專利名稱:采用數(shù)控裝置的型材加工中心的制作方法
本發(fā)明涉及的是采用數(shù)控裝置的型材加工中心(對準、鉆孔、攻絲、锪孔……)。
這類加工中心是大家所知道的，尤其按法國專利2，167，575的要求，這類中心包括用來支承每個型材的一個傳送裝置;一個由數(shù)控裝置控制的電動拖架;由該拖架帶動的一個用來夾住型材并使它沿X軸移動的夾爪;至少有一個老虎鉗，用來把型材固定在加工裝置上;一個固定在該裝置上的支架;至少有一個加工工具和一些在固定臺架上操縱的設備，其中有些是由數(shù)控裝置控制的電動設備，用來使這些設備沿著處于一個平面內(nèi)的Y軸和Z軸進行定位和加工進給，而該平面與X軸成某個角度，最好成直角。
要進行的加工往往是鉆孔，如果要加工的型材是U型，1型等型材，可垂直于腹部和兩翼鉆孔，即在該型材的上面，則從上向下，在右面則向左，在左面則向右進行鉆孔。
因此，大家所熟悉的加工中心包括有六個動作(三個定位，三個加工)的三個裝置，帶有三個鉆頭。固定支架是一個橋形架，它跨越傳送裝置并具有由一根橫梁連接的兩根立柱。一個由定位“驅動機構”(機械的、電動的、液壓的、氣動的或其它型式的)驅動的水平拖架可在橫梁上移動。一個由鉆孔進給“驅動機構”驅動的帶鉆頭的垂直轉動的聯(lián)接軸可相對于拖架移動。一個由定位“驅動機構”(機械的、電動的、液壓的、氣動的或其它型式的)驅動的垂直拖架可沿每根立柱移動。一根由鉆孔進給“驅動裝置”驅動的帶鉆頭的水平轉動的聯(lián)接軸可相對于該拖架移動。
定位“驅動機構”保證非常特殊的專門功能，因為它以相當小的功率按很寬的速度范圍(快速前進，慢慢接近和精確停住)來移動。這些定位驅動裝置有非常特殊的結構和工作特性。此外，它們由加工中心的數(shù)控裝置來控制，數(shù)控裝置按顯示程序發(fā)出定位命令。位于拖架軌道上的位置傳感器也發(fā)出到達位置的重要信號。數(shù)控計算單元把到達位置和顯示位置進行比較。按比較時得到的偏差信號，由數(shù)控裝置控制向相應拖架的“驅動裝置”發(fā)送上述的命令起動，保持快速進給，開始慢慢接近，停住和鎖緊。
鉆孔進給“驅動機構”不受數(shù)控裝置控制。它們直接受一個或幾個轉速探測器，力偶探測器，推力探測器等所控制，結果，與數(shù)控裝置的顯示程序無關，這導致減少運行的靈活性和存在更換工具時的死時間。另外，這些“驅動機構”保證與定位“驅動機構”的功能很不一樣的專門功能，因為它涉及到在高功率下加工和在限定速度下進給鉆頭。因此，它們在結構上和功能上按照不同于定位“驅動機構”的方式進行設計。
本發(fā)明的目的是簡化加工中心，一方面是為了降低成本，另一方面是為了增加自動化程度，一旦裝入適合于選定制造循環(huán)的程序，可達到完全自動工作。
根據(jù)這樣一個目的，按本發(fā)明的定位和加工進給手段只由一個加工裝置構成，尤其按德國專利3，216，566的要求的為大家所熟悉的方法，該加工裝置包括兩個成十字形移動的可動部件，第一個部件相對于固定支架是可動的，第二個部件相對于第一個部件是可動的，這第二個可動部件帶動一個至少裝有一個工具的可進行定向加工的機頭;此外，控制每個可動部件移動的“驅動機構”具有多種功能，尤其是，在定位時，能在低功率下，在很寬的速度范圍內(nèi)精確地前移，在加工時，能在高功率下以限定的速度進給。在執(zhí)行專門的定位命令、專門的加工進給命令或組合命令的通用程序范圍內(nèi)，每個可動部件的驅動機構由數(shù)控裝置有選擇地進行控制，這就可使這個只具有兩個可動部件和可定向機頭的加工裝置在選擇接收到定位命令的那個部件和接收到加工進給命令的那個部件時，至少按型材的兩個角平面進行加工。
因此，這種特殊的組合允許取消兩個加工機頭和四個運動;同時允許不僅在定位功能方面，而且在加工功能方面采用數(shù)字控制。
