專利名稱:具有用于工件或工具的載體裝置的機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種具有用于工件、工具或工具主軸的載體裝置的機(jī)床,其包括可繞 著第一軸線樞轉(zhuǎn)且支撐在至少一個側(cè)部支架上的托架、布置在所述托架上用于工件或工具 主軸的載體,以及用于線性支架移動的驅(qū)動裝置。
背景技術(shù):
對于在夾具裝置中的復(fù)雜工件的通用多軸加工,在各種實施例中早就已知載體裝 置和工件臺布置,在其中可使夾在工件臺上的工件樞轉(zhuǎn)90°以從水平位置到達(dá)垂直位置, 且反之亦然。如果工件臺布置含有旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動的轉(zhuǎn)動臺,那么有可能通過這些馬達(dá)驅(qū)動的 樞轉(zhuǎn)移動來執(zhí)行5軸向加工操作,即,可由機(jī)床連續(xù)地逐一接近并加工工件的頂面和所有 側(cè)面。EP 1 882 544 A揭示一種針對工件的5軸向加工而配置的鉆銑床,其包括包含工 件臺布置的一般載體裝置??赏ㄟ^馬達(dá)使工件臺從水平位置樞轉(zhuǎn)到垂直位置,其中傾斜位 置也是可能的。在這種載體裝置中,基架上的導(dǎo)軌設(shè)置于機(jī)架內(nèi)緊挨著兩個側(cè)壁處,兩個支 架布置在所述導(dǎo)軌上以便可借助于線性電馬達(dá)來同步地移位。橋狀托架可樞轉(zhuǎn)地支撐在兩 個支架中,所述橋狀托架的相對于樞轉(zhuǎn)軸線偏移的中間部分形成轉(zhuǎn)動工件臺的支撐件。使 用裝設(shè)在兩個支架中的直接驅(qū)動式電馬達(dá)來使橋狀托架樞轉(zhuǎn)。所述鉆銑床具有作為加工單 元的垂直銑刀頭,所述垂直銑刀頭被在機(jī)架上在水平X坐標(biāo)軸和垂直Z坐標(biāo)軸上可移位地 導(dǎo)引,在水平Y(jié)坐標(biāo)軸上的行進(jìn)移動是由工件載體裝置執(zhí)行。歸因于在兩個尺寸穩(wěn)定的支 架中在兩側(cè)上對橋狀樞轉(zhuǎn)托架的支撐,有可能達(dá)成足夠高的剛性,甚至在工件臺具有相對 較大直徑的情況下仍如此。然而,舉例來說,由于在支架中的兩個直接式電驅(qū)動裝置需要具 有相當(dāng)大的尺寸來使橋狀托架與工件臺一同樞轉(zhuǎn)且被夾住的工具可能具有大重量,臺布置 的相對較高的空間要求和相當(dāng)多的技術(shù)努力為不利的。除了以上情況以外,EP 0 712 682 A還揭示一種針對在5軸向上加工工件而配置 的呈起重機(jī)架構(gòu)造型式的鉆銑床,其機(jī)座具有兩個間隔開的平行側(cè)壁??蓸修D(zhuǎn)的工件載體 裝置設(shè)置于這些側(cè)壁之間,其橋狀樞轉(zhuǎn)托架承載旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動的工件轉(zhuǎn)動臺,且經(jīng)由兩個側(cè) 部水平襯套而直接支撐在機(jī)座的側(cè)壁中。使用裝設(shè)在側(cè)部壁外部上的電驅(qū)動裝置來使托架 繞著共同支撐軸線樞轉(zhuǎn)。橋狀托架具有相對于共同旋轉(zhuǎn)及支撐軸線偏移的中間部分,工件 轉(zhuǎn)動臺支撐在所述中間部分上。這個中間部分的兩側(cè)穩(wěn)固地連接到設(shè)置于側(cè)壁中的軸承襯 套的內(nèi)末端。代替可樞轉(zhuǎn)的工件載體裝置,在這個已知的鉆銑床中也可使用固定的工件臺, 所述工件臺側(cè)向附接到形成于兩個側(cè)壁的下部區(qū)的內(nèi)側(cè)上的基架。用于工件的5軸向銑加工的另一種機(jī)床描述于WO 2006/072356 A中。這個機(jī)床 中所使用的工件臺具有旋轉(zhuǎn)/樞轉(zhuǎn)單元,其旋轉(zhuǎn)單元安置在設(shè)置于中心區(qū)域中的口袋狀凹 座中。旋轉(zhuǎn)單元經(jīng)由側(cè)部傾斜支撐件穩(wěn)固地連接到樞轉(zhuǎn)單元的前面處。