卧式钻植平一体机及其加工毛刷的方法与流程

1.本发明涉及一种毛刷的制造设备，尤其涉及一种卧式钻植平一体机；本发明还涉及一种卧式钻植平一体机加工毛刷的方法，属于刷体植毛技术领域。


背景技术：

2.植毛机广泛应用于在日用刷具、工业刷具等刷体上的钻孔及植毛。对平面刷的加工而言，传统植毛机的钻植工作台位于下方，机头位于钻植工作台的上方。平面刷的刷板被夹持在钻植工作台上，平面刷刷板的长度方向沿钻植工作台的宽度方向延伸，平面刷刷板的钻孔植毛面朝上，机头上设有钻孔机构和植毛机构，机头的后侧连接在机座上，机座向下延伸与钻植工作台连接在共同的底座上。
3.当平面刷比较长时，由于钻植工作台较宽，机头需要向前探出比较长的距离，悬臂结构导致整体植毛机体积及重量很大，而且钻植工作台上方的空间被钻孔机构和植毛机构占据，无法布置自动上料和下料装置，刷板的上料和下料均由人工辅助完成，劳动强度大，并且有一定的危险性。一旦操作工出现失误，例如没有及时将已完成植毛的刷板取下，将导致植毛嘴与刷板干涉，导致设备损坏。
4.公开号为cn 107874454a的中国发明专利申请，公开了一种多工位回转工作台，包括固定不动的工作台中心筒，工作台中心筒顶部安装有环形导轨，沿环形导轨的圆周设有多个工位，各工位上分别安装有工位回转顶板，各工位回转顶板的外侧分别连接有向下延伸的工位回转竖板，各工位回转竖板的下端分别连接有向外侧水平伸出的工位回转底板，各工位回转底板的下方分别安装有工作台支架板，各工作台支架板上分别安装有工作台旋转座。
5.该技术方案存在如下不足之处：1、工作台中心筒固定不动，环形齿圈必须有足够大的半径才能使回转支架行走顺畅，导致设备的外形尺寸大，耗材多，制造成本高；2、各工位的回转机构不仅要设置驱动齿轮，还要设置相互配合的顶部滚轮及顶部环形导轨、底部滚轮及底部环形导轨，还要通过v形槽与v形环的配合相互定位，保证回转精度，增加了设备的复杂程度及制造成本；3、各工位的回转机构还要设置支撑滚轮和侧向支撑环轨等，以克服倾覆力矩以及高速回转产生的离心力，以上结构进一步增加了设备的复杂程度；4、每个工位都各自配套有工位转换、工位旋转、工作台升降、刷板摇摆等伺服电机，还有众多的传感器、电磁阀等，各工位众多伺服电机、传感器、电磁阀等的电源线及信号线十分复杂且都必须跟随工作台旋转座360
°
回转，容易产生纠结；5、无法实现连续回转，往往只能交替进行正转一周工作，然后反转一周回程，以减少电源线及信号线的拧转；反转行程为非工作状态，降低了机台的生产效率；而且长期360
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往复回转，容易使信号线因疲劳应力产生内断，导致难以排查的故障。


技术实现要素：

6.本发明的首要目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种卧式钻植平一体机，结构简洁，外形尺寸小，动作简单，可靠性好。
7.为解决以上技术问题，本发明的一种卧式钻植平一体机，包括组合机架，所述组合机架的中心安装有r轴中心转柱，所述r轴中心转柱的外周四个相位依次设有上下料工位、钻孔工位、植毛工位和平毛工位；所述r轴中心转柱上安装有跟随其转动且与四个工位相对应的刷体工作台，所述钻孔工位安装有对第二刷体工作台上的刷体进行钻孔的钻孔机构，所述植毛工位安装有对第三刷体工作台上的刷体进行植毛的植毛机构，所述平毛工位安装有对第四刷体工作台上的刷体进行平毛的平毛机构。
