CN105228792A - 带有随行夹具更换器的工具机 - Google Patents

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Abstract

一种工具机，具有能够在3轴线中进给的工具轴(10′)以及能够围绕A轴线枢转的摆动桥(12)，其带有圆台(15′)用于容纳承载工件(18′)的工件随行夹具(17，17′)。此外，在摆动桥(12)之前设置有收纳装置(23′)用于在工件随行夹具(17″′)上的要加工的或已加工的工件(18″′)。在收纳装置(23′)和摆动桥(12)之间设置有随行夹具更换器(24)，其仅仅可以进行垂直推移运动和围绕垂直轴线(29)的枢转运动。工件随行夹具(17′，17″)的容纳和取下仅仅在随行夹具更换器(24)的垂直推移运动期间进行，必要时进行摆动桥(12)围绕A轴线的枢转。

Description

带有随行夹具更换器的工具机
德国专利申请102013208440.4和102013216752.0的内容通过引用结合于此。
本发明涉及一种工具机，带有：
-机架，
-构建在机架上的加工室，
-在加工室中在相互垂直的轴线(X轴，Y轴，Z轴)上可运动的、可被旋转驱动的至少一个工具轴，
-在加工室中可围绕与X轴平行的A轴枢转驱动地安置的摆动桥，
-布置在摆动桥上的至少一个收纳台，用于可松开地保持工件随行夹具，
-在加工室之前构建的装载和卸载室，
-布置在装载和卸载室中的至少一个收纳装置，用于可松开地保持工件随行夹具，以及
-布置在装载和卸载室中的至少一个随行夹具更换器。
在这种已知的工具机情况下，在加工室中加工工件期间，进行已加工的工件的取下和要加工的工件至装载和卸载室中的送入。这在技术上作为有效时间并行装载而已知。
在这种工具机情况下，设置有随行夹具更换器，其能够在两个线性推移方向上以及围绕垂直轴线枢转地构建，以避免在随行夹具更换器和摆动桥之间的碰撞。
本发明所基于的任务是，简单地、并且具有小的位置需求地、以及具有时间上缩短的更换过程地构建随行夹具更换器。
根据本发明，该任务通过权利要求1所述的特征解决。重要的是，随行夹具更换器仅仅可以实施并且仅仅需要实施线性运动和旋转运动。在工件随行夹具上夹紧的要加工的工件的输送线性地从下方并且以围绕垂直轴线180°的旋转运动地进行，其中在线性垂直的向上运动同时，被加工的工件连同承载其的工件随行夹具被从摆动桥取走。在随行夹具更换器枢转运动180°之后以及在随后的向下运动期间，带有要加工工件的工件随行夹具被放置在摆动桥上以及带有已加工工件的工件随行夹具被放置在装载和卸载室中的收纳装置上。因为仅仅设计了在垂直方向上的线性可推移性和围绕垂直轴线的旋转运动，所以总体结构非常简单并且由此成本低廉。通过将随行夹具更换器非常近地布置在摆动桥之前和之下，实现了非常紧凑的结构方式。由于总体上仅需要两种运动，在时间上缩短了更换过程。可以在摆动桥上设置一个或者多个台，并且相应地在装载和卸载室中设置相同数目的收纳装置。另外，也可以设置相同数目的工具轴；然而也可能的是，工具轴的数目较少，更确切地说，当进行工件的顺序加工时。
当带有要加工工件的随行夹具更换器从下方移动到摆动桥旁时，该区域会由于削屑而被污染。根据权利要求2所述的改进方案因此是相当特别有利的。
根据摆动桥的结构类型以及必要时根据收纳台的结构类型，会发生的是，在随行夹具更换器的保持装置直线垂直移动到工件随行夹具之下时，在摆动桥和随行夹具更换器的保持装置之间出现碰撞。在这种情况中，根据权利要求3的改进方案是特别有利的。在此，利用了摆动桥围绕A轴线的这种存在的可枢转性，以替代随行夹具更换器的根据本发明被省去的水平可移动性，该水平可移动性在现有技术中是必需的。
在根据权利要求9的改进方案中，根据本发明的措施是特别有利的，其中特别节省位置地产生效果的是，在带有两个工具轴的工具机情况下设置仅仅一个随行夹具更换器。
本发明的其他优点和细节从下面借助附图对实施例的描述中得到。其中：
图1示出了根据本发明的工具机的透视图，
图2示出了相对于图1放大的工具机的透视的部分视图，其中省去了带有被夹紧的工件的工件随行夹具，
图3在极为简化的示意图中示出了穿过工具机的垂直纵截面，其中随行夹具更换器在开始随行夹具更换之前位于的下部位置中，
