型材多軸向多工位自動鉆銑孔組合生產線及其加工方法與流程

本發(fā)明涉及數(shù)控加工領域，具體地說是一種型材的多軸向多工位自動鉆銑孔組合生產線及其加工方法。

背景技術：

當前，中國的制造業(yè)正處于蓬勃發(fā)展時期，各種工件的鉆孔加工需求量非常大，因此數(shù)控鉆床正在得到越來越廣泛的應用，這也使得當前國內數(shù)控鉆床存在著很大的市場需求。當前國內企業(yè)生產的數(shù)控鉆床大多只有一個鉆頭，面對大批量加工任務時工作效率較低，操作工人勞動強度較大。

當增加鉆頭的數(shù)量時不單單要求空間結構上要增大，而且還要保證各個加工頭之間有較高的相對位置精度，同時由于鉆頭數(shù)量的增加會導致在加工過程中機床要承受更大的切削力，使得機床的穩(wěn)定性和精度都會有所下降。

而當工件的多面都有孔型時，需進行二次定位后再進行鉆孔，增加了加工時的難度，降低了加工效率，同時也使工件的加工精度大大降低。

雖然多軸向沖孔機也可實現(xiàn)工件的多軸向多工位制孔，但其制孔精度明顯低于鉆孔精度，無法滿足高精密加工的需求。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術存在的缺點，本發(fā)明提供了一種通用性強、加工效率高、制造成本低的型材多軸向多工位自動鉆銑孔組合生產線。

本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種型材的多軸向多工位自動鉆銑孔組合生產線，包括一個多工位鉆孔主機、自動送料機以及CNC控制系統(tǒng)，所述的自動送料機與所述的多工位鉆孔主機對接，達到兩主機工作面處于同一平面的狀態(tài)；所述的多工位鉆孔主機包括一個機架，在所述的機架上安裝一個龍門架，在所述的龍門架上設有至少一個對工件側面進行鉆孔的鉆孔裝置、至少一個對工件頂部進行鉆孔的鉆孔裝置和一個壓緊機構；所述的對工件側面進行鉆孔的鉆孔裝置通過升降機構驅動其在豎直方向上下運動；所述的壓緊機構用于夾緊工件，所述的CNC控制系統(tǒng)控制所述的自動送料機、鉆孔裝置、升降機構和壓緊機構運動。

通過多工位鉆孔主機，所以可以實現(xiàn)一次加工多種規(guī)格孔型，減少加工工序；鉆銑孔的鉆銑頭相對獨立，當需加工不同規(guī)格的孔時，更換獨立鉆銑頭即可，工件規(guī)格、孔型變更時調節(jié)更加方便，管理更加容易。

進一步的，所述的鉆孔裝置的數(shù)量可以根據(jù)不同的型材需求，進行調整。

進一步的，所述的對工件側面進行鉆孔的鉆孔裝置包括四個，四個所述的鉆孔裝置，其中兩個設置在龍門架的一側，另外兩個設置在龍門架的另一側，四個鉆孔裝置呈矩形分布。

進一步的，所述的對工件頂部進行鉆孔的鉆孔裝置包括兩個，兩個所述的鉆孔裝置設置在龍門架的同一側，對稱分布；或者位于龍門架的不同側。

進一步的，所述的對工件側面進行鉆孔的鉆孔裝置結構完全相同，各自包括伺服電機、電機安裝座、鉆孔機、鉆孔機安裝板和滾珠絲杠螺母副；所述的伺服電機安裝在電機固定座上，所述的伺服電機驅動所述的滾珠絲杠螺母副，所述的滾珠絲杠螺母副驅動鉆孔機安裝板，鉆孔機安裝板上安裝鉆孔機；在滾珠絲杠螺母副的兩側安裝有直線導軌滑塊副I，鉆孔機安裝板通過墊塊沿著直線導軌滑塊副I來回滑動；所述的直線導軌滑塊副I安裝在滑塊安裝板上，所述的滑塊安裝板的底部安裝在直線導軌滑塊副II上，所述的直線導軌滑塊副II與直線導軌滑塊副I相互垂直，且直線導軌滑塊副II豎直固定在龍門架上。

