CN108367404A - 加工中心和在加工中心加工工件坯料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加工中心(1)，包括机架(3)，被机架(3)支承并水平布置的工作台(4)，带有夹紧装置(40)的工件支撑部(5)，和容置加工刀具(6)的加工头(7)，其中所述工件支撑部(5)具有用于将工件坯料(21a)输送到夹紧装置(40)的槽，而且所述加工中心(1)具有送料单元(20b)，其用于将工件坯料(21a)送进所述槽和/或在所述槽中朝所述夹紧装置(40)的方向推送所述工件坯料(21)。本发明还涉及一种在加工中心(1)上加工工件坯料(21a)的方法，包括以下方法步骤：a)利用送料单元(20b)将至少一个工件坯料(21a)推送进槽(30)中或在工件支撑部(5)的槽(30)中朝夹紧装置(40)的方向推送工件坯料(21)，b)用夹紧装置(40)将最前面的工件坯料(21c)固定在夹紧位置上，以及c)用加工刀具(6)加工最前面的工件坯料(21c)。

Description

加工中心和在加工中心加工工件坯料的方法

技术领域

本发明涉及根据权利要求1前序部分的加工中心。本发明也涉及工件坯料加工的方法。

背景技术

加工中心是指为自动操作而装备的一种工件加工机器。诸如刀具磨床、铣床、车床或类似机床之类的工件加工机器早已为人所知。这些机床一方面被用于维修各种刀具，即，用来将切削刀具的切削刃再磨锐，其中要尽可能恢复所需要的几何形状，并且另一方面也被用于加工工件坯料，即，例如用来制造旋转件或铣出槽或类似结构和更复杂的铣削件。

可以根据旋转轴数量将加工中心分类成被赋予固定名称的类别，在本说明书中这些固定名也被采用。三轴加工中心和五轴加工中心是通常采用的。例如，作为所谓卧式加工中心的一种五轴加工中心，水平安装有一根主轴，在工件支撑部上具有两根平移轴，即所谓的X轴和所谓的Z轴，并在支承加工刀具的加工头上装有一根平移轴，即所谓的Y轴。在这种加工中心上X轴沿进给方向延伸。沿着这个进给方向，工件坯料被送到工件支撑部中夹紧装置上。Z轴垂直于X轴延伸。Y轴处于X轴和Z轴以直角跨越的平面上。除了三轴加工中心可以装有的这三根轴之外，五轴加工中心还装有两根旋转轴。加工头可以围绕一根沿垂直方向运转的所谓B轴枢转。夹持在工件支撑部中的工件坯料围绕本领域技术人员公知的工件支撑电动机主轴的旋转轴，即所谓的C轴旋转。

举例来说，EP1265727B1公布了开头所述类型的加工中心。

在已知的朝向配有夹紧装置的工件支撑部插入工件坯料时，因定位失准一般会出现夹紧装置磨损。例如在这样导入时工件坯料可能会碰触到夹紧装置。因此本发明的目的就是提供一种工件坯料定位时的精确性得到改善的加工中心并且在加工中心上加工工件坯料时加工精确性得到改善。

发明内容

本发明的目的是通过一种具有权利要求1特征的加工中心和一种具有权利要求15特征的加工方法得以完成的。

本发明的优选设计和拓展在从属专利权利要求中作了说明。

根据本发明的加工中心包括机架，被机架支承并水平布置的工作台，带有夹紧装置的工件支撑部，和容置加工刀具的加工头。对于本发明必要的是，所述工件支撑部具有用于将工件坯料输送到夹紧装置的槽，而且所述加工中心具有送料单元，其用于将工件坯料送进所述槽和/或在所述槽中朝所述夹紧装置的方向推送所述工件坯料。鉴于根据本发明工件坯料朝夹紧装置的方向进给通过工件支撑部的槽，与朝布置有夹紧装置的工件支撑部的那一侧插入相比，可以减少夹紧装置的磨损，因为利用槽已将工件坯料精准定位。这样的槽例如可以设置为工件支撑部上的中心孔，该中心孔从工件支撑部的端面沿着X轴延伸至夹紧装置处，该端面离开加工工件坯料期间的加工头有一段距离。

换而言之，根据本发明工件坯料，通过送料单元工件坯料因而被通过槽推向夹紧装置。在这时，槽中当然可以同时有多个主件坯料，在推入另一个工件坯料时，这些工件坯料同样可以朝着夹紧装置方向运动。

