一种型材加工的多头钻床的制作方法

1.本技术涉及型材加工设备领域，特别涉及一种型材加工的多头钻床。


背景技术：

2.型材门窗加工加工设备在流水线上实施操作时，不同的产品线需要对型材原料进行不同的处理，即使同一产品线，在对不同的型材进行加工时，也需要进行不同的加工方式、加工位置或加工流程。
3.在型材大批量加工时，为了提高加工效率，往往采用同一产品依次进行多个位置的加工，尤其是在进行钻孔工作时；由于型材上需要进行多种类孔的加工，包括但不限于(门窗固定安装孔)金属配件安装孔。这些孔的直径、形状大小并不完全相同，这就需要配置多个钻孔机构进行加工，但多种规格型材加工过程中多个加工位置的多次定位过程反复，并且容易与其他不同加工位置的定位结构产生干涉，难以满足多种规格型材定位的需求；另外，传统的输送辊在钻孔加工过程中难以实现对型材的稳定承载，导致加工精度难以满足需求，影响产品质量。


技术实现要素：

4.本技术的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种型材加工的多头钻床，在纵向和横向分别布置压紧件，采用多个依次排布、可调位置的钻孔机头，按照加工需求安装钻头并分配加工位置，满足多位置钻孔加工需求，工作台结合支撑辊结构，对型材进行稳定夹紧，使得工作台能够平稳承载钻孔加工的型材，在加工完毕后滚动输送型材，从而减少工作台上残留钻屑对型材的划伤。
5.为了实现上述目的，采用以下技术方案：
6.一种型材加工的多头钻床，包括床身和钻孔机头，床身上设有滑道，多个钻孔机头沿滑道轴向依次布置，每个钻孔机头均设有滑槽和位移驱动机构，滑槽滑动连接滑道，位移驱动机构驱动钻孔机头相对于床身移动；每个钻孔机头上均设有相对布置的钻头和工作台机构，沿工件输送方向上，每个工作台机构的上游和下游分别设有支撑辊，支撑辊顶面高于工作台机构平面。
7.进一步地，所述位移驱动机构包括位移驱动件和驱动轮，床身沿滑道平行方向设有驱动轨；位移驱动件安装在钻孔机头上，其输出端通过驱动轮与驱动轨配合，以带动钻孔机构移动。
8.进一步地，所述钻孔机构包括拖板、工作台机构、压紧机构和钻孔机构，钻孔机构和工作台机构依次安装在拖板上，压紧机构包括第一压紧件、第二压紧件，第一压紧件安装在工作台远离钻孔机构一侧的拖板上，第二压紧件安装在钻孔机构上，压紧机构结合工作台形成夹持部。
9.进一步地，所述工作台机构设有朝向第一压紧件的侧定位面和朝向第二压紧件的底定位面，支撑辊顶面所在平面与所述底定位面平行，且高于底定位面。
10.进一步地，所述侧定位面与底定位面垂直相交，侧定位面结合第一压紧件形成水平夹持机构，支撑辊结合第二压紧件形成竖直夹紧机构。
11.进一步地，所述钻孔机构通过第一滑动副连接拖板，钻孔机构与拖板之间连接有第一驱动机构，第一驱动机构带动钻孔机构在第一滑动副约束下改变与支撑辊的水平间距。
12.进一步地，所述钻孔机构还包括钻头支架和钻头驱动元件，所述钻头安装在钻头驱动元件输出端，钻头驱动元件通过第二滑动副连接钻头支架，钻头驱动元件在第二滑动副约束下改变与工作台的竖直间距。
13.进一步地，所述钻头驱动元件与钻头支架之间连接有第二驱动机构，第二驱动机构带动钻头驱动元件相对于钻头支架移动。
14.进一步地，所述第二驱动机构包括第二驱动件和平动机构，第二驱动件通过平动机构带动钻头驱动元件运动。
15.进一步地，所述平动机构为丝杠滑块机构、丝杠滑块机构或蜗轮蜗杆机构。进一步地，所述第一压紧件、第二压紧件均为伸缩杆，伸缩杆工作端连接有压紧块。
16.与现有技术相比，本技术具有的优点和积极效果是：
