一种U型连接块钻孔攻丝的加工方法与流程

本发明涉及自动化设备领域，尤其涉及一种u型连接块钻孔攻丝的加工方法。

背景技术：

在各种自动化设备中，设备连接零件的使用非常广泛。这些设备连接零件的形状、结构也有很多种，所用材料和加工工艺也有差别。在自动化设备中零件之间的连接固定，其钻孔和攻丝的动作过程中，因工件上有两个孔，需要保证两孔相对的平行度和孔的中心线和u型连接块的表面垂直，两孔如果分开加工，对于精度和加工的节拍不能保证。目前，采用人工钻孔加人工操作攻丝及的方式进行加工，这种加工方式效率低下，再者钻床、攻丝机都需要配一个操作工人，不仅造成工人冗余，且无形中增加了生产成本。对于这种既有钻孔又有螺纹孔的加工，常规方法多以钻削加工为主，但是，传统的钻孔设备庞大、加工工序复杂，为了解决以上问题，需要设计一种自动化程度高的u型连接块钻孔攻丝设备装置。

技术实现要素：

本发明提供一种u型连接块钻孔攻丝的加工方法，以解决自动化设备中零件之间的连接固定过程中，钻孔和攻丝动作过程中加工精度和加工节拍无法保证的问题。

为解决上述技术问题本发明采用的的技术方案如下：本发明构建了一种u型连接块钻孔攻丝设备装置，该装置由振动盘支架，工件输送振动盘，机架，特性机构，切削液回收箱组成，其中特性机构由输送主通道装置，拨抓驱动机构，钻孔机构，攻丝机构，ccd检测机构，成品出料机构组成。

进一步地，所述输送主通道装置，该装置主要通过驱动机构来推动工件等距到达相应的位置，主输送通道如采用整块长板加工，加工平整度难以保证，因此这里采用分为4段，每段之间采用2根支座，主通道板安装在支座的上方矩形凹槽中，在主通道板的上方左右两侧分别安装左侧板和右侧板，其中在右侧板上方安装压板，通过压板可以对工件起到在推送的过程中不会上翻，导致工件脱离主通道板.在分离组合的四段输送中，每段采用3处缓冲装置，缓冲装置由固定块安装在主通道板的下表面上，固定块的中间位置加工凹槽，并设置有2个通孔，用于安装弹簧柱塞，弹簧柱塞的上端和插入到缓冲块的盲孔中，当工件被推动时，可以通过该装置起到缓冲，降速，使得推动到指定位置更加平稳。

进一步地，所述拨爪装置，该结构采用四段组合，每组采用两个支座之间搭建导轨座，在导轨座上安装直线滑轨滑块，其中滑块和直线滑轨配合安装，因所需安装的移动板较长，因此设置两个滑块和直线滑轨配合安装，移动板通过内六角螺栓与两个滑块安装，以上零件安装组成一个单独的移动装置，每两个这种相同的移动装置之间采用连接板通过螺栓固定连接。第一段该装置中共等距布置四个拨爪，后面三个相同装置等距布置三个拨爪，移动板上固定安装，安装板上安装拨爪，拨爪的端面内孔中安装的弹簧和移动板端面接触，通过该拨爪可以将工件推动到指定位置，每两个工件之间等距被推动。

进一步地，所述驱动装置，其底板铺设在底部，其上左右两侧安装侧板，在2块侧板的上表面上安装上板，由此搭建了一个底座，在底座上适合的位置左右布置安装前轴承座和后轴承座，减速电机的轴端与联轴器的一端安装，联轴器的另一端与滚珠丝杆的端部安装连接，滚珠丝杆的前端光轴处安装在前轴承座的轴承内孔中，滚珠丝杆的另一端安装在后轴承座的轴承内孔中，螺母副与滚珠丝杆的牙型螺纹配合安装，移动板的中间位置与螺母副的法兰螺纹孔及两侧的滑轨滑块中的滑块螺纹孔安装固定，连接板安装在移动板上，连接板的端部固定安装板，通过凸轮轴承随动器配合安装在两者之间，安装板安装在第三段的导轨座上方，通过凸轮轴承随动器的连接，可以在驱动导轨座移动的时，如果产生直线度上的偏差，可以自调节左右补偿一定的偏差，避免零件之间的硬性连接安装，当产生偏差时对零件产生损伤和精度上的偏差不准确。减速电机启动，通过联轴器的连接，滚珠丝杆做旋转运动，其将旋转运动转换为直线运动，从而驱动与其配合安装的螺母副做直线移动，移动板移动，安装在移动板上的安装板带动导轨座做直线移动，从而实现拨爪装置中的4段移动板沿着直线滑轨滑块移动固定行程距离，通过拨爪对工件进行推动，位于最前方的工件移动到ccd检测装置下方，位于第2处位置的工件被拨爪移动到攻丝装置下方，位于第3处位置的工件被拨爪移动到钻孔装置下方。

