CN203140825U

CN203140825U - 一种三维数控钻孔生产主机

Info

Publication number: CN203140825U
Application number: CN 201320157052
Authority: CN
Inventors: 祝秀荣; 陈小娇; 邹丽艳
Original assignee: JINAN TIANCHEN ALUMINIUM MACHINE CO Ltd
Current assignee: Jinan Tianchen Intelligent Equipment Co ltd
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2023-07-04

Abstract

本实用新型公开了一种三维数控钻孔生产主机，包括由底座、设在底座上的立柱、设在立柱顶端的横梁共同组成的机架，在横梁与底座之间设有滑动机架，底座上设有滑动机架驱动装置和位置检测装置；钻孔装置分别安装于滑动机架、横梁及滑动机架对面的立柱上；钻孔装置包括滑动安装在横梁、滑动机架及滑动机架对面的立柱上的滑台，滑台通过丝杠与伺服电机相连，在滑台上安装有由一根动力输入轴带动至少一根钻削动力输出轴转动的钻削主轴箱，钻削主轴箱的动力输入轴与主轴电机的输出轴相连。所述滑台中的至少一个滑台上还设有第二滑台，第二滑台的移动方向与所述的滑台的移动方向相垂直，第二滑台上安装有钻削主轴箱。具有作业工时少，生产效率高的特点。

Description

一种三维数控钻孔生产主机

技术领域

本实用新型涉及型钢加工设备技术领域，特别涉及一种三维数控钻床。

背景技术

H型钢、槽钢被广泛用于建筑、桥梁、塔桅和网架等行业中作为建材使用，在绝大多数情况下，H型钢、槽钢的两个翼面及一个腹面都要进行孔加工，过去的设备无法将两个翼面上的所有的孔一次加工完成，因此需要将被加工H型钢、槽钢进行翻转，翻转后H型钢、槽钢会离开原有位置，需要重新定位，以实现准确钻孔，既浪费时间也影响加工精度，因此，生产效率大大降低。为此本申请人针对现有技术存在的问题提出了改进的技术方案，并申请了名称为一种多轴三维数控钻孔生产主机的实用新型专利，实用新型专利申请号201220713511.4，该技术方案包括由底座、设在底座上的立柱、设在立柱顶端的横梁共同组成的机架，还包括钻孔装置和压料装置，钻孔装置和压料装置分别与控制装置相连，所述的横梁和底座之间设置有至少一个滑动机架，底座上设有滑动机架驱动装置，底座与滑动机架之间设有滑动机架位置检测装置；滑动机架可水平移动；所述的钻孔装置安装于滑动机架上、横梁上及滑动机架对面的立柱上；所述钻孔装置包括滑动安装在滑动机架、横梁及滑动机架对面的立柱上的滑台，滑台通过丝杠与固定在滑动机架或横梁上的伺服电机相连，在滑台上安装有由一根动力输入轴带动至少两根钻削动力输出轴转动的钻削主轴箱，钻削主轴箱的动力输入轴与主轴电机的输出轴相连。所述的滑动机架驱动装置可以为设置于底座上的驱动油缸，驱动油缸的活塞杆与滑动机架相连；还可以为设置于底座与滑动机架之间的丝杠副，丝杠及驱动丝杠转动的电机、减速机安装于底座上，与丝杠相啮合的螺母设置于滑动机架上；也可以为设置于底座与滑动机架之间的齿轮齿条副，齿条设置于底座上，齿轮及驱动齿轮转动的电机、减速机安装于滑动机架上。所述的滑动机架位置检测装置包括相互啮合的齿轮和齿条，齿轮安装在滑动机架上，齿条安装在底座上, 齿轮与编码器相连。在横梁上对应待加工工件被压紧固定的位置设有一纵向设置的第一检测装置，在滑动机架上对应待加工工件被压紧固定的位置的一侧设有一横向设置的、且与待加工工件垂直的第二检测装置，第一检测装置和第二检测装置分别与控制装置相连；所述第一检测装置和第二检测装置包括相互啮合的齿轮和齿条，齿轮与第一检测装置和第二检测装置的编码器相连，齿条一端与气缸的活塞杆相连，齿条另一端与检测杆相连。设置在滑动机架及滑动机架对面的立柱上的钻孔装置的滑台设有安装在滑动机架上的平衡油缸，平衡油缸与控制装置相连。在滑台的位置调整好后，平衡油缸的活塞杆在滑台下部顶住滑台，与丝杠共同承受钻孔装置的重量，保证滑台钻孔时的稳定性。

