本实用新型属于机加工领域，涉及一种孔加工系统。
背景技术：
目前，在机加工车间中，经常遇到要利用摇臂钻床对工件进行钻孔或铰孔的问题，例如，对图1所示的锚环1进行铰孔加工，该待铰孔加工的锚环1的锚环本体11上开设有多个锚环孔12，生产过程中，需要利用摇臂钻床对其进行铰孔加工。
基于目前摇臂钻的结构，具体进行加工时，首先需要工人将待加工锚环1放置在摇臂钻床的三爪卡盘上并将锚环1卡紧，而后手动操作驱动摇臂钻床的摇臂摆动至合适位置并平移主轴箱，将固定在主轴下端的铰刀对准锚环1上待精加工的锚环孔12，再通过手动操作使主轴带着铰刀下行，进行铰孔加工。加工完其中一个锚环孔12后，再次手动操作使主轴上移而将铰刀从精加工好的锚环孔12中退出，并再次调整摇臂和主轴箱的位置直至铰刀对准另一个待精加工的锚环孔12，再次进行铰孔精加工，循环进行，直至完成对所有锚环孔12的铰孔加工，松开卡具，取下加工完成的工件。
这种加工方式依赖于人机配合，需要一个工人对应一个钻床进行操作，工人必须长时间、高强度的集中工作，劳动强度较高。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种孔加工系统，以解决现有技术中工人需要对应钻床长时间、高强度的集中工作而导致的劳动强度较高的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型中孔加工系统采用如下技术方案：
一种孔加工系统，包括一个机械手和至少两台用于对工件进行孔加工的数控摇臂钻床；数控摇臂钻床环绕所述机械手分布；机械手可进行回转动作，用于向各数控摇臂钻床安放待加工的工件和将数控摇臂钻床上加工好的工件移走；孔加工系统还包括与机械手及各数控摇臂钻床控制连接的控制台，用于控制机械手向各数控摇臂钻床上安放待加工的工件和将数控摇臂钻床上加工好的工件移走，并控制各数控摇臂钻床完成孔加工。
本实用新型的有益效果在于：孔加工系统的机械手可以进行回转动作，且多个数控摇臂钻床环绕机械手分布，使得机械手能够与多个数控摇臂钻床协同配合。在控制台的控制作用下，机械手可以将待加工的工件安放在各数控摇臂钻床上，同时，数控摇臂钻床在控制台的控制作用下对工件进行加工，而在工件被加工好之后，控制台又能控制机械手将加工好的工件从数控钻床上移走，整个过程无需工人取放工件，也无需工人对数控摇臂钻床进行操作，降低了工人的劳动强度，同时，一个机械手对应多个数控摇臂钻床，机械手可以在某一数控摇臂钻床对工件进行加工的过程中对其他数控摇臂钻床进行取放件操作，提高了工件的加工效率。
进一步地，所述数控摇臂钻床包括底座、立柱、摇臂、主轴箱及数控卡盘；其中，所述摇臂设置在立柱上；立柱可转动地装配在底座上，在底座与立柱之间设有转动驱动机构，用于驱动摇臂相对于底座转动；转动驱动机构包括转动伺服电机；主轴箱沿摇臂长度延伸方向可移动地装配在摇臂上；摇臂和主轴箱之间设有移动驱动机构，用于驱动主轴箱沿摇臂往复移动，移动驱动机构包括移动伺服电机；主轴箱上设有刀具主轴，刀具主轴用于装夹孔加工刀具，主轴箱上设有主轴转动驱动机构，用于控制驱动刀具主轴旋转，主轴转动驱动机构包括主轴转动伺服电机；主轴箱上还设有进给驱动机构，以控制刀具主轴上下运动实现孔加工刀具的进刀和退刀，进给驱动机构包括进给伺服电机；所述控制台与所述转动伺服电机、移动伺服电机、进给伺服电机、主轴转动伺服电机及数控卡盘控制连接。