进一步地，所述钻孔机构，其立板安装在机架的面板上，立板上安装数控动力头，该动力头由电机驱动动力头转动，同时其可以上升下降一定行程，在其端部设置有一对钻头，与u型块的两个孔间距相同，同时立板上安装切削液喷头，在一对钻头下行对工件进行钻孔动作时，切削液通过切削液喷头喷出到钻头上，在对工件钻削时对钻头降温；数控动力头通电，其电机开始工作，动力头下行到位置，且一对钻头旋转，当钻头接触到工件上表面时，钻头继续下行，其垂直的下行，沿着导向板的两个半圆孔位置处进行下行动作，通过钻削工件，加工出一对通孔。攻丝机构，其结构与动作原理与钻孔机机构相同，只是在动力头端部安装的是丝锥，通过丝锥对光孔进行攻丝的动作。

进一步地，所述ccd检测装置，其安装座安装在机架的面板上，其内孔中安装立柱，立柱的上端安装上安装块，上安装块的端部安装连接板，相机安装连接板的下表面，通过相机对加工完成的后的工件拍照，将所拍摄的照片与计算机系统中的合格产品照片对比，从而分析数据判断工件是否符合加工精度要求。

进一步地，所述成品输出机构，当ccd检测装置，该装置采用一个进料口，两个出料口的设计结构，一边用于合格品出料，一边用于不良品出料通道，通道均采用板材搭建成为一个y型结构，板和板之间采用螺钉固定的方式，便于安装拆卸，相机对加工后的工件拍照对比后，判断如果是合格品，反馈信号到气缸，气缸通气动作，其活塞杆端部安装的推动块向前移动，带动阻隔板绕着旋转销轴做度角的转动，并且阻隔板在中间通道的端板中的腰形槽中活动，使得阻隔板将如图示右侧的通道关闭，合格品通过从合格品出料口端输出；相机对加工后的工件拍照对比后，判断如果是不良品，反馈信号到气缸，气缸再次通气动作，其活塞杆端部安装的推动块缩回，带动阻隔板绕着旋转销轴做逆时针度角的转动，并且阻隔板在中间通道的端板中的腰形槽中逆时针活动一定角度，使得阻隔板将如图示左侧的通道关闭，不良品通过从不良品出料口端输出。

为解决上述技术问题之二本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种u型连接块钻孔攻丝的加工方法，采用人工操作控制按钮，电气控制为plc控制，包括如下步骤：

第一步，工件输送振动盘将u型连接件输送至主通道板上，因工件的输送是靠着驱动力移动固定距离，工件沿着左侧板和右侧板为导向，并且在右侧板的上方安装的压板防止工件被推动时产生翻动。

第二步，减速电机启动，通过联轴器的连接作用，滚珠丝杆旋转运动，其将旋转运动转换为直线运动，从而驱动与其配合安装的螺母副做直线移动，移动板移动，安装在移动板上的安装板带动导轨座做直线移动，从而实现拨爪装置中的4段移动板沿着直线滑轨滑块移动固定行程距离，通过拨爪对工件进行推动，位于第一位的的工件被移动到ccd检测装置下方，位于第2处位置的工件被拨爪移动到攻丝机构下方，位于第3处位置的工件被拨爪移动到钻孔机构下方，工件在被推动时，会触碰到主通道中布置的缓冲装置，工件接触到缓冲块，缓冲块的两侧均加工倒角，并且压下缓冲块，缓冲块下方安装的2个弹簧柱塞的弹簧力对工件产生一个制动力，可以让工件被拨爪的外力推动时降速。

第三步，当在主通道上的第一个u型连接块被推动到钻孔机构工位后，数控动力头通电，其电机开始工作，动力头下行到位置，且一对钻头旋转，当钻头接触到工件上表面时，钻头继续下行，其垂直的下行，沿着导向板的两个半圆孔位置处进行下行动作，通过钻削工件的两个孔，加工出一对通孔。

第四步，当在主通道上的第1个u型连接块被推动到攻丝机构工位后，第2个u型连接块被推动到钻孔机构工位，同样的布置结构和动作，数控动力头通电，其电机开始工作，动力头下行到位置，且一对丝锥旋转，当丝锥接触到工件上表面时，丝锥继续下行，其垂直的下行，沿着导向板的两个半圆孔位置处进行下行动作，通过钻削工件的两个光孔，加工出一对螺纹孔。

