本发明公开了一种自动钻孔机，包括承载台、钻头部分、机械双臂部分、套盖、垂荡机构部分、套筒、旋转机构部分、控制系统装置、钻头放置装置，所述旋转机构部分位于承载台面上，所述钻头放置装置位于承载台靠近旋转机构部分的一端，所述控制系统装置设置在旋转机构部分的侧面，所述套筒固定连接在旋转机构部分的上方，所述垂荡机构部分安装在套筒上，所述机械双臂部分与垂荡机构部分固定连接，且末端设置钻头部分，所述套盖设置在垂荡机构部分的顶端。本发明进给动作灵活，定位准确，占用空间小，能够增大运动承受负载，运动稳定，且自主更换钻头，生产效率高，自动化程度高，降低工作人员劳动强度，提高了钻孔重复定位精度。
1.一种自动钻孔机，其特征在于：包括承载台(1)、钻头部分(2)、机械双臂部分(3)、套盖(4)、垂荡机构部分(5)、套筒(6)、旋转机构部分(7)、控制系统装置(8)以及钻头放置装置(9)；所述旋转机构部分(7)位于承载台(1)面上，所述钻头放置装置(9)位于承载台(1)靠近旋转机构部分(7)的一端，所述控制系统装置(8)设置在旋转机构部分(7)的侧面，所述套筒(6)固定连接在旋转机构部分(7)的上方，所述垂荡机构部分(5)安装在套筒(6)上，所述机械双臂部分(3)与垂荡机构部分(5)固定连接，且末端设置钻头部分(2)，所述套盖(4)设置在垂荡机构部分(5)的顶端，所述垂荡机构部分可在竖直方向上运动进而实现对钻头部分竖直位置的调整；
所述垂荡机构部分(5)包括电机Ⅰ(11)，所述电机Ⅰ(11)固定安装在套筒(6)上端，且适配减速器Ⅰ(12)，电机输出轴Ⅰ(13)的另一端通过联轴器(14)固定齿轮轴(17)，所述齿轮轴(17)上安装有直齿轮Ⅰ(15)，所述直齿轮Ⅰ(15)两侧分别啮合有直齿轮Ⅱ(161)和直齿轮III(162)，所述直齿轮Ⅱ(161)和直齿轮III(162)分别固定安装在各自的丝杆(18)上，两根丝杆(18)上下端均设有支撑轴承Ⅰ(10)，实现电机Ⅰ(11)旋转带动两根丝杆(18)的旋转，且两根丝杆(18)上均采用螺纹配合有移动丝块(19)，丝杆(18)的旋转带动移动丝块(19)的上下移动，套筒(6)外壁竖直方向开有滑轨(101)，且间隙配合外套筒(20)，所述外套筒(20)与移动丝块(19)固定连接，实现带动外套筒(20)的垂荡运动；
所述机械双臂部分(3)固定连接外套筒(20)，包括臂Ⅰ(31)和臂Ⅱ(35)，所述外套筒(20)与臂Ⅰ(31)直接相连，实现与之联动进给，臂Ⅰ(31)的末端通过连接销轴(33)固定电机Ⅲ(32)，臂Ⅱ(35)通过连接销轴(33)固定在设置在连接销轴(33)上的输出转动盘(34)上，实现电机Ⅲ(32)旋转带动输出转动盘(34)从而带动臂Ⅱ(35)的旋转进给；
所述臂Ⅱ(35)内嵌钻头传动机构，包括电机Ⅳ(37)，所述电机Ⅳ(37)固定安装在臂Ⅱ(35)的下端，电机Ⅳ(37)的输出轴装设带轮(36)，所述带轮(36)通过传送带(38)另一端连接至转体(43)，所述转体(43)通过上下轴承Ⅳ(41)安装在臂Ⅱ(35)的另一末端，所述钻头传动机构带动转体(43)旋转，转体(43)开设带槽(42)，且下端开设装夹孔(39)；
所述钻头部分(2)通过装夹孔(39)配合安装在转体(43)内，包括锁扣(51)、锥体(52)、挡块(55)、夹头(53)、钻头(54)；所述锁扣(51)位于钻头部分(2)的顶部，所述锥体(52)位于在锁扣(51)的下端，且与所述装夹孔(39)对心装配，所述挡块(55)位于所述锥体(52)的下端，所述夹头(53)位于挡块(55)的下端，用于装夹钻头(54)，所述转体(43)内部设有圆柱卡头(45)以及与之适配的锁紧气缸(40)，用于卡夹锁扣(51)，从而转体(43)旋转带动整体钻头旋转；