8.作为本发明的改进，所述组合机架由底部机架、顶部机架通过立柱拼装连接而成，底部机架的上方设有与之平行的r轴底板，r轴底板的边沿通过支架支撑在底部机架上；所述r轴中心转柱的两端分别通过轴承支撑在所述顶部机架和r轴底板的中心；所述r轴中心转柱的下端固定有r轴大齿轮，所述r轴大齿轮与r轴小齿轮相啮合，所述r轴小齿轮安装于r轴减速机的输出轴上端，所述r轴减速机安装于所述r轴底板的下方，所述r轴减速机的输入端由r轴伺服电机驱动。
9.作为本发明的进一步改进，所述r轴中心转柱的上部固定有圆形上座，所述圆形上座圆周的四个工位分别安装有驱动刷体工作台作a轴转动的a轴驱动机构；所述a轴驱动机构包括固定在所述圆形上座上端面的a轴rv减速机，所述a轴rv减速机的输入端由a轴伺服电机驱动，所述a轴rv减速机的输出端设有向下伸出的a轴上旋转轴；所述r轴中心转柱的下部固定有圆形下座，所述圆形上座的圆周对称设有四个a轴下旋转轴，各a轴下旋转轴分别与对应的a轴上旋转轴共轴线。
10.作为本发明的进一步改进，各所述a轴上旋转轴与a轴下旋转轴之间分别安装有工作台旋转座，各工作台旋转座包括依次连接的旋转座顶板、旋转座竖板和旋转座底板，各旋转座顶板的中心分别与a轴上旋转轴相连且跟随a轴上旋转轴转动，各旋转座底板的中心分别与a轴下旋转轴相连。
11.作为本发明的进一步改进，各所述旋转座竖板背离r轴中心转柱的一侧分别固定有z轴导轨，所述刷体工作台通过滑块支撑在z轴导轨上，各所述旋转座竖板的另一侧分别安装有z轴减速机，所述z轴减速机的输入端由z轴伺服电机驱动，所述z轴减速机的输出端驱动z轴丝杠转动，所述z轴丝杠上啮合有z轴丝杠螺母，所述z轴丝杠螺母驱动所述刷体工作台作升降运动。
12.作为本发明的进一步改进，各所述刷体工作台上分别设有上下两套夹具，两夹具分别夹持有刷体，两刷体的长度方向分别沿水平方向延伸，且分别由双头钻孔机构同步进行钻孔，由双头植毛机构同步进行植毛，由双头平毛机构同步进行平毛；各所述刷体工作台上分别设有驱动两夹具同步绕b轴摇摆的b轴摇摆机构，所述b轴的轴线沿水平方向延伸且平行于刷体长度方向的轴线；每个夹具的上下两侧分别成对设有夹爪，每对夹爪分别由夹具气缸驱动；各夹具气缸的气路共同受控于夹具开合机械阀，所述夹具开合机械阀固定在所述圆形下座的外周，所述r轴底板的上下料工位固定有夹具开合顶块；
当三维机械手夹持上下两个刷体准备下料时，夹具开合顶块向上顶出，触发所述夹具开合机械阀换向，夹具气缸驱动夹爪分离释放刷体；当三维机械手将两个刷体放入两对夹爪之间时，夹具开合顶块缩回，所述夹具开合机械阀复位，夹具气缸驱动夹爪靠拢夹紧刷体。
13.作为本发明的进一步改进，所述r轴中心转柱的顶部固定有跟随其转动的旋转电箱，所述r轴底板的下方固定有与r轴中心转柱共轴线的r轴旋转电滑环，所述旋转电箱由r轴旋转电滑环供电且与总控制柜通讯连接。
14.作为本发明的进一步改进，所述钻孔机构及植毛机构分别仅设有y轴运动机构，y轴的轴线沿所述r轴中心转柱的径向延伸以适应刷体的曲面或刷体上孔眼深度的变化；刷体上水平方向相邻孔眼的x向坐标由r轴转动与a轴转动共同模拟而成。
15.作为本发明的进一步改进，所述平毛工位的顶部机架边沿固定有x轴底板，x轴底板上固定有x轴导轨，x轴滑板的顶部通过x轴滑块悬挂在x轴导轨的下方，x轴底板的下方安装有x轴减速机，x轴减速机的输入端由x轴伺服电机驱动，x轴减速机的输出端驱动x轴丝杠转动，x轴丝杠上啮合有x轴丝杠螺母，x轴丝杠螺母与所述x轴滑板固定连接；所述x轴滑板的下方固定有y轴导轨，y轴滑板的顶部通过y轴滑块悬挂在y轴导轨的下方，所述x轴滑板的下端面固定有y轴减速机，y轴减速机的输入端由y轴伺服电机驱动，y轴减速机的输出端驱动y轴丝杠转动，y轴丝杠上啮合有y轴丝杠螺母，y轴丝杠螺母与所述y轴滑板固定连接；所述y轴滑板的下方连接有平毛吸尘筒，沿平毛吸尘筒的高度方向连接有两台由同一个平毛电机驱动的平毛刀，两平毛刀分别配套有吸尘支管，两吸尘支管的根部分别与所述平毛吸尘筒相连。