第五步，当在主通道上的第1个u型连接块被推动到ccd检测机构工位后，第2个u型连接块被推动到攻丝机构工位，第三个u型连接块被推动到钻孔机构工位后，相机通过对加工完成的后的工件拍照，将所拍摄的照片与计算机系统中的合格产品照片对比，从而分析数据判断工件是否符合加工精度要求。

第六步，相机对加工后的工件拍照对比后，判断如果是合格品，反馈信号到气缸，气缸通气动作，其活塞杆端部安装的推动块向前移动，带动阻隔板绕着旋转销轴做15度角的转动，并且阻隔板在中间通道的端板中的腰形槽中活动，使得阻隔板将如图示右侧的通道关闭，合格品通过从合格品出料口端输出；相机对加工后的工件拍照对比后，判断如果是不良品，反馈信号到气缸，气缸再次通气动作，其活塞杆端部安装的推动块缩回，带动阻隔板绕着旋转销轴做逆时针15度角的转动，并且阻隔板在中间通道的端板中的腰形槽中逆时针活动一定角度，使得阻隔板将如图示左侧的通道关闭，不良品通过从不良品出料口端输出。

本发明设计的工件输送采用分段组合的形式，加工时动力头采用一对钻头同时对工件进行钻削动作，一对丝锥同时攻丝，同时工作时可以保证的是两个通孔和螺纹孔加工后相互之间的位置精度。工件的驱动力采用拨爪推动工件到指定位置，推动位置精准，是保证加工精度的前提。本发明采用的技术方案自动化程度高，实现的加工节拍远比人力快，并且加工精度得到保证。

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为一种u型连接块钻孔攻丝设备装置的结构总装图；

图2为一种u型连接块钻孔攻丝设备装置的特性机构4示意图；

图3为一种u型连接块钻孔攻丝设备装置的输送主通道装置6示意图；

图4为一种u型连接块钻孔攻丝设备装置的拨爪驱动结构7示意图；

图5为一种u型连接块钻孔攻丝设备装置的拨爪装置23示意图；

图6为一种u型连接块钻孔攻丝设备装置的驱动装置24示意图；

图7为一种u型连接块钻孔攻丝设备装置的钻孔机构8示意图；

图8为一种u型连接块钻孔攻丝设备装置的ccd检测装置10示意图；

图9为一种u型连接块钻孔攻丝设备装置的成品出料装置11示意图；

图10为一种u型连接块钻孔攻丝设备装置的工件加工示意图。

附图中：

1.振动盘支架25.支座48.上板

2.工件输送振动盘26.导轨座49.侧板

3.机架27.直线滑轨滑块50.底板

4.特性机构28.移动板51.立板

5.切削液回收箱29.连接板52.钻头

6.输送主通道装置30.拨爪53.切削液喷头

7.拨抓驱动机构31.弹簧54.数控动力头

8.钻孔机构32.安装板55.安装座

9.攻丝机构33.销轴56.立柱

10.ccd检测机构34.连接杆57.上安装块

11.成品出料机构35.槽型光电传感器58.连接板

13.支座36.安装座59.相机

14.u型连接块37.安装板60.气缸

15.缓冲装置38.凸轮轴承随动器61.推动块

16.压板39.连接板62.中间通道

17.右侧板40.直线滑轨滑块63.上部进料通道

18.主通道板41.减速电机64.阻隔板

19.左侧板42.联轴器65.旋转销轴

20.固定块43.前轴承座66.出料口端板

21.弹簧柱塞44.滚珠丝杆67.合格品出料口

22.缓冲块45.螺母副68.不良品出料

23.拨爪装置46.移动板

24.驱动装置47.后轴承座

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

请参阅图1所示，本发明公开了一种u型连接块钻孔攻丝设备装置，该装置由振动盘支架1，工件输送振动盘2，机架3，特性机构4，切削液回收箱5组成。

请参阅图2所示，所述特性机构4由输送主通道装置6，拨抓驱动机构7，钻孔机构8，攻丝机构9，ccd检测机构10，成品出料机构11组成。

请参阅图3所示，所述输送主通道装置6，该装置主要通过驱动机构来推动工件等距到达相应的位置，主输送通道如采用整块长板加工，加工平整度难以保证，因此这里采用分为4段，每段之间采用2根支座13，主通道板18安装在支座13的上方矩形凹槽中，在主通道板18的上方左右两侧分别安装左侧板19和右侧板17，其中在右侧板17上方安装压板16，通过压板16可以对工件起到在推送的过程中不会上翻，导致工件脱离主通道板18.在分离组合的四段输送中，每段采用3处缓冲装置15，缓冲装置15由固定块20安装在主通道板18的下表面上，固定块的中间位置加工凹槽，并设置有2个通孔，用于安装弹簧柱塞21，弹簧柱塞21的上端和插入到缓冲块22的盲孔中，当工件被推动时，可以通过该装置起到缓冲，降速，使得推动到指定位置更加平稳。