所述挡块(55)开有缺口(56)，与转体(43)内的凸块配合，所述钻头(54)装夹采用物理连接或机械连接；
所述钻头放置装置(9)，设有9个放置槽，放置槽为锥面，与钻头部分(2)的夹头(53)锥面对心放置，且配合挡块(55)的缺口(56)，固定钻头(54)的具体方向。
2.根据权利要求1所述自动钻孔机，其特征在于：所述旋转机构部分(7)包括支撑套筒(22)，所述支撑套筒(22)与承载台(1)固定相连，支撑套筒(22)内壁固定电机Ⅱ(27)，电机Ⅱ(27)适配减速器Ⅱ(28)，电机输出轴Ⅱ(29)安装有圆锥齿轮Ⅱ(26)，圆锥齿轮Ⅱ(26)与圆锥齿轮Ⅰ(24)传动，圆锥齿轮Ⅰ(24)安装在圆锥齿轮轴(25)上，所述圆锥齿轮轴(25)连接设置在套筒(6)内的圆盘联轴器(23)，带动套筒(6)旋转，支撑套筒(22)与套筒(6)之间设置有防止滑移的轴承Ⅱ(21)，从而实现旋转机构部分(7)内的电机Ⅱ(27)旋转带动整个套筒(6)的旋转运动。
3.根据权利要求1所述自动钻孔机，其特征在于：所述承载台(1)作为整体的支撑且为待钻工件的工作台，上部支撑旋转结构部分(7)和垂荡机构部分(5)，所述套盖(4)开有散热孔。
4.根据权利要求1-3任一项所述自动钻孔机，其特征在于：所述控制系统装置(8)与所述电机Ⅰ(11)、电机Ⅱ(27)、电机Ⅲ(32)、电机Ⅳ(37)的驱动部分以及锁紧气缸(40)的控制阀相连接。
5.根据权利要求4所述自动钻孔机，其特征在于：根据所述钻头放置装置(9)上各钻头的位置信息，以及设定的钻孔转速和进给速度，通过上位机下载所编程序，所述控制系统装置(8)收到指令，分步进行实施钻孔动作，并针对需要更换钻头的工件，相应触发锁紧气缸(40)的控制阀实现对钻头的更换。
一种自动钻孔机
技术领域
[0001] 本发明涉及钻孔加工技术领域，特别是涉及一种自动钻孔机。
背景技术
[0002] 在机械零件加工领域，经常需要对工件进行钻孔作业。钻孔机通常用于对待加工件进行钻孔加工，钻孔机在对待加工件进行加工时，需要先用夹紧装置将待钻孔件固定在工作台面上，再利用钻头对待钻孔工作进行钻孔。
[0003] 现有的钻孔机再对待加工工件钻孔时，钻头部分只能Z向进给，且行业存在一些自动钻孔机通过承载工作面的X、Y向移动，改变钻孔的坐标位置。从而要求机床本体足够大，相对的占地空间大，且动作不灵活，针对不同孔径的钻孔需要手动更换钻头，更换操作过程繁琐，增大了工作人员的劳动强度，人力成本高，经常出现人为失误而对工件造成损坏，生产效率低，且易出现精准度不高的情况，生产废料多，故而有待改进。
发明内容
[0004] 针对现有技术存在的不足，本发明专利的目的是为了提供一种自动钻孔机，以解决背景技术中存在的问题。
[0005] 本发明可通过以下技术方案实现：
[0006] 一种自动钻孔机，包括承载台、钻头部分、机械双臂部分、套盖、垂荡机构部分、套筒、旋转机构部分、控制系统装置以及钻头放置装置；所述旋转机构部分位于承载台面上，所述钻头放置装置位于承载台靠近旋转机构部分的一端，所述控制系统装置设置在旋转机构部分的侧面，所述套筒固定连接在旋转机构部分的上方，所述垂荡机构部分安装在套筒上，所述机械双臂部分与垂荡机构部分固定连接，且末端设置钻头部分，所述套盖设置在垂荡机构部分的顶端，所述垂荡机构部分可在竖直方向上运动进而实现对钻头部分竖直位置的调整。
