一种新型全自动卧式数控钻床的制作方法

1.本发明涉及数控机械技术领域，尤其涉及一种新型全自动卧式数控钻床。


背景技术：

2.二十世纪七十年代初，钻床在世界上还是采用普通继电器控制的，八十年代后期由于数控技术的出现才逐渐开始在立式钻床上得到应用，特别是九十年代以后这种先进技术才得到推广，但随着零件加工精度的提高，卧式数控钻床以其独特的稳定性出现在大众的视野，特别在全自动流水线上逐渐取代立式钻床；
3.目前，大多中小企业钻孔设备大多是手工操作，包括上料、压料、钻孔和下料是人工完成的，劳动强度大，只能单人单机操作，随着自动化程度的加深，订单总量的增大，手工操作已经无法满足生产量需求，工人大量的时间用于重复上下料的劳动中，降低了零件批量加工的效率，且人工放料、压料定位会产生偏差，也会导致零件加工产生较大的误差；
4.专利号为cn201410403814.x已授权专利文件公开了一种全自动卧式数控钻床，其设计原理是零件在进入气动三爪卡盘夹紧后，通过送料气缸将立式气动三爪卡盘和零件送入加工区，然后启动钻削装置，钻削装置横向移动，实现对零件自动加工；
5.上述专利文件虽然通过自动送料气缸带动零件定位，代替了使用人员的工作，但是仍然存在以下问题：其一，上述专利在送料传动上采用气动传输，钻削装置只能进行横向移动，所以零件的加工精度在于送料传动上，而气动传输精度较低，会严重影响加工精度，其二，上述专利的钻孔范围仅在零件的一条直线上，但往往零件表面加工孔位不止一个，也大多分散各处，如果加工，需要反复调换零件位置，不仅大大降低了加工效率，也加大了加工误差；
6.于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种新型全自动卧式数控钻床，以期达到更具有更加实用价值性的目的。


