CN112739493A - 机械加工站 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种机械加工站(1)，该机械加工站特别布置成进行深钻孔和铣削操作。这里提出的机械加工站(1)具有特定的结构布置，与现有机械加工站相反，其能够将专用于深钻孔的轴线结合起来，这有利于在理想条件下使用深钻孔工具，而没有尺寸限制。因此，该机械加工站(1)包括操作基座(2)，操作模块(3)和布置模块(10)放置在该操作基座上。用于机械加工站(1)的这种新的布置因此更通用，并适于对要被机械加工的各个部件进行编程的特性。

Description

机械加工站
技术领域
本申请介绍了一种用于执行铣削和深钻孔操作的机械加工站。
背景技术
目前，应当注意，当前的机械加工站有结构式的水平或竖直布置，具有5个轴-沿空间X、Y和Z的轴以及机械加工台的两个旋转轴，例如在平面XY或XZ上。在任何情况下，负责钻孔操作的轴线称为z轴线，它表示竖直结构布置，以根据该标准来重新定向轴。在现有技术的机械加工站中注意到，它们具有的结构布置在根据钻孔轴线(Z轴线)来执行深钻孔任务中很大地限制了它们的可操作性。
这是由于当前的机械加工站没有专用于钻孔操作的轴线，因此，它们具有的布置结构不能根据深钻孔工具的供应商的规格来安装所需的支承工具。这对于在深钻孔操作中使用的工具尺寸(长度)产生了限制，限制为沿Z轴线的路程的结构限制，这实际上转变成对部件的机械加工的限制。例如：当机械加工中心沿Z轴线的路程为500mm，且位置远离机械加工台700mm时，当要操作的部件的深度为400mm时，只能装配测量300mm的工具。换句话说，钻孔的深度可能限制为200mm。
发明内容
本申请介绍了一种机械加工站(1)，其特征在于包括：
-操作基座(2)，在该操作基座上安装有，
-操作模块(3)和布置模块(10)，它们通过支承结构(7)来分离；
其中：
-操作基座(2)包括一组位移引导器；
-操作模块(3)包括安装在旋转块(4)上的操作台(5)，该旋转块安装在操作基座(2)的至少一个位移引导器上；
-布置模块(10)包括：隔板(8)，该隔板与支承结构(7)连接；布置窗口(9)，该布置窗口安装在隔板(8)上，所述布置窗口(9)与钻臂(11)连接，该钻臂(11)安装在机械支承件(15)上，该机械支承件再安装在操作基座(2)的至少一个位移引导器上；所述钻臂(11)包括驱动单元(12)，该驱动单元(12)在所述臂内部运动。
-驱动单元(12)和相应钻臂(11)的操作以及旋转块(4)、隔板(8)和机械支承件的运动通过具有处理能力的中心控制单元来控制。
在该站的一种特殊实施例中，操作基座(2)的位移引导器安装在平面ZX上。
在该站的还一特殊实施例中，操作台(5)的旋转块(4)用于向操作台提供在平面XZ上的360°旋转运动和在平面YZ上的135°旋转运动以及沿Z轴线的线性运动(通过操作基座(2)的位移引导器的作用)。
在该站的还一特殊实施例中，操作块(4)的运动由机械系统来驱动。
在该站的还一特殊实施例中，隔板(8)有沿轴线X和Y的线性运动。
在该站的还一特殊实施例中，机械支承件(15)在它的本体上安装至少一个位移引导器，钻臂(11)安装在该位移引导器上。
在该站的还一特殊实施例中，至少一个位移引导器沿Y轴线安装。
在该站的还一特殊实施例中，操作基座(2)的至少一个位移引导器布置在X轴线上，机械支承件(15)安装在该位移引导器上。
在该站的还一特殊实施例中，钻臂(11)的驱动单元(12)在所述臂内部沿与Z轴线平行的W轴线运动。
在该站的还一特殊实施例中，钻臂(11)包括：
-门(13)，用于使得操作者能够触及以便更换钻孔工具(18)，所述门(13)用于防止在机械加工过程中使用的液体通向站的布置模块(10)；
-连接机构，用于安装钻孔工具支承件(17)。
在该站的还一特殊实施例中，布置窗口(9)包括至少一个排放出口(14)。
在该站的还一特殊实施例中，钻臂(11)由倾斜钻头基座(19)形成，以使得在机械加工过程中使用的液体通过布置窗口(9)的排放出口(14)而返回至操作模块(3)。
