全自动三维钻孔装置

摘要

本发明公开一种全自动三维钻孔装置，其结构简单，设计巧妙，布局合理，它针对传统钻孔设备不适合对某些体积庞大、构造复杂的工件进行钻孔操作、而只能采用人工钻孔操作的弊端，设计出一种能够驱动钻孔机构在三维空间上精确动作的结构，且它还能够根据需要在Z轴方向上旋转，同时其钻孔机构还能够实现翻转，上述多种动作的结合，实现在多个方向上进行定位和钻工加工的目的；并且它采用全自动化控制，操作人员在输入相关参数后，本装置即可以实现多个工件上多个孔的全自动加工，大大提高了工作效率，降低工人的劳动量；因此可以说它具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。

权利要求

1.一种全自动三维钻孔装置，包括基础平台（1），其特征在于：在基础平台（1）上对称地设置有两条X轴滑道（2），在X轴滑道（2）上滑动连接有移动平台（3），在移动平台（3）上设置有X轴移动电机，X轴移动电机输出端上的齿轮与沿基础平台（1）轴向设置的齿条（5）相啮合，在移动平台（3）上转动支承有转动齿盘（19），与转动齿盘（19）相啮合的设置有三个在圆周上均匀分布的转动齿轮（20），且转动齿轮（20）连接在固定设置于移动平台（3）上的转动电机（21）的输出端上，所述的转动齿盘（19）固定连接在转动平台（22）的底端，在转动平台（22）上对称地设置有两个Z轴导柱（6），在Z轴导柱（6）上滑动连接有Z轴平台（7），在Z轴导柱（6）的顶端设置有Z轴电机（8），Z轴电机（8）所驱动的Z轴丝杠（9）与Z轴平台（7）上的丝母相匹配，在Z轴平台（7）上滑动连接有Y轴移动架（10），沿Y轴移动架（10）的轴向设置有Y轴丝杠（11），所述的Y轴丝杠（11）通过设置在Y轴移动架（10）上的Y轴电机（18）驱动，与Y轴丝杠（11）相匹配的丝母设置在Z轴平台（7）上，Y轴移动架（10）的末端设置有钻孔机构（12），钻孔机构（12）上设置有通过钻孔电机驱动的钻头（13），并且在钻孔机构（12）上还设置有与钻头（13）相配的摄像头（14）和红外瞄准器（15），所述的钻孔机构（12）外固定连接有翻转齿盘（16），钻孔机构（12）和翻转齿盘（16）共同转动支承在Y轴移动架（10）的末端，在Y轴移动架（10）上还设置有翻转电机（17），翻转电机（17）输出端上的齿轮与翻转齿盘（16）相啮合，所述的X轴移动电机、Z轴电机（8）、Y轴电机（18）、钻孔电机、摄像头（14）、红外瞄准器（15）、翻转电机（17）和转动电机（21）都通过设置在转动平台（22）上的控制系统统一进行控制。

说明书

全自动三维钻孔装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种机加工设备，特别是一种全自动三维钻孔装置。

背景技术

[0002] 在对某些工件进行钻孔加工时，如果工件的体积较大，或工件的整体结构较为复杂，或需要在多个不同方向上进行钻孔操作时，则无法使用传统的自动钻孔设备进行操作，只能采用人工操作的方式进行。而人工操作不仅工作效率低下，而且需要耗费大量的劳动量，同时还难以保证加工精度。因此现在需要一种能够解决上述问题的新型钻孔装置。

发明内容

[0003] 本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种结构简单，设计巧妙，动作灵活，可在多个方向上进行钻孔加工的全自动三维钻孔装置。

