CN110315427A - 用于加工工件的工具机 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于加工工件(1)的工具机，尤其是磨机，其中，设置至少一个工件保持装置(3)、用于第一方向(X轴)和第二方向(Z轴)的水平调整单元(9)和围绕沿着第三方向(Y轴)定向的枢转轴(B轴)的枢转单元(17)，所述工具机具有工具单元(5)和用于在第三方向(Y轴)上承载第三调整装置(18)的至少一个承载臂，其中，为了改进精度，在第三方向和/或竖直方向(Y轴)上观察，所述承载臂(15)中的至少一个承载臂布置在第一调整装置和第二调整装置(6、7)之间，和/或承载臂(15)中的至少一个承载臂布置在一方面为所述工具(2)和/或工件(1)和另一方面为第一调整装置和/或第二调整装置(6、7)之间。

Description

用于加工工件的工具机
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加工工件的工具机，尤其是磨机。
背景技术
用于加工工件的这种工具机，尤其是磨机、铣床、车床或者诸如此类，已经以各种变型使用多年。这些工具机一方面用于修理工具，即例如用于重新磨锐切削工具的切削刃，其中，因此如果可能的话应该重新制造切削几何形状；另一方面，这些工具机用于加工坯料，即例如用于制造车削件或用于铣削缺口部等和复杂的铣削件，所述复杂的铣削件只能用内插的NC轴进行制造。
这种工件加工机通常构造在机座上，所述机座包含该功能所需的所有组件。
设置工件承载件，所述工件承载件接收待加工的工具。工件承载件例如配备有纵向支撑件和横向支撑件，所述纵向支撑件和横向支撑件允许在纵向和横向上的快速调整。此外，集成在工件承载件中的并且接收工件的工件主轴自身或与纵向支撑件耦接并且在这里能够被驱动，从而能够实现旋转运动和进给运动的任何组合。
工件的加工借助于加工工具例如借助于磨削盘、铣刀、凿子、钻头等进行，所述加工工具可更换地安装在加工头上。根据要求，加工头可以多轴地调整，从而可以制造期望的轮廓走向。为此，加工头支承在竖直布置的并且设置有高度调整装置的加工柱上，其中，加工柱在它那方面能够围绕竖直延伸的轴枢转地安装在转盘上。在此，转盘邻近工件承载件布置，使得加工工具能够对准工件。
从本发明所基于的EP 0 700 751 B1或EP 1 265 727 B1已知：带有固定在其上的加工柱的转盘不再放置在工作板上，而是位于下方地集成到机座中，从而相对于转盘放置在工作板上的实施形式，始终可以实现无障碍地进入工作区域。
根据EP 0 700 751 B1，加工头的枢转运动通过以下方式实现：承载加工头的加工柱固定在承载臂上，所述承载臂一方面固定在转盘上，另一方面从侧面从机座引导出，以便能够接收加工柱。在所述传统工具机中转盘放置在工作板上，为了达到与传统工具机相似的稳定性，转盘双重地进行支承。具体地这通过如下方式实现：设置支承栓，所述支承栓中心地被引导穿过转盘并且向上和向下突出超过转盘。在相应的突出的栓端部处设置支承，所述支承支撑在机座内和/或向下支撑在工作板上。
根据EP 1 265 727 B1设置两个承载臂，上承载臂和下承载臂，其中，机器框架接收上承载臂的支承装置。
然而这里缺点在于：在加工时，伸出的工作板稍微屈服并且因此存在一些微米/几微米的一定的不精确性。
发明内容
本发明的目的是：相应地提出一种开始时所提及的类型的工具机，所述工具机至少部分地消除现有技术的缺点，并且尤其是满足对精度和/或稳定性的高要求和/或减少结构耗费。
