CN112584970A - 用于在数控机床的机床工作台上调节工件的对准设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在数控机床(1000)的机床工作台(300)上调节工件(400)的对准设备(100)，所述对准设备(100)包括：可以安装在机床(1000)的机床工作台(300)上的下板(20)；可移动地布置在下板(20)上的上板(10)，在所述上板的上侧上可以安装工件托架(200)；布置在下板(20)和上板(10)之间的用于调节上板(10)与下板(20)的相对位置的调节机构；和用于固定上板(10)相对于下板(20)的相对位置的锁定机构。

Description

用于在数控机床的机床工作台上调节工件的对准设备
技术领域
本发明涉及一种用于在数控机床的机床工作台上调节工件的对准设备。本发明还涉及一种用于在数控机床的机床工作台上对准工件的位置的方法。
发明背景
用于机床中的工件的调节设备(如它们例如通过DE 10 2007 020 633 B4或DE 102016 104 066 A1已知)尤其用于在工件从机床工作台的旋转轴跳动偏移的情况下的调节。这种偏移的原因可能例如是工件必须被重新夹持，并且因此失去工件相对于机床工作台的原始设置的相对位置。
在DE 10 2007 020 633 B4中描述了一种定位设备，该定位设备具有基体和相对于纵轴布置在基体前面的用于连接到工件的输出体。此外，定位设备包括连接到基体并沿纵轴延伸的连接元件以及固定到基体并横向作用于纵轴的至少两个偏心致动器，特别是偏心压电致动器，所述偏心致动器配置成通过使连接元件弹性变形而使输出体相对于基体并且垂直于纵轴移位。
此外，DE 10 2007 020 633 B4描述了定位设备包括用于使输出体相对于基体倾斜的至少两个倾斜致动器，特别是倾斜压电致动器。
DE 10 2016 104 066 A1描述了一种调节单元和一种用于检测和校正夹持在卡盘中的工件的跳动误差的方法，所述调节单元包括可以同轴固定在机床主轴上的基体。在基体的背离机床主轴的一侧上布置有卡盘凸缘，所述卡盘凸缘与基体分开形成并且具有用于轴向可调节的定心件的中心容纳器，该中心容纳器径向可移动地安装在基体中。提供具有中心开口的第一偏心盘和具有中心开口的第二偏心盘，将定心件插入到中心开口中。提供了至少一个用于旋转第一偏心盘和/或第二偏心盘的调节马达。该文献还描述了一种通过调节单元来检测和校正夹持在卡盘中的工件的跳动误差的方法。
然而，这两个已知的调节设备尤其具有以下缺点，其突出的结构在机床工作台和待加工的工件之间形成相当大的距离，因为偏心盘和具有压电致动器的结构的机械占用大量空间，其中，就加工精度而言，如果待加工的工件尽可能靠近机床工作台，则将是有利的。
此外，DE 10 2007 020 633 B4尤其表明，必须始终通过调节机构来保持工件的负载，以便仅部分地提供工件相对于机床工作台的调节位置的固定，并且取决于工件和夹持设备的重心相对于机床工作台的位置，会引起原始调节位置的变化。
特别地，这是不利的，因为这会导致工件中的加工误差，该误差在加工期间只能在有限的程度上被检测或测量，并且通常仅在加工完成之后才变得可见。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于在避免上述问题的同时调节数控机床的机床工作台上的工件的对准设备。
本发明的另一个目的是提供一种用于在数控机床的机床工作台上对准工件的位置的方法。
这些目的分别通过根据权利要求1的对准设备和根据权利要求15的方法来实现。从属权利要求涉及根据本发明的对准设备的有利的示例性实施方案。
根据本发明的用于在数控机床的机床工作台上调节工件的对准设备包括：可安装在机床的机床工作台上的下板；可移动地布置在所述下板上的上板，在所述上板的上侧可安装工件托架；在所述下板和所述上板之间形成的用于调节所述上板相对于所述下板的相对位置的调节机构；以及用于固定所述上板相对于所述下板的相对位置的锁定机构。
通过使用根据本发明的用于调节机床的机床工作台上的工件的对准设备，就不需要高精度的夹持设备，例如环形夹持设备。另外，从未调节位置到已调节位置的约±0.25mm的调节运动对于夹持工件的位置是足够的，取决于调节机构的配置(例如，取决于楔角)。
此外，使用根据本发明的对准设备，可以执行全自动对准过程，而机床的操作者不必以任何方式手动干预。因此，加工工件可获得更恒定的结果，这当然对于特定工件的可复制性也非常重要。
此外，使用根据本发明的对准设备使得用于控制工件运动的工作空间中的攻丝变得多余。另外，必须扫描/攻丝的直径可以例如用夹持爪来建立。
根据本发明的对准设备也可以用于所有机械夹持手段，并且还提供如下优点：与用于各种环形或膨胀夹持芯轴以便覆盖工件或组件的整个范围的成本相比，对准设备的费用仅产生一次。
另外，根据本发明的对准设备不需要由机床提供的任何液压，而是可以在需要时与其连接。其中，这导致根据本发明的对准设备可用于所有铣削/车削机器(turningmachines)。
