工件加工機(jī)床以及自動(dòng)控制該機(jī)床中工件尺寸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工件加工機(jī)床，該機(jī)床能夠用于例如軸承圈的研磨，并且該機(jī)床包括用于將待加工工件裝到機(jī)床的工作站上的操縱工具。本發(fā)明還涉及一種用于自動(dòng)控制該機(jī)床工作站中待加工工件尺寸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在制造領(lǐng)域中，已知必須檢查機(jī)床上待加工工件的尺寸以避免用錯(cuò)誤的機(jī)床參數(shù)加工工件。在某些機(jī)床上，經(jīng)由防誤放錯(cuò)裝置來執(zhí)行，該防誤裝置包括機(jī)械部件，該機(jī)械部件安裝在機(jī)床的輸送線上并且適于阻斷比待加工工件的標(biāo)稱尺寸更大的工件。該防誤裝置必須安裝成用于機(jī)床上每種類型的待加工工件，這是耗時(shí)的并且機(jī)床上需要存儲(chǔ)當(dāng)前不使用的防誤裝置。此外，該防誤裝置通常僅允許控制工件的一個(gè)尺寸，其可能不足以區(qū)分兩種類型的工件。
[0003]特別是在用于軸承圈的磨床的情況下，例如，從專利文獻(xiàn)W0-A-2008/080240中已知，可以加工具有相同直徑、不同軸向長(zhǎng)度的多個(gè)軸承圈。
[0004]該問題也發(fā)生在能夠處理不同類型工件的其他加工機(jī)床中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在使用一種新型的機(jī)床解決這些問題，該機(jī)床能夠在不使用防誤裝置的情況下處理不同的工件，其中該防誤裝置需要根據(jù)每種新類型的待加工工件來改變。
[0006]為此，本發(fā)明涉及一種工件加工機(jī)床，其包括用于將待加工工件裝到機(jī)床工作站上的操縱工具，該機(jī)床的特征在于，其包括激光檢測(cè)單元以及計(jì)算裝置，該計(jì)算裝置配置成根據(jù)工件與由操縱工具在第一方向移動(dòng)的激光檢測(cè)單元的激光束交叉時(shí)的操縱工具的位置計(jì)算至少工件的第一尺寸。
[0007]由于本發(fā)明，激光檢測(cè)單元的激光束用作參考，并且計(jì)算裝置能夠確定工件的尺寸，而無需由于工件類型的改變而改變。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其是有利的但不是強(qiáng)制性的，該機(jī)床可以合并一個(gè)或多個(gè)下述所采取的任何可接受配置中的特征:
[0009]計(jì)算裝置配置成根據(jù)工件與由操縱工具在第二方向移動(dòng)的激光束交叉時(shí)的操縱工具的位置來計(jì)算工件的第二尺寸；
[0010]操縱工具安裝在多軸裝置上，該多軸裝置優(yōu)選為六軸裝置；
[0011]操縱工具是夾具，其設(shè)置有用于夾緊工件的裝置；
[0012]機(jī)床是用于軸承圈的磨床，并且由計(jì)算裝置計(jì)算的尺寸是軸承圈的直徑或軸向長(zhǎng)度。
[0013]本發(fā)明還涉及一種能夠用上文所述的機(jī)床來執(zhí)行的方法，其用于自動(dòng)控制該機(jī)床工作站中待加工工件的某些尺寸。該方法至少包括下述步驟:
[0014]a)在機(jī)床入口位置拾取工件，
[0015]b)用操縱工具在朝固定激光檢測(cè)單元的激光束的第一方向上移動(dòng)工件，
[0016]c)當(dāng)工件與沿第一方向的激光束交叉時(shí)，檢測(cè)操縱工具的位置，
[0017]d)根據(jù)在步驟c)檢測(cè)的操縱工具的位置計(jì)算工件的尺寸。
[0018]根據(jù)該方法的另一方面，該方法可以合并一個(gè)或多個(gè)下述所采取的任何可接受配置中的特征:
[0019]步驟d)的計(jì)算基于激光束與操縱工具接觸工件的部分之間的距離；
