一种智能钻孔机器人的制作方法

本发明涉及钻孔机器人领域，具体是涉及一种智能钻孔机器人。

背景技术：

在加工车厢或者是一些大型的平台过程中，需要人工进行钻孔，费事费力，并且人工定位费事费力，同时当平台较大的情况下又无法通过机械手臂实现自动的钻孔，所以只能依靠人工钻孔定位，人工定位的精准度较低，因为钻孔质量而严重影响组件及其工件的精度，稳定的钻孔十分重要。

因此，有必要设计一种智能钻孔机器人，用来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能钻孔机器人，该技术方案解决了加工车厢或大型平台过程中难以使用机械臂进行钻孔和攻丝操作、人工钻孔定位精度较低、费事费力等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

提供了一种智能钻孔机器人，包括有机架，机架上安装有机体和双轴位移驱动组件，双轴位移驱动组件与机体传动连接，机体上安装有第一升降组件、钻孔组件、第二升降组件和攻丝组件，第一升降组件和第二升降组件依次竖直固定安装在机体一侧的顶部，第一升降组件和第二升降组件的输出端均竖直向下设置，钻孔组件固定安装在第一升降组件的输出端上，攻丝组件安装在第二升降组件的输出端上，机架外侧还设有清理组件，清理组件的输出端分别套设在钻孔组件和攻丝组件的输出端上，机架包括有四根矩形分布的支撑柱，支撑柱竖直设置，双轴位移驱动组件固定安装在四根支撑柱上。

作为一种自动滑动钻孔机器人的一种优选方案，双轴位移驱动组件包括有第一拉动机构和第二拉动机构和两根第一限位杆，两根第一限位杆分别水平对称设置在不同的两根支撑柱之间，第一限位杆的两端分别与对应的支撑柱的侧壁固定连接，两根第一限位杆上均滑动安装有限位滑块，两个限位滑块之间水平固定安装有第二限位杆，两根第二限位杆均贯穿机体并与第二限位杆滑动连接，第一拉动机构和第二拉动机构分别设置在两根支撑柱的侧壁上，第一拉动机构和第二拉动机构分别位于两根第一限位杆的同侧。

作为一种自动滑动钻孔机器人的一种优选方案，第一拉动机构包括有第一伺服电机、第一传动轮和第一传动带，第一伺服电机竖直固定安装在支撑柱的侧壁上，第一传动轮水平设置在第一伺服电机的正上方，第一伺服电机的输出轴与第一传动轮底部中心处固定连接，两根第一限位杆远离第一伺服电机的一端均设有第一转向轮，限位滑块上设有第二转向轮，第一传动带的一端固定安装在机体一侧，第一传动带的另一端分别穿过中一个限位滑块上的第二转向轮、两个第一转向轮、另一个限位滑块上的第二转向轮并最终与机体的另一侧固定连接。

作为一种自动滑动钻孔机器人的一种优选方案，第二拉动机构包括有第二伺服电机、第二传动轮和第二传动带，第二伺服电机竖直固定安装在支撑柱的侧壁上，第二传动轮水平设置在第二伺服电机的正上方，第二伺服电机的输出轴与第二传动轮底部中心处固定连接，第二传动带的一端固定安装在机体一侧，第二传动带的另一端分别穿过中一个限位滑块上的第二转向轮、两个第一转向轮、另一个限位滑块上的第二转向轮并最终与机体的另一侧固定连接。

作为一种自动滑动钻孔机器人的一种优选方案，第一限位杆的端部固定安装有第一限位挡块，第一限位档块靠近限位滑块的一侧设有第一缓冲弹片，机体顶端固定安装有第二限位挡块，第二限位杆的端部设有限位挡板，限位挡块靠近限位挡板的一侧设有第二缓冲弹片。

