CN102189414B - 加工机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加工机，用于加工一个或多个工件，所述工件在加工机内间接或直接通过夹紧装置固定在不可旋转的工件台上或固定在尤其是绕着至少一个轴线可旋转的工件台上，夹紧装置(4)包括至少一个夹紧元件，所述夹紧元件间接或直接与工件(2)互相作用，并且设有用于产生夹紧力的电动机(5)，所述电动机与夹紧元件作用连接。

Description

加工机

技术领域

本发明涉及一种加工机，用于加工一个或多个工件，工件在加工机内间接或直接通过夹紧装置固定在不可旋转的工件台上或其中，或者尤其是固定在绕着至少一个轴线可旋转的工件台上或其中。

此外本发明也包括一种用于用不可旋转的加工刀具或尤其是通过刀具主轴旋转驱动的加工刀具加工一个或多个工件的加工机，加工刀具间接或直接通过刀具夹紧装置固定在刀具接纳部内。

背景技术

同类加工机例如是复杂的加工线尤其是切削加工线的一部分，或者也在优选能柔性使用的加工中心中实现。同类加工机的切削加工刀具一般具有高转速。其它在加工中出现的力绝对也是相当大的，因此为了精确加工工件，可靠且位置精确地固定需要夹紧的工件是必需的。在此固定通过夹紧装置实现，该夹紧装置可靠地导出显著的加工力。

在此已知的是，工件间接或直接固定在工件台上或者固定在工件台的元件上，为此使用夹紧装置。在此在直接固定工件时，夹紧装置直接作用到工件上，在间接固定时工件例如夹紧在工件支座或托盘上，并且夹紧装置与工件支座或托盘以合适的方式互相作用。因此由工件的夹紧装置一方面期待尽可能高的位置精确性，另一方面期待高的稳定性即高的夹紧力，以便确保尽可能无次品地且高精度地加工。

但是同样的要求也适用于在加工机的刀具接纳部中夹紧的加工刀具中。

在现有技术中已知的是，不仅需要加工的工件(间接或直接)而且用于加工的加工刀具(间接或直接)通过液压器件固定或夹紧。

液压夹紧器件带来的优点是，用所述的液压夹紧器件在相对小的空间内能发挥高的力。

然而缺点是，布置液压管路是昂贵的，所述液压管路必须承受相当高的压力(数百巴)。液压管路由于高的负荷也相应需要经常维护。工件台为了加工目的在空间内可以沿着至少一个空间轴(一般沿着多个空间轴)定位。因此液压管路必须构成为足够柔性的，以便在空间内可以跟随所述运动。但是经常工件台也可以在空间内旋转，并且在转动的位置上也必须保证可靠的液压供给，这在所述可旋转的元件中不仅在设计中而且在维护中只能用显著的费用实现。

可选的是，已知使用气动的工件夹紧装置，但是其中不能实现如此高的保持力。

在此也存在问题，位置询问例如工件已夹紧或加工刀具已夹紧只能间接通过压力或通过其它通常昂贵的装置询问。

最后用于布置液压装置的设备技术费用也是相当大的，因为除了布置管道和布置连接软管或柔性管子之外，相应的泵总成以及阀和阀的控制装置也是必需的。

发明内容

从现有技术出发，本发明的目的是，建议用于在加工机、尤其是切削加工机中夹紧一个或多个工件的改进。

为了解决所述目的，本发明从一种开头描述的加工机出发，并且建议，在工件台上设有电动机，该电动机产生的力、转矩和/或旋转脉冲间接或直接作用到工件上。此时代替液压或气动驱动装置，使用电动机，该电动机操作夹紧装置或者电动机与夹紧装置的夹紧元件互相作用。但是所述好处不仅仅局限于夹紧工件，而且也可以以相同方式用于刀具夹紧装置。此时刀具夹紧装置也包括至少一个刀具夹紧元件，该刀具夹紧元件与加工刀具间接或直接互相作用，并且设有用于产生夹紧力的电动机，该电动机与刀具夹紧元件作用连接(Wirkverbindung)。

本发明在需要时允许将整个液压装置从加工机中去除。本发明尤其能使使用可以非常简单地操作的电线成为可能，所述电线可以导引到同样能纵向运动或旋转设计的工件台上，这通过相应的动力线、电缆拖拉装置等可以非常简单地实现。

但是原则上所建议的加工机始终允许，在特殊使用情况中也实现液压地夹紧工件(间接或直接)或加工刀具(间接或直接)。代替中央液压总成规定，分散的例如在刀具接纳部内或在工件台或夹紧元件上由电动机驱动相应的液压泵，该液压泵本身以合适的方式使带有相应压力水平的液压介质可供液压作用的夹紧元件使用。

建议的加工机的显著优点在于，所述加工机可以在该区域内非常柔性地使用，并且通用的动力源可供电动机使用，该动力源通过已知的机械构件如变速器、链条、小齿轮结构、齿轮、圆锥齿轮机构等能将力、转矩传递到相应需要的地方。但是借助于电动机例如也能驱动液压泵或气动泵或其它元件，并且从而以合适的方式在加工机中使用这种蓄力器或储能器。

