CN206824697U - 自动定位钻孔机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于钻孔机械领域，涉及一种自动定位钻孔机床。第一步进电机动力经过第一传动机构驱动纵向工作台纵向位移，采用直线位移传感器检测工件纵向位移，并将直线位移信号传输至控制器，控制器根据此直线位移信号调节第一步进电机以实现工件纵向位移的闭环控制。第二步进电机动力经过分度头输出轴与卡盘驱动工件旋转，采用角度位置传感器检测工件旋转分度，并将角位移信号传输至控制器，控制器根据此角位移信号调节第二步进电机以实现工件旋转分度的闭环控制。采用打孔部件实现打孔作业。该自动定位钻孔机床能在原有普通立式铣床的基础上进行改造，实现喷篮或其它椎体工件定位钻孔自动化作业，投入成本低，制作效率高，钻孔加工精度高。

Description

自动定位钻孔机床

技术领域

本实用新型属于钻孔机械领域，更具体地说，是涉及一种自动定位钻孔机床。

背景技术

高塔复合肥生产工艺中的造粒机喷篮是生产易损件，生产消耗量大，但是喷篮的制造工艺落后、效率低，造成造粒机喷篮在市场上长期处于供不应求状态。而在目前造粒机制造工艺中，由于喷篮定位钻孔工序钻孔数量很大，每个喷篮有1至3万孔数，工作量大而极其繁琐，该工序工作量占整个制造工艺工作量的60％以上。

造粒机喷篮为椎体工件，且孔数多，现有技术对椎体工件进行钻孔操作不便利。目前，造粒机喷篮钻孔大多采用普通机床手工定位钻孔，工人劳动强度大、生产效率低下。少数造粒机厂家采用数控机床进行造粒机喷篮定位钻孔的技术，该种技术可以提高造粒机喷篮的生产效率，但是数控机床的购置费用高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自动定位钻孔机床，以解决现有技术中存在的对椎体工件钻孔采用普通机床手工定位钻孔引起工人劳动强度大且生产效率低下，而采用数控机床会引起购置费用高的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种自动定位钻孔机床，包括底座、沿水平方向滑动安装于所述底座上的纵向工作台、第一步进电机、将所述第一步进电机的动力传递至所述纵向工作台以带动该纵向工作台移动的第一传动机构、用于检测所述纵向工作台的直线位移的直线位移传感器、设于所述纵向工作台上且具有输入轴与输出轴的分度头、设于所述纵向工作台上的尾座顶针、连接于所述分度头的输出轴且与所述尾座顶针配合以夹持一工件的卡盘、连接于所述分度头的输入轴的第二步进电机、用于检测所述分度头的输出轴的角位移的角位移传感器、依据所述直线位移传感器的直线位移信号驱动所述第一步进电机并依据所述角位移传感器的角位移信号驱动所述第二步进电机的控制器、以及用于驱动一钻头升降移动与转动的打孔部件。

进一步地，所述第一传动机构为丝杠螺母传动机构，所述底座设有沿水平方向延伸的滑轨，所述丝杠螺母传动机构包括与所述滑轨的长度方向相同的丝杠及与所述丝杠啮合传动且滑动安装于所述滑轨的螺母，所述纵向工作台固定连接于所述螺母，所述第一步进电机的输出端连接于所述丝杠的一端。

进一步地，所述直线位移传感器为光栅尺。

进一步地，所述尾座顶针可拆卸地连接于所述纵向工作台上。

进一步地，所述分度头包括设于所述纵向工作台上的安装座，所述输出轴沿所述纵向工作台的长度方向穿设于所述安装座的两个相背对的侧壁。

进一步地，所述输出轴靠近于所述尾座顶针的一端连接有所述卡盘，所述输出轴远离于所述尾座顶针的一端连接有所述角位移传感器。

进一步地，所述安装座可拆卸地连接于所述纵向工作台上。

进一步地，所述角位移传感器为旋转编码器。

进一步地，所述控制器为可编程逻辑控制器。

进一步地，所述打孔部件包括用于安装钻头的主轴、第三步进电机、用于将所述第三步进电机的动力传递至所述主轴以带动该主轴升降移动的第二传动机构及用于驱动所述主轴转动的驱动电机，所述第三步进电机、所述驱动电机均与所述控制器电连接。

