CN111958342A - 无心外圆磨床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无心外圆磨床，用于任意工件的贯穿进给和切入磨削，包括用于磨削头架的第一可驱动定位轴(XS)和用于调节轮头架的第二可驱动定位轴(XR)，磨削头架具有可围绕旋转轴旋转的砂轮，调节轮头架具有可围绕旋转轴旋转的调节轮，还包括基本上布置在磨削头架和调节轮头架之间的工件支撑件，正交于定位轴(XS)和(XR)中的至少一个延伸的另一可驱动定位轴(YW)被安装用于托架轨道上的托架，工件支撑件可经由托架轨道移动，磨削头架和调节轮头架布置在机床的第一区域中，托架轨道至少部分地布置在机床的第二区域中，机床的第二区域在平行于定位轴(YW)的方向上具有比机床的第一区域小的延伸部。

Description

无心外圆磨床
技术领域
本发明涉及一种用于任意工件的贯穿进给和切入磨削的无心外圆磨床，如例如这在EP 1 330 336中描述的。代替术语贯穿进给和切入磨削，在文献中也使用其他术语，例如贯穿吞吐或纵向磨削或横向磨削。
背景技术
无心外圆磨床与其他外圆磨削方法的区别在于，待加工的工件不是摩擦夹紧在磨床或装置中，而是松弛地搁置在支撑件(工件支撑件)上。无心磨削使得相对于其他外圆磨削方法能够实现更高的生产精度和更高的生产率。
无心外圆磨床的常见设计通常具有磨削头架和调节轮头架，磨削头架具有在轴XS上被驱动的砂轮，调节轮头架具有同样在轴XR上被驱动的调节轮。为此目的而起作用的工件支撑件或支撑板在两个头架之间牢固地固定到机床。用于磨削头架和调节轮头架的修整装置通常安装在外部，并且可经由附加的从动轴(X'和Y'以及X”和Y”)相对于相应的头架移动。这些设计的缺点是存在大量的(高达六个)从动定位轴，这使得这些机器非常昂贵。
相反，EP 1 330 336提出了一种仅具有三个定位轴的无心外圆磨床。在所述无心外圆磨床的情况下，其中该磨床具有用于调节磨削头架和调节轮头架的从动定位轴XS(或US)和XR，以及另一个与轴XR正交延伸的从动定位轴YW，其用于在托架轨道上具有工件支撑件的托架，这通过托架在托架轨道上可移动到位于安全壳体外部的位置并且该托架选择性地配备有在内部或外部作用的修整装置而变得有利。
然而，与定位轴的数量无关，在现有技术中的已知无心外圆磨床中，通常机床的进行工件的实际加工的区域以一定距离间隔开，以便穿过托架轨道伸入的机床区域而接近；因此，必须穿过托架轨道伸入的机床区域以便接近。因此，更换砂轮和/或调节轮，以及接近位于此区域中的部件通常更加困难。然而，对托架轨道伸入的机床区域的横向接近同样也受到延伸范围的阻碍，使得无论其他空间限制如何，该接近基本上都限于正面干预。
发明内容
本发明的目的是，从此现有技术出发，相应地进一步改进无心外圆磨床，使得改善对布置有磨削头架和调节轮头架的机床的区域，以及对托架轨道伸入或至少部分地布置于其中的机床的区域的可接近性。
此问题通过下文所述的特征来解决。本发明的附加有利构造由进一步的描述产生。
根据本发明，提供一种普通无心外圆磨床，用于任意工件的贯穿进给和切入磨削，包括用于磨削头架的第一可驱动定位轴和用于调节轮头架的第二可驱动定位轴，磨削头架具有可围绕旋转轴旋转的砂轮，调节轮头架具有可围绕旋转轴旋转的调节轮，还包括基本上布置在磨削头架和调节轮头架之间的工件支撑件，其中，正交于第一定位轴和第二定位轴中的至少一个延伸的另一可驱动定位轴安装用于托架轨道上的托架，工件支撑件可经由托架轨道移动，其中，磨削头架和调节轮头架布置在机床的第一区域中，托架轨道至少部分地布置在机床的第二区域中，并且机床的第二区域在平行于另一定位轴的方向上具有比机床的第一区域小的延伸部。
