一种全自动钻孔设备的制作方法

本发明涉及机加工设备领域，具体涉及一种全自动钻孔设备。

背景技术：

横孔是指零件径向上的孔，目前，加工横孔的设备大多是专用的数控设备，其只适用于尺寸比较大的产品，都是孔的数量较多的产品，而且只能是手动放料，效率不高。另一种二次加工设备可以加工横孔，但是机械运动系统没有封闭，安全性没有保障，加工时产生的油雾影响周围环境，不利于环保，其动力系统为液压，功率高，所以日常损耗大。

因此，亟需一种可用于较小尺寸产品进行横孔加工，而且性能优越的钻孔设备。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种全自动钻孔设备。

为实现上述目的，本发明提供了一种全自动钻孔设备，包括：

夹持机构，用于对产品进行夹持，所述夹持机构包括y轴传动底座和夹具，所述y轴传动底座用于带动所述夹具沿y轴移动，夹持于所述夹具上的产品的轴向与x轴方向一致；

上料机构，设置于所述夹持机构的一侧，所述上料机构包括料斗、输料管、储料块和送料推动气缸，所述输料管的两端分别与位于上方的料斗和位于下方的储料块连接，所述储料块具有水平的输料槽，所述料斗内待加工的产品经所述输料管滑落至所述输料槽内，所述送料推动气缸用于将所述输料槽的产品推入所述夹具中；

x轴加工机构，设置于所述夹持机构的另一侧，所述x轴加工机构包括第一单轴机器人和第一电主轴，所述第一单轴机器人用于带动所述第一电主轴沿x轴前后移动，且所述第一电主轴的轴向与x轴一致，所述第一电主轴的前端用于对所述夹具上的产品进行加工；

z轴加工机构，设置于所述夹持机构的侧面，所述z轴加工机构包括第二单轴机器人和第二电主轴，所述第二单轴机器人用于带动所述第二电主轴沿z轴竖向移动，且所述第二电主轴的轴向与z轴一致，所述第二电主轴的下端用于对所述夹具上的产品进行加工；

退料机构，所述退料机构包括沿x轴方向分别设置于所述夹持机构两侧的退料推动气缸和出料管，且所述退料推动气缸位于所述x轴加工机构的侧面，所述出料管位于所述上料机构的侧面，所述退料推动气缸的轴向与x轴一致，所述退料推动气缸用于将夹具上加工完成的产品推入到向下倾斜设置的出料管中；以及

机柜，呈密闭式结构，所述夹持机构、所述上料机构、所述x轴加工机构、所述z轴加工机构和所述退料机构均设于所述机柜内，所述机柜上设有防护罩盖。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述机柜内设有工作台，所述夹持机构、所述上料机构、所述x轴加工机构、所述z轴加工机构和所述退料机构于所述机柜内并分布于所述工作台的台面上，所述机柜内于所述工作台的下方设有配电盘、水箱、油箱和成品仓。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述上料机构还包括倾斜设置于所述储料块上的导料板，所述输料管的下端通过所述导料板与所述储料块连接，所述导料板上设有导料槽，所述导料槽与所述输料槽对接，以使产品在重力作用下经所述导料槽滑落入所述输料槽。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述导料板的上方沿导料槽的传输方向间隔设有第一挡料气缸和第二挡料气缸，且第一挡料气缸和第二挡料气缸的间距不小于产品的长度尺寸，所述第一挡料气缸和所述第二挡料气缸分别用于对所述导料槽的产品进行阻挡。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述y轴传动底座包括y轴传动气缸、y轴滑轨和y轴滑块，所述y轴滑轨和所述y轴传动气缸均固定于所述工作台上，所述y轴滑块沿y轴方向可滑动的设置于所述y轴滑轨上，所述y轴传动气缸的输出轴与所述y轴滑块连接以用于驱动所述y轴滑块水平移动，所述夹具固定于所述y轴滑块上。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述夹具的数量为两套，两套所述夹具沿y轴呈并列结构对称设置，所述y轴传动气缸通过所述y轴滑块带动两套所述夹具沿y轴运动，以使两条所述夹具均可移动到所述第一电主轴的正前方；

