專利名稱：具有最優(yōu)定位的操作員站的機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)床，所述機(jī)床具有操作員站，所述操作員站允許操作員監(jiān)控作 業(yè)區(qū)域中的作業(yè)工具的操作，具有使得可接近作業(yè)區(qū)域和該機(jī)械的設(shè)備面板的通道門，且 被定位在與工具庫相同的機(jī)床側(cè)上。
背景技術(shù)：
盡管現(xiàn)代機(jī)床是計(jì)算機(jī)控制的，但仍需操作員對(duì)機(jī)械進(jìn)行編程，且操作員要經(jīng)常 監(jiān)控機(jī)械的操作以便確保其遵循預(yù)定的操作工序，且不會(huì)出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)失靈的情況。為了高效 地實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，操作員應(yīng)該能夠從操作員站觀察作業(yè)區(qū)域中的操作工具。此外，操作員還應(yīng) 該能夠看見工具庫中的工具，且能夠從操作員站監(jiān)控自動(dòng)工具調(diào)換機(jī)構(gòu)的操作以便監(jiān)視機(jī) 構(gòu)出現(xiàn)的任何故障，或者監(jiān)視由所述機(jī)構(gòu)返回工具庫的折斷的工具。此外，用于機(jī)械設(shè)備的 開關(guān)、閥和控制裝置應(yīng)該能夠從操作員站可看到且可接近。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床的透視圖；圖2是圖1所示機(jī)床的簡化視圖，圖中示出了處在作業(yè)區(qū)域中的作業(yè)工具；圖3是沿圖1的3-3截取的剖視圖，圖中示出了與工具庫和Y軸柱相關(guān)的操作員 站；圖4是部分剖切透視圖，圖中示出了 X軸機(jī)架構(gòu)件、托盤接收器的背面和X軸驅(qū)動(dòng) 件；圖5是圖1所示機(jī)床的左側(cè)的平面圖，圖中示出了從操作員站觀察的視線；和圖6是透視圖，圖中示出了通往操作員站的門和窗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明披露了一種具有控制面板的操作員站，所述操作員站被定位在機(jī)床的外側(cè) 上，且所述工具庫和自動(dòng)工具調(diào)換器系統(tǒng)被定位在機(jī)械的與操作員站相同的一側(cè)上。操作 員站的位置使得易于在視覺上接近(visual access to)處在工具庫中和處在工具調(diào)換器 中的備用位置處的工具。穿過Y軸柱前方的成一定角度的“隧道”窗使得可從操作員站對(duì)作 業(yè)區(qū)域進(jìn)行直接的視覺觀察。門使得可從操作員站接近機(jī)械的作業(yè)區(qū)域并接近剛好位于門 內(nèi)側(cè)處的設(shè)備面板，從而允許做好準(zhǔn)備的操作員能夠接近位于面板上的開關(guān)、閥、充注點(diǎn)、 過濾器和測(cè)量儀器。位于機(jī)械防護(hù)裝置上位于與操作員站接近的位置處的出入口(access hatch)使得可接近工具庫以便手動(dòng)地更換工具。這種布置通過將工具裝載的接近處保持在 盡可能接近操作員的位置處而改善了機(jī)械的人機(jī)工程學(xué)。
具體實(shí)施例方式圖1示出了總體上由附圖標(biāo)記10表示的機(jī)床。該機(jī)床被標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)裝置12圍繞，且操作員站14被定位在防護(hù)裝置外側(cè)。機(jī)床接收來自托盤操縱器17的托盤支承板16的 托盤15，所述托盤操縱器可被定位在與防護(hù)裝置中的托盤進(jìn)入開口(access opening) 18 相鄰的位置處。托盤15從托盤操縱器17被傳遞至托盤接收器19，所述托盤接收器是該機(jī) 械的一部分。托盤接收器19隨后被驅(qū)動(dòng)而到達(dá)位于主軸和作業(yè)工具前方的該機(jī)械的作業(yè) 區(qū)域。在正常操作過程中，工件16將被夾持到如圖2所示的托盤15上。操作員觀察站14被定位以便允許操作員從操作員站觀察工具庫21和處在防護(hù)裝 置內(nèi)部的自動(dòng)工具調(diào)換機(jī)構(gòu)22。