將旋轉(zhuǎn)單元放置在 口袋狀凹座中意圖是降低工件臺布置的總體結(jié)構(gòu)高度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種用于工件和工具或工具主軸的載體裝置,其需要很少的 空間、在驅(qū)動技術(shù)方面具有簡單結(jié)構(gòu)和增加的剛性,以及準(zhǔn)許高的調(diào)整速度。這個目標(biāo)是根據(jù)本發(fā)明通過托架除了被支撐在支架結(jié)構(gòu)上之外還經(jīng)由曲柄狀的 臂或鉸鏈支撐件以鉸接方式耦合到機(jī)體的固定組件的事實來達(dá)成。從技術(shù)上來說,根據(jù)本發(fā)明的載體裝置的結(jié)構(gòu)簡單,因為其不需要用于將工件臺 從其水平位置調(diào)整到傾斜或垂直位置或反之亦然的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。托架隨工件臺從其水平 位置到傾斜、垂直或倒翻位置且反之亦然的調(diào)整/樞轉(zhuǎn)移動是通過支架結(jié)構(gòu)在安裝到機(jī)體 的側(cè)部導(dǎo)軌(其優(yōu)選在機(jī)座的側(cè)壁的內(nèi)側(cè)上的基架上)上的線性移動來達(dá)成的。托架的兩側(cè) 旋轉(zhuǎn)式地支撐在支架結(jié)構(gòu)上且橋狀托架(其與旋轉(zhuǎn)支撐件間隔開)經(jīng)由曲柄狀的作用臂而 連結(jié)到機(jī)體的固定組件(例如,連結(jié)到機(jī)座的側(cè)壁)導(dǎo)致運動耦合,在其過程中托架連同上 面所支撐的工件臺采取從水平初始位置逐漸增加直到垂直定向為止的傾斜位置,或也有可 能到達(dá)倒翻位置。由于托架的樞轉(zhuǎn)移動僅需要線性驅(qū)動裝置且不需要其它旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置, 因此結(jié)果為在驅(qū)動技術(shù)方面顯著簡化了構(gòu)造、降低制造成本且歸因于省略了體積大的旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動裝置也需要較少空間。根據(jù)本發(fā)明的合適實施例,提供兩個曲柄狀的臂,其自由臂支撐在機(jī)座的側(cè)壁中 的旋轉(zhuǎn)軸承中,所述旋轉(zhuǎn)軸承形成機(jī)體的固定組件。這種支撐使得有可能使用結(jié)構(gòu)簡單的 組件且導(dǎo)致支撐件的高剛性。合適地,曲柄狀的臂的自由末端部分的這些軸承安置在機(jī)座 的側(cè)壁中在工件載體裝置上方,使得其受到很大程度保護(hù)以免碎屑沉積。為了增加其剛性且橋接自由空間,曲柄狀的臂具有彎曲形狀且在其一個末端處承 載內(nèi)(即,面向內(nèi))的軸承襯套,其為軸承布置在托架中的部分,且在其另一個末端處承載外 (即,面向外)的軸承襯套,其為軸承布置在機(jī)座的相應(yīng)側(cè)壁中的部分。為了達(dá)成臺布置到水平位置和傾斜或垂直位置的所要調(diào)整移動,曲柄狀的臂在托 架中的軸承與托架在支架上的軸承布置相距預(yù)定距離,其中曲柄狀的臂的長度應(yīng)匹配托架 中的軸承之間的這個距離。合適地,在托架中曲柄狀的臂在托架中的軸承與托架在支架上 的軸承布置處于共同平面,從而允許實現(xiàn)托架的低高度和因此對應(yīng)地需要很少空間。根據(jù)本發(fā)明的另一個有利實施例,將線性電馬達(dá)用作用于支架結(jié)構(gòu)的線性行進(jìn)移 動的驅(qū)動裝置,然而,其中也可使用例如壓力流體缸、主軸驅(qū)動裝置(滾珠螺桿主軸)的常規(guī) 線性驅(qū)動裝置。如果使用線性電馬達(dá),那么其板狀的主要和次要部分優(yōu)選以相對傾斜的方 式而安置在機(jī)體上,因此形成用于托架的結(jié)實的且可能甚至自動定心的支座。