请参阅图4所示，所述拨爪装置23，该结构采用四段组合，每组采用两个支座25之间搭建导轨座26，在导轨座26上安装直线滑轨滑块27，其中滑块和直线滑轨配合安装，因所需安装的移动板28较长，因此设置两个滑块和直线滑轨配合安装，移动板28通过内六角螺栓与两个滑块安装，以上零件安装组成一个单独的移动装置，每两个这种相同的移动装置之间采用连接板29通过螺栓固定连接。第一段该装置中共等距布置四个拨爪，后面三个相同装置等距布置三个拨爪，移动板28上固定安装板32，安装板32上安装拨爪30，拨爪30的端面内孔中安装的弹簧31和移动板28端面接触，通过该拨爪可以将工件推动到指定位置，每两个工件之间等距被推动。

请参阅图5所示，所述驱动装置24，其底板50铺设在底部，其上左右两侧安装侧板49，在2块侧板49的上表面上安装上板48，由此搭建了一个底座，在底座上适合的位置左右布置安装前轴承座43和后轴承座47，减速电机41的轴端与联轴器42的一端安装，联轴器42的另一端与滚珠丝杆的端部安装连接，滚珠丝杆的前端光轴处安装在前轴承座43的轴承内孔中，滚珠丝杆44的另一端安装在后轴承座47的轴承内孔中，螺母副45与滚珠丝杆44的牙型螺纹配合安装，移动板46的中间位置与螺母副45的法兰螺纹孔及两侧的滑轨滑块40中的滑块螺纹孔安装固定，连接板39安装在移动板46上，连接板39的端部固定安装板37，通过凸轮轴承随动器配合安装在两者之间，安装板37安装在第三段的导轨座26上方，通过凸轮轴承随动器38的连接，可以在驱动导轨座26移动的时，如果产生直线度上的偏差，可以自调节左右补偿一定的偏差，避免零件之间的硬性连接安装，当产生偏差时对零件产生损伤和精度上的偏差不准确。减速电机41启动，通过联轴器42的连接，滚珠丝杆44做旋转运动，其将旋转运动转换为直线运动，从而驱动与其配合安装的螺母副45做直线移动，移动板46移动，安装在移动板上的安装板37带动导轨座26做直线移动，从而实现拨爪装置中的4段移动板28沿着直线滑轨滑块27移动固定行程距离，通过拨爪对工件进行推动，位于最前方的工件移动到ccd检测装置下方，位于第2处位置的工件被拨爪移动到攻丝装置下方，位于第3处位置的工件被拨爪移动到钻孔装置下方。

请参阅图6所示，所述钻孔机构8，其立板51安装在机架的面板上，立板上安装数控动力头54，该动力头由电机驱动动力头转动，同时其可以上升下降一定行程，在其端部设置有一对钻头52，与u型块的两个孔间距相同，同时立板上安装切削液喷头53，在一对钻头52下行对工件进行钻孔动作时，切削液通过切削液喷头53喷出到钻头上，在对工件钻削时对钻头降温；数控动力头54通电，其电机开始工作，动力头下行到位置，且一对钻头旋转，当钻头接触到工件上表面时，钻头继续下行，其垂直的下行，沿着导向板69的两个半圆孔位置处进行下行动作，通过钻削工件，加工出一对通孔。攻丝机构9，其结构与动作原理与钻孔机机构8相同，只是在动力头端部安装的是丝锥，通过丝锥对光孔进行攻丝的动作。

请参阅图7所示，所述ccd检测装置10，其安装座55安装在机架的面板上，其内孔中安装立柱56，立柱56的上端安装上安装块57，上安装块57的端部安装连接板58，相机59安装连接板58的下表面，通过相机对加工完成的后的工件拍照，将所拍摄的照片与计算机系统中的合格产品照片对比，从而分析数据判断工件是否符合加工精度要求。

