專(zhuān)利名稱(chēng)：球拍數(shù)控鉆孔方法及其鉆孔機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專(zhuān)利屬于體育運(yùn)動(dòng)器材的生產(chǎn)制造范疇，特別是球拍面為穿線(xiàn)式的各種球拍邊框鉆孔的生產(chǎn)制造領(lǐng)域，是一種制造方法和專(zhuān)用的制造設(shè)備。
背景技術(shù)：
穿線(xiàn)式的球拍有如網(wǎng)球拍，羽球拍，壁球拍等等，其共同的特點(diǎn)是在一個(gè)邊框上鉆有若干小孔，以供該球拍專(zhuān)用的線(xiàn)穿過(guò)，在拍面形成方格網(wǎng)狀；現(xiàn)有該球拍的邊框鉆孔工藝大約有手工靠模逐孔鉆取，棘輪驅(qū)動(dòng)定位自動(dòng)逐孔鉆取，群鉆兩次鉆取以及從拍框內(nèi)往外鉆取等幾種方式。中國(guó)專(zhuān)利200620120511.8球拍鉆孔機(jī)和201020566556.4球拍鉆孔裝置即涉及群鉆兩次鉆取和從拍框內(nèi)往外鉆取的方法，以上的幾種鉆孔方法存在這樣的不足:手工靠模逐孔鉆取工作效率太低，取孔精度不高質(zhì)量不好且容易漏鉆；棘輪驅(qū)動(dòng)定位逐孔鉆取屬于初級(jí)自動(dòng)化，用棘輪驅(qū)動(dòng)定位只能是每個(gè)孔位的距離是同等的，或者一套工裝模具只能生產(chǎn)一種型號(hào)產(chǎn)品，這種工藝只能生產(chǎn)鋁合金邊框分體式低檔球拍；群鉆兩次鉆取工藝的不足在于:比如羽球拍的孔位間距大多不足10毫米，容納不了所有的鉆頭工位，因此設(shè)計(jì)成錯(cuò)位間隔鉆孔，然后翻轉(zhuǎn)再鉆；盡管每工次是三十幾個(gè)工位同時(shí)工作，但是需要兩次的工件裝夾耗時(shí)又非常容易翻轉(zhuǎn)造成孔位的高低錯(cuò)落，最不利的是其一個(gè)機(jī)器一般只用于制造一個(gè)型號(hào)的產(chǎn)品，要更換不同型號(hào)產(chǎn)品要更換模具以及調(diào)整三十幾個(gè)工位的位置角度是要耗費(fèi)大量的工時(shí)；專(zhuān)利號(hào)201020566556.4的《球拍鉆孔裝置》結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，用于網(wǎng)球拍還可以，用于羽球拍恐怕從框內(nèi)往外鉆位置有點(diǎn)不夠，并且從工件裝夾和鉆孔的方法來(lái)看，生產(chǎn)效率不可能很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明球拍數(shù)控鉆孔方法及其鉆孔機(jī)針對(duì)上述背景技術(shù)所述的不足，發(fā)明一種只要修改部分編程指令即可以適合各種球拍型號(hào)，不要任何模具的全自動(dòng)球拍數(shù)控鉆孔方法以及用該方法設(shè)計(jì)的鉆孔機(jī)。本發(fā)明提供的技術(shù)解決方案是:由編程人員根據(jù)球拍鉆孔要求編制程序并由可編程邏輯運(yùn)動(dòng)控制器(PLC)通過(guò)步進(jìn)或者伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)或者伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)(線(xiàn)性或者角度)移動(dòng)量、速度和方向；電機(jī)的X、Y、Z、K軸分別驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)球拍孔位角度位移，刀具進(jìn)退刀，大小刀具換刀及球拍裝夾與卸夾。以羽球拍為例，球拍面的網(wǎng)線(xiàn)要求大概為10X10毫米均勻的間距，而球拍框是類(lèi)橢圓形(頭部稍窄，后部稍寬，不是標(biāo)準(zhǔn)的橢圓形，也可以用雞蛋形來(lái)表述)，這樣就造成經(jīng)緯網(wǎng)線(xiàn)和邊框的相貫處是不等距的，每個(gè)孔位和相鄰的孔位的弧長(zhǎng)或者角度是不一樣的，其中還有大概20孔的孔徑比其他的孔徑大，因?yàn)樵谀莻€(gè)位置要穿過(guò)雙線(xiàn)，如果是低檔的碳鋼或者鋁合金球拍，為了制造的簡(jiǎn)單可以犧牲網(wǎng)線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)要求，而高檔的碳纖維球拍就必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)前制造廠(chǎng)的全碳纖維球拍基本上都是將拍框套在靠模上，靠模下面有按照孔位角度位置開(kāi)取的槽，相對(duì)鉆頭的臺(tái)面有一與靠模槽配合的導(dǎo)槽，操作者順著導(dǎo)槽推動(dòng)靠模鉆取孔位；大小不同的孔徑要換取不同的靠模在不同的鉆臺(tái)上鉆取。球拍數(shù)控鉆孔方法是:利用步進(jìn)或者伺服電機(jī)的數(shù)字化控制原理，將每個(gè)孔位，進(jìn)退刀速度、距離，換刀時(shí)值以及球拍裝夾的尺寸數(shù)字化，輸入可編程邏輯運(yùn)動(dòng)控制器(PLC)將數(shù)字轉(zhuǎn)換成脈沖，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)或者伺服電機(jī)按數(shù)字要求轉(zhuǎn)動(dòng)角度。4軸數(shù)控鉆孔方法分為4個(gè)部分，I球拍分度旋轉(zhuǎn)裝置，2刀具進(jìn)退刀滑軌裝置，3換刀旋轉(zhuǎn)裝置，4球拍定位裝夾裝置。