CN1468161A - 机床 - Google Patents

Abstract

一种机床，它包括：带有设置在其上的导轨(11)的垂直支架(10)，其用于夹持工件(15)的工件承载器(13)沿着X轴向的垂直运动。两个主轴箱(24，30)中的每一个都能在Y向上沿着水平导轨(27，28)移动。这些导轨(27，28)形成框架，由百叶窗关闭其窗口(23)，百叶窗上设置有用于主轴箱(24，30)的通道口。这样的布置形成了由垂直壁构成的横向封闭的加工腔，并且不存在任何阻碍切屑落下的障碍。因为不必冲洗掉切屑，所以可以使用喷射冷却来进行最小量的润滑。这样就减少了用在切屑上的液体。

Description

机床

技术领域

本发明涉及一种用于加工工件的机床，尤其是涉及包括刀库的机床，通过移动主轴箱该刀库便于在抓取操作中更换刀具。

背景技术

在DE3236356C2中公开了一种根据权利要求1的前序部分的机床。该机床包括垂直支架，在其上设置有用于垂直位移的工件承载器。在机床的底座上设置有主轴箱，它在水平方向上可以位移，并且进一步地在主轴的轴向上可以移动。在机床的底座上还设置有循环的刀库，该刀库提供有换刀装置。设置该换刀装置，用于在主轴箱已经到达为此目的提供的位置时将刀具从刀库的交换位置输送到主轴箱(反之亦然)。因为将被加工的工件和主轴箱水平地定向，所以加工过程中产生的切屑自由落下，不会碰撞工件承载器或者停留在工件承载器或工件上。

EP0806998B1描述了一种机床，其包括两个能够垂直位移的主轴箱，每一个主轴箱能够独自地对连接到工件承载器上的工件作用，而另一个主轴箱能够在刀库上进行换刀。将刀库构造为循环的刀库并且设置成这样，即：每一个主轴箱在刀库上都有它自己的换刀位置。通过使用不同的刀具，该机床适于快速有效地加工工件。这就带来了困难：因为在工件上的快速操作势必产生相当大量的切屑，切屑沉重地载满了冷却液。这些切屑将落到工件承载器的导轨上。尽管该导轨能够设有排除干扰工件承载器的运转的薄层状盖子，但是产生的切屑将会增加，直到形成较大的积聚，从而导致切屑排放的阻塞和障碍。为了切屑的排放，在工件承载器的导轨下面设置通向切屑传输器的倾斜壁。供给大量的冷却液，也用冷却液来保证切屑的排放并且排除由切屑引起的堵塞。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有工件承载器、主轴箱和刀库的机床，该机床适于快速地加工工件，并且在快速操作中不容易受到产生的切屑引起的干扰。

根据本发明，通过在权利要求1中指出的技术特征能够获得上述目的。这样，将具有水平的旋转轴线的工件承载器安装在垂直支架上，并且在水平导轨上沿着水平延伸的第一运动轴线引导(至少一个)主轴箱。在根据本发明的机床中，将工件承载器的导轨垂直地设置，以便从工件承载器伸出的工件能够以悬臂的方式自由地伸入空间，同时来自工件的切屑能够不受阻碍地落下。在连接到工件承载器上的工件下面的空间没有任何可以阻碍落下的切屑的路线的结构部件。该切屑能够自由地下落到地面上，在地面上设置有用于排放切屑的切屑传输器或者另外的装置。

本发明提供了这样的好处，即：排除了用冷却剂来冲掉切屑的需要。因此，能够通过经济地供应冷却剂来完成冷却过程，例如使用喷射冷却。在喷射冷却中，以液滴的形式将喷射液喷到工件上。这就导致与液体喷射相似的润滑和冷却性能，然而，冷却液的消耗是相当少的。有利的是，很少的冷却剂将粘附到切屑上，并且从这些切屑上去除冷却剂需要很少的费用。另外，通过喷射润滑使其成为可能的最小量的润滑将延长刀具的使用寿命，并且便于改善工件的表面质量。由于切屑排放的改善，本发明的机床适合具有在其上进行的喷射润滑。

