夾緊裝置、整體系統(tǒng)及機(jī)械夾緊或松開被夾緊物體的方法
【專利摘要】本申請公開了一種夾緊裝置，具有可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的心軸，夾緊器具布置在心軸上用于機(jī)械夾緊被夾緊物體，夾緊器具包括旋轉(zhuǎn)體，通過執(zhí)行旋轉(zhuǎn)體相對于心軸的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，旋轉(zhuǎn)體允許被夾緊物體夾緊或松開，旋轉(zhuǎn)體有齒輪齒，夾緊裝置包括驅(qū)動齒輪，設(shè)有設(shè)計(jì)為與旋轉(zhuǎn)體的齒輪齒互補(bǔ)的齒輪齒，其中，驅(qū)動齒輪定位成與旋轉(zhuǎn)體接合，夾緊裝置包括用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該驅(qū)動齒輪的驅(qū)動器，旋轉(zhuǎn)體的齒輪齒設(shè)計(jì)成與驅(qū)動齒輪的齒輪齒一起提供側(cè)面游隙，使得驅(qū)動齒輪能相對于旋轉(zhuǎn)體采取中性角位置，其中，驅(qū)動齒輪的齒輪齒的前部或后部齒側(cè)面都不與旋轉(zhuǎn)體的齒輪齒的相應(yīng)齒側(cè)面接觸。本申請還公開了包括夾緊裝置的整體系統(tǒng)和通過夾緊裝置來機(jī)械夾緊或松開被夾緊物體的方法。
【專利說明】夾緊裝置、整體系統(tǒng)及機(jī)械夾緊或松開被夾緊物體的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于在裝料(charging)裝置中夾緊工具或工件的裝置，例如作為機(jī)床或測量機(jī)器的一部分，本發(fā)明還涉及一種用于操作相應(yīng)夾緊裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)有多種機(jī)械加工方法來用于制造精確的部件，其中，工件夾緊在機(jī)床的夾緊裝置中。在夾緊過程中，一方面，重要的是工件足夠牢固地保持在夾緊裝置中，以使它不管產(chǎn)生的機(jī)械加工力如何都不會脫開或移動。另一方面，重要的是知道工件在夾緊裝置中(因此也在機(jī)器中)的精確夾緊位置。因此能夠參考機(jī)器的坐標(biāo)系來制造，這對于機(jī)械加工的精度很重要。
[0003]物體必須被夾緊為使得它在絕對沒有游隙的情況下在正確的位置和固定就位地抵抗機(jī)械加工力，或者當(dāng)為測量機(jī)器時能夠高精度地被掃描。
[0004]夾緊有時非常費(fèi)時間和工作強(qiáng)度大，且迄今為止一部分步驟人工執(zhí)行。在較大部件的情況下，由于固有的重量或尺寸，其人工處理可能更困難。還有，在較大零件數(shù)(例如批量生產(chǎn))的情況下，人工處理可能并不利。因此，有時需要使得工具、工件、測量物體和其它物體的夾緊自動化。不過，在這樣自動化的情況下，除了在以上測量裝置外，用于自動夾緊的夾緊裝置不能對測量精度有任何不利影響。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種夾具或夾緊裝置，它能夠自動夾緊物體，其中，夾具或夾緊裝置對整個系統(tǒng)(機(jī)床、測量機(jī)器或者試驗(yàn)臺)的精度沒有任何不利影響。
[0006]相應(yīng)的方案也減少了處理工作，迄今為止該處理工作必須由操作人員來施加。
[0007]該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的裝置和根據(jù)權(quán)利要求12的方法來實(shí)現(xiàn)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的裝置的優(yōu)選實(shí)施例形成了權(quán)利要求2至9的主題。相應(yīng)裝備的整個系統(tǒng)能夠由權(quán)利要求10和11得出。根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施例形成權(quán)利要求12至16的主題。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，使用一種夾緊裝置，該夾緊裝置布置在可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的心軸上，用于機(jī)械夾緊被夾緊物體的夾緊器具布置在該心軸上。