步進(jìn)電機(jī)I的X軸直接驅(qū)動(dòng)分度旋轉(zhuǎn)裝置按每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的數(shù)值轉(zhuǎn)動(dòng)；鉆孔用電鉆或者風(fēng)鉆，電鉆或者風(fēng)鉆安裝在滑軌上，由步進(jìn)電機(jī)2的Y軸偏心輪驅(qū)動(dòng)電鉆或者風(fēng)鉆在滑軌上滑動(dòng)，電鉆或者風(fēng)鉆上的刀具對(duì)拍框進(jìn)刀鉆取后退刀，可以設(shè)置步進(jìn)電機(jī)2運(yùn)動(dòng)速度，稍慢速度進(jìn)刀，快速退刀；步進(jìn)電機(jī)3的Z軸驅(qū)動(dòng)換刀旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)刀架轉(zhuǎn)換不同規(guī)格的刀具；步進(jìn)電機(jī)4的Z軸旋轉(zhuǎn)推動(dòng)安裝于分度旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上的自定位裝夾裝置將球拍自動(dòng)裝夾于工作臺(tái)工位上。球拍數(shù)控鉆孔方法的工作是這樣實(shí)現(xiàn)的:由機(jī)械手或者人工將球拍放置于自定位裝夾裝置上，紅外感應(yīng)裝置感應(yīng)到工件已放置到位或者人工按下啟動(dòng)按鍵，步進(jìn)電機(jī)4的K軸驅(qū)動(dòng)自定位裝夾裝置將球拍自動(dòng)定位裝夾好，可編程邏輯運(yùn)動(dòng)控制器(PLC)內(nèi)置信號(hào)輸出口啟動(dòng)繼電器I接通I號(hào)電鉆電源或者啟動(dòng)電磁氣閥接通I號(hào)氣鉆氣源，步進(jìn)電機(jī)I的X軸驅(qū)動(dòng)分度旋轉(zhuǎn)裝置從原點(diǎn)到小孔第一孔位，步進(jìn)電機(jī)2的Y軸驅(qū)動(dòng)刀具進(jìn)退刀滑軌帶動(dòng)電鉆或者氣鉆進(jìn)刀鉆孔然后退刀，步進(jìn)電機(jī)I驅(qū)動(dòng)分度旋轉(zhuǎn)裝置到小孔第二孔位，步進(jìn)電機(jī)2驅(qū)動(dòng)刀具進(jìn)刀鉆孔然后退刀如此循環(huán)直至所有I號(hào)電鉆或者氣鉆應(yīng)鉆取的小孔鉆完，可編程邏輯運(yùn)動(dòng)控制器(PLC)內(nèi)置信號(hào)輸出口關(guān)閉繼電器I切斷I號(hào)電鉆電源啟動(dòng)繼電器2接通2號(hào)電鉆電源或者關(guān)閉電磁氣閥I切斷I號(hào)氣鉆氣源啟動(dòng)電磁氣閥2接通2號(hào)氣鉆氣源，換刀旋轉(zhuǎn)裝置的步進(jìn)電機(jī)3的Z軸旋轉(zhuǎn)180度驅(qū)動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換2號(hào)鉆的刀具工作，步進(jìn)電機(jī)I驅(qū)動(dòng)分度旋轉(zhuǎn)裝置反轉(zhuǎn)到大孔第一孔位，步進(jìn)電機(jī)2驅(qū)動(dòng)刀具進(jìn)退刀滑軌裝置進(jìn)刀鉆孔然后退刀，步進(jìn)電機(jī)I驅(qū)動(dòng)分度旋轉(zhuǎn)裝置到大孔第二孔位，步進(jìn)電機(jī)2驅(qū)動(dòng)刀具進(jìn)退刀滑軌裝置進(jìn)刀鉆孔然后退刀如此循環(huán)直至所有2號(hào)電鉆或者2號(hào)氣鉆應(yīng)鉆取的大孔鉆完，步進(jìn)電機(jī)I驅(qū)動(dòng)分度旋轉(zhuǎn)裝置回`歸原點(diǎn)，換刀裝置回歸I號(hào)刀具，步進(jìn)電機(jī)4的K軸反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)自定位裝夾裝置卸夾，由機(jī)械手或者人工取下已鉆好孔的球拍，完成一個(gè)球拍鉆孔工序。本發(fā)明的有益效果是:擺脫人工靠模逐孔鉆孔的低效率加工模式，提高產(chǎn)品制造質(zhì)量，用數(shù)字化編程解決原本需要用各種模具定位的方式，拋棄任何鉆孔模具，實(shí)現(xiàn)高效高質(zhì)量的生產(chǎn)模式，只要愿意，加入工件裝卸機(jī)械手即成為無(wú)人值守的機(jī)器人。


圖1為本發(fā)明鉆孔機(jī)主視圖。圖2為本發(fā)明鉆孔機(jī)圖1的左視圖。圖3為本發(fā)明鉆孔機(jī)電機(jī)IX軸分度旋轉(zhuǎn)裝置主視圖。圖4為本發(fā)明鉆孔機(jī)電機(jī)IX軸分度旋轉(zhuǎn)裝置圖3的左視圖及電機(jī)3Z軸旋轉(zhuǎn)刀架
>J-U ρ α裝直。圖5為本發(fā)明鉆孔機(jī)電機(jī)2Υ軸刀具進(jìn)退刀裝置圖4的俯視圖。
圖6為本發(fā)明鉆孔機(jī)刀架升降裝置導(dǎo)軌固定塊與導(dǎo)軌滑塊視圖。圖7為本發(fā)明鉆孔機(jī)電機(jī)4K軸球拍裝夾裝置裝夾主視圖。圖8為本發(fā)明鉆孔機(jī)電機(jī)4K軸球拍裝夾裝置圖7的裝夾俯視圖。圖9為本發(fā)明鉆孔機(jī)電機(jī)4K軸球拍裝夾裝置圖7的卸夾俯視圖。圖10為本發(fā)明鉆孔機(jī)球拍中管定位機(jī)構(gòu)示意圖。圖11為本發(fā)明鉆孔機(jī)電機(jī)2Y軸刀具進(jìn)退刀裝置4刀具刀架示意圖。
