CN211728256U - 自动钻孔攻牙设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自动钻孔攻牙设备，包括机架和设于机架上的转盘装置，以及环绕所述转盘装置依次设置的上料装置、加工装置和取料装置；所述转盘装置包括可相对机架转动并设有多个工位槽的转盘；所述上料装置包括用于将工件移入所述工位槽内的上料机械手；所述加工装置用于对所述工位槽上的工件进行钻孔加工和攻牙加工；所述取料装置包括用于将工件移出所述工位槽的取料机械手。本实用新型提供的自动钻孔攻牙设备通过转盘装置可将多个工位槽高精度地转动至各个工位，再通过加工装置实现钻孔、攻牙加工，加工过程中无需进行重复定位校准，适合工件的大批量加工，在保证加工精度的同时，提高加工效率并降低生产成本。

Description

自动钻孔攻牙设备

技术领域

本实用新型涉及机械制造加工领域，尤其涉及一种自动钻孔攻牙设备。

背景技术

在机械零部件的生产制造过程中，经常需要钻孔和攻牙工序；钻孔是指在机械零部件上钻设盲孔或通孔，攻牙是指在钻设的盲孔或通孔的内侧壁上加工出螺纹，用于实现螺纹连接或者传动。

然而，市场上钻孔和攻牙设备一般是独立的，需要分别配置相应的钻孔机和攻牙机进行不同工序的加工，在不同工序之间需要人工装卸工件，导致耗费大量的人工成本且增加加工工时，加工效率较低。其次，工件在钻孔机中完成钻孔后再移至攻牙机中进行攻牙的移动过程，定位容易出现误差，导致攻牙位置发生偏移，影响攻牙加工的精确性。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种可确保定位精度并能实现全自动钻孔、攻牙加工的自动钻孔攻牙设备。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种自动钻孔攻牙设备，包括机架和设于所述机架上的转盘装置，以及均设于所述机架上并环绕所述转盘装置依次设置的上料装置、加工装置和取料装置；所述转盘装置包括可相对所述机架转动的转盘，所述转盘上设有多个沿所述转盘的边缘等距排列的工位槽；所述上料装置包括用于将工件移入所述工位槽内的上料机械手，所述上料机械手包括多轴联动机构和与所述多轴联动机构连接的上料夹具；所述加工装置用于对所述工位槽上的工件进行钻孔加工和攻牙加工；所述取料装置包括用于将工件移出所述工位槽的取料机械手。

优选地，所述多轴联动机构包括用于驱动所述上料夹具沿上下方向移动的Z轴组件、设于所述Z轴组件上并用于驱动所述上料夹具沿前后方向移动的X轴组件，以及设于所述X轴组件上并用于驱动所述上料夹具转动的R轴组件，所述上料夹具设于所述R轴组件上。

优选地，所述R轴组件包括相对所述X轴组件固定的安装板和相对所述Z轴组件固定的导向板，以及一端与所述上料夹具轴向固定的导向件，所述导向件的另一端抵接于所述导向板上，所述上料夹具穿设于所述安装板上并可相对所述安装板转动，且所述上料夹具在被所述X轴组件驱动沿前后方向移动时可通过所述导向件和所述导向板的导向作用实现转动。

更优地，所述R轴组件还包括一端与所述X轴组件连接的拉簧，所述拉簧的另一端与所述导向件连接。

更优地，所述导向件上设有用于抵接所述导向板的导向轴承。

优选地，所述上料装置还包括振动盘和设于所述振动盘与所述上料机械手之间的传输滑道。

进一步地，所述加工装置包括用于对工件的顶面进行钻孔加工的垂直钻孔机构、用于对工件的侧壁进行钻孔加工的水平钻孔机构和用于对工件进行攻牙的攻牙机构，所述垂直钻孔机构、水平钻孔机构和攻牙机构具有间距地环绕所述转盘设置。

优选地，所述垂直钻孔机构包括三轴联动组件和与所述三轴联动组件连接并可由所述三轴联动组件驱动移动的垂直钻孔电机，以及与所述垂直钻孔电机的输出轴连接并可由所述垂直钻孔电机驱动旋转的垂直钻刀。

