CN106068106A - 用于机器辅助制造和加工牙科工件的加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机器辅助地制造和加工牙科工件(16)的加工装置，所述牙科工件特别是人造牙齿和/或其他牙科替代件，其中至少一个工件(16)在至少一个能升降以及能受驱动旋转的工件保持器(11)中夹紧，所述工件保持器定位在旋转轴线(9)上并且为了进行加工使工件(16)朝至少一个受驱动旋转的刀具主轴(4、5、6)进给，所述刀具主轴具有固定在该刀具主轴上的刀具(7)，其特征在于，工件保持器(11、11a、11b)相对置地在一侧配设有另一个刀具保持器(2、2a、2b)，所述刀具保持器具有多个设置在该刀具保持器上的刀具(7)，在工件保持器(11、11a、11b)的另一侧设置工件更换器(22、22a、22b)，在所述工件更换器中能更换地容纳要加工的工件(16、16a、16b、16c)。

Description

用于机器辅助制造和加工牙科工件的加工装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于牙科用途的加工装置。
背景技术
这种加工装置的特征在于，在牙医诊所的房间内，在牙医的监视下，甚至当患者在场时，能够制造一颗或多颗人工牙齿。因此不是在牙科技工室中利用工业用机器以工业方式制造和加工一个或多个人工牙齿，而是与此相反地利用结构尽可能小的且易于操作的加工装置高精度地制造和加工一个或多个人工牙齿。
本发明基于一种加工装置，如通过Sirona Dental Systems GmbH公司按照EP 1614 396 B1完成的开发工作所实现的加工装置。首先建立牙科的假牙部件的三维图像，此后按照CAD/CAM原理在加工装置中通过切削加工由原材料制造牙科的假牙部件。只存在受驱动的刀具，而没有刀具仓。由此存在缺点是，要对刀具进行必要的重新装调，因为在使用第一加工刀具组之后必须将机器关停并夹紧第二加工刀具组。特别是不同的原材料要求使用不同的刀具组。此外，总是仅能加工一个工件坯料。
还已知相同专利权人的第二种加工装置，其中设有能升降以及能旋转的工件保持器，为了加工的目的，将工件坯料夹紧在所述工件保持器中。
在承载待加工的牙齿的工件保持器的左边和右边设置能进给和远离的主轴，所述主轴支承在相互错开的刀具轴线上并且为加工人工牙齿的目的能向工件保持器进给。
但在这种已知的装置中，缺点是，在工件保持器中仅容纳唯一一个要加工的牙齿。因此必要的是，在完成完整的加工之后从工件保持器中取出并能用新的待加工的牙齿替代完成加工的牙齿之前，要执行制造牙齿的整个加工程序。
因此，存在这样的缺点，即，对单个牙齿进行耗时的制造是必要的，因为在能将另一个牙齿供应给加工过程之前，总是必须完成当前牙齿的加工。
工件更换，就是说，移除并用新的待加工的工件替代完成加工的牙齿是手动进行的。因此所述装置的工作方式也受到限制，因为在加工期间总是必须进行手动介入并且在这段时间内不能进行另外的加工。
这种布置系统的结构较大，因为加工主轴连同其驱动元件侧向地并且相对置地朝居中的工件保持器进给，而这必须用具有较大结构长度的加工装置来换取。
另一个缺点是，必须从两侧向工件保持器引导加工刀具连同驱动元件，这会导致驱动元件的构造成本较高并且需要较为复杂的控制，因为所述控制在加工装置的右供应侧和左供应侧是不同的并必须相应地编程。
这种已知的设计方案的基础在于，多个刀具能够与驱动主轴耦合，但这在这种已知的方案中会导致这样的缺点，即，必须在加工装置的左侧和右侧分别设置一个驱动主轴，并且必须在每个侧面设置相配属的刀具更换器。这也需要高机器成本和在制造这种加工装置时的高费用。
发明内容
因此，本发明的目的在于，这样改进开篇所述类型的加工装置，使得这种加工装置在结构上明显更为简单和控制程序得到简化的同时能够以较低的制造费用进行制造。
为了实现所述目的，本发明的特征在于权利要求1的技术教导。
本发明的基本原理的基础在于，将容纳在多轴工件保持器中的工件供应给设置在另一个平面中的刀具保持器，该刀具保持器带有至少一个被驱动旋转的主轴，所述主轴保持在配设给它的平面中并且夹紧在该工件保持器中的、待加工的工件向带有能更换地设置在这里的刀具的主轴进给并在这里被加工。
本发明的根据独立权利要求1的第一实施例的特征在于，工件保持器构造成多轴机器人，在所述机器人的一侧设置至少一个刀具保持器，所述刀具保持器具有在其上能受驱动旋转的和能更换的刀具，在多轴工件保持器的另一侧设置构造成刀具库的刀具更换器，在所述刀具更换器中可更换地容纳待加工的工件。
这个实施例的特征是，按照这个发明构思，刀具保持器在最少的情况下下仅用唯一一个受驱动旋转的主轴即可工作，多个刀具能接合到所述主轴上。为了加工工件，使夹紧在多轴工件保持器中的工件朝所述主轴进给并由夹紧在主轴中的刀具加工。