上述技术方案的优点是，操作方便，自动化程度高，提高了加工精度，减少了作业工时，降低了加工成本，提高了生产效率。特别是加工对象为H型钢及槽钢等型材，这些型材的特点是随着规格改变，腹高尺寸改变非常大，但翼宽尺寸改变比较小，上述技术方案中由于横梁和底座之间设置有滑动机架，侧面钻孔单元可以移动，不受其主轴伸出行程的限制，使其对待加工的H型钢及槽钢等型材的规格变化适应性较强，扩大了加工范围。其缺点是，上述技术方案为待钻孔的型钢的每个侧面配备一个钻削主轴箱，而实际生产中，型钢每个侧面的孔数量不一，孔密集的那个侧面会导致整个生产过程的效率降低，特别是某一侧面的孔间距与钻削主轴箱的两个钻削动力输出轴的间距不一致时，需要先对一个孔进行钻孔加工，然后再将型钢按孔间距进给，之后才能进行下一个孔的钻孔加工，效率较低。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可根据被加工型钢各侧面孔的分布情况而安排适合数量的钻削主轴箱，从而提高加工效率的三维数控钻孔生产主机。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种三维数控钻孔生产主机，包括由底座、设在底座上的立柱、设在立柱顶端的横梁共同组成的机架，还包括钻孔装置和压料装置，钻孔装置和压料装置分别与控制装置相连，所述的横梁和底座之间设置有滑动机架，底座上设有滑动机架驱动装置，底座与滑动机架之间设有滑动机架位置检测装置；滑动机架可水平移动；所述的钻孔装置安装于滑动机架上、横梁上及滑动机架对面的立柱上；所述钻孔装置包括分别滑动连接于滑动机架、横梁及滑动机架对面的立柱上的滑台、设置于滑台上的钻削主轴箱，滑台通过丝杠与伺服电机相连，在滑台上安装有由一根动力输入轴带动至少一根钻削动力输出轴转动的钻削主轴箱，钻削主轴箱的动力输入轴与主轴电机的输出轴相连，钻削主轴箱的钻削动力输出轴前端与钻头相连，后端与进给油缸的活塞杆活动连接，其特征在于：所述钻孔装置中分别滑动连接于滑动机架、横梁及滑动机架对面的立柱上的滑台中的至少一个滑台上设有第二滑台，第二滑台的移动方向与所述的滑台的移动方向相垂直，第二滑台上安装有钻削主轴箱。

本实用新型中，所述的横梁上设有Y向导轨，所述滑台中的Y向滑台可沿Y向导轨移动，Y向滑台上设有X向导轨，所述的第二滑台中的X向滑台可沿X向导轨滑动，Y向导轨与X向导轨的投影呈正交叉分布。

本实用新型所述的滑动机架驱动装置可以为设置于底座上的驱动油缸，驱动油缸的活塞杆与滑动机架相连；还可以为设置于底座与滑动机架之间的丝杠副，丝杠及驱动丝杠转动的电机、减速机安装于底座上，与丝杠相啮合的螺母设置于滑动机架上；也可以为设置于底座与滑动机架之间的齿轮齿条副，齿条设置于底座上，齿轮及驱动齿轮转动的电机、减速机安装于滑动机架上。

本实用新型所述的滑动机架位置检测装置包括相互啮合的齿轮和齿条，齿轮安装在滑动机架上，齿条安装在底座上, 齿轮与编码器相连。

本实用新型中，在横梁上对应待加工工件被压紧固定的位置设有一纵向设置的第一检测装置，在滑动机架上对应待加工工件被压紧固定的位置的一侧设有一横向设置的、且与待加工工件垂直的第二检测装置，第一检测装置和第二检测装置分别与控制装置相连；所述第一检测装置和第二检测装置包括相互啮合的齿轮和齿条，齿轮与第一检测装置和第二检测装置的编码器相连，齿条一端与气缸的活塞杆相连，齿条另一端与检测杆相连。