本发明意想不到地不仅显著改进夹紧装置，而且显著扩展了按本发明的加工机的使用范围。借助于本发明显著改进夹紧过程。因此建议，夹紧装置包括至少一个夹紧元件，该夹紧元件间接或直接与工件互相作用，并且设有用于产生夹紧力的电动机，该电动机与夹紧元件作用连接。但是在工件台上使用电动机也允许工件持续旋转。因此可以用少的费用实施加工机的改装，并且从而电动机在工件台上用作为工件的旋转驱动装置，以便例如进行工件的旋转磨削或车削加工。为此加工刀具例如固定地夹紧在在其它情况下旋转的刀具主轴上，并且如在车床中相对于工件定位。

下面给出这样的以下也称为机电一体化夹紧装置的结构的优点。

这样构成的机器原则上具有更高的可用性，因为它不仅可以用于传统的钻孔或铣削加工，而且用该机器也能进行车削加工。

与装载设备相结合夹紧装置能快速地开始运转。

通过本发明完全避免在按现有技术的解决方案中已知的用于液压或气动管路的旋转连接或旋转分配。也不存在运动密封件的磨损，用较小的力能简单地旋转和定位工件台。

原则上加工机允许将机器针对其它工件和其它加工过程快速改装。

通过建议的加工机，能通过由电动机消耗的电动机电流实现夹紧力控制。

避免了液压系统中的泄漏，也取消了用于补充拧紧液压系统螺纹连接等的维护费用。因为也不再安装其它液压软管，也不必在定期的更换间隔内更换液压软管。也取消了用于在装置的基板上钻深孔的相对高的费用，所述深孔用于接纳液压管路。

因为在工件台上优选旋转作用的夹紧驱动装置可供使用，可以使用各种各样的夹紧装置。例如能设置多个单独的夹紧元件或者夹紧装置作为老虎钳或三爪或更多爪的卡盘。也能使用附加主轴或类似物。

建议的加工机改善环保性，因为取消液压油。在此也实现更高能效。

按一种优选的方案规定，电动机优选作为中央驱动装置通过所述至少一个力传递器件驱动多个夹紧元件。因此在该方案中电动机例如设置在夹紧平面下方，并且力传递器件能同时驱动多个夹紧元件。在此用于电动机及其电缆的费用是相对少的，而且关于夹紧力能实现困难的特定的解决方案。

因此另一种方案建议，对于每个夹紧元件设有一个电动机作为用于产生夹紧力的驱动器件。此时各个电动机也可以用不同的力或转矩控制。在此各个电动机的结构尺寸可以比例如在作为中央驱动装置的电动机中的结构尺寸要小。然而两种方案都包括在本发明内，并且以优越的方式解决所提出的问题，并且有助于先前描述的有益效果。

通过如下方式实现加工机的效率提高，即代替昂贵的液压组件使用一个或多个电动机作为驱动装置，尤其是作为间接或直接的夹紧驱动装置或旋转驱动装置。

此看作为是有利的是，电动机尤其是伺服电机用作为驱动装置。所述电动机或伺服电机例如可以构成为同步、异步或直流电机。在使用伺服电机时其紧凑的结构方式、坚固的构造和在封闭的控制回路中运行的可行性是有利的。在此运行可以是转矩调节、速度调节或位置调节的。

当驱动装置通过无发送器的同步或异步电机实现时，看作为是有利的进一步拓展。尤其是永久磁铁励磁的伺服电机(PMSM)在此是优选的。在此本发明包括将作为埋入的磁铁或作为表面磁铁的永久磁铁设置在转子上，其中在转子内使用埋入的磁铁看作为特别有利的，因为在转子叠片中出现机械负荷，并且不在表面上。此外可以记录到在永久磁铁中较少的损失。

在转子上或转子内使用永久磁铁节省否则在同步电机中存在的励磁线圈。

使用无发送器的电动机尤其是同步电机看作为有利的，在此可以放弃附加地设置用于确定转子位置的发送器或传感器，并且相应减小结构尺寸。在按本发明的加工机或在此设有的刀具夹紧装置或刀具旋转装置或工件夹紧装置或工件旋转装置中用于各个组件的结构空间是紧凑的，以便能实现整个加工机的尽可能紧凑的结构方式。除了提高传统的加工机的动力学效率之外，通过使用无发送器的电动机也可以优化结构空间，或者可以在驱动方面优化结构空间要求。

在加工机的一种看作为优选的实施方式中，设定无发送器的转子位置确定、尤其是无发送器的静止位置识别，这尤其可以通过无发送器的同步电机实现。因此在无发送器的同步电机中例如可以借助于在定子的使用的定子线圈中的产生的电感的各向异性来估计转子位置。在同步电机工作时与转子位置相关在定子线圈中测量不同的产生的电感，通过所述电感可以估计转子位置。在此看作为有利的是，可以软件或NC(数控)控制地确定转子位置或识别静止位置。可以用简单的方式实现相应集成到加工机控制装置中，所述加工机控制装置例如是包括微控制器的加工机控制装置。

