CN105834748A - 一种用于大型电机转子的自动钻孔设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动钻孔设备，尤其涉及一种用于大型电机转子的自动钻孔设备，包括回转平台、工件安装平台、整体升降组件、钻床组件安装平台和钻床组件，所述回转平台和工件安装平台安装在地基上，工件安装在工件安装平台上，所述整体升降组件安装在回转平台上，与回转平台一起旋转，所述整体升降组件带动钻床组件安装平台进行整体升降，所述钻床组件安装平台上均布有钻床组件。本发明均布多个钻床组件，可多个位置同时加工，同时每个钻床组件选用多轴器，同时加工孔数可达数十个，现有大型回转件径向孔加工不是全自动的，同时加工孔数只有几个，因此，本发明的加工效率与现有技术相比，可提高至少十倍。

Description

一种用于大型电机转子的自动钻孔设备

技术领域

本发明涉及一种自动钻孔设备，尤其涉及一种用于大型电机转子的自动钻孔设备。

背景技术

随着工业的不断发展，用电需求持续上涨，对大型发电设备的加工制造提出了更高的要求。现有大型发电设备的加工过程自动化程度较低，导致加工效率低，成本较高，质量不容易保证，尤其是大型电机转子磁钢安装孔的钻孔、清洗、攻丝等工艺。大型电机转子磁钢安装孔数量多达数千个，孔的位置度要求较高，工件尺寸较大，采用普通钻床单次只能钻一个孔，且加工过程中，需要移动钻床或工件的位置，过程繁杂，重复定位精度差，效率较低。因此，设计一种用于大型电机转子的自动钻孔设备，提高加工效率，保证加工质量。

查阅相关文献和资料，发现有如下拟解决类似工艺的装置，如申请号为“200810249751.1”，名称为“大直径工件自动钻床”的发明专利，该专利提供了一种用于大直径工件自动加工孔的设备，该设备通过将工件旋转并与钻头配合方式，将钻床效率提高了约20%。但是该设备还存在以下不足：钻头数量较少，同时加工孔数只有1个；只能加工端面孔，不能加工柱面上的径向孔；对有螺纹的孔，需换丝锥再次定位加工，更换效率低。又如申请号为“200820062003.8”，名称为“大直径多工位可调式高效高精度数控钻床”的实用新型专利，该专利提供了一种用于大直径深孔加工，特别是风力发电变桨轴承内、外圈深孔的加工设备。该设备通过增加钻床数量和将工件旋转的方式，提高了大直径工件深孔加工效率。但是，该设备还存在以下问题：只能用于加工工件端面孔，不能用于加工大直径工件柱面上的径向孔；该设备钻床单次只能加工一个孔，效率较低；对有螺纹的孔，需换丝锥再次定位加工，更换效率低。

综上所述，现有设备存在效率低，不能加工柱面上的径向孔，钻孔与攻丝不能同时进行等问题，不适用于大型电机转子磁钢安装孔的加工要求。因此，急需设计一种用于大型电机转子的自动钻孔设备，以提高大型电机转子磁钢安装孔的加工效率，保证加工精度，降低工人劳动强度。

发明内容

本发明提供了一种用于大型电机转子的自动钻孔设备，用于大直径工件柱面径向孔的自动钻孔、攻丝、清洗等功能，提高孔的加工效率和加工精度，降低工人劳动强度。

本发明所采用的技术方案为：

一种用于大型电机转子的自动钻孔设备，其特征在于：包括回转平台、工件安装平台、整体升降组件、钻床组件安装平台和钻床组件，所述回转平台和工件安装平台安装在地基上，除了地基，也可以装在与地基等同的固定工作平台上，回转平台的回转中心与工件安装平台的中心保证一致，工件安装在工件安装平台上，所述整体升降组件安装在回转平台上，与回转平台一起旋转，所述整体升降组件带动钻床组件安装平台进行整体升降，所述钻床组件安装平台上均布有钻床组件。所述钻床组件末端正对工件柱面上的孔位。