本实用新型中，设置在滑动机架上的钻孔装置的滑台下方设有安装在滑动机架上的平衡油缸，平衡油缸的活塞杆顶端与滑台底部相连接，平衡油缸与控制装置相连。

本实用新型的工作过程如下：

工作时，先根据工件规格，启动滑动机架驱动装置，使滑动机架沿导轨做水平移动，在滑动机架位置检测装置的协同控制下，将滑动机架移动到合适位置，再将待加工工件放在水平支撑辊上，控制装置控制上压料油缸的活塞杆收缩将待加工工件压紧在水平支撑辊上，同时，控制装置控制侧压料油缸的活塞杆伸长将待加工工件从侧面压紧。待加工工件被压紧后，控制装置再控制第一检测装置和第二检测装置分别动作，由气缸带动齿条及齿条前端的检测杆移动向待加工工件靠近，待检测杆接触待加工工件后停止移动，在齿条移动的同时带动与其相啮合的齿轮旋转，与齿轮相连的第一检测装置和第二检测装置的编码器检测齿轮旋转圈数并将其转换成距离后发信号给控制装置，控制装置再根据该信息计算出待加工工件的高度和宽度，然后钻孔装置再根据该检测数据调整钻头的位置，若型钢某个侧面的孔较密集，或某一侧面的孔间距与钻削主轴箱的两个钻削动力输出轴的间距不一致时，只需调整滑台上的钻削主轴箱与设置在该滑台上的第二滑台上的钻削主轴箱，使二者协同完成型材该侧面上的孔加工。钻孔装置中的钻头位置调整好后，即可对待加工工件进行钻孔，每套钻孔装置中的至少一根钻削动力输出轴分别由同一主轴电机带动旋转，且每根钻削动力输出轴分别由与其对应的进给油缸控制进给，各进给油缸由控制装置分别控制，使各个钻削主轴箱上的钻削动力输出轴既可单独运行，又可同时完成钻孔作业，大大提高了钻孔的自动化程度，减少了作业工时，降低了加工成本，提高了生产效率。钻削动力输出轴前端的钻头可根据需要安装不同的型号，以方便加工过程中根据需要选择合适的钻头加工工件，避免了加工过程中停机拆换钻头，保证了加工的连续性，提高了加工精度。

综上所述，本实用新型采用上述方案，操作方便，减少了作业工时，降低了加工成本，提高了生产效率。

附图说明

图1为本实用新型一种三维数控钻孔生产主机的主视示意图。

图2为本实用新型一种三维数控钻孔生产主机的右视示意图。

图中：1-底座，2-驱动油缸，3-第一Z向滑台，4-滑动机架，5-左立柱，6-横梁，7-平衡油缸，8-侧压料装置，9-Y向导轨， 10-上压料装置， 11- Y向滑台，12- X向滑台，13-右立柱，14-第二Z向滑台，15-上单元相对固定钻削主轴箱，16-上单元相对移动钻削主轴箱，17-X向导轨，18-第一检测装置，19-第二检测装置，20-滑动机架位置检测装置。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合附图，对本实用新型做进一步的说明。

如图1、图2所示，设型钢的送进方向为X向，与X向在同一水平面内且与X向垂直的方向为Y向，与水平面垂直的方向为Z向，待加工型钢为Q235A，翼面宽度为200mm，翼面厚度为17mm，腹面高度为600mm，腹面厚度为11mm的 H型钢，两翼面上的孔为￠22mm，孔间距400mm，腹面上的孔为￠22mm，孔间距350mm，本实施例的一种三维数控钻孔生产主机，包括由底座1、设在底座1上的左立柱5和右立柱13、设在左立柱5和右立柱13顶端的横梁6共同组成的机架，还包括钻孔装置和压料装置，钻孔装置和压料装置分别与控制装置相连，所述的横梁6和底座1之间设置有一个滑动机架4，底座1上设有滑动机架驱动装置，底座1与滑动机架4之间设有滑动机架位置检测装置20；滑动机架4可水平移动；所述的钻孔装置安装于滑动机架4上、横梁6上及滑动机架4对面的右立柱13上；所述钻孔装置包括分别滑动连接于滑动机架4上的第一Z向滑台3上、横梁6上的Y向滑台11及滑动机架4对面的右立柱13上的第二Z向滑台14上，第一Z向滑台3通过丝杠与固定在滑动机架4上的伺服电机相连，第二Z向滑台14和Y向滑台11通过丝杠与固定在横梁6上的伺服电机相连。在Y向滑台11上布置了两个钻削主轴箱上单元相对固定钻削主轴箱15和上单元相对移动钻削主轴箱16，其中相对固定钻削主轴箱15安装在Y向滑台11上，相对移动钻削主轴箱16安装在X向滑台12上，Y向滑台11通过丝杠与固定在横梁上的伺服电机相连，驱动Y向滑台11沿Y向导轨9移动，X向滑台12通过丝杠与固定在Y向滑台11上的伺服电机相连，驱动X向滑台12沿X向导轨17移动，从而使相对固定钻削主轴箱15与相对移动钻削主轴箱16做X方向的相对移动。

所述的滑动机架驱动装置为设置于底座1上的驱动油缸2，驱动油缸2的活塞杆与滑动机架4相连。

在横梁6上对应待加工工件被压紧固定的位置设有一纵向设置的第一检测装置18，在滑动机架4上对应待加工工件被压紧固定的位置的一侧设有一横向设置的、且与待加工工件垂直的第二检测装置19，第一检测装置18和第二检测装置19分别与控制装置相连；所述第一检测装置18和第二检测装置19包括相互啮合的齿轮和齿条，齿轮与第一检测装置18和第二检测装置19的编码器相连，齿条一端与气缸的活塞杆相连，齿条另一端与检测杆相连。