作为一种自动滑动钻孔机器人的一种优选方案，第一升降组件包括有第一气缸、第一推杆和第一滑动安装架，机体侧壁顶部设有水平安装板，第一气缸竖直固定安装在水平安装板顶部的一侧，第一滑动安装架通过滑轨竖直滑动设置在机体侧壁，第一滑动安装架位于水平安装板的正下方，第一推杆竖直设置在第一气缸和第一滑动安装架之间，第一推杆的顶端与第一气缸的输出轴固定连接，第一推杆的底端与第一滑动安装架的顶端固定连接，钻孔组件固定安装在第一滑动安装架上。

作为一种自动滑动钻孔机器人的一种优选方案，钻孔组件包括有第三伺服电机、第一转轴和钻孔钻头，第三伺服电机、第一转轴和钻孔钻头均竖直同轴设置，第三伺服电机固定安装在第一滑动安装架上，第一转轴能够转动的设置在第一滑动安装架的底部，钻孔钻头设置在第一滑动安装架的正下方，第一转轴的顶端与第三伺服电机的输出轴固定连接，第一转轴的底端与钻孔钻头的顶端固定连接。

作为一种自动滑动钻孔机器人的一种优选方案，第二升降组件包括有第二气缸、第二推杆和第二滑动安装架，第二气缸竖直固定安装在水平安装板顶部远离第一气缸的一侧，第二滑动安装架通过滑轨竖直滑动设置在机体侧壁，第二滑动安装架位于水平安装板的正下方，第二推杆竖直设置在第二气缸和第二滑动安装架之间，第二推杆的顶端与第二气缸的输出轴固定连接，第二推杆的底端与第二滑动安装架的顶端固定连接，攻丝组件固定安装在第二滑动安装架上。

作为一种自动滑动钻孔机器人的一种优选方案，攻丝组件包括有第四伺服电机、第二转轴和攻丝钻头，第四伺服电机、第二转轴和攻丝钻头均竖直同轴设置，第四伺服电机固定安装在第二滑动安装架上，第二转轴能够转动的设置在第二滑动安装架的底部，攻丝钻头设置在第二滑动安装架的正下方，第二转轴的顶端与第四伺服电机的输出轴固定连接，第二转轴的底端与攻丝钻头的顶端固定连接。

作为一种自动滑动钻孔机器人的一种优选方案，清理组件包括有吸气泵、收集室、伸缩气管和两个吸尘罩，吸气泵和收集室水平设置在机架外侧，伸缩气管的一端分别与吸气泵和收集室连通，两个吸尘罩分别套设在钻孔钻头和攻丝钻头外侧，两个吸尘罩分别固定安装在第一滑动安装架和第二滑动安装架的底部，两个吸尘罩均与伸缩气管的一端连通。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

相比于传统的人工对车厢或大型工件加工钻孔，本发明能够通过精准位移的机体对平台上进行自动的精准钻孔，并在钻孔完毕后进行攻丝，实现精准高效的加工操作，设备操作便捷，大大降低了人工劳动强度，增强了钻孔的精度，并且能够在钻孔过程中进行铁屑的收集操作，保护了生产车间的环境。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图一；