本發(fā)明的本質(zhì)技術(shù)方面是托架可樞轉(zhuǎn)地支撐在可線性移位的支架結(jié)構(gòu)上且另外 (例如)經(jīng)由曲柄狀的鉸鏈支撐件而耦合到機(jī)體的固定組件的事實。這使得有可能通過支架 結(jié)構(gòu)的線性移動來使托架的旋轉(zhuǎn)軸承也線性移動。同時,托架運動耦合到機(jī)體使托架隨安 裝在其頂面上的收納臺一同樞轉(zhuǎn),所述臺因此被以水平、傾斜或垂直方式調(diào)整到相應(yīng)的所 要操作位置??商峁﹥蓚€單獨的側(cè)部支架,托架經(jīng)由側(cè)部軸承銷可樞轉(zhuǎn)式地支撐在其中,每一 支架在其自有導(dǎo)軌上運行,且設(shè)置有用于同步移動的構(gòu)件。除彼之外,所述兩個側(cè)部支架也 可(例如)通過橫向支撐件、桿或類似物而穩(wěn)固地連接到彼此,使得產(chǎn)生固定組裝好的支架 結(jié)構(gòu)。在這種情況下,有可能僅使用在支架結(jié)構(gòu)的中心部分處的單個驅(qū)動總成,例如呈單個線性電馬達(dá)或常規(guī)線性驅(qū)動裝置的形式。用于支架結(jié)構(gòu)的導(dǎo)軌可水平地在Y坐標(biāo)軸的方向上平行于機(jī)座的側(cè)壁而延伸。在 這種情況下,當(dāng)激活例如同步線性電馬達(dá)的驅(qū)動裝置時,支架結(jié)構(gòu)在水平平面中進(jìn)行平移 移動。然而,在合適的變體中,導(dǎo)軌以成銳角的傾斜方式安置在機(jī)座中,即,從前面升高到后 面。因此,當(dāng)托架與工具臺移動時,支架結(jié)構(gòu)也自動地隨托架和工具臺一同提升,這意味著 可達(dá)成將工具臺的位置從其水平位置更快速地改變到垂直位置-且反之亦然。在本發(fā)明的另一個實施例中,載體裝置含有用于夾住相對較短的工件或車床鑿子 或銑床主軸而非可旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)的工件臺的固持器。因此,有可能執(zhí)行垂直和水平旋轉(zhuǎn)和 銑削操作。安裝至托架的固持裝置(例如)可為所謂的夾盤,(例如)轉(zhuǎn)動工具的工具軸桿被 夾在所述夾盤中。在此種情況下,加工單元(即,機(jī)床的銑刀頭)用于固持短的工件,對所述 短的工件執(zhí)行轉(zhuǎn)動操作。
可通過參看圖式從下文對實施例的描述來了解本發(fā)明的其它優(yōu)點和細(xì)節(jié),圖式 為圖1A、圖IB展示包括在水平位置(A)和在垂直位置(B)中的根據(jù)本發(fā)明的載體裝置的 實施例的機(jī)床的示意透視圖;圖2A、圖2B展示在水平位置(A)和在垂直位置(B)中的根據(jù)圖1的本發(fā)明的載體裝置 的示意透視圖,圖3展示根據(jù)圖1的本發(fā)明的載體裝置的分解說明,圖4示意性地展示在若干階段中的根據(jù)本發(fā)明的載體裝置的根據(jù)圖1的實施例的功 能原理,圖5展示包括根據(jù)本發(fā)明的載體裝置的另一個實施例的根據(jù)圖1的機(jī)床, 圖6示意性地展示在若干階段中的根據(jù)圖5的實施例的功能原理, 圖7展示分別包括主軸固持器和夾盤的根據(jù)本發(fā)明的載體裝置的另一個實施例。
具體實施例方式圖1中透視說明的銑床是以起重機(jī)架構(gòu)造型式來執(zhí)行且含有高度剛性的機(jī)座1, 機(jī)座1由彼此平行的兩個側(cè)壁2、3、前側(cè)前區(qū)段4和上蓋板5形成。在兩個側(cè)壁2、3的頂 面上,以彼此平行的定向來安裝導(dǎo)軌6、7,在所述導(dǎo)軌6、7上導(dǎo)引橫向支架8以便可藉由馬 達(dá)在Y坐標(biāo)軸的方向上移位。在這個橫向支架8的垂直前側(cè)上,相距垂直距離來安裝兩個 導(dǎo)軌9、10,在所述導(dǎo)軌9、10中導(dǎo)引水平支架11以便可在X坐標(biāo)的方向上移位。將安置在 兩個導(dǎo)軌9、10之間的線性電馬達(dá)12用作水平支架11的驅(qū)動裝置。在水平支架11的前側(cè) 上,安裝垂直支架14以便可在Z坐標(biāo)軸上移位,其中在這種情況下,線性電馬達(dá)也合適地用 作驅(qū)動總成。