按特別先進的實現(xiàn)方式，第一個可動部件處在水平移動軸上，第二個可動部件處在垂直移動軸上;此外，可定向機頭可以是一個帶有兩個兩個互相垂直的整體轉動的四個聯(lián)接軸的刀架。
如果要實施的鉆孔加工與移動軸平行，則可以這樣來組織數(shù)字控制，使得第一個和第二個可動部件可以分別地進行控制，一個受定位命令，另一個受加工進給命令的控制。
如果相對于移動軸呈傾斜加工，則這樣來組織數(shù)控，使得兩個可動部件中至少有一個可以按照加工行程出發(fā)位置計算確定的定位命令所控制，使得兩個部件都可以按照由加工行程的傾斜度決定的協(xié)調(diào)的加工進給命令所控制。
由于數(shù)控裝置可對兩個可動部件獨立地或互相關聯(lián)地進行控制，只要以特殊方法使這些可動部件和可定向的機頭動作時，還可實現(xiàn)其它功能。
第一個補充功能是在要加工的型材中確定一個參考假想平面，相對于該平面的加工標高應由數(shù)控裝置來測量;到目前為止，該加工中心包括有一根電的或其它的探尺，該探尺相對于一個水平鉆孔聯(lián)接軸的支座來固定。因為探尺與型材的翼之間的距離是用來接受截面比較大的型材的，因此，該距離是恒定的，且是最大的。只要加工大的型材，這不是缺點，因為位置移動探測在靠近翼和腹部的園形接頭處進行。但如果加工小的型材，這便是一個缺點，因為探測在離翼部太遠處進行，而且可能會產(chǎn)生損害加工工具定位精度的誤差。為了對這一弊端進行補救，必須按加工過程中型材的截面來調(diào)整探尺的位置。一些加工中心借助手動調(diào)節(jié)來提供這種能力，這增加了死時間和阻礙了中心的完全自動化。
按照本發(fā)明的加工中心允許在數(shù)控裝置控制下以完全自動化的方式實現(xiàn)這種調(diào)整。為此，可收起的探尺借助旋轉臂與第二個可動部件相連，允許從右邊或左邊探測，結果是按照程序，由數(shù)控裝置應用定位命令控制的第一個可動部件把探尺引向型材兩翼最適于測量的距離上，而由數(shù)控裝置應用定位命令控制的第二個可動部件把探尺引向與型材腹部相接觸，接觸標高由數(shù)控裝置的計算單元采集，以便確定以后由定位命令規(guī)定的測量起始點。然后，探尺被收起，兩個可動部件由數(shù)控裝置控制進行定位和加工，以執(zhí)行一個新的加工循環(huán)。
第二個補充功能在于工具實際長度的探測和由數(shù)控裝置控制下自動進行存貯。
到現(xiàn)在為止，在每次更換工具時，數(shù)控定位命令都考慮工具的實際長度，在工具是鉆頭時尤其如此。為了測量這個長度，使用一根裝在帶鉆頭的一個成套工具上的電探尺和手動把攜帶鉆頭的拖架移動到接觸，這是大家所熟悉的，測得的長度存貯在定位數(shù)控裝置計算單元中。但這個循環(huán)不是自動的，且有時引起很長的死時間。
按照本發(fā)明的加工中心能在數(shù)控裝置控制下完全自動地測量這一長度并存入存貯器。
為此，本發(fā)明使用的裝置包括有上述的探尺，加工中心的數(shù)控裝置可以使帶有鉆頭的機頭定向，可以通過按特殊的加工進給命令控制的第二個可動部件對著探尺來帶動機頭，可以通過按特殊的定位命令控制的第一個可動部件把機頭移向探尺，以便一接觸便測量出相對于標記工具或無工具的行程差。
第三個補充功能是自動更換工具。到目前為止，更換裝置是完整的和獨立的;應該把它連接到數(shù)控中心的加工裝置上來使它起動。通過這第三個功能，可以把更換裝置限定為料倉以及就地拆卸和重裝的工具。所有其它裝置都是加工中心的裝置，通過加工中心本身及其數(shù)控裝置實現(xiàn)了自動化。
按照本發(fā)明的加工中心，包括一個工具料倉，里面布置一些格子，這些格子被布置成使得它們的列方向和行方向平行于第一個和第二個可動部件的軸線?？啥ㄏ驒C頭的轉動聯(lián)接軸上裝有用松開的，自由滑動的聯(lián)軸套來自動抓取工具的夾頭，料倉與分別在鎖住和松開位置上擺動的梳狀板配合，梳狀板與一個驅動機構(如螺旋撐桿)相連，當梳狀板與上述可動部件配合時，梳狀板可以推開選定聯(lián)接軸的夾頭的聯(lián)軸套，在數(shù)控裝置應用分配給兩個可動部件的定位特殊命令而進行的控制下，上述可動部件把這個聯(lián)接軸引到對著選定的料倉格子的地方，以便在這里放置或取出工具，并使聯(lián)接軸靠近或遠離梳狀板。