夾緊器具包括旋轉(zhuǎn)體，通過執(zhí)行旋轉(zhuǎn)體相對于心軸的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，該旋轉(zhuǎn)體允許被夾緊物體進(jìn)行夾緊或松開。夾緊裝置的特征在于，旋轉(zhuǎn)體有齒輪齒，且夾緊裝置另外有驅(qū)動齒輪，該驅(qū)動齒輪設(shè)有齒輪齒，該齒輪齒設(shè)計(jì)為與旋轉(zhuǎn)體的齒輪齒互補(bǔ)。驅(qū)動齒輪定位成與旋轉(zhuǎn)體接合。另外，夾緊裝置包括用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該驅(qū)動齒輪的驅(qū)動器。旋轉(zhuǎn)體的齒輪齒設(shè)計(jì)成與驅(qū)動齒輪的齒輪齒一起設(shè)置側(cè)面游隙，使得驅(qū)動齒輪能夠相對于旋轉(zhuǎn)體采取中性角位置，其中，驅(qū)動齒輪的齒輪齒的前部或后部齒側(cè)面都不與旋轉(zhuǎn)體的齒輪齒的相應(yīng)齒側(cè)面接觸。
[0010]在全部實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)體優(yōu)選是設(shè)計(jì)為車床夾具的夾緊器具的部件。
[0011]驅(qū)動齒輪優(yōu)選是可通過控制器由于驅(qū)動器而運(yùn)動至中性角位置。優(yōu)選是，在旋轉(zhuǎn)體和驅(qū)動齒輪的區(qū)域中的角度測量傳感器用于該目的，它們通過電路而與控制器連接。
[0012]控制器優(yōu)選是設(shè)計(jì)成用于確定(監(jiān)測)驅(qū)動齒輪的驅(qū)動器的功率消耗，以便能夠在夾緊過程中由驅(qū)動器的功率消耗來確定成功夾緊和/或獲得預(yù)定的夾緊力。當(dāng)控制器已經(jīng)確認(rèn)成功夾緊和/或獲得夾緊力時，在隨后步驟中，旋轉(zhuǎn)體通過控制器而相對于驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)變至中性位置，并保持在該位置。
[0013]優(yōu)選是，一旦控制器確認(rèn)成功夾緊和/或獲得夾緊力，控制器就中斷驅(qū)動器的供電，以便使旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)變到相對于驅(qū)動齒輪的中性位置。
[0014]根據(jù)重量、材料、長度/直徑比率、夾緊深度和其它條件，夾緊力必須設(shè)置為較高或較低。夾緊力能夠相應(yīng)變化，其中，相應(yīng)規(guī)范定制給控制器。
[0015]本發(fā)明的用途特別適用于測量或測試機(jī)器中，因?yàn)橛捎诹阄恢枚軌蛳?qū)動齒輪的驅(qū)動對測量或測試可能的影響。
[0016]不過，當(dāng)本發(fā)明設(shè)計(jì)成用于高精度(精細(xì))機(jī)械加工工件時或例如整修工具時，本發(fā)明也可以用于機(jī)床中。在這里，驅(qū)動齒輪對機(jī)械加工的影響也可能產(chǎn)生干涉。因此，在全部實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)體也優(yōu)選是相對于驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)變成中性位置。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，由于故意預(yù)先限定側(cè)面游隙，能夠補(bǔ)償齒輪齒的不精確(分度/真實(shí)運(yùn)轉(zhuǎn))。換句話說，這意味著由驅(qū)動齒輪和旋轉(zhuǎn)體組成的齒輪傳動裝置不必設(shè)計(jì)成特別精確。
[0018]本發(fā)明的還一優(yōu)點(diǎn)是夾緊裝置或者它的部件能夠以相對無問題的方式來更換。
[0019]不過，本發(fā)明最重要的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)保持中性角位置時，(輔助)驅(qū)動器和驅(qū)動齒輪不會對;軸軸線的運(yùn)轉(zhuǎn)性能有任何干預(yù)影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]下面將參考附圖更詳細(xì)地介紹本發(fā)明的示例實(shí)施例。
[0021]圖1A表示了整個系統(tǒng)(這里為測量機(jī)器)的示意側(cè)視圖，該系統(tǒng)裝備有本發(fā)明的夾緊裝置；
[0022]圖1B表示了根據(jù)圖1A的、整個系統(tǒng)的一部分的示意俯視圖；
