一种多刀位开放式高速数控钻床的制作方法

1.本实用新型属于数控加工设备技术领域，具体地说是一种多刀位开放式高速数控钻床。


背景技术：

2.数控钻床在现代工业中有广泛应用，具有定位准确、加工精度高、效率高等特点。目前的数控钻床多仅针对特定工件进行加工，如适合板类钻孔加工的平面数控钻床、适合h型钢槽钢钻孔加工的三维数控钻床、适合轨道客车底架加工的数控龙门钻铣床等。这类数控钻床比较适合特定工件的大批量生产，专业性强而柔性化不足，很难实现工件的多品种、小批量、多孔径的钻孔加工要求，从而导致必须配备多台不同的钻床来实现多种工件的钻孔加工，增加了生产成本，加重了经济负担。


技术实现要素：

3.为解决数控钻床不能对大批量且多孔径钻孔加工的适应性问题，本实用新型提供一种一种多刀位开放式高速数控钻床。
4.本实用新型是通过下述技术方案来实现的：
5.一种多刀位开放式高速数控钻床，包括底座和并排设置于所述底座上的固定工作台及主机移动台，所述固定工作台的长边与主机移动台的长边相邻；所述固定工作台上设有若干个沿其长边分布的定位组件；所述主机移动台上设有沿其长边滑动的移动工作台，所述移动工作台上滑动设有垂直于移动工作台滑动方向的主机，所述主机一侧的移动工作台上滑动设有第一刀库，所述第一刀库内设有至少两个且为不同规格的刀具。通过移动工作台上主机一侧的第一刀库为装置更换刀具提供便利条件，且第一刀库内至少两个且为不同规格的刀具与若干个定位组件相配合，对待加工工件实现批量且不同孔径的加工操作，提高作业效率，降低生产成本。
6.本实用新型的进一步改进还有，上述第一刀库包括回转气缸、设置于所述回转气缸上的刀柄连接座，刀具放置于所述刀柄连接座内。通过回转气缸的转动，为更换刀具提供位置上的操作便利。
7.本实用新型的进一步改进还有，上述回转气缸下方设有固定板，所述固定板上设有供所述回转气缸移动的第三导轨，所述固定板的一侧设有推动所述回转气缸沿第三导轨移动的移位气缸。回转气缸在移位气缸的作用下沿第三导轨移动，以实现待更换刀具移动至主机下方，便于更换刀具。
8.本实用新型的进一步改进还有，上述刀柄连接座上的刀具在刀柄连接座上呈环绕设置。使刀具配合回转气缸的转动轨迹分布。
9.本实用新型的进一步改进还有，上述定位组件包括对待加工件形成三向夹紧的x向定位块、y向定位块和侧推夹紧装置。以对待加工件实现三个方向上的夹紧定位。
10.本实用新型的进一步改进还有，上述y向定位块和侧推夹紧装置之间滑动设有移
动支撑条。移动支撑条在底部对待加工件形成支撑，以避免对待加工件钻孔时损伤固定工作台。
11.本实用新型的进一步改进还有，上述固定工作台上间隔开设有若干个与所述固定工作台长边垂直的t型槽；所述x向定位块、侧推夹紧装置及移动支撑条滑动设置于所述t型槽内。x向定位块、侧推夹紧装置及移动支撑条在t型槽内滑动，以形成对待加工件的适应性调节。
12.本实用新型的进一步改进还有，上述侧推夹紧装置设置于固定工作台上的滑动座、设置于滑动座上的多轴气缸和设置于多轴气缸工作端的侧推板。通过多轴气缸顶出的侧推板与y向定位块配合实现对待加工件的夹紧。
13.本实用新型的进一步改进还有，上述固定工作台长边的两端分别设有第二刀库和第三刀库，所述第二刀库和第三刀库内均设有至少两个且为不同规格的刀具。第二刀库和第三刀库为装置配备更多规格刀具形成备用。
14.从以上技术方案可以看出，本实用新型的有益效果是：通过移动工作台上主机一侧的第一刀库为装置更换刀具提供便利条件，且第一刀库内至少两个且为不同规格的刀具与若干个定位组件相配合，对待加工工件实现批量且不同孔径的加工操作，提高作业效率，降低生产成本。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本实用新型一种多刀位开放式高速数控钻床的主视示意图。
17.图2为本实用新型一种多刀位开放式高速数控钻床的俯视示意图。
18.图3为本实用新型一种多刀位开放式高速数控钻床的右视示意图。
19.图4为本实用新型移动工作台驱动装置的结构示意图。