该目的在开头所提及的类型的工具机的基础上通过权利要求1的特征实现。通过从属权利要求中提到的措施能够实现本发明的有利的实施例和改进方案。
因此，相应地根据本发明的工具机的特征在于，在第三方向和/或竖直方向(Y轴)上观察，在第一调整装置和第二调整装置之间布置至少一个承载臂，所述第一调整装置和第二调整装置分别与在X方向或Z方向上的调整相关联，和/或承载臂中的至少一个布置在工具/工件和第一调整装置和/或第二调整装置之间。
与此相结合，能够布置其他的承载臂，在第三方向和/或竖直方向(Y轴)上观察，枢转驱动器和/或其他的承载臂能够布置在工具/工件上方。其他的承载臂通常也提供加工时提高的稳定性和精度。
相对于工件的定位指的是相对于工件的接收件的定位。
借助于本发明实现了能够稳定的多地或刚性的多地制造和/或引导或支承水平调整单元和/或第一调整装置或第二调整装置。由此能够满足对加工或磨削的精度的特别高的要求。工具也支承在其上的枢转单元能够稳定的多地进行支承。
此外，能够避免或取消现有技术中已经存在的伸出的工作板，从而减少结构耗费。通过直接或直通地支承/引导机座或机架上的水平调整单元和/或第一调整装置和第二调整装置，即所谓的十字台，保证水平调整单元和/或第一次调整装置或十字台的直接的或特别稳定/刚性的支撑。
同样地，通过将枢转驱动器布置在承载臂上方和/或工具/工件上方实现了枢转驱动器是容易接近的。因此，能够不是很费事地进而成本低廉且快速地实现有利的维护或修理或更换。大多数是在厂房或商业空间中在加工装置上方有非常大的空间，因此尤其是与布置在机座下方或机座内部相反，驱动器或支承装置在上面也不必节省空间地实施。可能地，能够完全去除下面的支承装置或下面的承载臂，从而使得工具单元在本发明的该变型中(仅)从上方支承/保持和/或驱动。
在本发明的意义中，“上方”和“下方”是指竖直方向或第三方向或关于重力方向。
有利地，第一调整装置和/或第二调整装置和/或第三调整装置(分别)包括至少一个线性导向件和/或至少两个(相互平行布置的)线性导轨或类似物。
例如，第一调整装置和/或第二调整装置和/或第三调整装置(分别)包括至少一个线性驱动器，例如线性马达、活塞缸单元或主轴驱动器或类似物。
优选地，至少所述水平调整单元和/或所述第一调整装置包括至少一个缺口部，用于接收枢转单元和/或支承单元的支承元件。相应地，支承元件穿过第一调整装置或水平调整单元。因此，能够实现水平调整单元和/或第一调整装置的有利的支撑。这附加地改进了工具机的稳定性或刚性。
有利地，在第三方向和/或竖直方向(Y轴)上观察，枢转驱动器或第二枢转驱动器布置在工具/工件下方，和/或至少第一调整装置布置在承载臂和枢转驱动器或第二枢转驱动器之间。因此，在需要时能够根据可用空间在下方和/或上方设置枢转驱动器。
通过将枢转驱动器布置在机座或机架上能够以有利的方式实现特别稳定的布置。
原则上，所述工件能够夹紧在工件保持装置上。也能够使用马达主轴的卡盘或设置有马达式驱动器的卡盘作为夹紧装置，从而使得工件也能够旋转。所述工件的定向在夹紧方向上沿着所谓的C轴进行。然后，工件必要时也能够绕C轴旋转。优点在于：工具不必从所有侧面(围绕C轴)带到工件上并且相应地：
-节省空间，
-能够改进加工精度，尤其是因为工具不必重新定位，
-能够在定向和定位时使用还更高的自由度。
