专利名称：板材钻孔设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及板材钻孔设备，尤其涉及用于在板形石材上钻孔的机床 设备。
背景技术：
现有的加工石板的钻孔机床，通常包括机床床身，固定设置在机床床身 上的工作台，还包括固定在机床床身上的龙门型机架，以及在机架的横梁上 设置的工作机头，即执行钻孔动作的钻机头，工作机头可通过横梁上的导轨 相对于横梁作水平运动，以调整钻孔位置。现有钻孔机床在工作过程中，首先将石—反水平放置到工作台上；而后进 行第一次定位，现有常用的定位方法是使用工作台上的活动块进行定位，活 动块是设置在工作台上的确定位置的，以石板抵触活动块的方式来定位石板； 定位完成后，采用夹紧装置从石板的上面或侧面施加一定的压力来夹紧石板， 以便在钻孔过程中防止石板移动；而后工作机头在横梁上移动来确定钻孔位 置，确定位置后实施钻孔；钻完第一排孔之后，夹紧装置要松开石板，靠人 工移动石板的位置，再使用另外一组活动块对石板进行第二次定位；第二次 定位后再夹紧，再钻第二排孔。在上述过程中，工作机头只能在一维的方向 上移动来调整钻孔位置，只要钻孔位置不在一条直线上，就需要重复上述移 动石板-定位-夹紧-钻孔的过程。而现有石板上需钻孔的数量，使得往往需要 重复两次以上移动石板-定位-夹紧-钻孔的过程。现有技术的钻孔机床执行上述过程来实现钻孔加工无疑存在着下述缺 陷 一方面，需重复执行移动石板-定位-夹紧-钻孔的过程，所以待机时间较
长，加工一块石板的时间长，生产效率低，而且人力移动石板的次数多，劳动力消耗大，且石板通常较重，人工移动石板的动作慢，更影响了生产效率； 再一方面，数次移动石板，而后通过不同位置的活动块进行定位，定位的基 准改变了，就会产生定位误差，钻孔位置偏移，则产品质量下降；另一方面， 随着石板材外立面装饰的应用普及，施工面积不断增长，待加工的石板板材 面积也增大，需加工的孔的数量也在增加，所以钻孔设备的工作台需要适应 板材的面积，提供板材移动的足够面积，因此钻孔设备的体积剧增，占用的 空间也随着增加。综上所述，随着板材加工业的发展，对板材钻孔设备的操作快捷、定位 准确、易操作、性能完善等诸多方面提出了更高的期待，而目前的钻孔机床 设备已不能达到以上的要求。实用新型内容本实用新型的目的是通过一些实施例提供一种板材钻孔设备，解决现有 技术的板材钻孔设备在加工过程中，所需执行的工序复杂，加工效率低，定 位误差大的问题，从而简化钻孔加工工序，^是高加工效率，减少定位误差以 提高产品质量。为实现上述目的，本实用新型通过一些实施例提供了 一种板材钻孔设备， 包括机床床身、设置在机床床身上的工作台、连接在机床床身上的机架、连 接在机架上的工作机头，其中该机架呈L型，具有横梁和立柱；该机床床 身的一侧设有至少两条与工作台表面平行的导轨，该机架的立柱与导轨滑动 连接；该机床床身上设有至少一条与导轨平行的锁紧导轨，该机架的立柱与 该锁紧导轨滑动连接，且该立柱与该锁紧导轨之间设有锁紧装置。由以上技术方案可知，本实用新型通过引入导轨以及锁紧装置的技术手 段，改进了板材钻孔设备上机架的形状和工作方式，使其能够相对于工作台 运动，配合工作机头相对于机架的运动，使得工作机头能够相对于工作台实
现任意的二维定位，克服了钻孔定位工序复杂的技术问题。因此本实用新型 实现了对钻孔的精确、快捷定位，减少了钻孔所需的装夹工序，提高了生产 效率，还能够适应板材上需同时钻取多孔的复杂要求，并且减小了多次定位 带来的定位误差，提高了产品质量。下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
