CN1209225C - 实施机械加工的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于优选地通过切屑消除来实施机械加工的机床，该机床包括：框架装置(4)，其被布置成用于接收待加工的半加工件(P)；半加工件(P)，其具有一横截面，该横截面的尺寸明显小于上述半加工件(P)沿其自身纵轴测定的长度，上述半加工件(P)与上述纵轴一起沿加工轴(Z1；Z2；Z3)被布置在加工台内；夹紧装置(46)，其被布置在上述半加工件(P)的多个横截面上，用于将上述半加工件(P)锁定在上述加工台内；工具装置(29)，其被布置成用于对上述半加工件(P)的表面进行加工；以及支撑装置(16，5)，上述半加工件由上述夹紧装置(46)固定到支撑装置(16，5)上，上述支撑装置(16，5)适合于围绕操作轴(Z)旋转。

Description

实施机械加工的系统
技术领域
本发明涉及用于优选地通过切屑消除来对例如一般半加工件等的延伸机械部件进行机械加工的单轴机床、方法和装置。
背景技术
现有技术包括用于加工例如铝制或PVC制等的成形件的机床，其中，经常由长度显著均匀的棒材组成的成形件相对于底部框架被布置在固定工位内，并且通过多个固定夹紧装置被保持该工位内。一种承载多组电动工具的活动小车被定位在成形件的预定、纵向连续的横截面上，以便在各截面执行所需的机械加工。
这些公知机床的第一限制在于，待加工成形件的向下表面，即与机床相邻的向下表面不容易被接触到，因而难以加工，因为底部框架外形尺寸妨碍工具接近成形件。
对与机床相邻的表面进行加工，是通过采用机械传输运动的操作头来进行的，这些操作头位于远离支架的地方，因此不是非常准确。不过，这些操作头只能执行相对简单的操作。
因此，如果成形件也必须在与机床相邻的表面进行复杂加工，则在使成形件围绕其自身纵轴旋转一合适角度之后，有必要将成形件再次定位在机床上，以使先前难以机加工的表面现可容易地由一合适工具或一组合适工具接触到。
此类机床的另一限制可从装载和卸载闲置时间对加工循环的重大影响中可以发现：实际上，当有关单个成形件的计划工序完成时，有必要拾取该部件，以便清理机床上的工位，并在该工位装入另一仍待加工的部件；在已加工好的部件的清理阶段以及在仍待加工的部件的定位阶段都无法对成形件进行任何机加工，因而在这两个阶段，时间浪费明显，尤其是，如果待加工部件的体积相当庞大，则更是如此，而这种情况却经常发生。
此外，夹紧装置被公知用于将待加工的成形件锁定在此类机床上，其中，各夹紧装置的锁定是通过将压缩空气提供给气动执行部件来实现的，该气动执行部件将各夹紧装置保持在预定位置，同时将其锁定在导向装置上。
这些夹紧装置的缺点是需要一种结构复杂的空气供应回路，并且，如果空气压力意外下降，则夹紧装置就会大体自由地沿导向装置运动，这对负责人员来说意味着会发生故障和事故的风险。
并且，公知的机床要求：成形件首先被置于加工台内，随后在加工台内加工，然后被卸载。这意味着存在下列缺点，即：在成形件的定位和卸载操作中，必须从工作台停止成形件机加工：这使循环时间变得过长。
因此，问题在于对公知的成形件机械加工系统进行改进。
并且尤其是，最好是能对成形件的每个表面进行所需加工。
并且，最好是找到一种更有效的成形件加工系统，即：其中，使装载和卸载时间产生的影响显著减少。
此外，最好是找到一种更可靠和更简单的新型夹紧装置执行结构。
发明内容
本发明提供一种实施机械加工的机床，该机床包括：框架装置(4)，其被布置成用于接收待加工的半加工件(P)；半加工件(P)，其具有一横截面，该横截面的尺寸明显小于上述半加工件(P)沿其自身纵轴测定的长度，上述半加工件(P)与上述纵轴一起沿加工轴(Z1；Z2；Z3)被布置在加工台内；夹紧装置(46)，其被布置在上述半加工件(P)的多个横截面上，用于将上述半加工件(P)锁定在上述加工台内；工具装置(29)，其被布置成用于对上述半加工件(P)的表面进行加工；上述半加工件由上述夹紧装置(46)固定到第一支撑装置上，上述支撑装置适合于围绕加工轴(Z1；Z2；Z3)旋转，第二支撑装置被设置成用于使上述第一支撑装置和与其相关的半加工件(P)一起围绕上述操作轴(Z)旋转，上述第一支撑装置均由一对端法兰(40)予以轴向界定，一对端法兰(40)通过一对立杆(42)彼此互连，导向装置(44)被设置在上述该对立杆(42)上，上述导向装置(44)适合于以可滑动方式接收上述夹紧装置(46)。
