一种金属工件自动钻孔装置

技术领域

本发明涉及一种金属工件自动钻孔装置。

背景技术

金属工件包括结构性金属制品、金属工具、集装箱及金属包装容器、不锈钢及类似日用金属制品等，随着社会的进步和科技的发展，金属制品在工业、农业以及人们的生活各个领域的运用越来越广泛，也给社会创造越来越大的价值。

金属工件在一些条件下使用时需要进行打孔，在打孔时，一般采用人工手持电钻进行打孔，消耗较大的人力，且打孔效率不高，因此市场上出现了批量打孔装置，而现有的打孔装置对于工件的推料和钻孔一般需要多个输出端进行分开驱动，能源消耗较大，成本较高，且现有的打孔装置对于工件的夹持一般采用刚性夹持，容易划花工件表面，甚至造成工件损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种金属工件自动钻孔装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种金属工件自动钻孔装置，包括底座、支杆、底板、固定杆、驱动机构、推料机构、钻孔机构和夹持机构，所述底板通过支杆设置在底座上方，所述固定杆设置在底板上，所述驱动机构设置在底座和底板之间，所述推料机构和夹持机构均设置在底板上，所述钻孔机构设置在驱动机构的一侧；

所述驱动机构包括电机和驱动轴，所述电机水平设置在底板上，所述驱动轴安装在电机上；

所述推料机构包括推料组件和出料组件，所述推料组件包括第一伞齿轮、第二伞齿轮、第一转轴、转轮、第二转轴、转杆、固定柱、拉杆和推杆，所述第一伞齿轮套设在驱动轴上，所述第一伞齿轮与驱动轴键连接，所述第一转轴设置在底座上，所述第二伞齿轮套设在第一转轴上，所述第二伞齿轮与第一转轴键连接，所述第二伞齿轮与第一伞齿轮啮合，所述固定杆上设有滑槽，所述推杆的一端位于滑槽内，所述推杆的另一端伸出滑槽外，所述推杆与滑槽滑动连接，所述拉杆设置在推杆位于滑槽外的一端，所述拉杆的中部与推杆连接，所述第二转轴设置在底座上，所述转杆设置在第二转轴远离底座的一端，所述固定柱设置在转杆远离第二转轴的一端，所述拉杆上设有条形槽，所述固定柱位于条形槽内，所述固定柱与条形槽滑动连接，所述转轮有两个，两个转轮分别套设在第一转轴和第二转轴上，两个转轮分别与第一转轴和第二转轴键连接，两个转轮通过皮带传动连接，所述出料组件包括箱体、推板和第一弹簧，所述箱体设置在底板上，所述推板设置在箱体内，所述推板与箱体滑动连接，所述固定杆上设有凹口，所述箱体靠近固定杆的一端设有开口，所述开口与凹口正对设置，所述第一弹簧设置在箱体内，所述第一弹簧的一端与箱体连接，所述第一弹簧的另一端与推板连接；

所述钻孔机构包括移动组件和钻孔组件，所述移动组件包括定位杆、移动杆、第二弹簧、齿条和半齿轮，所述定位杆设置在底座上，所述移动杆套设在定位杆上，所述移动杆与定位杆滑动连接，所述第二弹簧套设在定位杆上，所述第二弹簧的一端与底座连接，所述第二弹簧的另一端与移动杆连接，所述齿条设置在移动杆上，所述半齿轮套设在驱动轴上，所述半齿轮与驱动轴键连接，所述半齿轮与齿条啮合，所述钻孔组件包括移动块、轴承座、螺纹管、螺纹杆和钻头，所述移动块设置在移动杆上，所述轴承座设置在移动块上，所述螺纹杆的一端位于轴承座内，所述钻头设置在螺纹杆远离轴承座的一端，所述螺纹管套设在螺纹杆上，所述螺纹管与螺纹杆螺纹连接，所述钻头与螺纹杆同轴设置，所述底板和固定杆上设有穿孔，所述钻头与穿孔正对设置；

