本發(fā)明涉及鉆孔加工領(lǐng)域，特別涉及到一種棒材中心孔加工裝置及方法。

背景技術(shù)：

無縫鋼管生產(chǎn)中，熱軋穿孔前需要對棒材進行中心孔定位，中心孔的定位是在棒材的斷面加工一定深度和直徑的中心孔，以便對熱軋后的棒材進行穿孔。定位中心孔是非常重要的環(huán)節(jié)，直接影響到穿孔軸心線的位置。

目前的棒材中心孔的傳統(tǒng)加工方式主要采用手工將整根棒材送料至定位面，三爪夾持棒材前端外圓，然后啟動車床加工進行鉆孔，隨后手工卸料，此加工方式裝卸料和夾持速度慢，且中心孔的定位精度相對較低，加工過程中鐵屑易進入中心架支撐處，造成鐵屑拉傷產(chǎn)品外圓，也易導(dǎo)致產(chǎn)品報廢。

所以對于棒材中心孔加工，鉆孔裝置的夾持牢固度、中心孔定位精度、廢屑清洗效率以及自動化程度的提高變得尤為重要。

如中國專利文獻cn204262408u公開了一種棒材電鉆打孔裝置，包括機架、曲柄、連桿、推筒、電機、鉆頭，曲柄安裝在機架一端曲柄的一端為手柄，曲柄與連桿的一端相鉸接，連桿的另一端與推筒的一端相鉸接，機架上還安裝有支撐板，推筒滑動穿設(shè)于支撐板，搖動手柄，曲柄將轉(zhuǎn)動傳遞給連桿，從而推動推筒軸向運動，電機安裝在機架另一端，鉆頭安裝在電機的輸出軸上，鉆頭的頭部朝向推筒，電機帶動鉆頭高速旋轉(zhuǎn)。上述實用新型，雖然一定程度上降低了勞動強度，但仍然存在夾持不穩(wěn)、中心孔的定位精度低、無廢屑清洗裝置、需要人工鉆孔及加卸料導(dǎo)致自動化程度低的問題。

又如中國專利文獻cn103386501b公開了一種高效的圓鋼中心孔加工裝置，包括供圓鋼依次滾動通過的進料架、定位架和收料架，定位架位于圓鋼滾動方向的一旁側(cè)設(shè)有鉆孔裝置，定位架相對鉆孔裝置設(shè)有定位槽架，定位槽架包括一排設(shè)有定位槽的定位塊并形成一條定位槽通道，定位架在定位槽通道上方設(shè)有壓緊裝置。上述發(fā)明，雖然一定程度上提高了加工效率和精度，但仍然存在中心孔的定位精度低、無廢屑清洗裝置、人工操作鉆孔及上料導(dǎo)致的自動化程度低的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是鉆孔裝置人工裝卸料速度慢、棒材夾持不穩(wěn)、中心孔的定位精度低以及鉆孔方法智能化程度低，提出了一種棒材中心孔加工裝置及方法，該鉆孔裝置中裝卸料及鉆孔過程實現(xiàn)自動化、棒材夾持穩(wěn)固、中心孔的定位精度高且具有鉆頭冷卻及廢屑清洗功能，大大提高了棒材中心孔加工的效率，節(jié)省了勞動力。

為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種棒材中心孔加工裝置，其特征在于：包括供棒材依次通過的上料架、進料架和出料架，所述進料架位于棒材進料的方向的旁側(cè)設(shè)有鉆孔裝置，所述鉆孔裝置遠(yuǎn)離所述進料架的一端設(shè)有電機，鉆頭安裝在所述電機上，所述鉆頭的一側(cè)設(shè)有距離檢測裝置，所述鉆頭的另一側(cè)設(shè)有定時器，所述進料架靠近所述鉆孔裝置的位置的一側(cè)設(shè)有冷卻清洗裝置。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述鉆孔裝置的下方設(shè)有固定機架，所述鉆孔裝置的底部設(shè)有滑塊，所述固定機架上設(shè)有與所述滑塊相匹配的導(dǎo)軌。

優(yōu)選地，所述上料架內(nèi)側(cè)設(shè)有輸送鏈條，所述出料架包括一個導(dǎo)向架和一個收料架，所述冷卻清洗裝置包括儲液箱和冷卻液導(dǎo)管。

優(yōu)選地，所述進料架內(nèi)側(cè)設(shè)有低于所述進料架的輥軸，所述輥軸的兩側(cè)設(shè)有進料斜坡，所述進料斜坡兩端分別與所述進料架和所述輥軸固定連接。