20.图5为本实用新型侧推夹紧装置的侧面示意图。
21.图6为本实用新型侧推夹紧装置的顶面示意图。
22.图7为本实用新型主机驱动装置的结构示意图。
23.图8为本实用新型第一刀库的侧面示意图。
24.图9为本实用新型第一刀库的顶面示意图。
25.图10为本实用新型第二刀库侧面示意图。
26.图11为本实用新型第二刀库顶面示意图。
27.图12为本实用新型动力头驱动装置的侧面示意图。
28.图13为本实用新型动力头驱动装置的顶面示意图。
29.图14为本实用新型钻孔装置的结构示意图。
30.图15为本实用新型钻孔驱动装置的结构示意图。
31.图16为本实用新型上侧压料装置的第一侧面示意图。
32.图17为本实用新型上侧压料装置的第二侧面示意图。
33.图18为本实用新型上侧压料装置的顶面示意图。
34.附图中：100、底座，101、主机101，102、固定工作台，103、移动工作台，104、移动工作台驱动装置，10401、第一伺服电机，10402、精密减速机，10403、第一调整板，10404、第一调整螺钉，10405、第一支撑座，10406、齿轮，105、第二刀库，10501、固定支架，10502、刀柄连接板，10503、第二刀柄，106、第三刀库，107、主机驱动装置，10701、第二伺服电机，10702、第二调整板，10703、第二小同步带轮，10704、第二大同步带轮，10705、第二同步带，10706、电机座，10707、第二调整螺钉，10708、第二支撑座，10709、第二滚珠丝杠，108、第一刀库，10801、固定板，10802、第三导轨，10803、气缸连接板，10804、移位气缸，10805、回转气缸，10806、刀柄连接座，10807、第一刀柄，109、动力头，110、动力头驱动装置，11001、第三伺服电机，11002、第三调整板，11003、第三小同步带轮，11004、第三大同步带轮，11005、第三同步带，11006、第三调整螺钉，11007、第三支撑座，11008、第三滚珠丝杠，111、x向定位块，112、y向定位块，113、移动支撑条，114、侧推夹紧装置，11401、滑动座，11402、多轴气缸，11403、侧推板，115、第一导轨，116、齿条，117、第二导轨，118、主机机身，119、第四导轨，120、主轴箱，121、钻孔装置，12101、内冷机械主轴，12102、打刀套，12103、打刀缸，12104、打刀缸支架，12105、旋转接头，12106、钻孔大同步带轮，122、钻孔驱动装置，12201、主轴伺服电机，12202、电机板，12203、第四调整板，12204、第四小同步带轮，12205、第四同步带，12206、第四调整螺钉，123、上侧压料装置，12301、气缸座，12302、压料缸，12303、压料架，12304、导柱，12305、直线轴承，12306、压料连接板。
具体实施方式
35.为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
36.如附图所示，一种多刀位开放式高速数控钻床，包括底座100和并排设置于所述底座100上的固定工作台102及主机101移动台，所述固定工作台102的长边与主机101移动台的长边相邻，也就是说长边沿x向分布，短边沿y向分布。所述主机101移动台上设有移动工作台103，所述移动工作台103上设有主机101，所述主机101一侧的移动工作台103上设有第一刀库108。所述固定工作台102上设有若干个沿其长边分布的定位组件；所述固定工作台102长边的两端分别设有第二刀库105和第三刀库106。
37.所述主机101移动台上设有沿x向延伸的两个第一导轨115和设置于两所述第一导轨115之间的齿条116。所述移动工作台103通过移动工作台驱动装置104驱动并沿第一导轨115作x向移动。
