一种基于汽车前档栅格加工的智能钻孔切割设备的制作方法

本发明涉及钻孔切割复合设备，具体为一种基于汽车前档栅格加工的智能钻孔切割设备。

背景技术：

1、汽车前档栅格是汽车前脸总成的核心功能与外观部件，主要承担进气散热、前脸装饰与防护作用，多采用薄壁工程塑料或铝合金材质成型，整体为异形曲面结构，表面分布有密集的格栅镂空区域与多处安装连接点位。在成品后加工工序中，需要完成安装孔位钻孔、内外轮廓切割修边等多道工序，且作为外观件，对工件表面品质、孔位精度与轮廓尺寸公差均有较高要求。

2、参考公开号为cn116604347a的专利申请所公开的散热翅片钻孔切割设备，通过在机箱内依次设置钻孔装置和切割装置，以便于将整根散热翅片送入机箱中时，依次经过钻孔工位和切割工位，形成一条加工线，从而缩短散热翅片的加工周期，以便于提高散热翅片的加工效率；通过在落料框中设置隔板，方便通过隔板将落料框分隔成若干个用于存储散热翅片的存储区，从而便于充分利用落料框内的空间，且便于散热翅片摆放整齐。

3、上述现有技术中的钻孔切割设备在实际使用中存在以下缺陷：

4、1）现有设备的夹持机构多采用刚性单点压块结构，单夹持点位接触面积小、应力集中，针对汽车前档栅格的弧形曲面外壁，无法适配异形轮廓形成均匀夹持，极易在薄壁区域造成压痕、凹陷甚至开裂，难以满足外观件的品质标准；且不同车型的前档栅格轮廓差异较大，换型生产需要定制更换整套专用夹具，工装成本高、调试周期长，批量加工的装夹效率与装夹一致性难以保障。

5、2）现有设备的废屑收集多采用底部开放式落料槽的简单结构，加工产生的钻屑、切屑易堆积在工件支撑台面与夹具缝隙中，不仅容易刮伤工件外观面，还需要频繁停机人工清理设备台面缝隙，打断连续加工流程，增加了废屑清理难度。

6、因此，本发明提出了一种基于汽车前档栅格加工的智能钻孔切割设备以解决上述问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于汽车前档栅格加工的智能钻孔切割设备，解决了现有设备夹持机构为刚性单点压块，接触面积小、应力集中，难以适配汽车前档栅格弧形曲面，薄壁件易出现压痕、开裂，达不到外观件品质要求，而且钻切废屑仅靠底部敞口槽收集，碎屑易积于台面缝隙划伤工件，需频繁长时间停机人工清理，增加了废屑清理难度的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于汽车前档栅格加工的智能钻孔切割设备，包括龙门架，还包括：

3、基座，设置在龙门架的内部并且两端贯穿龙门架的内部并延伸至外部，用于对汽车前档栅格加工提供操作平台；

4、横向直线模组，固定设置在龙门架的正面并且该横向直线模组的移动端上还固定设置有纵向直线模组，所述纵向直线模组的移动端上固定设置有用于对汽车前档栅格执行钻孔和切割操作，并且通过横向直线模组和纵向直线模组的相互配合，以控制钻孔机构在水平和竖直方向上的钻孔和切割操作；

5、汽车前档格栅定位机构，活动设置在基座的顶部，用于装夹待加工的汽车前档栅格，以稳定汽车前档栅格的位置，并且汽车前档格栅定位机构能够针对汽车前档栅格的异形外壁形状进行模拟仿形，在单个夹持部位形成多点夹持效果，以分散夹持点位的应力，并能够在完成单次作业后自动收集钻、切废屑，规避废屑对后续操作的影响；

6、控制箱，固定设置在基座的侧壁上，用于控制全部电气设备的运行。

7、进一步地，所述基座的外壁两侧均固定设置有长齿条，用于配合驱动汽车前档格栅定位机构在基座的顶部往复移动，以配合横向直线模组和纵向直线模组对汽车前档栅格表面多位置进行钻孔和切割操作。