根据本发明的对准设备特别有利之处还在于，由此可以对偏心车削进行精细调节。
根据本发明的对准设备的一个特别有利的发展是，下板和上板之间的调节机构配置成使得通过引入机械力，楔形元件以上板相对于下板并且基本上平行于安装有下板的机床工作台的平面移位的这样的方式相对于彼此移位。
根据本发明的对准设备的特别有利的发展是，调节机构还配置成使得楔形元件的两个相对部分在相对于下板的方向上移位上板，上板可在相对于下板的两个相互垂直的方向上移动。
通过使用楔形元件来调节工件相对于机床工作台的相对位置，可以以简单的方式高精度地调节。此外，根据楔形元件的楔角，由于它们作为自锁装置的功能，楔形元件可确保工件相对于机床工作台的设置相对位置。
另外，通过使用楔形元件，可以根据楔角显著增加用于使楔形元件移位的力，从而可以产生用于相对于机床工作台调节工件的非常大的移位力。
根据本发明的对准设备的另一种有利的发展由调节机构产生，所述调节机构配置使得每对中的一个楔形元件可以相对于相应对的另一楔形元件移位，其中，共同引起上板在一个方向上移位的可移位的楔形元件通过杠杆机构彼此联接。
这特别有利于允许消除在对准设备的上板的调节方向上作用的楔形元件之间可能存在的任何机械间隙，并且因此允许工件相对于机床工作台的非常精确的设置/调节。
此外，根据本发明的对准设备的有利发展是，杠杆机构配置成使得一起引起上板在一个方向上移位的可移位的楔形元件在其各自的端部在其移位方向中具有共同的杠杆元件，所述共同的杠杆元件可旋转地安装在成对的楔形元件中的一个中，引起上板在垂直于其的方向上移位。由此，一个可移位的楔形元件的移位运动可以被传递到另一可移位的楔形元件，以使上板在一个方向上移位。
有利地，这使得移动楔形元件中的仅一个成为可能，该楔形元件例如通过主轴在对准设备的上板的调节方向上起作用，使得杠杆元件可以将一个楔形元件的移动传递到在相同的调节方向上起作用的另一个楔形元件。
另外，根据本发明的对准设备的有利发展可以是，可以通过调节设备(例如地面调节盘)以无间隙的方式设置杠杆元件与相应的可移位的楔形元件的相互作用，该相互作用引起上板在一个方向上的移位。
根据本发明的对准设备的另一有利发展是，对准设备还包括：用于引入用于使上板相对于下板移位的机械力的两个主轴，其中提供用于上板的第一移位方向的两个主轴中的第一主轴并且提供用于垂直于第一移位方向的第二移位方向的两个主轴中的第二主轴。
以这种方式，对准设备的上板相对于下板的移位方向/调节方向可以用每个主轴有利地操作。
另外，根据本发明的对准设备可以有利地进一步发展，因为两个主轴中的每个在与楔形元件相对的一侧上包括接合部，在该接合部，上板相对于下板的移位可以通过旋转接合部来实现。
接合部有利地允许自动地或必要时手动地使最多样类型的工具与主轴接合，以相对于机床工作台调节工件，以便允许调节主轴。
此外，根据本发明的对准设备可以被有利地开发，因为锁定机构还包括夹持对准设备的夹持部并由此通过夹持固定上板和下板之间的相对位置的液压夹持缸。
通过提供液压夹持缸，可以特别有利地固定在工件和工作台之间的调节的相对位置。此外，通过夹持来固定减轻了在工件的加工期间调节机构上的负荷，从而使得在调节机构中不会预期来自加工过程的损坏或随着时间的甚至仅轻微的磨损。
此外，根据本发明的对准设备可以有利地进一步发展，因为该对准设备还包括：夹持主轴，通过所述夹持主轴可以在锁定机构的液压夹持缸中产生液压，以固定上板相对于下板的相对位置，夹持主轴在与液压的产生相反的一侧上包括接合部，在所述接合部上可以通过旋转接合部来产生液压。
因此，除了用于相对于机床工作台调节工件的主轴外，夹持还可以自动地或在需要时手动地进行。
根据本发明的对准设备的另一有利发展是，包括夹持部的夹持条和液压夹持缸相对于彼此布置在对准设备中，使得在释放夹持时上板不能从下板抬起。
这是特别有利的，因为对准设备的上板永远不能被抬起，甚至在释放夹持时也不能被抬起，并且由于上板在下板上的松动安装，工件不会掉落。
此外，即使在工件相对于机床工作台的调节过程期间，这种结构也允许工件相对于机床工作台水平地处于其位置。
根据本发明的对准设备的有利发展是，对准设备还包括调节工具，所述调节工具可以被机床的工作主轴容纳并且用所述调节工具，用于引入用于相对于下板移位上板的机械力的所述主轴和所述夹持主轴可以在其接合部处致动。
提供调节工具提供以下优点，可以通过机床的工作主轴来实现工件相对于机床工作台的全自动调节过程，而操作者不必以任何方式手动干预。
根据本发明的对准设备的有利的进一步发展是，调节工具还配置成当调节工具与对准设备的主轴中的一个接合时，通过弹性元件提供轴向补偿。
因此，可以减小/抑制当调节工具与对准设备的主轴中的一个接合时引起的冲击。
此外，根据本发明的对准设备可以有利地被进一步开发，因为调节工具还配置成设置要经由调节工具从工作主轴传递到对准设备的主轴的扭矩。
另外，有利的是，能够限制从机床的工作主轴传递到对准设备的主轴的扭矩，以避免损坏主轴或使对准设备的调节和锁定机构可能过载。