图1为本实用新型板材钻孔设备具体实施例一的结构示意图。图2为本实用新型板材钻孔设备具体实施例一中一种锁紧装置的结构示意图。图3为本实用新型板材钻孑L设备具体实施例二的结构示意图一。图4为本实用新型板材钻孔设备具体实施例二中一种定位装置的主—见图。图5为本实用新型板材钻孔设备具体实施例二中一种定位装置的立体图。图6为本实用新型板材钻孔设备具体实施例二的结构示意图二。图中1 —工作台2 _横梁3 -立柱4 -机床床身5 一工作机头6 -板材8 _定位装置91 -导轨92 -导轨10-锁紧导轨11 -锁紧装置12 -锁紧座13-锁紧块14-锁紧汽釭15-定位棱16-框架18-钳型夹板19-钳型夹板20-铰链轴21 -夹紧汽缸22 -顶撑汽缸23-滑板24 -凹缺25 -支架26 —万向滚轮具体实施方式
板材钻孔设备实施例一 如图1所示为本实用新型板材钻孔设备具体实施例一的结构示意图，本实施例的设备包括机床床身4，设置在机床床身4上的工作台1;连接在机
床床身4上的机架，该机架呈L型，由横梁2和立柱3组成；连接在机架的 横梁2上的两个工作机头5;在机床床身4的一侧设有两条与工作台1表面 平行的导轨91、 92，机架的立柱3与导轨91、 92滑动连接；机床床身4上 还设有一条与导轨91、 92平行的锁紧导轨10，锁紧导轨10设置在两导轨91、 "之间，机架的立柱3与锁紧导轨10滑动连接，且立柱3与锁紧导轨10之 间设有锁紧装置11。在本实施例中，机架由一根横梁2和一根立柱3组成，呈L型，平行的 两条导轨91、 92设置在机床床身4的同一侧， 一上一下，立柱3通过滑动连 接在两条导轨91、92上来使机架能够相对于工作台l和机床床身4水平运动。 另外，上下设置的平行导轨91、 92与立柱3的连接方式起到了承重的作用， 能够有效的保持机架在运动及钻孔过程中的稳定性，尤其适用于加工石板板 材的钻孔设备，根据具体情况需要可以设置两条以上的导轨。为了进一步提 高机架的稳定性和强度，可以在立柱3上固定设置滑板23,如图1所示，该 滑板23与导轨91、 92和锁紧导轨10滑动连接，锁紧装置ll就固定在滑板 23上。滑板23可以是以焊接或螺接等形式固定在立柱3上，有利于板材钻 孔设备的拆装，便于安装、维修和更换。锁紧导轨IO，设置在机床床身4的侧面，且在导轨91和92之间，与导 轨91、 92平行，立柱3通过滑动连接在锁紧导轨10上实现相对于机床床身 4的水平运动，立柱3和锁紧导轨10间设有锁紧装置11,当立柱3带动机架 运动到指定的位置时，锁紧装置11即执行锁紧动作以便锁紧立柱3，使其不 能再相对于机床床身4运动。锁紧导轨10还可以设置在导轨91、 92的上边 或下边，或者设置在其他立柱3与机床床身4可滑动连接的位置，因锁紧导 轨10与立柱3的连接并不起到承重作用，所以其位置的设置只要能够实现立 柱3到达任一位置时，可将其相对于机床床身4固定即可。工作机头5,即实施钻孔动作的钻机，可以为适应不同的钻孔要求的各 种型号的钻机头，能够连接在机架的横梁2上完成钻孔动作即可。工作机头5与横梁2较佳的连接方式是使工作机头5能够相对于横梁2作水平运动， 则工作机头5可以通过横梁2上的横向导轨滑动连接在横梁2上，也可以采 用其他方式，如螺旋连接等。或者工作机头5也可以根据需要设计为固定连 接在横梁2上。