在本发明的第一方面，提供了一种用于优选地通过切屑消除来实施机械加工的机床，该机床包括：框架装置，其被布置成用于接收待加工的半加工件；半加工件，其具有一横截面，该横截面的尺寸明显小于上述半加工件沿其自身纵轴测定的长度，上述半加工件与上述纵轴一起沿加工轴被布置在加工台内；夹紧装置，其被布置在上述半加工件的多个横截面上，用于将上述半加工件锁定在上述加工台内；工具装置，其被布置成用于对上述半加工件的表面进行加工；其特征在于，该机床设有支撑装置，上述半加工件由上述夹紧装置固定到上述支撑装置上，上述支撑装置适合于围绕操作轴旋转。
在一种类型中，操作轴与上述加工轴重合。
在这种情况下，由于提供有支撑装置，因而可对半加工件的所有表面进行机加工，这是因为在对直接可由工具装置接触的半加工件进行机械加工之后，可旋转支撑装置，以便对剩余表面进行加工，而无需将半加工件从加工台上取下。
在另一类型中，操作轴可定位成与上述加工轴平行。
这可使支撑装置能装有一个以上的半加工件；因此，例如在完成对半加工件的加工之后，可旋转支撑装置，以便将已加工好的半加工件带入卸载台内，并且同时将仍待加工的半加工件带入加工台内。
有利的是，支撑装置包括：第一支撑装置，其被布置成用于使半加工件围绕上述加工轴旋转；以及第二支撑装置，其被布置成用于使第一支撑装置和与其有关的半加工件一起围绕与上述加工轴平行的操作轴旋转。
这可对半加工件的所有表面进行机加工，而无需将该半加工件从加工台上取下，可将已加工好的半加工件从加工台上快速卸载，并可将仍待加工的半加工件装到该加工台上。
有利的是，加工轴和操作轴都被布置在垂直位置。
因而可获得一种设备外形尺寸大幅减小的半加工件加工机床。并且，该机床可容易隔音。
如果该机床采用垂直布置，则用户可向下收集在对半加工件进行机加工时产生的切屑，并可采用非常简单的方式消除这些切屑。
最后，在一种垂直构筑的机床中，可采用最佳方式定位待加工的半加工件，由于它是一细长工件，因而该工件如果采用水平布置，则会显示出一种因其自身重量而弯曲的趋势。
在本发明的第二方面，提供了一种夹紧装置，其以可滑动方式被连接在导向装置上，并且被布置成用于通过由合适的执行装置驱动的夹钳装置，将半加工件锁定在沿其长度所取的横截面上，其特征在于，上述夹紧装置设有机械锁定装置，适合于将上述夹紧装置锁定到上述导向装置上。
由于机械锁定装置可用于锁定夹紧装置，因而可获得较大的定位可靠性，这可避免布置一种结构复杂、规模庞大的用于压缩空气供应的气动回路。
在本发明的第三方面，提供了一种半加工件加工方法，该方法包括步骤：将半加工件置于加工台内，其特征在于，还提供了与上述放置步骤大体同时的步骤是：将待加工的半加工件置于装载台内，并将已加工好的半加工件从卸载台上抽出。
这样就使半加工件加工循环特别有效，因为在半加工件加工正在进行时，可执行辅助加工步骤，而不是象现有系统中那样在进行加工前后执行辅助加工步骤。
附图说明
通过参照附图，将更好地了解和实施本发明，这些附图示出了本发明的示范性而不是限制性的实施例。在附图中：
图1是半加工件加工机床的透视图；
图2是图1机床中沿水平平面的中间截面；
图3是图1机床的顶视图；
图4是沿图3的平面IV-IV所取的垂直截面；
图5是摇架装置的透视图，其中，布置有待加工的半加工件；
图6是用于固定半加工件的夹紧装置的透视图；
图7是夹紧装置的示意图，其突出显示导向装置上的定位机构；
图8是夹紧装置的示意图，其突出显示在操作变化中的导向装置上面的定位机构。
具体实施方式