由此，制造刀具保持器的成本基本上降到最低，因为在最简单的情况下，只有唯一一个受驱动旋转的、带有多个能固定在其上的刀具的主轴，并且该主轴不进行空间运动，因为加工运动通过保持工件的工件保持器在主轴上来执行。运动的主轴会受到陀螺效应和由此还受到作用力的影响。这些力传递到加工单元的机械系统上并对加工的稳定性产生负面影响。与加工单元的底架刚性连接的主轴不会受到这种效应的影响。
当然，本发明不仅限于在刀具保持器上设置唯一一个受驱动旋转的主轴。在另一个实施例中也可以设定，设置多个其上设置有刀具的受驱动旋转的主轴，但在优选的应用场合中，仅设置一个带有设置在这里的受驱动旋转的主轴的刀具保持器。
工件保持器在这种情况下优选构造成多轴机器人，并且在一个特别优选的实施形式中至少构造成五轴机器人，所述五轴机器人因此能够沿至少5个不同的加工轴线进行操作。所述工件保持器具有加工头，所述加工头适于夹紧为加工而设置的工件。但重要的是，所述工件保持器除了用于待加工工件的夹紧头还具有一个或多个操作装置，所述操作装置适于从刀具库中取出所需的刀具并将其供应给刀具保持器，以便在这里将这个新的刀具插装到受驱动旋转的主轴上或以其他方式不可相对旋转地接合到主轴上。
同时，可以在工件保持器上设置另一个用于待从主轴中取出的(旧)刀具的保持件。
刀具更换如下面所述进行：
首先，工件保持器连同该工件保持器的操作装置向下移动并接纳仍容纳在主轴中的旧刀具。
在设置在工件保持器相对置的侧面上的另一个操作装置上，将新刀具从刀具库中取出。然后使加工装置旋转180°，以便由此将此前从主轴上取下的旧刀具回送到刀具库中并同时将现在在下面悬挂在加工装置上的新刀具输送给位于下面的主轴。
通过将两个相对置的操作装置设置在多轴的加工装置上，优选每个操作装置都构造成叉状件，实现了这样的优点，即，可以特别简单地进行刀具更换。
相应的叉状件配有适于从刀具库中取出刀具的插接容纳部，另一个同样构造成叉状件的操作装置适于将包含在能被驱动旋转的主轴的插接装置中的旧刀具同样容纳在该叉状件的插接容纳部中。
由于工件保持器能旋转180°，总是一个叉状件在上面，一个叉状件在下面，并且通过设置在上面和下面的叉状件中可以总是运输和操作两个不同的刀具。
替代叉状的操作装置，为了保持一组刀具，也可以采用其他合适的操作装置。
由此可以在狭窄的空间中实现一种特别小和节省空间的加工装置，因为刀具更换器同时设置在多轴工件保持器上。
在本发明的一个特别优选的实施例中设定，整个加工装置构造成桌上设备，从而能够在极小的空间中对牙科加工件，例如塑料牙齿或陶瓷牙齿或类似工件进行加工。
在本发明的第一实施例中设定，工件库构造成转盘并隔开竖直间距在携带要加工的坯料工件的工件更换器的上方构成。
此时，所述五轴工件保持器位于同样构造成转盘的工件更换器的下面，如前面所述，刀具更换器设置在所述工件保持器上。
此时，刀具保持器沿竖直方向设置在工件保持器的下方，所述刀具保持器带有所述至少一个受驱动旋转的主轴，用于对所述唯一的刀具进行旋转驱动。
如果仅使用唯一一个配有多个刀具的主轴，则可以不将这种主轴设置在转盘上。此时，将主轴位置固定设置在加工装置的底板上就足够了。
但在本发明的一个改进方案中也可以设定，在一个共同的转盘上在周边上均匀分布地设置多个主轴，可以给每个主轴配设不同的刀具。
在设置多个具有不同刀具的主轴时，能够得到这样的优点，即，工件保持器可以在不更换刀具的情况下在不同的刀具上进行一定数量的不同的加工过程。
本发明不仅限于将刀具库沿竖直方向设置在带有工件的工件更换器的上方。
在另一个实施例也可以设定，刀具库设置在加工装置的另一个平面中，例如在工件更换器的下方和工件保持器的上方，或者也可以设置在工件保持器的下方和在其上设置有一个或多个受驱动旋转的主轴的转盘的上方。
但优选的是，刀具库能竖直升降地设置在工件更换器的上方，并且工件更换器也构造成能旋转和能竖直移动的。由此，这两个装置(刀具库和工件更换器)都能朝五轴工件保持器进给和远离工件保持器，这加速了刀具更换和工件的更换。
在本发明的第三实施例中可以设定，替代所建议的用于工件更换器和刀具库的转盘，现在使用线性的平移驱动装置。替代旋转运动，现在，在该第三实施例中，刀具在线性滑块上供应给工件保持器，所述工件保持器因此能够利用其操作装置特别简单地从工件库中取出工件，因为所述工件库现在构造成能移动的滑块。
相同的情况也适用于工件更换器，待加工的工件设置在所述工件更换器上并且所述工件更换器在该优选实施例中同样构造成能线性运动、优选能水平运动的滑块。
这里也实现了特别简单的向多轴工件保持器的进给运动。
在这个实施例中可以以相同的方式设定，替代下面的作为刀具保持器的转盘，现在设有滑块，所述滑块同样能够被驱动水平移动，在该滑块上同样设置一个或多个受驱动旋转的、分别带有设置在这里的刀具的主轴。
因此，替代刀具库、工件更换器和刀具保持器的(转盘形式)旋转的布置形式，所述这些元件也可以通过能线性移动的滑块布置形式替代。
但在所有实施例中重要的是，刀具更换器与多轴工件保持器连接并且与所述工件保持器构成一个部件，以便实现特别紧凑的结构。
