本發(fā)明涉及一種數(shù)控加工設(shè)備，特別涉及一種數(shù)控鉆床及其操控方法。

背景技術(shù)：

目前，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工設(shè)備，該數(shù)控技術(shù)除了有效提高零部件加工質(zhì)量外，其自動化生產(chǎn)效率高，有效縮短了生產(chǎn)周期；在各種機(jī)械加工，以鉆孔加工最為普遍，應(yīng)用最廣泛；雖然市場上已有數(shù)控系統(tǒng)的鉆床，但由于其需要計算機(jī)輔助編程，由專業(yè)的編程人員及機(jī)床操作人員進(jìn)行操作，使用極不方便，而且使用成本極高，所以數(shù)控鉆床往往會出現(xiàn)買得起，用不起的情況，因此，數(shù)控鉆床在機(jī)械加工行業(yè)中難以普及，特別是中小型企業(yè)。

參見圖1，現(xiàn)有數(shù)控鉆床的操作方法具體如下：編程人員在計算機(jī)上，根據(jù)零件圖紙，用cam軟件進(jìn)行計算機(jī)輔助編程，生成特定的數(shù)控鉆床nc代碼文件；再通過數(shù)據(jù)線、網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)盤等方式將nc代碼文件傳到機(jī)床控制器上，機(jī)床操作人員利用控制器內(nèi)的nc代碼文件，操作并啟動機(jī)床完成鉆孔作業(yè)。

上述方法需要有專業(yè)的編程人員，在計算機(jī)上進(jìn)編程，生成機(jī)床控制器能執(zhí)行的刀路文件，這就是造成數(shù)控鉆床使用成本高的原因。因此，有必要做進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理、性能可靠、通過xy軸驅(qū)動總成的配合使鉆孔精度提高的數(shù)控鉆床，及一種操控簡單易用，不需要專業(yè)編程人員和計算機(jī)cam軟件編程，從而大大降低了使用成本的操控方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。

按此目的設(shè)計的一種數(shù)控鉆床，包括機(jī)座和設(shè)置于機(jī)座上的固定工作臺，其特征在于：還包括x軸驅(qū)動總成、y軸驅(qū)動總成、鉆孔總成和兩軸運(yùn)動控制器；所述固定工作臺上方設(shè)置有活動龍門架；x軸驅(qū)動總成設(shè)置于機(jī)座上，且驅(qū)動活動龍門架于機(jī)座上沿x軸方向滑動；y軸驅(qū)動總成設(shè)置于活動龍門架上，且驅(qū)動鉆孔總成于活動龍門架上沿y軸方向滑動；兩軸運(yùn)動控制器分別控制x軸驅(qū)動總成和y軸驅(qū)動總成，兩軸運(yùn)動控制器上設(shè)有用于保存鉆孔坐標(biāo)的坐標(biāo)庫。

所述鉆孔總成包括鉆孔循環(huán)控制器、氣動鉆孔動力部件和鉆頭，氣動鉆孔動力部件驅(qū)動鉆頭轉(zhuǎn)動工作，鉆孔循環(huán)控制器至少驅(qū)動鉆頭沿z軸方向滑動。

所述機(jī)座或固定工作臺上設(shè)置有x軸導(dǎo)軌，活動龍門架滑動在x軸導(dǎo)軌上；活動龍門架上設(shè)置有y軸導(dǎo)軌，鉆孔總成滑動在y軸導(dǎo)軌上。

上述數(shù)控鉆床的操控方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一、機(jī)床操作人員按圖紙準(zhǔn)備坯料；

步驟二、將待加工坯料按相應(yīng)的定位要求，上機(jī)裝夾；

步驟三、調(diào)整加工參數(shù)，安裝鉆頭；

步驟四、在機(jī)床控制器坐標(biāo)庫中，查看是否已有待加工零件的坐標(biāo)文件：如已有所需坐標(biāo)文件，則直接讀取使用；如坐標(biāo)庫中沒有所需坐標(biāo)文件，則在按圖紙上尺寸或孔坐標(biāo)表，在控制器上輸入各加工孔坐標(biāo)；

步驟五、啟動機(jī)床，運(yùn)行鉆孔程序，數(shù)控鉆床自動按坐標(biāo)值鉆完全部孔；

步驟六、拆卸工件，完成鉆孔加工。

其中，步驟四中，新輸入的待加工孔坐標(biāo)保存到控制器的坐標(biāo)庫中，以備日后使用。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、采用兩軸運(yùn)動控制器分別控制x軸驅(qū)動總成和y軸驅(qū)動總成運(yùn)行，使用方便可靠，可實現(xiàn)高位置精度鉆孔，并能保證鉆孔加工的精準(zhǔn)性，加工效率高，加工質(zhì)量好；

