CN212208034U - 用于由铸件制造部件的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于由铸件制造部件的系统，其包括加工机床、设置在加工机床的第一机床轴上的用于测量铸件的3D扫描器和用于控制加工机床的控制装置，加工机床具有用于接纳铸件的接纳单元和布置在另外的机床轴上的一个或多个刀具，其中，3D扫描器与控制装置数据连接，3D扫描器能借助于第一机床轴在控制装置的操控下运动以对铸件进行测量，刀具能借助于另外的机床轴在控制装置的操控下运动以对铸件进行加工，控制装置被配置成，能根据在由3D扫描器检测的用于铸件的3D模型与存储在控制装置中的用于部件的3D设计模型之间的偏差，当在铸件的不同表面区域中进行加工时以不同方式驱控所述另外的机床轴。

Description

用于由铸件制造部件的系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于由铸件制造部件、特别是减速器壳体部件的系统。

背景技术

普遍已知的是，部件能够由铸件通过在加工机床中进行加工而制成。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于，改进部件的有效制造。

此外，本实用新型的另一目的在于，高精度地制造部件。

根据本实用新型，该目的通过具有以下特征的系统和方法实现。

所述用于由铸件制造部件、特别是减速器壳体部件的系统的重要特征是，该系统具有加工机床、设置在加工机床的第一机床轴——特别是线性轴——上的用于测量铸件的3D扫描器和用于控制加工机床的控制装置、特别是计算机，该加工机床具有用于接纳铸件的接纳单元和布置在另外的机床轴上的一个或多个刀具，其中，所述3D扫描器与所述控制装置数据连接，所述3D扫描器能借助于第一机床轴在控制装置的操控下运动以对铸件进行测量，其中，所述一个或多个刀具能借助于所述另外的机床轴在控制装置的操控下运动以对铸件进行加工，其中，在所述控制装置中存储有用于部件的3D设计模型，所述控制装置被设计用于基于3D扫描器的测量结果和所存储的3D设计模型驱控所述另外的机床轴。

在此优点是，在同一次夹紧中，铸件能借助3D扫描器测量并且随后能利用加工机床的一个或多个刀具进行加工。因此，可以实现高精度。

在一种有利的设计方案中，所述控制装置具有屏幕，在屏幕上显示或指示出在基于3D扫描器的测量结果建立的用于铸件的3D模型与所述3D 设计模型之间的偏差，和/或与控制装置连接有打印机，利用打印机通过打印在纸上显示或指示出所述偏差。

在另一种有利的设计方案中，加工机床具有用于检测铸件的温度的温度传感器，以根据由温度传感器检测的温度与为在加工机床中加工铸件而设置的额定温度之间的温度差修正所述偏差。

在所述方法中的重要特征是，所述方法被设置用于由铸件制造部件、特别是减速器壳体部件，其中，在第一方法步骤中，为部件、特别是减速器壳体部件建立3D设计模型，并将其存储在用于控制加工机床的控制装置、特别是计算机中，在第二方法步骤中，通过铸造制造铸件，在第三方法步骤中，利用3D扫描器测量铸件并由在此检测到的测量数据确定铸件的3D模型，在第四方法步骤中，确定并显示或指示出在3D模型与3D设计模型之间的偏差，特别是在屏幕上或通过打印特别是在纸上显示或指示出所述偏差，特别是二维地显示或指示出所述偏差。

特别是，将3D模型和3D设计模型在控制装置中重叠并且在此使它们的重心和/或中心重合且也使相对的空间转动一致。

在此优点是，可以简单和快速地确定出铸件的实际表面与3D设计模型的理论表面之间的偏差，并且可以决定随后的加工工艺。

在一种有利的设计方案中，在第三方法步骤中检测铸件的温度，其中，确定所述温度与为在加工机床中加工铸件而设置的额定温度之间的差作为温度差，其中，以由温度差引起的长度变化修正所确定的偏差，特别是修正为使得考虑到由温度差引起的铸件材料的热膨胀。在此优点是，可考虑在扫描时存在的温度与在加工时规定的温度之间存在的温度差和由此引起的长度变化。

