有两组维修孔位，所述维修孔位上通过密封圈设有可拆卸的密封的防油盖，所述虎钳工作台201上设有两条对称设置的寻轨板202安装件，所述寻轨板202安装在寻轨板202安装件上端面，所述寻轨板202采用高硬耐磨钢板，并呈矩形设置，寻轨板202对应液压缸211安装的一端设有液压缸固定座210避让槽，安装时将寻轨板202的平面端抵设在限位挡座208内侧边上，这样好便于液压缸固定座210的定位安装；所述虎钳滑座203的上端面中部设有虎钳连接件安装位，下端面设有寻轨板滑槽，所述寻轨板滑槽的中部还设有刮油板安装槽，寻轨板滑槽内侧转角处还设有转角避让槽，安装时，将虎钳滑座203通过寻轨板滑槽卡装在寻轨板202上，并在寻轨板滑槽内底面设有摩擦板，所述刮油板206安装在刮油板安装槽内，当虎钳滑座203在移动过程中，刮油板206可以清除寻轨板202上端面的切削油和铁屑废物等，避免寻轨板202和虎钳滑座203被铁屑等废物划伤；所述刮油板206和虎钳滑座203的底部设有滑座底板207，所述滑座底板207位于寻轨板202侧边缘下方，这样滑座底板207不仅可以起到刮油板206的固定安装，而且也可以有效的保证虎钳滑座203在寻轨板202上的滑动稳定性，避免虎钳滑座203的偏移；所述虎钳连接件204上设有二级推杆212安装孔，所述液压缸固定座210上设有液压杆卡槽，所述二级推杆212安装孔的中心线与液压杆卡槽的中心线处于同一水平线上，这样可以有效的保证液压缸211的液压杆、二级推杆212和滑座连接件之间的直线度，根据行业常规常识可知，若是液压缸211的液压杆与二级推杆212之间的直线度无法满足允许偏差范围，将会导致液压缸211的推力发生偏移，偏差不大的时候会容易磨损液压缸211，偏差过大则会导致液压杆无法推动二级推杆212，因此，本发明的设计可以有效的保证液压杆、二级推杆212和滑座连接件之间的直线度，进而可以保证液压缸211可以平稳的推动虎钳滑座203。所述第一钳口夹板205和第二钳口夹板209均呈L型设计，而且所述第一钳口夹板205和第二钳口夹板209对称设置，使得第一钳口夹板205的横向阶梯和第二钳口夹板209的横向阶梯之间形成第一加工坐标基准位(如图7所示)，这样便于工件横向放置，保证工件横向放置加工的平衡度；所述第一钳口夹板205的横向端面与虎钳滑座203的前端面在同一水平面上，所述第二钳口夹板209的横向端面与限位挡座208的内侧面在同一水平面上，第一钳口夹板205的横向端面与第二钳口夹板209的横向端面之间形成第二加工坐标基准位(如图8所示)，这样便于工件竖直放置，保证工件竖直放置时工件加工上端面的平面度，使得钻攻装置可以更好更精准的定位加工，进而可以增加加工精度。

如图5和图6所示，所述二级推杆212的两端均设有两道定位块卡槽，两道定位块卡槽之间形成虎钳连接件安装位，所述虎钳连接件204安装在虎钳连接件安装位上，所述定位块卡槽上可拆卸卡设有定位块，两块所述定位块位于虎钳连接件204的安装孔内外两侧。

需要说明的是：当液压虎钳2需要装夹常用尺寸的工件时，按照标准模架的加工件，一般都是在150-500mm范围内，可以将滑座连接件安装在二级推杆212远离液压杆一端的虎钳连接件安装位，然后采用定位块卡装在虎钳连接件安装位前后两侧的定位块卡槽，这样就可以限制滑座连接件在二级推杆212上的移动，在不用增大液压缸211行程的前提下满足尺寸在150-500mm范围内工件加工的装夹需求；当需要装夹尺寸在500mm以上的工件时，可以将虎钳连接件204安装在二级推杆212靠近液压杆一端的虎钳连接件安装位上，这样可以增大钳口尺寸，进而可以满足大尺寸工件的装夹；传统的虎钳一般都是采用液压缸211的液压杆直接与滑座连接，使得虎钳只可以满足液压缸211行程内的工件装夹，而液压缸211在工作过程中，液压杆推拉过长，会导致缸体内油封磨损，而且液压杆的弯曲变形率也会增加，因此，当需要加工较大尺寸的工件时，通常都是需要更换新的虎钳装夹工件，但是由于大尺寸的工件需求量较少，但又确实有需求，因此对生产企业就需要至少购备两种尺寸的虎钳，这样一方面增加了设备成本，另一方面更换虎钳需要消耗不少人工；而本发明采用二级推杆212连接，可以满足常规尺寸的工件装夹，也可以满足大尺寸工件的装夹，既可以给企业节省虎钳成本，也无需人工更换虎钳，只需要调整滑座连接件的安装位即可，使得本发明的液压虎钳2方便实用。