進一步的，所述的升降機構包括絲桿、軸承座、軸承、絲母座和鎖緊螺母，所述的絲杠豎直設置，其一端與軸承配合，所述的軸承安裝在軸承座上，所述的軸承由鎖緊螺母鎖緊，所述的軸承座固定在龍門架上；所述的絲桿與所述的絲母座配合,所述的絲母座固定在滑塊安裝板上，通過絲桿驅動絲母座上下運動，所述的絲母座帶動滑塊安裝板上下運動，進而滑塊安裝板帶動與其對應的鉆孔裝置上下運動。

進一步的，所述的直線導軌滑塊副II位于升降機構的兩側。

進一步的，對工件頂部進行鉆孔的鉆孔裝置包括伺服電機、電機安裝座、鉆孔機、鉆孔機安裝板和滾珠絲杠螺母副；所述的伺服電機安裝在電機固定座上，所述的伺服電機驅動所述的滾珠絲杠螺母副，所述的滾珠絲杠螺母副驅動鉆孔機安裝板，鉆孔機安裝板上安裝鉆孔機；在滾珠絲杠螺母副的兩側安裝有直線導軌滑塊副I豎直固定在龍門架上。

進一步的，所述的壓緊裝置包括固定在龍門架上且與龍門架垂直的工作臺，在所述的工作臺包括兩個，分別對稱的設置在位于龍門架的兩側，其中一側的工作臺端部安裝一個氣缸安裝座II，所述的氣缸安裝座II上安裝有一個豎直向下驅動的氣缸II，所述的氣缸II的端部安裝有壓緊塊；在另一側的工作臺的上方設有一個固定在龍門架上的氣缸安裝座II，所述的氣缸安裝座II上安裝有一個豎直向下驅動的氣缸II，所述的氣缸II的端部安裝有壓緊塊。

為實現(xiàn)對不同寬度尺寸工件的柔性加工，夾緊裝置夾緊工件時，工件之間通過調節(jié)壓緊裝置調整間距，并由氣缸提供夾緊力；并且針對不同長度，不同孔的加工位置，通過調整夾具的位置來適應不同工件的加工。

進一步的，所述的自動送料機包括送料機機座與自動送料裝置，所述的自動送料裝置安裝在送料機機座上；因為包含自動送料機，所以可省去人工定位，減少工人的勞動強度，而且精度更加可靠、效率更高。

進一步的，所述的送料機機座包括送料機機架、直線導軌、齒條和直線滑塊，所述的齒條與兩直線導軌平行安裝在送料機機架上，所述的兩直線導軌上各配合著兩直線滑塊，且在兩直線導軌上還安裝有信號感應器。

進一步的，所述的自動送料裝置包括自動送料裝置底板、夾嘴、伺服電機、傳動裝置，所述的夾嘴與傳動裝置固定在底板上，所述的伺服電機通過傳動裝置與所述的齒條配合，驅動自動送料裝置底板沿著所述的直線導軌來回移動。

本發(fā)明的加工方法如下：

根據(jù)圖紙要求編寫加工程序，并錄入CNC控制系統(tǒng)內，根據(jù)型材規(guī)格選擇合適的壓緊塊壓緊工件，壓緊塊同時具有導向的作用；將工件放在自動送料裝置上，用夾緊裝置夾緊工件；啟動CNC控制系統(tǒng)，自動送料機按既定數(shù)控程序等距、不等距對工件精準進給，上一動作完成后，多工位鉆孔主機按既定的數(shù)控程序完成多工位多軸向自動鉆銑孔，當自動送料裝置觸發(fā)送料機機座上的信號感應器，夾嘴松開工件，自動送料裝置返回加工原點，完成對工件的加工。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、因為包含自動送料機，所以可省去人工定位，減少工人的勞動強度，而且精度更加可靠、效率更高。

2、因為包含多工位鉆孔主機，所以可以實現(xiàn)一次加工多種規(guī)格孔型，減少加工工序。

3、因為對工件側面進行鉆孔的鉆孔裝置通過直線導軌滑塊副II固定在龍門架上，鉆孔裝置的高度可通過調節(jié)升降機構的絲桿調節(jié)，因此在加工不同規(guī)格的工件時可輕松調節(jié)。