如开头所述的那样，在所有实施例中都适用的是，夹紧在工件保持器中的工件现在借助于多轴工件保持器供应给所述一个或多个受驱动旋转的主轴，因为在所述主轴上分别设置有切削加工工件所需的刀具。
如也在旋转式的第一实施例(转盘)中那样，在该第三实施例中可以设定，仅存在唯一一个受驱动旋转的主轴，所述主轴位置固定设置在加工装置的底板上，主轴能够依次配有多个不同的刀具。
在第四实施例中，还存在如第一实施例中记载的旋转元件与如第三实施例中记载的能线性移动的元件之间的混合形式。
在这种混合形式中例如设定，工件更换器和刀具库的能线性移动的滑块不能沿水平方向移动，而是能沿竖直方向移动。
因此，它们可以设计成简单的能沿Y方向移动的滑块。但在所有的实施例中也可以将滑块构造成X-Y滑块。
带有待加工工件的工件保持器在任何情况下都必须能操纵至少三个轴(X、Y和Z轴)并且能执行与所述轴相关的旋转和摆动运动，这样就实现了至少五轴的工件保持器。
根据本发明的加工装置具有特别小的结构和小的重量，从而能够毫无问题地作为桌上设备设置在牙医诊所中。如果所描述的功能件，即刀具库、工件更换器和刀具保持器竖直地相叠设置，则它们可以通过合适的覆盖罩覆盖，从而对于这种设备仅还有大致居中的加工平面是可见的。所述居中的加工平面通过设置在中间的平面区域中的工件保持器和至少一个配设给工件保持器的旋转主轴形成。
前面说明了，刀具设置在转盘上并且所述转盘沿竖直方向设置在同样构造成转盘的工件更换器的上方，在所述工件更换器上设置待加工的坯料部件(工件)。
实施例1
在本发明中记载了一个优选的实施例，其中为了(沿竖直方向)节省空间，工件更换器和刀具库相互嵌接地设置在加工装置的上部区域中。为此目的，转盘功能通过多个均匀地在周边上分布设置的臂部替代，其中，每个臂部都大致水平定向并在其自由的外端上在内圈上携带竖直向下定向的刀具。
沿径向从该圈向外在另一个环绕的圈上设置另外的臂部，这些臂部同样水平定向，这些另外的臂部搭接工件库的前面提到的臂部并在其自由的前端上带有插接装置，待加工的工件插入这些插接装置中。
上部平面的配设给工件库的臂部共同地被驱动旋转并且是与刀具库的臂部分离的，所述刀具库设置在位于该平面下面的平面中并同样受驱动旋转。
因此，使用在两个叠置的并相互嵌套的平面中的沿径向向外定向的臂部替代转盘，每个臂部在其径向的外端部上具有适当的插接装置，用于容纳工件或刀具。
臂部的上平面(例如配设给刀具库的平面)与下部的、位于其下面的工件更换器的平面分开地被驱动旋转。
由此实现了刀具库和工件更换器的一种特别简单的竖直叠置和紧凑的结构，这是目前为止还没有公开的。
实施例2
本发明的第二实施例的特征是，由中央的、受驱动能多轴运动的工件保持器出发，相对置地在一侧设有具有多个设置在其上的刀具的刀具保持器，而与刀具保持器相对地设置工件更换器，待加工的工件夹紧地且能运动地设置在所述工件保持器中，待加工的工件能更换地容纳在所述工件更换器中。
利用所给出的技术教导能得到简化结构的优点，因为现在可以利用一个加工装置对多个工件(牙齿)进行自动加工，而不需要在加工期间进行手动介入。
本发明的核心构思基于中央的、优选竖直的轴线，两个回转体(Rondell)能彼此独立绕所述轴线旋转。这使得在铣削和打磨过程期间能够手动和/或以机械方式给机器装载坯料部件，并由此可以提高机器的效率。通过所述工件更换器，操作人员与机器的互动较少，因此实现了效率提高。
这意味着，在一个优选的实施例中，待加工的工件能旋转、降低和摆动地容纳在工件保持器中并且可以在其中这样运动，使得在其中夹紧的工件能朝构造成回转体的转盘运动，在所述转盘上设置有多个受驱动旋转的刀具。
这里优选的是，受驱动旋转的刀具在转盘上由至少一个刀具主轴驱动。这意味着，在最简单的情况下只需要存在唯一一个受驱动旋转的刀具主轴，所述刀具主轴能够与多个设置在转盘上的刀具接合。
由此实现了一种特别简单和节省空间的结构，因为在最简单的情况下在转盘上仅需要设置唯一一个受驱动旋转的刀具主轴，而在现有技术中必须设置至少两个这种受驱动旋转的刀具主轴。
但在本发明的一个优选的实施例中还设定，刀具配设有多个受驱动旋转的刀具主轴，但这并不会导致结构空间的增大，因为就竖直的结构空间而言，设置唯一一个刀具主轴还是多个刀具主轴无关紧要。
如果设置多个刀具主轴，则不再需要用于分别将一个刀具主轴与一个刀具接合的多个接合过程。
为了能够设置对工件尽可能高效的加工，优选的是，工件保持器构造成X-Y-Z滑块，待加工的工件在所述工件保持器上夹紧。以这种方式可以确保，夹紧的工件能够沿各个任意的空间轴和坐标在所有三个空间方向上以任意的自由度旋转、摆动和移动。
替代使用X-Y-Z滑块，也可以使用其他能够在空间中自由运动的、可控的装置，如例如分别设置在一个空间坐标X、Y和Z上的受驱动旋转的丝杠或一般的调节元件，所述丝杠或调节元件能够受驱动沿所有三个空间方向X、Y和Z变化。这种调节元件也可以是多轴机器人的一部分，所述多轴机器人例如构造成6轴机器人。替代多轴机器人，也可以使用标量型(Skalar)机器人。