如果一个工件坯料到达了其应该被紧固进行加工的夹紧位置，那么用夹紧装置就可以将其固定。因为在这时显然要将一个要加工的工件坯料截面从夹紧装置中推过去，根据本说明书需要朝着夹紧装置方向移动，直到工件坯料要被夹紧装置固定的部分到达夹紧装置的目标位置。

优选地，所述加工中心具有带有第一支柱的机框，其中所述送料单元被布置在所述第一支柱上并且所述第一支柱具有至少一个通孔，以便能够用所述送料单元将工件坯料通过所述通孔推入所述槽中。鉴于第一支柱的送料单元的布置，当设置有另一个通孔时，可以将其布置在加工中心之外。即使没有设置通孔，但是，在第一支柱上配置送料单元本身也颇有好处，因为在向前推进时出现的干扰效应，如可能导致加工不精确的振动或温升，都会被第一支柱阻止。

通过在第一支柱上布置送料单元，在将工件坯料通过通孔导入工件支撑部的槽中时，工件坯料的定位整体上可以达到较高的精度，这将导致加工精度的改善。

根据本发明的优选实施例，布置有所述送料单元的所述第一支柱上的至少一部分是具有天然硬岩石的部件，特别是花岗岩的部件。花岗岩以刚性高和热膨胀性低而著称。特别是，在磨削加工中在加工工件坯料期间会出现高温。因此为了获得较高的加工精度，加工中心的部件应该使用热膨胀性低的材料。因此与已知的用矿物浇注部件制成的机框相比，用花岗岩部件可以在加工过程方面改进刚性和热膨胀性并因此改进的加工精度。

在本发明的进一步拓展中，所述加工中心具有装载系统，所述装载系统具有用于引导工件坯料的导向部件。用该装载系统可以将工件坯料自动输送给加工中心。

在本发明的优选实施例中，所述装载系统具有布置在所述加工中心的机框第一支柱上的装料仓，以便能够将装料仓中的工件坯料带到导向部件上。装料仓可以是带有V形块的储料罐。工件坯料从储料罐中落入V形块，并通过导向部件被送料单元推入工件支撑部。然而，也可以将装料仓形成为可旋转的装料盘。在这个装料盘中工件坯料被环形配置在各个料盒中。在这时，装料盘不仅被用作工件坯料的支承，而且也被用作装料仓，类似于被形成为可旋转圆筒的左轮手枪子弹托架。根据本发明优选实施例的布置，可以实现工件坯料精确和长久稳定的定位。

所述导向部件优选地延伸穿过通孔，并且为导轨或传输套筒(22b)。在被形成为带有V形块的储料罐的装料仓上，可以通过导轨方便地引导工件坯料。在形成为装料盘的装料仓上，传输套筒有利于引导工件坯料。

有利地是，布置适配套筒以用于在所述槽中引导工件坯料，以便能够使槽的横断面与加工坯料的横断面相适应。通过采用可更换的适配套筒可以将加工中心用于加工完全不同的工件坯料。工件坯料被推入适配套筒并在朝夹紧装置的方向被送进槽中/槽内时被引导通过适配套筒。

优选地，在第一支柱上布置有止动部件，所述装载系统通过这些止动部件能与垂直轴相平行地移动。装载系统可垂直位移确保能够始终对中心地将不同直径的工件坯料引入工件支撑部。

在本发明的优选实施例中，所述工件支撑部具有夹紧装置，通过该夹紧装置可将适配套筒固定在槽内。由于适配套筒的固定，能够实现适配套筒的可更换性。

在本发明的优选实施例中，可将不同内径的适配套筒紧固在槽中。根据要加工的工件坯料的直径可将与该直径相适应的适配套筒紧固在工件支撑部的槽中。然后在适配套筒中就可以对要加工的工件坯料进行引导。不同直径的工件坯料就可以随之被插入工件支撑部的槽中，也就是说，用工件支撑部就可以插入和固定不同直径的工件坯料。

优选地，工件支撑部具有至少一个止挡装置，利用所述止挡装置可以验证工件坯料在夹紧装置上的位置。因此，用该定位装置可以检查工件坯料是否被送进工件支撑部，也就是说，具有工件坯料是否以规定长度被布置在夹紧装置中。定位装置可以向送料单元发出相应的信号，以便对进给过程进行辅助的监控。