[0020]本方法包括先于步驟d)執(zhí)行的其他步驟:e)用操縱工具在朝激光束的第二方向上移動(dòng)工件，以及f)當(dāng)工件與沿第二方向的激光束交叉時(shí)，檢測(cè)操縱工具的位置，而步驟d)的計(jì)算基于在步驟c)和f)分別檢測(cè)的操縱工具的位置之間的距離；
[0021]該方法在磨床上執(zhí)行，工件是軸承圈，并且在步驟d)所計(jì)算的尺寸是軸承圈的直徑或軸向長(zhǎng)度；
[0022]根據(jù)激光束與操縱工具接觸工件的部分之間的距離，在步驟d)計(jì)算軸承圈的直徑；
[0023]軸承圈的多個(gè)直徑根據(jù)軸承圈與沿不同方向的激光束交叉時(shí)的操縱工具的多個(gè)位置來計(jì)算；
[0024]在步驟c)和f)分別檢測(cè)的兩位置之間的距離為在步驟d)計(jì)算的軸承圈的軸向長(zhǎng)度；
[0025]操縱工具的位置由耦合至操縱工具的驅(qū)動(dòng)起動(dòng)器的傳感器來檢測(cè)。
【附圖說明】
[0026]基于下文的說明，本發(fā)明將更好地理解，所給出的下文說明對(duì)應(yīng)于所附附圖并且作為說明性示例，并不限制本發(fā)明。在所附附圖中:
[0027]圖1是根據(jù)本發(fā)明的磨床的主視圖，
[0028]圖2是對(duì)應(yīng)于圖1中的細(xì)節(jié)II的部分透視圖，
[0029]圖3是圖1以及圖2的機(jī)床的部分俯視圖，其中為清晰起見，多軸裝置的臂未示出，
[0030]圖4是機(jī)床處于第一工作配置時(shí)沿圖3中的線IV-1V的部分剖面圖，其中，多軸裝置的臂同樣未示出，以及
[0031]圖5、圖6、圖7、圖8以及圖9是機(jī)床處于其他工作配置時(shí)的類似于圖4的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]圖1至圖9所示的磨床2包括機(jī)架4以及圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線X6旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)砂輪6。電機(jī)8用于驅(qū)動(dòng)砂輪6圍繞軸線X6旋轉(zhuǎn)。D6表示砂輪的外徑。
[0033]砂輪6以及電機(jī)8由輔助機(jī)架9支撐，該輔助機(jī)架相對(duì)于機(jī)架4可在垂直于軸線X6的兩個(gè)相對(duì)的方向上移動(dòng)，如圖1中的雙向箭頭A9所示。軸線X6相對(duì)于輔助機(jī)架9固定。
[0034]當(dāng)需要并且用于研磨未標(biāo)記的軸承的內(nèi)圈500的外表面時(shí)，砂輪6的外周表10由球狀突出物12成形。有時(shí)稱為“金剛石輥”的球狀突出物12也由輔助機(jī)架9支撐。在附圖的示例中，外周面10具有中心突起，以使其用于研磨具有凹槽的圈500的徑向外表面502。
[0035]磨床2設(shè)置有工作站或區(qū)域14，在研磨過程中，每個(gè)圈500相對(duì)于砂輪6持續(xù)保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br>[0036]工作站14包括兩個(gè)支撐底托16和18，每個(gè)底托設(shè)置有接頭20、22，接頭20適于抵靠磁性夾具24的徑向外表面，而接頭22由兩部分制成并且適于抵靠圈500的外周面502。每個(gè)支撐底托16和18安裝在滑塊26、28上。另一個(gè)滑塊30用于避免圈500的脫離。
[0037]當(dāng)在工作站14上加載時(shí)，如圖1以及圖2所示，每個(gè)圈500圍繞平行于或大致平行于軸線X6的磁性夾具24的中心軸線X24居中。在此配置中，圈500的中心孔504是空的，并且由于表面10與表面502之間的摩擦，由砂輪6圍繞軸線X6的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)圈500圍繞軸線X24旋轉(zhuǎn)。在圖4中，箭頭R6表示砂輪6的旋轉(zhuǎn)方向，并且箭頭R500表示圈500的旋轉(zhuǎn)方向。