38.所述移动工作台驱动装置104包括第一伺服电机10401、精密减速机10402、第一调整板10403、第一调整螺钉10404、第一支撑座10405和齿轮10406；所述齿轮10406转动设置于所述第一调整板10403上并与所述齿条116向啮合，以推动移动工作台103沿第一导轨115作x向移动。所述第一调整板10403滑动安装于第一支撑座10405上。所述第一调整板10403上设有第一调整螺钉10404，通过第一调整螺钉10404拧进螺纹深度调整齿轮10406与齿条116的啮合程度。所述第一支撑座10405滑动安装于移动工作台侧面103；所述精密减速机
10402固连于第一调整板10403上且精密减速机10402的动力输出端与齿轮10406联动，所述精密减速机10402与伺服电机相连10401。
39.所述移动工作台103上设有沿y向延伸的第二导轨117，所述第二导轨117上滑动设有通过主机驱动装置107驱动的主机101。所述主机驱动装置107设置于所述移动工作台103远离固定工作台102的一侧。
40.所述主机驱动装置107包括第二伺服电机10701、第二调整板10702、第二小同步带轮10703、第二大同步带轮10704、第二同步带10705、电机座10706、第二调整螺钉10707、第二支撑座10708和第二滚珠丝杠10709；所述第二调整板10702滑动安装于设置于所述移动工作台103上，所述电机座10706安装于第二调整板10702上，第二伺服电机10701设置于电机座10706上，第二伺服电机10701的输出端上设有联动有转动安装于所述第二调整板10702上的第二小同步带轮10703，第二小同步带轮10703通过第二同步带10705联动有转动安装于所述第二调整板10702上的第二大同步带轮10704，第二大同步带轮10704上设有第二滚珠丝杠10709，所述第二滚珠丝杠10709包括与第二大同步带轮10704连接的传动丝杆和转动安装于所述传动丝杆上的传动螺母，所述传动丝杆远离第二大同步带轮10704的一端设有安装于移动工作台103上的第二支撑座10708，所述传动螺母与主机101相接。第二调整螺钉10707安装于第二调整板10702上，第二调整板10702可通过第二调整螺钉10707调整第二同步带10705的松紧。
41.所述主机101包括滑动设置于第二导轨117上的主机机身118，所述主机机身118靠近固定工作台102的一侧设有竖直的第四导轨119，所述第四导轨119内滑动设有动力头109，所述主机机身118上部设有驱动动力头109沿所述第四导轨119z向移动移动的动力头驱动装置110。
42.所述动力头109包括滑动设置于第四导轨119上的主轴箱120，所述主轴箱120工作面的上侧设有钻孔装置121，所述钻孔装置121外侧的主轴箱120工作上设有上侧压料装置123，所述主轴箱120的顶面设有驱动钻孔装置121工作的钻孔驱动装置122。
43.所述钻孔装置121包括内冷机械主轴12101、打刀套12102、打刀缸12103、打刀缸支架12104、旋转接头12105和钻孔大同步带轮12106。
44.打刀缸支架12104固连于主轴箱120上侧工作面，打刀缸12103固连于打刀缸支架12104上，打刀缸12103的螺纹端与打刀套12102相连接，打刀套12102下方连接有旋转接头12105，内冷机械主轴12101固连于120主轴箱下侧加工面，内冷机械主轴12101螺纹端即其上端与旋转接头12105相连接，钻孔大同步带轮12106固连于内冷机械主轴12101上部。
45.所述钻孔驱动装置122包括主轴伺服电机12201、电机板12202、第四调整板12203、第四小同步带轮12204、第四同步带12205和第四调整螺钉12206。
46.所述主轴伺服电机12201固连于电机板12202上，电机板12202滑动连接于主轴箱120上侧加工面；第四调整板12203固连于主轴箱120上侧加工面，第四调整螺钉12206安装于第四调整板12203上，第四调整板12203可通过第四调整螺钉12206调整第四同步带12205的松紧。
47.第四小同步带轮12204安装于主轴伺服电机12201输出轴相连接，主轴伺服电机12201带动第四小同步带轮12204通过第四同步带12205驱动钻孔大同步带轮12106带动内冷机械主轴12101转动。
