CN85106747A - 机床的旋转往复送件机构 - Google Patents

Abstract

一种用于机床的旋转往复送件机构(10)，不需要动力机构来把带工件的托架(14，15)从往复送件器(10)移到机床工作台(13A)上或者把带加工完毕工件的托架(14，15)从机床工作台(13A)移回到往复送件器(10)上，旋转往复送件器提供了工件支架，它能够和托架(14，15)一起升高和下降。它和换位架(13)一起把工件在工作台(13A)和工件支架(16、19)之间移动。

Description

本发明涉及一种用于机床的往复送件机构，尤其涉及一种用于机床的改进的旋转往复送件机构，可以在往复送件台和操作站之间交换工件而不需要动力机构来把托架在工件支架和换位架之间移动。

典型的往复移动送件机构或货架传送装置在下列美国专利中发表过：1974年7月23日颁布的3，825，245号专利，题目是机床的工件交换机构;1976年10月19日颁布的3，986，617号专利，题目是机床的换位托架承载器;1983年2月15日颁布的4，378，840号专利，题目是托架传送装置。在所有的这些专利发表的把工件从工件储存支架传送到换位台以及机床中心的往复送件机构中，有几种动力机构用以把托架上工件从工件支座上移开并放到换位台上去。例如，在美国专利3，825，245号中所叙述的是用汽缸（61）。汽缸被启动来实现活塞杆（59）的移动以推动卡爪（91）进入托架（30）的外啮合位置。然后换位架通过把托架（30）向上推动和向外伸出的活塞杆（59）上的卡爪（59）夹紧啮合来把托架（30）释放开。然后活塞杆（59）又收缩使卡住的托架（30）进入停放的储存站47d。在3，986，617号美国专利中，和轴（99）连接并完全穿过托架交换器的双向旋转液压马达（98），通过传统的齿条和齿轮机构驱动导轨（85）达到同样的目的。钳式制动器（100）通常用弹簧推动使和轴（99）夹紧啮合，被用来使导轨锁紧就位托架转换时除外。在4，373，840号美国专利中，往复卡爪装置（85）被用来把托架（82）在导轨（120和121）上弃引到拖板上。往复卡爪移动是由滚珠丝杠（125）来实现的，滚珠丝杠由液压马达（127）或其他装置通过适当的齿轮（126）来转动。

除了要取消在往复送件时把工件从工件支架上传送到换位台所需要的机械装置。还应该指出这里所指述的旋转式往复送件通常比直线往复送件需要更多的地面空间。但是本发明的旋转往复送件机构需要较小的地面空间。

本发明的一个优点是提供一种用于机床的，改进的往复送件机构，它不需要另外的动力机构来使工件从工件支架移动到换位台上。

本发明的另一个优点是它的改进的往复送件机构只需要最小的空间，并且很容易和机床中心的换位台相适应。

简短地说，按照所阐述的本发明的实施方案，提供了用于具有放置被加工，工件的工作台的，机床中心的改进的往复送件机构和使用的方法。改进的往复送件机构包括有工件支架，它安装在框架上可以转动，用以储存工件。升降装置和工件支架及框架有联系，使工件支架旋转以及升降。升降装置和换位架一起把工件在工作台和工件支架之间移动，通常，换位架装置包括直线移动架，在工件支架和机床之间移动。在最佳实施例中，旋转装置包括一个和往复送件机构的框架有功连接并与主动齿轮啮合的齿轮，升降装置包括活塞和凸轮环。带有压缩液体装置使活塞和环相对于滑动架壳移动。同时，往复送件机构的框架包括偏置旋转部件，向着换位架部分延伸。和工件支架有联系的旋转和升降装置是把和工件支架有联系的托架移到换位架上所需要的唯一机械装置，因此，把带有工件的托架从工件支架上移开时不需要动力机械装置，因为它要随升降装置的下降而下降到换位架上。另外，闸门构件和工件支架安装在一起并可以转动，把机床站的外罩门关闭以防止碎屑进入工件支架上运载的工件所占据的区域内。

