管材钻孔设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种管材钻孔设备，属于机械加工设备技术领域，包括控制系统、多个钻孔单元以及定位平台，多个钻孔单元沿定位平台的延伸方向间隔设置，每个钻孔单元包括钻床主体以及步进电机，钻床主体以及步进电机分别电连接控制系统，钻床主体包括钻削头，多个钻削头位于定位平台的上方，步进电机的输出端连接钻削头，用于驱动钻削头沿钻削头的轴线方向相对于定位平台往复移动。该钻孔设备操作方便快捷，操作灵活，能够同时钻多个孔，且孔的质量高，整个设备结构简单，维护与维修成本低，使用寿命长。
【专利说明】
管材钻孔设备
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及机械加工设备技术领域，具体而言，涉及一种管材钻孔设备。
【背景技术】
[0002]太阳能光伏电站钢支架大多数采用薄壁轻型钢材，矩形管或者方形管的应用范围广。安装时，考虑到钢支架的防腐及现场安装便利等因素，其结构件普遍采用螺栓铰接，并非采用焊接来构成承载支架。方管或矩形管钻孔的工作量非常巨大，尤其在管材的长度为
0.5m?3.5m左右时，管材需要钻孔的数量在三个至十几个，且钻孔时孔径、孔位都有相应规范，其中大部分孔的孔位都需要小型钻床来完成。
[0003]发明人在研究中发现，现有技术中的太阳能光伏电站钢支架加工时制造存在如下缺点:
[0004]其一、现有技术中，有的在人工划线后，采用一人操作一台小钻床钻I?2个孔位，由多人同时操作组成流水生产线，分别钻孔，有的是几台钻排成一排，每台钻床钻削头中心距便是钻孔中心距。钻削三个孔便是三名工作人员分别操作一台钻床。若30MW电站几万支钢管要完成打孔，其劳动力用工非常巨大，需要的作业空间大，加上工期非常短，短时间找不到大量钻床工人，其次钻孔质量、孔与孔的距离都无法保证，并且钻削头损耗非常大，使用成本高；
[0005]其二、大型多孔钻床根本无法满足生产需求。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种管材钻孔设备，以改善现有技术的钢支架加工操作复杂、加工效率低以及加工得到的孔质量差的问题。
[0007]本实用新型是这样实现的:
[0008]基于上述目的，本实用新型提供了一种管材钻孔设备，包括控制系统、多个钻孔单元以及定位平台，其中:
[0009]多个所述钻孔单元沿所述定位平台的长度方向间隔设置，每个所述钻孔单元包括钻床主体以及步进电机，所述钻床主体以及所述步进电机分别电连接所述控制系统，所述钻床主体包括钻削头，多个所述钻削头位于所述定位平台的上方，所述步进电机的输出端连接所述钻削头，用于驱动所述钻削头沿所述钻削头的轴线方向相对于所述定位平台往复移动。
[0010]优选的，所述钻孔单元还包括变速箱，所述步进电机的输出端驱动连接所述变速箱的输入端，所述变速箱的输出端驱动连接所述钻削头。
[0011]优选的，所述钻孔单元还包括齿轮轴，所述齿轮轴上安装有齿轮，所述钻床主体还包括转轴，所述钻削头安装于所述转轴的端部，所述转轴上安装有齿条，所述齿轮与所述齿条相啮合，所述转轴的轴线沿竖直方向延伸，所述齿条的轴线垂直于所述转轴的轴线。
[0012]优选的，所述齿轮轴的远离所述变速箱的输出端的端部通过轴承安装于所述钻床主体。
[0013]优选的，所述钻孔单元还包括轴承座，所述轴承座固定安装于所述钻床主体，所述轴承安装于所述轴承座内。
[0014]优选的，所述管材钻孔设备还包括调节轴，相邻的所述钻床主体通过所述调节轴连接，且所述钻床主体滑动连接于所述调节轴。
[0015]优选的，所述钻床单元还包括冷却系统，所述冷却系统电连接所述控制系统。
[0016]优选的，所述冷却系统包括水栗以及冷却水管，所述水栗电连接所述控制系统，所述水栗的输出端连通所述冷却水管，所述冷却水管分布于所述定位平台上方。
[0017]优选的，所述钻孔单元还包括夹紧系统，所述夹紧系统安装于所述定位平台，所述夹紧系统电连接所述控制系统。
[0018]优选的，多个所述钻孔单元活动连接于所述定位平台，每个所述钻孔单元可相对于所述定位平台沿所述定位平台的长度方向滑动。
[0019]本实用新型的有益效果是:
[0020]综上所述，本实用新型提供了一种管材钻孔设备，该钻孔设备机构简单合理，加工制造方便，制造成本低，同时，该钻孔设备操作方便快捷，操作灵活，能够同时钻多个孔，且孔的质量高，整个设备结构简单，维护与维修成本低，使用寿命长。具体如下:
[0021]该管材钻孔设备包括钻孔单元和控制系统，钻孔单元设置有多个，多个钻孔单元之间间隔设置，多个钻孔单元均电连接所述控制系统，将工件安装于定位平台后，通过操作控制系统，控制系统控制钻孔单元工作，实际钻孔时，只需要控制控制系统即可实现多个钻孔单元的工作，操作简单可靠。钻孔单元包括钻床主体和步进电机，钻床主体用于在工件上钻孔，步进电机用于控制钻床主体的钻削头相对于工件的距离，即步进电机将钻削头带动至工件表面时，钻削头转动，实现钻孔动作。通过控制系统控制钻削头的工作，钻削头工作稳定可靠，孔的误差小，孔的质量高，便于后续的加工。
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0023]图1为本实用新型提供的管材钻孔设备的结构图；
[0024]图2为图1的俯视图；
[0025]图3为A-A面'Mil视图；
[0026]图4为本实用新型提供的管材钻孔设备的冷却系统的安装示意图。
[0027]附图标记汇总:
[0028]控制系统100，钻孔单元200，定位平台300，
[0029]钻床主体101，步进电机102，钻削头103，变速箱104，调节轴105，
[0030]齿轮轴201，齿轮202，转轴203，齿条204，轴承205，轴承座206，法兰盘207，水栗208，水箱209，轴用卡环210。
【具体实施方式】
[0031]现有技术中，有的在人工划线后，采用一人操作一台小钻床钻I?2个孔位，由多人同时操作组成流水生产线，分别钻孔，有的是几台钻排成一排，每台钻床钻削头中心距便是钻孔中心距。钻削三个孔便是三名工作人员分别操作一台钻床。若30MW电站几万支钢管要完成打孔，其劳动力用工非常巨大，需要的作业空间大，加上工期非常短，短时间找不到大量钻床工人，其次钻孔质量、孔与孔的距离都无法保证，并且钻削头损耗非常大，使用成本尚O
[0032]鉴于此，本实用新型的设计者设计了一种管材钻孔设备，该设备通过控制系统来操控运行，自动化程度高，控制系统控制钻孔单元运行，实现钻孔，钻孔单元设置有多个，一次操作后能够在工件上得到多个孔，按需设置钻床主体的工作数量，进而得到需要的孔的数量，加工操作简单快捷，孔的质量高，钻削头的磨损小，节省了大量成本。
[0033]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0034]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0035]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0036]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0037]请参阅图1-4，本实施例提供了一种管材钻孔设备，包括控制系统100、多个钻孔单元200以及定位平台300，钢支架主要为方形管或者矩形管，搭建时，通过将相邻的钢管通过螺栓铰接，实现固定。采用螺栓铰接，需要在方形管和矩形管的连接位置提前设置孔，安装时更加方便，安装效率高。本实施例提供的钻孔设备，结构简单合理，通过设置定位平台300，定位平台300用于放置待加工工件，工件放置在定位平台300后，定位平台300上有安装槽或者安装夹具，便于工件位置的确定，钻孔时孔的位置更加精确，孔的质量更好。优选设置为，钻孔单元200包括夹紧系统，夹紧系统安装于定位平台300上，夹紧系统位于定位平台300的上方，工件通过夹紧系统夹紧，位置不易变动，钻孔时更加安全。夹紧系统包括液压缸组件，液压缸组件的输出端为夹紧端，液压缸组件的动力机构电连接所述控制系统100，通过控制系统100操作液压组件的工作，控制方便快捷，且液压组件工作稳定可靠，夹紧效果好，便于钻孔的进行。实际加工时，为了保证夹紧端不易损坏工件，在夹紧端设置采用橡胶材料制成的保护层，保护层具有一定的弹性，不易与工件发生摩擦而损坏工件。