[0007] 所述垂荡机构部分包括电机Ⅰ，所述电机Ⅰ固定安装在套筒上端，且适配减速器Ⅰ，电机输出轴Ⅰ的另一端通过联轴器固定齿轮轴，所述齿轮轴上安装有直齿轮Ⅰ，所述直齿轮Ⅰ两侧分别啮合有直齿轮Ⅱ和直齿轮III，所述直齿轮Ⅱ)和直齿轮III分别固定安装在各自的丝杆上，两根丝杆上下端均设有支撑轴承Ⅰ，实现电机Ⅰ旋转带动两根丝杆的旋转，且两根丝杆上均采用螺纹配合有移动丝块，丝杆的旋转带动移动丝块的上下移动，套筒外壁竖直方向开有滑轨，限制其一个只具备垂荡方向的移动，所述套筒间隙配合外套筒，所述外套筒与移动丝块固定连接，实现带动外套筒的垂荡运动。
[0008] 所述旋转机构部分的目的是实现对套筒的旋转控制，包括支撑套筒，所述支撑套筒与承载台固定相连，支撑套筒内壁固定电机Ⅱ，电机Ⅱ适配减速器Ⅱ，电机输出轴Ⅱ安装有圆锥齿轮Ⅱ，圆锥齿轮Ⅱ与圆锥齿轮Ⅰ传动，圆锥齿轮Ⅰ安装在圆锥齿轮轴上，所述圆锥齿轮轴连接设置在套筒内的圆盘联轴器，带动套筒旋转，支撑套筒与套筒之间设置有防止滑移的轴承Ⅱ，从而实现旋转机构部分内的电机Ⅱ旋转带动整个套筒的旋转运动。
[0009] 所述机械双臂部分固定连接外套筒，满足外套筒的旋转、垂荡进给同时带动机械双臂部分的进给运动，包括臂Ⅰ和臂Ⅱ，所述外套筒与臂Ⅰ直接相连，实现与之联动进给，臂Ⅰ的末端通过连接销轴固定电机Ⅲ，臂Ⅱ通过连接销轴固定在设置在连接销轴上的输出转动盘上，实现电机Ⅲ旋转带动输出转动盘从而带动臂Ⅱ的旋转进给。
[0010] 所述臂Ⅱ内嵌钻头传动机构，包括电机Ⅳ，所述电机Ⅳ固定安装在臂Ⅱ的下端，电机Ⅳ的输出轴装设带轮，所述带轮通过传送带另一端连接至转体，所述转体通过上下轴承Ⅳ安装在臂Ⅱ的另一末端，所述钻头传动机构带动转体旋转，转体开设带槽，且下端开设装夹孔，装夹孔为锥面体型，起校准对心作用。
[0011] 所述钻头部分通过装夹孔配合安装在转体内，包括锁扣、锥体、挡块、夹头、钻头；所述锁扣位于钻头部分的顶部，起固定作用，所述锥体位于在锁扣的下端，且与所述装夹孔配合，均是锥面，起对心作用，所述挡块位于所述锥体的下端，所述挡块开有缺口，与转体内的凸块配合，其定位以及限制其旋转自由度，所述夹头位于挡块的下端，用于装夹钻头，钻头装夹可以采用物理连接(热胀冷缩原理)也可以采用机械连接。所述转体内部设有圆柱卡头以及与之适配的锁紧气缸，用于卡夹锁扣，从而转体旋转带动整体钻头旋转。
[0012] 进一步的，所述钻头放置装置设有9个放置槽，放置槽为锥面，与钻头部分的夹头锥面对心放置，且配合挡块的缺口，固定钻头的具体方向，简化钻头拾取、放置识别流程。
[0013] 进一步的，所述套盖开有散热孔。
[0014] 进一步的，所述承载台作为整体的支撑且为待钻工件的工作台，位于装置的底部，上部支撑旋转机构部分和垂荡机构部分，为工作台面，用于固定待钻孔件，且一端配置多类型钻头放置装置，即需要更换钻头时，钻头部分依靠机械双臂动作至该区域进行更换。
[0015] 进一步的，所述控制系统装置与所述电机Ⅰ、电机Ⅱ、电机Ⅲ、电机Ⅳ的驱动部分以及锁紧气缸的控制阀相连接，根据所输入的钻头放置装置上各钻头的位置信息，以及设定钻孔转速和进给速度，通过上位机下载所编程序，所述控制系统装置收到指令，分步进行实施钻孔动作，并针对需要更换钻头的工件，相应触发锁紧气缸的控制阀实现对钻头的更换。
[0016] 本发明有益的技术效果在于：
[0017] 本发明一种自动钻孔机，借助机械连杆式双臂，不仅进给动作灵活，定位准确，且占用空间小。且钻头的装夹采用锥面对心，大大提高了钻孔定位精度。以及采用双丝杆的重力方向的进给，增大运动承受负载，且运动稳定。针对同一工件需钻多类型孔径时，无需再手动更换钻头，减免操作过程的繁琐，提高生产效率高。自动化程度高，降低工作人员劳动强度，提高了钻孔重复定位精度。
附图说明