图4示出了对应于图3的视图，其中随行夹具更换器位于已经垂直升起的第一中间位置中，
图5示出了基本上对应于图3和图4的视图，其中随行夹具更换器位于相对于图4略微进一步升起的位置中，
图6示出了与图3至图5对应的视图，其中随行夹具更换器位于相对于图5继续略微升起的第二中间位置中，
图7示出了又与图3至图6对应的视图，其中随行夹具更换器位于其上部位置中，其中带有已加工工件的工件随行夹具被从摆动桥取下。
如特别是从图1和图2中可以看到的，根据本发明的工具机具有大致成角形的机架1，其基本上由水平的机座2和垂直的立架3形成。在框架式的立架3中布置有移动单元4，其具有可以在水平的X方向借助X驱动器5移动的X滑架6。在X滑架6上安置有可以借助未示出的Y驱动器在垂直的Y方向上移动的Y滑架7。在Y滑架7上安置有可以借助Z驱动器8在水平的Z方向上推移的Z滑架9，在其中分别借助未示出的轴驱动器来安装可旋转驱动的工具轴10或10′。工具轴10、10′用于分别容纳加工工具11、11′。
在机座2上支撑有摆动桥12，该摆动桥在其末端可围绕与X方向平行的A轴线枢转地安置在枢转轴承13、13′中，并且借助枢转驱动器14可枢转驱动。
在摆动桥12上布置有两个构建为圆台15、15′的收纳台，它们分别与工具轴10、10′关联。这些圆台15、15′分别借助未示出的旋转驱动器可围绕垂直于A轴线的B轴线旋转驱动。圆台15、15′用于容纳工件随行夹具17、17′，在其上分别夹紧要加工的工件18、18′或者18″、18″′。在机座2之上以及立架3之前的空间是工具机的加工空间19。
在Z方向上在加工空间19之前和之下，构建有带有随行夹具更换单元21的装载和卸载室20，其中在随行夹具更换器支架22上布置有用于两个工件随行夹具17″、17″′的两个收纳装置23、23′。在这些收纳装置23、23′和摆动桥12之间布置有实际的随行夹具更换器24，如从图2和图3中可以看到的，其布置在可垂直推移的随行夹具更换器滑架25上。随行夹具更换器滑架25的垂直驱动器借助滑架驱动器26通过小齿轮－齿条传动装置27进行。基本上构建为板的随行夹具更换器24借助安装在滑架25上的随行夹具枢转驱动器28可围绕垂直的随行夹具更换器枢转轴线29枢转180°。
如尤其是从图1、2和3中、然而也可以从其他附图中看出的，随行夹具更换器24具有引导开口30、30′，安装在随行夹具更换器支架22上的垂直引导杆31、31′在随行夹具更换器24的下部位置中配合到所述引导开口中，由此随行夹具更换器24在其下部位置中获得准确取向并且稳定的状态。
在随行夹具更换器24的两个纵向边缘上分别构建有与圆台15、15′或者收纳装置23、23′关联的保持装置32、32′、32″、32″′，其具有向上开放的保持开口33，所述保持开口向下通过托架16形成边界。在每个工件随行夹具17、17′、17″、17″′上安装有对应件34、34′、34″、34″′，其与相应的保持装置32、32′、32″、32″′中的保持开口33匹配，使得当随行夹具更换器24向上移动并且由此相应的保持装置32、32′、32″、32″′容纳或者保持对应件34、34′、34″、34″′时，其在相应的保持装置32、32′、32″、32″′中在所属的托架16上形状配合地保持。
如同样尤其是从图2可以看到的，在圆台15、15′上以及在随行夹具更换单元21的收纳装置23、23′上构建有已知的夹持元件35，借助其将工件随行夹具17、17′、17″、17″′分别准确取向地保持。在图2中此外可以看到，在收纳装置23、23′上设置有介质接合器36、36′，即液压端子，借助其将未示出的、已知的、构建在工件随行夹具17、17′、17″、17″′上的工件夹持装置打开或关闭，借助其将工件18、18′或18″、18″′在装载和卸载室20中在工件随行夹具17、17′或17″、17″′上夹紧或者从其松开。
如此外从图1中可以看到的，在加工室19和装载和卸载室20之间设置有隔离壁37作为保护壁，借助其可以在加工室19中的加工过程期间防止削屑、油等等跑到装载和卸载室20中。其仅仅为了随行夹具更换而打开。在装载和卸载室20的朝向操作者侧38的侧上，此外可以设置保护门39，其仅仅为了取出加工好的工件18、18′、18″、18″′以及为了输送要加工的工件18、18′、18″、18″′而被打开。