根据本发明的用于在数控机床的机床工作台上对准工件的位置的方法包括以下步骤：夹持待加工的工件，将测量探针容纳在机床的工作主轴中，探测夹持的工件以便确定所夹持的工件相对于机床的机床工作台的旋转轴的同心度偏移，通过前述对准设备中的一个相对于机床工作台的旋转轴调节工件，所述调节包括以下子步骤：在工作主轴中容纳调节工具，使用调节工具释放上板相对于下板的锁定，通过工件相对于机床工作台的旋转轴的同心度偏移(由测量探针确定)将上板相对于对准设备的下板移位，上板相对于下板的移位通过调节工具实现，并且通过调节工具将上板相对于下板的调节的相对位置锁定。
通过使用根据本发明的对准设备，可以提供节省空间的可能性，以补偿待加工的工件相对于机床工作台的旋转轴的同心度偏移。同时，这可以省略高精度的夹持设备，例如环形夹持等。此外，极其有利的是，根据本发明的对准设备可以用于广泛的组件/工件，并且因此仅产生一次获取费用，而不是必须对不同的工件使用不同的夹持设备。此外，根据本发明的对准设备使得可以实现对准过程现在可以完全自动地进行而无需操作者的干预，并且因此可以实现加工结果的明显更高的一致性。
此外，通过机床的工作主轴调节对准设备可以通过NC控制记录每个工件或组件的调节结果，从而更好地跟踪工件/组件的加工及其相应工件/组件的质量。
从附图的以下描述和说明，本发明的其他方面和优点以及上述方面和特点的优点和更具体的实施方式选择将变得显而易见，而这些描述和附图不应以任何方式进行限制。
附图简述
图1示意性地示出根据本发明的对准设备以及工作台、夹持设备和待加工的工件的实施方案。
图2示意性地示出根据本发明的对准设备以及调节机构和锁定机构的组件的实施方案的详细视图；
图3a示出根据本发明的具有楔形元件的对准设备的调节机构的实施方案的细节。
图3b示出根据本发明的具有液压联接的楔形元件的对准设备的调节机构的另一个实施方案。
图4示出根据本发明的对准设备的锁定机构的实施方案的剖视图。
图5示出根据本发明的对准设备的实施方案，其具有用于相对于机床工作台的两个主轴调节待加工的工件的接合部以及夹持主轴的接合部。
图6示出根据本发明的对准设备的调节工具的实施方案，该调节工具可以与根据本发明的对准设备的主轴的接合部接合。
图7示出调节工具与根据本发明的对准设备的实施方案的主轴中的一个接合；
图8示意性地示出可以使用根据本发明的对准设备的机床；和
图9示出根据本发明的用于在数控机床的机床工作台上对准工件的位置的方法的示例性实施方案的流程图。
具体实施方式
在下文中，参考附图详细描述本发明的各种实施例或实施方案。相同或相似的元件在此可以由相同的附图标记表示。然而，在某些情况下，它们可能由不同的参考符号表示。
然而，应当强调的是，本发明决不限于或限制于以下描述的示例性实施方案及其特点，而是包括示例性实施方案的进一步修改；具体地，由所描述的实施例的特点的修改或由组合所描述的实施例的特点中的一个或多个导致的那些被包括在独立权利要求的保护范围内。
图1示意性地示出根据本发明的对准设备100以及机床工作台300、夹持设备200和待加工的工件400的实施方案。
在此，示出将对准设备100用于相对于机床工作台300调节工件400的构造。
首先，将对准设备100安装在机床工作台300上，这通过对准设备100的下板20完成。此外，对准设备100的上板10配置成使得其可以以基本上居中的方式容纳夹持设备200。为此目的，如图1所示，对准设备100的上板10可以具有中心孔或类似作用的装置，以便以基本上居中的方式容纳夹持设备200。所示的夹持设备200仅用作示例并且可以由任何其他夹持设备代替。
现在可以将待加工的工件400牢固地夹持在夹持设备200中并且因此现在可以通过机床工作台300进行旋转运动。
此外，图1示出对准设备100的分层结构，除了上板10和下板20外，还包括确保上板10和下板20之间的密封的密封件30。
图2示意性地示出根据本发明的对准设备100以及调节机构和锁定机构的组件的实施方案的详细视图。
在此，在该视图中省略对准设备100的上板10，以使得可以识别对准设备100的内部组件。
在此，除了下板20和密封件30外，尤其示出调节机构，该调节机构包括楔形元件80、90，杠杆元件85、95以及连接到下板20的不可移位的楔形元件70。参考图3a详细说明调节机构。
另外，图2示出锁定机构，该锁定机构将上板10相对于下板20的位置固定。在此，锁定机构包括液压夹持缸60，该液压夹持缸60夹持对准设备100的夹持部并且因此固定上板10相对于下板20的相对位置。在此，夹持部由夹持条40、50形成，夹持条40、50可以具有不同的长度并且根据应用可以在对准设备100内不同地定向。
同时，对准设备100配置成使得液压夹持缸60和下板20组合形成用于夹持条40、50的一种导轨，夹持条40、50在该导轨内并且因此上板10可以在与下板20的与机床工作台300接触的平面基本上平行的平面中相对于下板20移动。这种情况在图4中详细示出。
