CN100463738C

CN100463738C - 工件台

Info

Publication number: CN100463738C
Application number: CNB2005800160137A
Authority: CN
Inventors: 菲利普·邦斯
Original assignee: Eastland Medical Systems Ltd
Current assignee: Eastland Medical Systems Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2025-03-24
Also published as: CN1997470A

Abstract

本发明涉及一种用于支撑至少一件细长工件的工件台，所述工件台具有能够绕着中心轴旋转的第一传动轴(11)；所述工件台在径向间隔的位置上支撑所述工件，使每件工件的轴线与所述中心轴位于相同平面；由所述工件台支撑的工件能够围绕其中心轴旋转，通过第一驱动装置(17)来带动所述传动轴旋转，通过第二驱动装置(19)来带动所述工件旋转。

Description

工件台

技术领域

本发明涉及一种工件台，它能支撑一件或多件需要通过加工工具进行成型的被加工件。本发明特别应用到在数控加工中心(CNC machining centre)加工工件，但本发明不局限于这种应用范围。

背景技术

为了有效地生产出经机械加工的相当复杂的零件，CNC中心在工件加工中的效用得到了极大的肯定，其中，需要对工件施加大量的机械作用以产出成品。通常，这种CNC中心包含有装配架(chuck)，这种装配架支撑并旋转工件。装配架与刀架(tool head)关联，所述刀架能够随着工件进入和移出工位(working relationship)。刀架能够根据加工要求进入刀具库(magazine oftool)以及能够从刀具库中拔出刀具，以及在工件被旋转时将所述刀具应用到工件上，以获得想要的成品的最终构造。

发明内容

本发明涉及一种用于支撑至少一件细长工件的工件台，所述工件台具有能够绕着中心轴旋转的第一传动轴；所述工件台在径向间隔的位置上支撑所述工件，使每件工件的轴线与所述中心轴位于相同平面；由所述工件台支撑的工件能够绕着其中心轴旋转，通过第一驱动装置来带动所述传动轴旋转，通过第二驱动装置来带动所述工件旋转。

根据本发明的一个优选特征，每件工件的轴线都与所述中心轴平行。根据本发明的一个优选特征，每件工件的轴线都相对于所述中心轴倾斜。

根据本发明的一个优选特征，所述第一传动轴连接到由第一驱动装置驱动的从动轴。根据本发明的一个优选特征，所述工件台可拆卸地与所述从动轴啮合。

根据本发明的一个优选特征，所述第一传动轴包括由第一驱动装置驱动的从动轴。根据本发明的一个优选特征，所述工件台可拆卸地与所述第一传动轴啮合。

根据本发明的一个优选特征，所述第一驱动装置容纳在所述工件台之内。根据本发明的一个优选特征，所述第一驱动装置包含位于第一传动轴和固定的第一定子之间的第一电机。

根据本发明的一个优选特征，还包括第二传动轴，所述第二传动轴与所述第一传动轴同心，所述第二传动轴由第二驱动装置驱动以围绕其中心轴旋转，其中一个传动轴相对于另一个传动轴的旋转带动工件围绕它们的中心轴旋转。

根据本发明的一个优选特征，所述第二驱动装置包括位于第二传动轴与固定的第二定子之间的第二电机。

根据本发明的一个优选特征，所述第一和第二定子包括位于所述两个传动轴之间且与该两个传动轴同心的单个定子。

根据本发明的一个优选特征，所述第二传动轴环绕所述第一传动轴。

根据本发明的一个优选特征，所述第二驱动装置包括位于第一和第二传动轴之间的电机。

根据本发明的一个优选特征，第二驱动装置包括为所述第一传动轴的旋转提供动力的电机，该电机可驱动地连接到第二传动轴以引导所述工件随着第一传动轴旋转，该旋转的角速度与第一传动轴的角速度相同，但与第二传动轴的角速度不同。