一种优选的用于确定转子位置或静止位置的可能性例如规定，测量信号叠加到用于给定子线圈施加定子电流的控制信号上，以便除了驱动磁场之外还产生交变磁场，其中通过定子线圈的由测量信号引起的电流取决于同步电机的与转子位置相关的产生的电感。同步电机的产生的电感与转子位置相关。在此用于无发送器地确定转子位置的方法以探测电动机的纵向和横向电感的磁的各向异性为基础。当快速变化的电压接到电动机上时，在定子线路()内的电压几乎仅仅下降在与转子位置相关的电感上。因此被激励的电流通过转子位置调制，并且与此相应地可以被评价。信号强度与纵向电感和横向电感的差值成比例。

输入和输出信号由控制相关的测量软件或NC控制装置处理，以便在此确定转子位置或静止位置。它又确定刀具使用位置或工件加工位置或工件的由这样的电动机驱动的夹紧元件或夹紧装置的位置。必要时在用于分析转子位置的机器控制装置中设有单独的回路或为此编程的微控制器。

使用同步电机除了降低对于驱动装置必需的结构空间之外还带来其它优点。总体上降低安装费用，因为取消发送器电线、发送器和发送器接口。同步电机使高的动态性和无滞后的运动成为可能。除了降低位置需求之外，所述同步电机也具有小的重量，然而在此具有高的效率和高的可用性。位置的确定可以用简单的方法和方式集成到按本发明的加工机的机器控制装置中，得到对现有机器改装或加装的可能性。

加工机的另一方面通过如下方式给出，即电动机由控制装置优选由加工机的控制装置作为NC轴监控，其中控制装置借助于这些数据识别或导出夹紧元件的精确状况或精确位置，和/或控制装置借助于确定的数据或借助于确定的力矩识别夹紧元件的被压入或被输入的力。按本发明的该方案就这点而言是有利的，因为相比于到目前为止昂贵的用于检查相应位置或压紧的转矩或力的控制设备，借助于监控电动机的NC轴及其关于电流消耗方面的参数，必需的数据能以简单的方式可供使用，而且在关于各个夹紧元件的希望的分析方面也如此。因此通过使用电动机与控制装置相结合也能显著降低这样的加工机的控制技术费用或监控技术费用。此外，确定的数据精确地相配于各个夹紧元件，由此必要时能总体上更有利地控制各个元件。

有利的是，设有力传递器件例如齿形皮带、链条或变速器，其将由电动机产生的力或产生的转矩传递到夹紧元件或夹紧装置上。在此有利的是，例如链条由电动机经过小齿轮导引到夹紧元件，以便在那儿传递力。因此被压入的力可以由夹紧元件本身通过集成在那儿的元件确定，或者可以通过由电动机的直接压入的力确定。

也设有一种解决方案，其中电动机在夹紧装置或夹紧元件上的电动机轴连接件上设置在夹紧装置或夹紧元件的对称轴线上或与该对称轴线平行线地设置。当然也包括一种方案，其中电动机相对于夹紧装置或夹紧元件的对称轴线成角度地、优选垂直地设置。

此外规定，夹紧元件具有自由轮机构、离合器(优选构成为打滑离合器)或类似物，以便限制需要传递的力。在此例如可以调节自由轮机构或作为打滑离合器的离合器，以便每个夹紧元件压入不同的力或者也可以是相同的力。当然也能在夹紧元件内例如设有弹簧或弹簧组，以便产生必需的夹紧力。电动机与自由轮机构或离合器互相作用，以便它只用于在成功加工后松开工件，并且压入为此必需的力，以便将弹簧组或弹簧移动到抬高的位置上。当然同时也可能的是，代替弹簧在那儿设有液压缸，该液压缸直接设在夹紧元件上或其内。这在后面还详细解释。

在夹紧元件上设有至少一个夹头，该夹头用于夹紧工件。夹头在这种意义上理解为，它作用在工件上或作用在刀具上，以便存在一定的形锁合(Formschluss)。在这种形锁合中，例如在工件上或在加工刀具上存在相应的空隙或槽或切口，夹头能嵌入到所述的空隙或槽或切口内。压力将工件压到加工台上或将刀具压到刀具接纳部内或其上。

如已经提到过的，有利的是，在夹紧元件上或其内、优选在夹紧元件内设有产生压力的元件，例如压力弹簧或弹簧组，该元件在脱开状态时将夹头压到或移动到夹紧位置上，并且在接合状态时电动机将夹头移动到其初始或静止位置上。作为初始或静止位置在此理解为能取出工件的位置。

此外按加工机的一种方案规定，在夹紧元件上或其内设有回拉元件例如拉力弹簧，其将夹头在脱开或未夹紧状态时移动到初始位置上。在此涉及到先前描述的方案的颠倒方案，其中压力弹簧或弹簧组在夹紧过程中用压力加载夹头，并且只为了松开夹头而通过电动机的力回到初始位置上。在现在描述的方案中详细说明相反方式，即压力弹簧例如受到拉伸负荷，而夹头夹紧工件，并且从而在脱开状态时拉力弹簧使夹头回到初始位置上。