此外，图2示出下板20具有多个凹槽，夹持条40、50可以容纳在凹槽中，这些夹持条牢固地(例如通过螺钉连接)连接到上板10。此外，下板20中的凹槽被成形为使得液压夹持缸60可以与上板10的夹持条40、50结合形成导轨。这允许上板10被相对于下板20引导。
另外，其中参考图3a详细解释的调节机构容纳在对准设备100中的凹槽基本上被提供在下板20的中央。
此外，图2示意性地示出对准设备100的主轴66、88、99的布置，通过此可以操作对准设备100。
特别地，主轴88、99用于调节上板10相对于下板20的相对位置。主轴88、99配置成使得它们可以在对准设备100的外部通过工具通过旋转运动/旋转来操作，并且将旋转运动转换为平移运动，以调节调节机构。
类似地，主轴/夹持主轴66可以在对准设备100的外部通过工具通过旋转运动/旋转来操作，使得夹持主轴66施加或减小传递到液压夹持缸60的液压，并因此在上板10和下板20之间产生或释放夹持。在此，在某些情况下，夹持主轴66可产生高达500巴的液压流体压力。
代替机械操作的主轴66、88、99，伺服电动机也可以用于操作调节机构和/或锁定机构，使得对准设备100可以在很大程度上或甚至完全被电操作/控制。
图3a示出根据本发明的具有楔形元件70、80、90的对准设备100的调节机构的实施方案的细节。
详细示出当楔形元件80、90移位时，如何将在调节机构的中心处的块92(此处仅示出)在两个方向上移位，该块92牢固地连接到对准设备100的上板10。这应当由箭头指示，带有连续线的箭头归属在一起，而带有虚线的箭头归属在一起。在此，较长的箭头表示楔形元件80、90相对于不能相对于下板20移动的楔形元件70的移位，该移位由主轴88、99的调节引起。
此外，长度差旨在阐明当楔形元件80、90沿较长箭头的方向移位时，这导致牢固地连接到上板10的块的移位，该移位取决于楔形元件70、80、90的楔角。
如果例如通过工具通过旋转运动来调节主轴88，则楔形元件80移位。在此，所示的结构是有利的，因为主轴88仅需要在一个楔形元件80上启动运动，因为楔形元件80通过杠杆元件85彼此联接，使得一个楔形元件80的移位运动被直接传递到第二楔形元件80。通过这种联接，杠杆元件85经由楔形元件80以无间隙的方式彼此“夹持”在一起，这种联接确保力的即时引入和由此产生的运动的直接传递。
为此，杠杆元件85是U形的并且在其中间构件处通过可旋转的安装在基本上中心处连接到楔形元件70，该安装通过楔形元件70上的孔阐明。在此再次指出，楔形元件70相对于下板20不移动/不可移动。
由于楔形元件90、70，杠杆元件95和主轴99的结构和相互作用与楔形元件80、70，杠杆元件85和主轴88的上述相互作用基本相同，仅使用于块和上板10移位的作用方向不同，因此省略对第二方向的调节机构的重复描述。
具有成对的楔形元件80、70和90、70的调节机构的结构的显著优点在于，牢固地连接到上板10并且始终在侧面与相应的楔形元件80、90接触的块92(仅在图3a中示出)以无间隙的方式被支撑在成对的楔形元件80、70和成对的楔形元件90、70之间，这不仅发生在调节/设置之前，而且在调节/设置期间和之后。这允许相对于机床工作台300极其精确地调节工件400。
在此，应当指出的是，除了调节机构的结构外，如图3a所示，主轴88、99还可以提供有类似作用的调节机构，例如液压操作的联接等(见图3b)。
图3b示出根据本发明的具有液压联接的楔形元件80、90的对准设备100的调节机构的另一个实施方案。
在此，代替杠杆元件85、95，四个液压缸86、96(联接在相应的回路83、93中)可以确保通过经由相应液压回路83、93联接的液压缸86、96来调节上板10，将楔形元件80、90压靠在楔形元件70上。由于也可以将其保持在调节状态，楔形元件80、90，楔形元件70和块92之间的(偏置)接触总是被确保。
对于上板10的每个调节方向，封闭的油路83、93确保各个楔形元件80之间或各个楔形元件90之间的偏置接触和移位运动的无间隙传递。各个液压缸86、96的活塞杆84、94通过共同的封闭的油路83、93压靠在楔形元件80、90上，使得在活塞杆84、94和楔形元件80、90之间的界面处不会出现机械间隙。
楔形元件80、90继而可以使用主轴88、99和调节工具110来调节。
图4示出根据本发明的对准设备100的锁定机构的实施方案的横截面。
特别地，这里示出液压夹持缸60与下板20的组合如何形成引导件，夹持条40、50在该引导件内被引导。为此，在下板20中提供有凹槽/凹口，在该凹槽/凹口中布置夹持条40、50。如图4中所示，如果现在从上方将液压夹持缸60安装在下板20上，将夹持条40、50固定在下板20的凹槽中以防止拆卸/提起。这是特别有利的，因为当释放夹持时，牢固地连接到夹持条40、50的上板10不能从下板20释放。这不仅对于在对准设备100的应用的尽可能广泛的领域中是有利的(工件400可相对于机床工作台300假定处于水平或垂直的各种位置)，但尤其是对于对准设备100的安全相关方面或功能可靠性方面是有利的。