优选地，所述转盘装置还包括相对所述机架固定设置的至少一个压料机构，所述压料机构用于在所述加工装置进行加工时压紧所述工位槽内的工件。

更优地，所述转盘装置还包括至少一个设于所述机架上并抵接所述转盘底部的支撑轴承。

更优地，所述支撑轴承对应所述加工装置的加工位置设置。

相比现有技术，本实用新型的方案具有以下优点：

1.本实用新型提供的自动钻孔攻牙设备通过转盘装置可将多个工位槽高精度地转动至各个工位，再通过加工装置实现钻孔、攻牙加工，加工过程中无需进行重复定位校准，重复取放工件，适合工件的大批量加工，在保证加工精度的同时，缩减了加工工时，提高加工效率并降低生产成本。

2.本实用新型提供的自动钻孔攻牙设备中，上料机械手的多轴联动机构可驱动上料夹具进行多角度、多方向的移动，以适配转盘装置中工位槽的位置和工件放置角度，具备较高的定位精度，无需人工调整定位工件，生产效率更高。

3.本实用新型提供的自动钻孔攻牙设备中，上料机械手的R轴组件通过导向板和导向件的导向配合便可将X轴组件的直线运动转换为旋转运动，在X轴组件驱动上料夹具沿前后方向移动的同时，所述上料夹具被带动转动，保证转动角度的精准性，以更好地适配工位槽的工件放置角度，且R轴组件无需额外采用动力驱动，可降低成本。

4.本实用新型提供的自动钻孔攻牙设备中，转盘装置设有用于压紧工位槽内的工件的压料机构，将压料机构将对应工位的工件进行压紧，以提高加工过程的稳定性，确保加工精度。

5.本实用新型提供的自动钻孔攻牙设备中，转盘的底部设有支撑轴承，通过支撑轴承的支撑确保转盘上的工位槽可稳定转动至各个工位处，保证加工精度，且支撑轴承对应加工装置的加工位置设置，避免在进行垂直方向上的钻孔、攻牙加工时将转盘下压变形，提高设备整体的强度和稳定性。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例提供的自动钻孔攻牙设备的立体图；

图2为图1所示的自动钻孔攻牙设备中的转盘装置的立体图；

图3为图1所示的自动钻孔攻牙设备中的上料机械手的立体图；

图4为图3所示的上料机械手的分解图；

图5为图3所示的上料机械手另一状态的立体图；

图6为图1所示的自动钻孔攻牙设备中的垂直钻孔机构的立体图；

图7为图1所示的自动钻孔攻牙设备中的水平钻孔机构的立体图；

图8为图1所示的自动钻孔攻牙设备中的攻牙机构的立体图；

图9为图1所示的自动钻孔攻牙设备中的取料装置的立体图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、零/部件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、零/部件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称零/部件被“连接”到另一零/部件时，它可以直接连接到其他零/部件，或者也可以存在中间零/部件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

图1至图9共同示出了本实用新型实施例提供的自动钻孔攻牙设备，其用于全自动地完成工件的钻孔、攻牙工序，在不同工序之间无需重复拆装定位工件，以确保加工精度并能提高加工效率。

如图1所示，所述自动钻孔攻牙设备1000包括机架1、均设于所述机架1上的转盘装置2、上料装置3、加工装置4和取料装置5，所述上料装置3、加工装置4和取料装置5环绕所述转盘装置1依次设置。

请结合图2，所述转盘装置2包括转盘电机21和转盘22，所述转盘电机21设于所述机架1上，所述转盘22与所述转盘电机21的输出轴连接并可由所述转盘电机21驱动相对所述机架1转动，所述转盘21上设有多个沿所述转盘21的边缘等距排列的工位槽23，所述工位槽23用于放置工件2000，其根据所述工件2000的形状、尺寸设置，以实现对所述工件2000的定位及限位功能。

优选地，所述转盘装置2还包括至少一个压料机构24，所述压料机构24的具体数量根据所述加工装置4加工工序的数量而调整，其通过架设于所述转盘22上的固定板25相对所述机架1固定设置，并分设于与所述加工装置4中各个加工工位的位置处，可在所述加工装置4对所述工件2000进行加工时将所述工件2000压紧于所述工位槽23内，保证所述工件2000不会由于加工过程中产生的振动而发生错位，确保加工精度。

具体地，所述压料机构24包括压料气缸241和压料头242，所述压料气缸241设于所述固定板25上，所述压料头242与所述压料气缸241的活塞杆连接并可由所述压料气缸241驱动沿竖直方向升降，从而可通过所述压料气缸241驱动所述压料头242下压并将所述工件2000顶紧于所述工位槽23内。