[0023]圖2A表示了驅(qū)動齒輪的齒隙和旋轉(zhuǎn)體的齒的示意俯視圖，其中有在一側(cè)接觸的側(cè)面；
[0024]圖2B表示了根據(jù)圖2A的、驅(qū)動齒輪的齒隙和旋轉(zhuǎn)體的齒的示意俯視圖，其中，驅(qū)動齒輪相對于旋轉(zhuǎn)體處于中性角位置。
【具體實(shí)施方式】
[0025]術(shù)語將結(jié)合本發(fā)明使用，該術(shù)語也用于相關(guān)申請和專利中。不過應(yīng)當(dāng)知道，這些術(shù)語的使用只是用于更好地理解。本發(fā)明的思想和專利權(quán)利要求的保護(hù)范圍并不在它們的解釋中由術(shù)語的特殊選擇來限制。本發(fā)明可以很容易地轉(zhuǎn)變成其它術(shù)語系統(tǒng)和/或【技術(shù)領(lǐng)域】。術(shù)語將因此應(yīng)用于其它【技術(shù)領(lǐng)域】中。
[0026]在介紹本發(fā)明的特殊實(shí)施例之前將定義基本術(shù)語(在它們并不是不解自明的情況下)。
[0027]整個系統(tǒng)100的一部分在這里表示為裝置10。整個系統(tǒng)100例如能夠是機(jī)床、測量機(jī)器或者試驗(yàn)臺。下文中將基于測量機(jī)器100來介紹本發(fā)明，因?yàn)楸景l(fā)明的用途在這里特別有利。
[0028]可編程的、基于計(jì)算機(jī)的控制器被理解為“CNC”控制器50。控制任務(wù)直接由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(通常為微計(jì)算機(jī))來執(zhí)行。為此，(CNC)控制器50處理NC程序，該NC程序包括一系列的指令。因此在所有實(shí)施例中，整個系統(tǒng)100的軸或該軸的驅(qū)動器設(shè)計(jì)為能夠被控制或調(diào)節(jié)。
[0029]在所有實(shí)施例中，該(CNC)控制器50優(yōu)選是多軸控制器，除了控制和調(diào)節(jié)整個系統(tǒng)100的軸，該多軸控制器另外也控制和調(diào)節(jié)(輔助)驅(qū)動器23。
[0030]術(shù)語夾緊器具14用于說明能夠夾緊或夾持被夾緊物體30的任何類型機(jī)械裝置。術(shù)語夾緊器具14不僅包括使用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來操作的這種夾緊器具14，還包括通過旋轉(zhuǎn)來觸發(fā)運(yùn)動或引起平移(該運(yùn)動或平移使得夾緊該被夾緊物體30)的夾緊器具14。夾緊器具14用于使得被夾緊物體30在心軸12上正確和精確地固定就位。術(shù)語夾緊器具14例如包括(鉆頭)夾具，如由鉆孔機(jī)可知。不過，它也包括(爪)夾緊器具14，其中，夾緊爪14.1、14.2、
14.3徑向向內(nèi)或向外運(yùn)動，以便有力地夾緊該被夾緊物體30。下文中將根據(jù)示例實(shí)施例來介紹本發(fā)明，在示例實(shí)施例中，夾緊爪14.1、14.2、14.3用作夾緊器具14，如圖1B中所示。圖1A表示夾緊爪14.1、14.2、14.3接合在被夾緊物體30 (這里是有外部齒的圓柱體輪)的中心孔31中，并夾持該被夾緊物體30，其中，夾緊爪14.1、14.2、14.3徑向向外運(yùn)動。
[0031]術(shù)語被夾緊物體30將廣泛地選擇，因?yàn)楸景l(fā)明能夠用于夾緊或夾持多種不同物體(本體)30。術(shù)語被夾緊物體30特別包括工具、工件和被測量的物體(測試對象)。
[0032]下面將根據(jù)圖1A和IB介紹特別優(yōu)選的夾緊裝置10的細(xì)節(jié)。這里，夾緊裝置10是測量機(jī)器100的一部分，該測量機(jī)器包括機(jī)器臺板11和塔狀測量結(jié)構(gòu)18。心軸軸線Al垂直于頂側(cè)01平面的心軸12布`置在機(jī)器臺板11的頂側(cè)01上。這里，心軸軸線Al用作轉(zhuǎn)臺測量軸線。心軸驅(qū)動器17能夠設(shè)置在測量機(jī)器100的內(nèi)部，該心軸驅(qū)動器17與心軸軸線Al連接，從而心軸驅(qū)動器17的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動使得心軸12旋轉(zhuǎn)。繞心軸軸線Al的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以ω?表示。通過電路而與(CNC)控制器50連接的角度測量傳感器15能夠設(shè)置在心軸驅(qū)動器17上。在角度測量傳感器15和(CNC)控制器50之間的電路連接以參考標(biāo)號Si表示。