在本发明的进一步拓展中，工件支撑部被支承在工作台上从而能至少在X轴方向上，也就是平行于工件坯料位移的进给方向上移动。这一点尤其是能够将工件支撑部带到通孔附近的装料位置中，给装料提供了方便。同时，一旦该夹紧装置松开，这种移动可用于从夹紧装置中将加工完毕的工件坯料取出。加工完毕的工件坯料只是还必须利用卸料装置，例如夹钳，被容置并保持住，不再需要用卸料装置将加工完毕的工件坯料取出。

工件支撑部优选可以用至少一个驱动部件在工作台上移动，其中驱动部件和/或工作台是具有天然硬岩石，特别是花岗岩的部件。因为花岗岩的刚性高，所以可精准地进行工件支撑部的移动。

根据本发明的优选实施例，加工中心拥有至少一个测定工件坯料位置和/或加工刀具位置的3D测量系统。3D测量系统可以有一个能够用来测量工件坯料在工件支撑部上的位置的工件传感器。此外3D测量装置还可以有布置在工件支撑部上能够用来测量加工刀具位置的传感器。

加工中心的各个轴优选地分别具有至少一个基准开关，借助这些基准开关，在各个轴连同加工中心的工件支撑部以及加工头启动时，借助这些基准开关能够创建基准点。

在本发明的进一步实施例中，机框的第二支柱具有至少一个基本上与所述通孔相对布置的取料孔。通过取料孔可将加工好的工件坯料从加工中心中取出。

有利地，加工中心具有用来将加工好的工件坯料通过取料孔取出的卸料装置。尤其是，卸料装置可以是能够将加工好的工件坯料通过取料孔自动取走的抓钳。

根据本发明的优选实施例，在第二支柱上布置有卸料台，可以将加工好的工件坯料用卸料装置通过取料孔容置于该卸料台。在第二支柱上布置，尤其是直接固定卸料台的好处是，不必将加工完毕的工件坯料置于在物理上与加工中心分离的卸料台上。在这样一个过程中可能出现额外的不精确，例如因在将加工完毕的工件坯料送往卸料台期间出现振动而造成的不精确。与此相反采用符合本发明首选实施例的布置就能够改善加工精度。

根据本发明在本发明的加工中心上加工工件坯料的方法，包括以下方法步骤：

a)利用送料单元将至少一个工件坯料推送进所述槽中或在所述工件支撑部的所述槽中朝所述夹紧装置的方向推送所述工件坯料，

b)用所述夹紧装置将最前面的工件坯料固定在夹紧位置上，以及

c)用所述加工刀具加工所述最前面的工件坯料。

如方法步骤a)所体现的，在使用这个方法时将工件坯料穿过工件支撑部输送给夹紧装置，也就是说，在某种程度上是“后面”将工件坯料插入到夹紧装置，而不是像迄今那样从加工侧将工件坯料导入夹紧装置。

穿过工件支撑部给工件支撑部装料的结果是提高了工件坯料定位的精确度。这也同时提高了加工的精确度。除此之外在这样将工件坯料导入工件支撑部内与将工件坯料导入配置着夹紧装置的工件坯料的某一侧相比可减少夹紧装置磨损。

在实施方法步骤a)期间，在实施方法步骤b)之前，止挡装置优选地确定所述工件坯料在所述工件支撑部的所述槽中的位置。用该止挡装置，可以检查工件坯料是否被送进工件支撑部达到这样一个程度，即工件坯料是否以规定长度被布置在夹紧装置中。止挡装置可以向送料单元发出相应的信号，以便对进给过程进行辅助的监控。

根据进一步的拓展，在实施方法步骤a)之前，所述工件支撑部移动到装料位置中，并在已经实施方法步骤b)之后、但实施方法步骤c)之前，所述工件支撑部可以沿进给方向移动到加工位置中，在所述加工位置上所述加工刀具可以被带到与所述夹紧位置上的所述工件坯料(21c)相接触。由此就可以缩短再次装载工件坯料时要跨接的距离并简化装料过程。

优选地至少一个3D测量系统确定工件坯料的位置和/或加工刀具(6)的位置。为此，3D测量系统可以有能够用来测量工件坯料在工件支撑部上的位置的工件传感器。此外3D测量装置还可以有配置在工件支撑部上能够用来测量加工刀具位置的传感器。