根据本发明的一个优选特征，所述工件台通过支撑件支撑每件工件，所述工件台支撑所述的支撑件，以使所述工件能够绕着其中心轴旋转。根据本发明的一个优选特征，所述支撑件驱动地连接到第二传动轴。根据本发明的一个优选特征，所述工件台支撑同心排列的支撑件。根据本发明的一个优选特征，每个支撑件包括由所述第一传动轴径向地支撑的小齿轮，所述小齿轮与第二传动轴啮合，其中，第二传动轴相对于第一传动轴的旋转带动所述支撑件的旋转。根据本发明的一个优选特征，所述小齿轮以齿轮的形式与第二传动轴上的齿轮相啮合。

根据本发明的一个优选特征，所述第一传动轴可旋转地支撑所述支撑件并与致动器(actuator)相结合，所述致动器可驱动地连接到所述支撑件，所述致动器的运动带动所述工件的旋转。

根据本发明的一个优选特征，所述支撑件包括用于支持一组工件的夹具，所述一组工件中的每件工件都具有细长的柄(shank)，所述夹具具有主体，该主体用于与第一传动轴连接以绕着所述中心轴旋转，所述主体具有外部和内部，该两个部分互相间能够产生角位移，所述外部和内部具有相对的、同心的面，所述相对的同心的面构成夹紧面；在使用时，所述夹紧面用于支撑工件的柄，使至少一件工件轴向伸出所述主体。

根据本发明的一个优选特征，所述工件具有类杆状或类线状的形状。

根据下面的具体实施例方式的描述，将能够更完整地了解本发明。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明第一实施例的工件台的剖面示意图；

图2是本发明第二实施例的工件台的剖面示意图；

图3是本发明第三实施例的工件台的剖面示意图；

图4是本发明第四实施例的工件台的剖面图；

图5是本发明第五实施例的工件台的剖面图；

图6是本发明第六实施例的工件台的剖面图；

图7是本发明第七实施例的工件台的剖面图。

具体实施方式

每个实施例都涉及工件台，所述工件台能够与CNC中心相结合使用，其中，所述工件台支撑多个可被刀具同时或连续加工的工件，该刀具由所述中心的刀架支撑。每个实施例的功能都是便于在单次操作中加工多个工件，以增大所述中心的吞吐量。

本发明的第一实施例如图1所示，它包括一对同心的轴11和15，这对同心的轴由环形定子(annular stator)13的两侧所支撑，环形定子13的支撑是为了保持固定。最里面的轴11与第一驱动装置(drive)相结合。所述第一驱动装置能够驱使该第一轴11绕着定子13和机架内的中心轴旋转。在该第一实施例中，第一驱动装置包括第一电机17。所述第一电机17位于第一轴11和定子13之间。而第二轴15由第二驱动装置驱动，所述第二驱动装置是电机19，位于定子13和第二轴15之间。第一轴11的外端是放射状的圆盘19形式的延伸部。圆盘20的外部支撑着圆形排列的细长的支撑件21。所述支撑件21由圆盘20可旋转地支撑，以绕着它们的中心轴旋转，支撑件21的中心轴与第一轴的中心轴平行。支撑件21伸出圆盘20的两侧。每个支撑件21的内端(inner end)是小齿轮23，而每个支撑件21的外端构成夹片(chuckelement)25。第二轴15的外端与圆盘20是面-面邻接的关系，其外周界构成环形齿轮27，该环形齿轮27与支撑件的小齿轮23啮合。

在操作第一实施例时，可同时驱动第一和第二驱动电机17和19，使第一轴11和第二轴15都以相同的角速度旋转，以及使支撑件21相对于这两根轴保持静止。除可以控制电机之外，也可在周期性的区间内激活第二电机19，让第二电机19驱动第二轴15，使其相对于第一轴11作有限的相对旋转运动。这种相对旋转将带动圆盘20中的支撑件21旋转。另外，在第一轴11旋转时可以控制电机使支撑件21围绕它们的中心轴连续地旋转，这可以通过驱动第二轴15以不同于第一轴11的角速度旋转来实现。