優(yōu)選地，所述進料架的靠近所述鉆孔裝置的一端設(shè)有緊固裝置，所述緊固裝置包括緊固夾板和滑桿，所述緊固夾板和所述滑桿滑動連接，所述滑桿與所述輥軸呈水平平行設(shè)置，所述緊固夾板為“【】”型夾板，所述緊固夾板的內(nèi)側(cè)設(shè)有橡膠層，所述緊固夾板的下端設(shè)有緊固氣缸。

優(yōu)選地，所述輥軸的間隙設(shè)有托舉裝置，所述托舉裝置包括托舉塊和升降裝置，所述升降裝置的下端設(shè)有托舉氣缸。

優(yōu)選地，所述距離檢測裝置包括感應(yīng)部，用來感測棒材的距離值以及棒材在所述輥軸上的水平橫向位置，所述感應(yīng)部包括：信號發(fā)射器與信號接收器，所述信號發(fā)射器用來發(fā)出距離測量信號，所述接收器用來接收由棒材反射的該距離測量信號；移動桿，用來帶動所述感應(yīng)部水平移動；驅(qū)動部，用來驅(qū)動所述移動桿和所述感應(yīng)部依據(jù)一定角度水平左右移動；及補償部，用來根據(jù)該移動角度提供補償值，并根據(jù)該補償值與該距離值取得實際距離。

優(yōu)選地，所述發(fā)射器為激光發(fā)射器、紅外線發(fā)射器、超聲波發(fā)射器中的任一種，所述驅(qū)動部為電機，所述補償部為編碼器。

一種棒材中心孔加工方法，其特征在于，所述棒材中心孔加工方法包括以下步驟：

(1)棒材經(jīng)過上料架外側(cè)的輸送鏈條進入進料架；

(2)經(jīng)過進料斜坡的緩沖進入輥軸上，輥軸通過滾動帶動棒材向前運輸；

(3)距離檢測裝置，感測到棒材到達預(yù)設(shè)的距離后，輥軸停止轉(zhuǎn)動，棒材停止前進。

(4)設(shè)置在進料架兩側(cè)的緊固夾板通過緊固氣缸的作用，對棒材進行固定；

(5)電機帶動鉆頭高速轉(zhuǎn)動，同時冷卻液導(dǎo)管輸出冷卻液；

(6)待定時器到達預(yù)定時間后，電機停止工作，鉆孔結(jié)束；

(7)鉆孔裝置沿導(dǎo)軌退回到起始位置，同時緊固夾板打開；

(8)托舉氣缸作用于升降裝置，從而帶動托舉塊托舉棒材；

(9)棒材倚靠進料斜坡向上滑入出料架，沿著導(dǎo)向架進入收料架。

距離檢測裝置的感應(yīng)部，感測棒材的距離值以及棒材在所述輥軸上的水平橫向位置，驅(qū)動部可以驅(qū)動移動桿進而帶動感應(yīng)部水平移動，補償部根據(jù)棒材與感應(yīng)部的相對位置而計算出實際距離。

本發(fā)明中，上料、進料、鉆孔及出料均由棒材中心孔加工裝置自動完成，實現(xiàn)了流水線式一體化加工方式，操作簡單，節(jié)省了勞動力，大大提高了工作效率。

本發(fā)明中，進料架的前端設(shè)有緊固夾板，且緊固夾板為“【】”型夾板，內(nèi)側(cè)設(shè)有橡膠層，使得棒材不宜打滑和脫落，夾持穩(wěn)固，有效避免了鉆孔過程中由于棒材震顫以及中心孔定位偏移而引起的鉆孔失敗。

本發(fā)明中，通過在鉆頭的一側(cè)設(shè)置具有水平移動感應(yīng)部的二維精準(zhǔn)距離檢測裝置，同時另一側(cè)的定時器對于鉆頭電機的鉆孔時間檢測，進而對于棒材的前進位置和中心孔的深度進行準(zhǔn)確定位，提高了鉆孔的精準(zhǔn)度。

本發(fā)明中，進料架靠近鉆孔裝置的位置的一側(cè)設(shè)有冷卻清洗裝置，一方面可以及時對于發(fā)熱的鉆頭進行冷卻，延長鉆頭的使用壽命，另一方面對于鉆孔過程中產(chǎn)生的廢屑進行有效清洗，防止廢屑對于中心孔鉆孔過程中產(chǎn)生影響，對棒材本身也起到了較好的保護作用。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明棒材中心孔加工裝置的俯視示意圖。

