一种滚珠丝杆传动气缸辅助升降的数控排钻垂直箱
文献发布时间:2023-06-19 11:17:41
技术领域
本发明涉及排钻垂直箱领域,具体涉及一种滚珠丝杆传动气缸辅助升降的数控排钻垂直箱。
背景技术
现有用于在木板材工件上钻孔的排钻机。排钻机的核心部件是排钻垂直箱,为了降低排钻机的重心和减小排钻机的体积,现有的排钻机通常是采用从下向上钻孔的方式,也就是说,在钻孔时,排钻垂直箱位于工件的下方,排钻垂直箱设有排钻包,排钻包上可以安装若干支钻头,钻头垂直于工件,排钻包由对应的电机驱动。现有技术是采用气缸将上述电机及排钻包一起升降,从而使钻头能够从下向上钻削工件,或从上至下移动脱离工件。上述的现有技术较为适应钻削通孔,但当需要钻削盲孔,且盲孔的深度需要有精度要求时,由于气缸的活塞无法在行程范围内保持停止,即使是在气缸上安装磁感应开关,但是由于电磁阀动作延迟及活塞触发磁感应开关的重复位置精度低,所以现有技术的排钻垂直箱的孔加工的深度精度低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种滚珠丝杆传动气缸辅助升降的数控排钻垂直箱,它有利于保证孔加工的深度精度。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
本发明公开的滚珠丝杆传动气缸辅助升降的数控排钻垂直箱,包括第一排钻组;其中,还包括箱架及托板,所述托板与所述箱架滑动连接,所述第一排钻组安装在所述托板上;还包括用于升降所述托板的升降伺服电机,所述升降伺服电机通过滚珠丝杆驱动连接所述托板;还包括控制系统,所述控制系统控制连接所述升降伺服电机。
优选地,还包括用于支撑所述托板的辅助气缸,所述辅助气缸的活塞杆与所述托板连接,所述辅助气缸的气缸体与所述箱架安装连接,所述控制系统控制连接所述辅助气缸。
优选地,还包括托板座,所述托板座的上端与所述托板固定连接,所述托板座安装有直线导轨,所述箱架固定连接有滑块,所述滑块与所述直线导轨适配滑动连接。
优选地,所述托板座的数量设为两个,两个托板座对称分布在所述滚珠丝杆的左右两侧。
优选地,还包括支柱及用于支撑工件的工件撑板,所述支柱的上端与所述工件撑板固定连接,所述支柱的下端与所述箱架固定连接,所述第一排钻组及所述托板设置在所述工件撑板与所述箱架之间,所述托板座及所述直线导轨穿过所述箱架。
优选地,所述第一排钻组包括第一排钻包、第一电机及第一电机座,所述第一排钻包安装在所述第一电机上,所述第一电机安装在所述第一电机座上,所述第一电机座与所述托板滑动连接,所述第一电机座螺接有第一调位螺杆,所述第一调位螺杆转动连接在所述托板上,所述第一调位螺杆垂直于所述滚珠丝杆。
优选地,还包括第二排钻组,所述第二排钻组设有第二电机座,所述第二电机座与所述托板滑动连接,所述第二电机座螺接有第二调位螺杆,所述第二调位螺杆转动连接在所述托板上,所述第二调位螺杆平行于所述第一调位螺杆,所述第一调位螺杆穿过所述第二电机座,所述第二调位螺杆穿过所述第一电机座,所述第一调位螺杆沿左右方向延伸设置,所述第一电机座与所述第二电机座在前后方向上对齐设置。
本发明与现有技术相比较,其有益效果是:通过设置用于升降托板的升降伺服电机,升降伺服电机通过滚珠丝杆驱动连接托板;还包括控制系统,控制系统控制连接升降伺服电机,使本发明的数控排钻垂直箱可以保证孔加工的深度精度。
附图说明
图1为本发明的数控排钻垂直箱的立体结构示意图。
图2为本发明的数控排钻垂直箱的工作状态示意图。
图3为本发明的辅助气缸的气路连接示意图。
图4为本发明的数控排钻垂直箱的正视结构示意图。