在使用时，希望每个支撑件21的夹片都支撑工件。通过以相同的角速度旋转第一轴11和第二轴15，可将所有的工件推送到刀具如砂轮上，在此处磨削工件以提供切削面(facet)或类似的成型加工。随着第二轴15以类似梯级的方式相对于第一轴11旋转，第一轴11和第二轴15之间的每次相对旋转都能够在所有的工件上形成分开的切削面。可选择性地，通过让第一轴11和第二轴15以不同的角速度旋转，将会带动每个工件在绕着第一驱动轴的中心旋转的同时，还绕着它们各自的中心轴旋转，这样能够在工件上形成复合的表面。

第一实施例的特征是能够同时加工多个工件，以及工件围绕驱动轴11的中心轴的轨道运动能够采取相对复合的形式，从而可以应用该加工特性对工件进行加工。

根据第一实施例的一种替换形式，所述第一驱动轴11是为该实施例提供第一驱动装置的CNC机器或者车床或类似机械的从动轴。

根据本发明的第二实施例的工件台如图2所示，它是第一实施例的变形。在本实施例中，工件台包括可与工件台分离的夹具29。夹具29提供第一实施例中的圆盘部件20。圆盘部件20与第一驱动轴的外端啮合。圆盘部件20的内轴面具有毂(hub)31。毂31通过适当的轴承可旋转地支撑环形齿轮27。所述环形齿轮用于与第二轴15的外端啮合以随着第二轴15旋转。圆盘部件20和环形齿轮25都具有键槽(key way)，这些键槽分别与第一传动轴11和第二传动轴15提供的键相啮合，借此，工件台能够与工件台正向啮合。

根据第二实施例的一种替换形式，所述第一驱动轴11是为该实施例提供第一驱动装置的CNC机器或者车床或类似机械的从动轴。

根据本发明的第三实施例的工件台如图3所示，它包括第一轴11和第二轴15，这两者通过适当的轴承实现共心。定子13可旋转地支撑这两个轴。定子13与第一传动轴11之间的电机17带动第一传动轴11旋转；定子13与第二传动轴15之间的第二电机19带动第二传动轴15旋转。

第三实施例与国际申请PCT/AU2004/000090以及正在审查的名称为“夹具”(Jig)的临时专利申请2003901713中的实施例所公开的旋转夹具相关联，本说明书参考结合了这两者的内容。在这里，第二传动轴的外端支撑一组定位销35(图中仅仅示出其中一个)，这些定位销可被夹具的外部相对应的定位孔所容纳；第二传动轴的外端与夹具的内部啮合，以将装配架保持在工件台上。

根据第一实施例的一种替换形式，所述第一驱动轴是为该实施例提供第一驱动装置的CNC机器或者车床或类似机械的从动轴。

根据本发明的第四实施例的工件台如图4所示，同样，它包括第一传动轴11和第二传动轴15。第一传动轴11可旋转地容纳在定子13之内，第二传动轴15共心地容纳定子13。通过机架13与第一传动轴11之间的第一电机17作为第一传动轴11的驱动装置。第二电机19由第一传动轴11支撑，以随着第一传动轴11而旋转。第二电机具有输出轴(output shaft)，该输出轴支撑传动轮。传送带41为所述传动轮和第二传动轴15所容纳。由于第二传动轴与传动带41接合在一起，第二电机19的运动即带动第二传动轴15围绕第一传动轴11旋转。

对第四实施例的控制主要是通过第一电机17来实现第一传动轴11和第二传动轴15的联合旋转，因为在第二电机19停止时，第二传动轴相对于第一传动轴是静止的。需要在第一传动轴11和第二传动轴15之间产生相对运动时，就得启动第二电机19，促使第二传动轴相对于第一传动轴转动。为了让第二传动轴15相对于第一传动轴11连续地相对旋转，这种启动可以是连续的方式；可选择地，为了让第二传动轴15相对于第一传动轴11进行步进式的旋转，这种启动可以是步进式的方式。