另一个好处在于：该主轴箱具有到达刀库的垂直的前面软钢绳的直接入口，从而不再需要换刀装置。每一个主轴箱都能够从该刀库的前面软钢绳取到需要的刀具；为此目的，将主轴箱移动到交换位置，在此主轴箱能够直接地从刀库接收刀具。

根据本发明的优选实施例，主轴箱的导轨是长方形框架的一个部件，该框架围成允许主轴箱在其中移动的窗口。该窗口设有百叶窗，该百叶窗具有设置在其内的开口，该开口能够适合主轴箱的位置。关闭窗口的百叶窗和长方形框架结合在一起形成垂直壁，允许切屑沿着其落下。

较好地，支架和主轴箱的导轨结合在平面视图中形成L形结构，其分别和互补的壁与门一起围成在横向侧面上的加工腔。这样，可以用专门的垂直壁获得横向连续封闭的加工腔，而没有将会损害切屑下落的内部装置。

本发明的机床优选用作两轴的机床，其中两个主轴箱分别地工作，一个主轴箱进行加工，而另一个能够实现换刀。两根主轴都适于沿着水平导轨移动，将水平导轨布置成彼此隔开一垂直距离。以这样的方式相对于刀库布置每一个导轨，即：主轴箱能够在抓取操作中完成刀具的更换。在该过程中，主轴箱将移动到刀具夹具的后面—刀具夹具位于刀库的交换位置内，同时将紧固到主轴箱上刀具直接传送到刀具夹具并且不使用换刀器。以相同的方式，通过沿着Z轴线的直接接近，主轴箱可以从刀库中取出刀具。

如果提供有下导轨，那么它带有设计用于主轴箱沿着其移动的上侧，在向下的方向上通过连接切屑的收集装置的裙部合适地连接该导轨。该裙部构成垂直壁的一个部件，设置用来专门通过重力的作用进行切屑的排放。该收集装置最好提供成切屑传输器。

根据本发明，进一步地在共同的垂直平面内提供两个刀库也是可能的，注意它们位于主轴箱的导轨的两端。

根据本发明的另一替换实施例，提供有两个工件承载器，以便从相对的两侧与加工之中的工件接合。为此目的，可以提供两个垂直的支架，它们中的每一个包括用于工件承载器的垂直导轨。用薄层状的百叶窗或者类似的垂直覆盖装置遮盖住该垂直导轨，这样就排除了切屑的侵入。这也用于刀库。伸入加工腔内的仅仅是换刀所需要的刀库的那些部件。所有其他的部件均位于该加工腔的各个限定壁之后，并且通过该隔壁由切屑密封装置封闭刀库的通道。

附图说明

下面将参考附图更加详细地解释本发明的实施例。

图1是该机床的第一实施例的示意性透视图，

图2是根据图1的机床的平面视图，

图3是沿着图1的III-III线部分剖开的图1的机床的侧视图，

图4是表示带有两个刀库的机床构造的视图，

图5是带有两个同步移动的工件承载器的机床的视图，

图6是根据图5的机床的改进的视图。

具体实施方式

如图1-3中示出的机床包括设置有垂直导轨11的垂直支架10，在垂直导轨上以被控制的方式布置有垂直移动的拖板12。在拖板12上支撑工件承载器13，用于绕着水平旋转轴线14受控制地转动。将被加工的工件15紧固到工件承载器13上。通过设置在支架10内部的主轴驱动装置实现沿着垂直的X轴的拖板12的运动，并且该主轴驱动装置包括：主轴16，连接拖板12的主轴螺母17，转动主轴16的电机18。电机18是NC驱动器(NC＝数字控制的)，允许工件承载器13的高精确度的高度调整。安装到拖板12上的是另外的NC驱动器(未示出)，用于转动工件承载器13。