16.本发明的另一个目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种卧式钻植平一体机加工毛刷的方法，动作简单，可靠性好，生产效率高。
17.为解决以上技术问题，本发明的卧式钻植平一体机加工毛刷的方法，依次包括如下步骤：s1、在上下料工位由三维机械手完成上料，刷体被夹持固定；s2、r轴中心转柱回转90
°
将新刷体转动至钻孔工位，上下刷体同步进行钻孔；同时上下料工位继续进行上料；s3、r轴中心转柱继续回转90
°
将钻孔后的刷体转动至植毛工位进行植毛，同时钻孔工位对新刷体进行钻孔，上下料工位继续进行上料；s4、r轴中心转柱继续回转90
°
将植毛后的刷体转动至平毛工位进行平毛，同时钻孔后的刷体转动至植毛工位进行植毛，同时钻孔工位对新刷体进行钻孔，上下料工位继续进行上料；s5、r轴中心转柱继续回转90
°
将平毛后的刷体转动至上下料工位，三维机械手夹持刷体后，夹具释放刷体完成下料，然后回到步骤s1循环。
18.相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：1、取消各工位独立的回转机构，直接将各工位固定安装在r轴中心转柱上，跟随r轴中心转柱转动，r轴中心转柱的转动可以使各刷体工作台同步到达下一工位。
19.2、旋转电箱跟随r轴中心转柱同步转动，使各工位与旋转电箱之间的相对位置保
持不变，各工位的伺服电机、传感器、电磁阀等与旋转电箱相连的电源线及信号线等，在工位转换过程中，保持不动，不会发生拧转；旋转电箱与总控制柜之间通过r轴旋转电滑环实现通讯连接也十分可靠。
20.3、可以无限次连续回转，不需要反向回程，提高了生产效率。
21.4、在钻孔与植毛工位，通过r轴及a轴的共同旋转，模拟出孔眼部位的x轴坐标，省去了x轴驱动机构。
22.5、平均r轴中心转柱每转动90
°
，即可完成两个刷体的加工，钻孔、植毛、平毛同步进行，并且利用钻孔、植毛、平毛加工的时间，完成上料和下料，省去了重新装夹、转运、等待的时间，一台设备即可获得最终的成品。
附图说明
23.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本发明。
24.图1为本发明卧式钻植平一体机的主视图；图2为图1的左视图；图3为图1的俯视图；图4为图1的立体图；图5为本发明中中心旋转工作台的主视图；图6为本发明中中心旋转工作台的立体图；图7为本发明中平毛机构的立体放大图；图中：1.组合机架；1a.r轴底板；2.r轴中心转柱；2a.圆形上座；2b.圆形下座；2c.r轴大齿轮；3a.r轴伺服电机；3b.r轴小齿轮；4a.a轴伺服电机；4b.a轴rv减速机；4c.a轴上旋转轴；4d.a轴下旋转轴；5.工作台旋转座；6a.z轴伺服电机；6b.z轴丝杠；6c.z轴丝杠螺母；6d.z轴导轨；7.刷体工作台；7a.b轴摇摆机构；7b.夹爪；7c.夹具气缸；8a.夹具开合机械阀；8b.夹具开合顶块；9.旋转电箱；9a.r轴旋转电滑环；10.钻孔机构；11.植毛机构；12a.x轴伺服电机；12b.x轴丝杠；12c.x轴滑板；12d.x轴导轨；12e.x轴底板；13a.y轴伺服电机；13b.y轴丝杠；13c.y轴滑板；13d.y轴导轨；14.平毛机构；14a.平毛电机；14b.平毛刀；14c.平毛吸尘筒；15.操作控制箱。
