CN1436629A - 一种机床组合以及用这种机床组合进行加工操作的方法 - Google Patents

Abstract

一种机床组合，由至少一个第一基座，位于至少一个第一基座的操作位置上的第一机床组件，以及位于第一机床组件之上的至少一个第一基座的操作位置上的第二机床组件组成。

Description

一种机床组合以及用这种机床组合进行加工操作的方法

技术领域

本发明涉及一种对工件进行加工操作的机床组合。

背景技术

对于加工设备，希望能够以有效的方式进行多种加工操作，同时使加工设备对空间的要求最小。一般来说，机床组件是设置在同一水平的地面上，更普遍的是水平地排列。进行占地面积设计时应考虑这一点：每一台水平放置的机床组件的底座决定了此机床组件所需占地面积的数量。在实用上，底座上方没有被机床组件占据的空间均为浪费的空间。

已经知道可以通过垂直地设置机床组件来更好地利用垂直空间。在本申请人的题为“具有多个处理单元的自动机床”(AtuomatedMachine Tool Including a Plurality of Processing Units)的同时待审的美国专利第08/759,469号中公布了这种设置的例子。虽然这种设置可以更好地利用垂直空间，但它还是具有一些缺点。首先，如果不采用在水平排列的话，一些机床组件很容易发生变形。这就是说，设置成金字塔形结构的许多系统通过堆叠从下到上重量变小的部件可以保持其稳定性和精度。这种垂直排列的机床组件可能会引起协同操作的隔室之间无法对准，从而降低系统性能。

如同水平的系统一样，垂直排列的各个机床组件上方的空间在实用上都被浪费了。

虽然理想的是能在同一顶部下同时进行许多加工操作，但是这些操作的数目通常受到支撑机床组件的地面表面积的限制。

发明内容

在一种结构形式中，本发明涉及一种机床组合，其包括至少一个第一基座，设置在所述至少一个第一基座的操作位置上的第一机床组件，以及设置在第一机床组件之上所述至少一个第一基座的操作位置上的第二机床组件。

在一种结构形式中，可用一个单独的基座将第一和第二机床组件支撑在操作位置上。

在一种结构形式中，此单独的基座具有一台阶形框架，其具有将第一机床组件支撑在操作位置上的第一表面，以及将第二机床组件支撑在操作位置上的高于第一表面的第二表面。

所述至少一个第一基座可包括将第一机床组件支撑在操作位置上的第一表面，以及将第二机床组件支撑在操作位置上的高于第一表面的第二表面。

在一种具有位于操作位置上的第一和第二机床组件的结构形式中，第二机床组件的位于第一机床组件的垂直正上方。

在一种结构形式中，所述至少一个第一基座具有一框架，其一部分围绕处于操作位置上的第一机床组件完全地延伸。

在一种结构形式中，所述至少一个第一基座具有台阶形结构，其形成了将第一机床组件支撑在操作位置上的第一表面，以及将第二机床组件支撑在操作位置上的高于第一表面的第二表面。

所述至少一个第一基座具有至少一个框架，其形成了多个隔室，每一隔室中容纳一个机床组件。

在一种结构形式中，所述多个隔室包括了第一隔室，与第一隔室完全地水平隔开的第二隔室，以及与第一隔室和第二隔室中的至少一个完全地垂直隔开的第三隔室。

在一种结构形式中，所述至少一个第一基座具有朝上隔开的第一和第二表面部分，从而共同地将第一机床组件支撑在操作位置上。

在框架和第一机床组件之间连接了一可拆连接器，以将第一机床组件保持在操作位置上。

在一种结构形式中，所述至少一个第一基座形成了一个向上开口的容槽，处于操作位置上的第一机床组件位于容槽的上方，这样就可以收集在第一机床组件进行加工操作时的切削液以及从工件上去除的切屑。