下梁19和上梁20从支架10水平地伸出。将这两个梁布置成相互隔开一定距离，并且它们与支架10和垂直支柱21一起形成长方形的框架22，该框架围成一长方形的窗口23。布置在窗口23内的是第一主轴箱24，它包括带有紧固在那里的刀具26的可被旋转地驱动的主轴25。将主轴箱24布置成能够沿着运动轴线Z1的方向在拖板34上移动，该轴线在轴向上延伸到主轴25。拖板34在水平导轨27上可以沿着第一运动轴线Y1移动，第一运动轴线与主轴25的轴线方向成直角地延伸，并且拖板34沿着导轨27的纵向移动。由主轴箱24执行沿着轴线Y1和Z1的运动。由工件15执行沿着X轴的运动和绕着旋转轴线14的转动。工件承载器的安装面具有和旋转轴线14一致并且平行于第一轴线Y1延伸的法线。

梁19的上侧设置有拖板29的水平导轨28，具有布置在其上的第二主轴箱30。主轴箱30包括带有紧固在那里的刀具32的主轴31。主轴箱30在导轨28上沿着第一运动轴线Y2可以移动，并且进一步地沿着轴向延伸到主轴31的第二运动轴线Z2可以移动。由线性驱动装置33产生沿着运动轴线Z2的运动。

由电机35和36分别旋转地驱动各个主轴箱中的两根主轴25、31中的每一根。

将刀库37安装在支架10上，该刀库设置有循环连续的传送器38，该传送器配备有从此凸出到外面的刀架39。每一个刀架39包括两个机械手，将两个机械手构造成能够将刀具40的轴夹在它们之间。将刀库37布置在平行于运动轴线Y1和Y2延伸的垂直平面内。刀库的垂直的前面软钢绳41从支架10凸出，并且分别包括两个交换位置，它们各自用于每一个主轴箱24和30。布置在交换位置的刀具40能够被各自主轴箱24或者30的主轴抓住并接收。另一方面，每一个主轴箱24、30能够将连接到其主轴25，31上的刀具26、32交给布置在交换位置上的刀库37的工件夹具39。由电机42控制连续传送器38的驱动。

从图2显然可以看出，在平面视图中由垂直支架10和水平梁19和20形成围成加工腔43的L形结构。由侧壁44和前壁45或者门进一步限定加工腔43，这样在各个侧面将被完全封闭。由框架22围成的窗口23由百叶窗46关闭，该百叶窗在图1中未示出。该百叶窗是薄层状百叶窗，包括两个纵向的切口，每一个切口分别用于每一个主轴箱24、30。通过高层的薄层关闭这些切口，从而沿着运动轴线Y1或者Y2的方向适合主轴箱24、30各自的位置，并且当窗口23的其余部分保持关闭时仅仅允许主轴箱24和30通过。梁19的前壁由垂直裙部47形成。因此，专门由垂直壁来限定加工腔43。布置在加工腔43的下端的是切屑传输器48，它可以提供为例如皮带传输器或者链条传输器，但也可以为螺杆传输器。将该传输器的尺寸确定为能够占据加工腔43的整个宽度，并且将除去从该机床掉落的切屑。

根据图4的实施例只有下面这点不同于第一实施例，即：除了在支架10上的刀库37之外，将另一相似的刀库37a布置在支柱21上。将两个刀库布置在相同的高度上，并且确定主轴箱24、30沿着水平方向的运动路线，其中每一个主轴箱24、30能够接近布置在共同的垂直平面内的每一个刀库37、37a。