第一定位轴和第二定位轴在许多情况下彼此平行地延伸，其中，砂轮的旋转轴和调节轮的旋转轴各自布置为与相应的定位轴正交。然而，作为对此的替代，第一定位轴也可相对于第二定位轴倾斜地布置。由于此倾斜以及与“X”相关联的坐标方向的相应偏离，定位轴也可指定为定位轴US以便更好地区分。然而，为了简化，两种对准都包含在第一定位轴下方。在第一定位轴相对于第二定位轴倾斜的情况下，砂轮的旋转轴可布置为与第一定位轴正交，然而这不是强制性的。然而，在这种情况下，另一定位轴布置为与第一定位轴或第二定位轴中的一个正交，优选地与第二定位轴正交。
基本优点是，由于机床的第二区域的较小延伸部，产生至少一个自由空间，因此，例如，操作者更容易接近。换句话说，在另一定位轴的方向上从机床的第一区域开始形成作为机床的第二区域的伸出部。
如果安装在所述托架轨道上的托架与为加工而设置的工件支撑件一起充分地伸出经过托架轨道进入在行程末端位置的砂轮和调节轮之间形成的加工区域中，则托架轨道可仅位于机床的此第二区域中。然而，替代地，托架轨道也可延伸到机床的第二区域中，以便延伸潜在的行进路径，特别是如果安装在所述托架轨道上的托架与工件支撑件或位于工件支撑件上的工件一起不伸出经过托架轨道。然而，在这种情况下，托架轨道至少部分地延伸到机床的第二区域中，即，具有背离加工区域的端部。
优选地，由在邻近机床的第一区域的机床的第二区域的两侧上的较小延伸部形成自由空间。由于在两侧的自由空间，特别是相对于砂轮和调节轮的可接近性增加。
优选地，机床的第二区域从机床的第一区域开始在平行于另一定位轴的方向上至少延伸工件支撑件在此方向上的长度。因此，在机床的第二区域中沿着另一定位轴的方向延伸的托架轨道的长度以及因此机床的第二区域沿着此方向的最小长度，至少对应于工件支撑件可完全移出加工区域的长度。因此，工件可移除并再次定位在工件支撑件上，而无需干涉加工区域。
在本发明的一种构造中，机床的第二区域的延伸部相对于与另一定位轴平行的托架轨道的中心轴基本上对称地平行于第一和第二定位轴中的至少一个。通过这种方式，促进了在两侧上的平衡的接近。在两侧上同样存在的可接近性增加了机器设备相对于给定空间情况的灵活性，并且可提供相对于操作人员的人体工程学优点，因为可根据人来选择例如由左撇子或右撇子的人进行操作的有利侧以便接近。因此，表述“基本上对称”涉及机床的第二区域的基本形式，其中，小的轮廓偏差，例如由转换面板形成的凸起或底切，相对于从两侧的接近是可忽略的。
优选地，无心外圆磨床包括可移动的、特别是可枢转的操作面板，该操作面板可从平行于另一定位轴延伸的机床的第二区域的一侧移动到相应的另一侧。通过这种方式，操作面板可能可以灵活地布置。因此，操作面板可向操作者侧移动。如果不期望经由操作面板进行操作，则操作者可将面板移出例如作用区域，以便不被操作面板干扰。
在本发明的一个实施方式中，无心外圆磨床具有第一盖，该第一盖可从装载位置移动到保护位置，并且在保护位置中，第一盖从机床的第一区域开始，至少部分地包围机床的第二区域。
在装载位置中，第一盖位于这样的位置，在该位置中，盖释放机床的第二区域，以将工件定位在工件支撑件上，或者相对于保护位置至少扩大接近的可能性。装载位置不限于其用于将工件定位在工件支撑件上的用途，而是也可用于移除工件或接近机床的第一区域中的部件。与装载位置形成对照，在第一盖的保护位置中，限制或完全防止对机床的第二区域的接近。