已发现有利的是，夹头具有构成为鼻形的夹紧突起，该夹紧突起沿着夹紧方向成角度地朝向夹紧面，与平行于夹紧平面的平面成1°至5°、优选2°地设置。因此夹头或夹紧突起朝着工件的方向略微倾斜，这改进夹紧过程，或者使夹头嵌接在工件上变得简便。关于夹紧元件的对称轴线，夹紧突起与所述对称轴线成大约90°，带有已经描述的1°至5°、优选2°的偏差，从而与90°平面不同地朝着工件的方向。

也有利的是，夹头可以基本上相当于夹紧面移动。因此在工件上或在承载工件的工件支座上仅仅必须设有相应的空隙或槽，夹紧元件在那儿可以与空隙或槽嵌接。

加工机的一种进一步拓展规定，夹紧元件构成为夹紧钳。优选总是使用夹紧钳，此时例如在承载工件的托盘上或在工件本身上设置一定的夹紧元件如夹紧销等，以便夹紧钳可以包括这些夹紧元件。关于作为驱动器件的用于夹紧元件的电动机的方案同样可以在此使用。

另一种有利的实施方式规定，夹紧元件构成为截锥形的，并且具有接纳部，用于夹紧过程的榫头导入到该接纳部内，该榫头设置在承载工件的托盘上或在需要加工的工件上。在可以使用加工机的现代加工中心中，通常承载工件的托盘带有这种榫头的。因此对于该情况，夹紧元件构成为与所述榫头相匹配，以便包围所述榫头，并且为了加工过程而夹紧所述榫头。因此一种进一步拓展建议，接纳部包含在夹紧钳内，该夹紧钳优选将夹紧夹在夹紧状态时压向榫头或压在榫头上。在此涉及一种有利的进一步拓展，该进一步拓展仍然使整个夹紧过程更有效。

也有利的是，榫头作为夹紧元件具有榫头头部时，有利的是，所述榫头头部一体成型在榫头上。所述榫头头部在此可以至少部分构成为球形的或半球形的，或者具有相应的倒圆或倒角。

建议，力传递器件作用在夹紧钳上，该力传递器件由电动机驱动。在此例如可以涉及圆锥齿轮机构、带有链条和小齿轮的链传动装置，或者可以涉及带有相应构成的小齿轮的齿形皮带。

一种有利的方案也规定，夹紧元件和/或夹紧钳构成为液压作用的，其中产生压力的液压泵直接设在夹紧元件上或其内或者设在夹紧钳上或其内，这样的解决方案的优点开头已经描述过，因为在这样的实施方式中不必提供昂贵的液压总成或者设置管路或者与软管连接。按该方案，电动机驱动产生压力的液压泵，该液压泵直接设置在夹紧元件内或其上。

因此仅仅在夹紧元件上建立与液压泵必要时与压力缸的连接，该连接可以直接作为在夹紧元件或在夹紧钳内的钻孔可供使用。因此可以说液压元件安装到在夹紧过程中最后可能的元件内，即安装到夹紧钳内或到夹紧元件本身内。完全取消了昂贵的管道布置和/或相应软管连接的设置、分配器等等。在此不必设有相应的铰接元件，所述元件必须平衡加工平面的转动。尽管如此通过液压系统用于夹紧工件的一般略高的压力可供使用。

因此通过该方案实现，在夹紧元件上或其内设有液压泵，该液压泵独立于中央液压总成起作用，并且该液压泵直接在夹紧元件上或其内，产生必需的用于夹紧工件或刀具的压紧力。在此涉及一种非常有利的解决方案，因为高的压紧力可以直接在夹紧元件内或其上产生，如已提到过的。

看作为有利的是，设有夹紧力控制装置，借助于该夹紧力控制装置监控工件的精确夹紧。在此也可能的是，在不同的夹紧元件上产生或调节不同夹紧力。这也通过夹紧力控制装置一起实现。此外借助于夹紧力控制装置当然也能确保需要加工的工件或加工刀具的精确夹紧。

现代加工中心和加工机以所谓的零点夹紧装置工作。在此一般预先确定需要夹紧的物体的某些点，以便在加工面上精确定位或定向工件。因此加工机的一种有利的进一步拓展在于，所述零点夹紧装置用于在加工面上精确定位或定向工件。与此相对应的器件当然同样设在相应的工件上。在定位或定向工件时借助于所述附加的器件识别，需要加工的工件是否被精确定位。例如当未精确定位时，例如借助于用于夹紧控制的控制装置检查，所有夹紧元件是否精确具有预先确定的夹紧力。当不是这种情况时，则导致重新松开和再次定位，然后再次重复夹紧过程。也有利的是，在夹紧元件上或在其紧邻的附近内或在夹紧装置的加工面或夹紧面上设有至少一个基准面，以便确定和/或检查工件或承载工件的托盘的精确定位。通过基准面能用比之前描述的略少的费用确定精确定位，并且必要时在夹紧过程前修正。

此外在此有利的是，在工件上或在夹紧装置的夹紧面上设有至少一个夹紧插头(Spannnippel)，该夹紧插头一方面用于工件在夹紧装置的夹紧面上的定位，但是该夹紧插头同时也附加地或可选地用于工件在夹紧面上的夹紧。因此此时当然有机会借助于夹紧插头确定其定位，需要加工的工件是否被完全精确地定位，这对于加工精度具有很高的意义。