具體實(shí)施例方式為了對(duì)本發(fā)明球拍數(shù)控鉆孔方法及其鉆孔機(jī)的特征、效果做進(jìn)一步的理解與認(rèn)識(shí)，以下列舉優(yōu)選實(shí)施例配合附圖加以進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明球拍數(shù)控鉆孔方法及其鉆孔機(jī)不局限于本實(shí)施例。球拍數(shù)控鉆孔機(jī)包含有電源，可編程邏輯運(yùn)動(dòng)控制器(PLC)6，機(jī)殼7，球拍5，步進(jìn)或者伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，步進(jìn)或者伺服電機(jī)X軸驅(qū)動(dòng)的分度旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)1，步進(jìn)或者伺服電機(jī)Y軸驅(qū)動(dòng)的刀具進(jìn)退刀機(jī)構(gòu)2,步進(jìn)或者伺服電機(jī)Z軸驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)刀架3和步進(jìn)或者伺服電機(jī)K軸驅(qū)動(dòng)的球拍裝夾機(jī)構(gòu)4 ;分度旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)I由步進(jìn)或者伺服電機(jī)1.1，底座1.2，軸承座1.2.1，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)1.3，旋轉(zhuǎn)軸1.3.1，刀架升降導(dǎo)槽1.4，工作臺(tái)1.5構(gòu)成；刀具進(jìn)退刀機(jī)構(gòu)由步進(jìn)或者伺服電機(jī)2.1，偏心軸2.1.1，電機(jī)固定板2.2，導(dǎo)軌固定板2.9，導(dǎo)軌2.7，導(dǎo)軌滑臺(tái)2.8，風(fēng)鉆或者電鉆裝夾下座2.5，風(fēng)鉆或者電鉆裝夾上座2.6，滑臺(tái)連接件2.4，滑板
2.3，偏心軸銅套2.1.1.1，刀架旋轉(zhuǎn)軸板3.3和頂板2.10組成；旋轉(zhuǎn)刀架由步進(jìn)或者伺服電機(jī)3.1，軸承座3.2，旋轉(zhuǎn)軸板3.3，導(dǎo)軌固定塊3.4，導(dǎo)軌滑塊3.5，刀架升降導(dǎo)輪軸3.6組成；球拍裝夾機(jī)構(gòu)由步進(jìn)或者伺服電機(jī)4.1，轉(zhuǎn)盤(pán)4.1.1，連接件4.2，長(zhǎng)軸前滑塊4.3，長(zhǎng)軸后滑塊4.4，長(zhǎng)軸滑塊導(dǎo)槽4.5，雙頭正反牙螺桿4.6，短軸滑塊4.7，短軸滑塊導(dǎo)槽4.8，球拍定位夾緊塊4.9組成。分度旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)I的步進(jìn)或者伺服電機(jī)1.1螺接于軸承座1.2.1 ;軸承座1.2.1螺接于底座1.2，旋轉(zhuǎn)軸1.3.1和軸承座1.2.1的軸承配合，旋轉(zhuǎn)軸1.3.1的中心軸孔和電機(jī)1.1的X軸緊定螺固，端面和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)1.3螺接；橢圓形刀架升降導(dǎo)槽1.4螺接于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)
1.3的背面；電機(jī)X軸驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)做步進(jìn)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)螺接于其背面的與球拍長(zhǎng)短軸成比例關(guān)系的橢圓形刀架升降導(dǎo)槽1.4，刀架升降導(dǎo)輪3.4軸固接于刀架的導(dǎo)軌滑塊3.5并與刀架升降導(dǎo)槽1.4配合，不管球拍旋轉(zhuǎn)到長(zhǎng)軸或者短軸方向，刀具與球拍框邊始終保持固定的距離；工作臺(tái)1.5由8個(gè)螺絲和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)1.3連接，其中4個(gè)螺絲1.5.2正旋從正面鎖向旋轉(zhuǎn)平臺(tái)1.3，另外相鄰的4個(gè)螺絲1.5.1反旋從背面頂離旋轉(zhuǎn)平臺(tái)1.3，兩螺絲為互鎖，調(diào)整8個(gè)螺絲即可調(diào)整工作臺(tái)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)之間的距離，即可適應(yīng)不同邊框?qū)挾鹊那蚺?。刀具進(jìn)退刀機(jī)構(gòu)2的步進(jìn)或者伺服電機(jī)2.1螺接于電機(jī)固定板2.2 ;偏心軸2.1.1螺絲緊定固接于電機(jī)2.1的Y軸；2件導(dǎo)軌固定板2.9與電機(jī)固定板2.2頂板2.10及刀架旋轉(zhuǎn)軸板3.3螺接或者焊接成一個(gè)五面體的刀架，2個(gè)導(dǎo)軌2.7分別螺接于導(dǎo)軌固定板2.9 ；風(fēng)鉆或者電鉆裝夾下座2.5螺接于導(dǎo)軌滑臺(tái)2.8，風(fēng)鉆或者電鉆裝夾上座2.6與風(fēng)鉆或者電鉆裝夾下座2.5螺接將風(fēng)鉆或者電鉆固定；導(dǎo)軌滑臺(tái)2.8安裝于導(dǎo)軌2.7之上；在導(dǎo)軌滑臺(tái)2.8與風(fēng)鉆或者電鉆裝夾下座2.5之間有一滑臺(tái)連接件2.4與二者螺接；滑板2.3兩頭分別與兩個(gè)滑臺(tái)連接件2.4螺接，滑板2.3中間有一供偏心軸銅套2.1.1.1行走的長(zhǎng)槽；偏心軸2.1.1和偏心軸銅套2.1.1.1配合；Y軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)偏心軸2.1.1做圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)偏心軸銅套2.1.1.1帶動(dòng)滑板2.3連同風(fēng)鉆或者電鉆裝夾上下座2.6,2.5及導(dǎo)軌滑臺(tái)2.8 