技术实现要素：

7.本发明的目的是为了解决上述的问题，而提出的一种新型全自动卧式数控钻床。
8.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
9.一种新型全自动卧式数控钻床，包括横向送料机构，横向送料机构是实现加工零件横向定位的装置，其分布在底座上，所述底座上分布着第一支撑轴和齿条，第一移动平台上分布着第一滑动孔，所述第一滑动孔和所述第一支撑轴配合支撑所述第一移动平台，所述第一移动平台底面设有螺纹孔与电机支架相连接，所述电机支架采用螺纹螺栓连接第一步进电机，所述第一步进电机的输出轴与第一传动齿轮连接，所述第一传动齿轮与所述齿条配合。
10.优选地，所述第一移动平台底面连接着限位块，其采用螺纹孔连接固定，所述限位块的作用是对所述第一传动齿轮和齿条传动限位，保证齿轮齿条传动方向的精准，当所述第一步进电机接收到指令转动时，其旋转扭矩会传输至所述第一传动齿轮，因为所述齿条
是固定的，所以其会对所述第一传动齿轮产生反作用推力，从而带动所述第一移动平台沿所述第一支撑轴轴向移动。
11.优选地，所述底座上还设置有自动钻头，所述自动钻头底部与滑道配合实现移动，待加工零件定位后，所述自动钻头会收到钻床加工指令，沿着所述滑道移动至加工位置。
12.优选地，竖向送料机构是实现加工零件竖向定位的装置，其分布在所述第一移动平台上，所述第一移动平台上固定着两根第二支撑轴，第二移动平台上分布挡板和滑动孔，滑动孔和所述第二支撑轴配合，保证所述第二移动平台可沿所述第二支撑轴轴向移动，所述第二移动平台底部设有螺纹孔。
13.优选地，所述第二移动平台通过螺纹螺栓固定第二步进电机，所述第二步进电机的输出轴与第二传动齿轮连接，所述第二传动齿轮与键槽齿轮配合，所述第二传动齿轮与键槽齿轮都限位在所述第二移动平台上开设的凹槽中。
14.优选地，所述第二移动平台实现竖向移动的主要传动零件是螺杆，通过所述第二移动平台上固定的丝杠螺母与所述螺杆配合，当所述螺杆转动时，即带动所述第二移动平台沿所述第二支撑轴轴向移动。
15.优选地，所述螺杆下端设有键槽，通过平键与所述键槽齿轮连接，所述第二支撑轴和所述螺杆顶端设有限位座，其目的是为了稳定轴心不偏移，并限位所述第二移动平台防止其脱离。
16.优选地，当所述第二步进电机接收到指令转动时，其旋转扭矩会传输至所述第二传动齿轮，所述第二传动齿轮再将扭矩传至所述键槽齿轮，所述键槽齿轮带动所述螺杆转动，从而实现所述第二移动平台竖向移动。
17.优选地，自动夹具是实现自动化夹取加工零件的机构，其通过固定座固定在所述第二移动平台上，其工作原理是左夹板和右夹板的同步收缩来实现对钻孔零件的夹取和定位，夹板之间的同步收缩是通过齿轮和对齿传动来实现的，所述左夹板上分布着上对齿，所述右夹板上分布着下对齿，大齿轮连接所述上对齿和下对齿，钻孔时会产生较大的切削力，为防止所述钻孔零件因切削力较大而产生位置偏移，所以需要较大的压力夹紧所述钻孔零件，通过小齿轮带动所述大齿轮增大输出扭矩来提高夹紧力压力。
18.优选地，所述小齿轮和大齿轮分别通过第一转动轴和第二转动轴固定在所述固定座上，带齿电机固定在所述挡板上，其末端齿轮与所述小齿轮连接，所述固定座上分布着限位轨道，其配合所述左夹板和右夹板上的限位槽，保证在夹取过程中压力的方向在一条直线上。
19.与现有技术相比，本发明具备以下优点：
20.本方案相对于手工操作增加了自动定位加工零件、自动上下料功能，能有效实现全自动化零件钻孔，减轻了工人的劳动强度、节约了加工时间，相对于人工放料、压料定位会产生偏差来说，更提高了加工精度；
21.其次，横向送料机构采用齿轮齿条传动，传动效率高，保证加工零件横向位置精度，相对于专利号为cn201410403814.x已授权专利文件公开了一种全自动卧式数控钻床采用的气动送料方案，可以有效提升零件加工定位精度，降低了零件报废率；
22.本方案增加了竖向送料机构，可以解决所述专利不能完成的多方位钻孔，大大提高了加工效率，减少了反复调换零件位置而产生误差的概率，从而提升了加工精度，采用步
进电机作为动力源相对其采用气压传动需要投入大量资金铺设新的气泵和管路更是节约了成本且降低故障率，可以进行广泛推广和应用。
附图说明
23.图1为本发明横向送料机构示意图；
24.图2为本发明横向传动结构详细示意图；
25.图3为本发明竖向送料机构示意图；
26.图4为本发明竖向传动结构详细示意图；
27.图5为本发明自动夹具结构示意图；
28.图6为本发明自动夹具传动结构剖视图；
29.图7为本发明整体结构轴视示意图。
30.图中：1、底座；2、滑道；3、自动钻头；4、第一移动平台；5、第一支撑轴；6、齿条；7、限位块；8、电机支架；9、第一滑动孔；10、第一步进电机；11、第一传动齿轮；12、第二移动平台；13、挡板；14、第二支撑轴；15、限位座；16、螺杆；17、丝杠螺母；18、凹槽；19、第二步进电机；20、二传动齿轮；21、键槽；22、平键；23、键槽齿轮；24、限位轨道；25、左夹板；26、钻孔零件；27、右夹板；28、限位槽；29、固定座；30、第二转动轴；31、第一转动轴；32、下对齿；33、大齿轮；34、小齿轮；35、带齿电机；36、上对齿。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