本实用新型相对于现有技术的技术效果是：第一步进电机的动力经过第一传动机构驱动纵向工作台的纵向位移，采用直线位移传感器检测工件的纵向位移，并将直线位移信号传输至控制器，控制器根据此直线位移信号调节第一步进电机以实现工件纵向位移的闭环精确自动控制。第二步进电机的动力经过分度头的输出轴与卡盘驱动工件的旋转，采用角度位置传感器检测工件的旋转分度，并将角位移信号传输至控制器，控制器根据此角位移信号调节第二步进电机以实现工件旋转分度的闭环精确自动控制。采用打孔部件实现打孔作业。该自动定位钻孔机床能在原有普通立式铣床的基础上进行改造，能应用于造粒机喷篮制造工艺中定位钻孔工序，实现喷篮或其它椎体工件的定位钻孔自动化作业，投入成本低，制作效率高，工人劳动强度低，钻孔加工精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的自动定位钻孔机床的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，自动定位钻孔机床，包括底座10、沿水平方向滑动安装于底座10上的纵向工作台20、第一步进电机31、将第一步进电机31的动力传递至纵向工作台20以带动该纵向工作台20移动的第一传动机构(图未示)、用于检测纵向工作台20的直线位移的直线位移传感器32、设于纵向工作台20上且具有输入轴(图未示)与输出轴41的分度头40、设于纵向工作台20上的尾座顶针51、连接于分度头40的输出轴41且与尾座顶针51配合以夹持一工件100的卡盘52、连接于分度头40的输入轴的第二步进电机61、用于检测分度头40的输出轴41的角位移的角位移传感器62、依据直线位移传感器32的直线位移信号驱动第一步进电机31并依据角位移传感器62的角位移信号驱动第二步进电机61的控制器(图未示)、以及用于驱动一钻头200升降移动与转动的打孔部件70。

第一步进电机31的动力经过第一传动机构驱动纵向工作台20的纵向位移，采用直线位移传感器32检测工件100的纵向位移，并将直线位移信号传输至控制器，控制器根据此直线位移信号调节第一步进电机31以实现工件100纵向位移的闭环精确自动控制。第二步进电机61的动力经过分度头40的输出轴41与卡盘52驱动工件100的旋转，采用角度位置传感器检测工件100的旋转分度，并将角位移信号传输至控制器，控制器根据此角位移信号调节第二步进电机61以实现工件100旋转分度的闭环精确自动控制。采用打孔部件70实现打孔作业。该自动定位钻孔机床能在原有普通立式铣床的基础上进行改造，能应用于造粒机喷篮制造工艺中定位钻孔工序，实现喷篮或其它椎体工件100的定位钻孔自动化作业，投入成本低，制作效率高，工人劳动强度低，钻孔加工精度高。

该自动定位钻孔机床实现了造粒机喷篮制作中钻孔工序作业全自动化，可提高该工序制作效率100％以上，降低工人劳动强度80％以上。实现了造粒机喷篮制作中钻孔作业时闭环精确定位，喷篮钻孔加工精度至少提高一倍以上。

分度头40是安装在铣床上用于将工件100分成任意等份的的机床附件，用卡盘52或用顶尖和拨盘夹持工件100并使之回转和分度定位。分度头40的输入轴与输出轴41之间可配置传动机构，输入轴的转动会通过传动机构传递至输出轴41。

工件100呈椎体状，卡盘52夹持工件100的上锥部，尾座顶针51抵接于工件100的下锥部。

直线位移传感器32、角位移传感器62均与控制器电连接。第一步进电机31、第一传动机构、纵向工作台20、直线位移传感器32及控制器构成一闭环控制系统，对工件100的纵向位移控制精度高。第二步进电机61、分度头40、角度位移传感器及控制器构成一闭环控制系统，对工件100的角度位移控制精度高。进而提高钻孔加工精度。

进一步地，作为本实用新型提供的自动定位钻孔机床的一种具体实施方式，第一传动机构为丝杠螺母传动机构，底座10设有沿水平方向延伸的滑轨(图未示)，丝杠螺母传动机构包括与滑轨的长度方向相同的丝杠及与丝杠啮合传动且滑动安装于滑轨的螺母，纵向工作台20固定连接于螺母，第一步进电机31的输出端连接于丝杠的一端。该方案容易装配，能将第一步进电机31的转动转换为纵向工作台20的水平移动。可以理解地，第一传动机构还可以为其它能将转动转换为直线移动的传动机构。

进一步地，作为本实用新型提供的自动定位钻孔机床的一种具体实施方式，直线位移传感器32为光栅尺或其它类型的直线位移传感器。光栅尺具有测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。

进一步地，作为本实用新型提供的自动定位钻孔机床的一种具体实施方式，尾座顶针51可拆卸地连接于纵向工作台20上。该方案便于工件100的安装。

进一步地，作为本实用新型提供的自动定位钻孔机床的一种具体实施方式，分度头40包括设于纵向工作台20上的安装座42，输出轴41沿纵向工作台20的长度方向穿设于安装座42的两个相背对的侧壁。该方案容易装配。输入轴沿竖直方向延伸，相应地，第二步进电机61沿竖直方向布置，该结构紧凑。

进一步地，作为本实用新型提供的自动定位钻孔机床的一种具体实施方式，输出轴41靠近于尾座顶针51的一端连接有卡盘52，输出轴41远离于尾座顶针51的一端连接有角位移传感器62。该方案结构紧凑，容易装配。