[0038]兩種類型的設(shè)備用于將圈500輸送至工作站14，并且一旦圈已處理，該設(shè)備用于從工作站中撤出圈。在本說明書中，尚未加工的圈稱為“暗圈(black ring) ”，而已由砂輪6加工的圈稱為“基圈(ground ring)”。
[0039]具有6個(gè)自由度的多軸裝置屬于傳輸裝置。該裝置由其基座102安裝在磨床2的機(jī)架4上，并且包括多節(jié)鉸接的臂104，該臂的自由端配備有夾具106，該夾具經(jīng)由裝置100的合適的程序適于夾住或夾緊不同類型的圈500。
[0040]移動(dòng)臂200也屬于傳輸裝置。該移動(dòng)臂200可圍繞軸線X200旋轉(zhuǎn)，該軸線X200相對(duì)于機(jī)架4固定并且平行于軸線X6。與軸線X200相對(duì)的自由端204附近，移動(dòng)臂200設(shè)置有用于夾緊圈500的裝置以從工作站14中移除。該夾具206允許暫時(shí)夾緊圈500。
[0041]磨床2包括入口斜槽300，其中暗圈500通過重力在箭頭A300的方向移動(dòng)。為簡(jiǎn)單起見，在圖2的入口斜槽300中僅示出一個(gè)圈500。入口斜槽300靠近裝置100，該裝置100在需要時(shí)可以拾取入口斜槽300中的圈500。
[0042]另一方面，磨床2還包括出口斜槽310，基圈500在此處一個(gè)接一個(gè)的卸下。在出口斜槽310中，基圈500通過重力在箭頭A310的方向移動(dòng)。在朝向臂200的一側(cè)，出口斜槽310配備有釋放器312，該釋放器312設(shè)置有尺寸足以容納移動(dòng)臂200的夾緊裝置的凹口314，但在該凹口的兩側(cè)邊緣之間所測(cè)量的橫向尺寸小于圈500的外徑。
[0043]磨床2包括僅在圖1中示意性示出的電子控制單元或者E⑶600，其適于發(fā)送控制信號(hào)并且接收來自磨床2不同部件的反饋信號(hào)。為簡(jiǎn)單起見，ECU600與磨床2的其他部件之間的電線在圖1中未示出?；隈詈现炼噍S裝置100的每個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)傳感器發(fā)出的反饋信號(hào)，ECU600能夠指引多軸裝置100，并且還能夠知道夾具106每個(gè)時(shí)刻的位置。E⑶600還適于控制夾具106的驅(qū)動(dòng)，尤其是該夾具的三個(gè)指狀物的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這些指狀物中的兩個(gè)可見圖4至圖9中的具有附圖標(biāo)記106A以及106B的部分。E⑶600還接收關(guān)于指狀物106A、106B的和相當(dāng)于夾具106的基塊的位置的反饋信號(hào)。因此，E⑶100完全控制多軸裝置100和夾具106并且能夠知道指狀物106A和106B在每個(gè)時(shí)刻的位置。E⑶600包括微控制器，以使其能夠執(zhí)行計(jì)算操作。
[0044]激光檢測(cè)單元650安裝在進(jìn)口斜槽300上且包括U狀機(jī)架652和兩個(gè)柱子654A、654B，用于相對(duì)于進(jìn)口斜槽300的兩個(gè)側(cè)壁保持機(jī)架652。激光束B65。延伸在機(jī)架652的兩個(gè)側(cè)翼之間。激光檢測(cè)單元650連接至EUC600并且當(dāng)激光束B65。被障礙物中斷時(shí)，能夠向E⑶600發(fā)送輸出信號(hào)S65。，以使E⑶600知道激光束650被中斷。
[0045]當(dāng)拾取入口斜槽300中的暗軸承圈500時(shí)，如圖4所示，指狀物106A將引入軸承圈500的中心孔504中并且指狀物106B與軸承圈500的徑向外表面502接觸。
[0046]實(shí)際上，如圖4至圖9中所示，外表面502限定外部凹槽502A以及兩個(gè)圓柱形表面502B以及502C，這兩個(gè)圓柱形表面沿軸承圈5