在一种结构形式中，所述至少一个第一基座具有侧壁，其形成了向上开口的容槽，侧壁具有朝上的表面，此表面由将第一机床组件支撑在操作位置上的相隔开的第一和第二表面形成。

在侧壁和第一机床组件之间连接了可拆连接器，以将第一机床组件保持在操作位置上。

本发明还涉及一种进行加工操作的方法，包括以下步骤：提供具有第一表面的至少一个第一基座；提供第一机床组件；第一机床组件处在第一位置，为对第一工件进行加工操作做准备；已经准备好对第一工件进行加工操作的第一机床组件重新定位，从第一位置移动到第一表面上的操作位置；用处于操作位置上的第一机床组件对第一工件进行加工操作。

在一种结构形式中，所述至少一个第一基座具有第二表面。所述方法还包括以下步骤：提供第二机床组件；第二机床组件处在第二位置上，为对第二工件进行加工操作做准备；已经准备好对第二工件进行加工操作的第二机床组件重新定位，从第二位置移动到第二表面上的操作位置；用处于操作位置上的第二机床组件对第二工件进行加工操作。

所述方法还包括在加工操作中收集切削液和/或由第一机床组件从第一工件上去除的切屑的步骤。

在一种结构形式中，第二表面位于第一表面的上方。

在一种结构形式中，所述至少一个第一表面具有一框架。所述方法还包括采用连接器将第一机床组件可拆地连接到框架上的步骤。

在一种结构形式中，框架具有第一和第二隔室，第一和第二机床组件分别位于第一和第二隔室中并处于操作位置。

所述方法还包括将处于操作位置上的第一和第二机床组件相连接的步骤。

附图说明

图1是传统机床组件的透视图；

图2是图1所示机床组件的侧视图；

图3是根据本发明的机床组件的透视图；

图4是图3所示机床组件的侧视图；

图5是显示了二个根据本发明的图3和4所示机床组件的透视图，它们可操作地固定在一个基座上；

图6是根据本发明的改进形式的基座的缩小透视图，其操作位置上固定了多个图3和4所示的机床组件；

图7是根据本发明的另一改进形式的基座的缩小透视图，其操作位置上设有多个图3和4所示的机床组件；

图8是根据本发明的另一改进形式的基座的透视图，其具有处于操作位置上的如图3和4所示的机床组件；

图9是和图8相似的视图，显示了根据本发明的一个改进形式的机床组件；

图10是和图7相似的缩小透视图，其具有多个处于操作位置上的如图9所示的机床组件；

图11是根据本发明的改进形式的基座的透视图，其可操作地连接了多个如图9所示的单元；

图12是根据本发明的另一改进形式的基座的透视图，在一个操作位置上设有多个如图9所示的单元；

图13为一流程图，显示了应用了图5到12所示的一种新型基座进行本发明的加工操作的步骤。

具体实施方式

先参考图1和2，标号10表示传统的机床组件，其包括由底面14支撑的基座12。基座12’依次支撑了共同操作的机床部件，在此例中为工件夹具16和加工组件18，它们可以共同地对工件20进行加工操作。

一般来说，如双向箭头22所示的基座12的高度应大约等于如双向箭头28所示的操作者26的腰部24的高度。垂直高度H应为30英寸或更大。一般来说，机床组件10采用金字塔形的结构，各部件顺序地堆叠，一个部件放在另一部件上并都放在基座12上，从下到上堆叠的部件的质量递减。基座12具有平面的外形，在此例中为一个朝上的支撑表面30，其面积应比工件夹具16和加工组件18的复合面积大很多。通过以这种方式设置部件可以达到结构上的稳定性，从而在工件夹具16和加工组件18之间保持对准。同时，基座12的质量由设置在操作者26的腰部区域的工件夹具16和加工组件18的高度要求而定。

较大质量的基座12的缺点在于，在加工操作时由于受热基座12容易发生变形。虽然较大尺寸的基座12确实能带来结构上的稳定性，但也更容易发生热变形，这会损害到工件夹具16和加工组件18之间的对准。

在图3到8中以标号40显示了根据本发明的机床组件的结构形式。机床组件包括工件夹具42和加工组件44，它们由第一基座46支撑并形成可操作的关系。第一基座46可以具有和上述机床组件10的基座12相同的底面，但其垂直尺寸比基座12的高度H小，如双向箭头48所示。例如，第一基座46的高度H1可以为24英寸或更小。