请参阅图8所示，所述成品出料机构11，当ccd检测装置10，该装置采用一个进料口，两个出料口的设计结构，一边用于合格品出料，一边用于不良品出料通道，通道均采用板材搭建成为一个y型结构，板和板之间采用螺钉固定的方式，便于安装拆卸，相机对加工后的工件拍照对比后，判断如果是合格品，反馈信号到气缸60，气缸60通气动作，其活塞杆端部安装的推动块61向前移动，带动阻隔板64绕着旋转销轴65做15度角的转动，并且阻隔板64在中间通道62的端板中的腰形槽中活动，使得阻隔板将如图示右侧的通道关闭，合格品通过从合格品出料口67端输出；相机对加工后的工件拍照对比后，判断如果是不良品，反馈信号到气缸60，气缸60再次通气动作，其活塞杆端部安装的推动块61缩回，带动阻隔板64绕着旋转销轴65做逆时针15度角的转动，并且阻隔板64在中间通道62的端板中的腰形槽中逆时针活动一定角度，使得阻隔板将如图示左侧的通道关闭，不良品通过从不良品出料口68端输出。

请参阅图9所示，所述工件为u型连接块，应用于自动化设备中零件之间的连接固定，其厚度为5mm，外形为两端为半圆形，总长度为25mm，圆弧半径为12.5mm，2个螺纹孔为m8，第一步钻孔为直径6.8mm，钻孔和攻丝的动作过程中，需保证两个钻头同时下行工作时，加工出两个通孔和螺纹孔的相互平行度与垂直度。

本发明一种u型连接块钻孔攻丝设备装置采用人工操作控制按钮，电气控制为plc控制，其加工方法包括如下步骤：

第一步，工件输送振动盘2将u型连接件14输送至主通道板18上，因工件的输送是靠着驱动力移动固定距离，工件沿着左侧板19和右侧板17为导向，并且在右侧板17的上方安装的压板16防止工件被推动时产生翻动。

第二步，减速电机41启动，通过联轴器42的连接作用，滚珠丝杆44旋转运动，其将旋转运动转换为直线运动，从而驱动与其配合安装的螺母副45做直线移动，移动板46移动，安装在移动板上的安装板37带动导轨座26做直线移动，从而实现拨爪装置中的4段移动板28沿着直线滑轨滑块27移动固定行程距离，通过拨爪对工件进行推动，位于第一位的的工件被移动到ccd检测装置下方，位于第2处位置的工件被拨爪移动到攻丝机构下方，位于第3处位置的工件被拨爪移动到钻孔机构下方，工件在被推动时，会触碰到主通道中布置的缓冲装置，工件接触到缓冲块22，缓冲块22的两侧均加工倒角，并且压下缓冲块22，缓冲块22下方安装的2个弹簧柱塞21的弹簧力对工件产生一个制动力，可以让工件被拨爪30的外力推动时降速。

第三步，当在主通道上的第一个u型连接块被推动到钻孔机构工位后，数控动力头54通电，其电机开始工作，动力头下行到位置，且一对钻头旋转，当钻头接触到工件上表面时，钻头继续下行，其垂直的下行，沿着导向板69的两个半圆孔位置处进行下行动作，通过钻削工件的两个孔，加工出一对通孔。

第四步，当在主通道上的第1个u型连接块被推动到攻丝机构工位后，第2个u型连接块被推动到钻孔机构工位，同样的布置结构和动作，数控动力头54通电，其电机开始工作，动力头下行到位置，且一对丝锥旋转，当丝锥接触到工件上表面时，丝锥继续下行，其垂直的下行，沿着导向板70的两个半圆孔位置处进行下行动作，通过钻削工件的两个光孔，加工出一对螺纹孔。

第五步，当在主通道上的第1个u型连接块被推动到ccd检测机构工位后，第2个u型连接块被推动到攻丝机构工位，第三个u型连接块被推动到钻孔机构工位后，相机59通过对加工完成的后的工件拍照，将所拍摄的照片与计算机系统中的合格产品照片对比，从而分析数据判断工件是否符合加工精度要求。

第六步，相机59对加工后的工件拍照对比后，判断如果是合格品，反馈信号到气缸60，气缸60通气动作，其活塞杆端部安装的推动块61向前移动，带动阻隔板64绕着旋转销轴65做15度角的转动，并且阻隔板64在中间通道62的端板中的腰形槽中活动，使得阻隔板将如图示右侧的通道关闭，合格品通过从合格品出料口67端输出；相机59对加工后的工件拍照对比后，判断如果是不良品，反馈信号到气缸60，气缸60再次通气动作，其活塞杆端部安装的推动块61缩回，带动阻隔板64绕着旋转销轴65做逆时针15度角的转动，并且阻隔板64在中间通道62的端板中的腰形槽中逆时针活动一定角度，使得阻隔板将如图示左侧的通道关闭，不良品通过从不良品出料口68端输出。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。