加工中心的各个轴优选分别具有至少一个基准开关。在加工中心起动时，借助这些基准开关能够创建各个轴与加工中心的工件支撑部以及支承加工工具的支承头的基准点。

根据优选实施例，在方法步骤c)之后实施下述方法步骤：

d)用卸料装置容置加工好的工件坯料，

e)松开所述夹紧装置，

f)用所述卸料装置从所述工件支撑部中取出加工好的工件坯料，并且

g)用卸料装置将所述加工好的工件坯料通过取料孔送入卸料台，

其中，为了取出所述加工好的工件坯料，将所述工件支撑部带入装料位置。

通过该方法可以实现加工过程的无缝过渡。在将未加工的工件插入工件支撑部中时，将加工完毕的工件同时从卸料装置中取下。由此可以减少加工时间。

在实施方法步骤f)时，在所述工件支撑部从所述加工位置进入所述装料位置期间，工件坯料被从装料仓中带出到导向部件上，并在实施方法步骤g)期间实施下一个加工周期的方法步骤a)。这样一来随着方法步骤的实施就可以周而复始地实施加工过程。

附图说明

对本发明还将根据下述附图进行详细说明，其中：

图1为根据本发明的加工中心的实施例侧视图，

图2为根据图1的加工中心透视图，

图3为根据图1的加工中心另一个透视图，

图4为根据图1的加工中心另一个透视图，

图5为根据图1的加工中心的工件支撑部和加工头的实施例透视图，

图6a为根据图1的加工中心的装载系统实施例的细部放大图，

图6b为根据图6a的装载系统横截面视图，

图7a为根据图1的加工中心装料盘实施例的剖面示意图，

图7b为根据图7a的装料盘透视图，

图8为根据图1的加工中心的工件支撑部实施例的剖面示意图，

图9为根据图8的工件支撑部带有卸料装置实施例的侧视图，

图10为根据图9的工件支撑件的透视图。

在这些附图中，具有相同含义的类似部件被赋予类似的参考标记。

具体实施方式

根据本发明的加工中心1的一个实施例分别在图1的侧视图和图2至图4中的透视图中示出。

加工中心1具有一个容纳所有部件或部件组的本来已知结构的机架3。机架3支承着一个水平设置并带有高精度和打磨平整的表面的工作台4。在工作台4上配置有一个纵支架60和一个横支架61。纵支架60和横支架61用直线电动机加以驱动，但也可以分别设有主轴驱动装置。纵支架60和横支架61构成容置工件支撑部5的复式刀架。该复式刀架是能够使工件支撑部移动的驱动部件的例子。通过复式刀架，工件支撑部5特别是可以沿着X轴X和Z轴Z移动。通过直线技术，将整个轴系统在不同轴上的磨损保持在较低的程度。采用直线电动机可以达到高加速度和高移动速度。

除此之外加工中心1还配有一个罩壳90和一个开关柜80。通过罩壳90可保护操作人员免受加工期间从工件坯料21a上脱落的部分造成的伤害。在开关柜80中设置用于加工中心1的计算机数字控制装置(CNC)的电子器件。加工中心1的控制单元100通过枢转臂110与开关柜80相连接。

工件支撑部5容置要加工的工件坯料21a，该加工坯料例如是一个要借助例如砂轮或铣刀进行加工的工件。为此，工件支撑部5在某一侧31装有一个夹紧装置40，如一个夹头，利用该夹头将工件坯料21a紧固在工件支撑部上进行加工。夹紧装置40被设置在夹紧装置支座41上。工件坯料21a的直径优选为1.0mm至10.0mm且长度至多为150mm。

加工头7被设置以用于加工工件坯料21a，并且被以本来已知的高度可调方式沿着Y轴Y安装在加工支柱8上。加工支柱8被以垂直走向配置在经由工作台4导出的第一个支承臂11的端部上。加工支柱8和及其加工头7可以借助在第一个支承臂11上的加工支柱8的构造围绕平行于垂直轴V的B轴B旋转。尤其是，加工头7可以围绕着B轴B而绕工作台4旋转。加工刀具6容置在加工头7中，并且例如被安装在借助电动机9驱动的电动机主轴上。安装加工刀具6例如砂轮或铣刀的电动机主轴或统称为主轴，被称作刀具支承电动机主轴。图5显示工件支承电动机主轴，工件坯料21a被支承在该电动机主轴上并且可以围绕与电动机主轴的旋转轴相对应的C轴C旋转。沿着垂直轴V轴向延伸上的加工头7上方配置有支承点13。在支承点13上安装有与加工支柱8相连接的、用于加工支柱8的第二个支承臂12。支承点13位于机框10上部部件16的缺口中。加工头7以及工件支承部5在图5中有详细显示。