盖不用必须设计成连续的，而是可由单独的盖区段形成。因此，存在限制材料费用的可能性，因为盖区段例如仅设置在关键的安全区域中。盖区段或第一盖作为整体也可具有网格或笼状特征。各个盖区段优选地可彼此独立地移动到装载位置或保护位置中。第一盖或各个盖区段的运动可手动地进行，或者特别是自动地根据过程状态来驱动，例如在工件支撑件已经从加工区域移动到机床的第二区域中之后，第一盖自动运动到装载位置中。
特别地，第一盖可垂直于由机床的第二区域形成的表面移动。第一盖可以节省空间的方式在邻接机床的侧壁的方向上被引导，并且朝向地板定向。特别优选地，第一盖相对于侧壁被向内引导，即，构造为可至少部分地缩回到侧壁中。第一盖可通过这种方式保护。另外，侧壁还用于通过使直接接触区域中的移动部件最小化来保护操作者，从而使碰撞或被拉入的风险最小化。
在一种构造中，第一盖在保护位置中在背离机床的第二区域的一侧上至少部分地敞开。换句话说，与由机床的第二区域形成的表面相对地形成敞开区域。因此，可简化第一盖的设计。然而，即使在第一盖的运动阻碍的情况下，敞开区域也提供接近可能性，这例如可在这种情况下用于修理工作。然而，敞开区域优选地位于例如处于足够高度的位置，以便至少使得更难以接近风险区域，或者根据常规标准防止这种接近。
优选地，第一盖至少在某些区段中是至少部分地透明的。通过这种方式，可观察机床的第二区域的至少部分区域，因此可进行目视检查，和/或使用光学部件来监测、记录等，该光学部件同样由第一盖保护。
在一个实施方式中，无心外圆磨床具有检测单元，其在第一盖的保护位置检测保护区域是否被接近。对应的检测信号可用于产生警告信号和/或停止机器以应对危险情况。由检测单元监测的保护区域可小于由处于保护位置的盖形成的区域。例如，第一盖可具有一定高度，由于该高度，更好地防止接近位于下方的风险区域。在此实例中，由检测单元监测的保护区域例如仅限制于位于下方的风险区域。对检测信号的反应也可根据阈值的确定而变化，使得例如在使用距离传感器时，在存在检测信号的情况下首先发出声音和/或视觉警告信号，并且机器在下降到临界距离以下时停止。
在一个实施方式中，无心外圆磨床包括3D检测单元，其至少覆盖机床的保护位置的区域。一旦物体进入扫描区域，就产生警告信号和/或停止机器以应对危险情况。
优选地，在装载位置中，第一盖基本上不伸出到工件支撑件之外。通过这种方式，便于在很大程度上自由接近工件支撑件。因此，表述“基本上”应理解为，在用于装载或移除工件的装载位置中，第一盖不形成影响操作者的人机工程学或通过操纵诸如夹持臂的部件的而直接接近的干涉轮廓。
优选地，无心外圆磨床包括第二盖，该第二盖可从接近位置移动到保护位置中，并且该第二盖至少部分地包围机床的第一区域。在接近位置中，布置在机床的第一区域中的部件，例如磨削头架和调节轮头架，是可接近的，因为这对于例如更换砂轮或调节轮是必要的。第二盖的保护位置防止或至少限制接近危险情况出现的区域。
特别地，在保护位置中，机床的第一区域由第二盖完全封闭以防从外部接近。在一个变型中，在处于保护位置的第二盖中，在机床的第一区域和机床的第二区域之间的过渡区域中保留有开口，该开口便于托架或工件支撑件分别移动到加工区域中和从加工区域中移出，或者从第一区域移动到第二区域中，反之亦然。开口优选地尽可能小，因此特别适于位于托架上的工件表面上的工件的尺寸，该工件可通过开口移动，以便防止其他干涉或至少减少相应的可能性。
在本发明的一个实施方式中，第二盖是可折叠的。因此，便于第二盖的简单且坚固的设计。
第一盖和第二盖不用必须设计成单独的盖。或者，第一盖可形成第二盖的一部分，反之亦然。具有前述优点的第一盖的实施方式相应地可转移到第二盖，而与盖的空间分配无关，反之亦然。