工件安装平台的定位基准是一个圆柱面，圆柱面的轴线必须与回转平台的回转中心同轴，两者的中心一致，且工件轴心与回转平台回转中心一致。

还包括有控制柜，所述控制柜与钻床组件、回转平台之间通过线缆相连，用于控制钻床组件、回转平台的运动。

进一步的，所述回转平台包括回转平台安装基座、带外齿的转盘轴承和驱动系统，所述回转平台安装基座与地基固联，保证安装精度，所述带外齿的转盘轴承通过内圈定位并固接到回转平台安装基座上。

进一步的，所述驱动系统包括小齿轮、行星减速器和伺服电机，所述驱动系统安装在回转平台安装基座上，所述小齿轮与带外齿的转盘轴承外齿圈相啮合，所述小齿轮由驱动电机经过行星减速器带动并旋转，小齿轮与转盘轴承的外齿啮合驱动回转平台旋转。

进一步的，所述驱动系统为两套，两套驱动系统对称布置，驱动系统采用双电机消隙实现回转平台回转。

进一步的，所述工件安装平台包括安装基座和定位机构，所述安装基座与地基固联，所述安装基座的安装基准与回转平台安装基座的安装基准一致，这里提到的安装基准是指安装基座时的测量基准，是本领域在安装基座是公知的一个参考，所述安装基座上有工件安装定位基准面；所述定位机构设置有两个定位面，一个定位面与安装基座的基准面配合，这里提到的安装基座上有工件安装定位基准面是一个圆柱面，另一个定位面与工件的外圆弧面配合，多个定位机构沿安装基座圆周方向均布。将工件快速准确定位到工件安装平台上，所述工件轴心与关节臂钻床组件安装平台中心一致。

进一步的，所述整体升降组件包括整体支座、升降驱动机构和钻床组件安装平台，所述整体支座底部与转盘轴承外圈固接，所述整体支座的顶部和底部之间沿轴向均布多根导向轴；所述升降驱动机构安装在整体支座中心，所述钻床组件安装平台与升降驱动机构的滑块固联，与整体支座的导向轴组成滑动副，增加稳定性，升降驱动机构驱动钻床组件安装平台做升降运动。

进一步的，所述钻床组件包括直线运动机构和多轴钻组件，直线运动机构沿钻床组件安装平台轴向均布，直线运动机构具体是指可以实现直线运动的一些机构的组合，比如丝杆模组、同步带模组、直线气缸等。所述多轴钻组件安装在直线运动机构的滑块上，直线运动机构驱动多轴钻组件沿工件的径向运动。适应工件直径变化和提供钻孔和攻丝的进给运动。

进一步的，所述多轴钻组件包括多轴器、动力头和高压气管组，可以实现多个孔的同时加工。多轴器上分布有多个钻头或丝锥，由动力头为多轴器提空钻孔或攻丝的动力。

进一步的，所述多轴器上还设置有高压气管，所述高压气管提供高压气。清洗工件钻孔和攻丝后留下的铁屑。

本发明的优点在于：

1、本发明均布多个钻床组件，可多个位置同时加工，同时每个钻床组件选用多轴器，同时加工孔数可达数十个，现有大型回转件径向孔加工不是全自动的，同时加工孔数只有几个，因此，本发明的加工效率与现有技术相比，可提高至少十倍。