第四实施例与国际申请PCT/AU2004/000090以及正在审查的名称为“夹具”(Jig)的临时专利申请2003901713中的实施例所公开的旋转夹具相关联，本说明书参考结合了这两者的内容。在这里，第二传动轴的外端支撑一组定位销35(图中仅仅示出其中一个)，这些定位销可被对应地安装在夹具外部的定位孔所容纳；第二传动轴的外端与夹具的内部啮合，以将夹具保持在工件台上。

根据第四实施例的一种替换形式，第二电机由相对于第一和第二传动轴静止的固定结构所支撑。对第二电机的控制是将第二传动轴的角速度由与第一传动轴的角速度相同调整为大于或者小于第一传动轴的角速度，并且，这种速度的不同可以是连续的或周期性的。

根据第四实施例的另一个替换形式，所述第一传动轴是为该实施例提供第一驱动装置的CNC机器或者车床或类似机械的从动轴。

根据本发明的第五实施例的工件台如图5所示，包括第一传动轴11。第一传动轴11由机架13支撑以围绕传动轴的中心轴旋转。传动轴的外端支撑圆盘状的径向扩展件20，该扩展件20反过来通过一组轴承来支撑环孔件(annular ring element)43，其中，所述环孔件43能够在圆盘扩展件20上旋转。圆盘件20的内表面具有斜齿轮47，而环孔件43支撑小齿轮48，该支撑小齿轮48与所述斜齿轮47啮合，这样，小齿轮48的旋转能够带动圆盘件20和环孔件43之间的相对旋转。此外，机架13还支撑往复缸(linear actuator)49。斜齿轮47通过曲拐(bell crank)51可驱动地连接该往复缸。位于往复缸49和小齿轮48之间的曲拐51的作用是带动所述小齿轮48旋转；斜齿轮47的随动(consequent rotation)将带动环形齿轮43在圆盘件20上的相对旋转。

第五实施例与控制器相结合，所述控制器能够控制往复缸，使环形齿轮相对于圆盘件20保持静止，或者使环形齿轮在圆盘件上进行连续的往复运动或步进式往复运动。

第五实施例与国际申请PCT/AU2004/000090以及正在审查的名称为“夹具”(Jig)的临时专利申请2003901713中的实施例所公开的旋转夹具相关联，本说明书参考结合了这两者的内容。在这里，第二传动轴的外端支撑一组定位销35(图中仅仅示出其中一个)，这些定位销可被对应地安装在夹具外部的定位孔所容纳；第二传动轴的外端与夹具的内部啮合，以将夹具保持在工件台上。

根据本发明的第五实施例的替换形式，所述第一传动轴是为该实施例提供第一驱动装置的CNC机器或者车床或类似机械的从动轴。

根据本发明的第六实施例的工件台如图6所示，它是图3所示的实施例的一种变形。

第六实施例与国际申请PCT/AU2004/000090以及正在审查的名称为“夹具”(Jig)的临时专利申请2003901713中的实施例所公开的旋转夹具相关联，本说明书参考结合了这两者的内容。在这里，第二传动轴的外端支撑一组定位销35(图中仅仅示出其中一个)，这些定位销可被对应地安装在夹具外部的定位孔所容纳；第二传动轴的外端与夹具的内部啮合，以将夹具保持在工件台上。

根据本发明的第六实施例的替换形式，所述第一传动轴是为该实施例提供第一驱动装置的CNC机器或者车床或类似机械的从动轴。

根据本发明第七实施例的工件台如图7所示，包括第一传动轴11和第二传动轴13。合适的轴承同心地容纳这两根传动轴。这两根传动轴之间具有定子，该定子通过合适的轴承来支撑传动轴。但是，定子仅仅延伸到两根传动轴的重叠部分。通过定子13和第一传动轴11之间的第一电机17来促使第一传动轴11旋转；通过由第一和第二传动轴11和13的外部支撑的第二电机19来驱动第二传动轴15。