這個垂直支架14承載加工單元15,所述加工單元15呈包括工作主軸6的經(jīng) 裝設(shè)的銑刀頭的形式。沿兩個側(cè)壁2、3的前側(cè)延伸的前區(qū)段4含有與機(jī)器側(cè)壁2、3相比高度較低的兩個 側(cè)壁20、21,所述兩個側(cè)壁20、21連接到機(jī)座的側(cè)壁2、3以形成整體上高度剛性的構(gòu)造單 元。在前區(qū)段4的這兩個側(cè)壁20、21之間的間隙中,設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的載體裝置22,將在下文參看圖2和圖3來詳細(xì)描述。這個載體裝置22具有橋狀托架25,其經(jīng)由軸承布置而可樞轉(zhuǎn)地支撐在兩個側(cè)部 支架沈、27中。導(dǎo)塊觀、29固定到這些支架沈、27的外表面,所述塊與安裝到前區(qū)段4的 兩個側(cè)壁20、21和機(jī)座1的側(cè)壁2、3的內(nèi)表面的相應(yīng)導(dǎo)軌30、31協(xié)作。以此方式,在大致 水平平面中導(dǎo)引兩個支架26、27。在每一支架沈、27中,軸承33、34被設(shè)置于內(nèi)表面上,托 架25可旋轉(zhuǎn)地支撐在所述軸承中。線性電馬達(dá)的次要部件35、36附接到支架沈、27的外 傾斜表面,所述次要部件與固定的主要部件23J4協(xié)作,所述固定的主要部件23、24以傾斜 方式安置在前區(qū)段4的側(cè)壁20、21上。軸承33、34在兩個支架沈、27的內(nèi)表面上的軸承襯 套與對準(zhǔn)地形成于托架25中的兩個側(cè)部軸承開口 37、38嚙合。兩個支架沈、27可通過橫 向支撐件、桿、底板或其它合適組件而穩(wěn)固地連接到彼此以便形成尺寸穩(wěn)定的支架結(jié)構(gòu)。使 用將安置在中心的單個驅(qū)動總成(例如,線性電馬達(dá))足以使被組裝好以形成結(jié)實的裝置的 支架結(jié)構(gòu)平移地移位,此降低了技術(shù)努力和成本。如可從圖3 了解到,在所述圖中,兩個另外的軸承開口 39、40設(shè)置于托架25的后 端部分處,設(shè)置于弓形的曲柄狀的臂43、44的下末端處的面向內(nèi)的軸承襯套42、42收納在 所述開口中。這兩個曲柄狀的臂43、44的上末端承載另外的面向外的軸承部件45、46,所述 軸承部件45、46與位于機(jī)座1的側(cè)壁2、3中的相應(yīng)軸承襯套47、48協(xié)作。代替兩個所說明 的曲柄狀的臂43、44,有可能僅使用一個鉸鏈支撐件,其布置在托架的后部與機(jī)座的橫向加 勁桿之間。在根據(jù)圖1到圖6的實施例中,托架25形成工件轉(zhuǎn)動臺50的支撐件,工件轉(zhuǎn)動臺 50具有用于夾住工件的旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動的臺板51和有利地可為扭矩馬達(dá)的內(nèi)部直接電驅(qū)動馬 達(dá)。這個驅(qū)動馬達(dá)以及對應(yīng)的導(dǎo)引和鎖定部件分別以平常的方式裝設(shè)在工件臺的環(huán)形體52 中及容納于托架25的對應(yīng)凹座53中。將在下文參看圖1和圖2且尤其參看圖4來描述根據(jù)圖1的機(jī)床中的載體裝置的 上述實施例的功能原理和操作模式。如果工件臺51將從圖IA和圖2A中所展示的水平位置分別移動到根據(jù)圖IB和圖 2B的垂直位置中,那么激活兩個線性馬達(dá)35、36,其將兩個支架26、27同步地從分別在圖IA 和圖2A中展示的前部位置移動到分別根據(jù)圖IB和圖2B的后部位置。由于兩個支架沈、27 經(jīng)由軸承33、37和34、38以鉸接方式連接到托架25,因此托架25也隨兩個支架沈、27 —同 移動,歸因于兩個支架26、27是經(jīng)由其導(dǎo)塊觀、四而在側(cè)部導(dǎo)軌30、31中被導(dǎo)引,這些軸承 的旋轉(zhuǎn)軸線在相同平面中偏移。