机框10由第一支柱14和与这根支柱相对配置的第二支柱15组成。上部部件16位于这两根支柱之上。

按照本发明，将工件支撑部5设置成具有用于输送工件坯料21a到夹紧装置40的槽30并且具有送料单元20b，用该送料单元可以推动工件坯料21a进入槽30或朝夹紧装置40方向通过槽30。

在该实施例中，送料单元20b也布置在其上的机框10的第一支柱14，还具有至少一个通孔24，其中送料单元20b、通孔24和槽30都是相对彼此布置，以便能够用送料单元20b推动工件坯料21a通过朝向夹紧装置40的通孔24进入槽。夹紧装置40被布置在工件支撑部5的一侧31上。

推进可以采用电气的、液压的或气动的方式进行。特别是送料单元20是一个气缸。利用送料单元20b可以将进给方向上最前面的工件坯料21a带到夹紧位置，其中最前面的工件坯料21a可以在夹紧位置上被夹紧装置40紧固。

利用止挡装置50控制最前面的工件坯料21a的紧固情况，请参阅图8至图10。止挡装置50测量最前面的工件坯料21a在夹紧装置40中的位置。如果位于夹紧装置40上的工件坯料21a的长度尺寸与规定值相符，也就是说，如果工件坯料21a位于夹紧位置上，则止挡装置50就会生成一个相应的信号并将该信号发给送料单元20b以便停止进给过程。当与规定值有偏差时，向送料单元20b发出一个相应的信号，以便对最前面的工件坯料21a进行再定位。被推入工件支撑部5的工件坯料21a在图8中作了显示。

在工件支撑部装置5的槽30中布置有在图8中显示的适配套筒33。为了工件坯料21a在适配套筒33中较好的定中心，该适配套筒可以有进入倒角。适配套筒33还在适配套筒33与夹紧装置40相邻的端部具有锥形部，用于对工件坯料21a插入夹紧装置40进行改进。根据工件坯料21a的直径，可以将相应配置的适配套筒33替换进入槽30中和/或从槽30中替换出，以便能够有效地利用加工中心来加工具有不同横截面的工件坯料。可以用任意手段，例如用锁紧螺母来固定被插入槽30中的适配套筒33。在槽33上安装适配套筒33是通过减振装置36，例如O形垫圈来减振的。

用紧固装置34可以将夹紧装置40紧固。为此紧固装置34特别具有布置在工件支撑部5某一侧32上的紧固活塞35。利用紧固活塞35在夹紧装置支座41中将夹紧装置40拉向第二侧，由此夹紧装置40将工件坯料21a紧固。

布置有送料单元20b的第一支柱14的部分、第二支柱15的部分和/或上部部件15的部分是用花岗岩制作的。驱动部件，即，纵支架60和横支架61分别也是用花岗岩制作的。此外工作台4至少有一部分也是用花岗岩制作的。为了获得最佳的刚性尤其是整个机框10，即第一支柱14、第二支柱15、上部部件16和工作台4均是用花岗岩部件建造的。

在第一支柱14上布置有装载系统20，该装载系统具有容纳工件坯料21a的装料仓20a和引导工件坯料21a通过通孔24的导向部件22。借助布置在第一支柱14上并在图6a截面放大图中加以说明的止动部件20c，装载系统20可以平行于垂直轴V位移。通过这种装载系统20的垂直可移动性，工件坯料21a被定中心地插入工件支撑部5的槽30中，不受该工件坯料或所使用的适配套筒的直径影响。使用装载系统20可以实现工件坯料精准而又长期稳定的定位。

在图6a和6b中加以显示的装料仓20a形成为带有V形块20d的储料罐。V形块20d被设计成向上开口。工件坯料21a通过斜面从储料罐单个地落入V形块20d中并能够被送料单元20b经由穿过通孔24至槽30的导向部件22推入工件支撑部5中。导向部件22a是导轨22a，在导轨上工件坯料被方便地朝向夹紧装置40推动穿过通孔24并被送入槽30中。

此处，与导向部件22的具体设计无关，有利的是，在送料单元20b的第一分步骤或分行程中，将工件坯料21a送到或送进导向部件22上，并且然后在送料单元20b的第二分步骤或分行程中将工件坯料20b推进槽30中。

然而，也可以将如图7a的横截面和如图7b的透视图所示的可旋转的装料盘20e设计成装料仓。在装料盘20e上工件坯料被环形布置在各个料盒20f中。在这时装料盘20e不仅被用作工件坯料21a的支承，而且也被用作装料仓，类似于被形成为可旋转圆筒的左轮手枪子弹托架。从装料盘20e中工件坯料21a被送料单元20b在延伸穿过通孔24的传输套筒22b中被导入工件支撑部5中。