4、因為鉆銑孔的鉆銑頭相對獨立，當需加工不同規(guī)格的孔時，更換獨立鉆銑頭即可，工件規(guī)格、孔型變更時調節(jié)更加方便，管理更加容易。

5、本發(fā)明鉆孔主機、自動送料機構均采用高性能伺服電機，配合設備精密的機械設計和高效的控制系統(tǒng)，嚴格保證了鉆銑孔加工的準確性和可靠性。

6、為實現(xiàn)對不同寬度尺寸工件的柔性加工，夾緊裝置夾緊工件時，工件之間通過調節(jié)壓緊裝置調整間距，并由氣缸提供夾緊力；并且針對不同長度，不同孔的加工位置，通過調整夾具的位置來適應不同工件的加工。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。

附圖1數(shù)控多軸自動鉆孔組合生產線總圖；

附圖2數(shù)控多軸自動鉆孔組合生產線鉆孔主機示意圖；

附圖3數(shù)控多軸自動鉆孔組合生產線自動送料機示意圖

附圖4龍門架；

附圖5鉆孔裝置圖；

附圖6升降機構示意圖；

附圖7壓緊裝置；

附圖8送料機底座；

附圖9自動送料裝置；

圖中：1.鉆孔主機、2.自動送料機、3.工件、4.CNC控制系統(tǒng)、1.1鉆孔裝置I、1.2鉆孔裝置II、1.3升降機構、1.4鉆孔裝置III、1.5壓緊裝置、1.6鉆孔主機機架、1.7鉆孔裝置IV、1.8龍門架、1.8(1)墊板、1.9鉆孔裝置V、2.1送料機機座、2.2自動送料裝置、1.1-1伺服電機、1.1-2電機安裝座、1.1-3鉆孔機、1.1-4鉆孔機安裝板、1.1-5滾珠絲杠螺母副I、1.1-6直線導軌滑塊副I、1.1-7墊塊、1.1-8滑塊安裝板、1.1-9直線導軌滑塊副II、1.3-1絲桿、1.3-2軸承座、1.3-3軸承、1.3-4絲母座、1.3-5鎖緊螺母、1.5-1工作臺、1.5-2壓緊塊、1.5-3氣缸I、1.5-4氣缸安裝座I、1.5-5氣缸II、1.5-6氣缸安裝座II、2.1-1送料機機架、2.1-2直線導軌、2.1-3齒條、2.1-4直線滑塊、2.1-5信號感應器、2.2-1自動送料裝置底板、2.2-2夾嘴、2.2-3伺服電機、2.2-4傳動裝置。

具體實施方式

應該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本申請所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復數(shù)形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

正如背景技術所介紹的，現(xiàn)有技術中存在當工件的多面都有孔型時，需進行二次定位后再進行鉆孔，增加了加工時的難度，降低了加工效率，同時也使工件的加工精度大大降低的不足，為了解決如上的技術問題，本申請?zhí)岢隽艘环N型材的多軸向多工位自動鉆銑孔組合生產線及其加工方法。

本申請的一種典型的實施方式中，如圖1-4所示，一種型材的多軸向多工位自動鉆銑孔組合生產線，包括一個多工位鉆孔主機1、自動送料機2以及CNC控制系統(tǒng)4，所述的自動送料機2與所述的多工位鉆孔主機1對接，達到兩主機的工作面處于同一平面的狀態(tài)；所述的多工位鉆孔主機1包括鉆孔裝置I1.1、鉆孔裝置II1.2、升降機構1.3、鉆孔裝置III1.4、壓緊裝置1.5、鉆孔主機機架1.6、鉆孔裝置IV1.7、龍門架1.8、鉆孔裝置V1.9；所述的自動送料機2包括送料機機座2.1和自動送料裝置2.2。

如圖2所示，鉆孔裝置I1.1與鉆孔裝置III1.4、鉆孔裝置IV1.7、鉆孔裝置V1.9的結構相同；所述的鉆孔裝置I1.1、鉆孔裝置III1.3、鉆孔裝置IV1.4、鉆孔裝置V1.7固定在所述的龍門架1.8上，所述的壓緊裝置1.5也固定在所述的龍門架1.8上；所述的龍門架1.8固定在所述的鉆孔主機機架1.6上。、

鉆孔裝置I1.1與鉆孔裝置III1.4、鉆孔裝置IV1.7、鉆孔裝置V1.9的鉆銑頭相對獨立，當需加工不同規(guī)格的孔時，更換獨立鉆銑頭即可，工件規(guī)格、孔型變更時調節(jié)更加方便，管理更加容易。