第七实施例与国际申请PCT/AU2004/000090以及正在审查的名称为“夹具”(Jig)的临时专利申请2003901713中的实施例所公开的旋转夹具相关联，本说明书通过参考结合了这两者的内容。在这里，第二传动轴的外端支撑一组定位销35(图中仅仅示出其中一个)，这些定位销可被对应地安装在夹具的外部的定位孔所容纳；第二传动轴的外端与夹具的内部啮合，以将夹具保持在工件台上。

根据本发明的第七实施例的替换形式，所述第一传动轴是为该实施例提供第一驱动装置的第一传动轴包括CNC机器或者车床或类似机械的从动轴。

根据本发明的另一个实施例，每件工件的旋转轴都与第一传动轴的中心轴位于相同平面，并向第一传动轴的中心轴倾斜。

在本说明书中，除非上下文要求，否则词语“包括”及其变形体“包含”应当理解为包括一定的步骤或者整体，或者一组步骤或者整体，但是不排除其他的步骤或整体，或者其他组的步骤或整体。

Claims

1.一种用于支撑至少一件细长工件的工件台，其特征在于，所述工件台具有能够绕着中心轴旋转的第一传动轴；所述工件台在径向间隔的位置上支撑所述工件，使每件工件的轴线与所述中心轴位于相同平面；由所述工件台支撑的工件能够围绕其中心轴旋转，通过第一驱动装置来带动所述传动轴旋转，通过第二驱动装置来带动所述工件旋转。

2.根据权利要求1所述的工件台，其特征在于，每件工件的轴线都与所述中心轴平行。

3.根据权利要求1所述的工件台，其特征在于，每件工件的轴线都相对于所述中心轴倾斜。

4.根据权利要求1或2或3所述的工件台，其特征在于，所述第一传动轴连接到由第一驱动装置驱动的从动轴。

5.根据权利要求4所述的工件台，其特征在于，所述工件台可拆卸地与所述从动轴啮合。

6.根据权利要求1或2或3所述的工件台，，其特征在于，所述第一传动轴包括由第一驱动装置驱动的从动轴。

7.根据权利要求6所述的工件台，其特征在于，所述工件台可拆卸地与所述第一传动轴啮合。

8.根据权利要求4所述的工件台，其特征在于，所述第一驱动装置容纳在所述工件台之内。

9.根据权利要求1所述的工件台，其特征在于，所述第一驱动装置包含位于第一传动轴和固定的第一定子之间的第一电机。

10.根据权利要求1所述的工件台，其特征在于，还包括第二传动轴，所述第二传动轴与所述第一传动轴同心，所述第二传动轴由第二驱动装置驱动以围绕其中心轴旋转，其中一个传动轴相对于另一个传动轴的旋转带动工件围绕它们的中心轴旋转。

11.根据权利要求1所述的工件台，其特征在于，所述第二驱动装置包括位于第二传动轴与固定的第二定子之间的第二电机。

12.根据权利要求11所述的工件台，其特征在于，所述第一和第二定子包括位于所述两个传动轴之间且与该两个传动轴同心的单个定子。

13.根据权利要求10所述的工件台，其特征在于，所述第二传动轴环绕所述第一传动轴。

14.根据要求10所述的工件台，其特征在于，所述第二驱动装置包括位于第一和第二传动轴之间的电机。

15.根据权利要求1所述的工件台，其特征在于，第二驱动装置包括为所述第一传动轴的旋转提供动力的电机，该电机可驱动地连接到第二传动轴以引导所述工件随着第一传动轴旋转，该旋转的角速度与第一传动轴的角速度相同，但与第二传动轴的角速度不同。

16.根据权利要求1所述的工件台，其特征在于，所述工件台通过支撑件支撑每件工件，所述工件台支撑所述的支撑件，以使所述工件能够围绕它们的中心轴旋转。

17.根据权利要求10所述的工件台，其特征在于，所述工件台通过支撑件支撑每件工件，所述工件台支撑所述的支撑件，以使所述工件能够围绕它们的中心轴旋转。

18.根据权利要求16所述的工件台，其特征在于，所述工件台支撑同心排列的支撑件。

19.根据权利要求17所述的工件台，其特征在于，所述支撑件可驱动地连接到第二传动轴。

20.根据权利要求16所述的工件台，其特征在于，每个支撑件包括由所述第一传动轴径向支撑的小齿轮，所述小齿轮与第二传动轴啮合，其中，第二传动轴相对于第一传动轴的旋转带动所述支撑件的旋转。