[0018] 图1为本发明的总体结构示意图；
[0019] 图2为本发明的垂荡机构部分的结构示意图；
[0020] 图3为本发明的旋转机构部分的结构示意图；
[0021] 图4为本发明的机械双臂部分的结构示意图；
[0022] 图5为本发明的钻头部分的结构示意图；
[0023] 图6为本发明的挡块缺口的结构示意图；
[0024] 其中1-承载台，2-钻头部分，3-机械双臂部分，4-套盖，5-垂荡机构部分，6-套筒，7-旋转机构部分，8-控制系统装置，9-钻头放置装置，10-支撑轴承Ⅰ，101-滑轨，11-电机Ⅰ，
12-减速器Ⅰ，13-电机输出轴Ⅰ，14-联轴器，15-直齿轮Ⅰ，161-直齿轮Ⅱ，162-直齿轮III，17齿轮轴，18-双丝杆，19-移动丝块，20-外套筒，21-轴承Ⅱ，22-支撑套筒，23-圆盘联轴器，
24-圆锥齿轮Ⅰ，25-圆锥齿轮轴，26-圆锥齿轮Ⅱ，27-电机Ⅱ，28-减速器Ⅱ，29-电机输出轴Ⅱ，31-臂Ⅰ，32-电机Ⅲ，33-连接轴销，34-输出转动盘，35-臂Ⅱ，36-带轮，37-电机Ⅳ，38-传送带，39-装夹孔，40-锁紧气缸，41-轴承Ⅲ，42-转体带槽，43-转体，44-轴承Ⅳ，45-圆柱卡头，51-锁扣，52-锥体，53-夹头，54-钻头，55-挡块，56-缺口。
具体实施方式
[0025] 下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步阐述。
[0026] 如图1所示，本发明提供了一种自动钻孔机，包括承载台1、钻头部分2、机械双臂部分3、套盖4、垂荡机构部分5、套筒6、旋转机构部分7、控制系统装置8以及钻头放置装置9；所述旋转机构部分7位于承载台1面上，所述钻头放置装置9位于承载台1靠近旋转机构部分7的一端，所述控制系统装置8设置在旋转机构部分7的侧面，所述套筒6固定连接在旋转机构部分7的上方，所述垂荡机构部分5安装在套筒6上，所述机械双臂部分3与垂荡机构部分5固定连接，且末端设置钻头部分2，所述套盖4设置在垂荡机构部分5的顶端。
[0027] 如图2所示，进一步的，所述垂荡机构部分5包括电机Ⅰ11，所述电机Ⅰ11固定安装在套筒6上端，且适配减速器Ⅰ12，电机输出轴Ⅰ13的另一端通过联轴器固定齿轮轴17；所述齿轮轴17上安装有直齿轮Ⅰ15，所述直齿轮Ⅰ15两侧分别啮合有直齿轮Ⅱ161和直齿轮III162，所述直齿轮Ⅱ161和直齿轮III162分别固定安装在各自的丝杆18上，两根丝杆18上下端均设有支撑轴承Ⅰ10，实现电机Ⅰ11旋转带动两根丝杆18的旋转，且两根丝杆18上均采用螺纹配合有移动丝块19，丝杆18的旋转带动移动丝块19的上下移动，套筒6外壁竖直方向开有滑轨101，限制其一个只具备垂荡方向的移动；所述套筒6间隙配合外套筒20，所述外套筒20与移动丝块19固定连接，实现带动外套筒20的垂荡运动；所述套盖4用于封闭电机装置，且开有散热孔。
[0028] 如图3所示，所述旋转机构部分7包括支撑套筒22；所述支撑套筒22与承载台1固定相连，支撑套筒22内壁固定电机Ⅱ27，电机Ⅱ27适配减速器Ⅱ28，电机输出轴Ⅱ29安装有圆锥齿轮Ⅱ26，圆锥齿轮Ⅱ26与圆锥齿轮Ⅰ24传动，圆锥齿轮Ⅰ24安装在圆锥齿轮轴25上，所述圆锥齿轮轴25连接设置在套筒6内的圆盘联轴器23，带动套筒6旋转，支撑套筒22与套筒6之间设置有防止滑移的轴承Ⅱ21，从而实现旋转机构部分7内的电机Ⅱ27旋转带动整个套筒6的旋转运动。