在一种有利的设计方案中，在第四方法步骤中，将偏差有色地显示在 3D设计模型的特别是二维的图示上。在此优点是，可以快速地识别偏差。

在一种有利的设计方案中，通过3D设计模型的图示的各个像点的相应色值对3D模型与3D设计模型在3D设计模型的与像点对应的相应表面点处的沿法线方向的间距进行编码。在此优点是，可以明确地确定间距。

在一种有利的设计方案中，在第五方法步骤中，

-确定3D设计模型的第一表面区域，在第一表面区域中，偏差在数值上都大于预定的阈值，

-确定3D设计模型的第二表面区域，在第二表面区域中，偏差在数值上都小于或等于预定的阈值。

在此优点是，可以根据所述情况区别进行随后的加工。因此，可以实现更高的效率。

在一种有利的设计方案中，在第六方法步骤中对铸件进行加工，其中，以与第二表面区域不同的方式对第一表面区域进行加工。在此优点是，可根据材料多余量实施表面区域的单独加工并因此可实现有效的加工。

在一种有利的设计方案中，在一个方法步骤或所述第六方法步骤中对铸件进行加工，其中，第一表面区域利用第一加工工艺和第二加工工艺来加工，而第二表面区域仅利用第二加工工艺来加工。在此优点是，可实施有效的加工。

在一种有利的设计方案中，第二加工工艺是比第一加工工艺更精细的加工工艺。在此优点是，仅在材料超出理论形状、即理论表面的多余量足够小的地方才应用更精细的加工工艺。

在一种有利的设计方案中，第二加工工艺是通过精磨实现的磨削加工，而第一加工工艺是通过粗磨实现的磨削加工。在此优点是，可有效地进行精加工。

在一种另选的有利的设计方案中，第二加工工艺是磨削加工，而第一加工工艺是铣削加工。在此优点是，可有效地且根据3D扫描来实施加工。

本实用新型不限于上述特征组合。对于本领域技术人员，特别是从任务提出和/或通过与现有技术比较而提出的任务中，得到上述特征组合和/ 或上述单个特征和/或以下将说明的特征和/或附图特征的其他有意义的组合可能性。

附图说明

现在借助于示意图详细解释本实用新型：

在图1中以侧视图示意性地绘出了根据本实用新型的铸件、特别是用于工业减速器的壳体部件。

在图2中示意性地示出根据本实用新型的用于由铸件制造部件的系统。

附图标记列表：

1 铸件

10 机床

11 接纳单元

12 刀具

15 第一机床轴

16 另外的机床轴

20 3D扫描器

30 计算机

100 系统

具体实施方式

如图1所示，铸件1具有轴承座，用于容纳减速器的可转动地被支承的轴的轴承。

在图2中示出了本实用新型的具有机床10的系统100，铸件1可接纳并保持在该机床的接纳单元11中。在机床10的第一机床轴15、特别是线性轴上布置有用于测量铸件1的3D扫描器20，该3D扫描器能借助于第一机床轴15运动以对铸件1进行测量。机床10的一个或多个刀具12布置在另外的机床轴16上，并能借助于所述另外的机床轴16运动以对铸件1 进行加工。所述系统100还具有控制装置、例如计算机30，计算机可与3D 扫描器20数据连接，且能操控机床的机床轴15、16。

在借助于铸造工艺制造铸件之后，利用3D扫描器20来测量铸件1。

由在该测量中获得的测量数据、特别即是检测到的3D测量点，在计算机30中建立铸件的3D模型。

但在计算机30中也存储了铸件的3D设计模型，该3D设计模型是理论几何形状、特别是在结构方面所期望的造型。

在另一方法步骤中，将这两个模型如此放在一起，使得确定3D模型与3D设计模型的偏差并且有色地显示出该偏差。

为此，首先将3D模型这样围绕其中心和/或重心在空间中转动，并使 3D设计模型的重心和/或中心与3D模型的重心和/或中心重合，使得在测量时获得的各个测量点与3D设计模型的相应最接近的表面点之间的间距的平方和最小。