一起在導(dǎo)軌2.7做上下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具的進(jìn)退刀；前述的五面體的刀架或者做成頂板2.10和刀架旋轉(zhuǎn)軸板3.3為“十”字形狀(如圖11)，導(dǎo)軌固定板2.9為4件分別與頂板2.10和刀架旋轉(zhuǎn)軸板3.3的端面螺接，導(dǎo)軌，導(dǎo)軌滑臺(tái)，風(fēng)鉆或者電鉆裝夾上座2.6與風(fēng)鉆或者電鉆裝夾下座2.5均為4件，風(fēng)鉆或者電鉆裝夾上座2.6與下座2.5 二者螺接將4個(gè)風(fēng)鉆或者電鉆固定，滑板與兩個(gè)滑臺(tái)連接件隱藏在刀架里面，有連接件2.11將另外兩刀架與驅(qū)動(dòng)的雙刀刀架連接，與雙刀刀架一樣驅(qū)動(dòng)4個(gè)風(fēng)鉆或者電鉆做進(jìn)退刀運(yùn)動(dòng)；改變電機(jī)3.1的Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度即可選擇4種不同的刀具鉆銑孔。旋轉(zhuǎn)刀架3的步進(jìn)或者伺服電機(jī)3.1螺接于軸承座3.2 ;轉(zhuǎn)軸板3.3的軸與軸承座3.2的軸承配合，轉(zhuǎn)軸板3.3的軸中心有一與電機(jī)3.1的Z軸配合的軸孔；刀架升降導(dǎo)軌固定塊3.4螺接于底板1.2，刀架升降導(dǎo)軌滑塊3.5與刀架升降導(dǎo)軌固定塊3.4配合；刀架升降導(dǎo)輪軸3.6的軸固接于刀架升降導(dǎo)軌滑塊3.5，刀架升降導(dǎo)輪軸3.6上的軸承與橢圓形刀架升降導(dǎo)槽1.4配合，橢圓形刀架升降導(dǎo)槽1.4的長(zhǎng)短軸是與球拍的長(zhǎng)短軸重合的，不管球拍旋轉(zhuǎn)到長(zhǎng)軸或者短軸方向，刀具與球拍框邊保持固定的距離；改變電機(jī)3.1的Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度最多可以選擇4種不同直徑或者用途的刀具工作。
球拍裝夾機(jī)構(gòu)4的步進(jìn)或者伺服電機(jī)4.1螺接于工作臺(tái)1.5 ;轉(zhuǎn)盤(pán)4.1.1螺絲緊定于電機(jī)4.1的K軸；連接件4.2的一端由4根短軸分別與轉(zhuǎn)盤(pán)4.1.1活動(dòng)連接；長(zhǎng)軸前滑塊4.3與長(zhǎng)軸后滑塊4.4之間由雙頭正反牙螺桿4.6連接；長(zhǎng)軸滑塊導(dǎo)槽4.5與短軸滑塊導(dǎo)槽4.8分別與長(zhǎng)軸滑塊4.3，4.4和短軸滑塊4.7配合；長(zhǎng)軸后滑塊4.4與短軸滑塊4.7由4根短軸分別與連接件4.2的另一端活動(dòng)連接；4件球拍定位夾緊塊4.9分別與長(zhǎng)軸前滑塊
4.3短軸滑塊4.7螺接；K軸旋轉(zhuǎn)推動(dòng)4個(gè)球拍定位夾緊塊4.9卡于球拍框內(nèi)側(cè)并使球拍中心點(diǎn)與工作臺(tái)1.5的中心點(diǎn)重合，定位夾緊塊4.9前端的斜面將球拍壓迫緊貼于工作臺(tái)
1.5的平面上并自鎖；配合長(zhǎng)軸方向的調(diào)節(jié)螺桿4.6，調(diào)整Z軸的旋轉(zhuǎn)角度可以裝夾長(zhǎng)短軸各不同的各種型號(hào)球拍；中管定位架4.10與螺桿定位板4.14螺接于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)1.3，定位柱
4.11與中管定位架4.10鉚或者焊固接，調(diào)節(jié)螺母4.12活動(dòng)鉚接于中管定位架4.10，正反牙調(diào)節(jié)螺桿4.13與中管定位架調(diào)節(jié)螺母4.12配合，正反牙調(diào)節(jié)螺桿4.13正反牙分際處有一直徑大于螺桿直徑的定位圓盤(pán)，螺桿定位板4.14中間有一與正反牙調(diào)節(jié)螺桿4.13的定位圓盤(pán)配合的槽，螺桿定位板4.14還有另一螺孔與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)1.3螺接，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺桿4.13即可確保中心點(diǎn)不位移調(diào)整兩定位柱4.11之間的距離以適應(yīng)各種不同直徑的球拍中管?；蛘呷∠麢E圓形刀架升降導(dǎo)槽1.4，刀架升降導(dǎo)輪3.6，刀架導(dǎo)軌滑塊3.5與刀架導(dǎo)軌固定塊3.4，刀架固定于底板1.2不動(dòng)；Υ軸順時(shí)針(或者逆時(shí)針)旋轉(zhuǎn)為進(jìn)刀，逆時(shí)針(或者順時(shí)針)旋轉(zhuǎn)為退刀并由程序不斷修正Y軸的旋轉(zhuǎn)角度以實(shí)現(xiàn)不管球拍旋轉(zhuǎn)到長(zhǎng)軸或者短軸方向，刀具始終與球拍框邊保持固定的距離并且進(jìn)退刀的行走距離不變。采用刀架升降導(dǎo)軌固定塊3.4，刀架升降導(dǎo)軌滑塊3.5，刀架升降導(dǎo)軌固定塊3.4，刀架升降導(dǎo)輪軸3.6和橢圓形刀架升降導(dǎo)槽1.4組成的刀架升降裝置的好處在于:不需要程序不斷修正Y軸的旋轉(zhuǎn)角度，使得鉆孔機(jī)的工作效率有很大的提高，而且程序更為簡(jiǎn)單，指令減少一半以上；其缺點(diǎn)是機(jī)械部分結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜了點(diǎn)。采用靠程序不斷修正Y軸的旋轉(zhuǎn)角度，以實(shí)現(xiàn)不管球拍旋轉(zhuǎn)到長(zhǎng)軸或者短軸方向，刀具始終與球拍框邊保持固定的距離并且進(jìn)退刀的行走距離不變是簡(jiǎn)化了鉆孔機(jī)的機(jī)械部分，但是增加了程序的指令量使得編程的工作量增加不少并且PLC的運(yùn)行速度也會(huì)減慢，影響鉆孔機(jī)的工作效率。