[0038]多个钻孔单元200分别安装于定位平台300上，由于加工的工件为管状，具有一定的长度，因此，将定位平台300设计为矩形结构，工件便于放置在定位平台300上，多个钻孔单元200沿定位平台300的长度方向间隔排布，安装方便。显然，为了便于在管材的不同位置上进行钻孔，以及便于控制孔与孔之间的距离，优选设置为，多个所述钻孔单元200活动连接于所述定位平台300，每个所述钻孔单元200可相对于所述定位平台300沿所述定位平台300的长度方向滑动。实际加工时，钻孔单元200具有安装座，安装座与定位平台300滑动连接，同时，为了便于控制滑动的方向和距离，定位平台300上设置有导轨，安装座沿导轨的延伸方向滑动，导轨上设置刻度线，滑动距离可控，操作更加灵活快捷。进一步优选的，钻孔设备还包括调节轴105，相邻的所述钻床主体通过所述调节轴105连接，且所述钻床主体滑动连接于所述调节轴105，调节轴105便于钻床主体的调节，具有导向和稳固作用。
[0039]每个所述钻孔单元200包括钻床主体101以及步进电机102，所述钻床主体101以及所述步进电机102分别电连接所述控制系统100，所述钻床主体1I包括钻削头103，多个所述钻削头103位于所述定位平台300的上方，所述步进电机102的输出端连接所述钻削头103，用于驱动所述钻削头103沿所述钻削头103的轴线方向相对于所述定位平台300往复移动。控制系统100用于控制整个设备的运行，优选设置为，所述控制系统100为PLC(Programmable Logic Controller可编程逻辑控制器)，PLC应用范围广，其具有如下优点:能够设置不同类型产品的工位数量以及位置参数，且能够在线监控运行过程;设备操作灵活方便，能够实现启动与暂停，自动与手动模式切换，计数与清零，气缸下压时间调整等；同时定位精度高，提高了钻孔的质量。实际加工时，控制系统能够控制步进电机102的运转速度，进而控制钻头的直线运动速度，具体的，控制系统给信号给步进电机102，步进电机102通过减速箱带动齿轴使得钻削头轴快速进刀至薄管上表面，此时控制系统给信号使步进电机102速度降低，钻削头加工薄管上表面;待钻透上表面后控制系统将信号传递给步进电机102，使得钻削头103快进刀至薄管下表面后，控制系统控制步进电机102，使得钻削头103进刀速度再次降低，直至钻头钻透薄壁管下表面。控制系统给回程信号步进电机102，步进电机102反方向快速工作，钻削头快速回归到机械零位，步进电机102停止工作。按需控制步进电机102的运动速度，进而控制钻头的运动速度，加工得到的孔的质量高，钻头不易损坏，使用寿命长。
[0040]工件放置在定位平台300后，通过操作控制系统100，控制夹紧系统夹紧工件，然后，控制步进电机102运行，使钻削头103靠近工件表面，然后控制钻床主体101运行，使得钻削头103工作，完成钻孔;钻孔完毕后，步进电机102反向运行，使钻削头103上升，钻床停止工作，夹紧系统松开，由工人将工件取出即可，如此循环进行钻孔动作。整个过程只需要操作控制系统100，然后由工人更换以及取下工件，节省了大量人力物力，提高了钻孔的效率和钻孔的质量。[0041 ]请参阅图3，该实施例的优选方案中，所述钻孔单元200还包括变速箱104，所述步进电机102的输出端驱动连接所述变速箱104的输入端，所述变速箱104的输出端驱动连接所述钻削头103。通过设置有变速箱104，能够控制步进电机102的转速，进而控制钻削头103的移动速度，当钻削头103靠近工件运行时，步进电机102的转速快，钻削头103快速到达工件表面，此时，控制系统100控制步进电机102转速减慢，从而保证钻削头103进行钻孔动作，能够节省钻孔时间，提高钻孔的效率。
[0042]该实施例的优选方案中，所述钻孔单元200还包括齿轮轴201，所述齿轮轴201上安装有齿轮202，所述钻床主体101还包括转轴203，所述钻削头103安装于所述转轴203的端部，所述转轴203上安装有齿条204，所述齿轮202与所述齿条204相啮合，所述转轴203的轴线沿竖直方向延伸，所述齿条204的轴线垂直于所述转轴203的轴线。通过齿轮202与齿条204的配合作用，将齿轮的旋转运动转化为转轴203的直线运动，进而使得钻削头103沿直线运动，靠近或者远离工件，齿轮传动简单可靠，不易出现故障，减少了维修成本。
[0043]该实施例的优选方案中，所述齿轮轴201的远离所述变速箱104的输出端的端部通过轴承205安装于所述钻床主体101，齿轮轴201转动过程中更加平稳，齿轮轴201的受力均衡，不会影响变速箱104的正常工作，且变速箱104的工作更加稳定可靠，工作寿命长。