另外，通過下面詳細敘述可以看到本發(fā)明的各種其它特點和優(yōu)點。
在附圖中，表示出了本發(fā)明目的的實現(xiàn)方式，它只作為一個例子，并不受例子的限制。
圖1是按照本發(fā)明的型材鉆孔中心的側視圖。
圖2是沿圖1中Ⅱ-Ⅱ線具有放大比例的剖視圖。
圖3是沿圖2中Ⅲ-Ⅲ線的可定向的鉆孔機頭的剖面圖。
圖4～7是類似于圖2的視圖。當分別對平行于數(shù)控軸(移動軸)的型材的左翼、腹部和右翼鉆孔時，以及相對于這些數(shù)控軸進行傾斜鉆孔時，這些視圖表示了兩個可動部件和可定向機頭在數(shù)控裝置的定位命令和加工進給命令控制下所進行的運動。
圖8是沿圖2中Ⅷ-Ⅷ線的俯視圖。它表示了相對于某個型材確定垂直定位原點的探尺。
圖9A～9D是沿圖2中Ⅸ-Ⅸ線所取的放大比例的視圖。圖中表示了更換工具步驟的概況。
圖10是沿圖9的Ⅹ-Ⅹ線所取的縮小比例的俯視圖。圖中示出了工具更換器的梳狀板，它可以把工具鎖住在加工聯(lián)接軸上或從該軸上松開，該聯(lián)接軸可由數(shù)控裝置帶到對著料倉的選定格子處。
圖11是一種可與上述梳狀板配合的鉆孔夾頭的剖視圖。該夾頭在上半剖面和下半剖面中分別處于松開位置和鎖住位置。
圖中示出的鉆孔中心包括一個帶有輥輪的傳動裝置1，輥輪1用來支撐要鉆孔的每根型材2。借助帶有鉗子4的電動拖架3，該型材可沿著它的水平方向軸X移動，鉗子4用來緊緊抓住上述型材的端部，以使傳輸型材時不產(chǎn)生滑動。拖架3的運動由一臺電動機通過一個齒輪、齒條裝置來帶動，齒輪齒條裝置還可保證位置的精確測量。該電動機由加工中心的數(shù)控裝置來控制，該裝置的存貯器中裝有X軸向的定位命令。因此，該中心有一根數(shù)軸X，由于這根軸，型材2可以相對于鉆孔裝置6上的鉆頭5.1非常精確地定位，上述型材即穿過鉆孔裝置6進行移動。
鉆孔裝置6包括一個固定支架7，支架7主要由一根橫梁8組成，橫梁8延伸到傳動裝置1的上面并和它的軸X成正交。在本例中，橫梁由兩根立柱9、10用箱形結構支撐，兩者擁有傳動裝置和夾具11。該夾具包括有一個固定鉗口12和一個由X軸的數(shù)控裝置控制的夾緊活動鉗口13，這些鉗口呈V形，這是為了給帶動鉆頭5的可動全套工具留下通道和為了在可動全套工具的兩側夾緊型材2。
橫梁8有由兩根軌道14、15組成的一組導軌，在本例中，這兩根軌道是園形棒。導軌用來沿橫向軸Y引導拖架16平移，為此，拖架16裝有軸承14a、15a，可以用軸瓦軸承、滾珠軸承或其他類型的軸承。為使拖架16移動，拖架包括一臺驅動齒輪18的電動機17，齒輪18與固定在橫梁8上的齒條19嚙合，驅動裝置或“驅動機構”17～19還保證精確測量位置。電動機17由加工中心的數(shù)控裝置控制，數(shù)控裝置的存貯器中存有Y軸的定位命令和沿同一根軸的鉆孔進給命令。這樣，加工中心有一根數(shù)軸Y，不是專用的，而是具有多種用途的，因為在數(shù)控裝置通用程序范圍內(nèi)，它只服從定位命令，或者只服從鉆孔進給命令，或者服從其它后面要敘述的特殊命令，例如為了確定任何一根型材的測量原點，為了測量所用鉆頭的真實長度，為了更換鉆頭等等的特殊命令。因此，電動機17具有一些使功率與精度相結合的特性，使很寬的速度范圍與很大的運轉靈活性等相結合的特性。
拖架16有一導軌20，用來引導滑架21沿Z垂直軸移動。為了這種移動，滑架21有一電動機22，電動機驅動與固定在拖架16上的齒條24嚙合的齒輪23?；?1的電動機22擁有與拖架16的電動機17相同的一般特性;此外，驅動裝置22～24或“驅動機構”由Z軸控制。在數(shù)控裝置的通用程序范圍內(nèi)，Z軸服從Z方向的定位命令或服從鉆孔進給命令，或其它前面提及的特殊命令。