[0033]心軸12能夠包括可選的適配器13，如圖1A中所示。在所示示例中，夾緊裝置10通過可選的適配器13而與心軸12連接。不過，它也能夠直接與心軸12連接。夾緊裝置
10、可選的適配器13和心軸12布置成與心軸軸線Al同軸，并當(dāng)(CNC)控制器50利用電流來驅(qū)動心軸驅(qū)動器17時一致地環(huán)繞它旋轉(zhuǎn)。
[0034]旋轉(zhuǎn)體21布置在心軸12區(qū)域中，在全部實(shí)施例中，該旋轉(zhuǎn)體21優(yōu)選是具有環(huán)形狀，具有外部齒輪齒。更通常地說，旋轉(zhuǎn)體21設(shè)有(外部或內(nèi)部)齒輪齒。通過執(zhí)行旋轉(zhuǎn)體21相對于心軸12的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，被夾緊物體30能夠被夾緊(或夾持)或松開(或脫開)。機(jī)械元件的這種操作過程和相互作用實(shí)踐中為公知，因此這里將并不更詳細(xì)解釋。
[0035]驅(qū)動齒輪22布置在心軸12的周圍，以使得它與旋轉(zhuǎn)體21的齒輪接合。即，驅(qū)動齒輪22的至少一個齒輪齒總是處于旋轉(zhuǎn)體21的齒輪齒的齒隙中，如圖2Α和2Β中所示。
[0036]如前所述，旋轉(zhuǎn)體21具有在外邊或內(nèi)部的齒輪齒。另外，夾緊裝置10包括所述驅(qū)動齒輪22，該驅(qū)動齒輪22設(shè)有外部或內(nèi)部齒。驅(qū)動輪22的齒輪齒設(shè)計(jì)為與旋轉(zhuǎn)體21的齒輪齒互補(bǔ)。驅(qū)動齒輪22 (在正常情況下)定位成與旋轉(zhuǎn)體21接合，即齒相互接合，或者更準(zhǔn)確地說，一組齒輪齒接合在設(shè)計(jì)為互補(bǔ)的齒輪齒的齒隙中。
[0037]而且，夾緊裝置10包括可CNC控制的(輔助)驅(qū)動器23，用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該驅(qū)動齒輪22。重要的只是旋轉(zhuǎn)體21的齒輪齒與驅(qū)動齒輪22的齒輪齒一起設(shè)計(jì)成設(shè)有側(cè)面游隙F(其中，F(xiàn)=F1+F2 ;見圖2B)，使得驅(qū)動齒輪22能夠相對于旋轉(zhuǎn)體21采取中性角位置。該中性角位置能夠在圖2B中可見。在該中性角位置中，驅(qū)動齒輪22的齒輪齒的前部或后部齒側(cè)面24、25都不與旋轉(zhuǎn)體21的齒輪齒的相應(yīng)齒側(cè)面26、27接觸。即，在中性角位置中，旋轉(zhuǎn)體21和驅(qū)動齒輪22并不接觸。
[0038]在夾緊裝置14的打開和/或關(guān)閉的過程中，旋轉(zhuǎn)體21必須執(zhí)行相對于心軸12繞心軸軸線Al的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。心軸12固定(制動)且旋轉(zhuǎn)體21旋轉(zhuǎn)，或者旋轉(zhuǎn)體21固定(制動)且心軸12旋轉(zhuǎn)。在后一種情況下，被夾緊物體30 (例如工件)將與心軸12共同旋轉(zhuǎn)，這可能不利于自動裝載或人工裝載。
[0039]下面將介紹心軸12固定(制動)且旋轉(zhuǎn)體21旋轉(zhuǎn)的實(shí)施例。為了能夠使得旋轉(zhuǎn)體21旋轉(zhuǎn)，夾緊裝置10包括(輔助)驅(qū)動器23，該(輔助)驅(qū)動器23在所有實(shí)施例中設(shè)計(jì)成用于驅(qū)動齒輪22的CNC控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。圖1A表示了該驅(qū)動器23能夠例如固定在機(jī)器臺板11上。驅(qū)動器23建立(輔助)軸線A2，該(輔助)軸線A2基本平行于心軸軸線Al延伸。
[0040]通過電路而與(CNC)控制器50連接的角度測量傳感器16能夠設(shè)置在驅(qū)動器23上。在角度測量傳感器16和(CNC)控制器50之間的電路連接以參考標(biāo)號s2表示。
[0041]下面將介紹整個系統(tǒng)100 (這里是測量機(jī)器100)的其它示例細(xì)節(jié)。載有測量傳感器27 (這里是追蹤器銷)的測量軸26能夠設(shè)置在如前所述的測量結(jié)構(gòu)18上。