图2为本发明的立体结构示意图二；

图3为本发明的正视图；

图4为本发明的双轴位移驱动组件的立体结构示意图；

图5为本发明的部分立体结构示意图一；

图6为本发明的部分立体结构示意图二；

图7为本发明的机体及其上承载的立体结构示意图；

图8为本发明的钻孔组件和攻丝组件的立体结构示意图；

图9为本发明的清理组件的立体结构示意图。

图中标号为：

机架1、机体2、双轴位移驱动组件3、第一升降组件4、钻孔组件5、第二升降组件6、攻丝组件7、清理组件8、支撑柱9、第一拉动机构10、第二拉动机构11、第一限位杆12、限位滑块13、第二限位杆14、第一伺服电机15、第一传动轮16、第一传动带17、第一转向轮18、第二转向轮19、第二伺服电机20、第二传动轮21、第二传动带22、第一限位挡块23、第一缓冲弹片24、第二限位挡块25、限位挡板26、第二缓冲弹片27、第一气缸28、第一推杆29、第一滑动安装架30、水平安装板31、第三伺服电机32、第一转轴33、钻孔钻头34、第二气缸35、第二推杆36、第二滑动安装架37、第四伺服电机38、第二转轴39、攻丝钻头40、吸气泵41、收集室42、伸缩气管43、吸尘罩44。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1-图9所示的一种智能钻孔机器人，包括有机架1，机架1上安装有机体2和双轴位移驱动组件3，双轴位移驱动组件3与机体2传动连接，机体2上安装有第一升降组件4、钻孔组件5、第二升降组件6和攻丝组件7，第一升降组件4和第二升降组件6依次竖直固定安装在机体2一侧的顶部，第一升降组件4和第二升降组件6的输出端均竖直向下设置，钻孔组件5固定安装在第一升降组件4的输出端上，攻丝组件7安装在第二升降组件6的输出端上，机架1外侧还设有清理组件8，清理组件8的输出端分别套设在钻孔组件5和攻丝组件7的输出端上，机架1包括有四根矩形分布的支撑柱9，支撑柱9竖直设置，双轴位移驱动组件3固定安装在四根支撑柱9上。

双轴位移驱动组件3包括有第一拉动机构10和第二拉动机构11和两根第一限位杆12，两根第一限位杆12分别水平对称设置在不同的两根支撑柱9之间，第一限位杆12的两端分别与对应的支撑柱9的侧壁固定连接，两根第一限位杆12上均滑动安装有限位滑块13，两个限位滑块13之间水平固定安装有第二限位杆14，两根第二限位杆14均贯穿机体2并与第二限位杆14滑动连接，第一拉动机构10和第二拉动机构11分别设置在两根支撑柱9的侧壁上，第一拉动机构10和第二拉动机构11分别位于两根第一限位杆12的同侧。当机体2需要位移时，机体2在第二限位杆14上进行x轴方向运动，两个限位滑块13带动机体2在第一限位杆12上进行y轴方向运动，第一拉动机构10和第二拉动机构11对机体2的运动起到驱动作用。

第一拉动机构10包括有第一伺服电机15、第一传动轮16和第一传动带17，第一伺服电机15竖直固定安装在支撑柱9的侧壁上，第一传动轮16水平设置在第一伺服电机15的正上方，第一伺服电机15的输出轴与第一传动轮16底部中心处固定连接，两根第一限位杆12远离第一伺服电机15的一端均设有第一转向轮18，限位滑块13上设有第二转向轮19，第一传动带17的一端固定安装在机体2一侧，第一传动带17的另一端分别穿过中一个限位滑块13上的第二转向轮19、两个第一转向轮18、另一个限位滑块13上的第二转向轮19并最终与机体2的另一侧固定连接。

第二拉动机构11包括有第二伺服电机20、第二传动轮21和第二传动带22，第二伺服电机20竖直固定安装在支撑柱9的侧壁上，第二传动轮21水平设置在第二伺服电机20的正上方，第二伺服电机20的输出轴与第二传动轮21底部中心处固定连接，第二传动带22的一端固定安装在机体2一侧，第二传动带22的另一端分别穿过中一个限位滑块13上的第二转向轮19、两个第一转向轮18、另一个限位滑块13上的第二转向轮19并最终与机体2的另一侧固定连接。在双轴位移驱动组件3工作时，当第一伺服电机15和第二伺服电机20进行同向同步转动时，第一伺服电机15带动第一传动轮16转动，第一传动轮16带动第一传动带17运动，第二伺服电机20带动第二传动轮21转动，第二传动轮21带动第二传动带22运动，第一伺服电机15和第二伺服电机20的同步同向转动带动机体2沿着第二限位杆14的长度方向进行x轴运动，第一伺服电机15和第二伺服电机20的同步反向转动带动两个限位滑块13和机体2沿着第一限位杆12的长度方向进行y轴运动，最终实现机体2在水平方向上的精确运动。