如图4所示，所述液压虎钳2与机床底座1之间设有虎钳移动机构4，所述虎钳移动机构4包括有虎钳移动滑轨401、虎钳驱动电机402和虎钳驱动螺杆403，所述虎钳移动滑轨401固定在机床底座1上，所述虎钳工作台201的滑槽卡设在虎钳移动滑轨401上，并可在虎钳移动滑轨401上滑动，所述虎钳驱动电机402固定在电机固定座上，所述电机固定座与机床底座1固定连接，所述虎钳驱动电机402的输出端与虎钳驱动螺杆403的一端连接，所述虎钳驱动螺杆403的另一端固定在虎钳工作台201底面，并可以带动虎钳工作台201在虎钳移动滑轨401上滑动。

需要说明的是：所述虎钳工作台201的底部设有螺杆卡件，安装时，将虎钳工作台201底面的滑槽可滑动卡设在虎钳移动滑轨401，并使得虎钳驱动螺杆403上的螺母套件卡接在虎钳工作台201底面的螺杆卡件上，当液压虎钳2需要整体移动时，由虎钳驱动电机402带动虎钳驱动螺杆403转动，进而通过螺母套件带动液压虎钳2整体移动。

如图9所示，所述钻攻装置包括有立座5、刀库机构6、钻攻机构7、钻攻推进机构8和钻攻升降机构9；所述刀库机构6设置在立座5的前侧上部，包括有刀库转盘601和刀库驱动电机602，所述刀库驱动电机602固定在刀库电机支撑架上，其输出端与刀库转盘601连接，并可以带动刀库转盘601转动，所述刀库电机支撑架固定在立座5上部；如图9和图10所示，所述钻攻机构7设置在立座5中部，包括有刀具主轴701、主轴转动电机702和打刀缸703，所述刀具主轴701安装在主轴安装座704内，其一端设有主轴头，另一端与主轴传动轮705的一端连接，主轴传动轮705的另一端通过旋转接头706与打刀缸703的输出端连接，所述主轴转动电机702设置在刀具主轴701上面，并固定在电机固定座上，其输出端与电机传动轮707连接，所述电机传动轮707通过传动带与主轴传动轮705实现同步传动，所述电机固定座固定在立座5上，所述打刀缸703固定在主轴安装座704的末端，其输出端与旋转接头706连接；如图10、图11和图12所示，所述钻攻推进机构8设置在钻攻机构7的下方，并安装在立座5中部，包括有滑枕式底座801、进给电机802和进给螺杆803，所述主轴安装座704的底部设有滑轨和螺母卡接件，所述滑枕式底座801的上端部面设有滑槽，所述主轴安装座704通过滑轨可滑动安装在滑枕式底座801上端面的滑槽内，并通过螺母卡接件与进给螺杆803上的进给螺母连接，所述进给螺杆803的一端可转动安装在螺杆座上，另一端与进给电机802的输出端连接，所述螺杆座与滑枕式底座801固定连接，所述进给电机802固定在进给电机固定座上，所述进给电机固定座与滑枕式底座801固定连接；如图9所示，所述钻攻升降机构9包括有前端升降板901、后端升降板902、升降电机903和升降螺杆904，所述前端升降板901可滑动安装在立座5前侧，后端升降板902可滑动安装在立座5后侧，所述前端升降板901和后端升降板902前后对应设置，所述前端升降板901和后端升降板902均设有安装中孔，所述主轴安装座704和滑枕式底座801穿设在前端升降板901和后端升降板902之间，并使得滑枕式底座801的底部均与前端升降板901和后端升降板902固定连接，所述升降电机903通过升降电机安装座固定在立座5上端面，其输出端向下设置并与升降螺杆904的一端连接，所述滑枕式底座801的侧边设有螺母卡接件，所述升降螺杆904上的升降螺母卡设在滑枕式底座801的螺母卡接件上，并可以带动钻攻机构7和钻攻推进机构8做上下移动。

