CN208067357U - 一种智能数控钻床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能数控钻床，包括底座，底座上方水平设有一工作台；机柱，机柱的内部设有总控制器；主轴箱，主轴箱包括摇臂升降电机和激光钻头，电机的输出端传动连接于激光钻头；激光钻头的激光用于发射对准光标；图像采集机构，图像采集机构用于对该位于工作台上的待加工工件进行图像采集；显示机构，显示机构用于对图像采集机构采集到的图像成像；输入机构，用于输入工件需钻孔的位置；处理机构，包括存储器和图像处理器，图像处理器对图像采集机构采集到的工件图片进行分析处理，通过计算分析找取图片中的工件所对应的需钻孔的位置。本实用新型可靠性好，采用激光钻头并结合图像处理补偿技术，能够精确对准待加工工件，大大提高加工的精度。

Description

一种智能数控钻床

技术领域

本实用新型属于数控领域，具体涉及一种钻床，尤其涉及一种智能数控钻床。

背景技术

钻床指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换特殊刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。加工过程中工件不动，让刀具移动，将刀具中心对正孔中心，并使刀具转动(主运动)。钻床的特点是工件固定不动，刀具做旋转运动，并沿主轴方向进给，操作可以是手动，也可以是机动。

钻床是具有广泛用途的通用性机床，可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面和攻螺纹等加工。在钻床上配有工艺装备时，还可以进行镗孔,在钻床上配万能工作台还能进行钻孔、扩孔、铰孔。

传统钻床多是人工手动操作，定位时不够准确，且定位很慢，打孔时力度不均匀且抖动较大，容易产生毛刺。人工操作时还有被残渣烫伤的危险。

鉴于此，提出一种智能数控钻床本实用新型所要研究的课题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种智能数控钻床，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种智能数控钻床，包括：

底座，位于钻床的底部，所述底座上方水平设有一工作台，工作台上对应设有一工件夹具，该工件夹具用于将待加工工件固定；

机柱，竖直固定于所述底座的上方，所述机柱的内部设有总控制器；

主轴箱，通过一水平导轨配接于机柱的上部区域；所述主轴箱包括摇臂升降电机、直线水平电机以及激光钻头，所述摇臂升降电机和直线水平电机分别用于驱动所述激光钻头沿立柱上下运动和沿水平导轨水平运动；所述激光钻头的激光用于发射对准光标，将对准光标发射至位于工作台上的待加工工件上，以在待加工工件上形成一发亮光标；

图像采集机构，所述图像采集机构用于对该位于工作台上的待加工工件进行图像采集；

显示机构，所述显示机构用于对图像采集机构采集到的图像成像；

输入机构，用于输入工件需钻孔的位置；

处理机构，包括存储器、图像处理器以及位置补偿模块，所述图像处理器对图像采集机构采集到的工件图片进行分析处理，通过计算分析结合位置补偿找取图片中的工件所对应的需钻孔的位置；

在工作状态时，先将所述待加工工件通过工件夹具固定在工作台上，所述图像采集机构对放置在工作台上的待加工工件进行图像采集，获得第一工件图片，该第一工件图片为基准图片，并将第一工件图片通过显示机构显示，通过人为输入第一工件图片中工件需钻孔的位置，该位置为所述第一工件图片上的标准坐标点，并在该第一工件图片上标出对应的标准坐标点，所述处理机构中的图像处理器对应找取第一工件图片中与输入的标准坐标点相对应的期望坐标点，所述处理机构并将找到的期望坐标点作为第一输入信号发送至所述总控制器，所述控制器根据接收到的第一输入信号，转换成第一命令信号并发送至摇臂升降电机，控制摇臂升降电机初步运动至对应的期望坐标点，以此进行初步定位；所述激光钻头发射对准光标，将对准光标投射到待加工工件上，形成实际坐标点，然后再采集投射有对准光标的第二工件图片，并将第一工件图片和第二工件图片相配对，找出第一工件图片中标记的标准坐标点与第二工件图片中对准光标所投射的实际坐标点，根据基准图片上标记的标准坐标点和第二工件图片中的实际坐标点的区别精确计算出控制摇臂升降电机向期望坐标位移的差别距离，该将该计算的差别距离作为第二输入信号发送至所述总控制器，所述控制器根据接收到的第二输入信号，转换成第二命令信号并发送至摇臂升降电机，控制摇臂升降电机精确运动至对应的期望坐标点；待所述激光钻头精确运动至期望坐标点时，所述总控制器控制激光钻头所述对待加工工件钻孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述对准光标采用“十字光标”或“光点光标”。

作为本实用新型的进一步改进，所述输入机构采用键盘和鼠标输入。

作为本实用新型的进一步改进，所述处理机构包括坐标找取模块、图片放大模块、对比模块以及计算模块，该坐标找取模块通过图片放大模块将放大的工件图片分割成许多个像素点，并通过从多个像素点中找到工件需钻孔的坐标点的方式找到所述标准坐标点。