因此本发明不仅限于设置用于保持待加工工件的滑动元件。
本发明的主要特征是，与工件保持器相对置地设置有工件更换器，在所述工件更换器中能拆卸地存放一定数量的待加工的工件。因此涉及一种工件仓，在所述工件仓中将所述待加工的工件或者在加工之后插入，或者作为坯料件从所述工件仓中取出，以便在工件保持器中夹紧所述工件并接着对其进行加工。
在本发明的一个优选的实施例中，工件更换器构造成转盘，在其能自由旋转的部件上前后依次设置有坯料工件。同样完成加工的工件能够在另外的加工位置或插接位置插入。
但这里将工件更换器构造成转盘对于解决方案不是必需的。
在另一个实施例中可以设定，待供应的坯料工件前后依次或并排地存放在工件仓中并由该工件仓中取出。
因此，替代用于工件更换器的旋转驱动装置，也可以为了供应坯料工件和为了输出已加工的工件设置线性驱动装置。
利用所给出的技术教导，能够得到这样的优点，根据本发明的用于加工多个牙齿的加工装置自动运行并且不再需要手动介入。
在使用第二实施例的情况下，现在如下面所述进行加工过程：
在第一加工步骤中，工件保持器由任意插接位置中从工件更换器中取出坯料工件，将其夹紧并朝设置在下面的刀具保持器的方向移动到加工位置中，所述刀具保持器优选构造成转盘。
现在接着进行一系列加工过程，这些加工过程都在工件保持器和在这里受驱动旋转的刀具的上方进行。
在完成加工之后，工件保持器连同仍夹紧的、已完成加工的工件向上朝工件更换器的方向运动，将完成加工的工件插入空闲的插接位置中，并从另一个插接位置取得一个坯料工件，重新夹紧该工件并将其输送给在下面的刀具保持器上进行新的加工。
以这种方式，可以加工完成多个工件(牙齿)，其中优选的数量是5至15个工件。由此，例如可以对带有塑料牙齿的现有全副假牙进行彻底的全副假牙翻修，其中依次对所有牙齿进行加工，并且不再需要进行手动介入。
本发明特别的优点在于小的结构高度和低的制造成本，因为为了对刀具保持器进行旋转驱动只需要简单的旋转马达并且在刀具保持器上设置一个或多个刀具主轴。因此，这种装置由于其小的外部尺寸并且与节省时间地制造人造牙齿相结合，理想地适合于设置在牙科诊所中。
特别节省空间的是，工件保持器构造成X-Y-Z滑块，所述滑块构造成能沿竖直的轴线升降，并且因此能沿朝向刀具保持器的方向进给和远离刀具保持器以及沿相反的朝向工件更换器的方向进给和远离工件更换器。
即使工件更换器构造成转盘，也能实现较小的空间需求，因为这里使用了结构较小的旋转驱动装置并且不再需要其他措施。
本发明不仅限于工件保持器和工件更换器的转盘构成方案以及工件保持器的X-Y-Z滑块方案。
在本发明的另一个构成方案中可以设定，上述三个元件(刀具保持器、工件保持器、工件更换器)中的一个或多个都构造成线性驱动的结构件。就是说，替代旋转驱动装置，也可以线性地驱动上述元件中的一个或多个。
同样所述线性驱动装置还可以叠加额外的旋转驱动装置。
此外，本发明不仅限于将工件保持器构造成X-Y-Z滑块。
在另一个实施例中，所述工件保持器也可以构造成转盘，在所述转盘的外圆周上设置有多个待加工的工件。
这样的优点是，在唯一一个工序中甚至可以加工多个工件，因为在工件保持器中设置有一定数量的也可能要同时加工的工件。
术语“工件”在本发明中含义较宽。本发明不仅涉及人造牙齿的制造，而且也涉及牙科领域的其他牙齿部件的制造。这例如包括植入物的对接部件或牙龈成型器以及类似部件。就是说本发明不仅设定为用于人工牙齿的塑料加工，而且可以用于上面所述其他部件的金属加工。
出于这个原因，根据本发明的加工装置适于加工牙科应用的所有部件。
本发明的发明主题不仅由各个权利要求的主题得出，而且还由各个权利要求相互的组合得出。
所有在申请文件中、包括摘要中公开的说明和特征，特别是在附图中示出的空间构成作为本发明的重要内容要求保护，只要这些说明和特征或其组合相对于现有技术是新的。
附图说明
下面根据仅示出一个实施例的附图来详细说明本发明。这里由附图和对附图的说明得出本发明的其他对于发明重要的特征和优点。其中：
图1示出第一实施例的透视图；
图2示出与第一实施例不同的第二实施例的透视图；
图3示出具有受线性驱动的滑块的第三实施例的透视图；
图4示出相对于图3变化的实施例；
图5示出另一个相对于图3变化的实施例；
图6示出根据作为桌上型设备的加工装置的视图；
图7示出根据图6的设备，其中上部的覆盖罩取下；
图8用从斜下方观察的视图示出根据图7的设备；
图9示出根据图6至8的设备在覆盖罩取下时的侧视图；
图10示出根据图9的设备的细节视图；
图11示出相对于图1至5变化的实施例的原理图；
图12示出相对于图11变化的实施例；
图13示出另一个相对于图11变化的实施例；
图14示出相对于图11改变的第三个实施例；
图15示出相对于图11改变的第四个实施例；