标号说明:1-第一排钻组;101-第一排钻包;102-第一电机;103-第一电机座;2-第二排钻组;201-第二排钻包;202-第二电机;203-第二电机座;3-箱架;4-升降伺服电机;41-滚珠丝杆;42-滚珠螺母;43-第三电机座;44-螺母安装座;5-工件撑板;6-支柱;7-托板;71-第一调位螺杆;72-第二调位螺杆;8-托板座;811-直线导轨;812-滑块;9-辅助气缸;10-电磁换向阀;11-调速阀;97-底座;98-压料器;99-工件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
本发明的数控排钻垂直箱,如图1和图4所示,包括第一排钻组1,第一排钻组1设有用于安装钻头的第一排钻包101(需要注意的是,各个附图都没有画出上述钻头),第一排钻包101为现有技术;还包括箱架3及托板7,托板7与箱架3滑动连接,第一排钻组1安装在托板7上;还包括用于升降托板7的升降伺服电机4,升降伺服电机4通过滚珠丝杆41驱动连接托板7,具体地,箱架3的底部通过对应的螺钉固定安装有第三电机座43,升降伺服电机4安装在第三电机座43上,升降伺服电机4的转轴穿过第三电机座43,滚珠丝杆41的下部通过对应的轴承与箱架3转动连接,滚珠丝杆41的下端通过联轴器与升降伺服电机4的转轴联接,托板7的底面固定安装有螺母安装座44,滚珠螺母42通过对应的螺钉安装在螺母安装座44上,滚珠丝杆41与滚珠螺母42适配螺接,也就是说,滚珠丝杆41与滚珠螺母42组成了滚珠丝杆副;还包括控制系统,控制系统控制连接升降伺服电机4。
以下简要说明本发明的工作原理:当升降伺服电机4运转时,升降伺服电机4带动滚珠丝杆41转动,由于托板7与箱架3滑动连接,于是滚珠螺母42相应地沿滚珠丝杆41的轴线方向移动,滚珠螺母42带动托板7及第一排钻组1相应地升降移动,由于控制系统控制连接升降伺服电机4,于是控制系统可以使滚珠螺母42在设定的高度位置上停止,换句话说,控制系统能够准确地控制钻孔深度,使孔加工的深度精度得以保证,尤其是当工件99需要钻削多种深度规格的盲孔时,通过控制系统控制钻头的进给移动,可以灵活且高精度地钻削盲孔。当然了,本发明的数控排钻垂直箱也能适应加工通孔。
进一步地,如图1所示,本发明的数控排钻垂直箱还包括用于支撑托板7的辅助气缸9,辅助气缸9的活塞杆与托板7连接,辅助气缸9的气缸体与箱架3通过对应的螺钉安装连接,控制系统通过电磁换向阀10控制连接辅助气缸9;如图3所示,辅助气缸9的活塞的下方腔体连接电磁换向阀10,当控制系统控制托板7保持静止或控制托板7向上移动时,控制系统控制电磁换向阀10导通气源与辅助气缸9,使得辅助气缸9的活塞杆支撑第一排钻组1及托板7的重量,也就是说,辅助气缸9的主要作用是减小由第一排钻组1及托板7的重量产生的对滚珠丝杆41的轴向作用力,于是能够减小滚珠丝杆41的负载,从而减缓滚珠丝杆41及滚珠螺母42的磨损,使滚珠丝杆41耐用,也可以减小升降伺服电机4的所需功率,换句话说,可以选用额定功率较小的升降伺服电机4,有利于降低成本;而当控制系统控制托板7下降时,控制系统控制电磁换向阀10动作,使辅助气缸9的活塞的下方腔体切换至与外界连通,也就是说,撤去了辅助气缸9的支撑作用,避免辅助气缸9的活塞的下方腔体的气体被进一步压缩而使托板7的下降阻力增大,为避免电磁换向阀10动作时第一排钻组1及托板7的重力对滚珠丝杆41产生冲击,如图3所示,可以在电磁换向阀10与辅助气缸9之间设置调速阀11。
进一步地,如图1所示,本发明的数控排钻垂直箱还包括托板座8,托板座8的上端与托板7固定连接,托板座8安装有直线导轨811,箱架3固定连接有滑块812,滑块812与直线导轨811适配滑动连接;直线导轨811为市面上的钢制直线导轨,具有较高的直线运动刚性,从而有利于保证钻孔的位置精度,也避免托板7在升降移动过程中出现晃动现象,从而减少滚珠螺母42及滚珠丝杆41的磨损。