需要说明的是：当作业人员将加工需求资料录入系统，并启动自动加工程序后，控制系统根据录入的信息，控制刀库驱动电机602带动刀库转盘601转动，使得加工所需的刀具转动到最下方，刀具旋转到位后，由钻攻升降机构9和钻攻推进机构8同时协助，共同使得钻攻机构7移动到所需刀具的正后方，同时使得刀具主轴701的主轴头正好位于需要刀具的正后方设定位置，此时，待装刀具的中心线与主轴头轴向端部的刀具装夹孔的中心线处于同一水平直线上，这样可以保证刀具准确的安装到主轴头的刀具装夹孔内，所述主轴头内置有高压喷水装置，一方面用于加工面的冷却降温，另一方面用于冲洗加工后的残留废物，避免废物的残留影响加工精度。当主轴头移动到刀具正后方，打刀缸703向前推动刀具主轴701，并压缩刀具主轴701上的碟形弹簧，使得刀具主轴701的主轴头处于张开状态，并使得加工刀具的装夹部插设到主轴头内，然后由打刀缸703复位，刀具主轴701在碟形弹簧的弹簧力作用下收紧主轴头，并夹紧加工刀具的装夹部，进而使得刀具装夹在刀具主轴701的主轴头内，装夹完成后，钻攻升降机构9和钻攻推进机构8同时协助带动钻攻机构7向前移动至工件处，并由主轴转动电机702通过同步轮和传动带带动刀具主轴701及刀具转动，并根据录入资料进行加工工件，当完成加工指令后，由钻攻升降机构9和钻攻推进机构8同时协助带动钻攻机构7复位，等待下一次的指令程序启动。

如图13所示，所述刀库转盘601包括有外罩6011和转盘6012，所述外罩6011的背面固定在刀库电机支撑架上，所述转盘6012安装在外罩6011内部，转盘6012的背面通过转动接头与刀库驱动电机602的输出端连接，所述转盘6012外周上设有若干个卡刀架6013，所述外罩6011上设有装刀口6014，所述装刀口6014位于主轴头的正前方。

需要说明的是：刀库转盘601的设置，便于存放多种刀具，以满足各种加工需求，当需要更换刀具或装夹刀具时，由刀库驱动电机602带动转盘6012转动，使得所需刀具转动到外罩6011对应的装刀口6014处，便于更换和装夹刀具。

如图11和图14所示，所述主轴安装座704的前端还设有碰数器3，所述碰数器3位于主轴头的正下方，所述碰数器3包括有碰数器套座301、导向杆302、伸缩气缸303、距离感应器304和到位感应器305，所述碰数器套座301固定在主轴安装座704的前端，所述导向杆302通过直线轴承插设在碰数器套座301内中部，所述导向杆302其前端穿过碰数器套座301，后端与伸缩气缸303的伸缩杆连接，所述距离感应器304和到位感应器305均采用磁性传感器，所述伸缩气缸303采用带磁环的气缸，所述距离感应器304和到位感应器305上还设有感应灯。

需要说明的是：所述碰数器是采用磁性感应原理，其感应精度高，进而使得本发明的碰数器感应精度高，有效的避免人为不定因数的误差。当程序启动自动加工后，钻攻机构7前进到设定位置后，由伸缩气缸303带动导向杆302向前移动，在本实施例中，预先在控制系统中设定好导向杆302被压缩到距离感应器304的感应灯亮起时，导向杆302外端部中心与加工刀具外端部中心的轴向距离为15mm，径向距离为120mm，即导向杆302外端部中心比加工刀具外端部中心伸出长度为15mm，导向杆302外端部中心比加工刀具外端部中心低120mm，这样才能确保导向杆302的外端部比加工刀具外端部更早触碰到加工工件；当需要碰数器3确定加工零点时，由伸缩气缸303带动导向杆302向前移动，直到超过距离感应器304的设定位置，在本实施例中，以伸缩气缸303带动导向杆302伸出最大行程为例，可以确保导向杆302伸出长度一定超过了距离感应器304的设定位置，钻攻推进机构8带动碰数器3和钻攻机构7快速向前移动到预设位置，然后再缓慢向前移动，直到导向杆302碰到加工工件并被压缩到距离感应器304的感应灯亮起，此时控制系统会将导向杆302外端部碰到的工件位置设定为加工零点，控制系统即可计算出加工刀具的外端部中心距离导向杆302外端部碰到工件位置的中心距离为轴向距离15mm，径向距离为120mm；此时伸缩气缸303带动导向杆302向后退位移动至到位感应器305预设位置，到位感应器305的感应灯亮起，此时导向杆302外端部相对于加工刀具的外端面为内缩状态，这样可以保证加工刀具在加工工件时，导向杆302不会再触碰到工件而影响刀具加工走位，有效的保证加工安全性；当到位感应器305上的感应灯亮起时，控制系统才会控制钻攻推进机构8和钻攻升降机构9带动刀具向径向方向向下移动120mm，再使得加工刀具向轴向方向向前移动15mm，此时加工刀具的外端部正好碰到碰数器3接触确定的加工零点，控制系统即可根据所需加工参数进行自动加工走位。采用本发明的碰数器3确定加工零点，使得工件装夹在虎钳上时，其公差可以设置为±5mm，相对传统常用人工测量时的装夹公差为±1mm，装夹要求降低了很对，大大降低了装夹要求，减少了反复测量反复装夹调整的时间，进而可以大大的提高生产装夹时间，而且还大大的减少了操作员的工作量。