在此另一个优点是，在夹紧插头上或其内设有至少一个识别器件，例如数据载体、应答器或条形码，该数据载体具有工件信息和/或工件加工信息。在此可以说通过如下方式获得多重利用，即一方面借助于夹紧插头当然可以精确定位，另一方面同时获得需要加工的工件是否是正确的工件的信息，该工件正好需要用于加工，并且尤其也获得工件加工信息，所述工件加工信息可以用于加工。因此在此非常合适的方案可供使用，该方案还显著提高本发明的效果。

所述数据载体在此附加地或可选地例如用单独的固定器件设置在夹紧插头上。在此螺钉如通常的粘接或设有相应的开口销可以完全一样地用作为固定器件，它们固定识别器件或数据载体。

在一种方案中规定，由电动机驱动的电动机轴具有适配器接头，该适配器接头用于有选择地连接电动机轴与用于夹紧元件的力传递器件，或者用于连接电动机轴与旋转卡盘，该旋转卡盘用于间接或直接接纳工件，用于在工件上旋转磨削或车削加工。

因此电动机位置固定地构成在工件台上，必要时在集成地构成的圆台上。在所述实施方式中电动机也产生其作为用于夹紧装置的夹紧元件的夹紧驱动装置的功能，此时工件夹紧在工件台上，绕着加工轴(垂直于夹紧平面)旋转。承载夹紧元件的支承板构成为使该支承板一方面可以精确固定在其在工件台上的位置上，但是也可以以简单的方式拆卸，以便也同时拆下由支承板承载的夹紧装置。因为电动机保持位置固定，所以设有作为离合器的适配器接头，该适配器接头在取下支承板时是自由的。在适配器接头上例如可以装配旋转卡盘，以便接纳工件，并且用于旋转磨削或车削加工。

建议的加工机公开下述可能性，不仅如在圆台上绕着旋转轴定位工件，而且使工件旋转，以便允许加工。

旋转磨削或车削加工在此既包括在圆周上又包括在内侧或在端面上对工件加工。

附图说明

在附图中尤其以实施例示意地示出本发明。

图1显示按本发明的加工机的侧视图；

图2a、2b显示按本发明的加工机的支承板的相应的三维视图，图2a为俯视图，图2b为仰视图；

图3、4、6、7显示按本发明的夹紧元件的不同实施方式的相应视图；

图5显示按本发明的加工机的电动机的局部详细侧视图；

图8显示按本发明的带有零点夹紧装置的加工机的另一种实施方式的侧视图；

图9显示图8的局部详细视图。

具体实施方式

在附图中相同的或互相对应的元件相应用相同的附图标记示出，并且从而只要不是有目的的，就不再重新描述。

在图1中示意地示出本发明。加工机1一方面包括工件台3，该工件台固定工件2。在图1中未示出的加工刀具由刀具主轴驱动并且可以以合适的方式相对于工件2运动，该加工刀具例如构成为钻头或铣刀。按本发明的加工机1具有多个轴。为了实现尽可能柔性的加工而规定，工件2可以相对于加工刀具沿着三个空间轴定位。但是除了这些纵向轴外也设有旋转轴。第一旋转轴用附图标记10示出，并且称为B轴。它允许绕着水平定向的旋转轴10旋转工件台3。在此结构选择成使工件台3具有控制台30，该控制台例如在一侧设置在滑座或支柱12上。因此在滑座式的结构中例如能沿着垂向(垂直于轴线10)运动。

此外规定，工件2可以绕着在图1中另一个垂直定向的旋转轴11旋转。因为该旋转轴的定向取决于控制台30绕着旋转轴10的的位置，第二旋转轴11(例如称为A轴)当然不是固定的，然而它与第一轴线10成直角。

为了绕着第二轴线11旋转工件2，在加工机1上设有优选设计成电动的旋转驱动装置13。

需要强调的是，按本发明的实施方式不仅可以在如图所示的带有能绕着不同的空间轴线10、11旋转的工件台3的加工机1中实现，而且也可以在不提供这样一种旋转可能性即例如只沿着纵轴线运动或者完全固定即位置固定的加工机中实现。

就这点而言本发明在分配不同的运动或旋转轴到工件或加工刀具的定位上时是自由的。

代替工件台3的在此示出的控制台30的实施方式，当然龙门式的实施方式也是可能的。

需要加工的工件2借助于夹紧装置4夹紧在属于工件台3的支承板42上。

本发明的在图1示出的实施方式选择成使夹紧装置4包括多个夹紧元件40、40′。各个夹紧元件40、40′基本上构成为相同的，并且具有侧向突出的夹头41、41′，该夹头能纵向活动地设在夹紧元件上。夹头41、41′嵌接在工件上的相应位置上，并且将该工件压到支承板42上。除了所述的直接连接，当然也可能的是，夹头间接固定工件，例如当工件2固定在工件支座或平板或类似物上时。