17.(1)采用多个依次排布、可调位置的钻孔机头，按照加工需求安装钻头并分配加工位置，满足多位置钻孔加工需求，工作台结合支撑辊结构，在型材受到压紧件作用时产生型材压紧力，使得支撑辊能够在型材钻孔时平稳承载，在型材输送时滚动接触支撑辊结构，从而减少工作台上残留钻屑对型材的划伤。
18.(2)针对夹持部结构不便适应多种规格型材的问题，纵向和横向分别布置压紧件，配合工作台机构，形成可调间距的夹持部，利用可调间距的夹持部来适应多规格型材。
19.(3)钻头驱动元件作为驱动钻头转动的部件，采用双调速电机，输出末端连接钻头，从而驱动钻头转动，提高了钻孔精度，实现钻孔的精确加工；通过第二驱动元件带动钻头平稳进给，避免气动运行受力不均匀、孔径加工不精确的问题，精确实现定位和钻孔加工，大大提高了机械加工的效率，节省人力成本。
附图说明
20.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
21.图1是本技术实施例1中型材加工的多头钻床的整体结构示意图；
22.图2是本技术实施例1中钻孔机头的结构示意图。
23.图中，1-控制系统、2-钻孔机头、3-床身、2.1-第一压紧件、2.2-支撑辊、2.3-工作台机构、2.4-第二压紧件、2.5-钻头、2.6-钻头驱动元件、2.7-第二驱动件、2.8-钻头支架、2.9-第一驱动机构、2.10-拖板、2.11-位移驱动机构。
具体实施方式
24.实施例1
25.本技术的一种典型的实施方式中，如图1-图2所示，提出了一种型材加工的多头钻床。
26.针对目前型材钻孔加工过程中对需要进行多种类孔的加工的问题，采用多个依次排布、可调位置的钻孔机头2，按照加工需求安装钻头并分配加工位置，满足多位置钻孔加工需求；工作台机构2.3结合支撑辊2.2结构，在型材受压时产生形变，使得工作台机构2.3在型材钻孔时平稳承载；并通过布置支撑辊2.2进行型材工件的支撑、输送，在输送过程中使得型材能够与工作台机构2.3保持间距，从而减少工作台机构2.3上钻孔产生的钻屑对型材工件的划伤。
27.对于型材加工的多头钻床，包括床身3和钻孔机头2，床身3上设有滑道，多个钻孔机头2沿滑道轴向依次布置，每个钻孔机头2均设有滑槽和位移驱动机构，滑槽滑动连接滑道，位移驱动机构驱动钻孔机头2相对于床身3移动。
28.其中每个钻孔机头2均包括拖板2.10、工作台机构2.3、压紧机构和钻孔机构，拖板2.10作为钻孔机头2上相关结构的主要承载机构，工作台机构2.3、压紧机构和钻孔机构均安装在拖板2.10上，工作台机构2.3作为钻孔时的承载结构，与钻孔机构间隔布置，钻孔机构作为钻孔的主要工作部件，通过旋转的钻头2.5对型材进行钻孔；压紧部件布置在拖板2.10上和钻孔机构上，一方面能够配合工作台机构2.3进行型材的水平夹紧，另一方面能够结合工作台机构2.3进行型材竖直方向的夹紧，共同实现对型材的稳定夹持。
29.进一步地，为了方便型材的移动，拖板2.10上还安装有支撑辊2.2，支撑辊2.2顶面高于工作台机构2.3平面，一方面能够对加工的型材进行定位和支撑，另一方面能够对需要移动的型材进行支撑和输送。
30.结合图1，钻孔机构和工作台机构2.3间隔安装在拖板2.10上，压紧机构包括第一压紧件2.1、第二压紧件2.4，第一压紧件2.1安装在工作台机构2.3远离钻孔机构一侧的拖板2.10上，第二压紧件2.4安装在钻孔机构上，压紧机构结合工作台机构2.3形成夹持部；型材从夹持部一端进入夹持部，从另一端离开夹持部，型材在夹持部位置进行钻孔。
31.沿工件输送方向上，夹持部的上游和下游分别设有支撑辊2.2，支撑辊2.2顶面高于工作台机构2.3平面；钻孔机构的钻头2.5朝向夹持部，实现对夹持部位置型材的钻孔操作。