横梁2上安装的工作机头5的数量，可以根据具体应用情况 设置为一个或两个以上，优选的实施方式是设置两个机架，在每个机架上设 置两个工作机头5，可以最佳的兼顾钻孔设备稳定性、协调性和加工效率。 该技术方案可以实现定位后同时钻取四个孔，大大提高了加工效率，并且钻 孔设备的稳定性和协调性也可以得到满足。若设置更多的工作机头5， 一方 面，在实际应用中同时钻取六孔或更多孔的情况tbl交少，另一方面，工作机头5 数量的增加，若同时实施钻孔会一定程度上影响钻孔设备工作时的稳定性。本实施例板材钻孔设备的具体工作过程是首先将板材6放置到工作台 1的表面上，使用定位装置和夹紧装置进行一次定位、夹紧之后将板材6固 定，而后通过移动立柱3,使机架在图1所示的Y方向上运动，到达指定的 钻孔位置，再通过移动工作机头5，使工作机头5在图1所示的X方向上运 动，到达指定的钻孔位置后即可实施钻孔， 一次钻孔完成后，不必重新移动、 夹紧板材6,而是采用上述方式将工作机头5移动到下一个钻孔位置再次实 施钻孔，采用上述方法如此反复可使工作机头5到达板材6 二维表面的任意 位置实施钻孔动作。因此，本实施例的板材钻孔设备，尤其是适用于加工石板的板材钻孔设 备，有效的简化了钻孔加工的工序，尤其是减少了人工移动板材6的工序， 机械化移动立柱3和工作机头5的速度相对于人工移动板材6的速度要高很 多。另外，在钻孔过程中，对板材6仅实施一次定位和夹紧，而后以同一基 准来进行钻孔定位，所以定位误差有效减小，钻孔位置更加准确，产品质量 提高，并且还具有定位准确、快捷、操作简便的优点，大大提高了钻孔加工 的自动化程度，能够适应日益复杂的钻孔加工要求。再一方面，因为无需在 工作台上多次移动板材的位置，所以对工作台面积的要求降低， 一般工作台
表面积可减少50%，大大减小了占用空间。在本实施例中，起到锁紧机架作用的锁紧装置11可以采用多种结构来实 现，其中一种较佳的实施方式，如图2所示，该锁紧装置ll包括套设在锁紧 导轨10上，且与立柱3固定相连的锁紧座12，以及工作面呈半圆形，也可 以为直线形或多边形的锁紧块13,锁紧座12和锁紧块13相互配合套设在锁 紧导轨10上，该锁紧导轨10的横截面形状相应的设计为圓形，如图2所示， 或梯形。该锁紧装置11还设有推动该锁紧块13挤压锁紧导轨10的锁紧汽缸 14。锁紧块13的工作表面形状与锁紧导轨10是配合设置的，当锁紧汽缸14 作用时，便推动锁紧块13向前，与锁紧座12 —同挤压锁紧导轨11的导轨杆， 以实现锁紧定位立柱3。在具体实施过程中，锁紧汽缸14还可以替换为其他 驱动装置，只要能够产生一定的力推动锁紧块13挤压锁紧导轨10即可，例 如以机械结构产生推动力。板材钻孔设备实施例二如图3所示为本实用新型板材钻孔设备具体实施例二的结构图，本实施 例与实施例一的结构大致相同，其区别在于设有两个L型的机架，相互平行， 其与机床床身4的连接方式相同，并且在每个机架上设有两个工作机头5。本实施例与实施例一的工作过程相同，区别在于 一次可以加工四个钻 孔，能够进一步适应板材6上同时钻取多孔的要求，加工效率大幅度提高。 根据实际生产规模或板材钻孔的要求，还可以进一步增加机架和/或工作机头 5的数量。在本实施例或实施例一的技术方案中，可以进一步的改进对板材6的定 位方式，在工作台1靠近立柱3的一侧的一个角上设有L型定位棱15,定位 棱15是固定在工作台1上的，作为定位基准，与定位装置8配合来定位板材， 如图3所示，定位棱15棱长的优选尺寸是与工作台l的边长相等，还可以为 工作台1边长的1/2,只要能够对板材的两边实施定位即可。L型定位棱是固 定的，能够便于对板材实施定位，并且具有设定钻孔位置相对基准的作用，