有益效果在于：孔加工系统中设置转动驱动机构来使摇臂能够相对于底座转动、设置移动驱动机构来使主轴箱沿摇臂往复移动、设置主轴转动驱动机构和进给驱动机构来实现刀具主轴携带孔加工刀具的转动和进给，由此可实现孔加工刀具的多方位、多角度的调整。同时，各驱动机构采用伺服电机，能够在控制台的控制下实现精准的控制，从而实现孔加工刀具位置的精准调整，方便孔加工道具与待加工工件的对准。
进一步地，所述摇臂沿上下方向导向移动地装配在所述立柱上，立柱和摇臂之间设置有升降驱动机构，用于驱动摇臂相对于立柱升降，升降驱动机构包括升降伺服电机，所述控制台与所述升降伺服电机控制连接。
有益效果在于：摇臂的转动通过立柱的转动来实现，摇臂的上下移动又靠立柱和摇臂之间设置有升降驱动机构来实现，由此使得摇臂的转动动作和升降动作由相对独立的机构来实现，降低了数控摇臂钻床的复杂程度。同时，进一步实现摇臂高度的调节，增加了孔加工刀具相对待加工工件位置调节的方便性。
进一步地，所述数控卡盘上沿上下方向往复伸缩地装配有定位销，定位销由伸缩驱动机构驱动伸缩动作，定位销的至少顶部为锥形结构。
有益效果在于：将定位销的至少顶部设置为锥形结构，无论待固定的锚环的内孔尺寸出现多大的误差，锥形结构的定位销均能够对锚环进行定位。
进一步地，所述锥形结构为圆锥形，锥形结构的外周面具有沿周向分布的至少两个削边平面。
有益效果在于：在定位销上开设削边平面，能够实现三点定位，提高定位的准确度。
进一步地，所述数控摇臂钻床绕所述机械手的回转中心轴线均匀间隔布置。
有益效果在于：使得机械手可以与多个数控摇臂钻床进行配合，且与各数控摇臂钻床件的配合距离相当，方便机械手的操作端在各数控摇臂钻床之间移动。
进一步地，孔加工系统还包括供料机构和接料机构，供料机构用于放置待加工工件以供机械手取料，接料机构用于供机械手放置加工好的工件。
有益效果在于：供料机构和接料机构的设置，方便工人加工前对待加工工件的准备，由于是大批量的待加工的工件，使得工人可以将待加工工件直接摆放在供料机构上供机械手抓取。
附图说明
图1为现有技术中锚环的结构示意图；
图2为本实用新型中孔加工系统的结构示意图；
图3为图2中数控摇臂钻床的结构示意图；
图4为本实用新型中孔加工系统的工作流程示意图；
图中：1.锚环；11.锚环本体；12.锚环孔；2.机械手；3.数控摇臂钻床；31.底座；32.立柱；321.转动伺服电机；322.转动驱动蜗杆；323.转动驱动蜗轮；33.摇臂；331.升降伺服电机；332.升降螺杆丝杠；34.主轴箱；341.移动伺服电机；342.移动丝杠螺杆；343.刀具主轴；344.进给伺服电机；345.主轴上下移动丝杠螺杆；346.主轴转动伺服电机；35.工作台；36.数控卡盘；361.卡爪；362.定位销。
具体实施方式
本实用新型中孔加工系统的实施例1，在本实施例中，以图1中的锚环1为加工对象来对本实用新型中的孔加工系统进行介绍。
如图2所示，该孔加工系统包括一个机械手2和四个数控摇臂钻床3，其中，机械手2可以绕其回转中心轴线进行回转动作，以从工件放置位夹取待加工的工件，并将待加工的工件向数控摇臂钻床3上放置，同时，在工件被加工好之后，机械手2还能将工件从数控摇臂钻床3上取下放置在设定位置。
在整体布局上，数控摇臂钻床3绕机械手2的回转中心轴线均匀间隔布置，以方便机械手2同时与各数控摇臂钻床3协同配合。对于孔加工系统中数控摇臂钻床的数量，在其他实施例中，可以多于四个，也可以为两个或者三个，在整体布局上，数控摇臂钻床也可以只环绕所述机械手分布即可，无需绕机械手的回转中心轴线线均匀间隔布置。