由于托架25經(jīng)由兩個曲柄狀的臂42、43而運動耦合到機(jī) 座1的兩個側(cè)壁2、3,因此托架25在兩個前軸承37、38的區(qū)中的移位移動導(dǎo)致托架25以逐 漸傾斜的方式來定位,而在同時兩個曲柄狀的臂43、44在其兩個端側(cè)支撐件中樞轉(zhuǎn)。繼續(xù) 執(zhí)行這個過程,直到達(dá)成工件臺51的所要末端位置,優(yōu)選地為其根據(jù)圖IB和圖2B的垂直 位置。在圖4A到圖4D中,示意性地展示根據(jù)本發(fā)明的載體裝置的功能原理。用相同參 考數(shù)字來指示與根據(jù)圖1和圖2的機(jī)床的個別部分具有相同的功能的組件。圖4A展示載體裝置的操作狀態(tài),其中托架25和工件51水平對準(zhǔn),如也在圖IA和 圖2A中所說明。通過激活線性電馬達(dá)23、24;35、36 (未展示于圖4中),將支架27移位到 圖4B中所展示的在裝設(shè)在機(jī)體上的導(dǎo)軌31上的位置以便固定。由于經(jīng)由軸承41而鉸鏈接合到托架25的后端部分的臂43以其自由末端在機(jī)體的側(cè)壁2中的固定軸承45、47上的 方式而受到可旋轉(zhuǎn)地支撐,因此這兩個側(cè)部臂43、44由于支架27的行進(jìn)移動且因此托架25 的前端部分的行進(jìn)移動而執(zhí)行樞轉(zhuǎn)運動。托架25的行進(jìn)移動結(jié)合臂43的樞轉(zhuǎn)運動致使托 架25處于傾斜位置且因此也致使其上面所安裝的工件臺51也處于傾斜位置。托架25的 傾斜角度僅取決于支架27的分別的移位和行進(jìn)移動的量值,使得可選擇托架25在根據(jù)圖 4A的水平位置與圖4D中所展示的“倒翻位置”之間的任何隨機(jī)傾斜角度。有可能通過固定 (未圖示)將托架25和/或支架鎖定在所要中間位置中。托架25和工件臺51歸因于線性 電馬達(dá)對支架27的持續(xù)較小移位而到達(dá)圖4C中所展示的垂直位置,且如果支架27在軌31 上的此水平移動繼續(xù),那么其到達(dá)圖4D中所展示的“倒翻”位置,在所述位置中可通過使用 簡單的加工工具來在工件中加工出特定空腔和凹痕。基本上,從兩個支架經(jīng)組裝以形成共 同的臺結(jié)構(gòu)且僅使用一個線性驅(qū)動裝置的變體產(chǎn)生相同的功能過程。關(guān)于技術(shù)概念和其構(gòu)造,圖5和圖6中所展示的機(jī)床對應(yīng)于根據(jù)圖1的銑床。因 此,用相同參考數(shù)字來指示相同組件,且此處將不再次描述根據(jù)圖5、圖6的銑床以便避免 重復(fù)。對應(yīng)的條件適用于其功能部分本質(zhì)上對應(yīng)于圖3中所展示的組件的載體裝置。根據(jù)圖1和圖5的載體裝置之間的實質(zhì)差異在于以下事實在根據(jù)圖1的實施例 中,導(dǎo)軌30、31水平地在Y坐標(biāo)軸的方向上延伸,使得兩個支架沈、27在一個水平平面中移 動。與之相對照,在根據(jù)圖5、圖6的實施例中,兩個導(dǎo)軌57、58以例如10°到45°的銳角 傾斜角從前底部延伸到后頂部,如圖5A、圖5B中所展示。兩個導(dǎo)軌57、58安裝到與機(jī)座的 側(cè)壁相鄰的兩個側(cè)部基架陽、56。在每一導(dǎo)軌57、58上,可移動支架59、60或支架結(jié)構(gòu)的 側(cè)部部分,其中可將如在根據(jù)圖1的實施例中的線性電馬達(dá)或也可將其它合適的驅(qū)動總成 (例如,壓力流體缸、滾珠螺桿驅(qū)動裝置或類似物)用作支架驅(qū)動裝置。根據(jù)圖5A、圖5B的 支架裝置的托架25和旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動臺51的形成和支撐對應(yīng)于圖1-3中所展示的實施例的所 述形成和支撐。在兩個實施例中,托架25和工件臺51可從根據(jù)圖IA和圖5A的水平位置 連續(xù)地樞轉(zhuǎn)到根據(jù)圖IB和圖5B的垂直位置,即,僅分別通過兩個支架沈、27和59、60在水 平平面(圖1A、圖1B)中或在傾斜平面(圖5A、圖5B)中的平移行進(jìn)移動。