在第二支柱15上与通孔24相对布置有取料孔25，通过取料孔可以取出加工好的工件坯料21b并且可以将其放到布置于第二支柱15上的卸料台26上。加工完毕的工件坯料21b的卸料过程借助于卸料装置70来实施。卸料装置70在图9和图10中被示作为机械手。通孔24的下部边界面和取料孔25的下部边界面优选处在一个平面上。采用这种布置就可以实现工序过程无缝过渡。

为了使用加工中心1加工工件21a，首先给装载系统20装上工件坯料21a。工件坯料21a从装料仓20a落到导轨22a上，该导轨例如可是V形块导轨。装料盘20e中的工件坯料21a被相应地被带到传输套筒22b中。

工件坯料21a借助送料单元20b，以气动、液压或电气方式被推动通过机框10第一支柱14的通孔24，进入插在工件支撑部5的槽30中与工件坯料21a直径相符的的适配套筒33中。工件支撑部5在这时借助纵支架60和横支架61沿着X轴X和Z轴Z被驱动进入装料位置，在这个位置上工件坯料从装料仓20a被带到导向部件22上。

在相对着夹紧装置40的一侧32利用送料单元20b将工件坯料21a插入适配套筒33中。在本发明范围内这是指，仅将一个工件坯料21a导入工件支撑部5的适配套筒33中或将多个工件坯料21a导入适配套筒33中。

随后止挡装置50测量位于进给方向最前面的，也就是说，应在下一个加工的工件坯料21a在夹紧装置40中的位置。如果位于夹紧装置40上的工件坯料21a的长度尺寸与规定值相符，也就是说，如果工件坯料21a位于夹紧位置上，则止挡装置50的相应信号就会被发给送料单元20b并且停止进给过程。当与规定值有偏差时，向送料单元20b发出相应的信号，以便对最前面的工件坯料21a进行再定位。

随后夹紧装置40在夹紧位置上夹紧工件坯料21a。随后工件支撑部5借助纵支架60和横支架61沿X轴X和Z轴Z被驱动进入加工位置，在加工位置加工刀具6可以对夹紧位置上的加工坯料21a进行加工。

加工中心1具有3D测量系统，利用该系统可以测定紧固在工件支撑部上的工件坯料位置和/或加工刀具位置。为此3D测量系统具有能够用来测量工件坯料在工件支撑部上的位置的工件传感器。替代地或附加地，3D测量装置还有布置在工件支撑部上能够用来测量加工刀具位置的传感器。此外还可能的是，加工中心的各个轴分别具有至少一个基准开关，在各个轴连同加工中心的工件支撑部以及加工头启动时，借助这些基准开关能够创建基准点。

在加工位置上工件坯料21a的加工是借助加工刀具6完成的。例如，加工坯料21a在磨削加工中围绕着工件支撑部5的纵向轴L，即C轴C的旋转。但是在本发明范围内这也是指，加工刀具6例如通过电动机主轴围绕其纵向轴旋转。此外借助安装在加工支柱8上的加工头，加工刀具6可以围绕B轴B旋转。沿着X、Y、C和B等轴进行的运动例如显示在图5中。沿着Z轴Z所做的运动例如在图4中可以清楚地看到。

加工完毕的工件坯料21a被卸料装置70，例如夹钳夹持。这时夹紧装置40被打开，通过将工件支撑部5从加工位置移动进入装料位置，加工好的工件坯料21b被卸料装置70从工件支撑部5中取出并通过取料孔25导入卸料台26。在卸料过程中，另一个工件坯料21a通过进给装置20b被推入已返回装料位置的工件支撑部5中，以便位于进给方向最前面的工件坯料21a能够重新被带到夹紧位置用加工刀具6进行加工。

因此能够循环地进行装料和加工过程，由此可以减少加工时间。特别是，借助计算机数字控制装置(CNC)可以全自动化地实施加工过程。整个装料和卸料系统连带整个机床的制造成本都可以十分低廉。通过刚性很高和热膨胀极其微小的花岗岩结构可以制造出能够用最少的过程时间达到较高的加工精度的加工中心1。