最后，在该站的另一特殊实施例中，站另外包括过滤器单元，该过滤器单元布置成清洁和过滤在机械加工过程中使用的液体。
总体说明
本申请介绍了一种具有特殊结构布置的机械加工站，该机械加工站能够包括专用于深钻孔的专用轴(与现有站相反)，在本文献中称为W轴线。这有利于在理想的使用条件下使用钻孔工具，而没有尺寸限制，该尺寸限制将构成现有技术的限制。
因此，本申请的目的是介绍一种紧凑的机械加工站，该机械加工站具有六个轴线，并特别布置成执行深钻孔和铣削操作。在所述压紧的情况下执行所述操作意味着在构成所述站的元件之间沿三维空间中的多个位移轴线的相互操作，这将在本说明书中详细介绍。
同样，本申请的目的是介绍一种通用和可设置的机械加工站，以使得上述机械加工操作能够符合对于要机械加工的各部件编程的机械加工特性。本申请的还一目的是介绍一种可沿三维空间的多个轴线操作的机械加工站。
本申请的上述目的以及特征和优点将在后面介绍。根据本申请的一个方面，现在介绍的目的和/或可以明显得出的其它目的通过一种紧凑的机械加工站来实现，该机械加工站建造为保证在构成它的元件之间沿三维空间的多个位移轴线的相互操作。为此目的，开发的机械加工站包括操作基座，操作模块和布置模块放置在该操作基座上。
在整个文件中，为了技术说明的效果，认为钻孔轴线W总是平行于Z轴线，这意味着基于钻孔轴线的竖直或水平方向来重新定向轴线。为此，对构成机械加工站的技术特征的说明将促进对这里发展的概念的清楚理解，从而考虑所述站的水平布局，也就是钻孔轴线(W轴线)平行于根据水平方向的Z轴线。不过，认为这里所述的技术概念(它能够开发6轴线机械加工站)将容易地转换成具有竖直布局的所述站的实施例，其中，钻孔轴线W平行于根据竖直方向的Z轴线。
根据本申请的一方面，操作模块包括操作台，该操作台安装在旋转块上，该旋转块安装在操作基座上。旋转块用于为操作台提供在平面XZ上的360°旋转运动和在平面YZ上的135°旋转运动。除了施加在旋转块上的旋转运动之外，通过将旋转块装配在至少一个位移引导器上，该旋转块有沿Z轴线的线性运动，该位移引导器安装在操作基座上。操作台的旋转运动和操作块的线性运动都由机械系统来驱动。
根据本申请的另一方面，机械加工站包括支承结构，该支承结构布置在操作基座上，并使得操作模块和布置模块分离。该分离通过使得属于布置模块的隔板与支承结构连接来实现，从而在所述模块之间物理分开。隔板有朝向X和Y轴线线性运动的自由度，且这些运动由机械系统来驱动。
而且，根据本申请的一个方面，开发的机械加工站另外包括布置模块。除了隔板之外，该布置模块还包括钻臂，该钻臂在它的一端上与布置窗口连接，该布置窗口设计成促进所述臂与隔板的连接，以便在操作模块中执行机械加工作用。钻臂通过机械支承件而安装在操作基座上，该机械支承件在它的本体上安装至少一个竖直位移引导器，钻臂布置在该竖直位移引导器上，以便有朝向轴线Y的线性运动。所述机械支承件安装在操作基座上的至少一个位移引导器上，该操作基座同样使钻臂具有沿X轴线的线性运动。钻臂和机械支承件的线性运动由机械系统来驱动。因此，布置窗口和相应钻臂与隔板一致地运动，这能够产生两个独立的空间-操作空间和布置空间-从而防止在操作模块中形成的液体、碎屑或灰尘通向布置模块。
钻臂布置成执行铣削或深钻孔操作，其包括驱动单元(下文中称为柱(tree))，该驱动单元沿平行于Z轴线的W轴线在所述臂内部运动。钻臂还包括布置窗口，该布置窗口使得柱能够在操作模块中执行铣削和钻孔工作。因此，钻臂具有连接机构，该连接机构能够使得至少一个钻头凸缘安装在布置窗口上，并安装包括阻尼器的相应工具支承件，该工具支承件帮助钻孔工具执行深钻孔操作。支承件的装配迫使柱移动至最后侧位置-与布置窗口相对。相反，对于铣削操作，没有支承件安装在钻臂上，从而导致柱移动至最前侧位置，紧邻布置窗口，从而使得铣削工具与柱直接连接(通过操作人员而手动进行，或者通过外部机器人系统的操作而自动进行)。为此，结构具有自动打开的门，该门使得所述机器人系统能够触及站的内部。