如图1、2和3所示，机床2包括框架4，圆盘传送带(Carousel)5被支撑到该框架4上，该框架4围绕由图2中的Z表示的垂直轴按照120°的角间隔标定度数。在框架4的前部设有：装载台6，其中，半加工原件P被导入机床2内(图7)；卸载台8，其中，已加工好的半加工件从机床2和脚踏平台10中被抽出，该脚踏平台10可通过小台阶12接触到，以便可使操作人员能够接近装载台6和卸载台8。
在框架4的后部布置有加工台14，其中，半加工件进行所需加工。
框架4完全围绕机床2的操作部分，以使机床能由吸音隔音板完全封闭，这些吸音隔音板可防止噪声排向外部环境，并且可形成一个保护屏障，阻止切屑意外排出，或者阻止人员进入以免受伤。
第一支撑装置，例如摇架16被支撑到第二支撑装置，例如圆盘传送带5上，以便可围绕其他垂直轴Z1、Z2、Z3旋转，并且这些摇架16彼此相隔120°角间距。在每个摇架16和相邻摇架16之间布置有分离板18，该分离板18被固定到圆盘传送带5上。这样，当承载待加工的半加工件的摇架16处于加工台14内时，与摇架16相邻的分离板18使加工台14基本上接触不到。
在框架4的顶部安装有齿轮电动机单元20，其可通过线性执行机构24沿固定到框架4的横梁22上的导向装置运动，以使齿轮电动机单元20的驱动齿轮20a在其他垂直轴Z1、Z2或Z3上要么与固定到圆盘传送带5上的冠形齿轮5啮合，要么与固定到各摇架16上的小齿轮啮合28。其他垂直轴Z1、Z2、Z3在其围绕轴Z所作的旋转运动时构成一个圆C。
在加工配置中，齿轮电动机单元20与冠形齿轮26啮合，这时，圆盘传送带5必须旋转120°角，以便将已加工好的半加工件P带到卸载台8，并将仍待加工的半加工件带到加工台14。
在另一加工配置中，齿轮电动机单元20与处于加工台14内的摇架16的小齿轮28啮合，并且使待加工的半加工件的加工面转到心轴29。
心轴29由横梁30予以支撑，该横梁30与固定到框架4上的垂直导向装置32啮合，并且可通过卷绕在各自滑轮上的齿带34垂直定位，该各自滑轮可由与齿轮电动机38相连的轴36以可旋转方式驱动。
各摇架16由一对端法兰40予以轴向界定，该对端法兰40通过一对立杆42彼此互连，在该对立杆42上设有导向装置44。导向装置44适合于以可滑动方式接收采用足够数量布置的夹紧装置46，以确保半加工件P在其加工和传送过程中正确锁定。
如图4详示，圆盘传送带5的上部通过设置在销50和毂52之间的轴承48以旋转方式与固定到框架4上的销50相连。冠形齿轮26与轴承48相连。毂52被固定到上板54上，该上板54用于界定圆盘传送带5的上端。
在其他垂直轴Z1、Z2或Z3处，各法兰40均设有附件56，其贯穿上板54并通过滚动装置58以旋转方式与上板54相连，该滚动装置58设置在附件56与固定到上板54上的套筒装置59之间。
如图5、6和7突出显示，各夹紧装置46均装有设有端部的横梁本体60，这些端部与导向装置44啮合并且采用钩状形状61收尾，以便围绕立杆42。第一执行装置62和第二执行装置64都被固定到横梁本体60上。第一执行装置62的功能是定位第一锁定装置66，并沿横向方向F1将第一锁定装置66移出或移近横梁本体60，以便分别脱开或锁定布置在上述第一锁定装置附近的半加工件P的成形部分。第二执行装置64的功能是沿纵向方向F2将第二锁定装置68移出和移近第一锁定装置66，以便分别将待加工的半加工件P的成形部分紧贴第一锁定装置66锁定，并将其与布置在上述第二锁定装置附近的上述成形部分脱开。
在横梁本体60中插有一机构，该机构被布置成用于将夹紧装置46脱开或固定在立杆42上。该机构包括执行杆70，其在外部推力的作用下可轴向滑动，该外部推力作用在执行杆70的一端(由合适的线性执行装置(未示出)施加)，并且在对置端驱动以居中方式布置在横梁本体60内的摇臂72，用于驱动一对执行杠杆74，该对执行杠杆74通过摇杆78依靠弹性装置80的作用而作用在摩擦垫76上。
摩擦垫76工作在立杆42的制动衬面上。
