桁架式智能鉆孔設(shè)備及弧形板鉆孔方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]桁架式智能鉆孔設(shè)備及弧形板鉆孔方法，屬于異形板鉆孔設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在對異形板進行鉆孔時，由于其表面為弧形，現(xiàn)有設(shè)備無法適應(yīng)期弧形曲面，例如在糧食倉儲生產(chǎn)線上，經(jīng)常需要在擋糧門上鉆孔，由于擋糧門是圓弧形結(jié)構(gòu)，圓弧面上鉆孔非常困難。目前市面上大都采用人工鉆孔，容易對從業(yè)人員造成人身傷害，生產(chǎn)效率低下，而且工作人員工作量大，并且位置精度和尺寸精度都沒有保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠?qū)Ξ愋伟暹M行鉆孔，減輕作業(yè)強度、提高作業(yè)效率、降低加工成本、提高鉆孔精度的桁架式智能鉆孔設(shè)備及弧形板鉆孔方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該桁架式智能鉆孔設(shè)備，包括龍門框架、機械臂和工件固定機構(gòu)，其特征在于:龍門框架的上部具有Y軸橫梁，機械臂設(shè)置在Y軸橫梁上，機械臂的下端設(shè)有鉆孔機構(gòu)和鉆孔定位裝置，機械臂與Y軸橫梁之間設(shè)有驅(qū)動機械臂繞平行于Y軸橫梁的軸線擺動的機械臂擺動機構(gòu)，機械臂上還連接有帶動鉆孔機構(gòu)升降的鉆頭升降機構(gòu)，在機械臂的下方設(shè)有水平且垂直于Y軸橫梁的X軸軌道裝置，X軸軌道裝置上固定有工作臺，工件固定機構(gòu)固定設(shè)置在工作臺上，Y軸橫梁與工作臺可在X軸軌道裝置長度方向相對移動。
[0005]優(yōu)選的，所述Y軸橫梁上對稱設(shè)有兩個機械臂，機械臂與Y軸橫梁之間還設(shè)有驅(qū)動機械臂沿Y軸橫梁橫向移動的機械臂橫移機構(gòu)；所述鉆孔機構(gòu)包括依次連接的伺服驅(qū)動器、鉆孔伺服電機、減速機和鉆頭，伺服驅(qū)動器與控制器連接。通過機械臂橫移機構(gòu)可以帶動兩個機械臂橫向移動，可以同時加工兩列孔，而且可以適應(yīng)不同間距的兩列孔。
[0006]優(yōu)選的，所述鉆孔定位裝置包括定位滾輪和電子尺，電子尺豎向固定在機械臂上，定位滾輪通過磁鐵吸合機構(gòu)與電子尺下端的伸縮測距單元連接。待加工件的表面往往比較粗糙，有時表面還會有一些凸起或凹陷的部分，尤其是弧形板，定位滾輪在行走過程容易受到?jīng)_擊，通過磁鐵吸合機構(gòu)吸合定位滾輪與伸縮測距單元，能夠在發(fā)生意外碰撞時使定位滾輪與伸縮測距單元分離，從而防止損壞零部件，尤其是價格較高的電子尺，降低運行成本，運行更加可靠。
[0007]優(yōu)選的，所述磁鐵吸合機構(gòu)包括強力磁鐵、滾輪安裝座和磁鐵固定座，定位滾輪滾動設(shè)置在滾輪安裝座上，滾輪安裝座通過所述強力磁鐵與磁鐵固定座吸合；滾輪安裝座可以保證定位滾輪的正常工作，同時保證與強力磁鐵的穩(wěn)定連接，確保檢測準確；
所述伸縮測距單元包括小型滑枕和直線導(dǎo)軌副，小型滑枕通過彈簧連接在電子尺的下端，小型滑枕滑動設(shè)置在直線導(dǎo)軌副上，磁鐵固定座固定在直線導(dǎo)軌副上并推動小型滑枕升降。通過小型滑枕進一步提高檢測數(shù)據(jù)的準確性。
[0008]優(yōu)選的，所述X軸軌道裝置包括X軸軌道板，X軸軌道板兩側(cè)設(shè)有X軸直線導(dǎo)軌，所述工作臺滑動設(shè)置在X軸直線導(dǎo)軌上，工作臺與X軸軌道板之間設(shè)有驅(qū)動工作臺滑動的工作臺動力機構(gòu)。通過試驗證實，將工作臺設(shè)置的滑動的，在加工過程中移動工作臺相對于移動龍門框架來說要簡單，首先減少了所需要的空間，而且能夠減少機械臂因為移動產(chǎn)生的誤差，提高加工精度。
[0009]優(yōu)選的，所述工作臺包括反面固定工作臺，所述工件固定機構(gòu)包括沿X軸軌道裝置長度方向間隔固定在反面固定工作臺上的第一支架和第二支架，固定在反面固定工作臺上的待加工件為兩端向上彎曲的弧形板，待加工件位于第一支架和第二支架之間，第一支架上端設(shè)有壓持待加工件一端的反面壓持機構(gòu)，第二支架上端高度可調(diào)的設(shè)有夾持待加工件另一端的夾持夾具；在一端利用反面壓持機構(gòu)對待加工件進行定位，另一端通過夾持夾具進行定位，避免了兩端同時利用動作部件進行定位是發(fā)生相互干涉或者存在應(yīng)力的情況，而且結(jié)構(gòu)簡單，成本低；