钻臂具有门，该门的目的除了使得操作人员能够更换钻孔工具之外还防止液体(油或切割乳剂)通向站的布置模块。为了防止它们堆积在钻臂内，钻孔基座的结构本体的构造略微倾斜，以使得液体通过安装在钻臂的布置窗口上的排放出口而返回至操作模块，因此它们能够重新使用。因此，机械加工站同样包括过滤模块，目的是清洁和过滤在机械加工过程中使用的油/切割乳剂，从而保证它们重新使用。
在铣削或深钻孔操作的控制方面，因为对它的全部元件在三维空间中的运动进行编程，通过机械系统和相应气动、液压和电气机构的操作，开发的机械加工站的整个操作都通过中心控制单元来执行。
附图说明
附图是为了更容易理解本申请，表示了优选实施例，但并不用于限制本文公开的技术。
图1表示了开发的机械加工站的实施例，其中，参考标号表示：
1-机械加工站；
2-操作基座；
3-操作模块；
4-旋转块；
5-操作台；
6-用于更换铣削工具的机器人系统；
7-支承结构；
8-隔板；
9-布置窗口；
10-布置模块；
11-钻臂；
15-机械支承件；
16-钻头凸缘。
图2表示了开发的机械加工站的布置模块的钻臂的布置，用于执行铣削操作，其中，参考标号表示：
9-布置窗口；
11-钻孔基座；
12-柱；
13-触及钻孔工具的进入门；
14-排放出口；
19-钻孔基座结构。
图3表示了开发的机械加工站的布置模块的钻臂的布置，用于执行深钻孔操作，其中，参考标号表示：
9-布置窗口；
11-钻臂；
12-柱；
13-触及钻孔工具的进入门；
14-排放出口；
16-钻头凸缘；
17-深钻孔工具支承件；
18-深钻孔工具；
19-钻孔基座结构。
具体实施方式
下面参考附图更详细地介绍一些实施例，尽管它们并不用于限制本申请的范围。
在机械加工站(1)的一个实施例中，该机械加工站(1)包括操作基座(2)，操作模块(3)和布置模块(10)安装在该操作基座上。两个模块通过与支承结构(7)连接的隔板(8)而物理分离，该支承结构(7)布置在操作基座(2)上。
在机械加工站(1)的一个实施例中，操作模块(3)包括操作台(5)，该操作台安装在旋转块(4)上，该旋转块(4)安装在操作基座(2)上。旋转块(4)用于向操作台(5)提供在平面XZ上的360°旋转运动和在平面YZ上的135°旋转运动。除了施加至旋转块(4)上的旋转运动之外，通过将旋转块(4)装配在安装于操作基座(2)上的两个位移引导器上，该旋转块(4)有沿Z轴线的线性运动。操作台(5)的旋转运动和旋转块(4)的线性运动都由机械系统来驱动。
在机械加工站(1)的一个特殊实施例中，布置模块(10)包括隔板(8)和钻臂(11)，该钻臂(11)在它的一个端部处与布置窗口(9)连接，该布置窗口(9)设计成促进所述臂(11)与隔板(8)的连接，以便在操作模块(3)中执行机械加工动作。钻臂(11)通过机械支承件(15)而与操作基座(2)连接，该机械支承件(15)在它的本体上安装了两个竖直位移引导器，钻臂(11)布置在这两个竖直位移引导器上，以便有朝向Y轴线的线性运动。所述机械支承件(15)安装在操作基座(2)上的位移引导器上，该位移引导器同样使钻臂(11)具有沿X轴线的线性运动。钻臂(11)和机械支承件(15)的线性运动由机械系统来驱动。
在一个实施例中，钻臂(11)布置成执行铣削或深钻孔操作，该钻臂(11)总是包括驱动单元，下文中称为柱(12)，该驱动单元沿与Z轴线平行的W轴线在所述臂(11)内部运动。钻臂(11)还包括布置窗口(9)，该布置窗口(9)使得柱(12)能够执行铣削和钻孔工作。因此，在深钻孔任务的情况下，钻臂(11)具有连接机构，该连接机构使得钻孔凸缘(16)能够安装在布置窗口(9)上。深钻孔工具(18)的相应支承件(17)的装配迫使柱(12)运动至它的最后侧位置-与布置窗口(9)相对。相反，对于铣削操作，没有支承件安装在钻臂(11)上，从而导致柱(12)移动至它的最前侧位置，紧邻布置窗口(9)，从而使得铣削工具与柱(12)直接连接(通过操作人员而手动进行，或者通过外部机器人系统(6)的操作而自动进行)。为此，该结构具有自动打开的门，该门使得所述机器人系统(6)能够触及站(1)的内部。