夹头41能垂直于支承板42的平面纵向活动。所述纵向活动通过在夹紧元件40内的丝杆传动装置实现，其中夹头是丝杆螺母的一部分，该丝杆螺母在被驱动的丝杆上运动。与所述丝杆同轴地设有齿轮43，该齿轮通过链条或其它力传递器件53与中央驱动装置连接。该实施方式在此选择成使所有夹紧元件以相同的方式由中央驱动装置驱动，并且设有连续环绕的链条53作为力传递器件。

按本发明设有电动机5作为中央驱动装置，该电动机装有相应的驱动小齿轮和/或变速器，并且从而驱动链条或其它力传递器件53。

在此有利的是，通过使电动机的旋转方向反转，可以影响夹头41、41′的打开或关闭运动。

电动机5的构造是如通常一样的，从电动机5的外壳突出的电动机轴作为转子，并且带有相应的转矩传递器件、旋转脉冲传递器件或力传递器件，例如小齿轮，驱动小齿轮、变速器或类似物。

在此示出的实施例中，设有电动机5作为中央驱动装置，该中央驱动装置作用到多个夹紧元件40、40′上。但是在一种可选的按本发明的方案中也规定，每个单独的夹紧元件具有直接驱动装置，并且从而每个单独的夹紧元件配有自己的电动机。

本发明的中心组成部分在此在于在紧挨着工件2的附近使用电动机。由电动机5驱动的电动机轴50在此尽可能直接例如通过电动机轴本身、通过变速器、其它的力传递器件或通过液压管路作用到夹紧元件上，并且将相应的夹紧力压在该夹紧元件上，以便可靠地固定工件。

在处于夹紧元件40内的丝杆与链条传动装置之间设有打滑离合器，夹紧元件的夹紧力可以在该打滑离合器内限制。在此通过自锁的变速器、自锁的电动机或其它的制动器保持夹紧力。

此时通过监控电动机的电流消耗在此能完美且逐个地监控各夹紧元件40的各个夹紧状态。

在借助于丝杆和小齿轮的夹头传动装置中也设有自由轮机构，以便实现重新打开夹紧元件。

以合适的方式在电动机5与夹紧装置4的各个夹紧元件40、40′之间也设有变速器，通过该变速器能传动，用于提高转矩。

本发明的重要的优点也在于，在电动机轴50上设有适配器接头51，并且整个支承板42可以以简单的方式从工件台3上拆下，并且从而例如车床卡盘可以插到适配器接头51内，另一个工件2可以夹紧在该车床卡盘内。因此在短时内按本发明的加工机可以从铣削加工转换成车削加工。一种相应的车床卡盘的例子在图5中示出。

在图2a、2b中示出支承板42的俯视图(图2a)和仰视图(图2b)、在支承板42的底面上可见电动机轴连接件52。它具有多个侧向的带动件54，所述带动件嵌入到电动机轴50(参见图1)的适配器接头51的相应的空隙内，并且从而传递转矩。

通过电动机轴50的旋转也使可旋转地支承的电动机轴连接件52旋转。然后电动机轴连接件52直接地或必要时通过变速器驱动力传递器件53，在此例如是链条或滚子链。所述链条53通过各个夹紧元件40的齿轮导引，并且同方向地驱动这些齿轮。此外电动机轴连接件52也驱动另一个略微不同地构成的夹紧元件40a的驱动轮44。在此例如也可以涉及一种所谓的零点夹紧装置，通过该零点夹紧装置实现工件或支承工件的工件支座/托盘的精确定位。如已经提到过的，作为力传递器件53不仅设有机械作用的元件，而且又设有液压驱动的夹紧装置。这绝对不与按本发明的思想相矛盾。如在图2b中清晰可见，液压驱动的夹紧元件40a与工件在相同旋转平面上，也就是说，这两个元件不再互相转动，需要复杂地密封的旋转分配装置在此不再是必需的，液压管道布置是极其简单的。在另一面上使零点夹紧装置作为结构元件标准化，并且装有液压加载装置。本发明的优点在于，借助于按本发明建议的电动机5由此也可以驱动小的液压泵，该液压泵用于作为零点夹紧装置的液压驱动的夹紧元件40a。驱动轮44在此以合适的方式作用到所述的小的液压泵上。

还需要提到，通过在夹紧元件中合适地导引夹头，例如在滑槽式导向装置中导引，也可以使夹头旋转运动。按本发明的加工机常常自动加载和卸载，并且从而同时从需要送入和送出的工件的活动空间内移开夹头。因此通过监控电动机的旋转运动也可以监控各个夹头41的位置，并且由于强制导引，这样一种结构也是运行可靠的。

图4示出夹紧元件40的一种示例性的结构，其中电动机5作为直接驱动装置55连接。在此电动机轴50立刻驱动夹紧元件40的丝杆45，夹头41通过丝杆螺母装在丝杆45上。拉力弹簧48使在脱开或未夹紧状态下的夹头41运动到初始位置上。在一种未示出的但此前描述的方案中，作为压力弹簧的弹簧在接合状态时被压入，从而夹头41被推动到未夹紧的或不起作用的位置上。