实施方式
25.在本发明的以下描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指装置必须具有特定的方位。
26.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
27.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。
28.如图1至图7所示，本发明的卧式钻植平一体机包括组合机架1、中心旋转工作台及位于四周的三维机械手、钻孔机构10、植毛机构11和平毛机构14。组合机架1由底部机架、顶部机架通过立柱拼装连接而成，底部机架的上方设有与之平行的r轴底板1a，r轴底板1a的边沿通过支架支撑在底部机架上。r轴中心转柱2的上部通过轴承支撑在顶部机架的中心，r轴中心转柱2的下端通过轴承支撑在r轴底板1a的中心。
29.r轴中心转柱2的外周四个相位依次设有上下料工位、钻孔工位、植毛工位和平毛工位；r轴中心转柱2上安装有跟随其转动且与四个工位相对应的刷体工作台7，上下料工位安装有三维机械手，对第一刷体工作台进行下料和上料。
30.钻孔工位安装有钻孔机构10，钻孔机构10设有上下两根钻头，对第二刷体工作台上的上下两刷体同步进行钻孔，两钻头高速旋转，在刷体表面同步钻孔后撤回，然后刷体平移进行下一对孔眼的钻孔。
31.植毛工位安装有植毛机构11，植毛机构11设有上下两个毛嘴，对第三刷体工作台上的上下两刷体的孔眼同步进行植毛。
32.平毛工位安装有平毛机构14，对第四刷体工作台上的上下两刷体同步进行修剪平毛。三维机械手、钻孔机构10和植毛机构11的底座均固定在组合机架1上或与组合机架1拼装连接。
33.r轴中心转柱2的上部固定有与之共轴线的圆形上座2a，r轴中心转柱2的下部固定有与之共轴线的圆形下座2b。圆形上座2a的外圆周对称设有多个工位，圆形下座2b的外圆周同样如此。
34.各工位分别设有a轴驱动机构，a轴驱动机构包括a轴伺服电机4a、a轴rv减速机4b和a轴上旋转轴4c和a轴下旋转轴4d。a轴rv减速机4b固定在圆形上座2a的上端面，输入端由a轴伺服电机4a驱动，a轴rv减速机4b的输出端驱动a轴上旋转轴4c，a轴上旋转轴4c穿过圆形上座2a且向下伸出。a轴下旋转轴4d对称安装在圆形下座2b的圆周上，且分别与对应的a轴上旋转轴4c共轴线。
35.a轴上旋转轴4c与a轴下旋转轴4d之间安装有工作台旋转座5，各工作台旋转座5包括依次连接的旋转座顶板、旋转座竖板和旋转座底板，工作台旋转座5向外侧开口，即旋转座竖板靠近r轴中心转柱2，a轴上旋转轴4c的下端固定连接在旋转座顶板的中心，a轴下旋转轴4d的上端固定连接在旋转座底板的中心。当a轴伺服电机4a驱动a轴rv减速机4b运行时，a轴rv减速机4b通过a轴上旋转轴4c驱动工作台旋转座5及a轴下旋转轴4d绕a轴转动。
36.旋转座竖板背离r轴中心转柱2的一侧分别固定有z轴导轨6d，刷体工作台7通过滑块支撑在z轴导轨6d上且能够作升降运动。刷体工作台7设有上下两个夹具，便于夹持两个刷体同步进行钻孔或植毛等。
37.r轴驱动机构包括r轴伺服电机3a、r轴减速机、r轴小齿轮3b和r轴大齿轮2c，r轴大齿轮2c固定在r轴中心转柱2的下端，位于r轴底板1a的上方，圆形下座2b的下方。r轴减速机安装在r轴底板1a的下方，其输入端由r轴伺服电机3a驱动，r轴减速机的输出轴上端穿过r轴底板1a且安装有r轴小齿轮3b，r轴小齿轮3b与r轴大齿轮2c相啮合。r轴伺服电机3a通过r