对于机械手2的结构及工作原理，则是属于现有技术，如授权公告号为cn205869717u的中国实用新型专利公开的一种自动上下料的多工位镭雕设备中的机械手，因此，在此不再对本实施例中的机械手2的结构及工作原理予以赘述。
对于数控摇臂钻床3的具体结构，如图3所示，数控摇臂钻床3包括底座31、立柱32、摇臂33、主轴箱34、工作台35和数控卡盘36。
其中，立柱32转动装配在底座31上，底座31和立柱32之间设有用于驱动立柱32相对于底座31转动的转动驱动机构。具体的，转动驱动机构包括通过固定结构固定在底座31上的转动伺服电机321，转动伺服电机321的输出轴上连接有转动驱动蜗杆322，对应的，立柱32上则固设有转动驱动蜗轮323，转动伺服电机321通过转动驱动蜗轮323和转动驱动蜗杆322组成的蜗轮蜗杆结构来驱动立柱32相对于底座31转动。
摇臂33沿上下方向导向移动地装配在立柱32上，通过立柱32相对底座31的转动来带动摇臂33相对于底座31转动。同时，立柱32和摇臂33之间设置有用于驱动摇臂33相对于立柱32升降的升降驱动机构，升降驱动机构包括通过固定结构设置在立柱32上的升降伺服电机331，还包括轴线沿上下方向延伸布置的升降螺杆丝杠332，升降伺服电机331和摇臂33之间通过包含升降螺杆丝杠332的丝母丝杠机构传动连接，通过升降伺服电机331的驱动实现摇臂33的升降。
主轴箱34则沿摇臂33的长度延伸方向可移动地装配在摇臂33上，摇臂33和主轴箱34之间设有用于驱动主轴箱34沿摇臂往复移动的移动驱动机构，移动驱动机构包括通过相应固定结构固定在摇臂33上的移动伺服电机341，移动伺服电机341和主轴箱34之间设置有移动丝杠螺杆342，移动丝杠螺杆342的轴线延伸方向与摇臂33的长度延伸方向一致，移动伺服电机341通过包含移动丝杠螺杆342的丝母丝杠机构来驱动主轴箱34沿摇臂33往复移动。
主轴箱34内设有用于装夹孔加工刀具的刀具主轴343，对应的，主轴箱34上设有进给驱动机构，进给驱动机构用于控制刀具主轴343上下运动以实现孔加工刀具的进刀和退刀，进给驱动机构的动力源为进给伺服电机344，进给伺服电机344和刀具主轴343之间设置有主轴上下移动丝杠螺杆345，进给伺服电机344通过包含主轴上下移动丝杠螺杆345的传动机构来驱动刀具主轴343上下移动，由此实现退刀和进刀。除此以外，主轴箱34上设有用于控制刀具主轴343旋转的主轴转动驱动机构，主轴转动驱动机构的动力源为主轴转动伺服电机346。在其他实施例中，还可以通过普通电机与变频器组合来作为主轴转动驱动机构的动力源。
底座31上还设置有工作台35，本实施例中，工作台35上安装数控卡盘,数控卡盘具有三个卡爪361，关于数控卡盘的结构及工作原理则是属于现有技术，如，授权公告号为cn206898417u的中国实用新型专利公开的一种数控机床上用的卡盘机构，其详细地描述了卡盘结构的数控卡盘的结构和工作原理，因此，此处不再对本实施例中的数控卡盘36的结构和工作原理进行详细描述。在其他实施例中，在数控摇臂钻床的刀具主轴的调整范围满足要求的前提下，可以不设置工作台35，而在底座上直接设置固定数控卡盘的相应结构。当然，还可以将工作台和数控卡盘整体替换为授权公告号为cn206415652u的中国实用新型专利所公开的孔加工设备中的工作台，利用该工作台可以对锚环进行水平移动和倾斜设置，方便对不同位置处的、以及倾斜设置的锚环孔进行加工。