所述夹持机构包括两个夹持组件，两个夹持组件分别设置在固定杆的两侧，所述夹持组件包括夹板、夹杆、固定块、第三弹簧、拉绳和定位轮，所述固定块设置在底板上，所述夹板设置在固定块靠近固定杆的一侧，所述固定杆上设有凹槽，所述夹板穿过凹槽，两个夹持组件的两个夹板正对设置，所述夹杆设置在夹板上，所述夹杆穿过固定块，所述夹杆与固定块滑动连接，所述第三弹簧套设在夹杆上，所述第三弹簧的一端与夹杆连接，所述第三弹簧的另一端与固定块连接，所述定位轮设置在固定块上，所述拉绳的一端与夹板连接，所述拉绳的另一端绕过定位轮与移动块连接。

为了实现自动化控制，所述底座上设有PLC，所述电机与PLC电连接。

为了对推杆的移动进行更好的限位，所述推杆上设有限位块，所述滑槽内设有限位槽，所述限位块位于限位槽内，所述限位块与限位槽滑动连接。

为了对推杆的移动进行更好的限位，所述限位块有两个，两个限位块分别设置在推杆的两侧，所述限位槽有两个，两个限位块分别位于两个限位槽内。

为了对移动杆的移动进行更好的限位，所述移动杆上设有卡块，所述定位杆上设有卡槽，所述卡块位于卡槽内，所述卡块与卡槽滑动连接。

为了减小摩擦，所述限位槽内涂有润滑油。

为了更好的进行推料，所述第一弹簧处于压缩状态。

为了使得移动杆更好的回复到初始位置，所述第二弹簧处于压缩状态。

为了实现更好的夹持效果，所述第三弹簧处于压缩状态。

为了提高精度，所述电机为伺服电机。

本发明的有益效果是，该金属工件自动钻孔装置，通过驱动机构驱动推料机构和钻孔机构间歇运行，实现工件的依次推料和钻孔，通过夹持机构对工件进行夹持，与现有的钻孔装置相比，该装置通过一个输出端实现工件的推料和钻孔，节省了能源，同时推料机构和钻孔机构采用联动，实现工件的在线钻孔，提高了效率，且该联动采用纯机械结构，提高了装置的稳定性和使用寿命，与现有的夹持机构相比，该机构采用柔性夹持，避免了刚性夹持划花工件，对工件实现保护。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的金属工件自动钻孔装置的结构示意图；

图2是本发明的金属工件自动钻孔装置的结构示意图；

图3是本发明的金属工件自动钻孔装置的推杆与固定杆的连接结构示意图；

图4是本发明的金属工件自动钻孔装置的移动杆与定位杆的连接结构示意图；

图5是本发明的金属工件自动钻孔装置的夹持机构的结构示意图；

图中：1.底座，2.支杆，3.底板，4.固定杆，5.电机，6.驱动轴，7.第一伞齿轮，8.第二伞齿轮，9.第一转轴，10.转轮，11.第二转轴，12.转杆，13.固定柱，14.拉杆，15.推杆，16.箱体，17.推板，18.第一弹簧，19.定位杆，20.移动杆，21.第二弹簧，22.齿条，23.半齿轮，24.移动块，25.轴承座，26.螺纹管，27.螺纹杆，28.钻头，29.夹板，30.夹杆，31.固定块，32.第三弹簧，33.拉绳，34.定位轮，35.限位块，36.卡块。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种金属工件自动钻孔装置，包括底座1、支杆2、底板3、固定杆4、驱动机构、推料机构、钻孔机构和夹持机构，所述底板3通过支杆2设置在底座1上方，所述固定杆4设置在底板3上，所述驱动机构设置在底座1和底板3之间，所述推料机构和夹持机构均设置在底板3上，所述钻孔机构设置在驱动机构的一侧；

该装置使用时，运行驱动机构，驱动机构驱动推料机构间歇运行，将工件依次推至钻孔机构上方，通过驱动机构驱动钻孔机构间歇运行，从而对工件进行依次钻孔，通过夹持机构对工件进行夹持，避免工件移动，实现更好的钻孔效果。

