CN108857521B - 将刀夹锁定在用排屑来机加工的车床和机器上的自动设备 - Google Patents

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Abstract

一种将刀夹锁定在用排屑来机加工的车床和机械装置上的自动设备，该自动设备特别适于在多轴和单轴CNC车床上、在连续自动工作机床上、在任意种类的铣削中心上以及通常在通过排屑来执行机加工的所有类型的机床上使用，该自动设备包括支撑体，该支撑体锚固至机床并且板在该支撑体的顶上，所述设备包括：对于所述刀夹中的每个刀夹，设置有阴截锥凹部的卡爪，该阴截锥凹部与螺母螺钉配合并且竖直地自动移动以与截锥卡圈附件接触接合，该截锥卡圈附件在后部中的凹部中制成。沿着卡爪的竖直方向上的运动依靠单独的马达产生，该马达装备有从其下部面突出并且接合至所述螺母螺钉的上端的轴。

Description

将刀夹锁定在用排屑来机加工的车床和机器上的自动设备
技术领域
本发明涉及一种用于将刀夹锁定在通过排屑来执行机加工的车床和机器上的自动设备。
更特别地，本发明涉及一种自动设备，该自动设备允许在CNC单轴或多轴车床上、在连续自动工作机床上、在任意种类的铣削中心上以及在通常通过排屑来执行机加工的机床上对机动的或非机动的刀夹的快速且安全的锁定和解锁。
背景技术
已知的是，在使用任意种类的CNC机床执行的机械的机加工的情况中，如在获得所要求的工件时所需要的，存在频繁地更换各种模块的需要。
重复的机具更换操作涉及停工期，在停工期机器的操作被强迫地暂停一给定的时间段；还有必要考虑在每个工具更换时的安装时间。在使用多个刀夹的机械装置的情况下，该多个刀夹的更换涉及在用于阻挡和对中定位的多个螺钉上的干预。这些重复并且有时不方便的人工操作因此总而言之导致总生产成本的显著增加。
为了克服这些缺点，同一申请人已经设计了一解决方案，该解决方案通过特定的设备使刀夹非常快速而且容易的更换成为可能；所述设备是于2017年2月7日提交的在本说明书的上下文中回顾的意大利专利申请no.102017000013072的主题。然而，已经发现，尽管完美地起作用并且能够实现所述优点，但是所提及的根据本申请的设备具有一些缺点，这些缺点尤其涉及参与各种刀夹的替换的操作者。事实上，操作者必须与机器紧密接触操作，后果是由于生产周期中使用的润滑剂和制冷剂而不断地弄脏他/她的手，在滴落和意外喷射的情况下，物质甚至可能撞击身体的其他部位并且甚至是面部。另外，考虑到这通常涉及在手臂伸直并且悬伸的情况下进行操作，使用扳手在工具上持续干预以适于锁定和解锁刀夹可以证明是不方便的和费力的。
参考区域中的JP S59 59303公开了一种用于将刀夹锁定在车床上的设备，该设备包括支撑体，该支撑体锚固至机床并且为所述刀夹中的每一个提供具有形成前进杆的齿的卡爪，该卡爪沿着竖直方向上自动运动并且适于与在所述刀夹中的每个刀夹的后部中制成的互补齿接合；在这种解决方案中，不可能存在在支撑体上的刀夹的可替换的正向锁定。
US5873682涉及用于切削刀片的刀夹，该刀夹包括具有通道的本体，该通道在该本体中制成以接纳卡爪，该卡爪从头部延伸并且通过组装螺钉固定在所述通道内部；所述螺钉允许该头部仅在相对于该本体的缩回位置和延伸位置之间移动。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺点。
更特别的，本发明的目的是提供一种用于将刀夹锁定在通过排屑来执行机加工的车床和机器上的自动设备，该自动设备适于操作者执行有关的操作，考虑到刀夹的更换，该自动设备保持在距放置所述刀夹的区域适当远的位置中。