圖2是本發(fā)明鉆孔裝置的俯視放大示意圖。

圖3是本發(fā)明距離檢測裝置的立體示意圖。

圖4是本發(fā)明緊固裝置和托舉裝置的截面圖。

圖5是本發(fā)明出料架的立體示意圖。

圖6是本發(fā)明棒材中心孔加工裝置的加工流程圖。

附圖中：

1、上料架11、輸送鏈條2、進料架

21、輥軸22、進料斜坡3、出料架

31、導(dǎo)向架32、收料架4、鉆孔裝置

41、電機42、鉆頭43、距離檢測裝置

431、感應(yīng)部4311、信號發(fā)射器4312、信號接收器

432、移動桿433、驅(qū)動部434、補償部

44、定時器45、滑塊5、冷卻清洗裝置

51、儲液箱52、冷卻液導(dǎo)管6、固定機架

61、導(dǎo)軌7、緊固裝置71、緊固夾板

72、滑桿73、緊固氣缸8、托舉裝置

81、托舉塊82、升降裝置83、托舉氣缸

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

【實施例】：

如圖1所示，一種棒材中心孔加工裝置，包括上料架1、進料架2、出料架3、鉆孔裝置4、冷卻清洗裝置5、固定機架6、緊固裝置7、托舉裝置8、控制終端(圖中未顯示)。

所述上料架1內(nèi)側(cè)設(shè)有輸送鏈條11，輸送鏈條的數(shù)量和寬度根據(jù)棒材的寬度和重量而設(shè)定。

所述進料架2的靠近所述鉆孔裝置4的一端別設(shè)有緊固裝置7，所述輥軸21的間隙設(shè)有托舉裝置8，所述托舉裝置8的數(shù)量至少為兩個。

所述進料架2內(nèi)側(cè)設(shè)有低于所述進料架的輥軸21，所述輥軸21的兩側(cè)設(shè)有進料斜坡22，所述進料斜坡22兩端分別與所述進料架2和所述輥軸21定位連接，連接方式為螺接、焊接、鉚接，但本發(fā)明非以此為限。

所述鉆孔裝置4位于進料架2的棒材進料的方向的旁側(cè)，所述進料架2靠近所述鉆孔裝置4的位置的一側(cè)設(shè)有冷卻清洗裝置5，所述冷卻清洗裝置5包括儲液箱51和冷卻液導(dǎo)管52。

如圖2所示，所述鉆孔裝置4遠(yuǎn)離所述進料架2的一端設(shè)有電機41，鉆頭42安裝在所述電機41上，所述鉆頭42的一側(cè)設(shè)有距離檢測裝置43，所述鉆頭42的另一側(cè)設(shè)有定時器44。

所述鉆孔裝置4的下方設(shè)有固定機架6，所述鉆孔裝置4的底部設(shè)有滑塊45，所述固定機架6上設(shè)有與所述滑塊45相匹配的導(dǎo)軌61，所述滑塊和所述導(dǎo)軌的數(shù)量均為兩個。

如圖3所示，所述距離檢測裝置43包括感應(yīng)部431，用來感測棒材的距離值以及棒材在所述輥軸21上的水平橫向位置，所述感應(yīng)部431包括：信號發(fā)射器4311與信號接收器4312，所述信號發(fā)射器4311用來發(fā)出距離測量信號，所述接收器4312用來接收由棒材反射的該距離測量信號，在本實施例中，所述信號發(fā)射器4311優(yōu)選為激光發(fā)射器、紅外線發(fā)射器、超聲波發(fā)射器中的任一種。

移動桿432，用來帶動所述感應(yīng)部431水平移動，驅(qū)動部433，用來驅(qū)動所述移動桿432和所述感應(yīng)部431依據(jù)一定角度水平左右移動，所述驅(qū)動部433為電機。

補償部434，在驅(qū)動部433驅(qū)動感應(yīng)部431轉(zhuǎn)動時獲取水平移動的角度，以依據(jù)轉(zhuǎn)動角度提供補償值，并依據(jù)補償值與感應(yīng)部431所感測的距離值取得實際距離，補償部434優(yōu)選地可為編碼器，但本發(fā)明非以此為限。

如圖4所示，所述緊固裝置7包括緊固夾板71和滑桿72，所述緊固夾板71和所述滑桿72滑動連接，所述滑桿72與所述輥軸21呈水平平行設(shè)置，所述緊固夾板71為“【】”型夾板，所述緊固夾板71的內(nèi)側(cè)設(shè)有橡膠層，所述緊固夾板71的下端設(shè)有緊固氣缸73。

如圖4所示，所述托舉裝置8包括托舉塊81和升降裝置82，所述升降裝置82的下端設(shè)有托舉氣缸83。

如圖5所示，所述出料架3包括一個導(dǎo)向架31和一個收料架32。

本發(fā)明的加工流程如圖6所示，棒材在整個加工過程，依次通過上料架1、進料架2、緊固裝置7、鉆孔裝置4、冷卻清洗裝置5、托舉裝置8、出料架3，除此之外，整個加工過程由控制終端進行控制，具體的加工過程包括以下步驟：