如图1所示，所述驱动机构包括电机5和驱动轴6，所述电机5水平设置在底板3上，所述驱动轴6安装在电机5上；

运行电机5，电机5驱动驱动轴6旋转。

如图2-3所示，所述推料机构包括推料组件和出料组件，所述推料组件包括第一伞齿轮7、第二伞齿轮8、第一转轴9、转轮10、第二转轴11、转杆12、固定柱13、拉杆14和推杆15，所述第一伞齿轮7套设在驱动轴6上，所述第一伞齿轮7与驱动轴6键连接，所述第一转轴9设置在底座1上，所述第二伞齿轮8套设在第一转轴9上，所述第二伞齿轮8与第一转轴9键连接，所述第二伞齿轮8与第一伞齿轮7啮合，所述固定杆4上设有滑槽，所述推杆15的一端位于滑槽内，所述推杆15的另一端伸出滑槽外，所述推杆15与滑槽滑动连接，所述拉杆14设置在推杆15位于滑槽外的一端，所述拉杆14的中部与推杆15连接，所述第二转轴11设置在底座1上，所述转杆12设置在第二转轴11远离底座1的一端，所述固定柱13设置在转杆12远离第二转轴11的一端，所述拉杆14上设有条形槽，所述固定柱13位于条形槽内，所述固定柱13与条形槽滑动连接，所述转轮10有两个，两个转轮10分别套设在第一转轴9和第二转轴11上，两个转轮10分别与第一转轴9和第二转轴11键连接，两个转轮10通过皮带传动连接，所述出料组件包括箱体16、推板17和第一弹簧18，所述箱体16设置在底板3上，所述推板17设置在箱体16内，所述推板17与箱体16滑动连接，所述固定杆4上设有凹口，所述箱体16靠近固定杆4的一端设有开口，所述开口与凹口正对设置，所述第一弹簧18设置在箱体16内，所述第一弹簧18的一端与箱体16连接，所述第一弹簧18的另一端与推板17连接；

拉动推板17，使得箱体16内留出足够的空间，然后将各个工件放置在箱体16内，然后松开推板17，在第一弹簧18的回复力作用下，第一弹簧18推动各工件移动，使得箱体16开口处的工件与推杆15抵靠，实现装料，电机5驱动驱动轴6旋转，驱动轴6驱动第一伞齿轮7旋转，第一伞齿轮7驱动第二伞齿轮8旋转，第二伞齿轮8驱动第一转轴9旋转，第一转轴9驱动与之连接的转轮10旋转，该转轮10通过皮带驱动另一个转轮10旋转，另一个转轮10驱动第二转轴11旋转，第二转轴11驱动转杆12旋转，转杆12驱动固定柱13旋转，固定柱13驱动拉杆14旋转，这里固定柱13的运动轨迹是以第二转轴11的轴线为圆心，转杆12的长度为半径的圆形轨迹，从而使得固定柱13与固定杆4之间的距离产生变化，当固定柱13向着固定杆4方向远离移动时，固定柱13拉动拉杆14向着远离固定杆4的方向移动，从而将推杆15拉出，使得推杆15移开推杆15上的凹口，箱体16内的工件在第一弹簧18的回复力作用下，就会将箱体16开口处的一个工件由凹口压入滑槽内，当固定柱13与固定杆4之间的距离变小时，固定柱13向着固定杆4方向移动，从而使得拉杆14向着固定杆4方向移动，从而推动推杆15插入滑槽内，从而通过推杆15将滑槽内的工件推至打孔机构的正上方，随着固定柱13的旋转，从而使得拉杆14进行往复移动，从而使得推杆15进行往复移动，从而将箱体16内的工件依次推至打孔机构处，实现间歇推料。

这里推杆15移动驱动限位块35移动，限位块35位于限位槽内，从而使得限位块35只能沿着限位槽的轴线方向移动，从而对限位块35的移动进行限位，从而对推杆15的移动进行更好的限位。