[0004] 本发明的技术解决方案是：一种全自动三维钻孔装置，包括基础平台1，其特征在于：在基础平台1上对称地设置有两条X轴滑道2，在X轴滑道2上滑动连接有移动平台3，在移动平台3上设置有X轴移动电机，X轴移动电机输出端上的齿轮与沿基础平台1轴向设置的齿条5相啮合，在移动平台3上转动支承有转动齿盘19，与转动齿盘19相啮合的设置有三个在圆周上均匀分布的转动齿轮20，且转动齿轮20连接在固定设置于移动平台3上的转动电机21的输出端上，所述的转动齿盘19固定连接在转动平台22的底端，在转动平台22上对称地设置有两个Z轴导柱6，在Z轴导柱6上滑动连接有Z轴平台7，在Z轴导柱6的顶端设置有Z轴电机8，Z轴电机8所驱动的Z轴丝杠9与Z轴平台7上的丝母相匹配，在Z轴平台7上滑动连接有Y轴移动架10，沿Y轴移动架10的轴向设置有Y轴丝杠11，所述的Y轴丝杠11通过设置在Y轴移动架10上的Y轴电机18驱动，与Y轴丝杠11相匹配的丝母设置在Z轴平台7上，Y轴移动架10的末端设置有钻孔机构12，钻孔机构12上设置有通过钻孔电机驱动的钻头13，并且在钻孔机构12上还设置有与钻头13相配的摄像头14和红外瞄准器15，所述的钻孔机构12外固定连接有翻转齿盘16，钻孔机构12和翻转齿盘16共同转动支承在Y轴支撑架10的末端，在Y轴支撑架10上还设置有翻转电机17，翻转电机17输出端上的齿轮与翻转齿盘16相啮合，所述的X轴移动电机、Z轴电机8、Y轴电机18、钻孔电机、摄像头14、红外瞄准器15、翻转电机17和转动电机21都通过设置在转动平台22上的控制系统统一进行控制。

[0005] 本发明同现有技术相比，具有如下优点：

[0006] 本种结构形式的全自动三维钻孔装置，其结构简单，设计巧妙，布局合理，它针对传统钻孔设备不适合对某些体积庞大、构造复杂的工件进行钻孔操作、而只能采用人工钻孔操作的弊端，设计出一种能够驱动钻孔机构在三维空间上精确动作的结构，且它还能够根据需要在Z轴方向上旋转，同时其钻孔机构还能够实现翻转，上述多种动作的结合，实现在多个方向上进行定位和钻工加工的目的；并且它采用全自动化控制，操作人员在输入相关参数后，本装置即可以实现多个工件上多个孔的全自动加工，大大提高了工作效率，降低工人的劳动量；因此可以说它具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。

附图说明

[0007] 图1为本发明实施例的主视图。

[0008] 图2为本发明实施例的俯视图。

[0009] 图3为本发明实施例的立体状态示意图。

具体实施方式

[0010] 下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1、图2、图3所示：一种全自动三维钻孔装置，包括基础平台1，在基础平台1上对称地设置有两条X轴滑道2，在X轴滑道2上滑动连接有移动平台3，在这个移动平台3上设置有X轴移动电机，在X轴移动电机的输出端上设有齿轮，该齿轮与沿着基础平台1的轴向设置的齿条5相啮合；

[0011] 在所述的移动平台3上转动支承有转动齿盘19，在转动齿盘19的外缘与其相啮合的设置有三个转动齿轮20，并且这三个转动齿轮20在圆周上均匀分布，转动齿轮20位于转动电机21的输出端上，且转动电机21固定设置在移动平台3上，上述的转动齿盘19固定连接在转动平台22的底端；

[0012] 在转动平台22上对称地设置有两个Z轴导柱6，在这对Z轴导柱6上滑动连接有Z轴平台7，在Z轴导柱6的顶端设置有Z轴电机8，这个Z轴电机8能够驱动Z轴丝杠9转动，而所述的Z轴丝杠9则与设置在Z轴平台7上的丝母相匹配；

[0013] 在Z轴平台7上滑动连接有Y轴移动架10，沿着所述Y轴移动架10的轴向设置有Y轴丝杠11，并且这个Y轴丝杠11通过设置在Y轴移动架10上的Y轴电机18进行驱动，同时在Z轴平台7上还设置有与Y轴丝杠11相匹配的丝母；