所述夹持机构上还设有挡止机构，所述挡止机构包括挡止推动气缸以及与每套所述夹具对应的挡块，所述挡块于靠近所述x轴加工机构的一侧设置于所述夹具的侧面，所述挡止推动气缸沿y轴传动方向固定于所述y轴滑块上，所述挡止推动气缸的输出轴与所述挡块连接以驱动所述挡块移动以用于挡住或打开对应夹具的夹持孔位。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述退料机构的数量为两套，两套所述退料机构分别设于所述x轴加工机构的两侧，每套所述退料机构各对应一套所述夹具，所述y轴传动气缸通过所述y轴滑块带动两套所述夹具沿y轴运动，并使所述退料机构将对应侧的夹具上的产品退料。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述退料机构还包括对退料推动气缸进行支撑的退料支架以及连接在退料支架前方的退料顶针，所述退料推动气缸的输出轴与所述退料顶针连接，所述退料推动气缸带动所述退料顶针沿x轴方向运动以用于将对应的所述夹具上的产品顶推至所述出料管中。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述第一单轴机器人包括x轴传动电机、x轴滑轨和x轴滑块，所述x轴滑轨和所述x轴传动电机均固定于所述工作台上，所述x轴滑块沿z轴方向可滑动的设置于所述x轴滑轨上，所述x轴传动电机的输出轴与所述x轴滑块连接以用于驱动所述x轴滑块竖向移动，所述第一电主轴固定于所述x轴滑块上。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述第二单轴机器人包括立板、z轴传动电机、z轴滑轨和z轴滑块，所述立板固定于所述工作台上，所述z轴传动电机和所述z轴滑轨固定于所述立板的侧面，所述z轴滑块沿z轴方向可滑动的设置于所述z轴滑轨上，所述z轴传动电机的输出轴与所述z轴滑块连接以用于驱动所述z轴滑块竖向移动，所述第二电主轴固定于所述z轴滑块上；

所述立板的下方还设有十字燕尾槽滑台，所述立板通过所述十字燕尾槽滑台设置于所述工作台上，所述十字燕尾槽滑台用于调节所述立板在x轴与y轴上的位置。

本发明的全自动钻孔设备，通过采用上述技术方案，可以达到如下有益效果：

1)封闭的设备外形结构设计不仅解决了安全隐患，而且利于环保；

2)x轴和z轴分别采用独立控制的第一单轴机器人和第二单轴机器人，从而提高了效率，以及定位的灵敏性；

3)本发明结构简单合理，适用于尺寸比较小的产品加工。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为全自动钻孔设备提供的一实例的结构示意图；

图2为图1的分解图；

图3为上料机构的结构详图；

图4为x轴加工机构的结构详图；

图5为z轴加工机构的结构详图；

图6为机柜的结构示意图。

图中：1、上料机构，101、料斗，102、送料推动气缸，103、输料管，104、储料块，105、第一挡料气缸，106、第二挡料气缸，2、夹持机构，201、y轴传动气缸，202、y轴滑轨，203、y轴滑块，204、夹具，205、挡止推动气缸，206、挡块，207、挡止机构，3、x轴加工机构，301、第一单轴机器人，302、第一电主轴，303、x轴传动电机，304、x轴滑轨，305、x轴滑块，4、z轴加工机构，401、第二电主轴，402、第二单轴机器人，403、z轴传动电机，404、z轴滑轨，405、z轴滑块，406、立板，407、十字燕尾槽滑台，5、退料机构，501、退料推动气缸，502、出料管，6、工作台，7、机柜，8、防护罩盖，9、电脑。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图6所示，一种全自动钻孔设备包括夹持机构2、上料机构1、x轴加工机构3、z轴加工机构4和退料机构5，其中：

夹持机构2用于对产品进行夹持固定，以便于x轴加工机构3和z轴加工机构4对产品进行加工，如图2所示，夹持机构2包括y轴传动底座和夹具204，y轴传动底座用于带动夹具204沿y轴移动，夹持于夹具204上的产品的轴向与x轴方向一致；