2、本发明由于采用钻头与丝锥交叉均布的方式，钻孔与攻丝可同步进行，不需要中途更换工具头，重复定位精度高。

3、本发明采用整体回转和升降的方式，减少传动链误差累积，可提高孔的加工精度。

4、本发明选用带外齿的转盘轴承，结构紧凑，负载能力大，采用双电机消隙，回转精度高。

5、本发明工件安装平台安装精度高，设计有定位机构，工件安装方便，定位可靠。

附图说明

图1为本发明实施例整体示意图。

图2为本发明实施例回转平台结构示意图。

图3为本发明实施例工件安装平台结构示意图。

图4为本发明实施例整体升降机构示意图。

图5为本发明实施例多轴钻头示意图。

图6为本发明实施例工作流程图。

图中，1是工件安装平台，2是工件，3是回转平台，4是整体升降组件，5是钻床组件安装平台，6是多轴钻组件，7是控制柜，8是回转平台安装基座，9是带外齿的转盘轴承，10是驱动系统，11是安装基座，12是定位机构，13是整体支座，14是升降驱动机构，16是直线运动机构， 18是多轴器，19是动力头，20是高压气管，21是钻头。

具体实施方式

实施例1

一种用于大型电机转子的自动钻孔设备包括回转平台3、工件安装平台1、整体升降组件4、钻床组件安装平台5和钻床组件，所述回转平台3和工件安装平台1安装在地基上，除了地基，也可以装在与地基等同的固定工作平台上，回转平台3的回转中心与工件安装平台1的中心保证一致，工件2安装在工件安装平台1上，所述整体升降组件4安装在回转平台3上，与回转平台3一起旋转，所述整体升降组件4带动钻床组件安装平台5进行整体升降，所述钻床组件安装平台5上均布有钻床组件。所述钻床组件末端正对工件2柱面上的孔位。

本发明均布多个钻床组件，可多个位置同时加工，同时每个钻床组件选用多轴器18，同时加工孔数可达数十个，现有大型回转件径向孔加工不是全自动的，同时加工孔数只有几个，因此，本发明的加工效率与现有技术相比，可提高至少十倍。

实施例2

一种用于大型电机转子的自动钻孔设备包括回转平台3、工件安装平台1、整体升降组件4、钻床组件安装平台5和钻床组件，所述回转平台3和工件安装平台1安装在地基上，除了地基，也可以装在与地基等同的固定工作平台上，回转平台3的回转中心与工件安装平台1的中心保证一致，工件2安装在工件安装平台1上，所述整体升降组件4安装在回转平台3上，与回转平台3一起旋转，所述整体升降组件4带动钻床组件安装平台5进行整体升降，所述钻床组件安装平台5上均布有钻床组件。所述钻床组件末端正对工件2柱面上的孔位。

工件安装平台1的定位基准是一个圆柱面，圆柱面的轴线必须与回转平台3的回转中心同轴，两者的中心一致，且工件2轴心与回转平台3回转中心一致。

还包括有控制柜7，所述控制柜7与钻床组件、回转平台3之间通过线缆相连，用于控制钻床组件、回转平台3的运动。

所述回转平台3包括回转平台安装基座8、带外齿的转盘轴承9和驱动系统10，所述回转平台安装基座8与地基固联，保证安装精度，所述带外齿的转盘轴承9通过内圈定位并固接到回转平台安装基座8上。所述驱动系统10包括小齿轮、行星减速器和伺服电机，所述驱动系统10安装在回转平台安装基座8上，所述小齿轮与带外齿的转盘轴承9外齿圈相啮合，所述小齿轮由驱动电机经过行星减速器带动并旋转，小齿轮与转盘轴承的外齿啮合驱动回转平台3旋转。

所述驱动系统10为两套，两套驱动系统10对称布置，驱动系统10采用双电机消隙实现回转平台3回转。所述工件安装平台1包括安装基座11和定位机构12，所述安装基座11与地基固联，所述安装基座11的安装基准与回转平台安装基座8的安装基准一致，这里提到的安装基准是指安装基座11时的测量基准，是本领域在安装基座11是公知的一个参考，所述安装基座11上有工件2安装定位基准面；所述定位机构12设置有两个定位面，一个定位面与安装基座11的基准面配合，这里提到的安装基座11上有工件2安装定位基准面是一个圆柱面，另一个定位面与工件2的外圆弧面配合，多个定位机构12沿安装基座11圆周方向均布。将工件2快速准确定位到工件安装平台1上，所述工件2轴心与关节臂钻床组件安装平台5中心一致。