进一步地，作为本实用新型提供的自动定位钻孔机床的一种具体实施方式，安装座42可拆卸地连接于纵向工作台20上。该方案便于安装座42的装配。

进一步地，作为本实用新型提供的自动定位钻孔机床的一种具体实施方式，角位移传感器62为旋转编码器或其它角位移传感器。按需选用。

进一步地，作为本实用新型提供的自动定位钻孔机床的一种具体实施方式，控制器为可编程逻辑控制器或其它控制器。按需选用。

进一步地，作为本实用新型提供的自动定位钻孔机床的一种具体实施方式，打孔部件70包括用于安装钻头200的主轴71、第三步进电机72、用于将第三步进电机72的动力传递至主轴71以带动该主轴71升降移动的第二传动机构(图未示)及用于驱动主轴71转动的驱动电机73，第三步进电机72、驱动电机73均与控制器电连接。控制器控制第三步进电机72和驱动电机73实现打孔的自动作业。第二传动机构可以为齿轮齿条机构或其它能将转动转换为直线移动的传动机构。

自动定位钻孔机床的工作过程是：

将工件安装就位；

工件上下对刀，计算工件锥度ω，计算工件长度L；

设置每次纵向进给行程n，设置工件下锥位每次旋转分度α，设置工件上锥位每次旋转分度β，设置打孔动作初始行程ι，计算纵向进给时旋转分度的梯度ε，计算纵向进给时钻头行程的梯度δ；

纵向进给动作：第一步进电机31将工件移至工作位置(初始为下锥位)，计算第二步进电机61旋转分度(初始分度α)，计算第三步进电机72动作行程(初始行程0-ι-0)；

驱动电机73启动；

打孔动作：第三步进电机72向下步进，第三步进电机72向上复位；

工件旋转动作：第二步进电机61旋转步进；

判断工件是否旋转一周；若工件未旋转一周，则继续打孔动作；若工件旋转一周，则判断工件是否到上锥位；若工件未到上锥位，则跳至纵向进给动作；若工件到上锥位，则取出工件，工件打孔作业结束。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.自动定位钻孔机床，其特征在于，包括底座、沿水平方向滑动安装于所述底座上的纵向工作台、第一步进电机、将所述第一步进电机的动力传递至所述纵向工作台以带动该纵向工作台移动的第一传动机构、用于检测所述纵向工作台的直线位移的直线位移传感器、设于所述纵向工作台上且具有输入轴与输出轴的分度头、设于所述纵向工作台上的尾座顶针、连接于所述分度头的输出轴且与所述尾座顶针配合以夹持一工件的卡盘、连接于所述分度头的输入轴的第二步进电机、用于检测所述分度头的输出轴的角位移的角位移传感器、依据所述直线位移传感器的直线位移信号驱动所述第一步进电机并依据所述角位移传感器的角位移信号驱动所述第二步进电机的控制器、以及用于驱动一钻头升降移动与转动的打孔部件。

2.如权利要求1所述的自动定位钻孔机床，其特征在于，所述第一传动机构为丝杠螺母传动机构，所述底座设有沿水平方向延伸的滑轨，所述丝杠螺母传动机构包括与所述滑轨的长度方向相同的丝杠及与所述丝杠啮合传动且滑动安装于所述滑轨的螺母，所述纵向工作台固定连接于所述螺母，所述第一步进电机的输出端连接于所述丝杠的一端。

3.如权利要求1所述的自动定位钻孔机床，其特征在于，所述直线位移传感器为光栅尺。

4.如权利要求1所述的自动定位钻孔机床，其特征在于，所述尾座顶针可拆卸地连接于所述纵向工作台上。

5.如权利要求1所述的自动定位钻孔机床，其特征在于，所述分度头包括设于所述纵向工作台上的安装座，所述输出轴沿所述纵向工作台的长度方向穿设于所述安装座的两个相背对的侧壁。

6.如权利要求5所述的自动定位钻孔机床，其特征在于，所述输出轴靠近于所述尾座顶针的一端连接有所述卡盘，所述输出轴远离于所述尾座顶针的一端连接有所述角位移传感器。

7.如权利要求5所述的自动定位钻孔机床，其特征在于，所述安装座可拆卸地连接于所述纵向工作台上。

8.如权利要求1至7任一项所述的自动定位钻孔机床，其特征在于，所述角位移传感器为旋转编码器。

9.如权利要求1至7任一项所述的自动定位钻孔机床，其特征在于，所述控制器为可编程逻辑控制器。

10.如权利要求1至7任一项所述的自动定位钻孔机床，其特征在于，所述打孔部件包括用于安装钻头的主轴、第三步进电机、用于将所述第三步进电机的动力传递至所述主轴以带动该主轴升降移动的第二传动机构及用于驱动所述主轴转动的驱动电机，所述第三步进电机、所述驱动电机均与所述控制器电连接。