在图8所示的类型中，执行杆70直接工作在一对从动杆84的端部，并在对置端携带摩擦垫76。执行杆70设有倾斜面86，该倾斜面86被布置成：当执行杆70被推向横梁60的内部时，从动杆84可在弹性回程装置88的作用下自由进入横梁70本体，因此将导向装置44与摩擦垫76脱开，以使夹紧装置在合适的线性执行装置(未示出)的作用下沿导向装置纵向定位。当作用在执行杆70上的力被停止时，执行杆70回到其最初位置，并再次将从动杆84与摩擦垫76紧贴住导向装置44。

Claims (33)

1.一种实施机械加工的机床，该机床包括：框架装置(4)，其被布置成用于接收待加工的半加工件(P)；半加工件(P)，其具有一横截面，该横截面的尺寸明显小于上述半加工件(P)沿其自身纵轴测定的长度，上述半加工件(P)与上述纵轴一起沿加工轴(Z1；Z2；Z3)被布置在加工台内；夹紧装置(46)，其被布置在上述半加工件(P)的多个横截面上，用于将上述半加工件(P)锁定在上述加工台内；工具装置(29)，其被布置成用于对上述半加工件(P)的表面进行加工；上述半加工件由上述夹紧装置(46)固定到第一支撑装置上，上述支撑装置适合于围绕加工轴(Z1；Z2；Z3)旋转，第二支撑装置被设置成用于使上述第一支撑装置(16)和与其相关的半加工件(P)一起围绕操作轴(Z)旋转，上述第一支撑装置均由一对端法兰(40)予以轴向界定，一对端法兰(40)通过一对立杆(42)彼此互连，导向装置(44)被设置在上述该对立杆(42)上，上述导向装置(44)适合于以可滑动方式接收上述夹紧装置(46)。
2.根据权利要求1所述的机床，其中，上述操作轴与上述加工轴同轴。
3.根据权利要求1所述的机床，其中，上述操作轴(Z)被布置成与上述加工轴(Z1；Z2；Z3)平行。
4.根据上述权利要求1所述的机床，其中，上述加工轴(Z1；Z2；Z3)和上述操作轴(Z)都被布置在垂直位置内。
5.根据上述权利要求1所述的机床，该机床还包括装载台(6)，其中，上述半加工件(P)原状被导入上述机床(2)内。
6.根据上述权利要求5所述的机床，该机床还包括卸载台(8)，其中，上述已加工好的半加工件(P)从上述机床(2)中被抽出。
7.根据权利要求6所述的机床，其中，多个上述第一支撑装置被安装在上述第二支撑装置上，上述第二支撑装置被设置成用于使上述第一支撑装置围绕上述操作轴(Z)旋转，以便将上述每个第一支撑装置连续地带入上述加工台、上述卸载台以及上述装载台内。
8.根据上述权利要求1所述的机床，其中，上述齿轮电动机单元(20)被安装在上述框架装置(4)的顶部，并且在上述框架装置(4)上可以运动，以便在上述加工轴(Z1；Z2；Z3)上与上述第一支撑装置啮合，或者在上述操作轴(Z)上与上述第二支撑装置啮合。
9.根据上述权利要求8所述的机床，其中，上述齿轮电动机单元(20)可通过执行装置(24)在上述框架装置(4)上运动。
10.根据上述权利要求8所述的机床，其中，上述齿轮电动机单元(20)设有齿轮电动机装置(20a)，该齿轮电动机装置(20a)被设置成用于与上述第一支撑装置或上述第二支撑装置的齿轮驱动装置(26；28)啮合。
11.根据上述权利要求10所述的机床，其中，上述第二支撑装置示出了通过设置在销(50)和上述第二支撑装置的毂(52)之间的轴承(48)以旋转方式与固定到上述框架装置(4)上的销(50)相连。
12.根据上述权利要求11所述的机床，其中，上述齿轮驱动装置包括冠形齿轮(26)，其用于界定上述上部。
13.根据上述权利要求10所述的机床，其中，上述齿轮驱动装置包括上述第一支撑装置的小齿轮(28)。
14.根据上述权利要求1所述的机床，其中，属于上述该对法兰的各法兰(40)均在上述加工轴(Z1；Z2；Z3)上设有附件(56)，该附件(56)贯穿上述第二支撑装置的上板(54)。
15.根据上述权利要求14所述的机床，其中，上述附件(56)通过设置在上述附件(56)和套筒装置(59)之间的滚动装置(58)，以可旋转方式与上述上板(54)相连，该套筒装置(59)被固定到上述上板(54)上。
16.根据上述权利要求1所述的机床，其中，壁式装置(18)被设置在每个上述第一支撑装置与相邻第一支撑装置之间，上述壁式装置(18)适合于构成隔室，这些隔室被设置成用于单独包含上述第一支撑装置。