所述整体升降组件4包括整体支座13、升降驱动机构14和钻床组件安装平台5，所述整体支座13底部与转盘轴承外圈固接，所述整体支座13的顶部和底部之间沿轴向均布多根导向轴；所述升降驱动机构14安装在整体支座13中心，所述钻床组件安装平台5与升降驱动机构14的滑块固联，与整体支座13的导向轴组成滑动副，增加稳定性，升降驱动机构14驱动钻床组件安装平台5做升降运动。

实施例3

一种用于大型电机转子的自动钻孔设备包括回转平台3、工件安装平台1、整体升降组件4、钻床组件安装平台5和钻床组件，所述回转平台3和工件安装平台1安装在地基上，除了地基，也可以装在与地基等同的固定工作平台上，回转平台3的回转中心与工件安装平台1的中心保证一致，工件2安装在工件安装平台1上，所述整体升降组件4安装在回转平台3上，与回转平台3一起旋转，所述整体升降组件4带动钻床组件安装平台5进行整体升降，所述钻床组件安装平台5上均布有钻床组件。所述钻床组件末端正对工件2柱面上的孔位。

工件安装平台1的定位基准是一个圆柱面，圆柱面的轴线必须与回转平台3的回转中心同轴，两者的中心一致，且工件2轴心与回转平台3回转中心一致。

还包括有控制柜7，所述控制柜7与钻床组件、回转平台3之间通过线缆相连，用于控制钻床组件、回转平台3的运动。

所述回转平台3包括回转平台安装基座8、带外齿的转盘轴承9和驱动系统10，所述回转平台安装基座8与地基固联，保证安装精度，所述带外齿的转盘轴承9通过内圈定位并固接到回转平台安装基座8上。

所述驱动系统10包括小齿轮、行星减速器和伺服电机，所述驱动系统10安装在回转平台安装基座8上，所述小齿轮与带外齿的转盘轴承9外齿圈相啮合，所述小齿轮由驱动电机经过行星减速器带动并旋转，小齿轮与转盘轴承的外齿啮合驱动回转平台3旋转。

所述驱动系统10为两套，两套驱动系统10对称布置，驱动系统10采用双电机消隙实现回转平台3回转。

所述工件安装平台1包括安装基座11和定位机构12，所述安装基座11与地基固联，所述安装基座11的安装基准与回转平台安装基座8的安装基准一致，这里提到的安装基准是指安装基座11时的测量基准，是本领域在安装基座11是公知的一个参考，所述安装基座11上有工件2安装定位基准面；所述定位机构12设置有两个定位面，一个定位面与安装基座11的基准面配合，这里提到的安装基座11上有工件2安装定位基准面是一个圆柱面，另一个定位面与工件2的外圆弧面配合，多个定位机构12沿安装基座11圆周方向均布。将工件2快速准确定位到工件安装平台1上，所述工件2轴心与关节臂钻床组件安装平台5中心一致。

所述整体升降组件4包括整体支座13、升降驱动机构14和钻床组件安装平台5，所述整体支座13底部与转盘轴承外圈固接，所述整体支座13的顶部和底部之间沿轴向均布多根导向轴；所述升降驱动机构14安装在整体支座13中心，所述钻床组件安装平台5与升降驱动机构14的滑块固联，与整体支座13的导向轴组成滑动副，增加稳定性，升降驱动机构14驱动钻床组件安装平台5做升降运动。

所述钻床组件包括直线运动机构16和多轴钻组件6，直线运动机构16沿钻床组件安装平台5轴向均布，直线运动机构16具体是指可以实现直线运动的一些机构的组合，比如丝杆模组、同步带模组、直线气缸等。所述多轴钻组件6安装在直线运动机构16的滑块上，直线运动机构16驱动多轴钻组件6沿工件2的径向运动。适应工件2直径变化和提供钻孔和攻丝的进给运动。