作为本实用新型的进一步改进，所述对比模块用于将第一工件图片和第二工件图片叠置，然后对比两张图片中两个坐标的实际差距，一者中为标记的标准坐标，另一者中为激光投射的实际坐标；所述计算模块用于将对比模块对比出的标准坐标和实际坐标之间的差距计算出差别坐标，并将差别差别作为输入信号发送至总控制器中，所述总控制器根据获得的差别差别，控制摇臂升降电机精确运动至对应的期望坐标点。

作为本实用新型的进一步改进，所述工作台上装液压卡盘，实现待加工工件的自动卡紧。

作为本实用新型的进一步改进，所述液压卡盘上设有调整卡爪或调整卡爪上的调整螺栓，可实现不同规格的工件加工。

作为本实用新型的进一步改进，所述激光钻头的激光位于钻头的头尖部。

作为本实用新型的进一步改进，所述水平导轨上设有标尺，用于查看所述激光钻头沿水平移动的距离。

本实用新型相对于现有技术有益效果如下：

本实用新型涉及一种智能数控钻床，包括底座，底座上方水平设有一工作台；机柱，机柱的内部设有总控制器；主轴箱，主轴箱包括摇臂升降电机和激光钻头，电机的输出端传动连接于激光钻头；激光钻头的激光用于发射对准光标；图像采集机构，图像采集机构用于对该位于工作台上的待加工工件进行图像采集；显示机构，显示机构用于对图像采集机构采集到的图像成像；输入机构，用于输入工件需钻孔的位置；处理机构，包括存储器和图像处理器，图像处理器对图像采集机构采集到的工件图片进行分析处理，通过计算分析找取图片中的工件所对应的需钻孔的位置。本实用新型可靠性好，采用激光钻头，并且结合图像处理技术，能够精确对准待加工工件，从而大大提高了加工工件的精度。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：

附图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面实施例将进一步举例说明本实用新型。这些实施例仅用于说明本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。

实施例：一种智能数控钻床

参见附图1，包括：底座1，位于钻床的底部，所述底座1上方水平设有一工作台2，工作台2上对应设有一工件夹具3，该工件夹具3用于将待加工工件固定。

机柱4，竖直固定于底座1的上方，所述机柱4的内部设有总控制器5。

主轴箱6，通过一水平导轨13配接于机柱4的上部区域；所述主轴箱6包括摇臂升降电机7、直线水平电机14以及激光钻头8，所述摇臂升降电机7和直线水平电机14分别用于驱动所述激光钻头8沿立柱4做上下运动和沿水平导轨13做水平运动，所述摇臂升降电机7和直线水平电机14分别用于驱动所述激光钻头8沿立柱4上下运动以及沿水平导轨13水平运动；所述激光钻头8的激光用于发射对准光标，将对准光标发射至位于工作台2上的待加工工件上，以在待加工工件上形成一发亮光标。

图像采集机构9，所述图像采集机构9用于对该位于工作台2上的待加工工件进行图像采集。

显示机构10，所述显示机构10用于对图像采集机构9采集到的图像成像。

输入机构11，本实施例中，输入机构11采用鼠标，用于输入工件需钻孔的位置。

处理机构12，包括存储器、图像处理器以及位置补偿模块，所述图像处理器对图像采集机构采集到的工件图片进行分析处理，通过计算分析结合位置补偿找取图片中的工件所对应的需钻孔的位置。

在工作状态时，先将待加工工件通过工件夹具3固定在工作台2上，所述图像采集机构9对放置在工作台2上的待加工工件进行图像采集，获得第一工件图片，该第一工件图片为基准图片，并将第一工件图片通过显示机构10显示，通过人为输入第一工件图片中工件需钻孔的位置，该位置为所述第一工件图片上的标准坐标点，并在该第一工件图片上标出对应的标准坐标点，所述处理机构12中的图像处理器对应找取第一工件图片中与输入的标准坐标点相对应的期望坐标点，所述处理机构12并将找到的期望坐标点作为第一输入信号发送至所述总控制器5，所述控制器5根据接收到的第一输入信号，转换成第一命令信号并发送至摇臂升降电机7，控制摇臂升降电机7初步运动至对应的期望坐标点，以此进行初步定位；所述激光钻头8发射对准光标，将对准光标投射到待加工工件上，形成实际坐标点，然后再采集投射有对准光标的第二工件图片，并将第一工件图片和第二工件图片相配对，找出第一工件图片中标记的标准坐标点与第二工件图片中对准光标所投射的实际坐标点，根据基准图片上标记的标准坐标点和第二工件图片中的实际坐标点的区别精确计算出控制摇臂升降电机7向期望坐标位移的差别距离，该将该计算的差别距离作为第二输入信号发送至所述总控制器5，所述控制器5根据接收到的第二输入信号，转换成第二命令信号并发送至摇臂升降电机7，控制摇臂升降电机7精确运动至对应的期望坐标点；待所述激光钻头8精确运动至期望坐标点时，所述总控制器5控制激光钻头8所述对待加工工件钻孔。