设置在滑动机架4及滑动机架4对面的右立柱13上的钻孔装置的滑台设有平衡油缸7，平衡油缸7与控制装置相连。

本实施例的工作过程如下：

工作时，先根据工件规格，启动设置于底座1上的驱动油缸2，驱动油缸2的活塞杆与滑动机架4相连，使滑动机架4沿设置于横梁6和底座1上的导轨做水平移动，在滑动机架位置检测装置20的协同控制下，将滑动机架4移动到合适位置，再将待加工工件放在水平支撑辊上，控制装置控制上压料装置10的油缸活塞杆收缩将待加工工件压紧在水平支撑辊上，同时，控制装置控制侧压料装置8的油缸活塞杆伸长将待加工工件从侧面压紧。待加工工件被压紧后，控制装置再控制第一检测装置18和第二检测装置19分别动作，由气缸带动齿条及齿条前端的检测杆移动向待加工工件靠近，待检测杆接触待加工工件后停止移动，在齿条移动的同时带动与其相啮合的齿轮旋转，与齿轮相连的第一检测装置18和第二检测装置19的编码器检测齿轮旋转圈数并将其转换成距离后发信号给控制装置，控制装置再根据该信息计算出待加工工件的翼面宽度200mm和腹面高度600mm，然后钻孔装置再根据该检测数据调整钻头的位置，与H型钢两翼板相对应的第一Z向滑台3与第二Z向滑台14上的钻削主轴箱，其上的两根钻削动力输出轴的间距为400mm，可以满足加工需要；而腹板的孔间距为350mm，与钻削主轴箱的两个钻削动力输出轴的间距不一致，需Y向滑台11上的相对固定钻削主轴箱15的钻削动力输出轴对其中的一个孔进行加工，调整设置在Y向滑台11上的X向滑台12上的相对移动钻削主轴箱16，使相对移动钻削主轴箱16上的钻削动力输出轴与相对固定钻削主轴箱15的钻削动力输出轴的距离为350mm,对其中的另一个孔进行加工，二者协同完成型材该侧面上的孔加工。

钻孔装置中的钻头位置调整好后，即可对待加工工件进行钻孔。每套钻孔装置中的至少一根钻削动力输出轴分别由同一主轴电机带动旋转，且每根钻削动力输出轴分别由与其对应的进给油缸控制进给，各进给油缸由控制装置分别控制，使钻削主轴箱上的钻削动力输出轴既可单独运行，又可同时完成钻孔作业，大大提高了钻孔的自动化程度，减少了作业工时，降低了加工成本，提高了生产效率。钻削动力输出轴前端的钻头可根据需要安装不同的型号，以方便加工过程中根据需要选择合适的钻头加工工件，避免了加工过程中停机拆换钻头，保证了加工的连续性，提高了加工精度。

Claims

1.一种三维数控钻孔生产主机，包括由底座、设在底座上的立柱、设在立柱顶端的横梁共同组成的机架，还包括钻孔装置和压料装置，钻孔装置和压料装置分别与控制装置相连，所述的横梁和底座之间设置有滑动机架，底座上设有滑动机架驱动装置，底座与滑动机架之间设有滑动机架位置检测装置；滑动机架可水平移动；所述的钻孔装置安装于滑动机架上、横梁上及滑动机架对面的立柱上；所述钻孔装置包括分别滑动连接于滑动机架、横梁及滑动机架对面的立柱上的滑台、设置于滑台上的钻削主轴箱，滑台通过丝杠与伺服电机相连，在滑台上安装有由一根动力输入轴带动至少一根钻削动力输出轴转动的钻削主轴箱，钻削主轴箱的动力输入轴与主轴电机的输出轴相连，钻削主轴箱的钻削动力输出轴前端与钻头相连，后端与进给油缸的活塞杆活动连接，其特征在于：所述钻孔装置中分别滑动连接于滑动机架、横梁及滑动机架对面的立柱上的滑台中的至少一个滑台上设有第二滑台，第二滑台的移动方向与所述的滑台的移动方向相垂直，第二滑台上安装有钻削主轴箱。

2.根据权利要求1所述的一种三维数控钻孔生产主机，其特征在于：所述的横梁上设有Y向导轨，所述滑台中的Y向滑台可沿Y向导轨移动，Y向滑台上设有X向导轨，所述的第二滑台中的X向滑台可沿X向导轨滑动，Y向导轨与X向导轨的投影呈正交叉分布。