轴减速机驱动r轴小齿轮3b转动，r轴小齿轮3b通过r轴大齿轮2c驱动r轴中心转柱2转动。
38.r轴中心转柱2的顶部固定有跟随其转动的旋转电箱9，r轴底板1a的下方固定有与r轴中心转柱2共轴线的r轴旋转电滑环9a，旋转电箱9由r轴旋转电滑环9a供电且与总控制柜通讯连接，用于现场操作的操作控制箱15通过万向臂连接在组合机架1上，也与总控制柜通讯连接。
39.各旋转座竖板的另一侧分别安装有z轴减速机，z轴减速机的输入端由z轴伺服电机6a驱动，z轴减速机的输出端驱动z轴丝杠6b转动，z轴丝杠6b上啮合有z轴丝杠螺母6c，z轴丝杠螺母6c驱动刷体工作台作升降运动。
40.当同高度的一排孔眼钻完，或者植毛完毕后，z轴伺服电机6a驱动z轴减速机运转，z轴减速机驱动z轴丝杠6b转动，使z轴丝杠螺母6c牵引刷体工作台进行升降，进行下一排钻孔或植毛等，如此能够完成刷体全宽度方向的钻孔、植毛。
41.各刷体工作台上分别设有上下两套夹具，两夹具分别夹持有刷体，两刷体的长度方向分别沿水平方向延伸，且上下两个刷体分别由双头钻孔机构10同步进行钻孔，由双头植毛机构11同步进行植毛，由双头平毛机构同步进行平毛。
42.各刷体工作台上分别设有b轴摇摆机构7a，b轴的轴线沿水平方向延伸且平行于刷体长度方向的轴线。b轴摇摆机构7a可以驱动两夹具同步绕b轴摇摆，便于在刷体宽度方向设有弧面，在刷体宽度方向植出呈扇形发散的刷毛。
43.每个夹具的上下两侧分别成对设有夹爪7b，每对夹爪7b分别由夹具气缸7c驱动。刷体被放置在两夹爪7b之间后，夹具气缸7c的活塞杆缩回驱动两侧的夹爪7b相向靠拢，将刷体夹持固定。当刷体钻孔、植毛、平毛完成后，夹具气缸7c的活塞杆伸出驱动两侧的夹爪7b相互分离，将刷体释放。
44.各夹具气缸7c的气路共同受控于夹具开合机械阀8a，夹具开合机械阀8a固定在圆形下座的外周，r轴底板1a的上下料工位固定有夹具开合顶块8b。
45.当三维机械手夹持上下两个刷体准备下料时，夹具开合顶块8b向上顶出，触发夹具开合机械阀8a换向，压缩空气进入夹具气缸7c的无杆腔，其活塞杆伸出，驱动夹爪7b分离释放刷体。
46.当三维机械手将两个刷体放入两对夹爪7b之间时，夹具开合顶块8b缩回，夹具开合机械阀8a在弹簧作用下复位，压缩空气进入夹具气缸7c的杆腔，其活塞杆缩回，驱动夹爪7b靠拢夹紧刷体。
47.钻孔机构10及植毛机构11分别仅需设置y轴运动机构，y轴的轴线沿r轴中心转柱2的径向延伸。在刷体在上下料工位完成夹紧时，钻孔机构10、植毛机构11、平毛机构14分别进行到点准备。
48.当r轴中心转柱2转动90
°
转换工位后，一方面钻孔机构10、植毛机构11、平毛机构14沿y轴向靠近刷体的方向移动，然后同时进行钻孔、植毛、平毛的动作；另一方面沿y轴运动还可以使钻头及植毛嘴能够适应刷体的曲面或刷体上孔眼深度的变化；使平毛刀14b能够适应毛高的变化。
49.所有孔眼都钻完后，钻孔机构10沿y轴向远离刷体的方向后撤；此时植毛嘴同步完成所有孔眼的植毛，植毛机构11同时沿y轴向远离刷体的方向后撤；平毛机构14也同时沿y轴向远离刷体的方向后撤，等待r轴中心转柱2继续转动90
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转换工位。
50.刷体上水平方向相邻孔眼的x向坐标由r轴转动与a轴转动共同模拟而成，如此也省去了x轴运动机构，仍然能够完成刷体全长度方向的钻孔和植毛。