8、进一步地，所述汽车前档格栅定位机构包括滑动设置在基座顶部的承载座，所述承载座的底部两侧的相对位置上均固定设置有第一伺服电机，两个所述第一伺服电机的输出轴上均固定设置有驱动齿轮，两个所述驱动齿轮分别和对应位置上的长齿条相互啮合连接，所述承载座的内部为空腔结构，该空腔结构的中间位置固定设置有倒v形钻孔废渣导向板，该倒v形钻孔废渣导向板顶部为中间高两侧低的结构，所述承载座的内部两侧均开设有废屑汇集槽，两个所述废屑汇集槽的高度远低于倒v形钻孔废渣导向板表面的最低点。

9、进一步地，所述倒v形钻孔废渣导向板的顶部还均匀固定设置有多个金属振动片，通过拨动金属振动片产生振动，以将掉落在倒v形钻孔废渣导向板顶部的废屑向两侧的废屑汇集槽内滑动，所述废屑汇集槽的内部一端滑动设置有刮板，所述刮板的侧壁上还固定设置有拉杆，该拉杆滑动贯穿承载座并固定设置有拉环，所述废屑汇集槽底部远离刮板的一侧开设有废屑掉落口，该废屑掉落口的底部固定设置有排屑管。

10、进一步地，所述承载座顶部的空腔结构上方还设置有废屑转运机构，该废屑转运机构包括转动设置在空腔结构内部两侧的传动辊，所述传动辊的外壁两侧均固定套设有齿环，相邻两个所述齿环的外壁两侧共同套设有齿牙皮带，相邻两个齿牙皮带的外壁上均匀固定设置有多个托板，所述托板的顶部向内凹陷形成废屑暂存槽，所述承载座的侧壁上固定设置有第二伺服电机，该第二伺服电机的输出轴转动贯穿承载座并和其中一个传动辊相连接，通过齿牙皮带带动多个托板同步移动，将托板废屑暂存槽内的废屑倾倒，并同时利用托板拨动金属振动片产生振动。

11、进一步地，所述废屑转运机构的顶部还设置有用于对汽车前档栅格进行仿形夹持定位的定位执行组件，所述定位执行组件包括基板，所述基板的顶部均匀固定设置有多个用于从底部多个点位托举汽车前档栅格的汽车前档栅格托架，并且基板的顶部还设置有多个对汽车前档栅格顶部施加夹持力的仿形夹持单元，所述承载座的内壁上且位于两个传动辊之间固定设置有支撑板，用于向上托举和定位执行组件底部相接触的多个托板。

12、进一步地，所述仿形夹持单元包括固定设置在基板顶部的气缸，所述气缸的输出上固定套设有夹持臂，所述夹持臂的底部还固定设置有安装座，所述安装座的顶部均匀设置有多个夹持柱，多个所述夹持柱的底端滑动贯穿限位板并固定设置有橡胶夹持头，顶端固定设置有限位板，所述夹持柱的外壁上且位于橡胶夹持头和安装座之间滑动套设有橡胶夹持头，所述夹持柱和安装座之间通过紧固螺栓进行位置的锁定。

13、进一步地，所述钻孔机构包括集成安装座、钻孔主轴单元和切割执行单元，所述钻孔主轴单元与切割执行单元并排固定在集成安装座上，所述集成安装座固定安装于纵向直线模组的移动端；所述钻孔主轴单元用于对汽车前档栅格执行钻孔加工作业，所述切割执行单元用于对汽车前档栅格执行轮廓切割加工作业。

14、进一步地，所述基座的顶部沿自身长度方向固定设置有至少两条相互平行的导向滑轨，所述承载座的底部对应导向滑轨的位置固定设置有相适配的滑动滑块，所述承载座通过滑动滑块与导向滑轨的滑动配合实现在基座顶部的往复移动，所述导向滑轨布置于两条长齿条的内侧区域。

15、进一步地，各所述汽车前档栅格托架的顶部均固定设置有仿形承托垫，所述仿形承托垫的顶面轮廓与汽车前档栅格对应托举位置的底部外壁形状相适配，用于增大托举接触面积，分散汽车前档栅格托举点位的局部应力。