從操作員站觀察，工具庫21和工具調(diào)換機(jī)構(gòu)22被定位在 剛好位于防護(hù)裝置內(nèi)側(cè)的位置處，且被定位在Y軸柱的與操作員站14相同的側(cè)部上以便通 過將工具調(diào)換機(jī)構(gòu)保持在盡可能接近操作員的位置處而改善系統(tǒng)的人機(jī)工程學(xué)。自動(dòng)工具 調(diào)換器22包括雙手式(two-handed)行進(jìn)工具調(diào)換器臂部23，所述臂部被安裝在引軌M 上。臂部23的第一端25從工具庫21中移除第一工具并從與工具庫相鄰的位置移至與主 軸頭相鄰的位置。臂部的第二端隨后從主軸頭上移除第二工具并使用該臂部的第一端以所 屬領(lǐng)域眾所周知的方式將第一工具放置在主軸頭中。操作員站14包括標(biāo)準(zhǔn)控制面板27，由 此使得操作員可對(duì)機(jī)械10進(jìn)行編程和操作。圖2示出了機(jī)床的X軸元件、Y軸元件和Z軸元件。帶有工件16的托盤15被定位 在主軸或多軸頭30的前方且這使得形成了作業(yè)區(qū)域，所述主軸或多軸頭承載著作業(yè)工具 31。Y軸柱32是固定且分叉的。如圖2且如圖3所示，Y軸柱32承載著可垂直移動(dòng)的鞍座 33，所述鞍座被安裝在垂直線性導(dǎo)引件或滑道34上，如圖3最佳示出地那樣。伺服馬達(dá)36 被安裝在Y軸柱32的每一側(cè)上，且每個(gè)伺服馬達(dá)36都被聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)螺釘37。驅(qū)動(dòng)螺釘37 與位于鞍座33的相對(duì)側(cè)上的驅(qū)動(dòng)螺母38接合，且伺服馬達(dá)36被用來使鞍座升高和降低至 所需垂直位置?？纱怪币苿?dòng)的鞍座33承載著Z軸滑動(dòng)件40。Z軸驅(qū)動(dòng)組件41包括伺服馬達(dá)42 和驅(qū)動(dòng)螺釘43，所述伺服馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)螺釘被安裝在該Z軸鞍座上。Z軸驅(qū)動(dòng)組件41可被選 擇性地控制以便沿Z軸將Z軸滑動(dòng)件40和作業(yè)工具31定位在所需位置處。X軸機(jī)架構(gòu)件44支承著X軸壁部49，如圖4最佳地示出地那樣。多條X軸軌道45 被安裝在X軸壁部49上。托盤接收器19被安裝在X軸軌道45上以便沿X軸進(jìn)行水平移 動(dòng)。圖中假想示出的一個(gè)或多個(gè)X軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)46被安裝在X軸壁部49上以便驅(qū)動(dòng)托盤接 收器沿X軸軌道來回移動(dòng)。X軸機(jī)架構(gòu)件44分別通過上部管狀機(jī)架構(gòu)件47和下部管狀機(jī) 架構(gòu)件48被聯(lián)接至Y軸柱32。圖3更為詳細(xì)地示出了該機(jī)械的某些元件。導(dǎo)引鞍座33進(jìn)行垂直移動(dòng)的兩條Y 軸滑道34被定位在分叉的Y軸柱32上而位于鞍座的任一側(cè)上。兩個(gè)Y軸柔性纜線導(dǎo)引件 50被設(shè)置以便將電力纜線和液壓纜線以及類似裝置從Y軸柱32的固定部分承載至可移動(dòng) 的鞍座33。Z軸柔性纜線導(dǎo)引件51被設(shè)置以便將電力纜線和液壓纜線從鞍座33承載至Z 軸滑動(dòng)件40。圖3示出了 X軸軌道45，所述軌道從機(jī)械的一側(cè)延伸至另一側(cè)以便支承托盤 接收器19且以便將工件定位在作業(yè)工具前方。托盤接收器19在Y軸柱前方并居中。同樣 如圖3所示，工具庫21被安裝在Y軸柱32與操作員站14之間以使得從操作員站既可以視 覺方式接近工具庫也可以物理方式接近工具庫。圖4是機(jī)床背面的透視圖，圖中示出了支承著X軸壁部49的X軸機(jī)架構(gòu)件44和 Μ。X軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)46被安裝在X軸壁部49上，且X軸軌道45被安裝在X軸壁部上。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的輸出軸設(shè)有小齒輪56。小齒輪56與位于托盤接收器19的后表面58上的細(xì)長齒條 57接合。托盤接收器19可被X軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)46驅(qū)動(dòng)而前后移動(dòng)穿過X軸軌道45。