在一个特殊实施例中，钻臂(11)具有门(13)，该门(13)的目的除了使得操作人员能够更换钻孔工具(18)之外还防止液体(油或切割乳剂)通向站的布置模块(10)。为了防止它们堆积在钻臂(11)内，钻孔基座(19)的本体的结构略微倾斜，以使得液体通过安装在钻臂(11)的布置窗口(9)上的排放出口(14)而返回至操作模块(3)，因此它们能够重新使用。
在机械加工站(1)的一个特殊实施例中，该机械加工站(1)另外包括过滤器模块，目的是清洁和过滤机械加工中使用的油/切割乳剂，从而保证它们重新使用。
当然，本说明书决不限于在本文件中提出的实施例，本领域普通技术人员将能够设想很多修改它们的可能性，而并不背离如在权利要求书中确定的总体思想。上述优选实施例显然可相互组合。下面的权利要求另外确定了优选实施例。

Claims (13)

1.一种机械加工站(1)，其特征在于，所述机械加工站包括：
-操作基座(2)，在所述操作基座上安装有，
-操作模块(3)和布置模块(10)，所述操作模块和布置模块通过支承结构(7)分隔开；
其中：
-操作基座(2)包括一组位移引导器；
-操作模块(3)包括安装在旋转块(4)上的操作台(5)，所述旋转块安装在操作基座(2)的至少一个位移引导器上；
-布置模块(10)包括：隔板(8)，所述隔板与支承结构(7)连接；布置窗口(9)，所述布置窗口安装在隔板(8)上，所述布置窗口(9)与安装在机械支承件(15)上的钻臂(11)连接，所述机械支承件又安装在操作基座(2)的至少一个位移引导器上；所述钻臂(11)包括在所述钻臂内部运动的驱动单元(12)；
-驱动单元(12)和相应钻臂(11)的操作以及旋转块(4)、隔板(8)和机械支承件的运动通过具有处理能力的中心控制单元来控制。
2.根据权利要求1所述的机械加工站，其特征在于：操作基座(2)的位移引导器安装在平面ZX上。
3.根据权利要求1或2所述的机械加工站，其特征在于：通过操作基座(2)的位移引导器的作用，操作台(5)的旋转块(4)用于向操作台(5)提供在平面XZ上的360°的旋转运动和在平面YZ上的135°的旋转运动以及沿Z轴线的线性运动。
4.根据前述任意一项权利要求所述的机械加工站，其特征在于：操作块(4)的运动由机械系统来驱动。
5.根据前述任意一项权利要求所述的机械加工站，其特征在于：隔板(8)有沿X轴线和Y轴线的线性运动。
6.根据前述任意一项权利要求所述的机械加工站，其特征在于：机械支承件(15)在它的本体上至少安装装有钻臂(11)的位移引导器。
7.根据权利要求5和6所述的机械加工站，其特征在于：至少一个位移引导器沿Y轴线安装。
8.根据权利要求5至7所述的机械加工站，其特征在于：操作基座(2)的安装有机械支承件(15)的至少一个位移引导器布置在X轴线上。
9.根据前述任意一项权利要求所述的机械加工站，其特征在于：钻臂(11)的驱动单元(12)在所述钻臂内部沿与Z轴线平行的W轴线运动。
10.根据前述任意一项权利要求所述的机械加工站，其特征在于，钻臂(11)包括：
-门(13)，用于使得操作者能够触及以便更换钻孔工具(18)，所述门(13)用于防止在机械加工过程中使用的液体通向机械加工站的布置模块(10)；
-连接机构，用于安装钻孔工具支承件(17)。
11.根据前述任意一项权利要求所述的机械加工站，其特征在于：布置窗口(9)包括至少一个排放出口(14)。
12.根据权利要求11所述的机械加工站，其特征在于：钻臂(11)由倾斜的钻头基座(19)形成，以使得在机械加工过程中使用的液体通过布置窗口(9)的排放出口(14)而返回至操作模块(3)。
13.根据前述任意一项权利要求所述的机械加工站，其特征在于：还包括过滤器单元，所述过滤器单元布置成清洁和过滤在机械加工过程中使用的液体。
CN201980061418.4A 2018-08-29 2019-08-29 机械加工站 Active CN112739493B (zh)

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