本发明的另外的目的是提供一种设备，该设备被设计用于防止操作者不得不执行重复的不方便的和费力的操作来更换刀夹。
本发明的另外的目的是提供一种如上限定的设备，该设备适于执行更换的刀夹的自动对中，避免在刀夹的更换之后在关于运动的四个自由度(即沿X、Y和Z轴以及成角度地)取向和定位方面的费力的调整的需要。
本发明的另外的目的是为用户提供一种用于将刀夹锁定至通过排屑来执行机加工的车床和机器的自动设备，该自动设备能够确保随着时间推移的高水平的阻力和可靠性，此外确保诸如容易地并且经济地制造。
这些目的和其他目的通过根据主要权利要求的本发明的用于锁定刀夹的自动设备来实现。
附图说明
本发明的用于锁定刀夹的自动设备的结构和功能特征将从下文中参考附图的具体实施方式中更透彻地理解，该附图示出了优选的但非限制性实施方式，并且其中：
图1示意性地描绘本发明的自动锁定设备的轴测图；
图2示意性地描绘根据图1的设备的一部分的轴测图，以突出刀夹的耦接座和连接至该耦接座的锁定/解锁工具；
图3以分解图示意性地示出了在上图中的设备的一部分；
图4示意性地并详细地示出了上图中的设备的一部分；
图5示意性地示出了根据本发明的设备的从不同角度的部件的放大的轴测图，该部件预定与所述刀夹配合。
图6示意性地描绘了图1中的刀夹的轴测图。
具体实施方式
在首先参考图1和图2的情况下，本发明的用于将刀夹锁定至通过排屑来执行机加工的车床和机器的自动设备(在图1中整体地表示为附图标记10)耦接至一个或多个刀夹12，该一个或多个刀夹本身已知的连接至常规的支撑体14，该支撑体锚固至机器，该机器或者是车床、连续自动工作机床、铣削中心或者甚至是通过排屑来执行机加工的机床。所述刀夹12中的一个刀夹在图6中详细地示出。以下另外描述的板16在支撑体14的顶上。
本发明的自动锁定设备包括在图5中详细地示出的至少一个卡爪18，该卡爪由大致柱形体组成，在该大致柱形体中，一个面缺少直径方向的半部分并且形成倾向半圆形的平面20。由附图标记18’指示的卡爪18的剩余的直径方向的半部分包括竖直壁22，该竖直壁关于所述平面20正交，在该剩余的直径方向的半部分上做出阴截锥形凹部24。该凹部24从竖直壁22的顶部延伸一高度，该高度粗略地等于所述壁的高度的一半。锚固卡爪18包括容纳螺钉28的横向通孔26(图4)，该螺钉适于将所述卡爪连接至不规则的棱柱形的本体30；所述本体30限定具有内部梯形螺纹的螺纹导杆，在所述本体中露出面32具有四边形的延伸部。如图5中详细示出的，锚固卡爪18的一部分具有扁平部，凹入的压印(imprint)34是制做在该扁平部上；所述压印限定与露出面32的形状互补的轮廓和延伸部，该露出面具有本体或螺纹导杆30的四边形的延伸部，该四边形的延伸部精确地将自身定位在该压印中，以牢固地并且没有角运动可能性地通过所述螺钉28连接至卡爪18。
根据本发明的用于将刀夹12锁定至通过排屑来执行机加工的车床和机器的自动设备还包括设置有外部梯形螺纹的至少一个螺母螺钉36，该外部梯形螺纹预定会面对在本体30上制成的对应的梯形螺纹，如关于所述设备的操作所进一步指定的，与该对应的梯形螺纹接合。与根据本发明的设备结合的刀夹12中的每一个被有利地在其由参考编号12’指示的后部部分中设置有截锥形凹部38，该后部部分构成旨在通常锚固至车床或机器的耦接件。该凹部通过具有不同的直径的双柱钻沿着竖直方向在所述后部部分12’上制成。如可以特别在图6中所见的，在凹部38的基部，形成有截锥形卡圈(collar)附件40，当使锚固卡爪18降低时，该截锥形卡圈附件注定与锚固卡爪的截锥阴凹部24接合。该降低通过具有行星齿轮减速器46的马达执行，该行星齿轮减速器装配有随着引导衬套50的插入而从下部面突出并且与螺母螺钉36的上端接合的轴48；类似的衬套52定位在螺母螺钉36的基部。衬套50和衬套52在由马达46施加的旋转运动期间执行抗咬合功能并且保持在螺母螺钉36的引导件中。螺母螺钉36的旋转导致螺纹外部部分通过螺纹导杆30，根据旋转是顺时针还是逆时针来移动卡爪18提升或降低，卡爪通过螺钉28被限制至该螺纹导杆。