例如可以将本发明的加工方法用于磨削加工。带有V形块20d的装料仓20a可装载工件坯料21a或其它圆形的、圆柱形的或横截面对称的部件。工件坯料21a落入相应适配的V形块20d中。随后通过一种可气动驱动的、可液压驱动的或可电气驱动的送料单元20b将工件坯料21a通过V形块20d和导轨22a送入适配套筒33中。在这时，工件支撑部5通过X轴和Z轴被带到能够通过工件支撑部5将工件坯料21a从后面送入夹紧装置40的那个位置上。

工件坯料21a按所要求的那样被推过夹紧装置直到固定挡块上，或者由3D测量系统监控，其中长度尺寸经过了准确的测定。由此对进给过程加以额外的监控并将相应的信号发给装载系统20的送料单元20b。这时就可以实施或开始磨削加工以创建所希望的刀具几何形状或其它磨削加工。

当磨削加工结束时，卸料装置70，例如夹钳，从前面将工件支撑部5上的加工完毕的工件坯料取走。这个过程是在装载系统20的对面一侧进行的。夹钳将加工完毕的工件坯料放到卸料系统20对面的机体一侧的相应卸料台26上，例如一个工件托盘上或一个其它的工件托放装置上。

为了快速进行下一次装料，在用夹钳取放加工完毕的工件坯料的同时，另一个工件坯料21a被进一步推动，并且这个工件坯料或者已经设置在工件支撑部5的槽30中的最前面的工件坯料21a被送入用夹紧装置40将其固定的那个夹紧位置上。整个装料和磨削加工可以立即开始。这个过程的特征在于它是周期性进行的并且通过它可以进行快速装卸。

作为实现根据本发明方法的另一种可能性，装料盘20e可以装载工件坯料21a或相应的部件。通过旋转运动装料盘20e被带到位置上，以让新的工件坯料21a通过。这个过程优选在要被磨削的工件坯料21a的磨削期间就已进行。装料盘20e可以是电气驱动的。

在结束磨削加工之后，工件支撑部5此时也通过X轴和Z轴被带到通过工件支撑部5可以从后面将工件坯料5送入夹紧装置40的那个位置上。这时工件坯料5被可气动驱动的、可液压驱动的或可电气驱动的送料单元20b推动通过装料盘20e和传输套筒22b进入适配套筒33中。此时同上述利用装料仓20a进行磨削加工一样用继续进行加工。

附图标记列表

1 加工中心

3 机架

4 工作台

5 工件支撑部

6 加工刀具

7 加工头

8 加工支柱

9 电动机

10 机框

11 第一支承臂

12 第二支承臂

13 支承点

14 第一支柱

15 第二支柱

16 上部部件

20 装载系统

20a 装料仓

20b 送料单元

20c 止动部件

20d V形块

20e 装料盘

20f 料盒

21a 工件坯料

21b 加工好的工件坯料

22 导向部件

22a 导轨

22b 传输套筒

24 通孔

25 取料孔

26 卸料台

30 槽

31 侧面

32 侧面

33 适配套筒

34 夹紧装置

35 夹紧活塞

36 减振装置

40 夹紧装置

41 夹紧装置安装件

50 定位装置

60 纵支架

61 横支架

70 卸料装置

80 开关柜

90 挡板

100 控制单元

110 枢转臂

V 垂直轴

L 纵向轴

X X轴

Y Y轴

Z Z轴

B B轴

C C轴

Claims (20)

1.加工中心，包括

机架(3)，

被机架(3)支承并水平布置的工作台(4)，

带有夹紧装置(40)的工件支撑部(5)，和

容置加工刀具(6)的加工头(7)，

其特征在于，

所述工件支撑部(5)具有用于将工件坯料(21a)输送到夹紧装置(40)的槽，而且

所述加工中心(1)具有送料单元(20b)，其用于将工件坯料(21a)送进所述槽和/或在所述槽中朝所述夹紧装置(40)的方向推送所述工件坯料(21)。

2.根据权利要求1的加工中心(1)，其特征在于，所述加工中心(1)具有带有第一支柱(14)的机框(10)，其中所述送料单元(20b)被布置在所述第一支柱(14)上并且所述第一支柱(14)具有至少一个通孔，以便能够用所述送料单元(20b)将工件坯料(21a)通过所述通孔推入所述槽中。

3.根据权利要求2的加工中心(1)，其特征在于，布置有所述送料单元(20b)的所述第一支柱(20b)上的至少一部分是具有天然硬岩石的部件。

4.根据上述权利要求任一项的加工中心(1)，其特征在于，所述加工中心(1)具有装载系统(20)，所述装载系统具有用于引导工件坯料(21a)的导向部件(22)。

5.根据权利要求4的加工中心(1)，其特征在于，所述装载系统(20)具有布置在所述加工中心(1)的机框(10)第一支柱(14)上的装料仓(20a)，以便能够将装料仓(20a)中的工件坯料(21a)带到导向部件(22)。