随行夹具更换器24的工作过程如下：
在加工室19中在圆台15、15′上有两个在工件随行夹具17、17′上夹紧的工件18、18′。它们通过工具11、11′进行五轴加工，其中承载工具11、11′的工具轴10、10′在X、Y和Z方向上进给。工件18、18′在围绕摆动桥12的A轴线枢转以及围绕圆台15、15′的B轴线转动的情况下运动。同时，在打开门39时在装载和卸载室20中取出加工完的工件，并且将要加工的工件18″、18″′夹紧到位于收纳装置23、23′上的并且由随行夹具更换器24保持的工件随行夹具17″、17″′上。
在工件18、18′完成加工之后，开始随行夹具更换，为此将隔离壁37置于图1中所示的打开位置中。随行夹具更换器24处于图1和3所示的下部的装载和卸载位置40中，在其中保持装置32″、32″′形状配合地容纳处于收纳装置23、23′上的两个工件随行夹具17″、17″′的对应件34″、34″′。
随行夹具更换器24现在通过滑架驱动器26在垂直推移方向41中向上推移到第一中间位置42中。在该第一中间位置42中，摆动桥12围绕其A轴线枢转，使得随行夹具更换器24的朝向摆动桥12的保持装置32、32′并不与摆动桥12碰撞。在该第一中间位置42中，朝向摆动桥12的保持装置32、32′还在位于圆台15、15′上的工件随行夹具17、17′的对应件34、34′之下，如从图4和放大的图5中可以看到的。接着，如在图6中所示，摆动桥12围绕A轴线枢转，使得圆台15、15′的相应B轴线垂直地、即平行于随行夹具更换器24的推移方向41地走向。随行夹具更换器24对应于图6在此位于第二中间位置43中，其中保持装置32、32′直接在位于圆台15、15′上的两个工件随行夹具17、17′的对应件34、34′之下。
随行夹具更换器24此外没有围绕轴线29转动地向上推移到上部位置44中，其在图7中示出。在此，事先随行夹具更换器24的保持装置32、32′已容纳带有加工完成的工件18、18′的、位于圆台15、15′上的工件随行夹具17、17′的对应件34、34′，并且将工件随行夹具17、17′从圆台15、15′取下。在该上部位置44中，随行夹具更换器24围绕随行夹具更换器枢转轴线29转动180°，使得已加工的工件18、18′枢转到装载和卸载室20中，并且同时未被加工的工件18″、18″′枢转到加工室19中。随行夹具更换器24的下降以与上升运动相反的顺序进行。
当摆动桥12在B轴线的垂直位置情况下在随行夹具更换器24的向上和向下运动时不在随行夹具更换器24的碰撞范围中时，随行夹具更换器24可以直接从下部位置40移动到第二中间位置43中。
原则上，随行夹具更换器24在第一中间位置42和第二中间位置43中的停止不一定是必须的(当控制允许这种情况时)。
包括夹紧元件35和所提及的夹紧装置的多个驱动器的这种控制通过可中央编程的控制装置来进行，其未示出。

Claims (9)

1.一种工具机，带有：
-机架(1)，
-构建在机架(1)上的加工室(19)，
-在加工室(19)中在相互垂直的轴线(X轴，Y轴，Z轴)上可运动的、可被旋转驱动的至少一个工具轴(10，10′)，
-在加工室(19)中可围绕与X轴平行的A轴枢转驱动地安置的摆动桥(12)，
-布置在摆动桥(12)上的至少一个收纳台，用于可松开地保持工件随行夹具(17，17′，17″，17″′)，
-在加工室(19)之前构建的装载和卸载室(20)，
-布置在装载和卸载室(20)中的、处于摆动桥(12)之下的至少一个收纳装置(23，23′)，用于可松开地保持工件随行夹具(17，17′，17″，17″′)，以及
-布置在装载和卸载室(20)中的至少一个随行夹具更换器(24)，
--其中所述随行夹具更换器(24)能够仅仅在垂直方向(41)中推移以及能够围绕垂直轴线(29)枢转驱动地构建，
--其中所述随行夹具更换器(24)具有第一保持装置和第二保持装置(32，32′，32″，32″′)，用于可松开地保持至少两个工件随行夹具(17，17′，17″，17″′)，
--其中所述随行夹具更换器(24)构建为能够从下部装载和卸载位置(40)连同在第二保持装置(32″，32″′)中保持的第二工件随行夹具(17″，17″′)在垂直方向(41)中推移过至少一个中间位置，其中建立第一保持装置(32，32′)与位于摆动桥(12)的收纳台上的第一工件随行夹具(17，17′)的连接，