上述的本發(fā)明中鉆孔裝置的數(shù)量可以根據(jù)需要進行調整，例如，只包括有鉆孔裝置I1.1；或者只包括鉆孔裝置I1.1、鉆孔裝置III1.4；或者只包括鉆孔裝置I1.1、鉆孔裝置III1.4、鉆孔裝置IV1.7等等；

所述的鉆孔裝置II1.2、的數(shù)量可以由兩個，兩個鉆孔裝置II1.2位于龍門架的同一側，且相互對稱；或者位于龍門架的不同側。

進一步的，鉆孔裝置II1.2包括伺服電機、電機安裝座、鉆孔機、鉆孔機安裝板和滾珠絲杠螺母副；所述的伺服電機安裝在電機固定座上，所述的伺服電機驅動所述的滾珠絲杠螺母副，所述的滾珠絲杠螺母副驅動鉆孔機安裝板，鉆孔機安裝板上安裝鉆孔機；在滾珠絲杠螺母副的兩側安裝有直線導軌滑塊副I豎直固定在龍門架上，這個在圖中沒有詳細給出，但是可以參考圖4中的鉆孔裝置I1.1。

進一步的，鉆孔裝置I1.1包括伺服電機1.1-1、電機安裝座1.1-2、鉆孔機1.1-3、鉆孔機安裝板1.1-4、滾珠絲杠螺母副1.1-5、直線導軌滑塊副I1.1-6、墊塊1.1-7、滑塊安裝板1.1-8、直線導軌滑塊副II1.1-9，其兩側上設有兩個相互平行的直線導軌滑塊副I1.1-6，所述的直線導軌滑塊副I1.1-6固定在滑塊安裝板1.1-8上，所述的滑塊固定板1.1.8上固定著直線導軌滑塊副II1.1-9；在兩直線導軌滑塊副I1.1-6中間設有一個滾珠絲杠螺母副1.1-5，所述的滾珠絲杠螺母副1.1-5固定在電機安裝座1.1-2上，所述的電機安裝座1.1-2上固定著一個伺服電機1.1-1，所述的伺服電機1.1-1通過電機安裝座1.1-2與所述的滾珠絲杠螺母副1.1-5連接；所述的直線導軌滑塊副I1.1-6上固定在墊塊1.1-7，所述的墊塊1.1-7上固定著鉆孔機連接板1.1-4，所述的鉆孔機連接板1.1-4的位置可進行手動調節(jié)，所述的鉆孔機連接板1.1-4上固定著鉆孔機1.1-3。

本發(fā)明鉆孔主機、自動送料機構均采用高性能伺服電機，配合設備精密的機械設計和高效的控制系統(tǒng)，嚴格保證了鉆銑孔加工的準確性和可靠性。

所述的鉆孔機1.1-3的鉆孔速度與進給速度由CNC控制系統(tǒng)4依據(jù)加工工件3的要求自動調節(jié)。

所述的墊板1.8(1)固定在龍門架1.8上，所述的龍門架1.8上的墊板1.8(1)角度可根據(jù)工件3加工需求調節(jié)。

所述的升降機構1.3包括絲桿1.3-1、軸承座1.3-2、軸承1.3-3、絲母座1.3-4、鎖緊螺母1.3-5，所述的絲杠1.3-1與軸承1.3-3配合，所述的軸承1.3-3安裝在軸承座1.3-2上所述的軸承1.3-3由所述的鎖緊螺母1.3-5鎖緊；所述的絲桿1.3-1與所述的絲母座1.3-4配合,所述的絲母座1.3-4固定在滑塊安裝板1.1-6上。所述的升降機構1.3可分別完成鉆孔裝置I、鉆孔裝置II、鉆孔裝置III、鉆孔裝置IV、鉆孔裝置V的位置手動(自動)調節(jié)。

所述的壓緊裝置1.5包括工作臺1.5-1、壓緊塊1.5-2、氣缸I1.5-3、氣缸安裝座I1.5-4、氣缸II1.5-5、氣缸安裝座II1.5-6，所述的工作臺1.5-1與所述的氣缸安裝座I1.5-4固定在龍門架1.8上，所述的壓緊塊1.5-2固定在所述的氣缸I1.5-4與所述的氣缸II1.5-5上，所述的氣缸I1.5-4固定在所述的氣缸安裝座I1.5-4上，所述的氣缸II1.5-5安裝在所述的氣缸安裝座II1.5-6上。在鉆孔裝置I1.1、鉆孔裝置II1.2、鉆孔裝置III1.3、鉆孔裝置IV1.4、鉆孔裝置V1.7鉆孔前，所述的壓緊裝置1.5在CNC控制系統(tǒng)4的控制下壓緊工件。所述的壓緊裝置1.5采用氣動式夾緊，鉆孔時，兩側所述的壓緊裝置1.5同時夾緊；鉆孔后，兩側所述的壓緊裝置1.5同時松開。