所述多轴钻组件6包括多轴器18、动力头19和高压气管20组，可以实现多个孔的同时加工。多轴器18上分布有多个钻头21或丝锥，由动力头19为多轴器18提空钻孔或攻丝的动力。

所述多轴器18上还设置有高压气管20，所述高压气管20提供高压气。清洗工件2钻孔和攻丝后留下的铁屑。

本发明均布多个钻床组件，可多个位置同时加工，同时每个钻床组件选用多轴器18，同时加工孔数可达数十个，现有大型回转件径向孔加工不是全自动的，同时加工孔数只有几个，因此，本发明的加工效率与现有技术相比，可提高至少十倍。 本发明由于采用钻头21与丝锥交叉均布的方式，钻孔与攻丝可同步进行，不需要中途更换工具头，重复定位精度高。本发明采用整体回转和升降的方式，减少传动链误差累积，可提高孔的加工精度。

本发明选用带外齿的转盘轴承9，结构紧凑，负载能力大，采用双电机消隙，回转精度高。本发明工件安装平台1安装精度高，设计有定位机构12，工件2安装方便，定位可靠。

以下结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，工件安装平台1与回转平台3按统一的基准安装在地基上，工件2安装在工件安装平台1上，整体升降组件4安装在回转平台3上，钻床组件安装平台5可以沿整体升降组件4做升降，多个钻床组件6沿钻床组件安装平台5周向均布，钻床组件6末端正对工件2的加工孔位，控制柜7可以控制整个设备的运动。回转平台3和整体升降组件4共同驱动钻床组件安装平台5做旋转和升降，保证每个钻床组件6的末端与工件2上的待加工孔位对齐，多个钻床组件6同时工作，完成工件2上多个位置的第一组孔位加工，再移动到第二组孔位进行加工，直到所有孔位加工完成。

如图2所示，回转平台安装基座8安装在地基上，带外齿的转盘轴承9通过内圈内孔定位并安装到回转平台安装基座8上，两套驱动系统10对称安装在回转平台安装基座8上，驱动系统10的小齿轮与带外齿的转盘轴承9的外齿啮合，驱动带外齿的转盘轴承9外圈旋转，选用两套驱动系统10对称布置，采用双电机消隙的方法，保证回转平台回转精度。

如图3所示，工件安装平台1主要由安装基座11和定位机构12组成。安装基座11与地基固联，安装基座11的安装基准与回转平台安装基座8的安装基准一致，定位机构12有设计有两个定位面，一个定位面与安装基座11的基准面配合，另一个定位面与工件2外圆配合，多个定位机构沿工件圆周方向均布，将工件2快速准确定位到工件安装平台上，保证工件轴心与回转平台回转中心一致。

如图4所示，整体支座13底部与带齿的转盘轴承9外圈固接，整体支座13顶部和底部之间沿周向均布多跟导向轴；升降驱动机构14安装在整体支座13中心，钻床组件安装平台15与升降驱动机构14的滑块固联，同时由整体支座13的导向轴支承，可沿整体支座13做升降运动。多个直线运动机构16沿钻床组件安装平台15周向均布，末端安装有多轴钻组件6，多轴钻组件6可由直线运动机构16驱动，沿工件2径向进给，以适应工件3尺寸变化，提供钻孔和攻丝的进给运动。

如图5所示，多轴钻组件6主要由多轴器18、动力头19、高压气管20组成，多轴器18上可以安装多个钻头21，每个钻头间距可根据工件2孔距进行调节，多轴器输入端与动力头19固联，由动力头19提供钻孔和攻丝所需的旋转运动，高压气管20安装在多轴器上，在钻孔和攻丝的同时，提供高压气流，清理铁屑。