优选地，不同压料机构24中的压料头241的形状和尺寸可相同或不同，即在对应所述加工装置4不同加工工序处的压料机构24，其压料头242的形状和尺寸可根据所述工件2000的待加工位置而设置，以避免由于所述压料头242的遮挡而影响加工，提高加工过程的稳定性。

优选地，所述转盘装置2还包括至少一个设于所述机架1上并抵接所述转盘22底部的支撑轴承26，所述支撑轴承26同样对应所述加工装置4的加工位置设置，通过所述支撑轴承26的支撑确保所述转盘22上的工位槽23可稳定转动至各个工位处，保证加工精度，相比采用其他支撑件，还可有效降低与所述转盘22之间的摩擦力，保证所述转盘可顺畅转动。其次，通过所述支撑轴承26可避免由于所述压料机构24的下压力或者所述加工装置4在进行垂直方向上的钻孔、攻牙加工时将所述转盘22下压变形，提高设备整体的强度和稳定性。

在图1中示出，所述上料装置3包括振动盘31、传输滑道32和上料机械手33，所述传输滑道32的一端与所述振动盘31的出料口连接，另一端设于所述上料机械手33所处位置处，所述上料机械手33可配合所述转盘22的转动运动将所述传输滑道32上的工件2000逐个移入不同的工位槽23内。所述上料装置3通过所述振动盘31完成工件2000的出料步骤，使大量工件2000能实现自动有序的定向排列，整齐、准确地通过所述上料机械手33传递至下一机构。

请结合图3和图4，所述上料机械手33包括多轴联动机构和与所述多轴联动机构连接的上料夹具331，所述上料夹具331用于夹持所述工件2000。所述多轴联动机构包括用于驱动所述上料夹具331沿上下方向移动的Z轴组件332、用于驱动所述上料夹具331沿所述传输滑道32至所述工位槽23之间前后移动的X轴组件333，以及用于驱动所述上料夹具331转动的R轴组件334。通过所述多轴联动机构可驱动所述上料夹具331进行多角度、多方向的移动，以适配所述工位槽23的位置和工件放置角度，使所述上料夹具331具备较高的定位精度，无需人工调整定位工件，生产效率更高。

具体地，所述Z轴组件332架设于所述机架1上，所述X轴组件333设于所述Z轴组件332上并可被所述Z轴组件332驱动升降移动，所述R轴组件334设于所述X轴组件333上并可被所述X轴组件333驱动前后移动，所述上料夹具331设于所述R轴组件334上并可被所述R轴组件334驱动转动。所述Z轴组件332和X轴组件333均由单作用气缸实现驱动，且均配置有相适配的导轨和滑块，以在单作用气缸驱动所述上料夹具331移动时通过所述导轨和滑块的配合限定所述上料夹具331的移动位置，避免发生偏差，提高所述上料夹具331的定位精度。

优选地，所述R轴组件334包括安装板3341、导向板3342和导向件3343，所述安装板3341与所述X轴组件333的单作用气缸的活塞杆连接，所述导向板3342与所述Z轴组件332的单作用气缸的活塞杆连接，所述上料夹具331穿设于所述安装板3341上并可相对所述安装板3341转动，所述导向件3343为摆动件，其一端与所述上料夹具331铰接，另一端抵接于所述导向板3342上并可在所述导向板3342的导向作用下摆动。

通过所述导向板3342和导向件3343的导向配合将所述X轴组件333的直线运动转换为旋转运动，从而在所述X轴组件333驱动所述上料夹具331沿前后方向移动的同时，所述上料夹具331被所述导向件3343带动转动，进而保证转动角度的精准性，以更好地适配工位槽23的工件放置角度，且所述R轴组件334无需额外采用动力驱动，可降低成本。

优选地，所述导向板3342上开设有导向斜面3342A，所述导向件3343上设有用于抵接所述导向斜面3342A的导向轴承3343A，通过所述导向轴承3343A可减小所述导向件3343与所述导向斜面3342A之间的摩擦力，保证所述R轴组件334的传动顺畅性。

进一步地，所述R轴组件334还包括用于将所述导向轴承3343A拉紧贴合于所述导向斜面3342A上的拉簧3344，所述拉簧3344的一端与所述X轴组件333连接，另一端与所述导向件3343连接，通过所述拉簧3344确保所述导向轴承3343A与所述导向斜面3342A保持贴合状态，从而保证其导向功能的顺利实现。且在所述X轴组件333的单作用气缸的活塞杆收缩时，可通过所述拉簧3344辅助拉动所述上料夹具331复位，减小所述X轴组件333的单作用气缸的负担。