6.根据权利要求4或5的加工中心(1)，其特征在于，所述导向部件(22)延伸穿过所述加工中心(1)的机框(10)第一支柱(14)的至少一个通孔(24)并且为导轨(22a)或传输套筒(22b)。

7.根据上述权利要求任一项的加工中心(1)，其特征在于，用于引导工件坯料(21a)的适配套筒(33)布置在所述槽(30)中，并且能用位于工件支撑部(5)上的紧固装置(34)来紧固。

8.根据权利要求5至7中任一项的加工中心(1)，其特征在于，在所述第一支柱(14)上布置有止动部件(20c)，所述装载系统(20)通过这些止动部件能与垂直轴(V)相平行地移动。

9.根据上述权利要求任一项的加工中心(1)，其特征在于，所述工件支撑部(5)具有至少一个止挡装置(50)，利用所述止挡装置(50)可以验证工件坯料(21c)在夹紧装置(40)上的位置。

10.根据上述权利要求任一项的加工中心(1)，其特征在于，借助至少一个驱动部件(60、61)，所述工件支撑部(5)可在所述工作台(4)上移动，其中所述驱动部件(60、61)和/或所述工作台(4)优选是具有天然硬岩石的部件。

11.根据上述权利要求任一项的加工中心(1)，其特征在于，所述加工中心(1)具有至少一个用来测定工件坯料(21a)位置和(或)加工刀具(6)位置的3D测量系统。

12.根据权利要求2至11中任一项的加工中心(1)，其特征在于，机框(10)的第二支柱(15)具有至少一个基本上与所述通孔(24)相对布置的取料孔(25)。

13.根据权利要求12的加工中心(1)，其特征在于，所述加工中心(1)具有用来从所述取料孔(25)取出加工好的工件坯料(21b)的卸料装置(70)。

14.根据权利要求13的加工中心(1)，其特征在于，在第二支柱(15)上布置有卸料台(26)，所述加工好的工件坯料(21b)能够利用所述卸料装置(70)通过所述取料孔(25)被容置在所述卸料台中。

15.一种在根据上述权利要求任一项的加工中心(1)上加工工件坯料(21a)的方法，包括以下方法步骤：

a)利用送料单元(20b)将至少一个工件坯料(21a)推送进所述槽(30)中或在所述工件支撑部(5)的所述槽(30)中朝所述夹紧装置(40)的方向推送所述工件坯料(21)，

b)用所述夹紧装置(40)将最前面的工件坯料(21c)固定在夹紧位置上，以及

c)用所述加工刀具(6)加工所述最前面的工件坯料(21c)。

16.根据权利要求15的加工方法，其特征在于，在实施方法步骤a)期间、在实施方法步骤b)之前，止挡装置(50)确定所述工件坯料(21c)在所述工件支撑部(5)的所述槽(30)中的位置。

17.根据权利要求15或16的加工方法，其特征在于，在实施方法步骤a)之前，所述工件支撑部(5)移动到装料位置中，并在已经实施方法步骤b)之后、但实施方法步骤c)之前，所述工件支撑部(5)可以沿进给方向移动到加工位置中，在所述加工位置上所述加工刀具(6)可以被带到与所述夹紧位置上的所述工件坯料(21c)相接触。

18.根据权利要求17的加工方法，其特征在于，3D测量系统确定工件坯料(21a)的位置和/或加工刀具(6)的位置。

19.根据上述权利要求15至18中任一项的加工方法，其特征在于，在方法步骤c)之后实施下述方法步骤：

d)用卸料装置(70)容置加工好的工件坯料(21b)，

e)松开所述夹紧装置(40)，

f)用所述卸料装置(70)从所述工件支撑部(5)中取出加工好的工件坯料(21b)，并且

g)用卸料装置(70)将所述加工好的工件坯料(21b)通过取料孔(25)送入卸料台(26)，

其中，为了取出所述加工好的工件坯料，将所述工件支撑部带入装料位置。

20.根据权利要求19的加工方法，

其特征在于，

在实施方法步骤f)时，在所述工件支撑部(5)从所述加工位置进入所述装料位置期间，工件坯料(21a)被从装料仓(20a)中带出到导向部件(22)上，并在实施方法步骤g)期间实施下一个加工周期的方法步骤a)。