如果不要刀架升降裝置，也不要程序指令修正Y軸的旋轉(zhuǎn)角度以保持刀具到球拍邊框的固定距離，那么在鉆孔機(jī)工作時(shí)就會(huì)出現(xiàn)如下情況:以羽拍為例，長(zhǎng)短軸的長(zhǎng)度差在60毫米左右，也就是說(shuō)刀具進(jìn)退刀機(jī)構(gòu)的行程至少要50毫米以上才能保證在短軸方向能鉆透拍框，長(zhǎng)軸方向不會(huì)讓鉆夾頭撞到拍框；但是3毫米以下的麻花鉆有效刃長(zhǎng)也不到30毫米，要用在該鉆孔機(jī)上是有難度的；再者，鉆頭鉆透后繼續(xù)長(zhǎng)距離行走會(huì)影響鉆孔精度，另外過(guò)長(zhǎng)的進(jìn)退刀行程也造成生產(chǎn)效率的浪費(fèi)；如果是鉆取網(wǎng)拍就更多難點(diǎn)。本實(shí)施例是這樣工作的:
由編程人員根據(jù)球拍鉆孔要求編制程序并由可編程邏輯運(yùn)動(dòng)控制器(PLC)通過(guò)步進(jìn)或者伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)或者伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)(線(xiàn)性或者角度)移動(dòng)量、速度和方向。由機(jī)械手或者人工將球拍5放置于裝夾裝置4上，球拍5的長(zhǎng)軸頂端內(nèi)側(cè)掛在頂部定位夾緊塊4.9上，球拍5的中管卡位于兩中管定位柱4.11之間，紅外感應(yīng)裝置感應(yīng)到工件已放置到位或者人工按下啟動(dòng)按鍵，步進(jìn)電機(jī)4的K軸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4.1.1旋轉(zhuǎn),連接件
4.2推動(dòng)4件滑塊和夾緊塊4.9向球拍5的框邊運(yùn)動(dòng)，裝夾裝置4將球拍自動(dòng)定位裝夾好；可編程邏輯運(yùn)動(dòng)控制器(PLC)內(nèi)置信號(hào)輸出口啟動(dòng)繼電器I接通I號(hào)電鉆電源或者啟動(dòng)電磁氣閥接通I號(hào)氣鉆氣源，電鉆或者氣鉆啟動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)I的X軸驅(qū)動(dòng)分度旋轉(zhuǎn)平臺(tái)1.3從原點(diǎn)到小孔第一孔位，步進(jìn)電機(jī)2的Y軸驅(qū)動(dòng)刀具進(jìn)退刀，滑軌帶動(dòng)電鉆或者氣鉆進(jìn)刀鉆孔然后退刀，步進(jìn)電機(jī)I驅(qū)動(dòng)分度旋轉(zhuǎn)到小孔第二孔位，步進(jìn)電機(jī)2驅(qū)動(dòng)刀具進(jìn)刀鉆孔然后退刀如此循環(huán)直至所有I號(hào)電鉆或者氣鉆應(yīng)鉆取的小孔鉆完，可編程邏輯運(yùn)動(dòng)控制器(PLC)內(nèi)置信號(hào)輸出口關(guān)閉繼電器I切斷I號(hào)電鉆電源啟動(dòng)繼電器2接通2號(hào)電鉆電源或者關(guān)閉電磁氣閥I切斷I號(hào)氣鉆氣源啟動(dòng)電磁氣閥2接通2號(hào)氣鉆氣源，步進(jìn)電機(jī)3的Z軸旋轉(zhuǎn)180度驅(qū)動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換2號(hào)鉆的另一刀具工作，步進(jìn)電機(jī)I驅(qū)動(dòng)分度旋轉(zhuǎn)裝置反轉(zhuǎn)到大孔第一孔位，步進(jìn)電機(jī)2驅(qū)動(dòng)刀具進(jìn)退刀，滑軌裝置進(jìn)刀鉆孔然后退刀；步進(jìn)電機(jī)I驅(qū)動(dòng)分度旋轉(zhuǎn)到大孔第二孔位，步進(jìn)電機(jī)2驅(qū)動(dòng)刀具進(jìn)刀鉆孔然后退刀如此循環(huán)直至所有2號(hào)電鉆或者2號(hào)氣鉆應(yīng)鉆取的大孔鉆完，步進(jìn)電機(jī)I驅(qū)動(dòng)分度旋轉(zhuǎn)裝置回歸原點(diǎn)，刀具旋轉(zhuǎn)回歸I號(hào)刀具，步進(jìn)電機(jī)4的K軸反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)自定位裝夾裝置卸夾，由機(jī)械手或者人工取下已鉆好孔的球拍，完成一個(gè)球拍鉆孔工序。本發(fā)明上述已做了詳細(xì)的說(shuō)明并引證了實(shí)施例，但不能用來(lái)限定本發(fā)明所實(shí)施的范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，顯然可以按照上述說(shuō)明及實(shí)施例做出各種替代方案或者修改，因此，所有在此基礎(chǔ)上做出的替代方案或修改，都包含在本權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.