另外，图4示出每个液压夹持缸60包括一个或多个液压夹持活塞65，其可以借助于通过夹持主轴66施加的液压压力从液压夹持缸60移出，并由此在下板20和连接到上板10(这里未示出)的夹持条40、50之间产生夹持。
图5示出根据本发明的对准设备100的实施方案，其具有用于相对于机床工作台300调节待加工的工件400的两个主轴88、99的接合部以及夹持主轴66的接合部。
如所示，有利的是例如，当上板10具有凹槽11时，测量探针(这里未示出)通过凹槽11可以确定上板10相对于机床工作台300或另一参考对象的位置，以便由此检查如通过主轴88、99进行的工件400相对于机床工作台300的调节。如果在此可以确定工件400相对于机床工作台300的同心度偏移基本上已经消除，可以通过夹持主轴66再次固定上板10相对于下板20的相对位置。
然而，凹槽11还可以配置成(例如，通过合适的反射器)，使得光学测量系统(例如激光干涉仪等)监视在通过主轴88、99调节期间的上板10相对于下板20的相对位置。
此外，图5以示例的方式示出对准设备100还可以具有数字移位测量指示器81、91，通过该数字移位测量指示器81、91，机床1000的操作者(这里未示出；参见图8)可以理解并且可视地检查将上板10相对于下板20的相对位置改变多少微米/毫米。然而，代替数字移位测量指示器81、91，也可以考虑模拟移位测量系统或模拟移位测量指示器。此外，指示器，特别是数字移位测量指示器，也可以布置在机床1000的加工区域外，以便操作员可以更轻松地读取它们。
图6示出根据本发明的对准设备100的调节工具110的实施方案，其可以与根据本发明的对准设备100的主轴66、88、99的接合部接合。
调节工具110有利地配置成使得其可以被工作主轴1300(在此未示出，参见图8)容纳。为此，调节工具110具有相应的容纳部114，该容纳部例如可以构造为标准的空心柄锥度。然而，取决于工作主轴1300具有的系统，所有其他已知的容纳系统(例如，陡锥)也可以用作容纳部114。
另外，调节工具110包括能够与主轴66、88、99的接合部接合的工具附件111。在此，主轴66、88、99的接合部的形状以及工具附件111的相应方式的形状可以例如在简单的正方形和非常具体构造的多边形/多键之间体现。也可以想到其他形状，也可能是标准化的插头连接，例如六叶形插座(“Torx”)。
另外，调节工具110可具有用于轴向补偿的部分112。当通过工作主轴1300使调节工具110与主轴66、88、99的接合部接合并且不可避免地发生的冲击被减弱以避免损坏对准设备100、调节工具110或甚至是工作主轴1300时，这是特别有利的。用于部分112的弹性和/或阻尼元件在此可能是有利的。
此外，调节工具110有利地具有扭矩限制部分113，通过该扭矩限制部分113，可以限制来自工作主轴1300的待传递到主轴66、88、99的扭矩。由此，可以排除由于过大的转矩而对主轴66、88、99的损坏。限制用于调节和/或锁定机构的扭矩对于避免损坏相应机构也可能是有利的。
图7示出与根据本发明的对准设备100的实施方案的主轴88、99之一接合的调节工具110。
这用于示出如何使调节工具110靠近对准设备100并且如何与主轴88、99之一(这里为主轴99)接合。通过施加转矩穿过机床1000的工作主轴1300(在此均未示出；参见图8)，可以调节对准设备100的主轴99，并且因此通过夹持设备200连接到对准设备200的上板10的工件400可以被相对于机床工作台300调节以便消除工件400可能存在的同心度偏移。
图8示意性地示出机床1000，其中可以使用根据本发明的对准设备100。
所示的机床1000是铣削/车削机器，即铣削机床和车削机器的组合。在这种情况下，基本上保持用于铣削的机床的结构，并且机床工作台300提供有车削机器的车削主轴的功能。
所示的机床1000除了机器床体1100、机架1200、工作主轴1300和由工作主轴1300容纳的加工工具1400外，还具有图1中所示的机床工作台300、对准设备100、夹持设备200和工件400。
例如，机床工作台300除了具有沿X和Y方向的平移轴外，还具有旋转轴R1，机床工作台300围绕该旋转轴旋转，并且因此以旋转的方式驱动待加工的工件400，以用加工工具1400加工。
此外，通过示例的方式，示出待加工的工件400的旋转轴RL，待加工的工件400在理想的情况下应通过被机床工作台300驱动而绕旋转轴RL旋转。然而，只有当机床工作台300的旋转轴R1和工件400的旋转轴RL彼此同轴时才是这种情况。
为了基本上实现该目的，将对准设备100提供在机床工作台300与工件400之间。由此，可以通过调节来消除工件400的旋转轴RL与机床工作台300的旋转轴R1之间的偏移，并且工件400可被驱动以基本上绕其旋转轴RL旋转以进行加工。
除了已经提到的沿X和Y方向的平移轴外，机床还可以具有沿Z方向的平移轴，例如在工具架1200上。此外，工作主轴1300也可以安装成相对于机架绕垂直于工作主轴1300的主驱动轴布置的枢转轴R2旋转。