32.参照图1和图2，横向送料机构是实现加工零件横向定位的装置，其分布在底座1上，底座1上分布着第一支撑轴5和齿条6，第一移动平台4上分布着第一滑动孔9，第一滑动孔9和第一支撑轴5配合支撑第一移动平台4，第一移动平台4底面设有螺纹孔与电机支架8相连接，电机支架8采用螺纹螺栓连接第一步进电机10，第一步进电机10的输出轴与第一传动齿轮11连接，第一传动齿轮11与齿条6配合；
33.第一移动平台4底面连接着限位块7，其采用螺纹孔连接固定，限位块7的作用是对第一传动齿轮11和齿条6传动限位，保证齿轮齿条传动方向的精准，当第一步进电机10接收到指令转动时，其旋转扭矩会传输至第一传动齿轮11，因为齿条6是固定的，所以其会对第一传动齿轮11产生反作用推力，从而带动第一移动平台4沿第一支撑轴5轴向移动；
34.底座1上还设置有自动钻头3，自动钻头3底部与滑道2配合实现移动，待加工零件定位后，自动钻头3会收到钻床加工指令，沿着滑道2移动至加工位置；
35.参照图3和图4，竖向送料机构是实现加工零件竖向定位的装置，其分布在第一移动平台4上，第一移动平台4上固定着两根第二支撑轴14，第二移动平台12上分布挡板13和滑动孔，滑动孔和第二支撑轴14配合，保证第二移动平台12可沿第二支撑轴14轴向移动，第二移动平台12底部设有螺纹孔，第二移动平台12通过螺纹螺栓固定第二步进电机19，第二步进电机19的输出轴与第二传动齿轮20连接，第二传动齿轮20与键槽齿轮23配合，第二传动齿轮20与键槽齿轮23都限位在第二移动平台12上开设的凹槽18中；
36.第二移动平台12实现竖向移动的主要传动零件是螺杆16，通过第二移动平台12上
固定的丝杠螺母17与螺杆16配合，当螺杆16转动时，即带动第二移动平台12沿第二支撑轴14轴向移动，螺杆16下端设有键槽21，通过平键22与键槽齿轮23连接，第二支撑轴14和螺杆16顶端设有限位座15，其目的是为了稳定轴心不偏移，并限位第二移动平台12防止其脱离，
37.当第二步进电机19接收到指令转动时，其旋转扭矩会传输至第二传动齿轮20，第二传动齿轮20再将扭矩传至键槽齿轮23，键槽齿轮23带动螺杆16转动，从而实现第二移动平台12竖向移动；
38.参照图5和图6，自动夹具是实现自动化夹取加工零件的机构，其通过固定座29固定在第二移动平台12上，其工作原理是左夹板25和右夹板27的同步收缩来实现对钻孔零件26的夹取和定位，夹板之间的同步收缩是通过齿轮和对齿传动来实现的，左夹板25上分布着上对齿36，右夹板27上分布着下对齿32，大齿轮33连接上对齿36和下对齿32，钻孔时会产生较大的切削力，为防止钻孔零件26因切削力较大而产生位置偏移，所以需要较大的压力夹紧钻孔零件26，通过小齿轮34带动大齿轮33增大输出扭矩来提高夹紧力压力；
39.小齿轮34和大齿轮33分别通过第一转动轴31和第二转动轴30固定在固定座29上，带齿电机35固定在挡板13上，其末端齿轮与小齿轮34连接，固定座29上分布着限位轨道24，其配合左夹板25和右夹板27上的限位槽28，保证在夹取过程中压力的方向在一条直线上。
40.本方案的使用原理如下：
41.参照图1至图7，本方案中，当钻孔零件26被送到自动夹具时，带齿电机35收到指令顺时针转动，其末端齿轮带动小齿轮34转动，小齿轮34放大了带齿电机35的扭矩并传给大齿轮33，大齿轮33将扭矩同步传递给左夹板25和右夹板27，左夹板25和右夹板27沿着固定座29上分布着限位轨道24移动，均匀夹住钻孔零件26；
42.待零件定位夹紧后，第一步进电机10接收到指令顺时针转动，其旋转扭矩会传输至第一传动齿轮11，因为齿条6是固定的，所以其会对第一传动齿轮11产生反作用推力，从而带动自动夹具和钻孔零件26沿第一支撑轴5横向移动；
43.待横向送料机构将钻孔零件26运送至指定位置后，第二步进电机19接收到指令顺时针转动，其旋转扭矩会传输至第二传动齿轮20，第二传动齿轮20再将扭矩传至键槽齿轮23，键槽齿轮23带动螺杆16转动，第二移动平台12上固定的丝杠螺母17与螺杆16配合，即带动自动夹具和钻孔零件26沿第二支撑轴14竖向移动；
44.当竖向送料机构将钻孔零件26到达指定位置后，自动钻头3会收到钻床加工指令，沿着滑道2移动至加工位置加工，待第一个孔加工完毕时，横向送料机构和竖向送料机构会再次收到指令移动到下一个加工位置直至加工结束回到初始位置，完成工作过程。
45.提供之前的描述是为了使本领域任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。对这些方面的各种修改将容易为本领域技术人员所明白，并且在本文中所定义的普适原理可被应用于其他方面。因此，权利要求并非旨在被限定于本文中所示的方面，而是应被授予与语言上的权利要求相一致的全部范围，其中对要素的单数形式的引述除非特别声明，否则并非旨在表示“有且仅有一个”，而是“一个或多个”。