一种用于上述全自动模架生产设备的使用方法，包括以下步骤；

S1：从系统控制箱12按[开关键]，等开机后按[启动键]，控制系统控制虎钳移动机构4带动液压虎钳2停在靠近机床安全门处，同时钻攻推进机构8带动钻攻机构7向外退到最大限位，钻攻升降机构9带动钻攻机构7升高，使得主轴头接近刀库机构6位置，方便取刀具及装刀；

S2：打开安全门，把工件装夹在液压虎钳2上，当工件放好后，按下液压虎钳2的启动键，液压缸211带动虎钳滑座203夹紧工件；

S3：将需要加工工件的型号等资料输入到系统控制箱12内，确定无误后，按[自动键]，控制系统会控制虎钳两侧的钻攻装置，由钻攻推进机构8带动钻攻机构7向前移动，使得钻攻机构7的刀具主轴701的主轴头正好对应刀库机构6所需要装夹的刀具，当主轴头移动到刀具正后方，打刀缸703向前推动刀具主轴701，并压缩刀具主轴701上的碟形弹簧，使得刀具主轴701的主轴头处于张开状态，并使得加工刀具的装夹部插设到主轴头内，然后由打刀缸703复位，刀具主轴701在碟形弹簧的弹簧力作用下收紧主轴头，并夹紧加工刀具的装夹部，进而使得刀具装夹在刀具主轴701的主轴头内，装夹完成后；

S4：然后由控制系统控制钻攻推进机构8带动装夹有刀具的刀具主轴701和碰数器3向前移动，当移动至设定位置时，由碰数器3的伸缩气缸303带动导向杆302向前移动到设定参数，此时刀具的外端部与导向杆302的外端部的距离差为导向杆302伸出距离，导向杆302伸出到位后，由钻攻推进机构8带动钻攻机构7及碰数器3同时缓慢向前移动，直到碰数器3的导向杆302前端接触到工件为止，此时碰数器3内的伸缩气缸303受压，并由距离感应器304将信号传送给控制系统，同时伸缩气缸303带动导向杆302退回复位，控制系统控制刀具主轴701向前移动导向杆302伸出距离并触碰到工件，并以刀具外端部触碰到工件的端面为零点进行加工；

S5：当控制系统取得所需的零点定位点后，控制系统控制钻攻机构7的主轴转动电机702带动刀具主轴701转动，同时根据加工的前进量和上下移动量，由钻攻推进机构8和钻攻升降机构9带动钻攻机构7跟进，直到完成控制系统的预设指令；

S6：当完成工件的所有加工指令后，由钻攻推进机构8和钻攻升降机构9带动钻攻机构7复位到预设安全位置，并等待下一加工程序指令。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全自动模架生产设备，其特征在于：包括有机床底座、液压虎钳、钻攻装置、碰数器和控制系统，所述液压虎钳设置在机床底座的上中部，所述钻攻装置设置在液压虎钳的左右两侧，并安装在机床底座上，所述碰数器设置在钻攻装置上，其感应端正对液压虎钳方向，所述控制系统统筹控制各个机构共同协作；