所提及的平移轴(X，Y，Z)和枢转轴R2的分布仅是示例性的，并且不应解释为限制性的。机床1000还可以具有另外的进给轴；例如，机床工作台300可以具有附加的枢转轴。
图9示出根据本发明的用于在数控机床1000的机床工作台300上对准工件400的位置的方法的示例性实施方案的流程图。
所述方法包括以下步骤。
首先，在步骤S02中，夹持待加工的工件400。工件400通过夹持设备200相对于机床工作台300固定，并且已经大致预先定心(工件400的旋转轴RL和机床工作台300的旋转轴R1同轴至几十分之一毫米)。
在下一步骤S03中，在机床1000的工作主轴1300中容纳测量探针(或类似或不同类型的测量设备)。这允许工件400相对于待检测的机床工作台300的当前相对位置。这里应当指出的是，除了触觉测量设备外，可以使用光学测量设备，例如基于激光干涉仪的光学测量设备。
在步骤S04中，探测夹持的工件400，以便确定夹持的工件400与机床1000的机床工作台300的旋转轴R1的可能的同心度偏移(旋转轴RL)。
取决于工件400的性质和/或工件400的旋转轴RL相对于机床工作台300的旋转轴R1的同轴对准的期望精度，可以使用各种程序来确定偏移。
在接下来的步骤S05中，通过对准设备100相对于机床工作台300的旋转轴R1调节工件400。现在，执行以下子步骤进行调节：
在步骤S05a中，将调节工具110容纳在机床1000的工作主轴1300中，以便操作对准设备100的主轴66、88、99。
在随后的子步骤S05b中，通过调节工具110通过操作夹持主轴66释放上板10相对于下板20的锁定，夹持主轴66用调节工具110使得压力缸60中的液压减小，并且因此消除液压夹持活塞65、夹持条40、50和下板20之间的夹持效果。
现在，在子步骤S05c中，上板10相对于对准设备100的下板20移位以便显著消除如由测量探针确定的工件400相对于机床工作台300的旋转轴R1的同心度偏移(旋转轴RL)。
在此，当工作主轴1300使调节工具110与对准设备100的一个或两个主轴88、99一个接一个地接合并相应地调节这些主轴88、99使得通过调节机构改变上板10相对于下板20的相对位置以消除偏移时，通过调节工具110使上板10相对于下板20移位。
然后，在步骤S05d中，当工作主轴1300使调节工具110重新与对准设备100的夹持主轴66接合并且调节它以使液压夹持块60中的液压再次显著增加(这继而导致液压夹持活塞65、夹持条40、50和下板20之间的夹持效果)时，通过调节工具110锁定上板10相对于下板20的调节后的相对位置。
结果，可以固定工件400相对于工作台300的现在调节的相对位置，并且可以用加工工具1400加工工件400。
上面已经参考附图详细描述了本发明的实施例和示例性实施方案及其优点。
应当再次强调的是，本发明决不受上述示例性实施方案及其特点的限制或制约，而是进一步包括示例性实施方案的修改；特别是，由所描述的实施例的特点的修改或由所描述的实施例的一个或多个特点的组合所产生的那些被包括在独立权利要求的保护范围内。
参考符号列表
10 上板
20 下板
30 上下板之间的密封
40 短夹持条
50 长夹持条
60 液压夹持缸
65 液压夹持活塞
66 夹持主轴
70 楔形元件，不能相对于下板20移动，
80 楔形元件
81 数字移位测量指示器
83 封闭的液压回路(油路)
84 活塞杆
85 杠杆元件
86 液压缸
88 用于调节的主轴
90 楔形元件
91 数字移位测量指示器
92 块
93 封闭的液压回路(油路)
94 活塞杆
95 杠杆元件
96 液压缸
99 用于调节的主轴
100 对准设备
110 调节工具
111 工具附件
112 用于轴向补偿的部分
113 扭矩限制部分
114 容纳部
200 夹持设备
300 机床工作台
400 工件
1000 机床
1100 机器床体
1200 机架
1300 工作主轴
1400 加工工具
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于在数控机床(1000)的机床工作台(300)上调节工件的对准设备(100)，所述设备(100)包括：
可安装在所述机床(1000)的所述机床工作台(300)上的下板(20)，
可移动地布置在所述下板(20)上的上板(10)，在所述上板(10)的上侧上可安装工件托架，
在所述下板(20)和所述上板(10)之间形成的用于调节所述上板(10)相对于所述下板(20)的相对位置的调节机构，和
用于固定所述上板(10)相对于所述下板(20)的相对位置的锁定机构，
特征在于
在所述下板(20)和所述上板(10)之间的所述调节机构配置成使得，通过引入机械力，楔形元件(70，80，90)以所述上板(10)相对于所述下板(20)并且基本上平行于安装有所述下板(20)的所述机床工作台(300)的平面移位的这样的方式相对于彼此移位，其中