(1)棒材經(jīng)過上料架1外側(cè)的輸送鏈條11進入進料架2，輸送鏈條的數(shù)量、寬度及傳輸速度根據(jù)棒材的寬度和重量而設(shè)定；

(2)經(jīng)過進料斜坡22的緩沖進入輥軸21上，輥軸21通過滾動帶動棒材向前運輸，為達到緩沖的效果，進料斜坡22和輥軸21的夾角應(yīng)在120-160度之間。

(3)距離檢測裝置43，感測到棒材到達預(yù)設(shè)的距離后，傳輸信號給控制終端，控制終端發(fā)出信號，輥軸21停止轉(zhuǎn)動，棒材停止前進。

(4)控制終端控制緊固氣缸71，在緊固氣缸71的作用下，進料架2兩側(cè)的緊固夾板7同時在滑桿72上向中間運動，對棒材進行固定；

(5)控制終端發(fā)送信號給電機41，電機41帶動鉆頭42高速轉(zhuǎn)動，同冷卻液導(dǎo)管52輸出冷卻液，同時定時器44開始計時。

(6)待定時器44到達控制終端中根據(jù)鉆孔深度預(yù)設(shè)的時間后，電機41停止工作，鉆孔結(jié)束；

(7)鉆孔裝置4和緊固夾板7同時沿導(dǎo)軌61退回到起始位置；

(8)托舉氣缸82作用于升降裝置81，從而帶動托舉塊8托舉棒材；

(9)棒材倚靠進料斜坡22向上滑入出料架3，沿著導(dǎo)向架31進入收料架32。

其中，距離檢測裝置43的工作原理如下：

距離檢測裝置43包括感應(yīng)部431、移動桿432、驅(qū)動部433和補償部434；

感應(yīng)部431用來感測棒材的距離值以及棒材在所述輥軸21上的水平橫向位置，感應(yīng)部431包括信號發(fā)射器4311與信號接收器4312，所述信號發(fā)射器4311用來發(fā)出距離測量信號，所述接收器4312用來接收由棒材反射的該距離測量信號；

移動桿432，用來帶動所述感應(yīng)部431水平移動；

驅(qū)動部433，用來驅(qū)動所述移動桿432和所述感應(yīng)部431依據(jù)一定角度水平左右移動；

補償部434在驅(qū)動部433驅(qū)動感應(yīng)部431轉(zhuǎn)動時獲取水平移動的角度，進而進行二維坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換獲取棒材的二維坐標(biāo)，并與感應(yīng)部431的坐標(biāo)關(guān)聯(lián)，根據(jù)棒材與感應(yīng)部431的相對位置而計算出實際距離，因此可修正棒材在向前移動過程中在輥軸21上的水平橫向移動所造成的定位誤差，達到二維測距的精準(zhǔn)效果。

本實施例中，上料、進料、鉆孔及出料均由棒材中心孔加工裝置自動完成，實現(xiàn)了流水線式一體化加工方式，操作簡單，節(jié)省了勞動力，大大提高了工作效率。

本實施例中，進料架的前端設(shè)有緊固夾板，且緊固夾板為平面夾板，內(nèi)側(cè)設(shè)有橡膠層，使得棒材不宜打滑和脫落，夾持穩(wěn)固，有效避免了鉆孔過程中由于棒材震顫以及中心孔定位偏移而引起的鉆孔失敗。

本實施例中，通過在鉆頭的一側(cè)設(shè)置具有水平移動感應(yīng)部的二維精準(zhǔn)距離檢測裝置，同時另一側(cè)的定時器對于鉆頭電機的鉆孔時間檢測，進而對于棒材的前進位置和中心孔的深度進行準(zhǔn)確定位，提高了鉆孔的精準(zhǔn)度。

本實施例中，進料架靠近鉆孔裝置的位置的一側(cè)設(shè)有冷卻清洗裝置，一方面可以及時對于發(fā)熱的鉆頭進行冷卻，延長鉆頭的使用壽命，另一方面對于鉆孔過程中產(chǎn)生的廢屑進行有效清洗，防止廢屑對于中心孔鉆孔過程中產(chǎn)生影響，對棒材本身也起到了較好的保護作用。

【比較例一】：

采用中國專利文獻cn204262408u公開的棒材電鉆打孔裝置，上料和鉆孔過程均需要人工搖動手柄操作，平面夾板的緊固裝置在鉆孔過程中棒材容易打滑，中心孔定位易產(chǎn)生偏差，且無冷卻清洗裝置。

【比較例二】：

采用中國專利文獻cn103386501b公開的圓鋼中心孔加工裝置，進料和鉆孔過程需要人工輔助，上方的壓緊裝置不緊固，棒材容易打滑，中心孔定位易產(chǎn)生偏差，且無冷卻清洗裝置。

盡管上面對本發(fā)明說明性的具體實施方式進行了描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明，但是本發(fā)明不僅限于具體實施方式的范圍，對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，只要各種變化只要在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護之列。