48.所述上侧压料装置123包括气缸座12301、压料缸12302、压料架12303、导柱12304、直线轴承12305和压料连接板12306。
49.所述气缸座12301固连于主轴箱120的工作面上；压料缸12302固连于气缸座12301上，压料缸12302的螺纹端与压料连接板12306相连，12306连接板固连于压料架12303上；直线轴承12305固连于气缸座12301上；导柱12304与压料连接板12306相连，可沿直线轴承12305滑动，为12303压料架导向。
50.所述动力头驱动装置110包括第三伺服电机11001、第三调整板11002、第三小同步带轮11003、第三大同步带轮11004、第三同步带11005、第三调整螺钉11006、第三支撑座11007和第三滚珠丝杠11008；
51.第三小同步带轮11003安装于第三伺服电机11001的输出轴上，第三大同步带轮11004与第三滚珠丝杠11008相连接，第三支撑座11007设置于主机机身118上，第三滚珠丝杠11008包括一端与第三大同步带轮11004相接另一端与第三支撑座11007转动相接的传送丝杆和滑动设置于传送丝杆上的传动螺母，传动螺母与主轴箱120连接；第三伺服电机11001带动第三小同步带轮11003通过第三同步带11005驱动第三大同步带轮11004带动传送丝杆转动；
52.第三伺服电机11001固连于第三调整板11002上，第三调整板11002滑动固连于主机机身118上；第三调整螺钉11006连接于第三调整板11002上，第三调整板11002可通过第三调整螺钉11006调整第三同步带11005的松紧。
53.所述固定工作台102共设有三个并沿主机101移动台的长边依次排列，三个所述固定工作台102可划分为1
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8个单独加工区域，依据工件规格可同时放置最多8件最少1件工件，可实现工件一次装夹加工数量的最优化。每个单独加工区域内均设有一个定位组件，所述定位组件包括对待加工件形成三向夹紧的x向定位块111、y向定位块112、侧推夹紧装置114，所述y向定位块112和侧推夹紧装置114之间设有移动支撑条113。所述固定工作台102上间隔开设有若干个与固定工作台102长边垂直的t型槽，即所述t型槽沿y向延伸。所述x向定位块111和移动支撑条113通过t型螺母在t型槽内移动。
54.所述侧推夹紧装置114包括滑动座11401、多轴气缸11402和侧推板11403，所述滑动座11401下侧与t型螺母相连接并可沿t型槽滑动，所述多轴气缸11402固连于滑动座11401上面，所述侧推板11403固连于所述多轴气缸11402靠近y向定位块112一侧的连接面。侧推夹紧装置114的主要作用在于将工件侧推至y向定位块112的定位面，实现工件的y向定位112的夹紧。
55.所述侧推夹紧装置114的多轴气缸11402也可替换为液压侧推夹紧装置或手动夹紧装置。
56.所述第二刀库105包括固定支架10501、设置于所述固定支架10501上部的刀柄连接板10502和设置于刀柄连接板10502上的刀具，刀具通过第二刀柄10503挂接在刀柄连接板10502上。
57.所述第三刀库106和第二刀库105结构相同，仅是刀具规格不同。第二刀库105和第三刀库106为直联式刀库。
58.所述第二刀库105和第三刀库106也可为斗笠式或圆盘式刀库。
59.所述第一刀库108包括固定板10801、第三导轨10802、气缸连接板10803、移位气缸
10804、回转气缸10805和刀柄连接座10806；所述固定板10801固连于移动工作台103上；所述移位气缸10804固接于所述固定板10801上；所述第三导轨10802固设置于所述固定板10801上；所述气缸连接板10803固连于10802第三导轨上并与移位气缸10804相接，气缸连接板10803由移位气缸10804驱动可沿第三导轨10802作x向移动；所述回转气缸10805固连于10803连接板上，可作180度旋转；所述刀柄连接座10806固连于回转气缸10805上，并可随回转气缸10805旋转；所述刀柄连接座10806设有2