所述碰数器包括有碰数器套座、导向杆、伸缩气缸、距离感应器和到位感应器，所述碰数器套座固定在主轴安装座的前端，所述导向杆通过直线轴承插设在碰数器套座内中部，所述导向杆其前端穿过碰数器套座，后端与伸缩气缸的伸缩杆连接，所述距离感应器和到位感应器均采用磁性传感器，所述伸缩气缸采用带磁环的气缸；由碰数器的伸缩气缸带动导向杆向前移动到设定参数，此时刀具的外端部与导向杆的外端部的距离差为导向杆伸出距离，导向杆伸出到位后，由钻攻推进机构带动钻攻机构及碰数器同时缓慢向前移动，直到碰数器的导向杆前端接触到工件为止，此时碰数器内的伸缩气缸受压，并由距离感应器将信号传送给控制系统，同时伸缩气缸带动导向杆退回复位，控制系统控制刀具主轴向前移动导向杆伸出距离并触碰到工件；

所述液压虎钳包括虎钳工作台、寻轨板、虎钳滑座和二级推杆，所述二级推杆的两端均设有两道定位块卡槽，两道定位块卡槽之间形成虎钳连接件安装位，虎钳连接件安装在该安装位上，并通过可拆卸卡设在定位块卡槽上的定位块进行固定。

2.根据权利要求1所述的全自动模架生产设备，其特征在于：所述机床底座中部设有虎钳安装位，虎钳安装位两侧设有钻攻装置安装位，所述钻攻装置安装位靠近虎钳安装位的一侧设有排屑槽，所述排屑槽内设有排屑机构；

所述排屑机构包括有排屑电机和排屑螺杆，所述排屑电机安装在排屑槽一端的外侧，并与机床底座固定连接，其输出端穿过机床底座与排屑螺杆的一端连接，所述排屑螺杆的另一端延伸至排屑槽的另一开口端。

3.根据权利要求1所述的全自动模架生产设备，其特征在于：所述虎钳工作台的底面设有滑槽，上端面设有寻轨板，所述寻轨板上可滑动套装有虎钳滑座，所述虎钳滑座上中部设有虎钳连接件，所述虎钳滑座的一端设有第一钳口夹板和刮油板，所述第一钳口夹板固定在虎钳滑座上，所述刮油板设置在第一钳口夹板下方，并套设在寻轨板上，所述虎钳滑座的底部还设有滑座底板；

所述虎钳工作台的一端设有凸起设置的限位挡座，所述限位挡座与虎钳滑座相对的一侧设有第二钳口夹板，所述第二钳口夹板与第一钳口夹板对应设置，第一钳口夹板和第二钳口夹板之间形成钳口；

所述寻轨板远离限位挡座的端部上设有液压缸固定座，所述液压缸固定座上固定有液压缸，所述液压缸的输出端与二级推杆的其一端部连接，所述二级推杆的另一端与虎钳连接件连接，并可以带动虎钳滑座在寻轨板上移动。

4.根据权利要求3所述的全自动模架生产设备，其特征在于：两块所述定位块位于虎钳连接件的安装孔内外两侧。

5.根据权利要求4所述的全自动模架生产设备，其特征在于：所述液压虎钳与机床底座之间设有虎钳移动机构，所述虎钳移动机构包括有虎钳移动滑轨、虎钳驱动电机和虎钳驱动螺杆，所述虎钳移动滑轨固定在机床底座上，所述虎钳工作台的滑槽卡设在虎钳移动滑轨上，并可在虎钳移动滑轨上滑动，所述虎钳驱动电机固定在电机固定座上，所述电机固定座与机床底座固定连接，所述虎钳驱动电机的输出端与虎钳驱动螺杆的一端连接，所述虎钳驱动螺杆的另一端固定在虎钳工作台底面，并可以带动虎钳工作台在虎钳移动滑轨上滑动。

6.根据权利要求1所述的全自动模架生产设备，其特征在于：所述钻攻装置包括有立座、刀库机构、钻攻机构、钻攻推进机构和钻攻升降机构；

所述刀库机构设置在立座的前侧上部，包括有刀库转盘和刀库驱动电机，所述刀库驱动电机固定在刀库电机支撑架上，其输出端与刀库转盘连接，并可以带动刀库转盘转动，所述刀库电机支撑架固定在立座上部；

所述钻攻机构设置在立座中部，包括有刀具主轴、主轴转动电机和打刀缸，所述刀具主轴安装在主轴安装座内，其一端设有主轴头，另一端与主轴传动轮的一端连接，主轴传动轮的另一端通过旋转接头与打刀缸的输出端连接，所述主轴转动电机设置在刀具主轴上面，并固定在电机固定座上，其输出端与电机传动轮连接，所述电机传动轮通过传动带与主轴传动轮实现同步传动，所述电机固定座固定在立座上，所述打刀缸固定在主轴安装座的末端，其输出端与旋转接头连接；