--其中随行夹具更换器(24)构建为能够从所述中间位置推移到上部位置中，其中与第一保持装置(32，32′)连接的第一工件随行夹具(17，17′)从摆动桥(12)的收纳台向上取走，
--其中所述随行夹具更换器(24)构建为在上部位置中能够围绕垂直轴线(29)转动，其中将从摆动桥(12)取下的第一工件随行夹具(17，17′)枢转出来到装载和卸载室(20)中，以及将第二工件随行夹具(17″，17″′)从装载和卸载室(20)枢转进入到加工室(19)中，以及
--其中随行夹具更换器(24)构建为能够接着通过所述中间位置又下降到下部位置(40)中。
2.根据权利要求1所述的工具机，其特征在于，在加工室(19)与装载和卸载室(20)之间布置有能够打开的隔离壁(37)。
3.根据权利要求1或2所述的工具机，其特征在于，所述摆动桥(12)构建为能够枢转到垂直的推移路径中以及能够从带有工件随行夹具(17，17′，17″，17″′)的随行夹具更换器(24)的垂直推移路径枢转出来。
4.根据权利要求1至3之一所述的工具机，其特征在于，所述至少一个收纳台构建为能够围绕垂直于A轴线的B轴线枢转的圆台(15，15′)。
5.根据权利要求1至4之一所述的工具机，其特征在于，所述随行夹具更换器(24)构建为能够没有中间停留地从下部位置经过中间位置推移到上部位置中。
6.根据权利要求1至5之一所述的工具机，其特征在于，所述随行夹具更换器(24)的下部装载和卸载位置设置在摆动桥(12)之前和之下。
7.根据权利要求1至6之一所述的工具机，其特征在于，
所述第一保持装置和第二保持装置(32，32′，32″，32″′)分别具有向上开放的保持开口(33)，以及
在工件随行夹具(17，17′，17″，17″′)上构建有与保持开口(33)匹配的对应件(34，34′，34″，34″′)，以及
在随行夹具更换器(24)垂直向上运动时，每个保持装置(32，32′，32″，32″′)在建立连接的情况下容纳对应件(34，34′，34″，34″′)。
8.根据权利要求1至7之一所述的工具机，其特征在于，所述装载和卸载室(20)构建为能够向外部通过可打开的保护门(39)关闭。
9.根据权利要求1至8之一所述的工具机，其特征在于，具有
-在加工室(19)中在相互垂直的轴线(X轴，Y轴，Z轴)上可运动的、可被旋转驱动的两个工具轴(10，10′)，
-布置在摆动桥(12)上的两个收纳台，分别用于可松开地保持第一工件随行夹具或第二工件随行夹具(17，17′，17″，17″′)，
-布置在装载和卸载室(20)中的、在摆动桥(12)之下的两个收纳装置(23，23′)，分别用于可松开地保持第二工件随行夹具或第一工件随行夹具(17，17′，17″，17″′)，以及
-布置在装载和卸载室(20)中的仅仅一个随行夹具更换器(24)，
--其中随行夹具更换器(24)分别具有两个第一保持装置和第二保持装置(32，32′，32″，32″′)，分别用于可松开地保持两个第一工件随行夹具或第二工件随行夹具(17，17′，17″，17″′)，
--其中随行夹具更换器(24)构建为能够从下部装载和卸载位置(40)连同在第二保持装置(32″，32″′)中保持的两个第二工件随行夹具(17″，17″′)在垂直方向(41)中推移过至少一个中间位置，其中建立两个第一保持装置(32，32′)与位于摆动桥(12)的两个收纳台上的两个第一工件随行夹具(17，17′)的连接，
--其中随行夹具更换器(24)构建为能够从中间位置推移到上部位置中，其中与第一保持装置(32，32′)连接的两个第一工件随行夹具(17，17′)从摆动桥(12)的收纳台向上取走，
--其中在上部位置中的随行夹具更换器(24)构建为能够围绕垂直轴线(29)转动，其中将从摆动桥(12)取下的两个第一工件随行夹具(17，17′)枢转出来到装载和卸载室(20)中，以及将两个第二工件随行夹具(17″，17″′)从装载和卸载室(20)枢转进入到加工室(19)中。
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