图16示出第五实施例的设备的透视图；
图17示出根据图16的实施例的侧视图；
图18示出相对于图17旋转了90度的视图；
图19根据图16-18的布置结构的俯视图。
具体实施方式
在下面的附图说明中，对于相同的部件采用相同的附图标记。如果具有确定附图标记的部件已经得到充分的说明，则这些说明适用于所有其他的在后面提及的具有相同附图标记的部件。因此，对于具有相同附图标记的部件不再总是给出相同的说明。
根据图1和2的加工装置1主要包括下部的转盘3，所述转盘构造成刀具保持器2，并且在优选的第一实施例中，在该转盘上仅设置唯一一个受驱动旋转的刀具主轴6，所述刀具主轴的旋转驱动装置没有详细示出。
刀具主轴6具有适当的接合装置，例如插接接合器，刀具7插入并接合到所述插接接合器中。在刀具保持器2上方的竖直平面中设置根据本发明的工件保持器11，所述工件保持器优选构造成5轴操作器或5轴机器人。所述工件保持器11包括基体12并且可以在绘制的箭头方向(侧倾方向13a、在X轴上沿箭头方向18的移动方向)上执行所有的运动：沿箭头方向8a的旋转运动和沿箭头方向15的线性移动。
附加地，工件保持器带有加工头，所述加工头在摆动轴线14上能沿绘制的侧倾方向13摆动。在加工头上设置有工件容纳部17，所述工件容纳部优选构造成插接容纳部，待加工的工件16能插入所述工件容纳部。
由此，为了进行加工，工件16抗旋转地接合在工件容纳部17中，用于使工件16运动的旋转驱动，例如可以沿箭头方向28进行。
在工件保持器11上优选设置有操作装置，所述操作装置由两个相互叠置的叉状件32、33组成，所述叉状件具有合适的插接装置，以便将刀具7从设置在其上方的刀具库34中取出并插接到刀具主轴6的插接容纳部上。
另一方面例如可以用下部的叉状件33将不再需要的刀具7从刀具主轴6中取出并送回刀具库34中。
在一个优选的实施例中，刀具库34构造成能沿箭头方向36升降并受驱动能绕共同的旋转轴线9沿箭头方向37旋转。
在刀具库34下方的平面中设置另一个转盘23，该转盘配设给工件更换器22。
在工件更换器22上设置多个在周边上均匀分布的、待加工的工件16a、16b、16c。
优选地，这个转盘22也能被沿箭头方向8旋转驱动。
这里简单地这样来实现取出待加工的工件16，即工件保持器11以其前部的加工头和设置在其中的工件容纳部朝工件更换器22的方向向上移动，在工件更换器处接合或夹紧坯料工件，以及工件保持器11重新移入其初始位置。
为了加工夹紧在工件保持器11的工件容纳部17中的工件16，将工件保持器11朝箭头方向15沿着旋转轴线9向下移动并且待加工的工件通过工件保持器11的多轴移动进入夹紧在刀具主轴6中并受驱动旋转的刀具7的区域中，在这里工件经受一定数量的加工步骤。
图2示出，与图1不同，将刀具库34设置在最上面的平面中对于实现解决方案并不是必要的。通过箭头34’表明，刀具库34也可以设置在位置38处，即设置在刀具保持器2上方的平面中。
根据图2的实施例还示出，替代根据图1的唯一一个本身即使在没有转盘3的情况下也可以运行的刀具主轴6，现在可以在一个共同的转盘3上设置多个受驱动旋转的刀具主轴4、5、6，从而夹紧在工件保持器11中的工件16可以依次以小的间距供应给多个装载了不同刀具的刀具主轴4、5、6。
如前面说明的那样，据此，根据图1的实施例，可以省去转盘2，而根据图2的实施例存在所述转盘，并且能够沿箭头方向8驱动旋转该转盘。
图3示出，根据图1和2的所有受驱动旋转的部件也可以通过能线性运动的滑块替代。对于相同的部件使用相同的附图标记。这里可以看出，刀具库现在可以构造成线性地沿箭头方向18受驱动的滑块，在所述滑块的下侧设置有刀具7、7a、7b、7c。
因此，描述了一种与加工装置1相比原理上不同的加工装置10，因为根据图1和2的加工装置1以旋转运动的部件工作，而根据图3的加工装置10的实施例以能平移运动的模块工作。
替代设置多个受驱动旋转的可以分别携带不同类型刀具7的刀具主轴4-6，在图4中设定，只设有唯一一个刀具主轴6连同在其中能更换地设置的刀具7。因此，可以不使用根据图3的能平移运动的滑块。
在根据图3和4的两个实施例中可以很好地看出，用于刀具更换的操作装置设计成插接叉状件32、33，由此可以特别快速和简单地实现从刀具库34中朝刀具主轴4-6的方向进行刀具7的工件更换。
图5示出根据图4的实施例的一个改进方案，这里可以看出，根据图3的能平移运动的携带多个刀具主轴4-6的滑块也可以设置成竖直的并且将各个不同的模块相互竖直对齐地设置。
只是为了完整性起见而示出了，这样构成的加工装置20同样以工件保持器11、11a、11b工作并且工件保持器能旋转和摆动地支承在旋转和摆动轴60上。
图6示出如前面根据图1至5示出的加工装置1、10、20的实际实施例。
上部的区域通过上部的覆盖罩39覆盖，而下部区域通过下部的覆盖罩40覆盖。
中间的加工区域保持露出，这里带有待加工的工件16的工件保持器1是可见的，所述工件保持器正在朝受驱动旋转的夹紧在刀具主轴6中的刀具7移动。