有利地设置接近传感器54，每个马达46使用两个接近传感器，该接近传感器适于检测所执行的行程，典型地等于大约4或5毫米，并且因此检测卡爪18到达的位置；后者为该目的设置有柱销(peg)56，该柱销被限制在其顶面并且从在板16中制成的专用的开口56’突出。在卡爪18已经到达所设想的位置之后，相应的柱销56向传感器54发送电磁信号，这会阻止该运动。接近传感器54通过螺母58或等效工具固定至相应的支撑件60；如图2和图3所示，后者又被限制至具有螺钉62的板16。支撑体14在后部设置有适合用于使电缆通过的连接工具64，该电缆致动马达46并且处理来自传感器54的移动锁定或解锁刀夹12的卡爪18的信号。
在支撑体14中，通过水平的取向将刀夹12手动地插入为此目的而设置的座中，该座在图1、图2和图3中使用附图标记42示意；可以设置任意数量的刀夹。连同接纳刀夹12中的每个刀夹一起，同一支撑件接纳卡爪18以及螺纹导杆30和螺母螺钉36；所述元件18、30和36的不同组从图3中示出的相应的上部成形的开口44中开始被插入支撑体14中的预定高度处。刀夹12插入支撑体14手动地发生，但是其锁定在稳定而且正确的位置是通过卡爪18的降低的作用而自动地实施，该卡爪的阴截锥阴凹部24与在刀夹12的后部部分12’中制成的截锥卡圈附件40接触接合。为了执行这些操作，操作者只需要从键盘激活与所讨论的刀夹的位置相对应的键，以便通过特定的和已知的电连接激活相应马达46，该相应的马达在螺母螺钉36上施加旋转例如顺时针方向地并且导致卡爪18下降到期望的高度并且由传感器54指导。反之，如果希望解锁刀夹12用于其更换，则卡爪18通过由马达46施加在螺母螺钉36上与前面的相反的旋转的作用而上升。
如图1中通过举例的方式所示出的，图2中示出的马达46被保护罩66遮蔽，该保护罩在顶侧上具有各种刀夹的附图标记和位置编号；所述罩通过六角螺钉68等被稳定在板16上。
如从以上可以看出的，本发明实现的优点是明显的。
在多轴和单轴数控车床上、在连续自动工作机床上、在任意类型的铣削中心上以及通常在通过排屑来执行机加工的机床上，刀夹12的更换与自动的和目标对中一起被极其快地并且以绝对精确的方式实施，避免了在该刀夹的更换之后对所述刀夹的定向进行费力的调节的需要。事实上，由于可以实现沿截锥的部分发生的耦接，更换以及随后的在更换刀夹12的“X”、“Y”、“Z”和角轴线四个自由度上运动中的定向、锁定和精确定位的步骤，无论是机动的还是非机动的，都快速地并且非常容易地进行，所有这些都有利于大幅减少停工期并且因此降低生产成本；负责的操作者也具有唯一的任务，即将已经解锁的单元从机器中移除并且将不同的单元插入同一座中，然后按下相关按钮；除了排除润滑剂和制冷剂的扩散存在的任意污染风险之外，操作者将不会经受：重复的使力来使用扳手操作、与机器或其部件紧密接触、锁定和解锁刀夹的连续和不方便的手动操作。
即使通过本发明实现了这些显著的优点，还存在另外的具体的可能性，即例如依靠拟人机器人或借助于机械臂甚至可以自动地执行移除待更换的单元和定位更换单元的简单的步骤，以便完全排除操作者直接在机器上干预的需要。
尽管参考仅以非限制性实例的方式给出的本发明的可能的实施方式中的一个实施方式已经在上面描述了本发明，但是根据以上描述，许多修改和变型对于本领域技术人员将显而易见。因此，本发明涵盖落入所附权利要求的范畴(sphere)和范围内的所有修改和变型。

Claims (11)