[0044]请参阅图3，该实施例的优选方案中，所述钻孔单元200还包括轴承座206，所述轴承座206固定安装于所述钻床主体101，所述轴承205安装于所述轴承座206内。轴承205的安装方便，安装结构简单可靠，轴承205在运行过程中位置不易变动，进而保证了齿轮轴201的正常工作，整个系统的运行稳定可靠，运行安全性高。实际加工时，轴承座206通过螺栓螺接固定于钻床主体101上，螺接方式简单可靠，安装于拆卸方便，维修方便。进一步的，为了保证轴承205与齿轮轴201的连接牢固性，在齿轮轴201的端部安装有轴用卡环210，轴用卡环210套设在齿轮轴201上，且压紧在轴承205的端面，限制轴承205在齿轮轴201的轴线方向的运动。
[0045]该实施例的优选方案中，所述变速箱104与所述钻床主体101通过法兰盘207固定连接，法兰盘207结构简单，安装于拆卸方便。
[0046]该实施例的优选方案中，所述钻床单元还包括冷却系统，所述冷却系统电连接所述控制系统100，钻孔设备在运行过程中产生大量的热量，为了延长设备的使用寿命以及保证加工的精度，在设备运行过程中进行适当的降温处理，设备不易因温度过高而损坏，运行更加安全。
[0047]该实施例的优选方案中，所述冷却系统包括水栗208以及冷却水管，所述水栗208电连接所述控制系统100，所述水栗208的输出端连通所述冷却水管，所述冷却水管分布于所述定位平台300上方。冷却系统结构简单，通过冷却液进行冷却处理，降温效果好，安装方便;进一步的，在定位平台300底部设置有水箱209，为水栗208提供水源。为了便于冷却液的回收，该实施例的优选方案中，冷却系统还包括冷却液收集槽，冷却收集槽位于定位平台300下方，为了便于冷却液的收集，在定位平台300上设置导流槽，导流槽的出水口位于冷却液收集槽的上方，冷却液随着导流槽流入到冷却液收集槽，便于冷却液的回收利用，节省了资源，同时，不易污染工作环境。
[0048]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种管材钻孔设备，其特征在于，包括控制系统、多个钻孔单元以及定位平台，其中: 多个所述钻孔单元沿所述定位平台的长度方向间隔设置，每个所述钻孔单元包括钻床主体以及步进电机，所述钻床主体以及所述步进电机分别电连接所述控制系统，所述钻床主体包括钻削头，多个所述钻削头位于所述定位平台的上方，所述步进电机的输出端连接所述钻削头，用于驱动所述钻削头沿所述钻削头的轴线方向相对于所述定位平台往复移动。2.根据权利要求1所述的管材钻孔设备，其特征在于，所述钻孔单元还包括变速箱，所述步进电机的输出端驱动连接所述变速箱的输入端，所述变速箱的输出端驱动连接所述钻削头。3.根据权利要求2所述的管材钻孔设备，其特征在于，所述钻孔单元还包括齿轮轴，所述齿轮轴上安装有齿轮，所述钻床主体还包括转轴，所述钻削头安装于所述转轴的端部，所述转轴上安装有齿条，所述齿轮与所述齿条相啮合，所述转轴的轴线沿竖直方向延伸，所述齿条的长度方向平行于所述转轴的轴线。4.根据权利要求3所述的管材钻孔设备，其特征在于，所述齿轮轴的远离所述变速箱的输出端的端部通过轴承安装于所述钻床主体。5.根据权利要求4所述的管材钻孔设备，其特征在于，所述钻孔单元还包括轴承座，所述轴承座固定安装于所述钻床主体，所述轴承安装于所述轴承座内。6.根据权利要求1所述的管材钻孔设备，其特征在于，所述管材钻孔设备还包括调节轴，相邻的所述钻床主体通过所述调节轴连接，且所述钻床主体滑动连接于所述调节轴。7.根据权利要求1所述的管材钻孔设备，其特征在于，所述钻床单元还包括冷却系统，所述冷却系统电连接所述控制系统。8.根据权利要求7所述的管材钻孔设备，其特征在于，所述冷却系统包括水栗以及冷却水管，所述水栗电连接所述控制系统，所述水栗的输出端连通所述冷却水管，所述冷却水管分布于所述定位平台上方。9.根据权利要求1所述的管材钻孔设备，其特征在于，所述钻孔单元还包括夹紧系统，所述夹紧系统安装于所述定位平台，所述夹紧系统电连接所述控制系统。10.根据权利要求1所述的管材钻孔设备，其特征在于，多个所述钻孔单元活动连接于所述定位平台，每个所述钻孔单元可相对于所述定位平台沿所述定位平台的长度方向滑动。
【文档编号】B23B47/30GK205519754SQ201620105291
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月2日
【发明人】赵长玉, 赵长煦, 方晓琴
【申请人】东台银信钢结构工程有限公司