图7示出根据图6的加工装置1、10、20，其中上部的覆盖罩39被除去。这里可以看出，工件16分别容纳在工件更换器的相配的插接装置44中，而工件更换器由多个保持臂43组成，每个保持臂包括水平的部段，所述部段在其前部自由端上竖直向下弯折并在其竖直的下端上具有用于容纳待加工的工件16的插接装置44。
同样可以看出，不可相对旋转地相互连接在一起的所有保持臂的旋转驱动通过马达实现，所述马达的马达轴44通过传动带46可旋转地驱动工件更换器22的驱动轴41。
此外，还设有传动装置47，所述传动装置的功能根据图8详细说明。
在加工装置1、10、20的后部上可以看到液箱50。
图8示出根据图7的布置结构的透视的仰视图，这里可以看出，刀具库34在工件更换器22的下方设置在内部和下面的平面上，并且刀具库34又包括多个沿径向在周边上均匀分布设置的并向外延伸的保持臂49，在每个保持臂49的每个自由端上设有一个插接装置，用于容纳在这里插入的刀具7。
因此，在上面的水平平面中的工件更换器22的保持臂43紧密位于设置在其下面的工件库34的上方，与工件更换器22相对更为靠外的工件16相比，刀具库34的刀具7位于较小的半径上。
由图8还可以看出，马达轴45通过离合器和配设的传动装置47驱动用于工件更换器22的上部传动带42，而沿径向位于内部并设置在工件更换器22下面的刀具库34则通过另一个传动带46能旋转地驱动。
两个驱动装置彼此独立并通过分隔缝48相互分开，但同轴地设置在相同的驱动轴41上。
还示意性示出了用于加工装置10的旋转、摆动和平移运动的滑块驱动装置的部件。
可以看到两个相互独立驱动的驱动轴，其中只有传动带51和52在图8中可见。
此外，还示意性示出滑块驱动装置53，可以看出，待加工的工件16现在连同多轴工件保持器11朝固定的、具有受驱动旋转的刀具7的主轴6进给。
图9示出前述设备的另一个细节，这里在侧视图中只可以看到工件更换器22朝径向位于外部的部件，此外还可以看到配设给工件更换器22的用于容纳工件16的插接装置。
此外，还可以看到三个相叠设置的平面，即上部57的平面、位于其下面的中部56的平面和位于该平面下面的底板54的平面，在底板上设置立柱55，所述立柱承载中部56。
多轴工件保持器11还配设有柔性的覆盖件58，所述覆盖件防止在用刀具7加工工件16时切屑进入设备的内部空间。
还示出一系列的液箱50a、50b、50c。
图10示出根据前面说明的加工装置1、10、20的细节，这里相同的部件具有相同的附图标记。
可以看到，待加工的工件16沿径向朝外支承在刀具库34的位于其后面的刀具7的前面。
在图11中(和所有其他实施例中)存在中央的竖直旋转轴线9，刀具保持器2能绕该旋转轴线沿箭头方向8旋转地支承，所述刀具保持器在一个优选的实施例中构造成转盘3。该转盘通过没有详细示出的旋转马达驱动。
在转盘3上设置多个分开驱动旋转的刀具主轴4、5、6，每个工件主轴4-6都配设有(可能)不同的刀具7。一个刀具7例如可以构造成齿轮铣刀，第二个刀具可以构造成指形铣刀，第三个刀具可以构造成磨轮和类似刀具。
在转盘3的上方设置有工件保持器11，所述工件保持器在一个优选实施例中构造成X-Y-Z滑块25、26、31。
在根据图11的实施例中示出相应的旋转方向和加工方向。可以看出，例如一个圆柱形的基体12可以沿箭头方向15在竖直方向上有选择地向转盘3或上部的工件更换器22进给。此外，基体12能够绕水平轴线沿侧倾方向13a受驱动。在一个备选的实施例中，可以设定，基体12沿侧倾方向13a不受驱动，而是在前面夹紧的、能旋转地在工件容纳部17中夹紧的工件16受驱动能沿侧倾方向13绕摆动轴线14摆动和侧倾。此外，基体12还可以沿箭头方向18移动。
这样，在图11的纸平面中设置沿箭头方向27的移动，从而在工件容纳部17中夹紧的工件16构造成能沿每个任意的空间坐标X、Y、Z移动和调整。
为了进行加工，在工件容纳部17中夹紧的工件16沿箭头15的方向朝刀具保持器2向下进给，并通过相应受控制的摆动、旋转和移动而被加工，直至工件16被加工完成。
在完成加工之后，工件保持器11沿箭头方向15朝工件更换器22的方向向上输送，所述工件更换器优选在第一实施例中同样构造成转盘23。工件更换器22能够被驱动绕竖直轴线9沿箭头方向8旋转，并且在其外周上具有多个工件16a、16b、16c，这些工件或者已经加工完成，或者作为坯料工件由工件保持器11取走，夹紧到刀具容纳部17中并供应给加工过程。
根据图11的加工装置1的总体的基本形式可以以多种方式改变。图12作为实施例示出加工装置的另一个实施例，其中可以看出，工件更换器22a构造成能线性运动的构件，所述构件能沿箭头方向18改变，并且必要时所述构件在另外的实施例中也可以构造成能沿箭头方向8旋转。