為實現(xiàn)對不同寬度尺寸工件的柔性加工，夾緊裝置夾緊工件時，工件之間通過調節(jié)壓緊裝置調整間距，并由氣缸提供夾緊力；并且針對不同長度，不同孔的加工位置，通過調整夾具的位置來適應不同工件的加工。

所述的自動送料機2包括送料機機座2.1與自動送料裝置2.2，所述的自動送料裝置2.2安裝在送料機機座2.1上。所述的自動送料機2可根據(jù)工件3的具體要求在CNC控制系統(tǒng)4 的控制下自動送進工件3。

所述的送料機機座2.1包括送料機機架2.1-1、直線導軌2.1-2、齒條2.1-3、直線滑塊2.1-4、信號感應器2.1-5，所述的齒條2.1-3與兩直線導軌2.1-2平行安裝在機架上，所述的兩直線導軌2.1-2上各配合著兩直線滑塊2.4-4。

所述的自動送料裝置2.2包括自動送料裝置底板2.2-1、夾嘴2.2-2、伺服電機2.2-3、傳動裝置2.2-4，所述的夾嘴2.2-2與傳動裝置2.2-4固定在自動送料裝置底板2.2-1上，所述的伺服電機2.2-3固定在傳動裝置2.2-4上，所述的傳動裝置2.2-4與所述的齒條2.1-3配合。

夾嘴2.2-2的結構為現(xiàn)有結構，在此不進行詳細描述。

鉆孔主機1和自動送料機2的運動均由CNC控制系統(tǒng)4控制完成。

本發(fā)明的加工方法及具體工作方式如下：

根據(jù)圖紙要求編寫加工程序，并錄入CNC控制系統(tǒng)4內，根據(jù)型材規(guī)格選擇合適的壓緊塊1.5-2壓緊工件3，壓緊塊1.5-2同時具有導向的作用；人工將工件3放在自動送料裝置2上，用自動夾緊裝置2夾緊工件3，啟動本設備，自動送料機2按既定數(shù)控程序等距、不等距對工件3精準進給，上一動作完成后，鉆孔主機1按既定的數(shù)控程序完成多工位多軸向自動鉆銑孔，當自動送料裝置2觸發(fā)送料機機座上的信號感應器2.1-5，夾嘴2.2-2松開工件3，自動送料裝置2返回加工原點，完成對工件3的加工。

從以上的描述中，可以看出，本申請上述的實施例實現(xiàn)了如下技術效果：

1、通過自動送料機，可省去人工定位，減少工人的勞動強度，而且精度更加可靠、效率更高。

2、通過包含多工位鉆孔主機，所以可以實現(xiàn)一次加工多種規(guī)格孔型，減少加工工序。

3、通過對工件側面進行鉆孔的鉆孔裝置通過直線導軌滑塊副II固定在龍門架上，鉆孔裝置的高度可通過調節(jié)升降機構的絲桿調節(jié)，因此在加工不同規(guī)格的工件時可輕松調節(jié)。

4、通過鉆銑孔的鉆銑頭相對獨立，當需加工不同規(guī)格的孔時，更換獨立鉆銑頭即可，工件規(guī)格、孔型變更時調節(jié)更加方便，管理更加容易。

5、本發(fā)明鉆孔主機、自動送料機構均采用高性能伺服電機，配合設備精密的機械設計和高效的控制系統(tǒng)，嚴格保證了鉆銑孔加工的準確性和可靠性。

6、為實現(xiàn)對不同寬度尺寸工件的柔性加工，夾緊裝置夾緊工件時，工件之間通過調節(jié)壓緊裝置調整間距，并由氣缸提供夾緊力；并且針對不同長度，不同孔的加工位置，通過調整夾具的位置來適應不同工件的加工。

根據(jù)上述說明書的揭示和教導，本發(fā)明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式，對發(fā)明的一些修改和變更也應當落入本發(fā)明的權利要求的保護范圍內。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構成任何限制。