便于驱动立柱3和工作机头5按照一定坐标基准运动到指定位置，钻多孔时 定位标准统一，减少了定位误差，再配合一个定位装置8，实现了三点定位 的定位方式，定位更加准确。与上述L型定位棱15相互配合的定位装置8的形式可以有4艮多种，其中 一种较佳的实施方式如图3所示在工作台1表面设有至少两根条形的框架 16，框架16优选的采用矩形金属制成，框架16的分布形式可以依照具体情 况而定，优选的设置形式为设置五根条形框架16,且相互平行，等间距设置， 以平衡支撑板材，框架16的方向优选的是与横梁2相互垂直，框架16的主 要作用是 一方面，框架16之间有间隔，在钻孔加工过程中的水或粉粒可以 顺着间隔流出，起到了排污清洁作用；另一方面，框架16用于安装定位装置 8,定位装置8可以活动夹持在框架16上，与定位棱15配合来定位板材，这 样能够根据板材的大小将定位装置8移动合适的位置，以适应各种尺寸的板 材，并且在进料时可以将定位装置8拿开，以便不限制板材的进料方向。该 定位装置8上还有用于顶撑定位板材的顶撑装置，顶撑装置即可以伸缩运动， 在板材侧面对板材施加压力进行顶撑的装置，优选釆用顶撑汽缸来实现，通 过汽缸产生顶撑的压力，另外，还可以采用螺旋结构或偏心锁紧结构来产生 顶撑的压力。在工作台1上设置的框架16还可以具有进一步的作用，如图6所示，可 以在工作台1的框架16上架设两个以上的凹槽的支架25，凹槽形状优选的 是U型；该支架25与框架16具有一夹角，优选的形式是支架25与框架16 相互垂直，即该夹角为90度；在支架25的凹槽内还设有数个万向滚轮26， 即能够在任意方向转动的滚轮，则进料时，板材可以在滚轮上被推动到指定 位置，能够大大减少所需的推力，也减少摩擦力对板材的损伤。定位装置8 可以根据框架16及支架的分布形式，相应的在夹持部分设置凹缺24，如图5 所示，以便在定位装置8夹持到框架16上时，能使凹缺24容纳该支架。支 架25及万向滚轮26的结构也可以不依赖于框架16,而直接设置在工作台1
上，同样能够起到减少板材所需推力，以及减少对板材摩擦、损伤的作用。该定位装置8的优选具体结构如图4、 5所示，图4为定位装置8的主视 图，图5为定位装置8的立体图。该定位装置8包括两个钳型夹板18、 19， 通过铰链轴20铰接，还包括设置在两钳型夹板18、 19之间的定位汽缸21, 当两钳型夹板18、 19夹持在筋杆16上时，定位汽缸21伸出活塞，即可^f吏钳 型夹板18、 19紧紧夹住筋杆16，定位装置8上固设有用于顶撑定位板材的 顶撑汽缸22，顶撑汽缸22的活塞可伸缩以便将板材顶撑定位。采用该定位 装置8与L型定位棱配合来定位板材，能够实现定位装置8的灵活安装，同 时，板材可以从与L型定位棱相对的两边进入工作台1,没有立柱或定位装 置的阻挡，实现了进料的方便省力。上述两个实施例的技术方案中，机架的立柱可相对于工作台移动，工作 机头可相对于横梁移动，且定位装置的顶撑汽缸可伸缩以对板材进行定位， 上述可相对运动的装置均可釆用电动系统或气动系统结合数控技术，例如可 编程逻辑控制器(Program Logic Control,简称PLC)程控技术，和红外线 跟踪技术进行精确定位，即可以进一步设置用于驱动立柱、工作机头和/或顶 撑汽缸动作的驱动控制装置，则能够控制该板材钻孔设备自动对板材进行《 位，运动多个钻头实现同时加工多个钻孔，实现流水线作业，提高了钻孔工 作效率， 一般可提高2倍以上的工作效率。