51.由于很多刷体植毛后，刷毛呈发散状张开，使毛冠的面积远大于刷体孔面的表面积，沿刷体长度方向毛冠边沿的x向坐标超出了r轴转动与a轴转动能够共同模拟出的x向最大行程。因此需要为平毛工位增加x轴运动机构。
52.平毛工位的顶部机架边沿固定有x轴底板12e，x轴底板12e上固定有x轴导轨12d，x轴滑板12c的顶部通过x轴滑块悬挂在x轴导轨12d的下方，x轴底板12e的下方安装有x轴减速机，x轴减速机的输入端由x轴伺服电机12a驱动，x轴减速机的输出端驱动x轴丝杠12b转动，x轴丝杠12b上啮合有x轴丝杠螺母，x轴丝杠螺母与x轴滑板12c固定连接。
53.x轴伺服电机12a驱动x轴减速机运行，x轴减速机驱动x轴丝杠12b转动，x轴丝杠螺母沿x轴丝杠12b平移，通过x轴滑板12c带动整个平毛y轴机构沿刷体长度方向平移，如此可完成全长度方向刷毛的修剪。
54.x轴滑板12c的下方固定有y轴导轨13d，y轴滑板13c的顶部通过y轴滑块悬挂在y轴导轨13d的下方，x轴滑板12c的下端面固定有y轴减速机，y轴减速机的输入端由y轴伺服电机13a驱动，y轴减速机的输出端驱动y轴丝杠13b转动，y轴丝杠13b上啮合有y轴丝杠螺母，y轴丝杠螺母与y轴滑板13c固定连接。
55.y轴滑板13c的下方连接有平毛吸尘筒14c，沿平毛吸尘筒14c的高度方向连接有两台平毛刀14b，可采用单向旋转的平毛刀，上下两平毛刀14b的刀轴通过连接轴相连，使同一个平毛电机14a驱动两台平毛刀14b。
56.为适应对刷毛修剪长度即毛高的不同需求，y轴伺服电机13a驱动y轴减速机运转，y轴减速机驱动y轴丝杠13b转动，y轴丝杠螺母沿y轴丝杠13b平移，带动平毛吸尘筒14c及两台平毛刀14b沿y向平移，以便修剪出弧形毛冠或其它形状的毛冠。
57.两平毛刀14b分别配套有吸尘支管，两吸尘支管的根部分别与平毛吸尘筒14c相连。修剪下来的碎毛通过吸尘支管被抽吸进入平毛吸尘筒14c排出，保持现场的环境整洁。
58.本发明的卧式钻植平一体机加工毛刷的方法，依次包括如下步骤：s1、在上下料工位由三维机械手完成上下两把刷体的上料，两刷体分别被夹爪7b夹持固定；s2、r轴中心转柱2回转90
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将新刷体转动至钻孔工位，由钻孔机构10对上下刷体同步进行钻孔；同时上下料工位继续进行上料；s3、r轴中心转柱2继续回转90
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将钻孔后的刷体转动至植毛工位，由植毛机构11对上下刷体上的孔眼同步进行植毛，同时钻孔工位对新刷体进行钻孔，上下料工位继续进行上料；s4、r轴中心转柱2继续回转90
°
将植毛后的刷体转动至平毛工位进行平毛，同时钻孔后的刷体转动至植毛工位进行植毛，同时钻孔工位对新刷体进行钻孔，上下料工位继续进行上料；s5、r轴中心转柱2继续回转90
°
将平毛后的刷体转动至上下料工位，三维机械手夹持刷体后，夹具释放刷体完成下料，然后回到步骤s1循环。
59.r轴中心转柱2每回转90
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即有两把毛刷成品下料，并且完成两把新刷体上料。
60.以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已，显示和描述了本发明的基本原理、