球拍數(shù)控鉆孔方法，其特征是:由編程人員根據(jù)球拍鉆孔要求編制程序并由可編程邏輯運(yùn)動(dòng)控制器(PLC)通過(guò)步進(jìn)或者伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)或者伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)(線(xiàn)性或者角度)移動(dòng)量、速度和方向；電機(jī)的X、Y、Z、K軸分別驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)球拍孔位角度位移，刀具進(jìn)退刀，大小刀具換刀及球拍裝夾與卸夾。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球拍數(shù)控鉆孔方法,其特征是:電機(jī)的X軸將裝夾有球拍的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)按順時(shí)針或者逆時(shí)針從第I孔位(小孔或者大孔)配合Y軸的刀具進(jìn)退刀順序旋轉(zhuǎn)在球拍上鉆孔，跳過(guò)大孔(或者小孔)孔位，鉆完所有小孔(或者大孔)孔位再?gòu)姆葱D(zhuǎn)方向的第一個(gè)大孔(或者小孔)孔位鉆取直至鉆完所有孔位；Y軸驅(qū)動(dòng)刀具做Y向運(yùn)動(dòng)的進(jìn)退刀；ζ軸驅(qū)動(dòng)刀架做Z向的旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)換刀(大小刀具互換)；Κ軸旋轉(zhuǎn)推動(dòng)4個(gè)球拍定位夾緊塊卡位于球拍框內(nèi)橢圓形的長(zhǎng)軸和短軸方向，確保球拍緊貼工作臺(tái)并與工作臺(tái)的中心點(diǎn)重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球拍數(shù)控鉆孔方法，其特征是:電機(jī)的X軸驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)做步進(jìn)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)螺接于其背面的與球拍長(zhǎng)短軸成比例關(guān)系的橢圓形刀架升降導(dǎo)槽，刀架升降導(dǎo)輪軸固接于刀架的導(dǎo)軌滑塊并與刀架升降導(dǎo)槽配合，不管球拍旋轉(zhuǎn)到長(zhǎng)軸或者短軸方向，刀具始終與球拍框邊保持固定的距離；工作臺(tái)建立在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)之上，工作臺(tái)與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)之間有調(diào)節(jié)螺絲能夠調(diào)節(jié)二者之間的距離以適應(yīng)不同框厚的球拍；Υ軸的偏心輪旋轉(zhuǎn)180°為刀具的進(jìn)刀，再旋轉(zhuǎn)180°為刀具的退刀，Y軸為勻速旋轉(zhuǎn)或者分為二段轉(zhuǎn)速，進(jìn)刀的速度設(shè)置慢于退刀速度以確保鉆孔質(zhì)量并提高效率；Ζ軸驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)刀架最多有4種規(guī)格刀具可以轉(zhuǎn)換；K軸旋轉(zhuǎn)推動(dòng)4個(gè)球拍定位夾緊塊配合長(zhǎng)軸方向的調(diào)節(jié)螺絲，調(diào)整Z軸的旋轉(zhuǎn)角度可以裝夾長(zhǎng)短軸各不同的各種型號(hào)球拍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的球拍數(shù)控鉆孔方法，其特征是:取消橢圓形刀架升降導(dǎo)槽，刀架升降導(dǎo)輪，刀架導(dǎo)軌滑塊與刀架導(dǎo)軌固定塊，刀架固定于底板不上下移動(dòng)，軸順時(shí)針(或者逆時(shí)針)旋轉(zhuǎn)為進(jìn)刀，逆時(shí)針(或者順時(shí)針)旋轉(zhuǎn)為退刀并由程序控制不斷修正Y軸的旋轉(zhuǎn)角度以實(shí)現(xiàn)不管球拍旋轉(zhuǎn)到長(zhǎng)軸或者短軸方向，刀具始終與球拍框邊保持固定的距離。
5.鉆孔機(jī)，其特征是:應(yīng)用權(quán)利要求1所述的球拍數(shù)控鉆孔方法而設(shè)計(jì)的鉆孔機(jī)，鉆孔機(jī)包含有電源，可編程邏輯運(yùn)動(dòng)控制器(PLC) 6，機(jī)殼7，球拍5，步進(jìn)或者伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，由步進(jìn)或者伺服電機(jī)X軸驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)1，由步進(jìn)或者伺服電機(jī)Y軸驅(qū)動(dòng)的刀具進(jìn)退刀機(jī)構(gòu)2，由步進(jìn)或者伺服電機(jī)Z軸驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)刀架3和由步進(jìn)或者伺服電機(jī)K軸驅(qū)動(dòng)的球拍裝夾機(jī)構(gòu)4 ;旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)I由步進(jìn)或者伺服電機(jī)1.1，底座1.2，軸承座1.2.1，旋轉(zhuǎn)平臺(tái).1.3，旋轉(zhuǎn)軸1.3.1，刀架升降導(dǎo)槽1.4，工作臺(tái)1.5構(gòu)成；刀具進(jìn)退刀機(jī)構(gòu)2由步進(jìn)或者伺服電機(jī)2.1，偏心軸2.1.1，電機(jī)固定板2.2，導(dǎo)軌固定板2.9，導(dǎo)軌2.7，導(dǎo)軌滑臺(tái)2.8，風(fēng)鉆或者電鉆裝夾下座2.5，風(fēng)鉆或者電鉆裝夾，上座2.6，滑臺(tái)連接件2.4，滑板2.3，偏心軸銅套.2.1.1.1，刀架旋轉(zhuǎn)軸板3.3和頂板2.10組成；旋轉(zhuǎn)刀架3由步進(jìn)或者伺服電機(jī)3.1，軸承座3.2，轉(zhuǎn)軸板3.3，導(dǎo)軌固定塊3.4，導(dǎo)軌滑塊3.5和刀架升降導(dǎo)輪軸3.6組成；球拍裝夾機(jī)構(gòu)4由步進(jìn)或者伺服電機(jī)4.1，轉(zhuǎn)盤(pán)4.1.1，連接件4.2，長(zhǎng)軸向前滑塊4.4，長(zhǎng)軸向后滑塊.4.3，長(zhǎng)軸向滑塊導(dǎo)槽4.5，雙頭正反牙螺桿4.6，短軸向滑塊4.7，短軸向滑塊導(dǎo)槽4.8，球拍定位夾緊塊4.9，中管定位柱移動(dòng)架4.10，定位柱4.11，移動(dòng)架調(diào)節(jié)螺母4.12，正反牙調(diào)節(jié)螺桿4.13和調(diào)節(jié)螺桿定位板4.14組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆孔機(jī)，其特征是:旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)I的步進(jìn)或者伺服電機(jī)1.1螺接于軸承座1.2.1 ;軸承座1.2.1螺接于底座1.2，旋轉(zhuǎn)軸1.3.1和軸承座1.2.1的軸承配合，中心軸孔和電機(jī)1.1的X軸緊定螺固，端面和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)1.3螺接；刀架升降導(dǎo)槽1.4螺接于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)1.3的背面；電機(jī)X軸驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)做步進(jìn)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)螺接于其背面的與球拍長(zhǎng)短軸成比例關(guān)系的橢圓形刀架升降導(dǎo)槽1.4，刀架升降導(dǎo)輪3.4軸固接于刀架的導(dǎo)軌滑塊3.5并與刀架升降導(dǎo)槽1.4配合，不管球拍旋轉(zhuǎn)到長(zhǎng)軸或者短軸方向，刀具與球拍框邊始終保持固定的距離；工作臺(tái)1.5由8個(gè)螺絲和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)1.3連接，其中4個(gè)螺絲1.5.2正旋從正面鎖向旋轉(zhuǎn)平臺(tái)1.3，另外相鄰的4個(gè)螺絲1.5.1反旋從背面頂離旋轉(zhuǎn)平臺(tái)1.3，調(diào)整8個(gè)螺絲即可調(diào)整工作臺(tái)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)之間的距離，即可適應(yīng)不同邊厚的球拍。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆孔機(jī)，其特征是:鉆頭進(jìn)退刀機(jī)構(gòu)2的步進(jìn)或者伺服電機(jī)2.1螺接于電機(jī)固定板2.2 ;偏心軸2.1.1螺絲緊定固接于電機(jī)2.1的Y軸；2件導(dǎo)軌固定板2.9與電機(jī)固定板2.2頂板2.10及刀架旋轉(zhuǎn)軸板3.3螺接或者焊接成一個(gè)五面體的刀架，2個(gè)導(dǎo)軌2.7分別 螺接于導(dǎo)軌固定板2.9 ;風(fēng)鉆或者電鉆裝夾下座2.5螺接于導(dǎo)軌滑臺(tái)2.8，風(fēng)鉆或者電鉆裝夾上座2.6與風(fēng)鉆或者電鉆裝夾下座2.5螺接將風(fēng)鉆或者電鉆固定；導(dǎo)軌滑臺(tái)2.8安裝于導(dǎo)軌2.7之上；在導(dǎo)軌滑臺(tái)2.8與風(fēng)鉆或者電鉆裝夾下座2.5之間有一滑臺(tái)連接件2.4與二者螺接；滑板2.3兩頭分別與兩個(gè)滑臺(tái)連接件2.4螺接，滑板2.3中間有一供偏心軸銅套2.1.1.1行走的長(zhǎng)槽；偏心軸2.1.1和偏心軸銅套2.1.1.1配合；￥軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)偏心軸2.1.1做圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)偏心軸銅套2.1.1.1帶動(dòng)滑板2.3連同風(fēng)鉆或者電鉆裝夾上下座2.6，2.5及導(dǎo)軌滑臺(tái)2.8 一起在導(dǎo)軌2.7做上下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具的進(jìn)退刀；前述的五面體的刀架或者做成頂板2.10和刀架旋轉(zhuǎn)軸板3.3為“十”字形狀，導(dǎo)軌固定板2.9為4件分別與頂板2.10和刀架旋轉(zhuǎn)軸板3.3的端面螺接，導(dǎo)軌，導(dǎo)軌滑臺(tái)，風(fēng)鉆或者電鉆裝夾上座2.6與風(fēng)鉆或者電鉆裝夾下座2.5均為4件，風(fēng)鉆或者電鉆裝夾上座2.6與下座2.5 