如图4所示，所述钻孔机构包括移动组件和钻孔组件，所述移动组件包括定位杆19、移动杆20、第二弹簧21、齿条22和半齿轮23，所述定位杆19设置在底座1上，所述移动杆20套设在定位杆19上，所述移动杆20与定位杆19滑动连接，所述第二弹簧21套设在定位杆19上，所述第二弹簧21的一端与底座1连接，所述第二弹簧21的另一端与移动杆20连接，所述齿条22设置在移动杆20上，所述半齿轮23套设在驱动轴6上，所述半齿轮23与驱动轴6键连接，所述半齿轮23与齿条22啮合，所述钻孔组件包括移动块24、轴承座25、螺纹管26、螺纹杆27和钻头28，所述移动块24设置在移动杆20上，所述轴承座25设置在移动块24上，所述螺纹杆27的一端位于轴承座25内，所述钻头28设置在螺纹杆27远离轴承座25的一端，所述螺纹管26套设在螺纹杆27上，所述螺纹管26与螺纹杆27螺纹连接，所述钻头28与螺纹杆27同轴设置，所述底板3和固定杆4上设有穿孔，所述钻头28与穿孔正对设置；

驱动轴6驱动半齿轮23旋转，当半齿轮23与齿条22啮合时，半齿轮23驱动齿条22移动，齿条22驱动移动杆20移动，移动杆20驱动移动块24移动，移动块24驱动轴6承座移动，轴承座25移动驱动螺纹杆27移动，螺纹杆27驱动钻头28向上移动，同时螺纹管26与螺纹杆27螺纹连接，从而使得螺纹杆27沿着螺纹管26的螺纹方向旋转，从而使得钻头28旋转，从而使得钻头28旋转向上移动，从而使得钻头28穿过穿孔，钻入工件内，实现工件的钻孔，当半齿轮23不与齿条22啮合时，此时第二弹簧21处于拉伸状态，第二弹簧21的回复力对移动杆20产生拉力，从而使得移动杆20在第二弹簧21的拉力作用下，向下移动，从而使得移动块24向下移动，移动块24驱动轴6承座向下移动，轴承座25驱动螺纹杆27向下移动，螺纹杆27驱动钻头28向下移动，从而使得钻头28移出工件回复到初始位置，为下一次钻孔做准备。

这里移动杆20移动驱动卡块36移动，卡块36位于卡槽内，从而使得卡块36只能沿着卡槽的轴线方向移动，从而对卡块36的移动进行限位，从而对移动杆20的移动进行更好的限位。

这里驱动轴6旋转一圈驱动第一伞齿轮7旋转一圈，第一伞齿轮7驱动第二伞齿轮8旋转一圈，第二伞齿轮8驱动第一转轴9旋转一圈，第一转轴9驱动转轮10旋转一圈，转轮10驱动第二转轴11旋转一圈，第二转轴11驱动转杆12旋转一圈，从而使得拉杆14往复移动一次，实现一次推料过程，同时驱动轴6驱动半齿轮23旋转一圈，半齿轮23驱动齿条22往复移动一次，从而使得钻头28往复移动一次，推出的工件进行打孔。

如图5所示，所述夹持机构包括两个夹持组件，两个夹持组件分别设置在固定杆4的两侧，所述夹持组件包括夹板29、夹杆30、固定块31、第三弹簧32、拉绳33和定位轮34，所述固定块31设置在底板3上，所述夹板29设置在固定块31靠近固定杆4的一侧，所述固定杆4上设有凹槽，所述夹板29穿过凹槽，两个夹持组件的两个夹板29正对设置，所述夹杆30设置在夹板29上，所述夹杆30穿过固定块31，所述夹杆30与固定块31滑动连接，所述第三弹簧32套设在夹杆30上，所述第三弹簧32的一端与夹杆30连接，所述第三弹簧32的另一端与固定块31连接，所述定位轮34设置在固定块31上，所述拉绳33的一端与夹板29连接，所述拉绳33的另一端绕过定位轮34与移动块24连接。