在这两个刀库37、37a中，将后面的或者外面的软钢绳50布置在支架10和支柱21的外面，这样将可以从外面接近它，以便手工换刀。

在根据图5的实施例中，除了支架10之外提供另一支架10a，由该支架10a代替支柱21。支架10a包括第二工件承载器13a，将第二工件承载器13a布置成能够沿着垂直的导轨受控制地运动，并且能够绕着它的水平的纵向轴线旋转。通过其每一端部能够将工件15分别夹紧到工件承载器13和13a上。能够沿着垂直方向彼此同步地移动工件承载器13和13a，并且也能够同步地旋转工件承载器13和13a。这种工件的两侧夹紧连接能够提供高精确的定位，甚至对于体积大或者重量重的工件也可以。

另一方面，作为一种选择，可以将例如一个辅助棒紧固到一个工件承载器13a上；将该辅助棒连接到工件上，并且在相应一侧支撑该工件。

图6所示的实施例非常对应于图5的实施例，两个工件承载器13、13a夹持U形的夹具55，将该夹具夹紧在它们之间，该夹具具有通过轴57连接到工件承载器上的支腿56。夹具55的基底58支撑一旋转工作台59，以便将工件60连接到其上。通过绕着轴57枢转该夹具55，能够把工件60带到倾斜的位置，因此，使用紧固到各个主轴箱24、30上的刀具，能够进行有角度的机械加工。可枢转的夹具55允许工件60快速的重复定位，以便在不同的地点或者沿着不同的方向进行机械加工。

在根据图4-6的每一个实施例中，提供了一横向封闭的加工腔43；在这些图中，为了更加易于观察，省略了壁44和45。在任何一种情况下，切屑将会沿着垂直壁落下来落到例如切屑传输器的切屑收集装置48上，而不会被装置所阻碍。

在每一实施例中，根据预定的程序能够数字控制该机床的所有功能，因此，完全自动地完成工件的加工和刀具的更换。也能够完全自动地控制刀库37和37a，从而将各个需要的刀具40带到交换位置。相似地，可以以受控制的方式完成工件15的更换以及它们的传送和取下。

Claims (7)

1.一种机床，它包括：设置在垂直支架(10)上的工件承载器(13)，以便绕着水平的旋转轴线(14)旋转；至少一个主轴箱(24)，设置在与主轴(25)的轴向成直角地延伸的水平导轨(27)上，以便沿着第一运动轴线(Y1)和沿着在该轴向上延伸的第二运动轴线(Z1)受控制地运动；以及至少一个刀库(37)，其特征在于，该刀库(37)设置在与第一运动轴线(Y1)平行地延伸的垂直平面内，并且包括垂直的前面软钢绳(41)，该软钢绳平行于该支架(10)延伸，并且在各个主轴箱(24)的高度上具有用于主轴箱直接接近的交换位置。

2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，该主轴箱(24)的导轨(27)是围成窗口(23)的长方形框架(22)的一个部件，该窗口(23)允许主轴箱(24)在其内运动，并且该窗口(23)设置有百叶窗(46)，该百叶窗具有能够适合主轴箱(24)位置的开口。

3.根据权利要求1或2所述的机床，其特征在于，该支架(10)与主轴箱(24)的导轨(27)一起形成在平面视图内具有L形形状的结构，并且它们分别与互补的壁(44，45)和门一起在横向侧面上围成加工腔(43)。

4.根据权利要求1-3中任一所述的机床，其特征在于，设置支撑主轴箱(30)的下导轨(28)，并且沿着向下的方向通过连接切屑收集装置(48)的裙部(47)连接该下导轨(28)。

5.根据权利要求1-4中任一所述的机床，其特征在于，在共同的垂直平面内提供两个刀库(37，37a)。

6.根据权利要求1-5中任一所述的机床，其特征在于，提供的两个垂直支架(10，10a)中的每一个都包括工件承载器(13，13a)，这两个工件承载器可以彼此同步地旋转和调整高度。

7.根据权利要求6所述的机床，其特征在于，该工件承载器(13，13a)支撑U形夹具(55)的支腿，该U形夹具(55)带有安装在其底座(58)上的旋转工作台(59)。

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