拖架16和滑架21構成了兩個成十字形的可動部件，它們的運動由數(shù)軸Y和Z控制，Y軸和Z軸有選擇地服從上述存貯的定位命令和鉆孔進給命令。通用程序使這些數(shù)軸可動以便獲得后面要描述的運行順序。
最后，滑架21裝有一個可定向鉆孔的機頭25，在本例中，機頭25有4個鉆頭聯(lián)接軸26.1～26.4，它們徑向伸展開并互相垂直。這些聯(lián)接軸裝有用來裝鉆頭5.1～5.4的夾頭27(圖11)。所有聯(lián)接軸由一個主動的錐形齒輪28驅動作同步轉動，齒輪28和固定在聯(lián)接軸(圖3)上的錐形齒輪29恒定接觸;齒輪28并與固定在滑架21上的變速電動機組30連接。
此外，機頭箱31借助園柱形軸頸32可相對于滑架21轉動，軸頸32與齒輪28的主軸33同心。機頭箱31的方向能使選定的鉆頭5.1轉到相對于型材2具有最佳位置，機頭箱31的轉動由鏈輪34控制，鏈輪34通過鏈條35連到由電動機37帶動的鏈輪36上。該裝置是一個“驅動機構”，電動機37的供電由數(shù)控裝置應用其通用程序來控制，該程序也確定電動機組30的轉速。數(shù)控裝置與位置探測器38配合，探測器38對著在鏈輪34上的滑道39布置，使能確定機頭25達到的真實角度位置。當這個角度位置是通用程序所顯示的位置時，一個圖中未示出的制動器擋住了該機頭。
這樣，加工中心僅包括一個沿Y軸移動的水平可動拖架16，一個沿Z軸移動的垂直可動滑架21和一個可定向的帶聯(lián)接軸的機頭25。數(shù)控裝置控制這三個運動，就如按圖4～7中所描述的那樣，使Y和Z兩根數(shù)軸在執(zhí)行循環(huán)的通用命令的同時能不加區(qū)別地服從定位特殊命令，鉆孔進給特殊命令或其它命令。
在由圖4～6所說明的例子中，表示在具有1型截面，即有右翼2d，左翼2g和中間為腹部2m的型材2上進行鉆孔，這種鉆孔只用一套可動工具16、21、25便可進行。為便于解釋，本例只使用鉆頭5.1，它只相應于一個鉆孔直徑。
在執(zhí)行通用程序時，拖架16放在型材2的左邊，以便從所述型材的左翼2g進行鉆孔(圖4)。機頭25進行定向并加以固定，以使鉆頭5.1在水平面內(nèi)指向右邊。服從數(shù)軸Z的定位命令P的滑架21向上或向下移動以便找到鉆孔的高度，當精確地到達鉆孔位置時，便固定住。然后，服從數(shù)軸Y的鉆孔進給命令T的拖板16向右進給。當鉆頭5.1轉動時，使用通用命令，通過這些命令，選擇適當速度。鉆孔結束時，拖架16后退直到鉆頭5.1完全退出。如果在由X軸確定的該加工平面中沒有其它的孔接著要鉆，則該循環(huán)通過在腹部2m中尋找鉆孔而繼續(xù)進行。
在執(zhí)行通用程序時，為了使機頭25的所有鉆頭5脫開型材2，滑架21上升。如圖5所示，為了使鉆頭5.1垂直并指向下方，機頭25繞軸旋轉，它的鉆頭5繼續(xù)轉動。服從數(shù)軸Y的定位命令P的拖架16向右移動，當由探測器探測到的到達位置與顯示位置相符時，拖架便固定住。然后，服從數(shù)軸Z的鉆孔進給命令T的滑架21向下移動，當鉆頭5.1完全穿透孔時，滑架停住并向上移動。如果在由X軸確定的加工平面中(圖4～6)沒有其它的孔接著要鉆，該循環(huán)便通過沿著右翼2d中尋找鉆孔而繼續(xù)進行。
在執(zhí)行通用程序時，滑架21繼續(xù)向上，拖架16重新向右移動，使機頭25脫開型材2。如圖6所示，機頭25繞軸旋轉，它的鉆頭5繼續(xù)轉動，使鉆頭5.1呈水平方向，并被引向左面。服從數(shù)軸Z的定位命令P的滑架21向下或向上移動，直到通過快速進給和慢慢精確尋找達到鉆孔高度，然后固定住。服從數(shù)軸Y的鉆孔進給命令T的拖架16向左進給，而鉆頭5.1以數(shù)控裝置的通用命令選擇確定的適當速度轉動。鉆孔結束時，拖架16后退直到鉆頭完全脫開。如果在X平面中沒有其它孔接著要鉆，則由16、21、25組成的可動裝置此時成為重新待命狀態(tài)，通成型材2從夾具11中松開，再沿數(shù)軸X移動并重新夾緊，可動裝置就在另一個橫向平面中進行一次新的循環(huán)。