然后，针对3D模型的每个测量点，分别确定到3D设计模型的最接近的表面点的间距，并且用色值来表示相应最接近的表面点，该色值是所确定的离相应的最接近的表面点的间距的一对一函数。

随后，借助显示元件、特别是计算机系统的屏幕将3D设计模型显示为有色图像。因此，能够以简单的方式实现通过铸造制造的铸件的质量控制。

例如也可以考虑加工余量，该加工余量必须存在于轴承座的区域中，这是因为铸件在该区域中还应精细地加工。

在根据本实用新型的另外的实施例中，根据表面区域内的最小间距选择接下来的、针对该表面区域决定的加工类型。

例如，当表面区域内的最小间距大于预定的阈值时，作为加工首先选择铣削加工并且接下来选择磨削加工。相反，如果表面区域内的最小间距低于该预定的阈值，则仅选择磨削加工。

在这两种情况下，在另一实施例中，代替磨削加工，可以进行被实施为精磨的磨削加工，而代替铣削加工，可以进行被实施为粗磨的磨削加工。

铸件虽然是批量生产的加工部件，但尽管如此，该批量生产的每个铸件的加工仍可单独地适配。

优选地，铸件1作为工件被接纳在机床10中、特别是夹紧到芯轴上，并且3D扫描器20固定在机床1的至少一个机床轴15、特别是线性轴上。通过这种方式，3D扫描器可以在接纳在机床10中的铸件1旁移动，其中，检测3D扫描器20的位置并且将所述位置与各个测量数据相关联。以这种方式实现了铸件的高精度的和精确的测量。此外，测量数据的分析处理在机床的计算机中、特别是控制装置中进行，其中，该计算机30也决定如何实施铸件的加工，即例如仅以精磨进行磨削加工，或者替代地先以粗磨进行磨削加工、然后紧接着该粗磨进行精磨。因为铸件1被夹紧并且因此固定地布置在机床10的坐标系中，所以铸件1的第一表面区域能仅利用精磨来加工，而铸件的另一表面区域能利用粗磨来加工并且然后紧接在粗磨后进行精磨。

在另一实施例中，在另一特别是较高的温度下，特别是例如在热处理之后和/或在硬化处理之后利用3D扫描器20测量铸件1，其中，特别借助于红外温度计检测分别利用3D扫描器20拍摄的区域的温度。然后，在考虑所检测的温度的情况下，由利用3D扫描器20检测到的数据计算出用于环境温度、特别是室温等的3D模型，也就是在此考虑热膨胀。

Claims (6)

1.一种用于由铸件(1)制造部件的系统，

其特征在于，

该系统(100)包括加工机床(10)、设置在加工机床的第一机床轴(15)上的用于测量铸件(1)的3D扫描器(20)和用于控制加工机床的控制装置，

其中，该加工机床(10)具有用于接纳铸件(1)的接纳单元(11)以及布置在另外的机床轴(16)上的一个或多个刀具(12)，

其中，所述3D扫描器(20)与所述控制装置数据连接，所述3D扫描器(20)能借助于第一机床轴(15)在控制装置的操控下运动以对铸件进行测量，

其中，所述一个或多个刀具(12)能借助于所述另外的机床轴(16)在控制装置的操控下运动以对铸件进行加工，

其中，在所述控制装置中存储有用于部件的3D设计模型，所述控制装置被设计用于，基于3D扫描器(20)的测量结果和所存储的3D设计模型驱控所述另外的机床轴(16)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述部件是减速器壳体部件。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，第一机床轴是线性轴。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制装置是计算机(30)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，

其特征在于，

所述控制装置具有屏幕，在屏幕上显示或指示出在基于3D扫描器的测量结果建立的用于铸件的3D模型与所述3D设计模型之间的偏差，和/或与控制装置连接有打印机，利用打印机通过打印在纸上显示或指示出所述偏差。

6.根据权利要求5所述的系统，

其特征在于，

加工机床具有用于检测铸件的温度的温度传感器，以根据在由温度传感器检测的温度与为在加工机床中加工铸件而设置的额定温度之间的温度差对所述偏差进行修正。

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