在本发明的一个有利实施形式中，设置用于工件的支撑装置。尤其是在磨削加工中，但是也在其他机械加工中，工具在加工时移动抵靠工件并因此压到工件上。进行加工的点离工件被夹紧的位置越远，工件通常可能越强烈地弯曲。但是这种弯曲不仅使工件有负载；主要是当工件由于弯曲屈服时，加工精度急剧下降。因此，支撑装置以有利的方式实现抵消这种影响，使得工件由于支撑在加工期间保持在其位置中并且不会屈服。棱柱形的接收件可靠地支承工件，如在一种槽中。具有圆形横截面的工件仅放在两条线处；工件旋转，因此摩擦小于在形状锁合的接收件的情况中的摩擦。
在加工时工件能够旋转。因此，在有利的方式中设置马达式驱动器，所述马达式驱动器使带有工件的夹紧装置围绕C轴旋转。
稳定的支承提高了加工时的精度。水平调整单元能够就这点而言有利地具有实心台，工件支承在该实心台上。因为水平调整单元可能伸出超过支承装置，所以水平调整单元可能具有高弯曲刚度。这例如通过花岗石块实现，主要因为花岗石块的表面也能够非常精确地进行加工。马达式驱动器或夹紧装置以及支撑装置能够支承在这样的台上。
然而支撑装置能够定位成适配于相应的工件，例如调整高度以能够适配工件的宽度。但是也可以考虑支撑装置在水平方向上的移动，以改进加工。
附图说明
在附图中示出并且接下来根据示图详细地说明本发明的优选实施例。附图中：
图1以侧视图示意性地示出根据本发明的第一磨机，所述磨机具有在下方的枢转驱动器/枢转马达和两个承载臂以及枢转单元的两个支承，
图2剖视地以第二侧视图示出根据图1的磨机，
图3以俯视图示出根据图1的磨机的示意图，
图4以透视图示出根据图1的磨机的示意图。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的磨机。工件1被夹紧在工件保持装置3中，即夹紧在马达主轴4的卡盘中，以便能够在其加工期间使其旋转。工件1又在加工时由支撑装置30来支撑，所述支撑装置30包括两级30a、30b的台，其中，级30b是高度可调节的并且能够直接支撑工件，而级30b(进而支承在其上的级30a也)又能够水平地在X方向上或沿C轴调整。工件保持装置3和支撑装置30竖立在作为第二调整装置6的一部分的花岗石台上，该第二调整装置能够在Z方向上移动。为此，第二调整装置6的板通过导轨13或者导向滑架14可线性移动地支承在第一调整装置7的其他板上，所述第一调整装置7能够在X方向上移动。因此，通过调整装置6、7的两个板可以实现在水平延伸的平面中的调整。第一调整装置7的板也可线性移动地支承在导轨13或者导向滑架14上。代表十字台9的整个结构构建在机座8上。
工具单元5包括主轴，该主轴驱动磨削盘2用于加工工件1。工具单元5能够竖直地在Y方向上移动，并且为此被支承在轨道上或借助于第三调整装置18的线性导向件11通过线性驱动器进行移动。第三调整装置18又布置在两个承载臂15、16之间，所述承载臂能够借助于马达22绕轴B枢转。在第一板7中设置长形孔21，从而使得板7相对于穿过其的轴19(在B方向上延伸)是可移动的。马达22在这里通过支承24在下方安装在机座8上。
如也可以在图2中看出的那样，承载臂15伸出超过呈十字台9形式的水平调整单元。图2示出相对于图1旋转90°的视图。这里还可以看到的是，支撑装置30或者其上方的、竖直可调整的级30c具有棱柱形的留空部，在所述留空部中工件1能够被接收、旋转并且同时被支撑。承载臂15在Y方向上(沿着B轴)布置在第一调整装置7和第二调整装置6之间。承载臂15此外在Y方向上也布置在第一调整装置7和工件1或者工具2之间。这种布置能够在结构的稳定性方面实现特别高的程度。
承载臂16位于工件1或工具2上方以及在两个调整装置6、7上方。
机座8逐渐转化为机器框架10。上承载臂16在那里通过支承25相对于机器框架10支承。
