曲面板工装、钻孔设备及其钻孔方法_3

文档序号:9388155阅读:来源:国知局
距离,利用钻头升降机构带动钻孔机构升降,保证钻孔机构与待加工件10之间具有恒定的距离,然后利用机械臂摆动机构带动机械臂9摆动,适应弧形的待加工件10,使钻孔机构能够垂直于待加工件10进行钻孔,Y轴横梁2与反面固定工作台11能够相对移动,从而使机械臂9上的钻孔设备沿纵向对待加工件10进行钻孔,实现了自动对异形板状的待加工件10的钻孔,减轻作业强度、提高作业效率、降低加工成本、提高钻孔精度。
[0040]进一步的,上述实施例1或实施例2中的曲面板工装还包括X轴轨道板15,正面固定工作台12与反面固定工作台11相对独立的滑动设置在X轴轨道板15上,正面固定工作台12和反面固定工作台11分别与X轴轨道板15之间设有驱动其滑动的工作台动力机构。具体的,工作台动力机构包括固定在工作台下侧的X轴齿轮和固定在X轴轨道板15上侧的X轴齿条,工作台下部固定有驱动X轴齿轮的X轴伺服电机,X轴齿轮与X轴齿条啮合并带动工作台沿X轴方向滑动。
[0041]较佳的,本实施例中的龙门框架还包括两侧的立柱1,Y轴横梁2水平固定在两个支柱上,Y轴横梁2的两端固定报警器3,曲面板工装设置在两个立柱I之间。而且本实施例中Y轴横梁2上镜像设置有两个机械臂9,机械臂9与Y轴横梁2之间还设有驱动机械臂9沿Y轴横梁2横向移动的机械臂横移机构。本发明通过机械臂横移机构可以带动机械臂9在正面固定工作台12和反面固定工作台11之间移动,从而在加工一个工作台上的待加工件10时,可以将另一个待加工件10固定在另一工作台上,进一步提高工作效率。
[0042]机械臂9的一侧设有盖板,钻头升降机构固定在盖板与机械臂9之间,具体的,钻头升降机构包括丝杆组件和滑枕(图中均未示出),丝杆组件与盖板相对固定并连接机械臂9,通过丝杠组件带动机械臂9升降,滑枕设置在机械臂9与盖板之间,实现机械臂9升降的导向。当然本发明中的钻头升降机构还可以设置在机械臂9和钻孔机构之间,直接带动钻孔机构升降。
[0043]参照图8,机械臂横移机构包括Y轴齿条5、Y轴齿轮(图中未画出)和机械臂固定座17,Y轴齿条5横向固定在Y轴横梁2上,Y轴横梁2上固定平行于Y轴齿条5的Y轴导轨4,机械臂固定座17通过滑块(图中未画出)滑动设置在Y轴导轨4上,Y轴齿轮固定在机械臂固定座17上并与Y轴齿条5啮合,机械臂固定座17上固定有驱动Y轴齿轮转动的Y轴伺服电机7。较佳的,本实施例中Y轴导轨4有上下两条,Y轴齿条5设置在两条Y轴导轨4之间,受力更加均匀。机械臂摆动机构为固定在机械臂固定座17上的机械臂摆动伺服电机6,机械臂摆动伺服电机6与上述的盖板连接并带动机械臂9摆动。
[0044]机械臂固定座17的上侧固定有一个拖链固定架8,较佳的,机械臂9的上部一侧固定有两个机械臂摆动限位开关18,相应的拖链固定架8的一侧具有一个支架侧板801,机械臂9摆动到最大位置时,机械臂摆动限位开关18与支架侧板801配合接触或接近,从而防止机械臂9继续摆动而发生碰撞,两个机械臂摆动限位开关18可以实现一备一用,防止开关时效,提尚可靠性。
[0045]参照图9,本实施例中钻孔机构包括依次连接的伺服驱动器、钻孔伺服电机23、减速机24和钻头26,伺服驱动器与控制器(图中未画出)连接,伺服驱动器检测钻孔伺服电机23的电流并反馈给控制器,控制器通过电流可以实时判断钻头26的受力情况,当电流增大时,说明此处的待加工件10材质较硬,钻头26受到了较大的阻力,此时控制器通过伺服驱动器可以控制钻孔伺服电机23的转速降低,从而可以有效的避免钻头26受损甚至是直接断裂,同样,当电流减小时,说明此处的待加工件10材质相对较软,钻头26受到的阻力较小,此时控制器可以通过伺服驱动器控制钻孔伺服电机23的转速提高,从而可以提高加工效率。本实施例中的钻孔伺服电机23、减速机24和钻头26通过一个动力头固定板20固定在机械臂9的下端。