32.对于工作台机构2.3和压紧件的配合结构，工作台机构2.3为l型折弯结构，包括朝向第一压紧件2.1的侧定位面和朝向第二压紧件2.4的底定位面，支撑辊2.2顶面所在平面与所述底定位面平行，且高于底定位面，使得型材在加工和输送时均与工作台机构2.3的底定位面保持间隙，在型材进行钻孔加工时能够方便钻屑排出，在型材移动时能够避免型材直接接触底定位面上的残留的钻屑，从而减少钻屑划伤型材表面的风险。
33.在进行夹紧时，型材顶面受到第二压紧件2.4的压力作用，支撑辊接触并支撑型材底面，对位于工作台机构2.3、第二压紧件之间的型材实现稳定夹持，在此工位下，钻头2.5对位于夹持部的型材部分进行钻孔操作，稳定夹持的型材能够在钻孔时保持精度。
34.在钻孔完毕后，调节型材与夹持部的相对位置，在输送过程中，不同规格的型材尺寸不同，通过调节第一压紧件2.1的位置对位于支撑辊2.2上的型材进行避让，支撑辊2.2能够承载不同规格的型材，在小规格型材多个同时输送时，也能够通过支撑辊2.2进行辅助输送。
35.为了满足定位的需求，布置侧定位面和底定位面，型材一般为规则截面结构，侧定位面与底定位面垂直相交，侧定位面结合第一压紧件2.1形成水平夹持机构，对型材侧面进
行水平夹持，底定位面处于工作台机构2.3的主体上，位于工作台机构2.3上的支撑辊2.2结合第二压紧件2.4形成竖直夹紧机构；对型材顶面和底面进行竖直方向夹持。
36.可以理解的是，所述侧定位面布置在侧定位板上，侧定位板连接工作台机构2.3，通过对侧定位板位置的调节，能够对夹持部的水平定位位置进行调节。
37.在对同时输送的多个型材进行钻孔、对同一夹持姿态下的多个位置钻孔或适应不同型材钻孔位置的情况下，可以通过调节钻孔机构与夹持部相对位置的方式来实现。
38.钻孔机构通过第一滑动副连接拖板2.10，钻孔机构与拖板2.10之间连接有第一驱动机构2.9，第一驱动机构2.9带动钻孔机构在第一滑动副约束下改变与工作台机构2.3的水平间距。
39.第一滑动副作为钻头2.5的y轴移动结构，所述第一滑动副为滑块、滑轨组成的滑动结构，拖板2.10上平行布置有两条滑轨，滑块连接在钻孔机构底部，滑块与滑轨配合形成滑动副，使得钻孔机构能够在滑轨、滑块约束下相对于拖板2.10移动，实现对钻孔机构与工作台机构2.3相对位置的移动。
40.在行程范围内实现定位单排型材、双排型材以及长条孔径的定位和加工。
41.所述第一驱动机构2.9可以选用丝杠滑块机构，丝杠滑块机构的丝杠连接有第一驱动件，滑块安装在钻孔机构上，第一驱动件可以选用伺服电机；通过伺服电机的正转、反转为钻孔机构提供沿丝杠轴向往复移动的动力，从而可以将钻孔机构调整至各个位置，完成在加工台上进行多根型材钻孔加工。
42.可以理解的是，还可以选用其他方式的驱动机构，比如齿轮齿条机构、蜗轮蜗杆机构等，根据需求进行相应选择即可。
43.对于钻孔机构，还包括钻头支架2.8和钻头驱动元件2.6，所述钻头2.5连接钻头驱动元件2.6，钻头驱动元件2.6通过第二滑动副连接钻头支架2.8，钻头驱动元件2.6在第二滑动副约束下改变与工作台机构2.3的竖直间距，实现钻孔过程中的进给、回退动作。
44.所述第二滑动副可以采用与第一滑动副相同的滑轨滑块机构，第二滑动副的滑轨布置在钻头支架2.8上，滑块布置在钻头驱动元件2.6上，利用第二滑动副实现钻头驱动元件2.6、钻头支架2.8的连接，实现钻头驱动元件2.6与钻头支架2.8的相对滑动。
45.所述钻头驱动元件2.6与钻头2.5之间连接有第二驱动机构，第二驱动机构带动钻头驱动元件2.6相对于钻头支架2.8移动。