图6为本发明的一种实施例的操作流程，按照图中箭头所指示的流程，即可实现对工件的钻孔。

最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而己，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于大型电机转子的自动钻孔设备，其特征在于：包括回转平台（3）、工件安装平台（1）、整体升降组件（4）、钻床组件安装平台（5）和钻床组件，所述回转平台（3）和工件安装平台（1）安装在地基上，工件（2）安装在工件安装平台（1）上，所述整体升降组件（4）安装在回转平台（3）上，与回转平台（3）一起旋转，所述整体升降组件（4）带动钻床组件安装平台（5）进行整体升降，所述钻床组件安装平台（5）上均布有钻床组件。

2.根据权利要求2所述的一种用于大型电机转子的自动钻孔设备，其特征在于：工件安装平台（1）的定位基准是一个圆柱面，圆柱面的轴线与回转平台（3）的回转中心同轴，两者的中心一致，且工件（2）轴心与回转平台（3）回转中心一致。

3.根据权利要求3所述的一种用于大型电机转子的自动钻孔设备，其特征在于：还包括有控制柜（7），所述控制柜（7）与钻床组件、回转平台（3）之间通过线缆相连，用于控制钻床组件、回转平台（3）的运动。

4.根据权利要求4所述的一种用于大型电机转子的自动钻孔设备，其特征在于：所述回转平台（3）包括回转平台安装基座（8）、带外齿的转盘轴承（9）和驱动系统（10），所述回转平台安装基座（8）与地基固联，所述带外齿的转盘轴承（9）通过内圈定位并固接到回转平台安装基座（8）上。

5.根据权利要求4所述的一种用于大型电机转子的自动钻孔设备，其特征在于：所述驱动系统（10）包括小齿轮、行星减速器和伺服电机，所述驱动系统（10）安装在回转平台安装基座（8）上，所述小齿轮与带外齿的转盘轴承（9）外齿圈相啮合，所述小齿轮由驱动电机经过行星减速器带动并旋转，小齿轮与转盘轴承的外齿啮合驱动回转平台（3）旋转；所述驱动系统（10）为两套，两套驱动系统（10）对称布置，驱动系统（10）采用双电机消隙实现回转平台（3）回转。

6.根据权利要求5所述的一种用于大型电机转子的自动钻孔设备，其特征在于：所述工件安装平台（1）包括安装基座（11）和定位机构（12），所述安装基座（11）与地基固联，所述安装基座（11）上有工件（2）安装定位基准面；所述定位机构（12）设置有两个定位面，一个定位面与安装基座（11）的基准面配合，另一个定位面与工件（2）的外圆弧面配合，多个定位机构（12）沿安装基座（11）圆周方向均布。

7.根据权利要求1所述的一种用于大型电机转子的自动钻孔设备，其特征在于：所述整体升降组件（4）包括整体支座（13）、升降驱动机构（14）和钻床组件安装平台（5），所述整体支座（13）底部与转盘轴承外圈固接，所述整体支座（13）的顶部和底部之间沿轴向均布多根导向轴；所述升降驱动机构（14）安装在整体支座（13）中心，所述钻床组件安装平台（5）与升降驱动机构（14）的滑块固联，与整体支座（13）的导向轴组成滑动副，升降驱动机构（14）驱动钻床组件安装平台（5）做升降运动。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种用于大型电机转子的自动钻孔设备，其特征在于：所述钻床组件包括直线运动机构（16）和多轴钻组件（6），直线运动机构（16）沿钻床组件安装平台（5）轴向均布，所述多轴钻组件（6）安装在直线运动机构（16）的滑块上，直线运动机构（16）驱动多轴钻组件（6）沿工件（2）的径向运动。

9.根据权利要求8所述的一种用于大型电机转子的自动钻孔设备，其特征在于：所述多轴钻组件（6）包括多轴器（18）、动力头（19）和高压气管（20）组，多轴器（18）上分布有多个钻头（21）或丝锥，由动力头（19）为多轴器（18）提空钻孔或攻丝的动力。

10.根据权利要求9所述的一种用于大型电机转子的自动钻孔设备，其特征在于：所述多轴器（18）上还设置有高压气管（20），所述高压气管（20）提供高压气。