上料机构1设置于夹持机构2的一侧，用于将产品分选排序后依次输送至夹持机构2，如图3所示，上料机构1包括料斗101、输料管103、储料块104和送料推动气缸102，输料管103的两端分别与位于上方的料斗101和位于下方的储料块104连接，储料块104具有水平的输料槽，料斗101内待加工的产品经输料管103滑落至输料槽内，送料推动气缸102用于将输料槽的产品推入夹具204中；

x轴加工机构3设置于夹持机构2的另一侧，用于沿产品轴向对产品进行加工，如图4所示，x轴加工机构3包括第一单轴机器人301和第一电主轴302，第一单轴机器人301用于带动第一电主轴302沿x轴前后移动，且第一电主轴302的轴向与x轴一致，第一电主轴302的前端用于对夹具204上的产品进行加工；

z轴加工机构4设置于夹持机构2的侧面，用于沿垂直于产品轴向对产品进行加工，如图5所示，z轴加工机构4包括第二单轴机器人402和第二电主轴401，第二单轴机器人402用于带动第二电主轴401沿z轴竖向移动，且第二电主轴401的轴向与z轴一致，第二电主轴401的下端用于对夹具204上的产品进行加工；

退料机构5，用于将加工完成的产品从夹持机构2上退出，如图2所示，退料机构5包括沿x轴方向分别设置于夹持机构2两侧的退料推动气缸501和出料管502，且退料推动气缸501位于x轴加工机构3的侧面，出料管502位于上料机构1的侧面，退料推动气缸501的轴向与x轴一致，通过退料推动气缸501动作将夹具204上加工完成的产品推入到向下倾斜设置的出料管502中，出料管502倾斜向下设置，出料管502的上口为退料入口，推入到退料入口的产品在重力作用下自然滑落；

机柜，呈密闭式结构，如图6所示，夹持机构2、上料机构1、x轴加工机构3、z轴加工机构4和退料机构5均设于机柜内，机柜的外壁上还设有用于人机交互的电脑9，该电脑9用于对夹持机构2、上料机构1、x轴加工机构3、z轴加工机构4和退料机构5进行控制，机柜上设有防护罩盖8，操作人员通过防护罩盖8的起闭对加工部件进行操作，采用封闭式作业，安全性能有保障，而且加工时不会产生影响周围环境的油雾，因此更加环保。

具体实施中，机柜内设有工作台6，夹持机构2、上料机构1、x轴加工机构3、z轴加工机构4和退料机构5于机柜内分布于工作台6的台面上，机柜内于工作台6的下方设有配电盘、水箱、油箱和成品仓。

具体实施中，上料机构1还包括倾斜设置于储料块104上的导料板，输料管103的下端通过导料板与储料块104连接，导料板上设有导料槽，导料槽与输料槽对接，以使产品在重力作用下经导料槽滑落入输料槽。导料板的上方沿导料槽的传输方向间隔设有第一挡料气缸105和第二挡料气缸106，且第一挡料气缸105和第二挡料气缸106的间距不小于产品的长度尺寸，第一挡料气缸105和第二挡料气缸106分别用于对导料槽的产品进行阻挡。第一挡料气缸105和第二挡料气缸106依次动作以使产品依次有序的滑落，以实现有序给料，即当第一挡料气缸105向下动作对产品进行阻挡，则第二挡料气缸106打开；当第二挡料气缸106向下动作对产品进行阻挡，则第一挡料气缸105打开。

具体实施中，y轴传动底座包括y轴传动气缸201、y轴滑轨202和y轴滑块203，y轴滑轨202和y轴传动气缸201均固定于工作台6上，y轴滑块203沿y轴方向可滑动的设置于y轴滑轨202上，y轴传动气缸201的输出轴与y轴滑块203连接以用于驱动y轴滑块203水平移动，夹具204固定于y轴滑块203上。

具体实施中，夹具204的数量为两套，两套夹具204沿y轴呈并列结构对称设置，y轴传动气缸201通过y轴滑块203带动两套夹具204沿y轴运动，以使两条夹具204均可移动到第一电主轴302的正前方，两套夹具204分部对应两个工位，实际工作中两工位在y轴传动底座的带动下往返循环动作，以实现轮流作业，两工位的设计让机械结构简单有效，从而提高了工作效率；