[0042]測量機(jī)器100能夠包括多個CNC控制軸驅(qū)動器，該CNC控制軸驅(qū)動器由(CNC)控制器50驅(qū)動。相應(yīng)的驅(qū)動器和控制連接未示出。圖1A只表示了用于控制驅(qū)動器23的控制連接s3和用于控制驅(qū)動器17的控制連接s4，因?yàn)楸景l(fā)明基本只涉及繞軸線Al和(輔助)軸線A2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的正確相互作用。
[0043]這樣的測量機(jī)器100能夠包括例如X驅(qū)動器，該X驅(qū)動器使得測量結(jié)構(gòu)18能夠由(CNC)控制器50控制地沿X方向運(yùn)動(例如見圖1B)。Y驅(qū)動器使得測量軸26能夠運(yùn)動離開測量結(jié)構(gòu)18或者退回。這種運(yùn)動也由(CNC)控制器50控制。CNC控制Z驅(qū)動器使得測量軸26能夠沿測量結(jié)構(gòu)18向上或向下運(yùn)動。夾具操作方向變化或者被夾緊物體30的取出和布置的方向在圖1A中由表示為W的雙箭頭表示。
[0044]心軸12繞心軸軸線Al的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以ω I表示，驅(qū)動齒輪22繞(輔助)軸線Α2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以ω 2表示。驅(qū)動器23的CNC控制驅(qū)動能夠通過電路連接s3來執(zhí)行，如圖1A中所示。驅(qū)動器17的CNC控制驅(qū)動能夠通過電路連接s4來執(zhí)行，如圖1A中所示。
[0045]下面將根據(jù)圖1A、IB或2A來解釋本發(fā)明的示例步驟，這些示例步驟在被夾緊物體20布置(引入)之后進(jìn)行。執(zhí)行驅(qū)動齒輪22的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(該驅(qū)動齒輪22與心軸12的旋轉(zhuǎn)體21接合)，同時心軸12固定(制動),或者執(zhí)行心軸12的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，同時旋轉(zhuǎn)體(該旋轉(zhuǎn)體與驅(qū)動齒輪22接合)由驅(qū)動齒輪22固定。因此，在旋轉(zhuǎn)體21和心軸12之間產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。在所有實(shí)施例中，夾緊器具14通過這種相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而運(yùn)動，使得它們夾緊或松開被夾緊物體30。在圖1B中，夾緊器具14(這里成三個可徑向運(yùn)動地安裝的夾緊爪14.1、
14.2,14.3的形式)的運(yùn)動由靠近夾緊爪14.1,14.2,14.3布置的三個雙箭頭表示。
[0046]例如，當(dāng)在圖1B中的驅(qū)動齒輪22進(jìn)行逆時針角運(yùn)動ω 2時，旋轉(zhuǎn)體21通過驅(qū)動齒輪22而順時針旋轉(zhuǎn)，如ω I所示。這種情況在圖2Α中示意表示。驅(qū)動齒輪22的前部齒側(cè)面24與旋轉(zhuǎn)體21的側(cè)面26接觸，并將驅(qū)動力矩傳遞給旋轉(zhuǎn)體21。在圖2Α所示的時刻，心軸12和夾緊爪14.1,14.2,14.3以及被夾緊物體30并不旋轉(zhuǎn)，因?yàn)樗鼈冇芍苿友b置(例如通過在制動模式下操作的驅(qū)動器17)來保持。驅(qū)動力矩從驅(qū)動齒輪22傳遞給旋轉(zhuǎn)體21(需要時有升高或降低的傳遞)，并使得夾緊器具14打開或關(guān)閉。
[0047]例如，當(dāng)要使用測量傳感器27來測量被夾緊物體30的形態(tài)時，當(dāng)該被夾緊物體30夾緊在夾緊裝置10中時，被夾緊物體30通過(CNC)控制器50而繞心軸軸線Al以控制方式旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，旋轉(zhuǎn)體21將與驅(qū)動齒輪22相互作用，且驅(qū)動齒輪22和驅(qū)動器23也將不得不旋轉(zhuǎn)，即使驅(qū)動器斷開。這將導(dǎo)致不希望的測量不準(zhǔn)確，該測量不準(zhǔn)確可能由于心軸12的運(yùn)轉(zhuǎn)不準(zhǔn)確而引起。另外，夾緊裝置10的夾緊動作可能由于系統(tǒng)中的摩擦力而變化。