在上述循環(huán)中，機頭25只用一個鉆頭5.1工作，因此，一切都像上述機頭只包括一個鉆孔聯(lián)接軸那樣進行，但能繞軸轉動，每次轉動90°，以便使鉆頭呈現(xiàn)上述三個位置中的任何一個向右、向下、向左。
在所述例子中，機頭包括可以裝四個不同鉆頭5.1～5.4的四個聯(lián)接軸26.1～26.4。在這種情況下，為了從一個鉆孔階段轉到另一個階段(圖4～5或5～6)，機頭的轉動不僅要考慮鉆頭的新方向，而且在剛剛結束的階段中還要考慮為將要到來的新階段選定鉆頭的方向。這是用來命令和控制作適當旋轉的數(shù)控程序的通用命令。
在所述例子中，由于拖架16和滑架21的走向互相垂直，機頭25總是按90°順序旋轉。但如果這兩個可動部件16、21按不同角度交叉，機頭的轉動受這個角度控制，以使選定的鉆頭5垂直于要鉆孔的零件就位。
更通常的情況是，不管可動部件16、21有怎樣的交叉角度，總是可以傾斜鉆孔;例如由圖7可得出，可以垂直于V型型材2的傾斜翼鉆孔。在這種情況下，數(shù)控計算單元確定可定向的機頭25的旋轉軸應處的A點，以便在機頭按型材的翼21的角“a”定向后使選定的鉆頭5.1在沿著軸向進給的同時，在該平面上的預定點對翼鉆孔。在計算單元確定點A相對于傳動裝置1的參考平面的座標Y0和Z0之后，數(shù)軸Y把拖架16移到精確地達到的標高Y0，數(shù)軸Z把滑架21移到達到的標高Z0。數(shù)軸Y和Z服從由計算單元確定的定位命令Py和Pz。
在機頭25定向到角“a”時，數(shù)軸Y和Z應當控制拖架16和滑架21，以使它們協(xié)調(diào)地按規(guī)律 (△Z)/(△Y) ＝tga＝ (Vz)/(Vy) 進給。數(shù)軸Y和Z已經(jīng)服從由計算單元確定的鉆孔進給命令Ty和Tz，進給一直在盡可能小的規(guī)律的間隔內(nèi)由重復測量Y和Z的位置探測器進行控制，例如其間隔值為1/100毫米，這樣，這些進給能經(jīng)常得到修正。
在可動部件16、21和25，以及對它們進行控制(也通過通用命令進行數(shù)控)的主要數(shù)軸Y和Z投入工作時，加工中心允許實現(xiàn)其它的一些功能。
其中的三個功能在隨后的非限制性例子中敘述，分別參照圖2和8;2;2，9A～9D，10和11。
第一個補充功能是在要鉆孔的型材2中確定一個假想的參考平面40(圖2)，相對于該平面確定鉆孔標高，并應由數(shù)軸Z測量。從該參考平面40到傳動裝置1的滾動平面41的距離依型材2的截面而定，型材的標準尺寸被存貯起來。但由于型材不是完全筆直的和由于鉆孔應該以很高精度進行，所以，規(guī)定在鉆孔中心中要探測型材腹部2m的上表面42和從水平標高減去該腹部的一半厚度，以使得到要存入存貯器的數(shù)軸Z的測量基點。
鉆孔中心包括探尺43，它最好采用電動型式并可縮進箱子44中，被縮進的位置以實線表示，使用位置以虛線表示。按照本發(fā)明，臂45的一端有一個箱子44，另一端借助軸46相對于垂直滑架旋轉裝配。臂45可以占與支架的橫梁8平行的成直線的兩個位置。在圖2和圖8上用實線表示的一個位置中，臂45被導向右邊以使可動裝置在圖4所示的位置時，探尺43最多能在靠近型材的左翼2g處探測，當在圖8上用虛線所示的相反位置時，臂45被導向左邊，以使可動裝置在圖6所示的位置時，探尺43最多能在靠近型材的右翼2d處探測。為了使臂45從一個位置到達另一個位置，設置有由電動機組成的“驅動機構”，電動機的主動軸連到鏈輪48上，鏈輪由鏈條49連到另一個鏈輪50上，該鏈輪固定在臂45的軸46上。