在本发明的一个实施方式中，机床的第二区域可移动到机床的第一区域中。因此，可调节由机床的第二区域形成的伸出部的长度。例如由于用于加工的托架的缩短的行进路径或由于机器或机床的至少第二区域的不使用而导致的未使用长度可因此用于提供自由区域。为了在两侧上位置相关地形成伸出部，机床的第二区域通过第一区域的运动可能性可允许从两侧进行装配。
附图说明
随后还通过示例性实施方式并参考附图描述了本发明的特征和功能。
在附图中：
图1是从上方倾斜地观察的无心外圆磨床的透视图，其中示出了加工和定位元件以及将机床分成第一区域和第二区域；
图2是从上方倾斜地观察的无心外圆磨床的透视图，其中示出了作为可移动操作面板的实施方式的可枢转操作面板；
图3是从上方倾斜地观察的无心外圆磨床的透视图，其中示出了在机床中作为第一盖的一个实施方式而被引导的第一盖，该第一盖可垂直于由机床的第二区域形成的表面移动；
图4是从上方倾斜地观察的无心外圆磨床的透视图，其中示出了作为第二盖的一个实施方式的第二盖，该第二盖可从接近位置移动到保护位置中并且至少部分地包围机床的第一区域；
图5是从上方倾斜地观察的无心外圆磨床的透视图，其中示出了一个实施方式，在该实施方式中，机床的第二区域可移动到机床的第一区域中。
具体实施方式
每个附图示出了对于所描述的事实所必需的部件。为了简单起见，已经以其他方式示出的部件不用必须再次描绘，即使这些部件由无心外圆磨床包括，或至少可由无心外圆磨床包括。
根据图1的无心外圆磨床100包括在磨削头架10上的砂轮11，其可在第一从动定位轴XS上移动。调节轮头架20上的调节轮21可在第二从动定位轴XR上移动。因此，定位轴XS平行于定位轴XR延伸。定位轴XS和XR布置为与砂轮11和调节轮21的相应旋转轴12、22正交。用于工件的工件支撑件32布置在磨削头架10和调节轮头架20之间。工件支撑件32位于托架31上，该托架可沿从动定位轴YW在托架轨道30上与轴XS、XR正交地移动。工件支撑件32可通过托架31移出砂轮11和调节轮21的危险区域。修整装置(在此未示出)可布置在托架31上，该修整装置包括用于砂轮11和/或调节轮21的至少一个修整工具，和/或冷却剂供应装置。
磨削头架10、调节轮头架20和托架轨道30上的托架31优选地安装在机床40上，该机床优选地由耐热天然花岗岩制成。磨削头架10和调节轮头架20因此布置在机床40的第一区域41中，而托架轨道30至少部分地伸入机床40的第二区域42中。机床40的第一区域41和第二区域42的区别在于机床40的第二区域42在平行于定位轴YW的方向上具有比机床40的第一区域41小的延伸长度。换句话说，机床40的第二区域42形成从机床40的第一区域41开始并在定位轴YW的方向上延伸的伸出部。与具有均匀宽度的机床的无心外圆磨床相比，由于机床40的第二区域42，如图1所示，在两侧上产生宽的自由空间，这便于更好地接近机器的各个部件。
在图1所示的构造中，由于带有工件支撑件32的托架31可移出形成在砂轮11和调节轮21之间的加工区域，因此托架轨道30一直伸入到机床40的第二区域42中。当使用第二盖70(图4)时，托架31和/或工件支撑件32优选地可经由托架轨道30移入到第二盖70的背离加工区域的侧部的位置中。机床40的第二区域42因此在定位轴YW的方向上具有最小长度，这便于分别为托架31或工件支撑件32的相应所需运动而容纳托架轨道30。机床40的第二区域42的延伸部分超过最小长度提供了使用由此产生的表面来布置其他部件的机会，例如图2所示的可枢转的操作面板50，和/或作为储存部。
由于机床40的第二区域42相对于沿平行于定位轴XS和XR的方向的托架轨道30的中心轴33对称延伸，因此从两侧获得同样良好的可接近性，使得操作者可自由地选择相对于优选的操作或接近方向的位置。