2、針對精度要求不高的鉆孔深度，采用外置鉆孔循環(huán)控制器和氣動鉆孔動力部件組合實現(xiàn)，使鉆孔總成結(jié)構(gòu)更為簡單，簡化了控制程序，提高了機(jī)器的可靠性及穩(wěn)定性；

3、由于本操控方法采用點位輸入直控法，即機(jī)床操作人員直接在數(shù)控鉆床上輸入點位坐標(biāo)，即可完成數(shù)控鉆孔加工，整個過程不需要專業(yè)的編程人員及計算機(jī)cam軟件編程，大大降低了數(shù)控鉆床的使用成本，設(shè)備易普及；

4、本數(shù)控鉆床的操控方法易于推廣應(yīng)用于其它類別應(yīng)用上，只需更換外置鉆孔循環(huán)控制器和氣動鉆孔動力部件，換上各類別相應(yīng)的點位作業(yè)機(jī)構(gòu)，即可實現(xiàn)點位輸入直控數(shù)控作業(yè)，其應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有數(shù)控鉆床的操作流程圖；

圖2和圖3分別為本發(fā)明一實施例數(shù)控鉆床不同方位的立體圖；

圖4為本發(fā)明一實施例數(shù)控鉆床的主視圖；

圖5為本發(fā)明一實施例數(shù)控鉆床的左視圖；

圖6為本發(fā)明一實施例數(shù)控鉆床的俯視圖；

圖7為本發(fā)明一實施例數(shù)控鉆床的操作流程圖；

圖8為本發(fā)明一實施例數(shù)控鉆床的控制系統(tǒng)方框圖；

圖9為本發(fā)明一實施例數(shù)控鉆床的控制程序方框圖；

圖10為本發(fā)明一實施例數(shù)控鉆床的整機(jī)電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參見圖2-圖10，本數(shù)控鉆床，包括機(jī)座和設(shè)置于機(jī)座上的固定工作臺1，還包括x軸驅(qū)動總成4、y軸驅(qū)動總成5、鉆孔總成和兩軸運(yùn)動控制器；固定工作臺1上方設(shè)置有活動龍門架2；x軸驅(qū)動總成4設(shè)置于機(jī)座上，且驅(qū)動活動龍門架2于機(jī)座上沿x軸方向滑動；y軸驅(qū)動總成5設(shè)置于活動龍門架2上，且驅(qū)動鉆孔總成于活動龍門架2上沿y軸方向滑動；通過x軸驅(qū)動總成和y軸驅(qū)動總成的配合作用，實現(xiàn)鉆孔總成的兩軸向運(yùn)動，從而滿足不同的鉆孔位置；兩軸運(yùn)動控制器分別控制x軸驅(qū)動總成4和y軸驅(qū)動總成5，兩軸運(yùn)動控制器上設(shè)有用于保存鉆孔坐標(biāo)的坐標(biāo)庫。

進(jìn)一步說，鉆孔總成包括鉆孔循環(huán)控制器、氣動鉆孔動力部件3和鉆頭6，氣動鉆孔動力部件3驅(qū)動鉆頭轉(zhuǎn)動工作，鉆孔循環(huán)控制器至少驅(qū)動鉆頭6沿z軸方向滑動。鉆孔總成的具體工作原理：氣動鉆孔動力部件3帶動鉆頭6移動到鉆孔位置后，通過壓縮空氣驅(qū)動鉆頭6按設(shè)定進(jìn)給要求完成鉆孔過程；鉆孔完成后，鉆頭6提升返回到原安全高度位置，氣動鉆孔動力部件3帶動鉆頭6向下一鉆孔坐標(biāo)位置移動。

進(jìn)一步說，固定工作臺1兩側(cè)均設(shè)置有x軸導(dǎo)軌7，活動龍門架2兩側(cè)支腳滑動在x軸導(dǎo)軌7上，保證活動龍門架2沿x軸精準(zhǔn)滑動；活動龍門架2上設(shè)置有y軸導(dǎo)軌8，鉆孔總成滑動在y軸導(dǎo)軌8上，保證鉆孔總成沿y軸精準(zhǔn)滑動。