圖6A到圖6D示意性地展示根據(jù)圖5的實施例的操作模式的四個階段-例如,對 應(yīng)于圖4A至圖4C。在載體裝置的操作狀態(tài)6A中,支架59和軸承33位于托架25中在載 體軌57的前部下端區(qū)處,且工件臺51采取水平位置。在操作狀態(tài)6B中,支架59、60和托 架25的軸承33、34已上移到導(dǎo)軌57、58的大致中心處,且托架25以及工件臺51處于成約 40°的傾斜角的傾斜位置中。在操作狀態(tài)6C中,支架33、34和托架軸承59、60已上移到導(dǎo) 軌57、58的后上端區(qū),借此托架25和因此還有工件臺51采取還展示在圖5B中的垂直位置。 當(dāng)支架59、60進(jìn)一步移動了少量時,托架25和工件臺51到達(dá)圖6D中所展示的倒翻位置, 在所述位置中(例如)可在工件中做出凹痕。在通過參看圖5和圖6描述的上述載體裝置中,結(jié)果為耦合/開始角度的增加且 執(zhí)行在傾斜導(dǎo)向器上的支架移動。因此,達(dá)成用于實現(xiàn)托架25和工件臺51的樞轉(zhuǎn)移動的 縮短的線性路徑,這意味著機(jī)器的碎屑產(chǎn)生增加。此外,可達(dá)成大致線性的移動過程和工件 臺的約-10°到+120°的增加的樞轉(zhuǎn)范圍。與已知實施例相比,上文詳細(xì)描述的載體裝置提供許多優(yōu)點。舉例來說,工件臺的 線性和樞轉(zhuǎn)移動的重疊導(dǎo)致對機(jī)器空間的特別良好的使用和在工件臺的垂直位置中的工作空間的僅少許限制。此外,通過測量系統(tǒng)與工具或工件載體之間的短的熱作用長度來達(dá) 成高的精確性。由于個體裝置的重量僅對機(jī)器幾何形狀有較小的影響,因此有可能歸因于 相對較少的移動質(zhì)量而達(dá)成高的幾何精確性和高的動態(tài)。在具有短杠桿臂的總共四個間隔 開的樞轉(zhuǎn)接合點上對稱地容納載體裝置允許實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的載體裝置的高的總體剛性。 一方面經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸承將橋狀托架特別運動耦合到可線性、水平或以傾斜方式移動的線性支 架且另一方面經(jīng)由曲柄狀的臂將橋狀托架特別運動耦合到固定的機(jī)械壁使得有可能通過 測量支架的行進(jìn)移動而實現(xiàn)工件臺的甚至為負(fù)的對準(zhǔn)角度而無任何問題。此外,用于實現(xiàn) (例如)由扭矩馬達(dá)或旋轉(zhuǎn)主軸驅(qū)動的轉(zhuǎn)動工件臺的旋轉(zhuǎn)軸線功能的不同技術(shù)系統(tǒng)的相對 較簡單的整合是一個優(yōu)點。可通過合適地選擇耦合部件的幾何形狀(例如,可旋轉(zhuǎn)地支撐在 兩個末端處的臂的長度和形狀,以及樞轉(zhuǎn)接合點的位置和距離)來優(yōu)化當(dāng)在旋轉(zhuǎn)軸線上處 置工具或工件載體時工作空間的限制。工件或工具載體和盒狀的托架25分別懸掛在四個“轉(zhuǎn)角點”的區(qū)中導(dǎo)致小的彎曲 和扭轉(zhuǎn)且因此甚至在高的動態(tài)負(fù)載下也導(dǎo)致高的剛性。由于托架和其關(guān)聯(lián)組件可設(shè)計成重 量輕的,因此導(dǎo)致相對較小的移動質(zhì)量和因此導(dǎo)致高的動態(tài)。有可能使用直接處置托板的 托板更換器,因為鉸接的臂可分別安置和鉸鏈接合在托架的后端處。代替圖1和圖2中所展示的轉(zhuǎn)動臺,也有可能在根據(jù)本發(fā)明的載體裝置中使用特 殊工具主軸,例如旋轉(zhuǎn)主軸,或如(例如)圖7中所展示的用于旋轉(zhuǎn)加工的夾緊裝置。圖7中所展示的載體裝置很大程度上對應(yīng)于圖2的實施例,且可用于分別在圖1 和圖6中所說明的機(jī)床中的一者中。