當在型材的左翼2g上鉆孔時，數(shù)控通用命令使臂45位于圖2和8所示出的位置。為使探尺43最多能在連接左翼2g和腹部2m的園弧附近探測，能辨識出要鉆孔的型材2的截面的這些相同的通用命令在存貯器中存貯從探尺43到夾具11的固定鉗口12的距離。既然這個距離已知，數(shù)軸Y使通過允許把拖架16移到探尺43已到達選定位置的定位特殊命令來得悉該距離。然后，一些定位特殊命令也被加到Z軸上，使滑架21向下。探尺43伸出時，當它一與腹部2m的表面42接觸時，它使向數(shù)控計算中心發(fā)出一個電信號，以便計算中心利用這個信號來確定在按圖4的鉆孔階段期間要進行測量的原點。在存貯這一測量原點時，探尺43被收起，鉆孔裝置16、21、25如圖4所指出的那樣工作。當按照圖6進行的鉆孔階段時，在靠近右翼2d處同樣探測測量點。但臂45在圖8虛線所示的相反方向上伸展。
第二個補充功能在于探測鉆頭的真實長度以及在數(shù)控裝置控制下自動進行存貯。為此，正如由圖2所見到的那樣，電探尺51以滑動方式裝在箱子52中的緩沖器上，箱子借助支承52a固定在橫梁8的端部。探尺51可平行于該橫梁移動。因此，數(shù)控裝置的特定通用命令使機頭25定向，使得要測量的鉆頭水平地向右延伸，而數(shù)控裝置的存貯器處于流通狀態(tài)以便采集與該鉆頭有關的以后的測量數(shù)據(jù)。對這種測量長度的功能來說，在數(shù)軸Z上應用加工進給特殊命令，該命令引起滑架21垂直移動，移動到選定的鉆頭達到探尺51的標高。最后，在數(shù)軸Y上應用定位特殊命令使拖架16向右移動，并對移動進行倒計數(shù)，例如，這種倒計數(shù)是與聯(lián)接軸中沒有鉆頭或與聯(lián)接軸中的標記鉆頭相對應的原點比較進行的。當探尺51在此種情況下發(fā)出接觸信號時，所得到的測量值相應于所用的鉆頭長度。相應地，由數(shù)控裝置的存貯器采集這個長度，以便確定圖4～7所示的加工階段中的定位行程。
第三個補充功能是自動更換工具。當采用鉆孔中心的可動裝置16、21和25以及有關的數(shù)控裝置進行動作時，便簡化了更換器。
更換器包括料倉53(圖2，9A～9D)，用來接帶有錐形尾部54和中間凸緣55的鉆頭和其它工具。料倉53是一塊與固定垂直邊56相連的水平板，板限定了孔眼57的范圍，鉆頭5通常布置在這些孔眼中，以使這些鉆頭靠凸緣55而下部懸空地擱在上述板上?？籽?7構成了一些格子，這些格子的垂直軸平行于數(shù)軸Z，這些孔眼在平行于數(shù)軸Y的直線方向一個一個地排開。
料倉53準備用來與加工中心的可動裝置16、21、25相連，加工中心的機頭25的轉動聯(lián)接軸26.1～26.4的夾頭27是一種可不停止轉動來自動鎖緊和自動松開的夾頭。作為例子，在圖11上示出了一個這種型式的夾頭。它包括一個具有槽59的空心體58，槽59用來旋轉鉆頭5的尾部54。控制聯(lián)軸套61借助滾珠軸承60以不規(guī)則轉動和自由移動的方式裝到空心體58上。聯(lián)軸套61限定了一個園柱形鏜孔62和一個擴錐形鏜孔63，為兩個通過空心體58的徑向間隙壓緊的滾珠64和65形成作用面。當控制聯(lián)軸套61處在鎖緊位置時(圖11的下半部)，滾珠64和65通過作用面62和63被推向中心，并嵌到尾部54的槽66和67中。以保證尾部和空心體58的聯(lián)接。相反，當聯(lián)軸套61處在脫開位置時(圖11的上半部)，滾珠64和65受到離心力，也可能受到對著錐面63的彈力的作用從槽66和67中脫出，這樣就不再保證上述的聯(lián)接。為了從鎖住位置到達松開位置。在鎖緊的相反方向即沿箭頭F所指的方向軸向移動聯(lián)軸套61就可以了。為了產(chǎn)生這種移動，聯(lián)軸套61有一凸緣68。