主要特征和本发明的优点，非因此局限本发明的专利保护范围，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。除上述实施例外，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还可以有其他实施方式。本发明还会有各种变化和改进，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

技术特征：
1.一种卧式钻植平一体机，包括组合机架，其特征在于，所述组合机架的中心安装有r轴中心转柱，所述r轴中心转柱的外周四个相位依次设有上下料工位、钻孔工位、植毛工位和平毛工位；所述r轴中心转柱上安装有跟随其转动且与四个工位相对应的刷体工作台，所述钻孔工位安装有对第二刷体工作台上的刷体进行钻孔的钻孔机构，所述植毛工位安装有对第三刷体工作台上的刷体进行植毛的植毛机构，所述平毛工位安装有对第四刷体工作台上的刷体进行平毛的平毛机构。2.根据权利要求1所述的卧式钻植平一体机，其特征在于：所述组合机架由底部机架、顶部机架通过立柱拼装连接而成，底部机架的上方设有与之平行的r轴底板，r轴底板的边沿通过支架支撑在底部机架上；所述r轴中心转柱的两端分别通过轴承支撑在所述顶部机架和r轴底板的中心；所述r轴中心转柱的下端固定有r轴大齿轮，所述r轴大齿轮与r轴小齿轮相啮合，所述r轴小齿轮安装于r轴减速机的输出轴上端，所述r轴减速机安装于所述r轴底板的下方，所述r轴减速机的输入端由r轴伺服电机驱动。3.根据权利要求1所述的卧式钻植平一体机，其特征在于：所述r轴中心转柱的上部固定有圆形上座，所述圆形上座圆周的四个工位分别安装有驱动刷体工作台作a轴转动的a轴驱动机构；所述a轴驱动机构包括固定在所述圆形上座上端面的a轴rv减速机，所述a轴rv减速机的输入端由a轴伺服电机驱动，所述a轴rv减速机的输出端设有向下伸出的a轴上旋转轴；所述r轴中心转柱的下部固定有圆形下座，所述圆形上座的圆周对称设有四个a轴下旋转轴，各a轴下旋转轴分别与对应的a轴上旋转轴共轴线。4.根据权利要求3所述的卧式钻植平一体机，其特征在于：各所述a轴上旋转轴与a轴下旋转轴之间分别安装有工作台旋转座，各工作台旋转座包括依次连接的旋转座顶板、旋转座竖板和旋转座底板，各旋转座顶板的中心分别与a轴上旋转轴相连且跟随a轴上旋转轴转动，各旋转座底板的中心分别与a轴下旋转轴相连。5.根据权利要求4所述的卧式钻植平一体机，其特征在于：各所述旋转座竖板背离r轴中心转柱的一侧分别固定有z轴导轨，所述刷体工作台通过滑块支撑在z轴导轨上，各所述旋转座竖板的另一侧分别安装有z轴减速机，所述z轴减速机的输入端由z轴伺服电机驱动，所述z轴减速机的输出端驱动z轴丝杠转动，所述z轴丝杠上啮合有z轴丝杠螺母，所述z轴丝杠螺母驱动所述刷体工作台作升降运动。6.根据权利要求3或5所述的卧式钻植平一体机，其特征在于：各所述刷体工作台上分别设有上下两套夹具，两夹具分别夹持有刷体，两刷体的长度方向分别沿水平方向延伸，且分别由双头钻孔机构同步进行钻孔，由双头植毛机构同步进行植毛，由双头平毛机构同步进行平毛；各所述刷体工作台上分别设有驱动两夹具同步绕b轴摇摆的b轴摇摆机构，所述b轴的轴线沿水平方向延伸且平行于刷体长度方向的轴线；每个夹具的上下两侧分别成对设有夹爪，每对夹爪分别由夹具气缸驱动；各夹具气缸的气路共同受控于夹具开合机械阀，所述夹具开合机械阀固定在所述圆形下座的外周，所述r轴底板的上下料工位固定有夹具开合顶块；当三维机械手夹持上下两个刷体准备下料时，夹具开合顶块向上顶出，触发所述夹具