在根據(jù)圖7的這個載體裝置中,與根據(jù)圖1、圖2的實 施例中的組件相同的組件用相同參考數(shù)字來指示。代替根據(jù)圖1、圖2的實施例的轉(zhuǎn)動臺 51,圖7中所展示的載體裝置具有安置在橋狀托架25的頂面上用于固定地固持工具或工件 的固持構(gòu)件62。如這種情況中所展示,固持構(gòu)件62被形成為具有支撐在托架25的頂面上 的缸體63的夾盤,其中三個夾盤爪64經(jīng)安置以便偏移120°的角度且在徑向上可移位。在 這個夾盤62中,可固定地夾住工件(未圖示)。夾盤62的缸體63可被旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動以對所夾 住的工件執(zhí)行旋轉(zhuǎn)加工操作,即,通過裝設(shè)在托架25中或整合在固持構(gòu)件62中的驅(qū)動馬達(dá) 以合適方式來驅(qū)動。除此之外,也有可能將例如車床鑿子的工具夾在夾盤62中且將要在分 別根據(jù)圖1和圖5的機(jī)床中加工的短的工件插入在其銑刀頭15、16中,使得可對這個工件 執(zhí)行旋轉(zhuǎn)加工操作??稍谳^小的機(jī)床上對較大的工件進(jìn)行加工的可能性為特別實用的優(yōu)點,這可意味 著降低的投資成本和較短的零件制造時間。此處,歸因于小的移動質(zhì)量,耦合運動學(xué)允許非 常高的運動動態(tài)。在根據(jù)本發(fā)明而開發(fā)的載體裝置中,可省略相同類型的臺結(jié)構(gòu)迄今為止 所需要的強(qiáng)力的樞轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。
權(quán)利要求
1.一種具有用于工件和工具的載體裝置的機(jī)床,其包括托架(25),其可繞著第一軸線(X)樞轉(zhuǎn)且容納于在機(jī)座(1)中被導(dǎo)引的支架(26、27)上,用于工件或工具的載體(51、62),其布置在所述托架(25)上,以及 驅(qū)動裝置(37、38),其用于所述支架在第二軸線(Y)上的移位, 所述機(jī)床的特征在于所述托架(25)除了被支撐在兩個支架(26、27)上之外還經(jīng)由曲柄狀的臂(43、44)鉸鏈 接合到固定的機(jī)器部分(2、3),使得布置在所述托架(25)上的所述載體(51 ;62)可通過所 述支架(26、27 )的線性移動和歸因于所述托架(25 )運動耦合到所述機(jī)器部分(2、3 )而樞轉(zhuǎn) 到各種操作位置中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床, 其特征在于形成為樞轉(zhuǎn)橋的所述托架(25)以其前端部分經(jīng)由兩個側(cè)部旋轉(zhuǎn)軸承(33、34 ;37,38) 而在兩個側(cè)部支架(26、27)中的方式受到支撐。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)床, 其特征在于所述兩個支架(26、27)經(jīng)由橫向支撐件而穩(wěn)固地連接到彼此,且形成尺寸穩(wěn)定的支架 結(jié)構(gòu)的部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的機(jī)床, 其特征在于所述曲柄狀的臂(43、44)的自由末端支撐在所述機(jī)座(1)的所述側(cè)壁(2、3)中的旋轉(zhuǎn) 軸承(45-48)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)床, 其特征在于所述曲柄狀的臂(43、44)具有彎曲形狀,且在其一個末端處具有面向內(nèi)的軸承襯套 (41,42)和在其另一個末端處具有面向外的軸承襯套(45、46)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5中任一權(quán)利要求所述的機(jī)床, 其特征在于所述曲柄狀的臂(43、44)在所述托架(25)中的軸承(39-42)與所述托架(25)在所述 