可以理解，所示的这种特别的加工部件只是示例性的。本发明的概念事实上可以应用在能进行所有加工操作的各种类型的机床部件中。

在一种结构形式中，机床组件40可以由第二基座50所支撑，如图8所示。第二基座50包括框架52，其由通过水平横杆56连接起来的支柱54组成。每一支柱54均具有放置在支撑底面60上的扩大的底部58。平板件62具有一朝上的表面64，用于支撑第一基座46的底面66。第一基座46由表面64支撑，支柱54的内弯端部68和第一基座46的端部壁70，72相接合，这样就保证了稳定性。

通过这种设置，可以减小第一基座46的质量，使其受到热变形的影响更小。由于采用了第二基座50，机床组件40可以放置在一个对使用者来说比较舒适的高度上。

机床组件40的较低的外形使其可以进行各种不同的堆叠设置。在图5中显示了两个机床组件40，它们的底面66相贴地对接在一起。这两个相邻的机床组件40依次地放置在第二基座74上，第二基座74具有形成容槽78边界的侧壁76，容槽78用于在加工操作时收集切削液和/或从工件20上去除的切屑。侧壁76具有朝上的表面80，其具有隔开的平行表面部分82，84，它们之间的间距应使长度为L的第一基座46可以跨置在上面(图3)。因此，两个机床组件40可以相互之间紧密地放置在一个单独的第二基座74上。

在图6中以标号90显示了一个第二基座的改进形式，其可以支撑间隔开的多个机床组件40，且在水平和垂直方向上均隔开。基座90包括向上开口并形成容槽94的侧壁，用于在加工操作时存贮切削液和/或从工件上去除的切屑。

第二基座90还包括具有台阶的框架95，其形成了较低位置的、基本平行的支撑表面96，98，以及处于支撑表面96，98上方的上支撑表面100。框架95跨置在侧壁92顶部的朝上表面106的两个平行的、间隔开的表面部分102和104上。

机床组件40以相似的形式堆叠在框架95每一侧面的操作位置上。在框架95示例性的一侧，最低的那个机床组件设置成跨置在基座的侧面108上并由侧壁92的两个表面部分102，104所支撑，同时相贴地对接的基座底面66位于框架95的向上延伸的表面110上。

设置在上方的机床组件40的侧面108和框架95的支撑表面98邻接，底面66和框架95的向上延伸的表面112邻接。

图5所示的两个机床组件40相互对接，由框架95最上方的表面110支撑。

通过这种设置，有效地利用了最下面的那个机床组件40的上方的垂直空间。通过交错地水平设置，机床组件40可以在垂直方向上部分地重合。多个机床组件40只使用一个由侧壁92形成的容槽94。

在图7中以标号120显示了第二基座的另一改进形式，其包括至少一个框架122，其形成了多个水平和垂直隔开的隔室124，每一隔室中都设置一个机床组件40，机床组件或处于常规的水平分布的关系，或从所示水平位置上重新排列。框架122可以由管状材料或其它材料制成，每一隔室均包括隔开的平板件126，128，每一平板件均具有朝上的表面130，132，第一基座46的底面66就设置在表面130，132上。每一隔室124的端部均由围绕机床组件40的加工轴完全延伸的框架122的一部分形成。

在图9到12中介绍了本发明的机床组件的另一改进形式，其中的详细情况见同时申请的另一单独的专利，此专利在这里用作参考。简短来说，如图9所示，机床组件140包括由多个端部支撑件142，144，146，148形成的笼式单元，各端部支撑件由平行的伸长的杆形加强件150，152，154，156连接，每一加强件均完全地延伸并连接到端部支撑件142，144，146，148上。在相邻的端部支撑件142，144，146，148之间形成了多个隔室/工作单元158，160，162，机床部件164安装在隔室中。同样地，由于本发明的概念实际上可以用于任何一种机床外形上，因此机床的特性不是本发明的关键之处。