二者螺接將4個(gè)風(fēng)鉆或者電鉆固定，滑板與兩個(gè)滑臺(tái)連接件隱藏在刀架里面，有連接件2.11將另外兩刀架與驅(qū)動(dòng)的雙刀刀架連接，和雙刀刀架一樣驅(qū)動(dòng)4個(gè)風(fēng)鉆或者電鉆做進(jìn)退刀運(yùn)動(dòng)；改變電機(jī)3.1的Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度即可選擇4種不同的刀具鉆銑孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆孔機(jī)，其特征是:旋轉(zhuǎn)刀架3的步進(jìn)或者伺服電機(jī)3.1螺接于軸承座3.2 ;轉(zhuǎn)軸板3.3的軸與軸承座3.2的軸承配合，中心有一與電機(jī)3.1的Z軸配合的軸孔；刀架升降導(dǎo)軌固定塊3.4螺接于底板1.2，刀架升降導(dǎo)軌滑塊3.5與刀架升降導(dǎo)軌固定塊3.4配合；刀架升降導(dǎo)輪軸3.6的軸固接于刀架升降導(dǎo)軌滑塊3.5，刀架升降導(dǎo)輪軸3.6與刀架升降導(dǎo)槽1.4配合，不管球拍旋轉(zhuǎn)到長(zhǎng)軸或者短軸方向，刀具與球拍框邊保持固定的距離；改變電機(jī)3.1的Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度最多可以選擇4種不同直徑或者用途的刀具工作。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆孔機(jī)，其特征是:球拍裝夾機(jī)構(gòu)4的步進(jìn)或者伺服電機(jī)4.1螺接于工作臺(tái)1.5 ;轉(zhuǎn)盤(pán)4.1.1螺絲緊定于電機(jī)4.1的K軸；連接件4.2由4根短軸分別與轉(zhuǎn)盤(pán)4.1.1活動(dòng)連接；長(zhǎng)軸向前滑塊4.4與長(zhǎng)軸向后滑塊4.3之間由雙頭正反牙螺桿4.6連接；長(zhǎng)軸向滑塊導(dǎo)槽4.5與短軸向滑塊導(dǎo)槽4.8分別與長(zhǎng)軸向滑塊4.3,4.4和短軸向滑塊4.7配合；長(zhǎng)軸向后滑塊4.3與短軸向滑塊4.7由4根短軸分別與連接件4.2活動(dòng)連接；4件球拍定位夾緊塊4.9分別與長(zhǎng)軸向前滑塊4.4短軸向滑塊4.7螺接；K軸旋轉(zhuǎn)推動(dòng)4個(gè)球拍定位夾緊塊4.9卡于球拍框內(nèi)側(cè)并使球拍中心點(diǎn)與工作臺(tái)1.5的中心點(diǎn)重合，定位夾緊塊4.9前端的斜面將球拍壓迫緊貼于工作臺(tái)1.5的平面上并自鎖；配合長(zhǎng)軸方向的調(diào)節(jié)螺桿4.6，調(diào)整Z軸的旋轉(zhuǎn)角度可以裝夾長(zhǎng)短軸各不同的各種型號(hào)球拍；中桿定位架4.10與螺桿定位板4.14螺接于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)1.3，定位柱4.11與中桿定位架4.10鉚或者焊固接，調(diào)節(jié)螺母4.12活動(dòng)鉚接于中桿定位架4.10，正反牙調(diào)節(jié)螺桿4.13與中桿定位架調(diào)節(jié)螺母,4.12配合，正反牙調(diào)節(jié)螺桿4.13正反牙分際處有一直徑大于螺桿直徑的定位圓盤(pán)，螺桿定位板4.14中間有一與正反牙調(diào)節(jié)螺桿4.13的定位圓盤(pán)配合的槽，螺桿定位板4.14還有另一螺孔與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)1.3螺接，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺桿4.13即可確保中心點(diǎn)不位移調(diào)整兩定位柱4.11之間的距離以適應(yīng)各種不同直徑的球拍中管。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的球拍數(shù)控鉆孔機(jī)，其特征是:取消橢圓形刀架升降導(dǎo)槽1.4，刀架升降導(dǎo)輪3.6，刀架導(dǎo)軌滑塊3.5與刀架導(dǎo)軌固定塊3.4，刀架固定于底板1.2不動(dòng)；Y軸順時(shí)針(或者逆時(shí)針)旋轉(zhuǎn)為進(jìn)刀，逆時(shí)針(或者順時(shí)針)旋轉(zhuǎn)為退刀并由程序控制不斷修正Y軸的旋轉(zhuǎn)角度以實(shí)現(xiàn)不管球拍旋轉(zhuǎn)到長(zhǎng)軸或者短軸方向，刀具始終與球拍框邊保持固定的距離并且進(jìn)退 刀 的行走距離不變。
全文摘要
本發(fā)明屬于運(yùn)動(dòng)器材的生產(chǎn)制造范疇，是球拍面為穿線(xiàn)式的各種球拍邊框鉆孔的生產(chǎn)制造領(lǐng)域，是一種制造方法和專(zhuān)用制造設(shè)備；由可編程邏輯運(yùn)動(dòng)控制器(PLC)通過(guò)步進(jìn)或者伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)或者伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，速度和方向；電機(jī)的X、Y、Z、K軸分別驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)球拍孔位位移，刀具進(jìn)退刀，大小刀具換刀及球拍裝夾與卸夾；本發(fā)明的有益效果是擺脫人工靠模逐孔鉆孔的低效率生產(chǎn)模式，提高產(chǎn)品制造質(zhì)量，用數(shù)字化編程解決原本需要用各種模具定位的方式，實(shí)現(xiàn)高效高質(zhì)量的生產(chǎn)模式。
文檔編號(hào)B23B21/00GK103111659SQ20131006002
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者邱炳順 申請(qǐng)人:邱炳順