支架(26、27)中的所述旋轉(zhuǎn)軸承(33、34 ; 37、38)相距預(yù)定距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)床, 其特征在于在所述托架(25)中所述曲柄狀的臂(43、44)在所述托架(25)中的所述軸承(39-42) 與所述托架(25)在所述支架(26、27)上的所述旋轉(zhuǎn)軸承(33、34;37、38)位于共同平面中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的機(jī)床, 其特征在于所述托架經(jīng)由單個鉸接支柱而以鉸接方式運動耦合到所述機(jī)座(1)的所述固定的機(jī)器 部分。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的機(jī)床,其特征在于所述支架結(jié)構(gòu)(26、27)可由馬達(dá)在安裝到所述機(jī)座(1)的所述側(cè)壁(2、3)和座前區(qū)段 (4)的側(cè)壁(20、21)的基架(55、56)上的導(dǎo)軌(30、31 ;57、58)上移位。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的機(jī)床, 其特征在于所述導(dǎo)軌(30、31)在水平平面中在Y坐標(biāo)軸的方向上延伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的機(jī)床, 其特征在于所述導(dǎo)軌以某方式延伸以便以銳角從前底部傾斜到后頂部。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的機(jī)床, 其特征在于固持構(gòu)件(62)設(shè)置于所述托架(25)上用于工件的轉(zhuǎn)動。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的機(jī)床, 其特征在于所述固持構(gòu)件(62)是以旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動的夾盤的方式來形成,工件或工具可夾到所述夾盤中。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的機(jī)床, 其特征在于設(shè)置至少一個線性電馬達(dá)(23、35 ;M、36)作為用于所述支架結(jié)構(gòu)(26、27 ;59、60)的所 述線性移動的驅(qū)動總成。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的機(jī)床, 其特征在于兩個同步的線性電馬達(dá)(23、35 ;24,36)以相同的傾斜角度相對地傾斜安置在所述機(jī) 座(1)的所述側(cè)壁(2、3)的內(nèi)表面上的有斜面的基架上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有用于工件或工具或工具主軸的載體裝置的機(jī)床,其包括托架(25),所述托架(25)可繞著第一軸線(X)從水平位置樞轉(zhuǎn)到垂直位置且可樞轉(zhuǎn)地容納于在機(jī)座中導(dǎo)引的兩個支架(26、27)上。用于工件或工具主軸的載體(51)布置在所述托架(25)上,且設(shè)有驅(qū)動裝置以使兩個支架(26、27)在固定于機(jī)器上的導(dǎo)軌上同步移位。根據(jù)本發(fā)明,所述托架(25)除了被支撐在兩個支架(26、27)上之外還經(jīng)由兩個曲柄狀的臂(43、44)鉸鏈接合到固定的機(jī)器部分(2、3)。
文檔編號B23Q1/54GK102056708SQ200980121211
公開日2011年5月11日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者烏多·圖爾曼 申請人:德克爾·馬霍澤巴赫有限責(zé)任公司