21.根据权利要求17所述的工件台，其特征在于，每个支撑件包括由所述第一传动轴径向支撑的小齿轮，所述小齿轮与第二传动轴啮合，其中，第二传动轴相对于第一传动轴的旋转带动所述支撑件的旋转。

22.根据权利要求18所述的工件台，其特征在于，每个支撑件包括由所述第一传动轴径向支撑的小齿轮，所述小齿轮与第二传动轴啮合，其中，第二传动轴相对于第一传动轴的旋转带动所述支撑件的旋转。

23.根据权利要求19所述的工件台，其特征在于，每个支撑件包括由所述第一传动轴径向支撑的小齿轮，所述小齿轮与第二传动轴啮合，其中，第二传动轴相对于第一传动轴的旋转带动所述支撑件的旋转。

24.根据权利要求20所述的工件台，其特征在于，所述小齿轮以齿轮的形式与第二传动轴上的齿轮相啮合。

25.根据权利要求21所述的工件台，其特征在于，所述小齿轮以齿轮的形式与第二传动轴上的齿轮相啮合。

26.根据权利要求22所述的工件台，其特征在于，所述小齿轮以齿轮的形式与第二传动轴上的齿轮相啮合。

27.根据权利要求23所述的工件台，其特征在于，所述小齿轮以齿轮的形式与第二传动轴上的齿轮相啮合。

28.根据权利要求16所述的工件台，其特征在于，所述第一传动轴可旋转地支撑所述支撑件并与致动器相结合，所述致动器可驱动地连接到所述支撑件，所述致动器的运动带动所述工件的旋转。

29.根据权利要求17所述的工件台，其特征在于，所述第一传动轴可旋转地支撑所述支撑件并与致动器相结合，所述致动器可驱动地连接到所述支撑件，所述致动器的运动带动所述工件的旋转。

30.根据权利要求18所述的工件台，其特征在于，所述第一传动轴可旋转地支撑所述支撑件并与致动器相结合，所述致动器可驱动地连接到所述支撑件，所述致动器的运动带动所述工件的旋转。

31.根据权利要求16所述的工件台，其特征在于，所述支撑件包括用于支持一组工件的夹具，所述一组工件中的每件工件都具有细长的柄，所述夹具具有主体，该主体用于与第一传动轴连接以绕着所述中心轴旋转，所述主体具有外部和内部，该两个部分互相间能够产生角位移，所述外部和内部具有相对的、同心的面，所述相对的同心的面构成夹紧面；在使用时，所述夹紧面用于支撑工件的柄，使至少一件工件轴向伸出所述主体。

32.根据权利要求17所述的工件台，其特征在于，所述支撑件包括用于支持一组工件的夹具，所述一组工件中的每件工件都具有细长的柄，所述夹具具有主体，该主体用于与第一传动轴连接以绕着所述中心轴旋转，所述主体具有外部和内部，该两个部分互相间能够产生角位移，所述外部和内部具有相对的、同心的面，所述相对的同心的面构成夹紧面；在使用时，所述夹紧面用于支撑工件的柄，使至少一件工件轴向伸出所述主体。

33.根据权利要求18所述的工件台，其特征在于，所述支撑件包括用于支持一组工件的夹具，所述一组工件中的每件工件都具有细长的柄，所述夹具具有主体，该主体用于与第一传动轴连接以绕着所述中心轴旋转，所述主体具有外部和内部，该两个部分互相间能够产生角位移，所述外部和内部具有相对的、同心的面，所述相对的同心的面构成夹紧面；在使用时，所述夹紧面用于支撑工件的柄，使至少一件工件轴向伸出所述主体。

34.根据权利要求1所述的工件台，其特征在于，所述工件具有类杆状或类线状的形状。