应当理解的是，在其他实施方式中，所述导向板3342的导向斜面3342A也可替换为导向槽，所述导向轴承3343A嵌设于所述导向槽并可沿所述导向槽移动，从而无需设置所述拉簧3344便可保证所述导向轴承3343A与所述导向板3342的贴合状态。

请结合图3和图5，图3中示出的是所述上料机械手33处于所述X轴组件333的单作用气缸缩回的状态，图5中示出的是所述上料机械手33处于所述X轴组件333的单作用气缸伸出的状态，所述X轴组件333的单作用气缸在从缩回状态伸出后，所述上料夹具331在所述导向板3342和导向件3343的导向配合下转动了90度，该传动结构不仅结构简单，稳定性较好，还具有较高的转动精度，可提升所述上料夹具331的定位精度。

在图1中示出，所述加工装置4包括具有间距地环绕所述转盘22设置的垂直钻孔机构41、水平钻孔机构42和攻牙机构43，以分别对所述工件2000进行不同方向不同位置的钻孔、攻牙加工。

在其他实施方式中，所述加工装置4的具体组成结构可根据加工需求而调整，例如改变不同机构的排列顺序，或者增加具有铣槽、倒角等功能其他加工机构，以适配不同的工件加工。

如图6所示，所述垂直钻孔机构41包括三轴联动组件411和与所述三轴联动组件411连接并可由所述三轴联动组件411驱动移动的垂直钻孔电机412，以及与所述垂直钻孔电机412的输出轴连接并可由所述垂直钻孔电机412驱动旋转的垂直钻刀413。通过所述三轴联动组件411可带动所述垂直钻刀413移动至不同位置进行钻孔加工，从而可在所述工件2000上的不同位置钻盲孔或者通孔，适应性更广。

具体地，所述三轴联动组件411由分设于X轴、Y轴和Z轴方向上的三台电机和与所述三台电机一一对应连接的三个丝杆螺母组件构成，通过所述丝杆螺母组件的传动可将其电机输出的旋转运动转换成线性运动，且由于丝杆螺母组件具有高精度、可逆性和高效率的特点，可提高传动效率。

优选地，三台电机与三个丝杆螺母组件的传动结构均配置有相适配的导轨和滑块，通过所述导轨和滑块的配合起限位作用，可避免所述垂直钻刀413的移动发生偏差，提高所述垂直钻刀413的定位精度。

如图7所示，所述水平钻孔机构42包括第一驱动组件421和与所述第一驱动组件421连接并可由所述第一驱动组件421驱动前后移动的水平钻孔电机422，以及与所述水平钻孔电机422的输出轴连接并可由所述水平钻孔电机422驱动旋转的水平钻刀423，所述水平钻刀423可被所述第一驱动组件421带动靠近或者远离所述转盘22，从而逐个对不同的工件2000进行其侧壁上的钻孔加工。

优选地，所述第一驱动组件421采用皮带传动结构，其包括与所述水平钻孔电机422的输出轴连接的皮带4211，通过所述皮带4211可实现工作时传动平稳无噪声，在加工过程中如遇到过载，所述水平钻孔电机422的输出轴可与皮带4211发生打滑，从而起到过载保护的作用，且皮带传动结构成本低，可降低所述水平钻孔机构42的制造成本。

如图8所示，所述攻牙机构43包括第二驱动组件431和与所述第二驱动组件431连接并可由所述第二驱动组件431驱动前后移动的攻牙电机432，以及与所述攻牙电机432的输出轴连接并可由所述攻牙电机432驱动旋转的攻牙刀433，所述攻牙刀433可被所述第二驱动组件431带动靠近或者远离所述转盘22，从而逐个对不同的工件2000进行其侧壁上的攻牙加工。

在另一实施方式中，所述第二驱动组件431可沿竖直方向设置，从而通过所述第二驱动组件431带动所述攻牙刀433沿竖直方向升降移动，进而可对所述工件2000的顶面进行攻牙加工。

如图9所示，所述取料装置5包括用于将工件2000移出所述工位槽23的取料机械手51，所述取料机械手51包括第三驱动组件511和与所述第三驱动组件511连接并可由所述第三驱动组件511驱动沿上下、前后方向移动的取料夹具512，所述取料夹具512用于夹持所述工件2000。