在图9中，所示的机床组件140安装在如上述的第二基座50上。端部支撑件142，148相互隔开，并靠在朝上的平板表面64上。

在图11中，所示多个机床组件140安装在一个第二基座166上，第二基座包括作为容槽170边界的侧壁168，以在加工中收集切削液和/或从工件上去除的切屑。第二基座166包括框架172，其具有相似结构的相隔开的框架部分174。每一框架部分174包括由横杆180连接起来的隔开的支柱176，178。从横杆180的水平中心垂直地伸出了一单独的支柱182。支柱176，178由侧壁168上的朝上表面184支撑。每一框架部分174上的支柱176，178由平行的相隔开的表面部分186，188所支撑，它们的间距等于每一机床组件140上最外边的两个端部支撑件142，148之间的距离。

因此，两个机床组件单元140通过端部支撑件142，148由表面部分186，188支撑，端部支撑件142，148和表面部分186，188相互邻接。每一机床组件140均与支柱176，178相互邻接。

横杆180具有朝上的表面190，每一表面190与端部支撑件142，148之一相接合，并将机床组件140支撑在支柱182的每一侧。

可以用可拆连接件192将机床组件140固定在第二基座166上，可拆连接件192为U形，并具有伸出的支脚194，196。如图示，连接件192压入到最下面的那个机床组件140的端部支撑件142，148上以及侧壁168和支柱176，178上的相对齐的开口中。也可用类似的连接件192将最上面的那个机床组件140的端部支撑件142，148连接到横杆180和支柱182上。

在图12中以标号198显示了第二基座的一个改进形式。第二基座198具有和第二基座166相同的基本结构，不同之处在于其框架200具有包括另外的横杆206和另外的支柱208，210的框架202，204，这样就形成了一个另外的台阶，可以安装两个另外的机床组件140。侧壁212的长度L1形成了用于收集切削液和从工件上去除的切屑的容槽214，并延伸以容纳另外的机床组件140。

在图10中，如图7中所介绍的第二基座120用于将机床组件140支撑在操作位置上，机床组件在垂直方向上排成相互重叠的列，在水平方向上排成相隔开的行。表面130，132相互隔开，其间距与靠在表面130，132上的端部支撑件142，148的间距相匹配，机床组件140处于隔室124内的操作位置上。

参考图10和13，介绍了采用本发明进行加工操作的一个示例性方法。机床组件140起初位于图10所示的操作位置，或是存贮位置。用起重设备，如起重机216等将机床组件140一个个地从隔室124中取下，并送到第一工件装料位置218处。工件在装料位置被装到机床组件的操作位置，从而为机床组件进行加工操作做准备。一旦机床组件120已准备好可以进行加工时，起重机216将带有工件的机床组件140提起，然后送到一个隔室124中，在隔室中进行加工操作。可将机床组件140从隔室中取下再取下工件，或者在隔室24中将机床组件140中的工件取下。

通过这种设置可以有效地利用垂直的空间。多种加工操作可以同时地协调地进行，使得加工效率提高。

上述具体实施例的介绍只是对本发明较宽的概念范围进行示例性地说明。

Claims (21)

1.一种机床组合，包括：

至少一个第一基座；

位于所述至少一个第一基座的操作位置上的第一机床组件；和

位于所述第一机床组件之上的所述至少一个第一基座的操作位置上的第二机床组件。

2.根据权利要求1所述机床组合，其特征在于，可以用一个单独的基座将所述第一和第二机床组件支撑在所述操作位置上。

3.根据权利要求2所述机床组合，其特征在于，所述单独的基座具有阶梯形的框架，所述框架具有将所述第一机床组件支撑在所述操作位置上的第一表面，以及将所述第二机床组件支撑在所述操作位置上的高于所述第一表面的第二表面。

4.根据权利要求1所述机床组合，其特征在于，所述至少一个第一基座包括将所述第一机床组件支撑在所述操作位置上的第一表面，以及将所述第二机床组件支撑在所述操作位置上的高于所述第一表面的第二表面。