在如圖 所示的實(shí)施例中，使用了兩個(gè)X軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)46，但其它驅(qū)動(dòng)構(gòu)型也是可能的。圖5是圖1所示機(jī)床的左側(cè)的平面圖，圖中示出了操作員站14和從操作員站朝向 機(jī)床的各個(gè)部分的視線。第一條視線沿著作業(yè)工具31的方向從操作員站穿過機(jī)加工觀察 窗61。如圖2所示的將X軸機(jī)架構(gòu)件44聯(lián)接至Y軸柱32的上部管狀機(jī)架構(gòu)件47與下部 管狀機(jī)架構(gòu)件48之間的間隔使得可在視覺上進(jìn)行接近，從而使得操作員能看到作業(yè)區(qū)域 中的作業(yè)工具31。第二條視線穿過上頭的工具調(diào)換器窗62，該視線使得當(dāng)自動(dòng)工具調(diào)換器 與工具庫21相鄰時(shí)，操作員可看到該自動(dòng)工具調(diào)換器22。第三條視線穿過設(shè)備通道門64 中的設(shè)備窗63，如圖6最佳示出地那樣，該視線使得操作員可看到設(shè)備面板66。第四條視 線穿過工具觀察窗67，該視線使得操作員可看到工具庫21中的工具70。處在操作員左邊 的作業(yè)區(qū)域通道門68提供了穿過防護(hù)裝置12的通路且使得操作員可進(jìn)入作業(yè)區(qū)域。該作 業(yè)區(qū)域通道門將通常設(shè)有互鎖裝置，從而使得當(dāng)機(jī)械處于運(yùn)行過程中時(shí)，該門將不會(huì)打開。圖6示出了移除了控制面板27的操作員站，以便更好地示出通往操作員站的門和 窗。工具觀察窗67允許操作員對(duì)工具庫中的工具進(jìn)行視覺檢查。工具調(diào)換器窗62允許 操作員對(duì)工具調(diào)換器機(jī)構(gòu)22相對(duì)于工具庫移除并更換工具時(shí)的操作進(jìn)行監(jiān)控。機(jī)加工觀 察窗61使得操作員可對(duì)機(jī)械處于運(yùn)行過程中時(shí)的工件和作業(yè)工具進(jìn)行觀察。作業(yè)區(qū)域通 道門68從操作員站通往機(jī)械內(nèi)部以便允許操作員接近作業(yè)區(qū)域從而檢查工件16或主軸頭 30。作業(yè)區(qū)域通道門68中的窗71提供了對(duì)X軸軌道45和托盤接收器19的視覺觀察，即 使當(dāng)門68被關(guān)閉時(shí)仍是如此。位于操作員前方的設(shè)備通道門64使得操作員可進(jìn)入機(jī)械以便對(duì)設(shè)備面板66進(jìn)行 維護(hù)。大多數(shù)的機(jī)械設(shè)備，如開關(guān)、閥、充注點(diǎn)、過濾器和測(cè)量儀器以及類似設(shè)備位于設(shè)備面 板上，從而使易于從操作員站14處的操作員的正常位置處接近所述設(shè)備，因此促進(jìn)了保護(hù) 性維護(hù)和對(duì)緊急故障的早期診斷，以至于它們不會(huì)中斷機(jī)械的操作。當(dāng)設(shè)備通道門64被關(guān) 閉時(shí)，可通過門中的設(shè)備窗63看到設(shè)備面板。圖6還示出了工具出入口 72，所述工具出入口使得可接近防護(hù)裝置12的內(nèi)部從而 允許操作員手動(dòng)移除并更換工具庫中折斷的或磨損的工具。工具出入口 72適宜地位于與 操作員站14鄰近的位置處。上面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，多種變化和變型對(duì)于所屬領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易 見的，這些變型和變化被認(rèn)為落入由所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)床，所述機(jī)床具有大體上垂直的移動(dòng)軸X軸、Y軸和Z軸，且所述機(jī)床具有包 含作業(yè)工具的作業(yè)區(qū)域，所述機(jī)床包括Y軸柱；被安裝在所述Y軸柱的側(cè)部上的工具庫；用于所述工具庫中的所述工具的自動(dòng)工具調(diào)換器；圍繞著所述機(jī)床的所述X軸、Y軸和Z軸、所述Y軸柱、所述工具庫和所述自動(dòng)工具調(diào) 換器的防護(hù)裝置；用于所述機(jī)床的操作員站，所述操作員站包括用于所述機(jī)床且位于所述防護(hù)裝置的外 側(cè)上且被定位在所述機(jī)床的與所述工具庫和所述自動(dòng)工具調(diào)換器相同的側(cè)部上的控制面 板，從而使得所述工具庫和所述工具調(diào)換器位于所述操作員站與所述作業(yè)區(qū)域之間，由此 使得操作員可在視覺上從所述操作員站接近所述工具庫和所述自動(dòng)工具調(diào)換器；位于所述操作員站處的處在所述防護(hù)裝置中的機(jī)加工觀察窗；和從所述操作員站穿過所述機(jī)加工觀察窗而到達(dá)所述作業(yè)工具的第一視線，由此使得所 述操作員可在視覺上從所述操作員站接近所述作業(yè)工具。