第一限位杆12的端部固定安装有第一限位挡块23，第一限位档块靠近限位滑块13的一侧设有第一缓冲弹片24，机体2顶端固定安装有第二限位挡块25，第二限位杆14的端部设有限位挡板26，限位挡块靠近限位挡板26的一侧设有第二缓冲弹片27。在双轴位移驱动组件3工作时，第一限位挡块23用于限制限位滑块13在第一限位杆12上的运动距离，第二限位挡块25用于限制机体2在第二限位杆14上的运动距离，第一缓冲弹片24和第二缓冲弹片27起到了一定的缓冲功能。

第一升降组件4包括有第一气缸28、第一推杆29和第一滑动安装架30，机体2侧壁顶部设有水平安装板31，第一气缸28竖直固定安装在水平安装板31顶部的一侧，第一滑动安装架30通过滑轨竖直滑动设置在机体2侧壁，第一滑动安装架30位于水平安装板31的正下方，第一推杆29竖直设置在第一气缸28和第一滑动安装架30之间，第一推杆29的顶端与第一气缸28的输出轴固定连接，第一推杆29的底端与第一滑动安装架30的顶端固定连接，钻孔组件5固定安装在第一滑动安装架30上。当第一升降组件4工作时，第一气缸28输出带动第一推杆29向下运动，第一推杆29推动第一滑动安装架30沿着滑轨方向竖直向下运行，最终带动安装在第一滑动安装架30上的钻孔组件5完成升降过程，以便于钻孔操作的进行。

钻孔组件5包括有第三伺服电机32、第一转轴33和钻孔钻头34，第三伺服电机32、第一转轴33和钻孔钻头34均竖直同轴设置，第三伺服电机32固定安装在第一滑动安装架30上，第一转轴33能够转动的设置在第一滑动安装架30的底部，钻孔钻头34设置在第一滑动安装架30的正下方，第一转轴33的顶端与第三伺服电机32的输出轴固定连接，第一转轴33的底端与钻孔钻头34的顶端固定连接。当钻孔组件5工作时，第三伺服电机32输出带动第一转轴33转动，第一转轴33带动与之固定连接的钻孔钻头34同步转动，进而实现钻孔功能。

第二升降组件6包括有第二气缸35、第二推杆36和第二滑动安装架37，第二气缸35竖直固定安装在水平安装板31顶部远离第一气缸28的一侧，第二滑动安装架37通过滑轨竖直滑动设置在机体2侧壁，第二滑动安装架37位于水平安装板31的正下方，第二推杆36竖直设置在第二气缸35和第二滑动安装架37之间，第二推杆36的顶端与第二气缸35的输出轴固定连接，第二推杆36的底端与第二滑动安装架37的顶端固定连接，攻丝组件7固定安装在第二滑动安装架37上。当第二升降组件6工作时，第二气缸35输出带动第二推杆36向下运动，第二推杆36推动第二滑动安装架37沿着滑轨方向竖直向下运行，最终带动安装在第二滑动安装架37上的攻丝组件7完成升降过程，以便于攻丝操作的进行。

攻丝组件7包括有第四伺服电机38、第二转轴39和攻丝钻头40，第四伺服电机38、第二转轴39和攻丝钻头40均竖直同轴设置，第四伺服电机38固定安装在第二滑动安装架37上，第二转轴39能够转动的设置在第二滑动安装架37的底部，攻丝钻头40设置在第二滑动安装架37的正下方，第二转轴39的顶端与第四伺服电机38的输出轴固定连接，第二转轴39的底端与攻丝钻头40的顶端固定连接。当攻丝组件7工作时，第四伺服电机38输出带动第二转轴39转动，第二转轴39带动与之固定连接的攻丝钻头40同步转动，进而实现攻丝功能。