相对的两对楔形元件(70，80，90)在相对于所述下板(20)的方向上移位所述上板(10)，使得所述上板(10)相对于所述下板(20)在两个相互垂直的方向上移位。
2.根据权利要求1所述的对准设备(100)，其中，
所述调节机构还配置成使得每对中的一个楔形元件(70，80，90)相对于相应对中的另一楔形元件(70，80，90)可移位，其中共同引起所述上板(10)在一个方向上移位的所述可移位的楔形元件(70，80，90)通过杠杆机构(95)彼此联接。
3.根据权利要求2所述的对准设备(100)，其中，
所述杠杆机构配置成使得共同引起所述上板(10)在一个方向上移位的可移位的楔形元件(70，80，90)在它们各自的端部处在其移位方向上具有共同的杠杆元件(95)，所述共同的杠杆元件(95)可旋转地安装在成对的楔形元件(70，80，90)中的一个中，导致所述上板(10)在垂直于其的方向上的移位，从而一个可移位的楔形元件(70，80，90)的移位运动可以被传递到另一个可移位的楔形元件(70，80，90)，以用于所述上板(10)在一个方向上的移位。
4.根据权利要求3所述的对准设备(100)，其中，
可以通过调节设备以无间隙的方式设置所述杠杆元件(95)与相应的可移位的楔形元件(70，80，90)的相互作用，所述相互作用引起所述上板(10)在一个方向上的移位。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的对准设备(100)，其中
所述对准设备(100)还包括：
用于引入用于使所述上板(10)相对于所述下板(20)移位的机械力的两个主轴(88，99)，其中所述两个主轴(88，99)中的第一主轴(88，99)提供用于所述上板(10)的第一移位方向，并且所述两个主轴(88，99)中的第二主轴(99，88)提供用于垂直于所述第一移位方向的第二移位方向。
6.根据权利要求5所述的对准设备(100)，其中
所述两个主轴(88，99)中的每一个在与所述楔形元件(70，80，90)相对的一侧上包括接合部，在所述接合部处，可以通过旋转所述接合部来实现所述上板(10)相对于所述下板(20)的移位。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的对准设备(100)，其中，
所述锁定机构还包括：
液压夹持缸(60)，所述液压夹持缸(60)夹持所述对准设备(100)的夹持部，并由此通过夹持来固定所述上板(10)和所述下板(20)之间的相对位置。
8.根据权利要求7所述的对准设备(100)，其中
所述对准设备(100)还包括：
夹持主轴(66)，通过所述夹持主轴(66)可在所述锁定机构的所述液压夹持缸(60)中产生液压，以固定所述上板(10)相对于所述下板(20)的相对位置，
其中所述夹持主轴(66)在与所述液压产生相反的一侧上包括接合部，在所述接合部处可以通过旋转所述接合部来产生液压。
9.根据权利要求7或8所述的对准设备(100)，其中，
包括所述夹持部的夹持条(40，50)和所述液压夹持缸(60)相对于彼此布置在所述对准设备(100)中，使得当所述夹持被释放时，所述上板(10)不能从所述下板(20)上抬起。
10.根据权利要求9所述的对准设备(100)，其中
所述对准设备(100)还包括可被所述机床(1000)的工作主轴(1300)容纳的调节工具(110)，并且用所述调节工具(110)，用于引入用于使所述上板(10)相对于所述下板(20)移位的机械力的主轴(88，89)和所述夹持主轴(66)可以在其接合部处致动。
11.根据权利要求10所述的对准设备(100)，其中
所述调节工具(110)还配置成当所述调节工具(110)与所述对准设备(100)的主轴(66，88，99)中的一个接合时，通过弹性元件提供轴向补偿。
12.根据权利要求10或11所述的对准设备(100)，其中
所述调节工具(110)还配置成设置扭矩，所述扭矩经由所述调节工具(110)从所述工作主轴(1300)传递到所述对准设备(100)的主轴(66，88，99)。
13.一种用于在数控机床(1000)的机床工作台(300)上对准工件(400)的位置的方法，所述方法包括以下步骤：
–夹持所述待加工的工件(400)，
–在所述机床(1000)的工作主轴(1300)上容纳测量探针，
–探测所述夹持的工件(400)，以确定所述夹持的工件(400)相对于所述机床(1000)的所述机床工作台(300)的旋转轴的同心度偏移，
–通过根据权利要求1至12中任一项所述的对准设备(100)中的一个相对于所述机床工作台(300)的旋转轴调节所述工件(400)，包括以下子步骤：
○将调节工具(110)容纳在所述工作主轴(1300)中，
○使用所述调节工具(110)释放所述上板(10)相对于所述下板(20)的锁定，