夹持机构2上还设有挡止机构207，以用于挡住夹具204的后侧，以使上料机构1经夹具204的前侧水平上料至夹具204上，上料完成后挡止机构207移开，以供后续加工，挡止机构207包括挡止推动气缸205以及与每套夹具204对应的挡块206，挡块206于靠近x轴加工机构3的一侧设置于夹具204的侧面，挡止推动气缸205沿y轴传动方向固定于y轴滑块203上，挡止推动气缸205的输出轴与挡块206连接以驱动挡块206移动以用于挡住或打开对应夹具204的夹持孔位。

具体实施中，退料机构5的数量为两套，两套退料机构5分别设于x轴加工机构3的两侧，每套退料机构5各对应一套夹具204，y轴传动气缸201通过y轴滑块203带动两套夹具204沿y轴运动，并使退料机构5将对应侧的夹具204上的产品退料，即x轴加工机构3左侧的退料机构5用于将左侧夹具204上的产品退出，x轴加工机构3右侧的退料机构5用于将右侧夹具204上的产品退出，退出的产品经出料管502滑落至成品仓。

优选地，退料机构5还包括对退料推动气缸501进行支撑的退料支架以及连接在退料支架前方的退料顶针，退料推动气缸501的输出轴与退料顶针连接，退料推动气缸501带动退料顶针沿x轴方向运动以用于将对应的夹具204上的产品顶推至出料管502中。

具体实施中，第一单轴机器人301包括x轴传动电机303、x轴滑轨304和x轴滑块305，x轴滑轨304和x轴传动电机303均固定于工作台6上，x轴滑块305沿z轴方向可滑动的设置于x轴滑轨304上，x轴传动电机303的输出轴与x轴滑块305连接以用于驱动x轴滑块305竖向移动，第一电主轴302固定于x轴滑块305上。

具体实施中，第二单轴机器人402包括立板406、z轴传动电机403、z轴滑轨404和z轴滑块405，立板406固定于工作台6上，z轴传动电机403和z轴滑轨404固定于立板406的侧面，z轴滑块405沿z轴方向可滑动的设置于z轴滑轨404上，z轴传动电机403的输出轴与z轴滑块405连接以用于驱动z轴滑块405竖向移动，第二电主轴401固定于z轴滑块405上；

立板406的下方还设有十字燕尾槽滑台407，立板406通过十字燕尾槽滑台407设置于工作台6上，十字燕尾槽滑台407用于调节立板406在x轴与y轴上的位置，在此需说明的是，由于十字燕尾槽滑台407属于现有技术，因此在此不做详细描述。

本发明设备的工作原理如下：

上料操作，产品通过料斗101(如振动盘)的分选，方向一致的进入到输料管103，产品在重力作用下向下滑落，第一挡料气缸105和第二挡料气缸106相互作用对产品进行阻挡并按需放行，使产品按需依次滑落至储料块104中，产品在储料块104呈水平状；y轴传动底座带动夹具204移动到储料块104的正前侧，挡止机构207的挡块206在挡止推动气缸205的作用下挡住夹具204的后侧，然后，送料推动气缸102在储料块104后方动作以将产品从夹具204前侧推入到夹具204中并夹紧；

产品加工，上料完成后，挡止推动气缸205带动挡块206移动到夹具204的侧面，同时在y轴传动底座的带动下移动到加工位，即第一电主轴302加工时与产品轴向(中心)一致，第二电主轴401加工时与产品的轴向垂直，x轴加工机构3和z轴加工机构4，依次对产品进行加工；z轴和x轴进给量等参数根据产品和孔大小，通过在电脑9的人机界面上进行编写输入；

退料操作，由于夹持机构2上具有两个夹具204，y轴传动底座带动夹具204移动，如当向x轴加工机构3的左侧移动时，由左侧的退料机构5将左侧夹具204上加工完成的产品进行退料；而当向x轴加工机构3的右侧移动时，则由右侧的退料机构5将右侧夹具204上加工完成的产品进行退料，从而使得退料的产品滑落入成品仓。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。