[0029] 如图4所示，所述机械双臂部分3固定连接外套筒20，满足外套筒20的旋转、垂荡进给同时带动机械双臂部分3的进给运动，包括臂Ⅰ31和臂Ⅱ35；所述臂Ⅰ31与外套筒20直接相连，实现与之联动进给；所述臂Ⅰ31的末端通过连接销轴33固定电机Ⅲ32，所述臂Ⅱ35通过连接销轴33固定至设置在连接销轴33上的输出转动盘34上，实现电机Ⅲ32旋转带动输出转动盘34旋转从而带动臂Ⅱ35的旋转进给。
[0030] 所述臂Ⅱ35内嵌钻头传动机构，包括电机Ⅳ37，所述电机Ⅳ37固定安装在臂Ⅱ35的下端，电机Ⅳ37的输出轴装设带轮36，所述带轮36通过传送带38另一端连接至转体43，所述转体43通过上下轴承Ⅳ41安装在臂Ⅱ35的另一末端，所述钻头传动机构带动转体43旋转，转体43开设带槽42，且下端开设装夹孔39，装夹孔39为锥面体型，起校准对心作用。
[0031] 如图5所示，所述钻头部分2通过装夹孔39配合安装在转体43内，包括锁扣51、锥体52、挡块55、夹头53、钻头54；所述锁扣51位于钻头部分2的顶部，起固定作用，所述锥体52位于在锁扣51的下端，且与所述装夹孔39配合，均是锥面，起对心作用，所述挡块55位于所述锥体52的下端，所述挡块55开有缺口56，与转体43内的凸块配合，其定位以及限制其旋转自由度，所述夹头53位于挡块55的下端，用于装夹钻头54，钻头54装夹可以采用物理连接(热胀冷缩原理)也可以采用机械连接，所述转体43内部设有圆柱卡头45以及与之适配的锁紧气缸40，用于卡夹锁扣51，从而转体43旋转带动整体钻头旋转。
[0032] 所述钻头放置装置9，设有9个放置槽，放置槽为锥面，与钻头部分2的夹头53锥面对心放置，且配合挡块55的缺口56，固定钻头54的具体方向，简化钻头拾取、放置识别流程。
[0033] 所述承载台1作为整体的支撑且为待钻工件的工作台，位于装置的底部，上部支撑旋转结构部分7和垂荡机构部分5，主要目的作为工作台面，用于固定待钻孔件，且一端配置多类型钻头放置装置9，即需要更换钻头54时，钻头部分2依靠机械双臂部分3动作至该区域进行更换。
[0034] 所述控制系统装置8与电机Ⅰ11、电机Ⅱ27、电机Ⅲ32、电机Ⅳ37的驱动部分以及锁紧气缸40控制阀相连接，根据所输入的钻头放置装置9上各钻头的位置信息，以及设定钻孔转速和进给速度，通过上位机下载所编程序，所述控制系统装置8收到指令，分步进行实施钻孔动作，并针对需要更换钻头的工件，相应触发锁紧气缸40的控制阀实现对钻头的更换。
[0035] 本发明的工作过程如下：
[0036] 首先，将待钻工件安装至承载台面，并设定校对零点坐标，所钻孔位置信息为该零点的相对坐标，根据钻孔的位置坐标和通、盲孔类型以及是否更换钻头等信息进行上位机编程。
[0037] 然后导入上位机程序至控制系统，启动按钮，开始钻孔工序。加工顺序原则为：先将同一孔径的进行钻孔，并根据设定程序路径规划，依次加工完成；对于不同孔径，加工完一类型之后，依靠机械双臂移动至钻头放置装置区域，进行钻头更换。更换钻孔，先置放钻头，在装置钻头，所需钻头的位置信息已在程序中编制设定完成，当需要更换时，直接调用所需钻头的型号。本体可实现X、Y、Z的移动和绕Z的转动四个自由度。
[0038] 综上，所述种自动钻孔机，针对同一工件需钻多类型孔径时，无需工作人员动手将更换钻头，节省了大量劳动力，保证了工作人员的人身安全，降低了生产成本，同时，采用连杆式机械双臂结构，动作灵活，占地面积小，运行速度快；以及采用双丝杆的重力方向的进给，增大运动承受负载，且运动稳定。自动化程度高，降低工作人员劳动强度，提高了钻孔重复定位精度。
[0039] 虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。