[0048]因此，根據(jù)本發(fā)明，在對被夾緊物體30進(jìn)行測量或機(jī)械加工之前，驅(qū)動齒輪22相對于旋轉(zhuǎn)體21轉(zhuǎn)移至上述中性角位置，該中性角位置在圖2Β中表示。因?yàn)樵隍?qū)動齒輪22和旋轉(zhuǎn)體21的設(shè)計(jì)過程中特意設(shè)有側(cè)面游隙，因此在側(cè)面25和27之間的側(cè)面游隙Fl以及在側(cè)面24和26之間的側(cè)面游隙F2導(dǎo)致中性角位置。
[0049]根據(jù)本發(fā)明，在全部實(shí)施例中，側(cè)面游隙F=F1+F2為至少ΙΟΟμπι。當(dāng)被夾緊物體30并不旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)體21和驅(qū)動齒輪22也為空閑，S卩ω1=ω2=0
[0050]優(yōu)選是，在全部實(shí)施例中，當(dāng)被夾緊物體30旋轉(zhuǎn)時，驅(qū)動齒輪22與旋轉(zhuǎn)體21 —致地旋轉(zhuǎn)。這方面在圖2Β中表示，其中，角速度ω I指向逆時針方向。角速度ω2指向順時針方向。通過一致地追蹤(trace)(主動共同旋轉(zhuǎn)),驅(qū)動齒輪22總是相對于旋轉(zhuǎn)體21保持在中性角位置。一致地共同旋轉(zhuǎn)通過控制器50的配合而進(jìn)行，該控制器50讀出或分析用于該目的的角度測量傳感器15、16，并執(zhí)行驅(qū)動器17和驅(qū)動器20的驅(qū)動，以使得在心軸12和被夾緊物體30的旋轉(zhuǎn)過程中也保持中性角位置。這種處理因此稱為主動共同旋轉(zhuǎn)，因?yàn)閮蓚€驅(qū)動器17和23的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過控制器50的配合而進(jìn)行。
[0051]優(yōu)選是，在全部實(shí)施例中，側(cè)面游隙F1、F2選擇為這樣，即使在角速度ω2相對于角速度ω I有很小變化的情況下，也不會產(chǎn)生側(cè)面接觸。
[0052]中性角位置的特征為，即驅(qū)動齒輪22的齒輪齒的前部齒側(cè)面24或后部齒側(cè)面25都不與旋轉(zhuǎn)體21的齒輪齒的相應(yīng)齒側(cè)面26、27接觸。
[0053]優(yōu)選是，在全部實(shí)施例中，第一角度測量傳感器15分配給心軸21，第二角度測量傳感器16分配給驅(qū)動器23。在圖1A中的角度測量傳感器15和16的定位應(yīng)當(dāng)只是理解為示例。重要的是，心軸21的實(shí)際位置可通過第一角度測量傳感器15來檢測，驅(qū)動齒輪22的實(shí)際位置可通過第二角度測量傳感器16 (能夠由控制器50記錄)來檢測，第一角度測量傳感器15和第二角度測量傳感器16能夠由控制器50讀出或查詢。相應(yīng)電路連接Si和s2在圖1A中表示。
[0054]優(yōu)選是，在全部實(shí)施例中，心軸12分配給制動裝置，該制動裝置可由控制器50驅(qū)動，以便防止心軸12繞心軸軸線Al旋轉(zhuǎn)，以便能夠通過由驅(qū)動器23來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該驅(qū)動齒輪22而夾緊或松開被夾緊物體30。
[0055]優(yōu)選是，在全部實(shí)施例中，心軸(電)驅(qū)動器17設(shè)計(jì)為制動裝置，使得它能夠通過控制器50而轉(zhuǎn)變成制動模式。根據(jù)心軸(電)驅(qū)動器17的結(jié)構(gòu)，它能夠例如在驅(qū)動短路時或者在特殊制動斜面(braking ramp)被預(yù)先限定于驅(qū)動側(cè)上時進(jìn)行制動。
[0056]優(yōu)選是，在全部實(shí)施例中，正齒輪22用于驅(qū)動輪22，小齒輪用作旋轉(zhuǎn)體21，如圖1A至2B中所示，其中，驅(qū)動齒輪22與旋轉(zhuǎn)體21 —起形成正齒輪，它們特意有側(cè)面游隙。
[0057]優(yōu)選是，在全部實(shí)施例中，伺服馬達(dá)用作(輔助)驅(qū)動器23。
[0058]附圖標(biāo)記
[0059]裝置10
[0060]機(jī)器臺板11
[0061]心軸12
[0062]適配器13
[0063]夾緊器具14
[0064]夾緊爪14.1、14.2、14.3
[0065]第一角度測量傳感器15
[0066]第二角度測量傳感器16
[0067]心軸(電)驅(qū)動器17
[0068]測量結(jié)構(gòu)18
[0069]齒輪傳動裝置20
[0070]第一齒輪/旋轉(zhuǎn)體21