[0046]参照图10,作为进一步的改进,本实施例中的钻孔定位装置包括定位滚轮25和电子尺21,电子尺21竖向固定在机械臂9上,定位滚轮25固定在一个滚轮安装座32的下端,滚轮安装座32通过磁铁吸合机构与电子尺21下端的伸缩测距单元连接,待加工件10的表面往往比较粗糙,有时表面还会有一些凸起或凹陷的部分,尤其是弧形板,定位滚轮25在行走过程容易受到冲击,本实施例通过磁铁吸合机构吸合定位滚轮25与伸缩测距单元,能够在发生意外碰撞时使定位滚轮25与伸缩测距单元分离,从而防止损坏零部件,尤其是价格较高的电子尺21,降低运行成本,运行更加可靠。本实施例中的钻孔定位装置通过一个测距固定板19固定在动力头固定板20上,且测距固定板19与动力头固定板20相互垂直。
[0047]具体的,磁铁吸合机构包括强力磁铁27和磁铁固定座28,定位滚轮25滚动设置在滚轮安装座32上,滚轮安装座32通过所述强力磁铁27与磁铁固定座28吸合;伸缩测距单元包括小型滑枕29和直线导轨副31,小型滑枕29通过弹簧22连接在电子尺21的下端,小型滑枕29滑动设置在直线导轨副31上,小型滑枕29的下端固定有一个检测头30,磁铁固定座28固定在直线导轨副31上,磁铁固定座28上升后接触检测头30并推动小型滑枕29升降。
[0048]本发明还提供一种曲面板钻孔方法,利用上述的曲面板钻孔设备,参照图11,具体包括以下步骤:
步骤1),开机,系统回零;
步骤2),利用曲面板工装将待加工件10固定,如果需要编程进入步骤3),否则进入步骤5),在加工新的待加工件10时需要重新编程,以适应新待加工件10的形状,而相同的待加工件10则不需要编程,直接利用相同的程序进行加工即可;
步骤3),编程,设定机械臂9的摆动轨迹和钻头26的升降轨迹,设定待加工件10的纵向移动速度和行程;
步骤4),机械臂9和待加工件10空走,如果机械臂9能够带动钻孔机构在待加工件10的待钻孔位置进行钻孔,进入步骤5),否则返回步骤3);
步骤5),自动运行,曲面板工装带动待加工件10纵向移动,机械臂摆动机构带动机械臂9沿待加工件10表面曲率进行摆动,钻孔定位装置与待加工件10上表面接触,检测钻孔机构与待加工件10表面的垂直距离,钻头升降机构带动钻孔机构升降,动钻孔机构对待加工件10进行钻孔;
步骤6,钻孔完成,将工件拆下;
参照图12,步骤5)中在钻孔机构对待加工件10进行钻孔过程中,首先设定控制器的相关参数,包括钻头26与待加工件10表面的距离、钻孔伺服电机23的电流的上下限值,钻孔定位装置将检测到的数据发送至控制器,控制器将该数据转换为钻头26与待加工件10表面的垂直距离,伺服驱动器检测钻孔伺服电机23的电流并反馈给控制器,控制器根据钻孔伺服电机23的电流和控制器中所设定的参数,判断钻头26的受力情况,并通过伺服驱动器相应的改变钻孔伺服电机23的转速,图中所示的动力头指的是钻头26、钻孔伺服电机以及机械臂9。具体的,当电流增大时,说明此处的待加工件10材质较硬,钻头26受到了较大的阻力,此时控制器通过伺服驱动器可以控制钻孔伺服电机23的转速降低,从而可以有效的避免钻头26受损甚至是直接断裂,同样,当电流减小时,说明此处的待加工件10材质相对较软,钻头26受到的阻力较小,此时控制器可以通过伺服驱动器控制钻孔伺服电机23的转速提高,从而可以提高加工效率。当然还可以通过控制器调节钻头26轴向进给的速度来适应钻头26所受到的阻力,具体的,当电流增大时,控制器通过机械臂升降机构降低钻头26轴向进给的速度,从而可以有效的避
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