工件固定機構(gòu)還包括固定在工作臺兩側(cè)的多個反面橫向定位機構(gòu)，反面橫向定位機構(gòu)夾持待加工件的兩側(cè)對待加工件進行橫向定位。
[0010]優(yōu)選的，所述第一支架的上端還固定有一個反面縱向定位氣缸，在第一支架的上部開設(shè)有一個定位輔助孔，定位輔助孔位于反面壓持機構(gòu)的下方，反面縱向定位氣缸的活塞桿穿過定位輔助孔后推動待加工件縱向定位。
[0011]優(yōu)選的，所述夾持夾具包括夾具固定座、快速夾頭、連桿以及推動連桿擺動的連桿驅(qū)動單元，夾具固定座高度可調(diào)的固定在第二支架上，快速夾頭的一端和連桿驅(qū)動單元的一端分別鉸接在夾具固定座上，連桿的一端與連桿驅(qū)動單元的輸出端轉(zhuǎn)動連接，連桿的另一端與快速夾頭的中部轉(zhuǎn)動連接，連桿驅(qū)動單元通過連桿帶動快速夾頭擺動，快速夾頭的另一端壓緊在待加工件的端部上側(cè)。
[0012]優(yōu)選的，所述工作臺還包括正面固定工作臺，固定在正面固定工作臺上的待加工件為兩端向下彎曲的弧形板，所述工件固定機構(gòu)包括正面縱向定位機構(gòu)和正面橫向定位機構(gòu)，其中正面縱向定位機構(gòu)包括沿X軸軌道裝置長度方向間隔固定在正面固定工作臺上的兩個固定塊，固定塊上固定有正面縱向定位氣缸，至少一個固定塊沿X軸軌道裝置長度方向可滑動的設(shè)置在正面固定工作臺上，所述待加工件固定在兩個固定塊之間；正面橫向定位機構(gòu)固定在正面固定工作臺的兩側(cè)，夾持待加工件的兩側(cè)對待加工件進行橫向定位?？梢愿鶕?jù)待加工件的形狀選擇將待加工件固定在正面固定工作臺還是反面固定工作臺，例如可以將表面較為光滑的一面作為上表面從而固定到相應(yīng)的工作臺上，本發(fā)明通過機械臂橫移機構(gòu)可以帶動機械臂在正面固定工作臺和反面固定工作臺之間移動，從而在加工一個工作臺上的待加工件時，可以將另一個待加工件固定在另一工作臺上，進一步提高工作效率。
[0013]—種弧形板鉆孔方法，包括上述的桁架式智能鉆孔設(shè)備，其特征在于:包括以下步驟:
步驟1)，開機，系統(tǒng)回零；
步驟2)，利用工件固定機構(gòu)將待加工件固定在工作臺上，如果需要編程進入步驟3)，否則進入步驟5);
步驟3)，編程，設(shè)定機械臂的擺動軌跡，設(shè)定工作臺的縱向移動速度和行程；
步驟4)，機械臂和工作臺空走，如果機械臂能夠帶動鉆孔機構(gòu)在待加工件的待鉆孔位置進行鉆孔，進入步驟5)，否則返回步驟3);
步驟5 )，自動運行，工作臺帶動待加工件縱向移動，機械臂擺動機構(gòu)帶動機械臂沿待加工件表面曲率進行擺動，鉆孔定位裝置與待加工件上表面接觸，檢測鉆孔機構(gòu)與待加工件表面的垂直距離，鉆頭升降機構(gòu)帶動鉆孔機構(gòu)升降，鉆孔機構(gòu)對待加工件進行鉆孔；
步驟6 )，鉆孔完成，將工件拆下。
[0014]優(yōu)選的，所述鉆孔機構(gòu)包括依次連接的伺服驅(qū)動器、鉆孔伺服電機、減速機和鉆頭，伺服驅(qū)動器與控制器連接；鉆孔定位裝置與控制器連接；
步驟5)中在鉆孔機構(gòu)對待加工件進行鉆孔過程中，鉆孔定位裝置將檢測到的數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器，伺服驅(qū)動器檢測鉆孔伺服電機的電流并反饋給控制器，控制器根據(jù)鉆孔伺服電機的電流判斷鉆頭的受力情況，并通過伺服驅(qū)動器相應(yīng)的改變鉆孔伺服電機的轉(zhuǎn)速。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是:
1、本發(fā)明通過鉆孔定位裝置實時檢測鉆孔機構(gòu)與待加工件之間的垂直距離，利用鉆頭升降機構(gòu)帶動鉆孔機構(gòu)升降，保證鉆孔機構(gòu)與待加工件之間具有恒定的距離，然后利用機械臂擺動機構(gòu)帶動機械臂擺動，適應(yīng)弧形的待加工件，使鉆孔機構(gòu)能夠垂直于待加工件進行鉆孔，Y軸橫梁與工作臺相對移動，從而使機械臂上的鉆孔設(shè)備沿縱向?qū)Υ庸ぜM行鉆孔，實現(xiàn)了自動對異形板狀的待加工件的鉆孔，減輕作業(yè)強度、提高作業(yè)效率、降低加工成本、提尚鉆孔精度。
[0016]2、Y軸橫梁上對稱設(shè)有兩個機械臂，通過機械臂橫移機構(gòu)可以帶動兩個機械臂橫向移動，可