‑
4个常用且不同规格的刀具；刀具通过第一刀柄10807放置于刀柄连接座10806上。
60.所述第一刀库108也可为斗笠式或圆盘式刀库。
61.综上所述本装置使用步骤如下：
62.a)工件放置到位；
63.b)操作侧推夹紧装置114动作，对工件定位；
64.c)主机101移动到位，进行对刀；
65.d)上侧压料装置123将工件压紧；
66.e)数控系统通过程序控制机床动作对工件进行钻削加工；
67.f)完成加工区域内所有工件的相同孔径的钻削加工；
68.g)上侧压料装置123松开；
69.h)数控系统通过程序控制第一刀库108的回转气缸10805旋转换位、移位气缸10804推进到位保证待更换刀具到位；
70.i)数控系统通过程序控制机床换刀；
71.j)数控系统通过程序控制第一刀库108回位；
72.k)重复以上d～j步骤操作,完成第一刀库108内所需使用的加工规格的刀具进行钻削加工；
73.l)上侧压料装置123松开；
74.m)数控系统通过程序控制机床在第二刀库105换刀；
75.n)重复以上d～f步骤操作,完成第二刀库105内所需使用的加工规格的刀具进行钻削加工；
76.o)上侧压料装置123松开；
77.p)数控系统通过程序控制机床在第三刀库106换刀；
78.q)重复以上d～f步骤操作,完成全部第三刀库106内所需使用的加工规格的刀具进行钻削加工。
79.工作时，根据工件规格，将x向定位块111放置于合适的t型槽中，确定好工作区域；将移动支撑条113放置于工作区域的相应位置，尽量使钻孔位置与移动支撑条113位置不重合；将侧推夹紧装置114沿t型槽推送到相应位置。将工件放置到移动支撑条113上，并使其紧靠住x向定位块111。启动气动阀，控制侧推夹紧装置114动作将工件推至y向定位块112上，使工件定位。电气控制装置控制机床移动到位，对刀，电气控制装置控制上侧压料装置123压紧工件，待工件被压紧后，电气控制装置控制动力头109下移完成钻削动作，钻削完成后，电气控制装置控制动力头109上升至程序设定位置，上侧压料装置123松开，电气控制装置再次控制机床移动到下一工位完成加工区域内所有工件上的相同孔径的钻削加工，全部完成后，电气控制装置控制第一刀库108的回转气缸10805旋转换位并将移位气缸10804推
进到位保证下一规格刀具到位，电气控制装置通过程序控制机床换刀后再次进行钻削加工，第一刀库108内的刀具钻削完成后，电气控制装置通过程序控制机床到第二刀库105和第三刀库106换刀后再次进行钻削加工，直到完成所有工件的所有孔径的钻削加工。
80.第一刀库108装有四种不同的刀具，可保证四种孔径的钻削加工，同时第一刀库108安装在移动工作台103上随动力头109一起沿x向运动，减少了换刀移动时间。第二刀库105和第三刀库106各装有七把不同的刀具，三个刀库共装有总计十八把不同的刀具，可完成全部十八种孔径的钻削加工，有效减少了人工更换刀具的辅助时间，提高了生产效率。
81.本实用新型所述的一种多刀位开放式高速数控钻床，适应工件种类多，单次加工工件数量多，可加工孔径范围广，操作方便，缩短了生产准备周期，减少了作业工时，降低了加工成本，提高了生产效率。
82.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同、相似部分互相参见即可。
83.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”“内侧”等如果存在是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
84.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。