更換器的料倉53與擺動梳狀板69(圖10)配合，梳狀板的齒被凹槽71隔開。為了松開鉆頭5，必須把聯(lián)軸套61嵌入選定的凹槽71中，把與該凹槽相鄰的齒對著該聯(lián)軸套的凸緣68并把它稍稍抬起，而空心體58則轉到固定標高。梳狀板69裝配成在它的中間區(qū)域繞軸72旋轉，軸72由固定軸承73支承。這些軸承布置成使得梳狀板的凹槽始終對著料倉的孔眼或格子57。在與齒相反的另一端，梳狀板連到一動作機構上，如螺旋撐桿74，它的滑動元件園柱體和活塞的軸和梳狀板端部的軸75和固定立柱(圖2，9A～9D和10)上的軸76鉸接。動作機構74使梳狀板69繞軸旋轉，以使它或者處于底部的傾斜位置，(圖9A和9D)，或者處于上部的傾斜位置(圖9B和9C)。
下面參照圖9A～9D敘述一下工具的自動更換動作，在這些圖中，夾頭27，工具5，料倉53和梳狀板69以最易于理解的順序表示。因此，工具的凸緣55和聯(lián)軸套的凸緣68未示出，而在關于更換工具所進行的循環(huán)的陳述中指出。
數(shù)據(jù)裝置通用程序的更換工具的特殊命令選擇要更換的鉆頭5C和應該放置該鉆頭的料倉53的格子57C。這些特殊命令使機頭25動作以便把鉆頭5C的聯(lián)接軸26放置在靠近下部的垂直位置，這些命令還使梳狀板69轉動以使它處于低位(圖9A)。這些相同的特殊命令發(fā)送到數(shù)軸Y和Z，以便把拖架16移到使鉆頭5C對著格子57C，并把滑架21移到使鉆頭5C嵌進格子57C中;在后面那個位置中，夾頭27C的聯(lián)軸套61的凸緣62與梳狀板靠近。
特殊命令使梳狀板動作而向高位旋轉(圖9B)?；?1不動時，聯(lián)軸套61向上，夾頭27C松開鉆頭5C。
特殊命令重新對數(shù)軸Y和Z起作用，使滑架21上升，拖架16向放置著要裝配的新工具5m的格子57m移動，滑架21降下。
夾頭27C的聯(lián)軸套61的凸緣62在高位(圖9C)碰到梳狀板69，滑架21和空心體58相對于固定聯(lián)軸套向下，直到完成松開;在該位置，空心體58壓在要裝配的新工具5m的錐形尾部上。
特殊命令使梳狀板69動作，使它向低位轉動(圖9D)。聯(lián)軸套61降下并把夾頭27C鎖緊在工具5m上。
重新向數(shù)軸Y和Z發(fā)出特殊命令，以便升高滑架21和把拖架16移向型材2。
本發(fā)明不受上面詳細敘述的實施形式所限制，因為只要不出本發(fā)明的范圍，可對它們進行各種修改。特別是能夠進行鉆孔以外的其他加工。
權利要求
1.采用數(shù)控裝置的型材的點加工中心，該中心包括有一個傳送裝置(1)，用來支撐每個型材(2)；一個由數(shù)控裝置控制的電動拖架(3)；一個由拖架攜帶的夾爪(4)，用來抓住型材并使它沿X軸移動；至少一個夾具(11)，用來把型材固定在加工裝置上；一個固定支架(7)位于該加工裝置上；至少一個加工工具(5)和一些在固定支架上導向的設備，導向設備中有些是由數(shù)控裝置控制的電動設備，用來使這些工具沿著處于一個平面內(nèi)的Y軸和Z軸進行定位和加工進給，而該平面與X軸成某個角度，最好成直角，該加工中心的特點是上述設備只由一個加工裝置構成，該裝置包括兩個呈十字形移動的可動部件(16、21)，第一個部件(16)可相對于固定支架(7)移動，第二個部件(21)可相對于第一個部件(16)移動，這第二個可動部件(21)攜帶一個可定向的加工機頭(25)，機頭(25)上至少裝一個工具(5)；控制每個可動部件(16、21)移動的“驅動機構”(17、22)是多功能的，特別是在定位時，能以很低的功率，在很寬的速度范圍內(nèi)精確地前移，或者在加工時，能以很高的功率，以限定的速度進給，每個可動部件的“驅動機構”，在主要為了執(zhí)行定位專用命令、加工進給專用命令或組合命令的通用程序范圍內(nèi)由數(shù)控裝置有選擇地進行控制，這就可使這個只具有兩個可動部件和可定向機頭的加工裝置在選擇接收到定位命令的那個部件和接收到加工進給命令的那個部件時，至少按型材(2)的兩個角平面(2g、2m、2d)進行加工。
2.按照權利要求