16、本发明提供了一种基于汽车前档栅格加工的智能钻孔切割设备。与现有技术相比具备以下有益效果：

17、1、一种基于汽车前档栅格加工的智能钻孔切割设备，通过针对汽车前档栅格异形曲面、薄壁易变形的特点，通过仿形夹持单元与汽车前档栅格托架的配合，实现上下对夹式多点柔性装夹。底部托架的仿形承托垫与工件底部轮廓完全贴合，以面接触分散托举应力；顶部多根可独立滑移的夹持柱配合橡胶夹持头，可自适应工件顶部的异形曲面，在单个夹持部位形成多点接触，大幅降低单位面积压应力，从根本上避免薄壁栅格装夹过程中的压痕、凹陷与形变问题，保障工件外观与结构精度。

18、同时支持“模拟仿形-参数记忆-批量复用”的装夹模式：新型号工件仅需一次仿形调试，通过紧固螺栓锁定夹持柱位置后，控制箱记录气缸的下移行程，同批次工件可直接调用参数一键装夹，既保证了装夹一致性，又大幅提升了批量加工的装夹效率。

19、2、一种基于汽车前档栅格加工的智能钻孔切割设备，通过设备集成全链路废屑处理系统，实现加工废屑的自动转运、导向汇集与集中排出，解决了现有设备废屑堆积影响加工精度、人工清理频繁的问题。

20、加工过程中，废屑穿过基板镂空处直接落入托板的废屑暂存槽，单次加工结束后可执行常规清屑：在定位执行组件不拆卸的状态下，第二伺服电机带动传动辊偏转设定角度，使两侧托板倾倒废屑，配合金属振动片的振动辅助，将废屑通过倒v形钻孔废渣导向板导入废屑汇集槽，无需停机拆机即可完成日常清屑，保障连续加工的台面清洁度，缩短停机时间；设备定期维护时可执行彻底清屑：拆卸定位执行组件后驱动齿牙皮带全循环运转，完成全部托板与导向板的全面清洁，兼顾了日常加工效率与深度维护的清洁需求，废屑汇集后，可通过刮板、拉杆与排屑管集中排出，清理操作简便高效。

21、3.一种基于汽车前档栅格加工的智能钻孔切割设备，通过废屑转运与振动清屑采用联动设计，无需额外设置振动驱动装置：第二伺服电机驱动齿牙皮带带动托板转运废屑的同时，托板可同步拨动金属振动片产生高频振动，辅助倒v形导向板上的废屑滑移。通过单一动力源同时实现“废屑转运”与“振动防堆积”两项功能，简化了设备内部结构，减少了额外驱动元件的设置，既降低了设备制造成本与故障率，又减少了能源消耗，提升了结构的集成度与运行可靠性。

22、4、一种基于汽车前档栅格加工的智能钻孔切割设备，针对定位执行组件的基板表面、汽车前档栅格托架缝隙及仿形夹持单元周边堆积的加工废屑，也可无需拆卸定位执行组件整体工装即可完成清理作业：即通过吹气装置向定位执行组件表面吹气，可将残留废屑直接吹扫至其两侧托板的废屑暂存槽内，后续配合常规清屑流程即可完成废屑的转运、导向与集中排出。该方式省去了工装拆卸、复位与重新校准的繁琐工序，显著缩短了日常台面清洁的操作时长，有效提升废屑清洁效率；同时避免了频繁拆装工装引发的定位精度偏移问题，保障装夹定位的长期一致性与加工精度。

23、5、一种基于汽车前档栅格加工的智能钻孔切割设备，通过设备采用“工件纵向移动结合加工端横纵双向移动”的三轴联动架构：承载座通过第一伺服电机、驱动齿轮与长齿条的配合实现纵向大行程进给，龙门架上的横向直线模组与纵向直线模组实现加工端的横向定位与竖直进给，三者联动可覆盖工件全部加工区域，无需多次换位装夹。

24、钻孔机构集成钻孔主轴单元与切割执行单元，通过横向平移即可实现钻孔、切割工序的自动切换，无需人工换刀与二次装夹，既缩短了加工周期，又避免了多次装夹带来的定位误差，实现钻孔、轮廓切割的一体化连续加工，显著提升加工精度与生产效率。

25、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。