初始状态时，两个夹板29处于相互远离的状态，从而使得推杆15能将工件推至两个夹板29之间，当移动杆20向上移动时，移动杆20驱动移动块24向上移动，从而使得拉绳33放出，此时第三弹簧32处于压缩状态，第三弹簧32的回复力对夹板29产生推力，从而使得夹板29压紧工件的两侧，从而使得钻头28在钻孔时，两个夹板29夹紧工件，从而避免工件移动，实现更好的钻孔效果。

这里第二弹簧21的回复力要大于第三弹簧32的回复力，从而使得半齿轮23不与齿条22啮合时，第二弹簧21的回复力能拉动移动杆20反向移动，移动杆20驱动移动块24反向移动，移动块24拉动拉绳33，拉绳33拉动夹板29，从而使得两个夹板29再次张开，解除对工件的夹紧状态。

为了实现自动化控制，所述底座1上设有PLC，所述电机5与PLC电连接。

为了对推杆15的移动进行更好的限位，所述推杆15上设有限位块35，所述滑槽内设有限位槽，所述限位块35位于限位槽内，所述限位块35与限位槽滑动连接。

为了对推杆15的移动进行更好的限位，所述限位块35有两个，两个限位块35分别设置在推杆15的两侧，所述限位槽有两个，两个限位块35分别位于两个限位槽内。

为了对移动杆20的移动进行更好的限位，所述移动杆20上设有卡块36，所述定位杆19上设有卡槽，所述卡块36位于卡槽内，所述卡块36与卡槽滑动连接。

为了减小摩擦，所述限位槽内涂有润滑油。

为了更好的进行推料，所述第一弹簧18处于压缩状态。

为了使得移动杆20更好的回复到初始位置，所述第二弹簧21处于压缩状态。

为了实现更好的夹持效果，所述第三弹簧32处于压缩状态。

为了提高精度，所述电机5为伺服电机。

该装置使用时，将各工件放置在箱体16内，通过第一弹簧18的回复力将工件依次推入滑槽内，运行电机5，电机5驱动驱动轴6旋转，驱动轴6驱动第一伞齿轮7旋转，第一伞齿轮7驱动第二伞齿轮8旋转，第二伞齿轮8驱动第一转轴9旋转，第一转轴9驱动转轮10旋转，转轮10驱动第二转轴11旋转，第二转轴11驱动转杆12旋转，转杆12驱动固定柱13旋转，固定柱13驱动拉杆14移动，从而使得拉杆14往复移动，拉杆14驱动推杆15往复移动，从而实现间歇推料，驱动轴6驱动半齿轮23旋转，当半齿轮23与齿条22啮合时，半齿轮23驱动齿条22移动，齿条22驱动移动杆20移动，移动杆20驱动移动块24移动，移动块24驱动轴6承座移动，轴承座25驱动螺纹杆27移动，螺纹杆27驱动钻头28移动，螺纹管26套设在螺纹杆27上，使得螺纹杆27沿着螺纹管26内的螺纹方向旋转，从而使得钻头28旋转向上移动，从而实现工件的钻孔，从而实现工件的自动推料和钻孔，节省了人力，提高了效率，移动块24向上移动，使得拉绳33放出，在第三弹簧32的回复力作用下，第三弹簧32推动夹板29相互靠近，从而使得两个夹板29对工件进行夹紧，从而实现工件的夹持，避免工件在钻孔时发生移动，提高了打孔精度。

与现有技术相比，该金属工件自动钻孔装置，通过驱动机构驱动推料机构和钻孔机构间歇运行，实现工件的依次推料和钻孔，通过夹持机构对工件进行夹持，与现有的钻孔装置相比，该装置通过一个输出端实现工件的推料和钻孔，节省了能源，同时推料机构和钻孔机构采用联动，实现工件的在线钻孔，提高了效率，且该联动采用纯机械结构，提高了装置的稳定性和使用寿命，与现有的夹持机构相比，该机构采用柔性夹持，避免了刚性夹持划花工件，对工件实现保护。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。