[0014] 在Y轴移动架10的末端设置有钻孔机构12，在钻孔机构12内设置有钻孔电机，钻孔电机能够驱动钻头13工作，在钻孔机构12上还设置有与钻头13相配的摄像头和红外瞄准器15，在钻孔机构12的外壁上还固定连接有翻转齿盘16，所述的钻孔机构12和翻转齿盘16共同转动支承在Y轴支撑架10的末端，在Y轴支撑架10上还设置有翻转电机17，位于翻转电机
17输出端上的齿轮与上述的翻转齿盘16相啮合；

[0015] 而上述的X轴移动电机、Z轴电机8、Y轴电机18、钻孔电机、摄像头14、红外瞄准器15和翻转电机17都通过设置在移动平台3上的控制系统统一进行控制；控制系统包括观察摄像头14传递来的视频信号的显示屏，同时还包括用于发出指令和设定各项参数的触摸屏。

[0016] 所述的全自动三维钻孔装置的工作过程如下：当需要进行钻孔操作时，通过控制系统控制本装置中的各个驱动装置动作，最终实现钻孔机构12在三维空间上的运动和进给加工，具体步骤如下：

[0017] X轴移动电机工作，其工作端上的齿轮相对于固定设置的齿条5运动，进而驱动移动平台3在X轴滑道2上沿着X轴方向运动；

[0018] Z轴电机8工作，带动Z轴丝杠9转动，由于与Z轴丝杠9相匹配的丝母固定设置在Z轴平台7上，因此Z轴丝杠9的转动会驱动Z轴平台7沿着Z轴导柱6的轴向纵向运动；

[0019] Y轴电机18工作，带动Y轴丝杠11转动，由于与Y轴丝杠11相匹配的丝母舍哈子在Z轴平台7上，并且Y轴丝杠11所在的Y轴移动架10还滑动连接在Z轴平台1上，因此Y轴丝杠9的转动会驱动Y轴移动架10沿着自身的轴向（即Y轴方向）运动；

[0020] 所有的转动电机21同时、同步动作，通过转动齿轮20驱动转动齿盘19转动，进而实现转动齿盘19上方的转动平台22以Z轴为轴的转动；

[0021] 当需要在不同方向上进行进给加工时，翻转电机17工作，带动其输出端上的齿轮转动，由于该齿轮与固定连接在钻孔机构12外的翻转齿盘16相啮合，因此可以驱动钻孔机构12相对于Y轴移动架10的转动，进而实现在Z轴方向上（由下至上、由上至下）的进给加工和Y轴方向上的进给加工；

[0022] 上述四个方向上的运动的合成（X轴方向、Y轴方向和Z轴方向平移，加上以Z轴为轴的转动），再配合钻孔机构12的角度调整，同时辅助以钻头13的高速转动，最终实现钻孔机构12在三维空间上的运动和加工进给；

[0023] 由于在转动齿盘19的外圆周上均匀分布有三个与其啮合的转动齿轮20，因此可以抵抗在工作过程中由转动平台22及其上各部件所产生的倾覆力矩；

[0024] 在工作过程中，摄像头14将采集到的视频信号传输到控制系统中，并在显示屏上播放，便于操作人员掌握实时的加工情况；在钻孔前，让本装置在驱动钻孔机构12在三维空间上运动，直至红外瞄准器15发射出的红外光照射到加工点处，由于红外瞄准器15与钻头13之间的相对位置不变，因此在利用红外瞄准器15确定加工点后，本装置会在预设的程序的控制下自动实时补偿动作，即运动一段距离（该距离等于红外瞄准器15的轴线与钻头13轴线之间的距离），让钻头13的轴线通过加工点，然后本装置再利用钻头13进行钻孔加工；

[0025] 在预先输入程序后和各项参数后，本装置完全可以实现对单个（或多个）工件上单个（或多个）孔的自动钻孔加工，全程不需要人员守护。同时，由于它能够在三维空间上驱动钻孔机构12动作，且钻孔机构12还能够在多个角度之间切换，因此本装置特别适合与对某些体积庞大、构造复杂的工件进行钻孔加工。