如图2所示，可移动操作面板50的布置支持由于较小的延伸而由机床40的第二区域42提供的自由空间的两侧使用。操作面板50可围绕枢转轴52经由枢转臂51移动到操作者的相应优选侧以便进行操作过程。然而，另外，为了升级或修理工作，操作面板50也可移出为此目的而提供的任务空间。
在根据图3的第一盖60的构造中，第一盖60垂直于由机床40形成的表面移动。第一盖60在机床40的第二区域42的侧壁和机床40的第一区域41的在定位轴YW的方向上面对第二区域42的侧壁内延伸。图3所示的第一盖60的位置对应于保护位置，在该保护位置中，限制了接近由第一盖60包围的区域的可能性。在保护位置中，第一盖60在此在背离机床40的一侧上敞开。换句话说，提供了横向保护，而不完全封装所包围的区域。通过这种方式，例如，操作面板50的枢转臂51可在第一盖60内布置在机床40的第二区域42中，其中，如果第一盖60移动到保护位置中，则操作面板50仍然可用。根据第一盖在保护位置中的高度，还额外地提供了操作者的针对性干预，同时至少充分地防止了意外干预，和/或至少提供了视觉控制可能性。
除了第一盖60，图4中还提供了第二盖70。第一盖60在此示出为处于装载位置，在该位置中，第一盖60完全移动到机床40中。因此第一盖60不形成干涉轮廓。
第二盖70在此示出为处于保护位置并且设计为可围绕第一枢转轴71和第二枢转轴72折叠。在此位置中，第二盖70在机床40的第一区域41中从两个侧面(垂直于由机床40形成的平行于定位轴XS和XR延伸的表面)以及一个表面(在背离第一区域41的侧面上形成在这两个侧面之间)包围具有砂轮11的磨削头架10和具有调节轮21的调节轮头架20。第二盖70的段还可由其他系统部件形成，例如，机床40的第一区域41的背离第二区域42的侧面处的后壁。
第二盖70还在面向机床的第二区域42的侧表面上设置开口73。当第二盖位于保护位置时，托架31和包括工件的工件支撑件32也可移动通过机床40的第一区域41和第二区域42之间的开口73。开口73可以是可关闭的，使得开口73仅对于托架或工件支撑件穿过其的运动是而打开。
图5示出了机床40的透视图，其中，机床40的第二区域42可在平行于定位轴YW的移动方向43上移动进入和/或通过机床40的第一区域41。即使该描绘是针对第二区域42在移动方向43上穿过第一区域41直到第二区域达到向后伸出的运动，无心外圆磨床100也可以这样的方式设计，使得第二区域42不会通过对应的移动形成向后伸出。为此，第二区域42可缩短和/或第一区域41可具有用于第二区域42的凹部。
本发明不限于所描述的实施方式。即使伸出部在此示出为矩形，过渡部也可具有半径、锥度等。作为使用可围绕枢转轴枢转的枢转臂的替代，操作面板可沿着机床在引导件中移动。当提供枢转臂时，枢转臂也可设计成从上方开始。

Claims (15)

1.一种无心外圆磨床(100)，用于任意工件的贯穿进给和切入磨削，所述无心外圆磨床包括用于磨削头架(10)的第一可驱动定位轴(XS)和用于调节轮头架(20)的第二可驱动定位轴(XR)，所述磨削头架具有能围绕旋转轴(12)旋转的砂轮(11)，所述调节轮头架具有能围绕旋转轴(22)旋转的调节轮(21)，所述无心外圆磨床还包括能基本上布置在所述磨削头架(10)和所述调节轮头架(20)之间的工件支撑件(32)，其中，正交于所述定位轴(XS)和(XR)中的至少一个延伸的另一可驱动定位轴(YW)被安装以用于托架轨道(30)上的托架(31)，所述工件支撑件(32)能经由所述托架轨道移动，其中，所述磨削头架(10)和所述调节轮头架(20)布置在机床(40)的第一区域(41)中，并且所述托架轨道(30)至少部分地布置在所述机床(40)的第二区域(42)中，其特征在于，所述机床(40)的所述第二区域(42)在平行于所述定位轴(YW)的方向上具有比所述机床(40)的所述第一区域(41)小的延伸部。