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床，其中所述控制面板可用于使得所述操作員能夠?qū)λ鰴C(jī)床進(jìn)行編程和操作；和從所述操作員站穿過所述機(jī)加工觀察窗而到達(dá)所述作業(yè)工具的第一視線，由此使得所 述操作員可在視覺上從所述操作員站接近所述作業(yè)工具。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床，其中所述作業(yè)區(qū)域位于所述Y軸柱的正面處且被定位 在所述Y軸柱與所述機(jī)床的X軸之間，且所述第一視線在所述Y軸柱前方穿過。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床，進(jìn)一步包括從所述操作員站穿過處在所述防護(hù)裝置中的工具調(diào)換器窗的視線，所述視線使得當(dāng)所 述自動(dòng)工具調(diào)換器與所述工具庫相鄰時(shí)，可在視覺上從所述操作員站接近所述自動(dòng)工具調(diào) 換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床，進(jìn)一步包括用于所述機(jī)床的被定位在所述防護(hù)裝置內(nèi)部的設(shè)備面板，所述設(shè)備面板包含用于所述 機(jī)床的開關(guān)、閥、充注點(diǎn)、過濾器和測(cè)量儀器；和，位于所述操作員站處的處在所述防護(hù)裝置中的通道門，所述通道門使得可從所述操作 員站接近所述設(shè)備面板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)床，進(jìn)一步包括處在所述設(shè)備通道門中的設(shè)備窗；和穿過處在所述設(shè)備通道門中的所述設(shè)備窗的視線，所述視線使得可在視覺上從所述操 作員站接近所述設(shè)備面板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)床，進(jìn)一步包括位于所述操作員站處的處在所述防護(hù)裝置中的工具觀察窗和穿過所述工具觀察窗的 另一條視線，所述另一條視線使得可在視覺上從所述操作員站接近處在所述工具庫中的所 述工具。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床，進(jìn)一步包括處在所述防護(hù)裝置中使得可從所述操作員站接近所述機(jī)床內(nèi)部的作業(yè)區(qū)域通道門，所述作業(yè)區(qū)域通道門使得可接近所述機(jī)床的所述作業(yè)區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床，進(jìn)一步包括位于與所述操作員站鄰近的位置處的處于所述防護(hù)裝置中的工具出入口，所述工具出 入口使得可接近所述工具庫以便手動(dòng)地移除和更換所述工具庫中的工具。
全文摘要
一種操作員站被定位在機(jī)床的外側(cè)上，而位于該機(jī)械的與工具庫和自動(dòng)工具調(diào)換器相同的一側(cè)上，以便通過將工具裝載的接近處保持在盡可能接近操作員的位置處從而改善了機(jī)械的人機(jī)工程學(xué)。該位置還使得可易于在視覺上接近處在工具庫中和處在工具調(diào)換器中的備用位置處的工具。穿過工具庫和Y軸柱前方的成一定角度的“隧道”窗使得可從操作員站對(duì)機(jī)床的作業(yè)區(qū)域進(jìn)行直接的視覺觀察。位于機(jī)械的側(cè)部上的門使得可從操作員站接近剛好位于門內(nèi)側(cè)處的設(shè)備面板，從而允許做好準(zhǔn)備的操作員能夠接近位于面板上的開關(guān)、閥、充注點(diǎn)、過濾器和測(cè)量儀器。
文檔編號(hào)B23Q5/00GK102056709SQ200980121343
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日
發(fā)明者P·L·米施勒, R·S·馮莫爾 申請(qǐng)人:辛辛那提機(jī)器有限責(zé)任公司