46.所述第二驱动机构包括第二驱动件和平动机构，第二驱动件通过平动机构带动钻头驱动元件运动。平动机构可以选用丝杠滑块机构、齿轮齿条机构等，在本实施例中，优选为丝杠滑块机构。
47.所述第二驱动机构包括第二驱动件2.7、丝杠和滑块，丝杠转动连接在钻头支架2.8上，第二驱动件2.7连接丝杠一端，滑块连接钻头驱动元件2.6，滑块配合丝杠形成丝杠滑块机构；第二驱动件2.7选用伺服电机，驱动钻头2.5精确进给，伺服电机带动丝杠旋转，使旋转运动变为钻头驱动元件2.6和钻头2.5的上下直线运动。并对第一驱动件、第二驱动件2.7均配置调速装置，可根据加工孔径的光洁面需求和所加工材料做出调整。
48.第二滑动副作为钻头2.5的z轴移动结构，在z轴方向上，钻头支架的垂直面上设有两条平行滑轨，滑轨上安装滑块连接钻头驱动元件2.6，实现垂直上下移动。
49.第一压紧件2.1、第二压紧件2.4均为伸缩杆，伸缩杆工作端通过连接有压紧块，第
一压紧件2.1和第二压紧件2.4均可以选用压紧气缸，为了避免快速动作的压紧气缸输出端部带动压紧块动作时碰撞型材导致损伤，可以采用弹性压紧块；工作台机构2.3也可以通过可调节的活动连接结构安装在拖板2.10上，使其能够根据需求进行位置调整。
50.在型材加工时，工作台机构2.3和压紧机构保证型材固定不移动，需要再定位时，压紧气缸收缩，支撑辊2.2可减小型材横行移动时的摩擦力，以便更快、更高效的实现在x轴方向上的定位。
51.钻头驱动元件2.6选用双调速电机，为钻孔加工提供主要动力，通过联轴器连接钻头2.5，提高了钻孔精度。避免原先气动运行受力不均匀、孔径加工不精确的问题，精确实现型材的快速定位和钻孔加工。大大提高了机械加工的效率，节省人力成本。
52.拖板2.10上设有滑动连接外部结构的滑槽，拖板2.10上安装有位移驱动机构2.11，以便配合外部传动机构调整拖板2.10位置。
53.位移驱动机构2.11包括位移驱动件和驱动轮，床身3沿滑道平行方向设有驱动轨；位移驱动件安装在钻孔机头2上，其输出端通过驱动轮与驱动轨配合，以带动钻孔机构移动。
54.在本实施例中，位移驱动件可以选用伺服电机，驱动轮可以选用齿轮，驱动轨可以选用直齿条。伺服电机与控制系统1相连接，减速机输出段连接伺服电机输出轴，减速机输出端连接有齿轮，齿轮与外部机床上的直齿条配合，伺服电机通过减速机带动齿轮旋转，在使整个机头平稳的直齿条运动，实现x轴向的定位。
55.数控钻床可以加工铝幕墙、铝门窗、铜铝型材等相关材料可完成众多行业的铝型材加工的需要。
56.通过系统控制可根据型材孔径改变，实现不同的加工方式，包括：圆孔、长孔、十字孔等。也可根据型材规格，实现单根、双根(横排房、竖排放)的加工方式。具有性能稳定，加工精度高，响应速度快，加工尺寸准确，加工位置光滑等优势。
57.为了方便后续加工，所述的控制系统1包括电器柜、操作台，电器柜里设有彼此电连接的电器元件，操作台上设有彼此连接的控制按钮、工控机、鼠标、键盘、显示器，工控机里装载有相应的加工程序软件。
58.在型材加工的多头钻床进行工作时，参照图1，依次进行x轴向定位、第一压紧件2.1定位夹持型材、y轴向定位、第二压紧件2.4定位夹持型材、z轴钻孔加工、钻孔完成、第二压紧件2.4收缩、z轴向抬高、第一压紧件2.1收缩、y轴向后移、加工完成。加工完成后的型材转运到下一工序。
59.本实施例中的型材加工的多头钻床能够加工铝幕墙、铝门窗、铜铝型材等相关材料；可满足众多行业的铝型材加工的需要。
60.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。