2.根据权利要求1所述的无心外圆磨床(100)，其中，由于较小的延伸部，在所述机床(40)的所述第二区域(42)的与所述机床(40)的所述第一区域(41)相邻的两侧处形成自由空间。
3.根据权利要求1或2所述的无心外圆磨床(100)，其中，所述机床(40)的所述第二区域(42)从所述机床(40)的所述第一区域(41)开始在平行于所述定位轴(YW)的方向上至少延伸所述工件支撑件(32)在所述方向上的长度。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的无心外圆磨床(100)，其中，所述机床(40)的所述第二区域(42)的平行于所述定位轴(XS)和(XR)中的至少一个的延伸部相对于所述托架轨道(30)的平行于所述定位轴(YW)的中心轴(33)是基本上对称的。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的无心外圆磨床(100)，其中，所述无心外圆磨床(100)包括能移动的、特别是能枢转的操作面板(50)，所述操作面板能从所述机床(40)的所述第二区域(42)的平行于所述定位轴(YW)延伸的一侧移动到相应的另一侧。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的无心外圆磨床(100)，其中，所述无心外圆磨床(100)包括第一盖(60)，所述第一盖能从装载位置移动到保护位置中，并且所述第一盖在所述保护位置中从所述机床(40)的所述第一区域(41)开始至少部分地包围所述机床(40)的所述第二区域(42)。
7.根据权利要求6所述的无心外圆磨床(100)，其中，所述第一盖(60)能垂直于由所述机床(40)的所述第二区域(42)形成的表面移动。
8.根据权利要求6或7所述的无心外圆磨床(100)，其中，所述第一盖(60)在所述保护位置中在背离所述机床(40)的所述第二区域(42)的一侧上至少部分地敞开。
9.根据权利要求6至8中的一项所述的无心外圆磨床(100)，其中，所述第一盖(60)至少在某些区段中是至少部分地透明的。
10.根据权利要求6至9中的一项所述的无心外圆磨床(100)，其中，所述无心外圆磨床(100)包括检测单元，所述检测单元检测在所述第一盖(60)的保护位置中保护区域是否被接近。
11.根据权利要求1至5中的一项所述的无心外圆磨床(100)，其中，所述无心外圆磨床(100)包括3D扫描仪，所述3D扫描仪至少覆盖所述机床(40)的所述第二区域(42)作为扫描区域，并且检测所述扫描区域是否被接近。
12.根据权利要求6至11中的一项所述的无心外圆磨床(100)，其中，所述第一盖(60)在所述装载位置中基本上不伸出超过所述工件支撑件(32)。
13.根据权利要求1至12中的一项所述的无心外圆磨床(100)，其中，所述无心外圆磨床(100)包括第二盖(70)，所述第二盖能从接近位置移动到保护位置中并且至少部分地包围所述机床(40)的所述第一区域(41)。
14.根据权利要求13所述的无心外圆磨床(100)，其中，所述第二盖(70)是能折叠的。
15.根据权利要求1至14中的一项所述的无心外圆磨床(100)，其中，所述机床(40)的所述第二区域(42)能移动到所述机床(40)的所述第一区域(41)中。
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