图3中示出从上看的俯视图。这里也可以清楚地看到，承载臂15、16如何伸出超过带有水平可调整的板6、7的十字台9。工具2布置在枢转轴B的区域中并且能够与承载臂15、16一起绕轴B枢转。工件1水平地(在图3的绘图平面中)随着十字台9移动并相对于工具2定位。
图4示出了磨机的透视图。因为枢转单元17的驱动器22在下方安装在机座8上并且因此必须被引导穿过第一调整装置7的板，所以在第一调整装置7的板中设置长形孔21，枢转轴19支承在所述长形孔中，从而使得支承在第一调整装置7的板上方的支承臂15能够很容易地进行旋转。这由此也提高了结构的刚性和稳定性。
附图标记列表
1 工件
2 磨削盘
3 工件保持器/工件承载件
4 马达
5 磨削主轴/工具单元
6 带有板/台的第二调整装置
7 第一调整装置/板/台
8 机座
9 十字台
10 机器框架
11 线性导向件
13 导轨
14 导向滑架/滑架
15 第一承载臂(下)
16 第二承载臂(上)
17 枢转单元
18 第三调整装置
19 枢转轴/轴/支承轴
21 缺口部/长形孔
22 马达/枢转驱动器
24 支承(下)
25 支承(上)
30 支撑装置
30a 下级(水平可调)
30b 上级(垂直可调)
30c 棱柱接收件
X 轴
Y 轴
Z 轴
B 轴
C 轴

Claims (15)

1.一种用于加工工件的工具机，尤其是用于磨削工件(1)的磨机，
·其中，设置至少一个工件保持装置(3)，用于保持和/或承载或者固定工件(1)，
·其中，设置至少一个水平调整单元(9)，用于基本上水平地调整所述工件保持装置(3)，其中，所述水平调整单元(9)包括：
-第一调整装置(7)，用于在第一方向(X轴)上调整所述工件保持装置(3)，和
-第二调整装置，用于在第二方向(Z轴)上调整所述工件保持装置，
·其中，设置至少一个包括至少一个工具(2)、尤其是磨削元件和/或磨削盘的工具单元(5)，尤其是磨削主轴和/或马达主轴，用于驱动工具(2)，
·其中，设置至少一个枢转单元(17)，用于使所述工具单元(5)围绕在第三方向(Y轴)上定向的枢转轴(B轴)枢转和/或旋转，
·其中，设置第三调整装置(18)，用于在所述第三方向(Y轴)上基本上竖直地调整所述工具单元(5)，
·其中，所述枢转单元(17)包括至少一个在径向方向上定向的承载臂(15、16)，用于承载所述第三调整装置(18)，从而使得所述第三调整装置(18)和/或所述承载臂(15、16)至少部分地伸出超过所述水平调整单元(9)，其中，尤其是所述第一方向(X轴)和/或所述第二方向(Z轴)和/或所述第三方向(Y轴)分别基本上彼此垂直地或者正交地布置或者定向，
·其中，尤其是设置至少一个支承单元(24、25)，用于可枢转地支承所述枢转单元(17)，
其特征在于，在所述第三方向和/或竖直方向(Y轴)上观察，
·所述承载臂(15)中的至少一个承载臂布置在所述第一调整装置和所述第二调整装置之间，和/或
·所述承载臂(15)中的至少一个承载臂布置在一方面
-所述工具(2)和/或
-所述工件(1)和/或
-所述工件设置在所述工件保持装置中的保持位置和另一方面所述第一调整装置和/或所述第二调整装置(6、7)之间。
2.根据权利要求1所述的工具机，其特征在于，至少所述水平调整单元(9)和/或所述第一调整装置(7)包括至少一个缺口部(21)，用于接收所述支承单元的和/或所述枢转单元(17)的支承元件(19)。
3.根据以上权利要求中任一项所述的工具机，其特征在于，所述缺口部(21)具有在所述第一方向(X轴)上定向的长度和在所述第二方向(Z轴)上定向的宽度，其中，所述缺口部(21)的长度构造为大于所述第一调整装置的最大调整行程和/或大于所述缺口部(21)的宽度，其中，尤其是所述缺口部(21)的宽度如此地选择，使得所述支承元件(19)在所述第二方向(Z轴)上基本上无间隙地在所述缺口部(21)中被支承和/或引导。