5.根据权利要求4所述机床组合，其特征在于，当所述第一和第二机床组件处于所述操作位置上，所述第二机床组件位于所述第一机床组件的垂直正上方。

6.根据权利要求1所述机床组合，其特征在于，所述至少一个第一基座具有框架，所述框架的一部分绕处于所述操作位置上的所述第一机床组件完全地延伸。

7.根据权利要求1所述机床组合，其特征在于，所述至少一个第一基座具有台阶结构，形成了将所述第一机床组件支撑在所述操作位置上的第一表面，以及将所述第二机床组件支撑在所述操作位置上的高于所述第一表面的第二表面。

8.根据权利要求1所述机床组合，其特征在于，所述至少一个第一基座具有至少一个框架，其形成了多个隔室，每一所述隔室容纳一个机床组件。

9.根据权利要求8所述机床组合，其特征在于，所述多个隔室包括了第一隔室，与所述第一隔室完全地水平隔开的第二隔室，以及与所述第一隔室和第二隔室中的至少一个完全地垂直隔开的第三隔室。

10.根据权利要求1所述机床组合，其特征在于，所述至少一个第一基座具有朝上隔开的第一和第二表面部分，所述第一和第二表面部分共同地将所述第一机床组件支撑在所述操作位置上。

11.根据权利要求1所述机床组合，其特征在于，所述至少一个第一基座具有框架，在所述框架和所述第一机床组件之间连接了可拆连接器，所述可拆连接器将所述第一机床组件保持在所述操作位置上。

12.根据权利要求1所述机床组合，其特征在于，所述至少一个第一基座形成了一个向上开口的容槽，处于所述操作位置上的所述第一机床组件位于所述容槽的上方，这样就可以收集切削液以及在所述第一机床组件进行加工操作时从工件上去除的切屑。

13.根据权利要求12所述机床组合，其特征在于，所述至少一个第一基座具有侧壁，其形成了向上开口的容槽，所述侧壁具有朝上的表面，其由将所述第一机床组件支撑在所述操作位置上的相隔开的第一和第二表面形成。

14.根据权利要求12所述机床组合，其特征在于，在所述侧壁和所述第一机床组件之间连接了可拆连接器，所述可拆连接器将所述第一机床组件保持在所述操作位置上。

15.一种进行加工操作的方法，所述方法包括以下步骤：

提供至少一个具有第一表面的第一基座；

提供第一机床组件；

所述第一机床组件处在第一位置上，为所述第一机床组件对第一工件进行加工操作做准备；

已经准备好对所述第一工件进行加工操作的所述第一机床组件重新定位，从所述第一位置移动到所述第一表面上的操作位置；

用处于所述操作位置上的所述第一机床组件对所述第一工件进行加工操作。

16.根据权利要求15所述进行加工操作的方法，其特征在于，所述至少一个第一基座具有第二表面，所述方法还包括以下步骤：提供第二机床组件；所述第二机床组件处在第二位置上，为所述第二机床组件对第二工件进行加工操作做准备；已经准备好对所述第二工件进行加工操作的所述第二机床组件重新定位，从所述第二位置移动到所述第二表面上的操作位置；用处于所述操作位置上的所述第二机床组件对所述第二工件进行加工操作。

17.根据权利要求16所述进行加工操作的方法，其特征在于，所述方法还包括收集切削液和/或在所述加工操作中由第一机床组件从第一工件上去除的切屑的步骤。

18.根据权利要求16所述进行加工操作的方法，其特征在于，所述第二表面位于所述第一表面的上方。

19.根据权利要求16所述进行加工操作的方法，其特征在于，所述至少一个第一基座具有框架，所述方法还包括采用连接器可拆卸地连接所述第一机床组件和所述框架的步骤。

20.根据权利要求16所述进行加工操作的方法，其特征在于，所述至少一个第一基座具有框架，所述框架具有第一和第二隔室，所述第一和第二机床组件分别位于所述第一和第二隔室中，并处于所述操作位置。

21.根据权利要求16所述进行加工操作的方法，其特征在于，所述方法还包括将处于所述操作位置上的所述第一和第二机床组件相连接的步骤。

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