在图3中示出夹紧元件40的一种可选的方案。在夹紧元件中又装有自己的作为直接驱动装置55的电动机5，该电动机通过圆锥齿轮机构56作用到丝杆45上。夹紧元件40具有产生压力的元件49，该元件在本实施例中构成为压力弹簧或弹簧组。产生压力的元件将在脱开状态下的夹头41、41′压到夹紧位置上。此外夹头41、41′具有构成为鼻形的夹紧突起41a，该夹紧突起贴靠在工件2a上，或者嵌入到该工件内。夹紧突起41a沿着夹紧方向与夹紧面成一定角度。

在图6中示出夹紧元件40a的另一可选方案。在此未示出的工件2设置并且从而精确定位在工件支座20或托盘20上。工件支座20在其底面上具有至少一个榫头21，该榫头插入夹紧元件40a或接纳部40b内。

夹紧元件40a具有夹紧钳46，所述夹紧钳从背后嵌接(hintergreifen)榫头头部22。此时优选液压操作夹紧钳46。力传递器件53′在此是处在工作压力下的液压介质，因此按本发明建议的电动机5作用到液压泵57上，该液压泵产生相应的压力水平。

在图5中示出旋转卡盘或爪式卡盘6的详细视图。如已说明的，按本发明的实施方式允许从工件台3上拆下支承板42。适配器接头51在电动机轴50的远离电动机的端部上。旋转卡盘或爪式卡盘6的电动机轴连接件52以相同方式插入到所述适配器接头内。

此外旋转卡盘或爪式卡盘6如通常地构成，并且允许工件2的径向固定。必要时设有附加的连接器件或固定器件，以便将爪式卡盘6固定在电动机轴50或工件台3上。

图7示出按本发明的夹紧元件的另一种实施方式。不同于已经介绍过的方案，在此在夹紧元件40下方存在齿轮43，该齿轮构成为链轮，在该链轮上例如啮合作为力传递器件53的链条。所有其它的附图标记相当于已经介绍过的附图标记，从而无需重新解释。

图8示出按本发明的带有零点夹紧装置的加工机的另一种实施方式。在此仅仅示出加工机的一部分，由此可见，在此夹紧元件与零点夹紧装置互相作用地使用。如已经提到过的，零点夹紧装置用于工件2在加工面上的精确定位或定向。在图8的所示情况中在夹紧元件上存在基准面7。这些基准面7使精确定位工件或承载工件的托盘变得简便。由于所述基准面可以确定，工件2是否被精确定位。

工件2在朝向夹紧装置的一侧上有夹紧插头8。夹紧插头8包含在夹紧钳46内。同样如此外前面已经描述过的，在夹紧钳46内设置夹紧夹47，所述夹紧夹用于进一步改善夹紧插头8的夹紧。通过这种实施方式能极其精确地构成夹紧过程，因为在此零点夹紧装置的优点与机电的夹紧装置的优点相结合。代替设置在工件2上，夹紧插头8也可以设置在承载工件的托盘2a上。所述托盘2a示意地在图9中示出。

在此在图9中示出图8的局部，借助于该局部可见，在夹紧插头8上设有数据载体9。代替工件2在此示意地示出承载工件的托盘2a。数据载体9可以构成为应答器、条形码或者可以构成为其它信息传递介质。所述数据载体或者包含需要加工的工件2的工件信息以及也有利地包含工件加工信息，以便在夹紧后控制装置立刻识别应该执行何种加工，并且导入相应的控制过程。

虽然借助于详细的实施例描述本发明，所述实施例尽可能详细地被阐述，必须指出的是，这些实施例只是用于解释，并且本发明不局限于此，因为可选的实施例和方式方法对于技术人员考虑到公开内容是清楚的。相应地考虑到不会偏离本发明内容的修改。

Claims (20)

1.加工机，用于加工一个或多个工件(2)，所述工件(2)在加工机内直接通过夹紧装置固定在不可旋转的工件台(3)上或固定在可旋转的工件台上，夹紧装置(4)包括至少一个夹紧元件(40、40′、40a)，所述夹紧元件直接与工件(2)互相作用，承载夹紧元件的支承板(42)能可拆地固定在其在工件台(3)上的位置上，并且设有用于产生夹紧力的电动机(5)，所述电动机与夹紧元件(40、40′、40a)作用连接，其特征在于：所述电动机(5)直接驱动夹紧元件(40、40′、40a)，由电动机(5)驱动的电动机轴(50)具有适配器接头(51)，用于有选择地连接电动机轴(50)与用于夹紧元件(40、40′、40a)的至少一个力传递器件(53)或者用于连接电动机轴(50)与旋转卡盘或爪式卡盘(6)，该旋转卡盘或爪式卡盘用于间接或直接接纳工件(2)用以对工件(2)旋转磨削或车削加工，并且电动机(5)作为中央驱动装置通过所述至少一个力传递器件(53)驱动多个夹紧元件(40、40′、40a)，电动机(5)是无发送器的同步电机，而且该同步电机构成为永久磁铁励磁的同步电机(PMSM)，在该同步电机中设定无发送器的转子位置确定。

2.根据权利要求1所述的加工机，其特征在于：所述工件台绕着至少一个轴线可旋转。

3.根据权利要求1或2所述的加工机，其特征在于：电动机(5)由控制装置作为NC轴监控，所述控制装置借助于由监控电动机的NC轴得到的数据识别或导出夹紧元件(40、40′、40a)的精确位置或精确状态，和/或所述控制装置借助于确定的数据或借助于确定的转矩识别夹紧元件的被压入或被输入的力。