4.根据以上权利要求中任一项所述的工具机，其特征在于，所述枢转单元(17)包括至少一个枢转驱动器(22)，尤其是电动马达，用于驱动围绕所述枢转轴(B轴)的枢转。
5.根据以上权利要求中任一项所述的工具机，其特征在于，在所述第三方向和/或竖直方向(Y轴)上观察，所述枢转驱动器和/或另一承载臂(16)布置在所述工具(2)和/或所述工件(1)和/或所述工件的设置在所述工件保持装置中的保持位置的上方。
6.根据以上权利要求中任一项所述的工具机，其特征在于，在所述第三方向和/或竖直方向(Y轴)上观察，所述枢转驱动器(22)和/或另一枢转驱动器布置在
-所述工具的下方，和/或
-所述工件的下方，和/或
-所述工件的设置在所述工件保持装置中的保持位置的下方，和/或
所述第一调整装置和/或第二调整装置(6、7)布置在所述承载臂(15、16)中的至少一个承载臂和所述枢转驱动器(22)或者所述另一枢转驱动器之间。
7.根据以上权利要求中任一项所述的工具机，其特征在于，在机座(8)或者机架(10)上布置有用于引导所述第一调整装置的至少一个导向单元(13、14)。
8.根据以上权利要求中任一项所述的工具机，其特征在于，所述枢转驱动器(22)或者第二枢转驱动器布置在机座(8)或者机架(10)上。
9.根据以上权利要求中任一项所述的工具机，其特征在于，设置至少两个承载臂(15、16)，其中，所述工具单元(5)和/或所述第三调整装置(18)布置在下方的第一承载臂(15)和上方的第二承载臂(16)之间。
10.根据以上权利要求中任一项所述的工具机，其特征在于，所述承载臂(16)中的至少一个承载臂支承/布置在第二支承单元(25)和/或机器框架(10)上。
11.根据以上权利要求中任一项所述的工具机，其特征在于，
所述工件保持装置(3)包括用于沿着夹紧方向(C轴)夹紧所述工件的夹紧装置和/或用于支撑所述工件的支撑装置(30)，所述支撑装置尤其是用于在与所述夹紧方向(C轴)对准和/或位于所述工件(1)的背离被夹紧区域的侧上的区域中和/或在所述工件(1)被加工、优选被打磨的区域中支撑所述工件(1)，其中，所述支撑装置(30)尤其是具有棱柱形的缺口部(30c)，用于支撑地支承所述工件，所述支撑装置的棱柱形的缺口部具有纵向轴，所述纵向轴平行于所述夹紧方向(C轴)地延伸。
12.根据以上权利要求中任一项所述的工具机，其特征在于，所述工件保持装置(3)包括马达式驱动器(4)，用于旋转和/或定位所述夹紧装置和/或所述工件(1)，并且所述夹紧装置与所述马达式驱动器(4)耦接。
13.根据以上权利要求中任一项所述的工具机，其特征在于，所述第一调整单元和/或所述第二调整单元(6、7)包括台，尤其是呈板的形式的台，所述台至少部分地、尤其是完全地由花岗石制成。
14.根据以上权利要求中任一项所述的工具机，其特征在于，所述工件保持装置(3)的马达式驱动器(4)和/或所述夹紧装置和/或所述支撑装置(30)支承在所述台上。
15.根据以上权利要求中任一项所述的工具机，其特征在于，所述支撑装置(30)具有校正装置，用于校正所述支撑装置和/或所述支撑装置的支撑所述工件的部分，所述校正装置尤其是构造为能够在所述第一方向(X轴)和/或所述第三方向(Y轴)上被调整。
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