在上述实施例的&出上，也可以直接采用导轨91，或者导轨92作为锁 紧导轨IO，则锁紧装置11可以设置在导轨91或导轨92与立柱3之间，这 样可以简化设备的结构设置。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1、一种板材钻孔设备，包括机床床身、设置在机床床身上的工作台、连接在机床床身上的机架、连接在所述机架上的工作机头，其特征在于所述机架呈L型，具有横梁和立柱；所述机床床身的一侧设有至少两条与工作台表面平行的导轨，所述机架的立柱与所述导轨滑动连接；所述机床床身上设有至少一条与所述导轨平行的锁紧导轨，所述机架的立柱与所述锁紧导轨滑动连接，且所述立柱与所述锁紧导轨之间设有锁紧装置。
2、 根据权利要求1所述的板材钻孔设备，其特征在于设有两个相互平 行的所述机架，且所述机架上设有两个所述工作机头。
3、 根据权利要求1所述的板材钻孔设备，其特征在于所述工作机头与 所述机架的横梁滑动连接。
4、 根据权利要求1所述的板材钻孔设备，其特征在于所述锁紧导轨设 置在两条所述导轨之间。
5、 根据权利要求1 ~ 4所述的任一板材钻孔设备，其特征在于所述锁 紧装置包括相互配合套设在所述锁紧导轨上的锁紧座和锁紧块，所述锁紧座 固定在所述立柱上，所述锁紧装置还包括用于推动所述锁紧块挤压所述锁紧 导轨的锁紧汽缸。
6、 根据权利要求1所述的板材钻孔设备，其特征在于所述立柱上固定 设置有滑板，所述立柱通过该滑板与所述导轨和所述锁紧导轨滑动连接，且 所述锁紧装置固定在所述滑板上。
7、 根据权利要求1所述的板材钻孔设备，其特征在于所述工作台靠近 所述立柱一侧的角上设有L型定位棱。
8、 根据权利要求1或7所述的板材钻孔设备，其特征在于所述工作台 上还设有两个以上的条形框架。
9、 根据权利要求1所述的板材钻孔设备，其特征在于所述工作台上还 设有两条以上的具有凹槽的支架，所述支架的凹槽内设有万向滚轮。
10、 根据权利要求9所述的板材钻孔设备，其特征在于所述工作台 上还设有两个以上的条形框架，所述支架架设在所述框架上，且与所述框架 间具有一夹角。
11、 根据权利要求8所述的板材钻孔设备，其特征在于还设有至少 一个定位装置，所述定位装置活动夹持在所述框架上，该定位装置上设有用 于顶撑定位板材的顶撑装置。
12、 根据权利要求ll所述的板材钻孔设备，其特征在于所述顶撑装 置为顶撑汽缸，所述定位装置具有铰接的两个钳型夹板，在两钳型夹板间设 置有定位汽缸。
13、 根据权利要求ll所述的板材钻孔设备，其特征在于还设有用于 驱动所述立柱、工作机头和/或顶撑汽缸动作的驱动控制装置。
专利摘要本实用新型的一种板材钻孔设备，包括机床床身、设置在机床床身上的工作台、连接在机床床身上的机架、连接在机架上的工作机头，其中该机架呈L型，具有横梁和立柱；该机床床身的一侧设有至少两条与工作台表面平行的导轨，该机架的立柱与导轨滑动连接；该机床床身上还设有至少一条与导轨平行的锁紧导轨，该机架的立柱与该锁紧导轨滑动连接，且该立柱与该锁紧导轨之间设有锁紧装置。本实用新型的板材钻孔设备实现了对钻孔的精确、快捷定位，减少了所需的装夹工序，提高了生产效率，还能够适应板材上需同时钻取多孔的复杂要求。
文档编号B28D1/14GK201030625SQ20072017330
公开日2008年3月5日 申请日期2007年9月21日 优先权日2007年9月21日
发明者裴庭胜 申请人:裴庭胜