1的加工中心，其特點是第一個可動部件(16)沿水平軸移動，第二個可動部件(21)沿垂直軸移動。
3.按照權利要求
2的加工中心，其特點是可定向的機頭(25)是一個具有兩個兩個互相垂直的四個加工聯(lián)接軸(26.1～26.4)的刀架，可整體轉動。
4.按照權利要求
1～3中任何一條的加工中心，其特點是第一個和第二個可動部件(16.21)可以不加區(qū)別地接受控制，其中一個受定位命令控制，另一個可受加工進給命令控制。
5.按照權利要求
1～3中任一條的加工中心，其特點是兩個可動部件(16，21)中至少有一個可以受由加工過程起動位置計算確定的定位命令所控制，而兩個可動部件(16和21)都可以受加工過程的傾斜度確定的協(xié)調(diào)的加工進給命令所控制。
6.按權利要求
1～3中任一條的加工中心，該中心包括一個可收起的探尺(43)，它連在支撐加工聯(lián)接軸的那部分之后，并通過與型材接觸來探測假想的參考表面，相對于該表面取加工標高，其特點是可收起的探尺(43)借助旋轉臂(45)連到第二個可動部件(21)上，可從左面或右面進行探測，結果是，按照程序，由數(shù)控裝置按照定位命令控制的第一個可動部件(16)把探尺引向型材(2)的兩翼(2g、2d)最適于測量的距離上，而由數(shù)控裝置應用定位命令控制的第二個可動部件(21)把探尺引向與型材腹部(2m)相接觸，接觸標高由數(shù)控裝置的計算單元采集以便確定以后由定位命令規(guī)定的測量起始點，然后探尺被收起，兩個可動部件由數(shù)控裝置控制進行定位和加工，以執(zhí)行一個新的加工循環(huán)。
7.按照權利要求
1～3中任一條的加工中心，其特點是該中心包括有一個每次更換工具時測量和存貯工具的真實長度的設備。該設備包括一個電探尺(51)，裝在緩沖器(52)的固定位置上，數(shù)控裝置可使帶工具的機頭(25)定向，并通過按照加工進給特殊命令控制的第二個可動部件(21)把它引到對著探尺(51)，通過按定位特殊命令控制的第一個可動部件(16)把它移向探尺(51)，以便一接觸便可測量出相對于標記工具或無工具的行程差。
8.按照權利要求
1～3中任一條的加工中心，其特點是該中心包括一個工具料倉(53)，里面布置一些格子(57)，這些格子被布置成使得它們的列方向和行方向平行于第一個和第二個可動部件(16、21)的軸線?？啥ㄏ驒C頭(25)的轉動聯(lián)接軸(26)上裝有用脫汗的、自由滑動的聯(lián)軸套61自動抓取工具的夾頭(27)，料倉(53)與分別在鎖住和脫開位置上擺動的梳狀板(69)配合，梳狀板與一個驅動機構(如螺旋撐桿74)相連，當梳狀板與上述可動部件配合時，梳狀板可推開選定聯(lián)接軸的夾頭的聯(lián)軸套。在數(shù)控裝置應用分配給兩個可動部件的定位特殊命令而進行的控制下，上述可動部件把這個聯(lián)接軸引到對著選定的料倉格子處，以便在這里放置(57C)或取出(57m)工具(5)，并使聯(lián)接軸靠近或遠離梳狀板。
9.按照權利要求
8的加工中心，其特點是料倉(53)的格子(57)和梳狀板(69)的凹槽(71)按平行于上述第二個可動部件(21)的軸線定向，并按平行于第一個可動部件(16)的軸線排列，因為數(shù)控裝置在存貯器中存有用來尋找格子的第一個可動部件的定位命令和用來鎖住和脫開工具的第二個可動部件和梳狀板的定位命令。
專利摘要
采用數(shù)控裝置的型材加工中心包括傳動裝置；電動拖架，把傳動裝置上的型材(2)沿著數(shù)軸向固定支架(7)移動；和1個夾具(11)。
文檔編號B23Q5/00GK85106337SQ85106337
公開日1987年2月18日 申請日期1985年8月23日
發(fā)明者弗朗西斯·安德魯西 申請人:普羅馬特工業(yè)公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan