CN210848414U

CN210848414U - 自动寻位钻孔机

Info

Publication number: CN210848414U
Application number: CN201921457843.9U
Authority: CN
Inventors: 周勇; 陈贤远; 米切尔.卡门.布鲁
Original assignee: Longmei Xiamen Fitness Equipment Co ltd
Current assignee: Longmei Xiamen Fitness Equipment Co ltd; Land America Health and Fitness Co Ltd
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2020-06-26
Anticipated expiration: 2029-09-03

Abstract

本实用新型公开了一种自动寻位钻孔机，包括基座、移动模组、钻孔机构、寻位机构及PLC控制器；所述基座上设有一固定加工区，该基座于固定加工区的一端设有用以放置钻头的储刀架，所述移动模组设置在基座的一侧，所述PLC控制器连接移动模组、钻孔机构及寻位机构。通过寻位机构配合PLC控制器自动获取工件的打孔信息，通过钻孔机构与移动模组及PLC控制器的配合实现自动钻孔动作，钻孔位置的确定及钻孔动作的执行均通过本实用新型自动寻位钻孔机实现，提高钻孔效率及精度，同时也减轻工人的劳动强度。

Description

自动寻位钻孔机

技术领域

本实用新型涉及一种钻孔设备，特别是指一种针对各种器械进行钻孔的自动寻位钻孔机。

背景技术

健身器材及体育器械是竞技体育比赛和健身锻炼所使用的各种器械、装备及用品的总称。健身器材或体育器械在加工过程中经常需要进行钻孔作业，体育器械及健身器材大多体积大，不易移动，需要手工测量产品，并标注钻孔位置，因此其钻孔作业劳动强度大，钻孔效率低，加工成本居高不下，并且因为健身器材或者体育器械的左右两边都有不同孔径的多个孔，钻完一面后需要在翻到另一面装夹后再钻孔,不但工作效率和精度极低，也大大增加了工人的劳动强度，在两面的钻孔过程中容易出现钻孔位置偏离预定位置的状况产生，使得产品的一致性差，影响产品的外观，甚至影响产品的装配。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足而提供一种无需人工测量及钻孔，大大提高工作效率和精度，减轻工人的劳动强度的自动寻位钻孔机。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种自动寻位钻孔机，其包括基座、设置在基座上的至少一移动模组、设置在移动模组上的钻孔机构、设置在移动模组上的寻位机构、及连接移动模组、钻孔机构及寻位机构的PLC控制器；所述基座上设有一固定加工区，该基座于固定加工区的一端设有用以放置钻头的储刀架，所述移动模组设置在基座的一侧，所述钻孔机构具有刀座、刀柄、钻头及动力伺服电机，所述刀座固定在移动模组上，刀柄可转动的装设在刀座上，钻头装设在刀柄上，动力伺服电机连接刀柄；所述寻位机构包括位移传感器及寻位滑座，寻位滑座固定连接移动模组，位移传感器连接 PLC控制器，所述PLC控制器连接移动模组、钻孔机构及寻位机构。

进一步，所述钻孔机构包括刀架、装设在刀架上的所述刀座、所述刀柄、所述钻头、动力伺服电机及换刀气缸，所述刀架固定设置在移动模组上，所述钻头设置在刀柄的一侧，刀柄的另一侧连接换刀气缸，所述动力伺服电机设置在换刀气缸的一侧，动力伺服电机通过传动皮带连接刀柄的转轴。

进一步，所述移动模组包括X轴模组、Y轴模组及Z轴模组，所述X 轴模组包括X轴滑轨、X轴滑块及X轴进给伺服电机，所述Y轴模组包括 Y轴滑轨、Y轴滑块及Y轴进给伺服电机，所述Z轴模组包括Z轴滑轨、 Z轴滑块及Z轴伺服电机，X轴滑轨固定在基座上，Y轴滑轨固定在X轴滑块上，Z轴滑轨固定在Y轴滑块上，所述刀架固定设置在Z轴滑块上，所述寻位机构的寻位滑座固定在移动模组的Z轴滑块上。

进一步，所述基座的固定加工区设置在基座的中部，固定加工区的两侧分别设有一组移动模组，各移动模组上分别设有所述钻孔机构及寻位机构，所述储刀架对应设有两组。

进一步，所述的位移传感器包括横向位移传感器、纵向位移传感器，所述寻位机构包括还寻位滑轨、横向移位杆、横向笔形气缸、纵向笔形气缸、纵向移位杆及寻位座，横向位移传感器装设在横向移位杆上，纵向位移传感器装设在纵向移位杆上，横向移位杆连接横向笔形气缸，纵向移位杆连接纵向笔形气缸，使横向移位杆可横向移动的装设在寻位座上，纵向移位杆可纵向移动的设置在寻位座上，寻位座连接带有位置开关的笔形气缸，寻位滑座固定在移动模组的Z轴滑块上。

进一步，所述寻位机构还包括基准桩，工件上设置有基准部，所述基准桩可拆卸的设置在工件的基准部。

进一步，所述基座于固定加工区内设有一线性滑轨，线性滑轨上设有可于线性滑轨上滑动的线性滑块，线性滑块连接滑轨气缸，所述工件安装在固定工装上，固定工装固定配合在线性滑块上。

所述PLC控制器与一操控面板相连，该PLC控制器内存储有欲进行钻孔加工的各种器械的钻孔信息，钻孔信息包括各个器械的相对基准点、要进行钻孔的各个孔的坐标位置、各个孔对应的孔径大小。

采用上述方案后，本实用新型自动寻位钻孔机是于基座上设置连接 PLC控制器的移动模组、钻孔机构及寻位机构，通过寻位机构配合PLC控制器自动获取工件的打孔信息，通过钻孔机构与移动模组及PLC控制器的配合实现自动钻孔动作，钻孔位置的确定及钻孔动作的执行均通过本实用新型自动寻位钻孔机实现，提高钻孔效率及精度，同时也减轻工人的劳动强度。本实用新型较佳可在基座的左右两侧分别设计一组可自动换刀的钻孔机构，左右两组移动模组的X轴、Y轴、Z轴都是由高精度滚珠丝杆配合伺服电机移动进给，左右两组钻孔机构可以采用完全对称或者完全不对称的方式执行各自的钻孔任务，这就解决了传统钻孔方式钻完一面后需要再翻到另一面装夹工件再钻孔的问题，不但大幅度提高钻孔效率和精度，也大大减轻了工人的劳动强度。

附图说明

图1为本实用新型安装加工工件的起始状态示意图。

图2为本实用新型安装加工工件进入加工程序的初始状态示意图。

图3为本实用新型钻孔机构与移动机构配合的结构示意图。

图4为本实用新型对加工工件进行钻孔的动作图一。

图5为本实用新型对加工工件进行钻孔的动作图二。

图6为本实用新型对加工工件进行钻孔的动作图三。

图7为本实用新型钻孔机构的结构示意图。

图8为本实用新型寻位机构与工件配合的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1至图8所示，本实用新型揭示了一种自动寻位钻孔机，其包括基座1、设置在基座1上的至少一移动模组2、设置在移动模组2上的钻孔机构3、设置在移动模组2上的寻位机构4、及连接移动模组2、钻孔机构3及寻位机构4的PLC控制器。

所述基座1上设有一固定加工区11，工件A通过固定工装B固定在基座1上，该基座1于固定加工区11的一端设有用以放置钻头的储刀架 5。

所述移动模组2设置在基座1的一侧，包括X轴模组21、Y轴模组 22及Z轴模组，所述X轴模组21包括X轴滑轨211、X轴滑块212及X 轴进给伺服电机213，所述Y轴模组22包括Y轴滑轨221、Y轴滑块222 及Y轴进给伺服电机223，所述Z轴模组23包括Z轴滑轨231、Z轴滑块232及Z轴伺服电机233，X轴滑轨211固定在基座1上，Y轴滑轨221 固定在X轴滑块212上，Z轴滑轨231固定在Y轴滑块222上。

所述钻孔机构3包括刀架31、装设在刀架31上的刀座32、可转动的装设在刀座32上的刀柄33、可拆卸的配合在刀柄33一端的钻头34、连接在刀柄35另一端的换刀气缸35、设置在换刀气缸35一侧的动力伺服电机36。所述刀架31固定设置在Z轴滑块332上，所述动力伺服电机 36通过传动皮带37连接刀柄33的转动轴。

所述的寻位机构4包括寻位滑轨41、寻位滑座42、横向移位杆43、纵向移位杆44、横向位移传感器、纵向位移传感器及寻位座45，横向位移传感器装设在横向移位杆43上，横向移位杆43连接横向笔形气缸 47，纵向位移传感器装设在纵向移位杆44上，纵向移位杆44连接纵向笔形气缸48，使横向移位杆43可横向移动的装设在寻位座45上，纵向移位杆44可纵向移动的设置在寻位座45上，寻位座45连接带有位置开关的笔形气缸49，寻位滑座42固定在移动模组2的Z轴滑块232上。为了实现自动寻位，在工件A的欲钻孔的侧边还设有供基准桩46装设的基准点，基准桩46可拆卸的安装在工件A上。

PLC控制器连接移动模组2的X轴进给伺服电机213、Y轴进给伺服电机223及Z轴进给伺服电机233，连接钻孔机构3的换刀气缸及动力伺服电机36，连接寻位机构4的横向移位杆43、纵向移位杆44、横向位移传感器、纵向位移传感器。该PLC控制器与一操控面板相连，并事先存储欲进行钻孔加工的各种器械的钻孔信息，钻孔信息包括各个器械的相对基准点、要进行钻孔的各个孔的坐标位置、各个孔对应的孔径大小等。

为了提高钻孔效率，所述基座1的固定加工区11设置在基座1的中部位置，基座1于固定加工区11的两侧分别设置一组移动模组2，每一组移动模组2上分别设有所述钻孔机构3及寻位机构4，所述储刀架5设有两组，两组储刀架5分别朝向两组移动模组2。基座1两边的两组移动模组2、钻孔机构3及寻位机构4分别通过PLC控制器单独控制，左边的机构对工件A的左边进行独立的自动寻位及钻孔作业，右边的机构对工件A的右边进行独立的自动寻位及钻孔作业。

为了便于安装工件A，所述基座1于固定加工区11内设有一线性滑轨12，线性滑轨12上设有可于线性滑轨12上滑动的线性滑块13，线性滑块13连接滑轨气缸14，滑轨气缸14连接操控面板工件A安装时，先将固定工装B安装在线性滑块13上，再将工件A固定在固定工装B上。

如图4至图6所示，本实用新型还揭示了上述自动寻位钻孔机的自动寻位钻孔方法，其包括以下步骤：

步骤1：将欲钻孔的工件A固定在基座1的固定加工区11内；若工件需要确定基准位置，则进入步骤2，若工件无需确定基准位置，则直接进入步骤3；

工件A的固定是通过固定工装B实现，将固定工装B固定在基座1 的线性滑块13上，工件A安装在固定工装B上，按下滑轨气缸14的控制按钮，滑轨气缸14会将线性滑块13及固定在线性滑块13上的固定工装B及工件A沿着线性滑轨12拉入基座1的固定加工区11内。同一型号的单个或者多个工件依次进行钻孔加工时，首个工件A需要在进入固定加工区11之前或者进入固定加工区11之后，在操控面板上输入工件A 的参数(如工件A的名称和型号)。有些工件A的钻孔位置需要加装基准桩46进行基准位置的确定，再根据基准位置确定钻孔位置，有些工件的钻孔无需使用基准桩，直接在PLC控制器内存储钻孔位置。

步骤2：PLC控制器根据工件A的型号，分别控制固定加工区11两侧的移动模组2移动至靠近基准桩的位置后停止，寻位机构4的笔形气缸49带动寻位座45往工件A的一侧伸出，当感应到基准桩46后，笔形气缸49停止移动，横向笔形气缸47及纵向笔形气缸48分别控制横向移位杆及纵向移位杆朝基准桩46伸出并触碰基准桩46，横向位移传感器及纵向位移传感器记录横向移位杆及纵向移位杆触碰到基准桩时的坐标，并传送至PLC控制器，PLC控制器根据基准桩的坐标计算出各个钻孔位置及钻孔孔径的大小之后进入步骤3。

步骤3：PLC控制器将工件A的钻孔孔径大小对应的钻头型号发送给钻孔机构，并控制移动模组2移动至储刀架5对应的钻头34型号位置处，并朝向钻头34移动，使钻头34插入刀柄33内，并通过换刀气缸35将钻头34进行固定后进入步骤4。

步骤4：PLC控制器将工件A的钻孔位置发送给移动模组2，移动模组2带动钻孔机构3移动至工件A一侧后停止，钻孔机构3的动力伺服电机36启动，对工件A进行钻孔作业，当前钻孔位置钻完孔后即自动进入下一钻孔位置的钻孔作业，若下一钻孔位置与当前的孔径相同，则进入步骤6,若下一钻孔位置的孔径与当前钻孔孔径不同，则进入步骤5进行换刀动作。

步骤5：PLC控制器将工件A的钻孔孔径大小对应的钻头型号发送给钻孔机构，并控制移动模组2移动至储刀架5，换刀气缸35将刀柄33内的钻头34推出刀柄33外，使钻头34落入储刀架5上，移动模组2带动钻孔机构3移动至欲取用的钻头34型号位置处，并朝向钻头34移动，使钻头34插入刀柄33内，并通过换刀气缸35将钻头34进行固定后进入步骤4。

步骤6：工件A上所有的钻孔位置都钻完孔后，移动模组2在PLC控制器的动作指令下将钻孔机构3上的钻头放置在储刀架5上，移动模组2 带动钻孔机构3回归至初始状态。

工件A加工完成后会自动退回到装卸区域，再将工件A从固定工装B 上取下。若下一加工器械与当前工件A相同，无需更换固定工装B，将下一工件A装在固定工装B后重复步骤1-6。若下一加工器械与当前工件A 不同，需要更换对应的固定工装B，再重复步骤1-6。

本实用新型的设计初衷是专门针对各种健身车架、体育器械等钻孔所用，因为健身器材及体育器械大多数车架的左右两边都有不同孔径的多个孔，因此，本实用新型较佳可在基座1的左右两侧分别设计一组可自动换刀的钻孔机构3，左右两组移动模组2的X轴、Y轴、Z轴都是由高精度滚珠丝杆配合伺服电机移动进给，左右两组钻孔机构3可以采用完全对称或者完全不对称的方式执行各自的钻孔任务，这就解决了传统钻孔方式钻完一面后需要再翻到另一面装夹工件A再钻孔的问题，不但大幅度提高钻孔效率和精度，也大大减轻了工人的劳动强度。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims

1.一种自动寻位钻孔机，其特征在于，包括：基座、设置在基座上的至少一移动模组、设置在移动模组上的钻孔机构、设置在移动模组上的寻位机构、及连接移动模组、钻孔机构及寻位机构的PLC控制器；所述基座上设有一固定加工区，该基座于固定加工区的一端设有用以放置钻头的储刀架，所述移动模组设置在基座的一侧，所述钻孔机构具有刀座、刀柄、钻头及动力伺服电机，所述刀座固定在移动模组上，刀柄可转动的装设在刀座上，钻头装设在刀柄上，动力伺服电机连接刀柄；所述寻位机构包括位移传感器及寻位滑座，寻位滑座固定连接移动模组，位移传感器连接PLC控制器，所述PLC控制器连接移动模组、钻孔机构及寻位机构。

2.如权利要求1所述的自动寻位钻孔机，其特征在于：所述钻孔机构包括刀架、装设在刀架上的所述刀座、所述刀柄、所述钻头、动力伺服电机及换刀气缸，所述刀架固定设置在移动模组上，所述钻头设置在刀柄的一侧，刀柄的另一侧连接换刀气缸，所述动力伺服电机设置在换刀气缸的一侧，动力伺服电机通过传动皮带连接刀柄的转轴。

3.如权利要求2所述的自动寻位钻孔机，其特征在于：所述移动模组包括X轴模组、Y轴模组及Z轴模组，所述X轴模组包括X轴滑轨、X轴滑块及X轴进给伺服电机，所述Y轴模组包括Y轴滑轨、Y轴滑块及Y轴进给伺服电机，所述Z轴模组包括Z轴滑轨、Z轴滑块及Z轴伺服电机，X轴滑轨固定在基座上，Y轴滑轨固定在X轴滑块上，Z轴滑轨固定在Y轴滑块上，所述刀架固定设置在Z轴滑块上，所述寻位机构的寻位滑座固定在移动模组的Z轴滑块上。

4.如权利要求3所述的自动寻位钻孔机，其特征在于：所述基座的固定加工区设置在基座的中部，固定加工区的两侧分别设有一组移动模组，各移动模组上分别设有所述钻孔机构及寻位机构，所述储刀架对应设有两组。

5.如权利要求4所述的自动寻位钻孔机，其特征在于：所述的位移传感器包括横向位移传感器、纵向位移传感器，所述寻位机构包括还寻位滑轨、横向移位杆、横向笔形气缸、纵向笔形气缸、纵向移位杆及寻位座，横向位移传感器装设在横向移位杆上，纵向位移传感器装设在纵向移位杆上，横向移位杆连接横向笔形气缸，纵向移位杆连接纵向笔形气缸，使横向移位杆可横向移动的装设在寻位座上，纵向移位杆可纵向移动的设置在寻位座上，寻位座连接带有位置开关的笔形气缸，寻位滑座固定在移动模组的Z轴滑块上。

6.如权利要求5所述的自动寻位钻孔机，其特征在于：所述寻位机构还包括基准桩，工件上设置有基准部，所述基准桩可拆卸的设置在工件的基准部。

7.如权利要求6所述的自动寻位钻孔机，其特征在于：所述基座于固定加工区内设有一线性滑轨，线性滑轨上设有可于线性滑轨上滑动的线性滑块，线性滑块连接滑轨气缸，所述工件安装在固定工装上，固定工装固定配合在线性滑块上。

8.如权利要求1所述的自动寻位钻孔机，其特征在于：所述PLC控制器与一操控面板相连，该PLC控制器内存储有欲进行钻孔加工的各种器械的钻孔信息，钻孔信息包括各个器械的相对基准点、要进行钻孔的各个孔的坐标位置、各个孔对应的孔径大小。