在本实施例中，由于所述工件2000无需重复定位安装，且所述工件2000在加工完成后无需高精度地传动至生产流水线中的下一生产设备，所述第三驱动组件511可由两个分别沿竖直方向和水平方向设置的单作用气缸构成，能够带动所述取料夹具512进行上下、前后方向上的移动即可，以降低成本。

进一步地，所述取料装置5还包括架设于所述机架1上的滑槽52，所述取料机械手51设于所述装配装置2和所述滑槽52之间并可将所述工位槽23上加工完成的工件2000移至所述滑槽52上，所述滑槽52可与生产流水线连接以将所述工件2000传输是下一生产设备。

在图1中示出，所述自动钻孔攻牙设备1000还包括设于所述机架1上的控制中心6，所述控制中心6用于调节参数与操控设备的运行，且所述控制中心6上设有用于显示工作状况的指示灯61，以便实时了解设备的工作状况，确保生产系统的正常运行。

以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种自动钻孔攻牙设备，其特征在于，包括机架和设于所述机架上的转盘装置，以及均设于所述机架上并环绕所述转盘装置依次设置的上料装置、加工装置和取料装置；

所述转盘装置包括可相对所述机架转动的转盘，所述转盘上设有多个沿所述转盘的边缘等距排列的工位槽；

所述上料装置包括用于将工件移入所述工位槽内的上料机械手，所述上料机械手包括多轴联动机构和与所述多轴联动机构连接的上料夹具；

所述加工装置用于对所述工位槽上的工件进行钻孔加工和攻牙加工；

所述取料装置包括用于将工件移出所述工位槽的取料机械手。

2.根据权利要求1所述的自动钻孔攻牙设备，其特征在于，所述多轴联动机构包括用于驱动所述上料夹具沿上下方向移动的Z轴组件、设于所述Z轴组件上并用于驱动所述上料夹具沿前后方向移动的X轴组件，以及设于所述X轴组件上并用于驱动所述上料夹具转动的R轴组件，所述上料夹具设于所述R轴组件上。

3.根据权利要求2所述的自动钻孔攻牙设备，其特征在于，所述R轴组件包括相对所述X轴组件固定的安装板和相对所述Z轴组件固定的导向板，以及一端与所述上料夹具轴向固定的导向件，所述导向件的另一端抵接于所述导向板上，所述上料夹具穿设于所述安装板上并可相对所述安装板转动，且所述上料夹具在被所述X轴组件驱动沿前后方向移动时可通过所述导向件和所述导向板的导向作用实现转动。

4.根据权利要求3所述的自动钻孔攻牙设备，其特征在于，所述R轴组件还包括一端与所述X轴组件连接的拉簧，所述拉簧的另一端与所述导向件连接。

5.根据权利要求3所述的自动钻孔攻牙设备，其特征在于，所述导向件上设有用于抵接所述导向板的导向轴承。

6.根据权利要求1所述的自动钻孔攻牙设备，其特征在于，所述上料装置还包括振动盘和设于所述振动盘与所述上料机械手之间的传输滑道。

7.根据权利要求1所述的自动钻孔攻牙设备，其特征在于，所述加工装置包括用于对工件的顶面进行钻孔加工的垂直钻孔机构、用于对工件的侧壁进行钻孔加工的水平钻孔机构和用于对工件进行攻牙的攻牙机构，所述垂直钻孔机构、水平钻孔机构和攻牙机构具有间距地环绕所述转盘设置。

8.根据权利要求7所述的自动钻孔攻牙设备，其特征在于，所述垂直钻孔机构包括三轴联动组件和与所述三轴联动组件连接并可由所述三轴联动组件驱动移动的垂直钻孔电机，以及与所述垂直钻孔电机的输出轴连接并可由所述垂直钻孔电机驱动旋转的垂直钻刀。

9.根据权利要求1所述的自动钻孔攻牙设备，其特征在于，所述转盘装置还包括相对所述机架固定设置的至少一个压料机构，所述压料机构用于在所述加工装置进行加工时压紧所述工位槽内的工件。

10.根据权利要求1所述的自动钻孔攻牙设备，其特征在于，所述转盘装置还包括至少一个设于所述机架上并抵接所述转盘底部的支撑轴承。

11.根据权利要求10所述的自动钻孔攻牙设备，其特征在于，所述支撑轴承对应所述加工装置的加工位置设置。

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