4.根据权利要求3所述的加工机，其特征在于：所述控制装置是加工机的控制装置。

5.根据权利要求1或2所述的加工机，其特征在于：力传递器件(53)是齿形皮带、链条或变速器，和/或电动机(5)在夹紧装置(4)或夹紧元件(40、40′、40a)上的电动机轴连接件(52)上设置在夹紧装置(4)的或夹紧元件(40、40′、40a)的对称轴线上，或与该对称轴线平行线地设置，或电动机(5)相对于夹紧装置(4)的或夹紧元件(40、40′、40a)的对称轴线成角度地设置。

6.根据权利要求5所述的加工机，其特征在于：电动机(5)相对于夹紧装置(4)的或夹紧元件(40、40′、40a)的对称轴线垂直地设置。

7.根据权利要求1或2所述的加工机，其特征在于：夹紧元件(40、40′、40a)具有自由轮机构或离合器，以便限制需要传递的力，和/或在夹紧元件(40、40′、40a)上设有至少一个用于夹紧工件(2)的夹头(41、41′)，和/或在夹紧元件上或夹紧元件内设有产生压力的元件，所述产生压力的元件在脱开状态时将夹头(41、41′)压到或移动到夹紧位置上，并且在接合状态时电动机(5)将夹头(41、41′)移动到其初始或静止位置上，和/或在夹紧元件(40、40′、40a)上或夹紧元件内设有回拉元件。

8.根据权利要求7所述的加工机，其特征在于：所述离合器构成为打滑离合器。

9.根据权利要求7所述的加工机，其特征在于：所述产生压力的元件设置在夹紧元件(40、40′、40a)内。

10.根据权利要求7所述的加工机，其特征在于：所述产生压力的元件是压力弹簧或弹簧组。

11.根据权利要求7所述的加工机，其特征在于：所述回拉元件是拉力弹簧(48)，该拉力弹簧将夹头(41、41′)在脱开或未夹紧状态时移动到初始位置上。

12.根据权利要求7所述的加工机，其特征在于：夹头(41、41′)具有构成为鼻形的夹紧突起，所述夹紧突起沿着夹紧方向成角度地朝向夹紧平面，与平行于夹紧平面的平面偏离1°至5°地设置，和/或夹头(41、41′)能垂直于夹紧平面移动，和/或夹紧元件(40、40′、40a)构成为夹紧钳(46)，和/或夹紧元件(40、40′、40a)构成为截锥形的并且具有接纳部(40b)，用于夹紧过程的榫头(21)导入该接纳部内，该榫头设置在承载工件的托盘上或在需要加工的工件(2)上，和/或接纳部(40b)包含在夹紧钳(46)内，和/或在榫头(21)上一体成型榫头头部(22)。

13.根据权利要求12所述的加工机，其特征在于：所述夹紧钳将多个夹紧夹(47)在夹紧状态时压向榫头(21)或压在榫头上。

14.根据权利要求13所述的加工机，其特征在于：力传递器件(53)接合在夹紧钳(46)上，所述力传递器件由电动机(5)驱动，和/或夹紧元件(40、40′、40a)和/或夹紧钳(46)构成为液压作用的，产生压力的液压泵直接设在夹紧元件(40、40′、40a)上或夹紧元件中或者设在夹紧钳(46)上或夹紧钳中，和/或在夹紧元件(40、40′、40a)上或夹紧元件中设有液压泵，所述液压泵独立于中央液压总成起作用，并且所述液压泵直接在夹紧元件(40、40′、40a)上或夹紧元件中产生必需的压紧力。

15.根据权利要求1或2所述的加工机，其特征在于：设有夹紧力控制装置，借助于所述夹紧力控制装置监控工件的精确夹紧，和/或夹紧元件(40、40′、40a)中的至少一个构成为用于接纳至少一个加工刀具，和/或设有零点夹紧装置用于工件(2)在加工面上的精确定位或定向。

16.根据权利要求1或2所述的加工机，其特征在于：在夹紧元件(40、40′、40a)上或在夹紧元件的附近或在夹紧装置的加工面或夹紧面上设有至少一个基准面(7)，以便确定和/或检查工件(2)或承载工件的托盘的精确定位，和/或在工件(2)上或在夹紧装置的夹紧面上设有至少一个夹紧插头(8)，所述夹紧插头用于工件(2)在夹紧装置的夹紧面上的定位和/或夹紧。

17.根据权利要求16所述的加工机，其特征在于：在夹紧插头(8)上或夹紧插头中设有至少一个识别器件，所述识别器件具有工件信息和/或工件加工信息。

18.根据权利要求17所述的加工机，其特征在于：所述识别器件是数据载体(9)、应答器或条形码。

19.根据权利要求18所述的加工机，其特征在于：所述数据载体(9)附加地或可选地用单独的固定器件设置在夹紧插头(8)上。

20.根据权利要求1或2所述的加工机，其特征在于：在同步电机中设定无发送器的静止位置识别和/或转子位置确定能用软件控制地或NC控制地执行。