○通过由所述测量探针确定的所述工件(400)相对于所述机床工作台(300)的旋转轴的所述同心度偏移，使所述上板(10)相对于所述对准设备(100)的所述下板(10)移位，所述上板(10)相对于所述下板(20)的所述移位通过所述调节工具(110)进行，和
○通过所述调节工具(110)锁定所述上板(10)相对于所述下板(20)的调节后的相对位置。

Claims (15)

1.一种用于在数控机床的机床工作台上调节工件的对准设备，所述设备包括：
可安装在所述机床的所述机床工作台上的下板，
可移动地布置在所述下板上的上板，在所述上板的上侧上可安装工件托架，
在所述下板和所述上板之间形成的用于调节所述上板相对于所述下板的相对位置的调节机构，和
用于固定所述上板相对于所述下板的相对位置的锁定机构。
2.根据权利要求1所述的对准设备，其中
在所述下板和所述上板之间的所述调节机构配置成使得，通过引入机械力，楔形元件以所述上板相对于所述下板并且基本上平行于安装有所述下板的所述机床工作台的平面移位的这样的方式相对于彼此移位。
3.根据权利要求2所述的对准设备，其中，
所述调节机构还配置成使得相对的两对楔形元件在相对于所述下板的方向上移位所述上板，所述上板相对于所述下板在两个相互垂直的方向上移位。
4.根据权利要求3所述的对准设备，其中，
所述调节机构还配置成使得每对中的一个楔形元件相对于相应对中的另一楔形元件可移位，其中共同引起所述上板在一个方向上移位的所述可移位的楔形元件通过杠杆机构彼此联接。
5.根据权利要求4所述的对准设备，其中，
所述杠杆机构配置成使得共同引起所述上板在一个方向上移位的可移位的楔形元件在它们各自的端部处在其移位方向上具有共同的杠杆元件，所述共同的杠杆元件可旋转地安装在成对的楔形元件中的一个中，导致所述上板在垂直于其的方向上的移位，从而一个可移位的楔形元件的移位运动可以被传递到另一个可移位的楔形元件，以用于所述上板在一个方向上的移位。
6.根据权利要求5所述的对准设备，其中，
可以通过调节设备以无间隙的方式设置所述杠杆元件与相应的可移位的楔形元件的相互作用，所述相互作用引起所述上板在一个方向上的移位。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的对准设备，其中
所述对准设备还包括：
用于引入用于使所述上板相对于所述下板移位的机械力的两个主轴，其中所述两个主轴中的第一主轴提供用于所述上板的第一移位方向，并且所述两个主轴中的第二主轴提供用于垂直于所述第一移位方向的第二移位方向。
8.根据权利要求7所述的对准设备，其中
所述两个主轴中的每一个在与所述楔形元件相对的一侧上包括接合部，在所述接合部处，可以通过旋转所述接合部来实现所述上板相对于所述下板的移位。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的对准设备，其中，
所述锁定机构还包括：
液压夹持缸，所述液压夹持缸夹持所述对准设备的夹持部，并由此通过夹持来固定所述上板和所述下板之间的相对位置。
10.根据权利要求9所述的对准设备，其中
所述对准设备还包括：
夹持主轴，通过所述夹持主轴可在所述锁定机构的所述液压夹持缸中产生液压，以固定所述上板相对于所述下板的相对位置，
其中所述夹持主轴在与所述液压产生相反的一侧上包括接合部，在所述接合部处可以通过旋转所述接合部来产生液压。
11.根据权利要求9或10所述的对准设备，其中，
包括所述夹持部的夹持条和所述液压夹持缸相对于彼此布置在所述对准设备中，使得当所述夹持被释放时，所述上板不能从所述下板上抬起。
12.根据权利要求11所述的对准设备，其中
所述对准设备还包括可被所述机床的工作主轴容纳的调节工具，并且用所述调节工具，用于引入用于使所述上板相对于所述下板移位的机械力的主轴和所述夹持主轴可以在其接合部处致动。
13.根据权利要求12所述的对准设备，其中
所述调节工具还配置成当所述调节工具与所述对准设备的主轴中的一个接合时，通过弹性元件提供轴向补偿。
14.根据权利要求12或13所述的对准设备，其中
所述调节工具还配置成设置扭矩，所述扭矩经由所述调节工具从所述工作主轴传递到所述对准设备的主轴。
15.一种用于在数控机床的机床工作台上对准工件的位置的方法，所述方法包括以下步骤：
–夹持所述待加工的工件，
–在所述机床的工作主轴上容纳测量探针，
–探测所述夹持的工件，以确定所述夹持的工件相对于所述机床的所述机床工作台的旋转轴的同心度偏移，
–通过根据权利要求1至14中任一项所述的对准设备中的一个相对于所述机床工作台的旋转轴调节所述工件，包括以下子步骤：
○将调节工具容纳在所述工作主轴中，
○使用所述调节工具释放所述上板相对于所述下板的锁定，
○通过由所述测量探针确定的所述工件相对于所述机床工作台的旋转轴的所述同心度偏移，使所述上板相对于所述对准设备的所述下板移位，所述上板相对于所述下板的所述移位通过所述调节工具进行，和
○通过所述调节工具锁定所述上板相对于所述下板的调节后的相对位置。
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