而本实施例中的数控卡盘36的特别之处在于，数控卡盘36上沿上下方向可往复伸缩地装配有定位销362，具体的，定位销362的伸缩动作由与之相连的小型液压缸驱动，小型液压缸构成定位销362的伸缩驱动机构，在其他实施例中，定位销还可以由气缸驱动。定位销362的顶部为锥形结构，以方便锚环的放置，在其他实施例中，还可以将定位销的整体设置为锥形结构。本实施例中，定位销为圆锥形，以与锚环上的锚环孔的形状相适配，同时，为了对锚环进行精准定位，锥形结构的定位销的外周面具有沿周向分布的两个削边平面，从而能够实现三点定位。在其他实施例中，定位销的形状可以依据实际所要加工的零部件的形状而定，当然，定位销也可也设置成圆柱状，其周面上也可以不设置削边平面。
定位销362的设置，在机械手2将锚环1向数控卡盘36上放置时，锚环1上的锚环孔12能够套在定位销362上，对锚环1实现定位，而后再由卡爪361对锚环1进行夹紧固定，待锚环1在数控卡盘36上固定好之后，相应的小型油缸驱动定位销362收缩，从而确保定位销362不会干扰孔加工刀具对锚环孔12的孔的精加工。当然，在其他实施例中，也可以不设置定位销。
除了机械手2和数控摇臂钻床3，孔加工系统还包括控制台，所述控制台与所述转动伺服电机321、移动伺服电机341、进给伺服电机344、主轴转动伺服电机346、升降伺服电机331及数控卡盘36控制连接。另外，孔加工系统还包括用于放置待加工工件的供料机构和用于存放加工好工件的接料机构，控制台与机械手2和数控摇臂钻床3控制连接，用于控制机械手2和数控摇臂钻床3工作。使用时，在控制台内输入相应的控制程序，数控摇臂钻床加工程序包括控制相应伺服电机工作，以将刀具主轴移动至锚环上的孔加工位置处，并控制刀具主轴进行进给切削，完成对锚环上的各个锚环孔的依次加工，关于机械手2和数控摇臂钻床3控制程序之间的匹配和协调属于现有技术，在此不予以赘述。在其他实施例中，可以不设置供料机构和接料机构。
对于数控摇臂钻床3的具体工作方式，则是在开机后通过控制台按照控制程序控制转动伺服电机321、升降伺服电机331、移动伺服电机341、进给伺服电机344、主轴转动伺服电机346以及数控卡盘36实现相应的动作来实现。
具体的，待孔加工刀具在刀具主轴343上安装好之后，控制转动伺服电机321的转动能够实现立柱32的转动，从而带动孔加工刀具沿水平方向绕立柱32的转轴转动实现孔加工刀具水平位置的调整；控制升降伺服电机331的转动能够实现摇臂33沿立柱32的升降，从而带动孔加工刀具上下移动实现孔加工刀具高度的调整；控制移动伺服电机341的转动能够实现主轴箱34沿摇臂33的水平移动，从而带动孔加工刀具水平移动实现孔加工刀具沿摇臂长度方向水平位置的调整；控制进给伺服电机344的转动能够实现刀具主轴343的升降，进一步实现孔加工刀具的高度的调整；控制主轴转动伺服电机346的转动，则能够实现孔加工刀具的转动从而对工件的孔进行加工。控制数控卡盘36的动作则能够实现定位销对锚环的定位以及卡爪对工件的装夹。上述操作过程不分先后，可以依据实际工况而适应性地调整。
除了采用上述结构的数控摇臂钻床外，本实用新型中孔加工系统的数控摇臂钻床及其操作方法还可以采用授权公告号为cn2416985y的中国实用新型专利公开的一种极坐标式数控钻削加工机床。