[0071]第二齒輪/驅(qū)動齒輪22
[0072](電)驅(qū)動器23
[0073]前部齒側(cè)面24
[0074]后部齒側(cè)面25
[0075]測量軸線26
[0076]測量傳感器27
[0077]被夾緊物體/本體30
[0078]中心孔31
[0079]CNC 控制器 50
[0080]裝置(整個系統(tǒng))100
[0081]心軸軸線Al
[0082]輔助軸線A2
[0083]側(cè)面游隙F=F I+F2
[0084]頂側(cè)01
[0085]電路連接sl、s2、s3、s4
[0086]旋轉(zhuǎn)體21的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 ω?
[0087]驅(qū)動齒輪22的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 ω 2
[0088]線性軸線X、Y、Z
[0089]運(yùn)動W
【權(quán)利要求】
1.一種夾緊裝置(10)，其具有可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的心軸(21)，用于機(jī)械夾緊被夾緊物體(30)的夾緊器具(14)布置在所述心軸(21)上，其中，夾緊器具(14)包括旋轉(zhuǎn)體(21)，通過執(zhí)行旋轉(zhuǎn)體相對于心軸(21)的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，所述旋轉(zhuǎn)體允許夾緊或松開被夾緊物體(30)，其特征在于: 旋轉(zhuǎn)體(21)具有齒輪齒； 夾緊裝置(10)包括驅(qū)動齒輪(22)，所述驅(qū)動齒輪(22)設(shè)有設(shè)計(jì)為與旋轉(zhuǎn)體(21)的齒輪齒互補(bǔ)的齒輪齒，其中，驅(qū)動齒輪(22)定位成與旋轉(zhuǎn)體(21)接合； 夾緊裝置(10)包括用于旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動所述驅(qū)動齒輪(22)的驅(qū)動器(23)； 其中，旋轉(zhuǎn)體(21)的齒輪齒設(shè)計(jì)成與驅(qū)動齒輪(22)的齒輪齒一起提供側(cè)面游隙(F1、F2)，使得驅(qū)動齒輪(22)能夠相對于旋轉(zhuǎn)體(21)采取中性角位置，在中性角位置中，驅(qū)動齒輪(22)的齒輪齒的前部齒側(cè)面(24)或后部齒側(cè)面(25)都不與旋轉(zhuǎn)體(21)的齒輪齒的相應(yīng)齒側(cè)面(26、27)接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾緊裝置(10)，其特征在于:驅(qū)動齒輪(22)通過驅(qū)動器(23)和控制器(50)能運(yùn)動至中性角位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的夾緊裝置(10)，其特征在于:第一角度測量傳感器(15)被分配給心軸(21)，第二角度測量傳感器(16)被分配給驅(qū)動器(23)，其中，心軸(21)的實(shí)際位置能通過第一角度測量傳感器(15)來檢測，驅(qū)動齒輪(22)的實(shí)際位置能通過第二角度測量傳感器(16)來檢測，第一角度測量傳感器(15)和第二角度測量傳感器(16)能夠由控制器(50)讀出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的夾緊裝置(10)，其特征在于:將制動裝置分配給心軸(12)，所述制動裝置能起動，以便防止心軸(12)繞心軸軸線(Al)旋轉(zhuǎn)，從而能夠通過由驅(qū)動器(23)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述驅(qū)動齒輪(22)而夾緊或松開被夾緊物體(30)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的夾緊裝置(10)，其特征在于:心軸(21)能通過心軸驅(qū)動器(17)而繞心軸軸線(Al)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的夾緊裝置(10)，其特征在于:心軸驅(qū)動器(17)用作制動裝置，其中，心軸驅(qū)動器能夠通過控制器(50 )而轉(zhuǎn)變成制動模式。