進(jìn)一步說，參見圖8，兩軸運(yùn)動控制器用于供操作人員進(jìn)行點位輸入和對xy軸運(yùn)動進(jìn)行控制，該兩軸運(yùn)動控制器是在通用型兩軸運(yùn)動控制器上經(jīng)二次開發(fā)應(yīng)用控制程序而成，可實現(xiàn)點位輸入、顯示機(jī)床當(dāng)前坐標(biāo)、顯示機(jī)床狀態(tài)信息、顯示鉆孔程序運(yùn)行信息等功能。為實現(xiàn)點位輸入直控法，兩軸運(yùn)動控制器上設(shè)計了良好的人機(jī)交互介面，可以直觀方便地輸入各點位坐標(biāo)，且各點位坐標(biāo)輸入到控制器后，存貯在坐標(biāo)庫內(nèi)，待鉆孔程序調(diào)用，最多可以輸入92個鉆孔點位坐標(biāo)。

兩軸運(yùn)動控制器的具體工作原理：兩軸運(yùn)動控制器啟動鉆孔程序后，從坐標(biāo)庫中讀入第一個鉆孔點位坐標(biāo)(x1，y1)，兩軸運(yùn)動控制器發(fā)出運(yùn)動信號給x軸驅(qū)動總成4和y軸驅(qū)動總成5，x軸驅(qū)動總成4中的x軸步進(jìn)電機(jī)工作，并將鉆頭6移動到x1位置，y軸驅(qū)動總成5中的y軸步進(jìn)電機(jī)工作，并將鉆頭6移動到y(tǒng)1位置，當(dāng)鉆頭6移動到坐標(biāo)(x1，y1)位置后，兩軸運(yùn)動控制器發(fā)出鉆孔信號給鉆孔循環(huán)控制器，并等待鉆孔循環(huán)完成信號，當(dāng)鉆孔循環(huán)控制器收到鉆孔信號后，會按照預(yù)先設(shè)定的加工參數(shù)驅(qū)動氣動鉆孔動力部件3完成鉆孔循環(huán)，并發(fā)出鉆孔循環(huán)完成信號；兩軸運(yùn)動控制器收到鉆孔循環(huán)控制器發(fā)回的鉆孔循環(huán)完成信號后，從坐標(biāo)庫中讀取下一個鉆孔點位坐標(biāo)(x2，y2)，并開始下一個鉆孔循環(huán)，當(dāng)全部孔鉆完后，鉆頭6移回原點位置，結(jié)束鉆孔程序。加工參數(shù)包括：進(jìn)給速度、鉆孔深度、安全高度等。

上述數(shù)控鉆床的操控方法包括以下步驟：

步驟一、機(jī)床操作人員按圖紙準(zhǔn)備坯料；

步驟二、將待加工坯料按相應(yīng)的定位要求，上機(jī)裝夾；

步驟三、調(diào)整加工參數(shù)，安裝鉆頭6；

步驟四、在機(jī)床控制器坐標(biāo)庫中，查看是否已有待加工零件的坐標(biāo)文件：如已有所需坐標(biāo)文件，則直接讀取使用；如坐標(biāo)庫中沒有所需坐標(biāo)文件，則在按圖紙上尺寸或孔坐標(biāo)表，在控制器上輸入各加工孔坐標(biāo)；

步驟五、啟動機(jī)床，運(yùn)行鉆孔程序，數(shù)控鉆床自動按坐標(biāo)值鉆完全部孔；

步驟六、拆卸工件，完成鉆孔加工。

進(jìn)一步說，步驟四中，新輸入的待加工孔坐標(biāo)保存到控制器的坐標(biāo)庫中，以備日后使用。

參見圖9，具體的控制程序：程序運(yùn)行，先進(jìn)行參數(shù)初始化設(shè)定和讀取鉆孔個數(shù)，進(jìn)入程序循環(huán)后，先讀取一個孔的坐標(biāo)，按此坐標(biāo)輸出信號，氣動鉆孔動力部件3帶動鉆頭6移動到此坐標(biāo)位置后，程序輸出一個長度為0.1秒脈沖鉆孔信號out，并進(jìn)入等待過程，鉆孔循環(huán)控制器收到鉆孔信號后，完成鉆孔循環(huán)，發(fā)出鉆孔循環(huán)完成信號in；程序讀入in＝1后，再進(jìn)入下一循環(huán)，直到完成全部孔的鉆孔后，將鉆頭6移回坐標(biāo)原點位置。

參見圖10，整機(jī)電路包括空氣開關(guān)qs1、數(shù)字編碼時間繼電器(t1、t2)、各種指示燈(hr、hy、hl)、對刀蜂鳴器ho、各種開關(guān)(sa1、sa2、sa3、sa4、sb0、sb1、sb2、sb3、sb4、sb5、sb6、sb7、sb8、sb9、qf1、qf2、qf3)、各種電磁閥(yv1、yv2-1、yv2-2)。

上述為本發(fā)明的優(yōu)選方案，顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。