1.一种用于将刀夹(12)锁定在通过排屑来执行机加工的车床和机械上的自动设备，所述自动设备适合于在多轴和单轴CNC车床上、在连续自动工作机床上、在任意种类的铣削中心上以及在通过排屑来执行机加工的所有类型的机床上使用，所述自动设备包括支撑体(14)，所述支撑体锚固至所述机床并且板(16)在所述支撑体的顶上，其特征在于，所述自动设备包括：对于所述刀夹(12)中的每个刀夹，设置有阴截锥凹部(24)的卡爪(18)，所述卡爪与螺母螺钉(36)配合并且沿着竖直方向自动地移动以与截锥卡圈附件(40)接触接合，所述截锥卡圈附件置于在所述刀夹(12)中的每个刀夹的后部部分(12’)中制成的凹部(38)中。
2.根据权利要求1所述的自动设备，其特征在于，所述卡爪(18)的竖直运动由具有行星齿轮减速器的单独的马达(46)实现，所述马达装配有从其下部面突出的轴(48)并且与所述螺母螺钉(36)的上端接合，所述螺母螺钉设置有外部梯形螺纹，所述外部梯形螺纹用于面对制于螺纹本体或螺纹导杆(30)上的对应梯形螺纹并且与所述对应梯形螺纹接合，所述螺纹本体或导杆通过螺钉(28)限制至所述卡爪(18)。
3.根据权利要求2所述的自动设备，其特征在于，所述卡爪(18)限定大致柱形体，在所述柱形体中，一个面缺少直径方向的半部分并且形成倾向半圆形的平面(20)，所述卡爪(18)的剩余的直径方向的半部分(18’)设置有竖直壁(22)，所述竖直壁与所述平面(20)正交，阴截锥形凹部(24)制于所述剩余的直径方向的半部分上。
4.根据权利要求3所述的自动设备，其特征在于，所述卡爪(18)包括扁平部，在所述扁平部上制有凹入的压印(34)，所述压印具有与所述螺纹导杆(30)的露出面(32)的形状互补的轮廓和延伸部。
5.根据权利要求3所述的自动设备，其特征在于，所述卡爪(18)中的每个卡爪设置有销(56)，所述销被限制至上部面并且从制于所述板(16)上的开口(56’)中突出。
6.根据权利要求1所述的自动设备，其特征在于，通过与所述刀夹一样多的座(42)将所述刀夹(12)以水平取向手动插入所述支撑体(14)中。
7.根据权利要求6所述的自动设备，其特征在于，连同容纳所述刀夹(12)中的每个刀夹一起，所述支撑体(14)容纳卡爪(18)以及螺纹导杆(30)和螺母螺钉(36)，所述卡爪、螺纹导杆和螺母螺钉从对应的上部成形开口(44)起开始插入所述支撑体(14)中。
8.根据权利要求5所述的自动设备，其特征在于，所述自动设备包括用于每个马达(46)的一对接近传感器(54)，所述接近传感适合于检测由所述卡爪(18)执行的冲程和由此到达的位置，所述卡爪由于通过所述马达(46)施加在单独的螺母螺钉(36)上的顺时针方向或逆时针方向转动而开始竖直地移动，所述传感器与所述卡爪(18)的所述销(56)配合，并且所述传感器利用螺母(58)被限制至支撑件(60)，所述支撑件又利用螺钉(62)与所述板(16)制成一体。
9.根据权利要求8所述的自动设备，其特征在于，所述马达(46)被保护罩(66)遮蔽，所述保护罩在上部面上具有各种刀夹(12)的顺序的参考和位置编号，所述保护罩在通过六角螺钉(68)稳定在所述板(16)上。
10.根据权利要求8所述的自动设备，其特征在于，所述支撑体(14)在后部设置有用于使电缆通过的连接工具(64)，所述电缆结合来自所述传感器(54)的信号致动所述马达(46)。
11.根据权利要求1-10中的一项或多项所述的自动设备，其特征在于，所述自动设备包括放置在所述螺母螺钉(36)的顶部和底部处的相对的第一引导衬套(50)和第二引导衬套(52)。
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