同样在根据图12的实施例中可以看到的是，根据图11的工件保持器11在其作为图12中的工件保持器11a的构型中构造成能线性运动的构件，所述构件能升降和摆动地支承在竖直的旋转轴线9上。因此一般而言，工件保持器11a构造成能沿三个空间轴移动、旋转和摆动，而不需要设置滑动元件，如滑块25、26、31。
此外图12示出，可以不将刀具保持器2构造成转盘，相反，刀具保持器2a可以设置成能线性移动的元件。
图13作为对图11和12的补充还示出，工件保持器11b可以并非一定构造成能三维移动的滑块，而是其也可以由转盘19构成，该转盘沿箭头方向21受驱动旋转，在其外周上设置多个用于夹紧待加工工件16的不同工件容纳部。因此，在结果上这里也实现了夹紧在各个工件容纳部17中的工件的三维运动，但在该实施例中，各工件能并行地并且可能也是同时地由刀具保持器2的区域中的刀具7进行加工。
图14示出图11至13的实施例的另一个变型，但前面所述的三个元件中每个都能互换，并且在图14中示出的组合方案不应限制发明构思。
这里示出，刀具保持器2可以通过能沿竖直方向线性运动的元件2b替代，从而替代水平的旋转运动，进行竖直的移动运动和必要时还有所属的沿箭头方向8的旋转运动。
就是说，在图14中的右侧用虚线示出的内容表明了，能线性运动和必要时能旋转的元件也可以替代刀具保持器2的转盘3。
相同的情况也适用于上部的工件更换器22，该工件更换器尽管可以构造成转盘23，但也可以用能线性运动的元件替代，所述元件构造成能沿箭头方向15竖直移动并且必要时也能沿箭头方向8旋转。
就是说，图14中的所有元件可以以任意的方式相互组合。
因此，在图14中给出加工装置20的第一类型，这种类型这样实现，刀具保持器构造成转盘3，工件保持器11在其实施形式上按11a或11b构成，工件更换器22b现在构造成能线性运动的元件。
图14还在右侧示出，可以设计另一种类型的加工装置30，所述加工装置这样实现，存在工件更换器22b，同样存在工件保持器11a或11b或11，但刀具保持器2b构造成能线性运动的元件，该元件必要时也能受驱动旋转。
所有在图11至14中用图形示出的元件可以按任意相互的组合构成加工装置1。
图15至19示出本发明的一个优选的实施例，其类型为已经在图11中示意性示出的加工装置1。
刀具保持器包括转盘3，所述转盘以驱动旋转的方式设置在壳体中并且在刀具保持器中设置有多个分开驱动的刀具主轴4、5、6，每个刀具主轴4-6配有不同的刀具7。
在刀具保持器2的上方设置有工件保持器11，所述工件保持器优选包括三个可相对彼此移动和调整的滑块25、26、31。
待加工的工件16通过受驱动旋转的工件容纳部17保持，所述工件容纳部能沿箭头方向28旋转。工件容纳部17能旋转地支承在圆轴24中，所述圆轴24又在侧倾方向13上能摆动地在摆动轴14中构成。所述圆轴是X滑块25的一部分，所述X滑块执行工件16沿X坐标的移动。X滑块25能移动地支承在Y滑块26中，以便由此执行沿Y方向(箭头方向27)的移动。
此外，Y滑块26能移动地支承在Z滑块31中，以便实现沿箭头方向15的移动。
图18和19示出，工件保持器11以其滑动元件25、26、31设置在竖直的立柱29中，所述立柱建立下部的刀具保持器2和上部的工件更换器22之间的连接。
上部的工件更换器22具有转盘23，在所述转盘上能更换地设置有一定数量的工件16a、16b、16c。
这里优选使用易于拆卸的插接装置作为夹紧装置。待加工的工件6还保持在常见的工件容纳部中，如例如工件夹具，所述工件夹具可以机械、气动或电磁的方式工作。
图17和18示出能相对于彼此垂直移动的滑块25、26、31，并且示出了这样的可能性，待加工的工件16能在任意的加工位置、摆动位置和空间位置中供应给任意的刀具7并在这里被加工。
附图标记列表
1 加工装置
2 刀具保持器a、b
3 转盘
4 刀具主轴
5 刀具主轴
6 刀具主轴
7 刀具
8 箭头方向8a
9 旋转轴线
10 加工装置
11 工件保持器a、b
12 基体
13 侧倾方向13a
14 摆动轴线
15 箭头方向
16 工件a、b、c
17 工件容纳部
18 箭头方向
19 转盘
20 加工装置
21 箭头方向
22 工件更换器22a、b
23 转盘
24 圆轴
25 X滑块
26 Y滑块
27 箭头方向
28 箭头方向
29 立柱
30 加工装置
31 Z滑块
32 上部的叉状件
33 下部的叉状件
34 工件库34'
35 转盘
36 箭头方向
37 箭头方向
38 (图2中34的)位置
39 覆盖罩
40 覆盖罩
41 驱动轴
42 (22的)传动带
43 (22的)保持臂
44 插接装置
45 马达轴
46 (34的)传动带
47 传动装置
48 分隔缝
49 (34的)保持臂
50 液箱
51 (11的)传动带
52 (11的)传动带
53 (11的)滑块驱动装置
54 底板
55 立柱
56 中部
57 上部
58 覆盖件
59
60 (11的)旋转和摆动轴线

Claims (10)