进一步地，所述水平导轨13上设有标尺，用于查看所述激光钻头8沿水平移动的距离。

需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能数控钻床，其特征在于，包括：

底座，位于钻床的底部，所述底座上方水平设有一工作台，工作台上对应设有一工件夹具，该工件夹具用于将待加工工件固定；

机柱，竖直固定于所述底座的上方，所述机柱的内部设有总控制器；

主轴箱，通过一水平导轨配接于机柱的上部区域；所述主轴箱包括摇臂升降电机、直线水平电机以及激光钻头，所述摇臂升降电机和直线水平电机分别用于驱动所述激光钻头沿立柱上下运动和沿水平导轨水平运动；所述激光钻头的激光用于发射对准光标，将对准光标发射至位于工作台上的待加工工件上，以在待加工工件上形成一发亮光标；

图像采集机构，所述图像采集机构用于对该位于工作台上的待加工工件进行图像采集；

显示机构，所述显示机构用于对图像采集机构采集到的图像成像；

输入机构，用于输入工件需钻孔的位置；

处理机构，包括存储器、图像处理器以及位置补偿模块，所述图像处理器对图像采集机构采集到的工件图片进行分析处理，通过计算分析结合位置补偿找取图片中的工件所对应的需钻孔的位置；

在工作状态时，先将所述待加工工件通过工件夹具固定在工作台上，所述图像采集机构对放置在工作台上的待加工工件进行图像采集，获得第一工件图片，该第一工件图片为基准图片，并将第一工件图片通过显示机构显示，通过人为输入第一工件图片中工件需钻孔的位置，该位置为所述第一工件图片上的标准坐标点，并在该第一工件图片上标出对应的标准坐标点，所述处理机构中的图像处理器对应找取第一工件图片中与输入的标准坐标点相对应的期望坐标点，所述处理机构并将找到的期望坐标点作为第一输入信号发送至所述总控制器，所述总控制器根据接收到的第一输入信号，转换成第一命令信号并发送至摇臂升降电机，控制摇臂升降电机初步运动至对应的期望坐标点，以此进行初步定位；所述激光钻头发射对准光标，将对准光标投射到待加工工件上，形成实际坐标点，然后再采集投射有对准光标的第二工件图片，并将第一工件图片和第二工件图片相配对，找出第一工件图片中标记的标准坐标点与第二工件图片中对准光标所投射的实际坐标点，根据基准图片上标记的标准坐标点和第二工件图片中的实际坐标点的区别精确计算出控制摇臂升降电机向期望坐标位移的差别距离，将该计算的差别距离作为第二输入信号发送至所述总控制器，所述总控制器根据接收到的第二输入信号，转换成第二命令信号并发送至摇臂升降电机，控制摇臂升降电机精确运动至对应的期望坐标点；待所述激光钻头精确运动至期望坐标点时，所述总控制器控制激光钻头对所述待加工工件钻孔。

2.根据权利要求1所述的智能数控钻床，其特征在于：所述对准光标采用“十字光标”或“光点光标”。

3.根据权利要求1所述的智能数控钻床，其特征在于：所述输入机构采用键盘和鼠标输入。

4.根据权利要求1所述的智能数控钻床，其特征在于：所述处理机构包括坐标找取模块、图片放大模块、对比模块以及计算模块，该坐标找取模块通过图片放大模块将放大的工件图片分割成许多个像素点，并通过从多个像素点中找到工件需钻孔的坐标点的方式找到所述标准坐标点。

5.根据权利要求4所述的智能数控钻床，其特征在于：所述对比模块用于将第一工件图片和第二工件图片叠置，然后对比两张图片中两个坐标的实际差距，一者中为标记的标准坐标，另一者中为激光投射的实际坐标；所述计算模块用于将对比模块对比出的标准坐标和实际坐标值计算出差值，并将差值作为输入信号发送至总控制器中，所述总控制器根据获得的差值信号，控制摇臂升降电机精确运动至对应的期望坐标点。

6.根据权利要求1所述的智能数控钻床，其特征在于：所述工件夹具为工作台上的装液压卡盘，实现待加工工件的自动卡紧。

7.根据权利要求6所述的智能数控钻床，其特征在于：所述液压卡盘上设有调整卡爪或调整卡爪上的调整螺栓，可实现不同规格的工件加工。

8.根据权利要求1-7任一所述的智能数控钻床，其特征在于：所述激光钻头的激光位于钻头的头尖部。

9.根据权利要求1所述的智能数控钻床，其特征在于：所述水平导轨上设有标尺，用于查看所述激光钻头沿水平移动的距离。