17.根据上述权利要求1所述的机床，其中，上述工具装置(29)由横梁(30)予以支撑，该横梁(30)与固定到上述框架装置(4)上的垂直导向装置(32)啮合。
18.根据上述权利要求17所述的机床，其中，上述横梁(30)可通过卷绕在各自滑轮上的齿带(34)垂直设置，该各自滑轮适合于通过轴(36)进行旋转，该轴(36)与另一齿轮电动机(38)相连。
19.根据上述权利要求1的机床，其中，所述夹紧装置以可滑动方式被连接在导向装置(44)上，并且被布置成用于通过由合适的执行装置(60，62)驱动的夹钳装置(66，68)，将半加工件(P)锁定在沿其长度所取的横截面上，其特征在于，上述夹紧装置(46)设有机械锁定装置，适合于将上述夹紧装置(46)锁定到上述导向装置(44)上。
20.根据上述权利要求19所述的夹紧装置，该夹紧装置还包括横梁本体(60)，该横梁本体(60)的两端与上述导向装置(44)啮合，并且以钩形形状(61)收尾。
21.根据上述权利要求19所述的夹紧装置，其中，上述执行装置包括第一执行装置(62)和第二执行装置(64)。
22.根据上述权利要求19所述的夹紧装置，其中，上述夹钳装置包括第一夹钳装置(66)和第二夹钳装置(68)。
23.根据上述权利要求19所述的夹紧装置，其中，上述机构包括执行杆(70)，其在横梁本体(60)上面或内部轴向滑动。
24.根据上述权利要求23所述的夹紧装置，其中，上述执行杆(70)与摇臂(72)相连。
25.根据上述权利要求24所述的夹紧装置，其中，上述摇臂被布置成用于驱动一对执行杠杆(74)。
26.根据上述权利要求25所述的夹紧装置，其中，上述该对执行杠杆(74)被布置成用于通过与各自弹性装置(80)相互作用的摇杆(78)来控制摩擦垫(76)。
27.根据上述权利要求23所述的夹紧装置，其中，上述执行杆(70)作用在一对从动杆(84)的两端，该对从动杆(84)在对置两端装有摩擦垫(76)。
28.根据上述权利要求27所述的夹紧装置，其中，上述该对从动杆(84)与弹性回程装置(88)相互作用。
29.根据上述权利要求27所述的夹紧装置，其中，上述执行杆(70)通过倾斜面(86)作用在上述该对从动杆(84)上。
30.一种利用机床进行半加工件加工方法，该机床包括：框架装置(4)，其被布置成用于接收待加工的半加工件(P)；半加工件(P)，其具有一横截面，该横截面的尺寸明显小于上述半加工件(P)沿其自身纵轴测定的长度，上述半加工件(P)与上述纵轴一起沿加工轴(Z1；Z2；Z3)被布置在加工台内；夹紧装置(46)，其被布置在上述半加工件(P)的多个横截面上，用于将上述半加工件(P)锁定在上述加工台内；工具装置(29)，其被布置成用于对上述半加工件(P)的表面进行加工；上述半加工件由上述夹紧装置(46)固定到第一支撑装置上，上述支撑装置适合于围绕加工轴(Z1；Z2；Z3)旋转，第二支撑装置被设置成用于使上述第一支撑装置(16)和与其相关的半加工件(P)一起围绕操作轴(Z)旋转，上述第一支撑装置均由一对端法兰(40)予以轴向界定，一对端法兰(40)通过一对立杆(42)彼此互连，导向装置(44)被设置在上述该对立杆(42)上，上述导向装置(44)适合于以可滑动方式接收上述夹紧装置(46)。该方法包括步骤：将半加工件(P)置于加工台(14)内，其特征在于，还提供了与上述放置步骤大体同时的步骤是：将待加工的半加工件(P)置于装载台(6)内，并将已加工好的半加工件(P)从卸载台(8)上抽出。
31.根据上述权利要求30所述的方法，其中，上述放置步骤包括：使支撑装置围绕加工轴(Z1；Z2；Z3)旋转，上述半加工件被固定到该支撑装置上。
32.根据上述权利要求30所述的方法，其中，上述放置步骤包括：使支撑装置围绕加工轴(Z1；Z2；Z3)旋转。
33.根据上述权利要求31或32所述的方法，其中，上述旋转步骤包括：或旋转上述第一支撑装置，或旋转上述第二支撑装置。
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