7.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的夾緊裝置(10)，其特征在于:控制器(50)被設(shè)計(jì)成用于確定驅(qū)動器(23)的功率消耗，以便能夠在夾緊過程中由功率消耗來確定成功夾緊和/或獲得夾緊力。
8.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的夾緊裝置(10)，其特征在于:正齒輪用作驅(qū)動齒輪(22)，小齒輪用作旋轉(zhuǎn)體(21)，其中，驅(qū)動齒輪(22)與旋轉(zhuǎn)體(21)—起形成正齒輪(20)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任意一項(xiàng)所述的夾緊裝置(10)，其特征在于:驅(qū)動器(23)具有心軸軸線(A2)，所述心軸軸線(A2)平行于心軸軸線(Al)延伸。
10.一種整體系統(tǒng)(100)，它包括根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的夾緊裝置(10)以及CNC控制器(50)，所述CNC控制器(50)設(shè)計(jì)成用于規(guī)定中性角位置以及確定保持所述中性角位置，以便在需要時重新調(diào)節(jié)所述中性角位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的整體系統(tǒng)(100)，其特征在于:所述整體系統(tǒng)(100)是機(jī)床、測量機(jī)器或者測試臺。
12.一種用于通過夾緊裝置(10)來機(jī)械夾緊或松開被夾緊物體(30)的方法，具有以下步驟: 將被夾緊物體(30 )引入夾緊裝置(10 )的夾緊器具(14 )中，所述夾緊器具(14 )布置在心軸(12)上； 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動與心軸(12)的旋轉(zhuǎn)體(21)接合的驅(qū)動齒輪(22)，同時固定心軸(12)； 或者旋轉(zhuǎn)驅(qū)動心軸(12)，同時通過驅(qū)動齒輪(22)來固定與所述驅(qū)動齒輪(22)接合的旋轉(zhuǎn)體(21)； 以便使夾緊器具(14)運(yùn)動，從而使它們夾緊或松開被夾緊物體； 其中，在隨后步驟中，旋轉(zhuǎn)體(21)相對于驅(qū)動齒輪(22)轉(zhuǎn)變到中性角位置，在中性角位置中，驅(qū)動齒輪(22)的前部齒側(cè)面(24)或后部齒側(cè)面(25)都不與旋轉(zhuǎn)體(21)的齒輪齒的相應(yīng)齒側(cè)面(26、27)接觸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于:在執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的過程中保持中性角位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于:根據(jù)兩個角度測量傳感器(15、16)來確定旋轉(zhuǎn)體(21)和驅(qū)動齒輪(22)的實(shí)際角位置，旋轉(zhuǎn)體(21)和/或驅(qū)動齒輪(22)執(zhí)行小角度旋轉(zhuǎn)，以便實(shí)現(xiàn)中性角位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于:在對被夾緊物體(30)執(zhí)行測量的過程中，或者在執(zhí)行被夾緊物體(30)的測試過程中，或者在機(jī)械加工被夾緊物體(30)的過程中，驅(qū)動齒輪(22)通過控制器(50)而相對于旋轉(zhuǎn)體(21)主動保持在中性角位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求12、13或14所述的方法，其特征在于:在執(zhí)行被夾緊物體(30)繞心軸軸線(Al)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動過程中 ，驅(qū)動齒輪(22)也通過控制器(50)以控制方式在相適應(yīng)的角速度(ω2)下運(yùn)動，以便在被夾緊物體(30)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動過程中也將驅(qū)動齒輪保持在中性角位置。
【文檔編號】B23Q3/06GK103692248SQ201310340410
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月20日
【發(fā)明者】G·米科萊齊格 申請人:克林格倫貝格股份公司