清理组件8包括有吸气泵41、收集室42、伸缩气管43和两个吸尘罩44，吸气泵41和收集室42水平设置在机架1外侧，伸缩气管43的一端分别与吸气泵41和收集室42连通，两个吸尘罩44分别套设在钻孔钻头34和攻丝钻头40外侧，两个吸尘罩44分别固定安装在第一滑动安装架30和第二滑动安装架37的底部，两个吸尘罩44均与伸缩气管43的一端连通。在钻孔和攻丝操作进行过程中，清理组件8对钻孔和攻丝操作产生的铁屑进行自动清理，吸气泵41进行吸气，吸尘罩44用于吸取铁屑，伸缩气管43用于连通清理组件8，收集室42对铁屑进行收集。

本发明的工作原理：

在机器人工作开始前，将车厢或者大型平台放置在机架1底部，双轴位移驱动组件3工作带动机体2在水平方向上沿着x轴或y轴运动，从而对需要加工的工件进行精准的定位加工，第一升降组件4输出带动钻孔组件5竖直下降，从而对下方的工件进行钻孔操作，第一升降组件4复位，双轴位移驱动组件3位移将攻丝组件7位移至刚刚钻过孔的孔洞正上方，第二升降组件6工作带动攻丝组件7下降，攻丝组件7输出将刚刚钻出的孔进行攻丝操作，在钻孔和攻丝的过程中，清理组件8将产生的废铁屑进行收集。当机体2需要位移时，机体2在第二限位杆14上进行x轴方向运动，两个限位滑块13带动机体2在第一限位杆12上进行y轴方向运动，第一拉动机构10和第二拉动机构11对机体2的运动起到驱动作用。在双轴位移驱动组件3工作时，当第一伺服电机15和第二伺服电机20进行同向同步转动时，第一伺服电机15带动第一传动轮16转动，第一传动轮16带动第一传动带17运动，第二伺服电机20带动第二传动轮21转动，第二传动轮21带动第二传动带22运动，第一伺服电机15和第二伺服电机20的同步同向转动带动机体2沿着第二限位杆14的长度方向进行x轴运动，第一伺服电机15和第二伺服电机20的同步反向转动带动两个限位滑块13和机体2沿着第一限位杆12的长度方向进行y轴运动，最终实现机体2在水平方向上的精确运动。在双轴位移驱动组件3工作时，第一限位挡块23用于限制限位滑块13在第一限位杆12上的运动距离，第二限位挡块25用于限制机体2在第二限位杆14上的运动距离，第一缓冲弹片24和第二缓冲弹片27起到了一定的缓冲功能。当第一升降组件4工作时，第一气缸28输出带动第一推杆29向下运动，第一推杆29推动第一滑动安装架30沿着滑轨方向竖直向下运行，最终带动安装在第一滑动安装架30上的钻孔组件5完成升降过程，以便于钻孔操作的进行。当钻孔组件5工作时，第三伺服电机32输出带动第一转轴33转动，第一转轴33带动与之固定连接的钻孔钻头34同步转动，进而实现钻孔功能。当第二升降组件6工作时，第二气缸35输出带动第二推杆36向下运动，第二推杆36推动第二滑动安装架37沿着滑轨方向竖直向下运行，最终带动安装在第二滑动安装架37上的攻丝组件7完成升降过程，以便于攻丝操作的进行。当攻丝组件7工作时，第四伺服电机38输出带动第二转轴39转动，第二转轴39带动与之固定连接的攻丝钻头40同步转动，进而实现攻丝功能。在钻孔和攻丝操作进行过程中，清理组件8对钻孔和攻丝操作产生的铁屑进行自动清理，吸气泵41进行吸气，吸尘罩44用于吸取铁屑，伸缩气管43用于连通清理组件8，收集室42对铁屑进行收集。

以上所述实施例仅表达了本发明的某种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。