1.用于机器辅助地制造和加工牙科工件(16)的加工装置，所述牙科工件特别是人造牙齿和/或其他牙科替代件，其中至少一个工件(16)在至少一个能升降且能受驱动旋转的工件保持器(11)中夹紧，所述工件保持器定位在旋转轴线(9)上并且为了进行加工将工件(16)朝至少一个受驱动旋转的刀具主轴(4、5、6)进给，所述刀具主轴具有至少一个在该刀具主轴上固定的刀具(7)，其特征在于，工件保持器(11、11a、11b)构造成多轴机器人，在所述工件保持器的一侧上设有至少一个刀具保持器(2、2a、2b)，所述刀具保持器带有在该刀具保持器上能被旋转驱动的并且能更换的刀具(7)，并且在工件保持器(11、11a、11b)的另一侧上设有构造成刀具库(34)的工件更换器(22、22a、22b)，在所述工件更换器中能更换地容纳待加工的工件(16、16a、16b、16c)。
2.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，构造成多轴机器人的工件保持器(11、11a、11b)至少构造成五轴机器人，并且所述工件保持器在其头部上具有用于夹紧待加工的工件(16)的装置以及两个相对置的抓具(32、33)。
3.根据权利要求2所述的加工装置，其特征在于，所述抓具构造成叉状件(32、33)，所述叉状件分别容纳用于在向多轴工件保持器(11、11a、11b)供应时更换工件的刀具(7)。
4.根据权利要求1至3任一项所述的加工装置，其特征在于，所述刀具库(34)包括多个保持臂(49)，这些保持臂共同地以转盘(35)的形式能被驱动旋转，并且在保持臂(49)的各自由端上在插接装置中容纳刀具(7)。
5.根据权利要求1至4任一项所述的加工装置，其特征在于，工件更换器(22)包括多个保持臂(43)，这些保持臂共同地以转盘(23)的形式能被驱动旋转，并且在保持臂(43)的各自由端上设置用于能更换地保持工件(16)的插接装置(44)。
6.根据权利要求4和5所述的加工装置，其特征在于，所述刀具库(34)的保持臂(49)彼此同轴地并且竖直相叠地设置在共同的驱动轴(41)上并且彼此分开地受驱动。
7.用于机器辅助地制造和加工牙科工件(16)的加工装置，所述牙科工件特别是人造牙齿和/或其他牙科替代件，其中至少一个工件(16)在至少一个能升降以及能受驱动旋转的工件保持器(11)中夹紧，所述工件保持器定位在旋转轴线(9)上并且为了进行加工将工件(16)朝至少一个受驱动旋转的刀具主轴(4、5、6)进给，所述刀具主轴具有固定在该刀具主轴上的刀具(7)，其特征在于，工件保持器(11、11a、11b)相对置地在一侧配设有另一个构造成转盘(3)的刀具保持器(2、2a、2b)，所述刀具保持器具有多个设置在该刀具保持器上的刀具(7)，其中各个刀具配设于一个独立受驱动旋转的刀具主轴，并且在工件保持器(11、11a、11b)的另一侧设置有工件更换器(22、22a、22b)，在所述工件更换器中能更换地容纳待加工的工件(16、16a、16b、16c)。
8.根据权利要求1或7所述的加工装置，其特征在于，工件保持器(11、11a、11b)设置在刀具保持器(2、2a、2b)与工件更换器(22、22a、22b)之间的中间空间中。
9.根据权利要求1至5任一项所述的加工装置，其特征在于，工件保持器(11、11a、11b)构造成X-Y-Z滑块，使得夹紧的工件(16、16a、16b、16c)能沿各个任意的空间轴和坐标在所有三个空间方向上旋转、摆动和移动。
10.用于机器辅助地制造和加工牙科工件(16)的方法，所述牙科工件特别是人造牙齿和/或其他牙科替代件，其中至少一个工件(16)在至少一个能升降以及能受驱动旋转的工件保持器(11)中夹紧，所述工件保持器定位在旋转轴线(9)上并且为了进行加工使工件(16)朝至少一个受驱动旋转的刀具主轴(4、5、6)进给，所述刀具主轴具有至少一个固定在该刀具主轴上的刀具(7)，其特征在于，
a.在第一加工步骤中，工件保持器(11、11a、11b)由任意的插接位置从工件更换器(22、22a、22b、34)中取出坯料工件，将所述坯料工件夹紧并且将所述坯料工件朝相对置设置的、带有至少一个受驱动旋转的刀具(7)的刀具保持器(2、2a、2b)的方向移动到加工位置，
b.在第二加工步骤中，在刀具保持器(2、2a、2b)和受驱动旋转的刀具(7)上方对夹紧的工件(16、16a、16b、16c)进行多个加工过程，
c.在第三方法步骤中，在工件(16a、16b、16c)的加工完成后，工件保持器(11、11a、11b)连同仍夹紧的、完成加工的工件(16、16a、16b、16c)朝工件更换器(22、22a、22b)方向移动，将完成加工的工件插入空闲的插接位置，并从另一个插接位置取得坯料工件，所述工件保持器将该坯料工件夹紧并供应给在下面的刀具保持器(2、2a、2b)上进行的新的加工。
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