开合机械阀换向，夹具气缸驱动夹爪分离释放刷体；当三维机械手将两个刷体放入两对夹爪之间时，夹具开合顶块缩回，所述夹具开合机械阀复位，夹具气缸驱动夹爪靠拢夹紧刷体。7.根据权利要求1所述的卧式钻植平一体机，其特征在于：所述r轴中心转柱的顶部固定有跟随其转动的旋转电箱，所述r轴底板的下方固定有与r轴中心转柱共轴线的r轴旋转电滑环，所述旋转电箱由r轴旋转电滑环供电且与总控制柜通讯连接。8.根据权利要求3所述的卧式钻植平一体机，其特征在于：所述钻孔机构及植毛机构分别仅设有y轴运动机构，y轴的轴线沿所述r轴中心转柱的径向延伸以适应刷体的曲面或刷体上孔眼深度的变化；刷体上水平方向相邻孔眼的x向坐标由r轴转动与a轴转动共同模拟而成。9.根据权利要求3所述的卧式钻植平一体机，其特征在于：所述平毛工位的顶部机架边沿固定有x轴底板，x轴底板上固定有x轴导轨，x轴滑板的顶部通过x轴滑块悬挂在x轴导轨的下方，x轴底板的下方安装有x轴减速机，x轴减速机的输入端由x轴伺服电机驱动，x轴减速机的输出端驱动x轴丝杠转动，x轴丝杠上啮合有x轴丝杠螺母，x轴丝杠螺母与所述x轴滑板固定连接；所述x轴滑板的下方固定有y轴导轨，y轴滑板的顶部通过y轴滑块悬挂在y轴导轨的下方，所述x轴滑板的下端面固定有y轴减速机，y轴减速机的输入端由y轴伺服电机驱动，y轴减速机的输出端驱动y轴丝杠转动，y轴丝杠上啮合有y轴丝杠螺母，y轴丝杠螺母与所述y轴滑板固定连接；所述y轴滑板的下方连接有平毛吸尘筒，沿平毛吸尘筒的高度方向连接有两台由同一个平毛电机驱动的平毛刀，两平毛刀分别配套有吸尘支管，两吸尘支管的根部分别与所述平毛吸尘筒相连。10.一种采用权利要求6所述卧式钻植平一体机加工毛刷的方法，其特征在于，依次包括如下步骤：s1、在上下料工位由三维机械手完成上料，刷体被夹持固定；s2、r轴中心转柱回转90
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将新刷体转动至钻孔工位，上下刷体同步进行钻孔；同时上下料工位继续进行上料；s3、r轴中心转柱继续回转90
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将钻孔后的刷体转动至植毛工位进行植毛，同时钻孔工位对新刷体进行钻孔，上下料工位继续进行上料；s4、r轴中心转柱继续回转90
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将植毛后的刷体转动至平毛工位进行平毛，同时钻孔后的刷体转动至植毛工位进行植毛，同时钻孔工位对新刷体进行钻孔，上下料工位继续进行上料；s5、r轴中心转柱继续回转90
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将平毛后的刷体转动至上下料工位，三维机械手夹持刷体后，夹具释放刷体完成下料，然后回到步骤s1循环。

技术总结
本发明公开了一种卧式钻植平一体机及其加工毛刷的方法，R轴中心转柱的四周依次设有上下料、钻孔、植毛和平毛工位；R轴中心转柱上安装有跟随其转动且与四个工位相对应的刷体工作台，钻孔工位安装有对第二刷体工作台上的刷体进行钻孔的钻孔机构，植毛工位安装有对第三刷体工作台上的刷体进行植毛的植毛机构，平毛工位安装有对第四刷体工作台上的刷体进行平毛的平毛机构。加工毛刷的方法，包括如下步骤：在上下料工位由三维机械手完成上料、R轴回转90


技术研发人员：王勇 朱永伟
受保护的技术使用者：扬州市海星数控制刷设备有限公司
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/8/23