所述钻攻推进机构设置在钻攻机构的下方，并安装在立座中部，包括有滑枕式底座、进给电机和进给螺杆，所述主轴安装座可滑动安装在滑枕式底座上，主轴安装座的底部与进给螺杆上的进给螺母卡接，所述进给螺杆的一端可转动安装在螺杆座上，另一端与进给电机的输出端连接，所述进给电机固定在进给电机固定座上，所述进给电机固定座与滑枕式底座固定连接；

所述钻攻升降机构包括有前端升降板、后端升降板、升降电机和升降螺杆，所述前端升降板可滑动安装在立座前侧，后端升降板可滑动安装在立座后侧，所述前端升降板和后端升降板前后对应设置，所述主轴安装座和滑枕式底座穿设在前端升降板和后端升降板之间，所述升降电机通过升降电机安装座固定在立座上端面，其输出端向下设置并与升降螺杆的一端连接，所述升降螺杆上的升降螺母与滑枕式底座卡接，并可以带动钻攻机构和钻攻推进机构做上下移动。

7.根据权利要求6所述的全自动模架生产设备，其特征在于：所述刀库转盘包括有外罩和转盘，所述外罩的背面固定在刀库电机支撑架上，所述转盘安装在外罩内部，转盘的背面通过转动接头与刀库驱动电机的输出端连接，所述转盘外周上设有若干个卡刀架，所述外罩上设有装刀口，所述装刀口位于主轴头的正前方。

8.根据权利要求6所述的全自动模架生产设备，其特征在于：所述主轴安装座的前端还设有碰数器，所述碰数器位于主轴头的正下方，所述距离感应器和到位感应器上还设有感应灯。

9.根据权利要求1所述的全自动模架生产设备，其特征在于：还包括有液压站、电箱、系统控制箱、机床外罩和过滤水箱，所述机床外罩设置在机床底座上，并设有安全门，所述液压站、电箱和系统控制箱均设置在机床外罩外侧，所述过滤水箱设置在机床底座一侧。

10.一种用于权利要求1至9中任一项所述的全自动模架生产设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤；

S1：从系统控制箱按[开关键]，等开机后按[启动键]，控制系统控制虎钳移动机构带动液压虎钳停在靠近机床安全门处，同时钻攻推进机构带动钻攻机构向外退到最大限位，钻攻升降机构带动钻攻机构升高，使得主轴头接近刀库机构位置，方便取刀具及装刀；

S2：打开安全门，把工件装夹在液压虎钳上，当工件放好后，按下液压虎钳的启动键，液压缸带动虎钳滑座夹紧工件；

S3：将需要加工工件的型号输入到系统控制箱内，确定无误后，按[自动键]，控制系统会控制虎钳两侧的钻攻装置，由钻攻推进机构带动钻攻机构向前移动，使得钻攻机构的刀具主轴的主轴头正好对应刀库机构所需要装夹的刀具，并由打刀缸推动刀具主轴，使得钻攻刀具的末端安装在主轴头内；

S4：然后由控制系统控制钻攻推进机构带动装夹有刀具的刀具主轴和碰数器向前移动，当移动至设定位置时，由碰数器的伸缩气缸带动导向杆向前移动到设定参数，此时刀具的外端部与导向杆的外端部的距离差为导向杆伸出距离，导向杆伸出到位后，由钻攻推进机构带动钻攻机构及碰数器同时缓慢向前移动，直到碰数器的导向杆前端接触到工件为止，此时碰数器内的伸缩气缸受压，并由距离感应器将信号传送给控制系统，同时伸缩气缸带动导向杆退回复位，控制系统控制刀具主轴向前移动导向杆伸出距离并触碰到工件，并以刀具外端部触碰到工件的端面为零点进行加工；

S5：当控制系统取得所需的零位定位点后，控制系统控制钻攻机构的主轴转动电机带动刀具主轴转动，同时根据加工的前进量和上下移动量，由钻攻推进机构和钻攻升降机构带动钻攻机构跟进，直到完成控制系统的预设指令；

S6：当完成工件的所有加工指令后，由钻攻推进机构和钻攻升降机构带动钻攻机构复位到预设安全位置，并等待下一加工程序指令。