具体的，针对待加工的工件为锚环1，本实用新型中孔加工系统的控制流程如图4所示，首先是开机就绪，锚环1在供料机构上到达设定位置，机械手2在控制台的控制下抓运锚环至指定的数控卡盘36定位面上，数控卡盘36在控制台的控制下夹紧锚环，而后数控摇臂钻床加工程序启动，数控摇臂钻床加工程序控制数控摇臂钻床3的刀具主轴343带动孔加工刀具转动对锚环1进行加工，控制孔加工刀具的进给，以及孔加工刀具相对于锚环1的位置的调整，使得孔加工刀具能够对锚环1上的多个孔逐个进行加工。当锚环1加工完成后，数控卡盘36在控制台的控制下松开锚环1，机械手2在控制台的控制下将加工好的锚环1从数控卡盘36上取下并送至接料机构，并再从供料机构上夹取下一个待加工的锚环放置在该数控摇臂钻床3的数控卡盘36上，进入下一个循环。
在其中一个数控摇臂钻床3处于对工件进行加工的工作状态时，机械手可以按照上述控制流程与另外一个未处于对工件进行加工的工作状态的数控摇臂钻床3进行配合，执行上述操作。
本实用新型中的孔加工系统不仅可以用于锚环的铰孔加工，还可应用于其他工件的攻丝及铰孔加工。如果配置相应的钻套结构的话，还可应用于相应的钻孔加工。
1.一种孔加工系统，其特征在是，包括一个机械手和至少两台用于对工件进行孔加工的数控摇臂钻床；
数控摇臂钻床环绕所述机械手分布；
机械手可进行回转动作，用于向各数控摇臂钻床上安放待加工的工件和将数控摇臂钻床上加工好的工件移走；
孔加工系统还包括与机械手及各数控摇臂钻床控制连接的控制台，用于控制机械手向各数控摇臂钻床上安放待加工的工件和将数控摇臂钻床上加工好的工件移走，并控制各数控摇臂钻床完成孔加工。
2.根据权利要求1所述的孔加工系统，其特征是，所述数控摇臂钻床包括底座、立柱、摇臂、主轴箱及数控卡盘；
其中，所述摇臂设置在立柱上；
立柱可转动地装配在底座上，在底座与立柱之间设有转动驱动机构，用于驱动摇臂相对于底座转动；转动驱动机构包括转动伺服电机；
主轴箱沿摇臂长度延伸方向可移动地装配在摇臂上；
摇臂和主轴箱之间设有移动驱动机构，用于驱动主轴箱沿摇臂往复移动，移动驱动机构包括移动伺服电机；
主轴箱上设有刀具主轴，刀具主轴用于装夹孔加工刀具，主轴箱上设有主轴转动驱动机构，用于控制驱动刀具主轴旋转，主轴转动驱动机构包括主轴转动伺服电机；
主轴箱上还设有进给驱动机构，以控制刀具主轴上下运动实现孔加工刀具的进刀和退刀，进给驱动机构包括进给伺服电机；
所述控制台与所述转动伺服电机、移动伺服电机、进给伺服电机、主轴转动伺服电机及数控卡盘控制连接。
3.根据权利要求2所述的孔加工系统，其特征是，所述摇臂沿上下方向导向移动地装配在所述立柱上，立柱和摇臂之间设置有升降驱动机构，用于驱动摇臂相对于立柱升降，升降驱动机构包括升降伺服电机，所述控制台与所述升降伺服电机控制连接。
4.根据权利要求2所述的孔加工系统，其特征是，所述数控卡盘上沿上下方向往复伸缩地装配有定位销，定位销由伸缩驱动机构驱动伸缩动作，定位销的至少顶部为锥形结构。
5.根据权利要求4所述的孔加工系统，其特征是，所述锥形结构为圆锥形，锥形结构的外周面具有沿周向分布的至少两个削边平面。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的孔加工系统，其特征是，所述数控摇臂钻床绕所述机械手的回转中心轴线均匀间隔布置。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的孔加工系统，其特征是，孔加工系统还包括供料机构和接料机构，供料机构用于放置待加工工件以供机械手取料，接料机构用于供机械手放置加工好的工件。
技术总结