进一步地,如图1所示,托板座8的数量设为两个,两个托板座8对称分布在滚珠丝杆41的左右两侧,有利于使托板7受力平衡,使托板7升降平稳。
进一步地,如图1和图2所示,本发明的数控排钻垂直箱还包括支柱6及用于支撑工件99的工件撑板5,支柱6的上端与工件撑板5固定连接,支柱6的下端与箱架3固定连接,第一排钻组1及托板7设置在工件撑板5与箱架3之间,如图4所示,托板座8及直线导轨811穿过箱架3,也就是说,箱架3形成有用于避让托板座8及直线导轨811的通孔。如图2所示,箱架3的底部的左右两端分别通过对应的直线导轨副与排钻机的底座97滑动连接,将工件99放置在工件撑板5上,然后排钻机的压料器98用于将工件99压在工件撑板5上,使工件99固定,第一排钻组1随后升起在工件99的底面钻孔,如图2所示,由于安装在第一排钻组1上的钻头是竖直设置的,为了结构简单,于是第一排钻组1需要设置为立式结构,所以将托板座8及直线导轨8设置为穿过箱架3,在能够保证直线导轨811具有足够的长度的前提下,又有利于使本发明的数控排钻垂直箱在上下方向上结构紧凑,有利于减小钻头的晃动幅度。
进一步地,如图1所示,第一排钻组1包括第一排钻包101、第一电机102及第一电机座103,第一排钻包101安装在第一电机102上,具体是第一排钻包101的壳体与第一电机102的外壳相对固定连接,第一电机102安装在第一电机座103上,第一电机座103与托板7滑动连接,具体是第一电机座103的下部加工有燕尾槽,第一电机座103与托板7通过燕尾槽结构滑动连接,第一电机座103螺接有第一调位螺杆71,第一调位螺杆71转动连接在托板7上,具体是第一调位螺杆71的左右两端分别与对应的相对固定在托板7的左右两端上的座子转动连接,第一调位螺杆71垂直于滚珠丝杆41,也就是说,当滚珠丝杆41沿竖直方向布置时,第一调位螺杆71的轴线在水平面内,通过上述设置,当旋动第一调位螺杆71时,能够使第一排钻组1在水平面内调位,有利于使本发明的数控排钻垂直箱的钻孔位置能够灵活调整。
进一步地,如图1所示,本发明的数控排钻垂直箱还包括第二排钻组2,第二排钻组2的结构与第一排钻组1 的结构相同,第二排钻组2设有第二电机座203,第二排钻组2设有第二电机202及第二排钻包201,第二电机座203与托板7通过燕尾槽结构滑动连接,第二电机座203螺接有第二调位螺杆72,第二调位螺杆72转动连接在托板7上,第二调位螺杆72平行于第一调位螺杆71,第一调位螺杆71穿过第二电机座203,第二调位螺杆72穿过第一电机座103,第一调位螺杆71沿左右方向延伸设置,第一电机座103与第二电机座203在前后方向上对齐设置。举例地说,在旋动第一调位螺杆71时,为了使第一电机座103受力平衡,第一电机座103与托板7的相对滑动结构(例如是燕尾槽结构)应该尽量布置在第一电机座103的沿前后方向的中部位置,且第一调位螺杆71最好是设置在对应第一电机座103与托板7的相对滑动结构的中线位置,但是由于需要设置第二调位螺杆72,而设置第一调位螺杆71穿过第二电机座203且第二调位螺杆72穿过第一电机座103的结构,从而能使第一调位螺杆71较为靠近第一电机座103与托板7的相对滑动结构的中线位置以及第二调位螺杆72较为靠近第二电机座203与托板7的相对滑动结构的中线位置,于是有利于使第一调位螺杆71及第二调位螺杆72旋动灵活,也使得第一调位螺杆71和第二调位螺杆72的组合结构更紧凑。
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