本发明相信是新颖的特征在附加的权利要求中被详细的规定出来。本发明本身，构造和操作方法，以及其优点可以通过下面的叙述和附图来更清楚的理解。

图1是结合本发明的机床的透视图。

图2是结合本发明的机床的侧视图。

图3是表示机床和本发明的旋转往复送件机构的顶视平面图。

图4是表示本发明的旋转往复送件机构的支撑臂的局部顶视图。

图5是沿图4线5-5的垂直剖视图。

图6是沿图4线6-6的垂直剖视图。

图7是和本发明的旋转往复送件装置一起应用的换位架的侧视图。

图8是沿图7线8-8的水平剖视图。

图9是沿图8线9-9的垂直剖视图。

图10是表示换位架的驱动机构的局部剖视图。

图11表示旋转往复送件台和托架的定位情况细节的局部视图。

图12至17是表示旋转往复送件台和机床换位架的操作程序的侧视图。

现在参考图1和图2。图1表示了旋转往复送件装置10和总机床11的透视图。如图2所示，机床11包括有水平的主床身12，其上支撑有通常沿Z轴承载托架14用的换位架13，还包括有垂直立柱22。沿着Z轴的移动是由安装在水平床身12上的固定螺母18来提供的，固定螺母18上装有由液压马达20驱动的丝杠17。机床11具有普通的安装刀具的芯轴21，连接到主轴箱24上并可旋转。为了提供垂直的即Y轴上的移动，垂直柱22设置有平行间隔一定距离仍垂直导轨，其中一根如图1中23所示。水平的装刀芯轴21安装在主轴头24上以进行可选择的旋转动力驱动。芯轴21上带有铣刀（未图示），以已知方式做可选择的运动，借助于使芯轴21和托架14之间做整体相对运动，完成对夹紧在托架14上的工件的切削加工。普通的动力传动装置（未图示）以众所周知的方式连接以实现刀具芯轴21的变速转动。主轴头24沿着Y轴的垂直移动是由Y轴驱动器73提供的。第三轴即X轴的相对移动是借助于滚珠线杠式的普通驱动机构沿X轴的床身25的实现的。旋转往复送件装置10量于机床11的前面，一般具有对置的往复臂，例如16，用来支持托架14和15。

参考图2和图3，可以见到机床11还包含有旋转式的刀库26和换刀机械手29用以在刀库26和刀具芯轴21之间互相换刀。如结合图3所清楚看到的那样，水平导轨30和31被设置来引导换位架13沿着Z轴向着垂直柱22的方向移动。

参考图3和往复送件机构10，可以看到它有一对对置的工件支撑臂16和19以支撑把架14和15。

图4和图5表示了托架14和15在往复臂19和16上的准确定位以及往复送件机构的转动情况。在往复臂16和19上延伸出两对定位件35，具有凸块56以和托架14及15下边的定位器啮合，这将在后面结合图11来描述。支撑臂16和19用框架结构81互相连接，框架结构81上固定有液压马达27，液压马达27借助于支架50安装不框架结构81上。由马达27驱动的主动齿轮32和固定在往复底座66（见图1）上的往复齿轮28相啮合。往复齿轮28的弧大约是180°，主动轮32以往复方式在往复齿轮上移动。通常的压缩液体借助于液压管33和34和转动马达27相连接，液压管又由通常的液压泵（未图示）对其加压。可以见到，在往复送件机构的中心部分67的附近装有开关36用来使往复送件机构在转过180°圆弧时使其定位。通常的控制器将用于这个目的。

图6中描述了提升到例如19和16的工件支撑臂的提升和下降装置。中部的芯件75的液体通道41和42和液压管46和47连道。设置了附加的液体通道76和管道48用以提供液压液体到管道33或34再经到液压马达27。活塞37借助于轴承39和40安装在中央总件75外面并可转动。活塞37具有液体通道和通道41和42连道。凸轮环38由螺丝82固定到往复滑动架71上。在凸轮38和活塞37之间以及活塞37和往复滑动架71之间各开有开口44和45用来使滑动架71提升或下降。可以见到，液压液体导入到开口44中时，液体的存在使凸轮环38以及相应的往复滑动架71向上移动。当液体管道41被打开，液压液体输入到液体通道42中并由此导入到开口45时，这将引起往复滑动架71向下移动。因为往复臂19和16整体地连接到往复滑动架71上，这个移动就被传到这些臂上。

参考图7，可以见到换位架13包括有底座部份49，从这里延伸出工作台13A用以承载托架14。四个锥状定位器，其中两个如48所示从那里向上延伸，和定位板54上的辅助的接受定位器52互补啮合。如图8和9所清楚的见到的那样，定位器52被表示为固定在定位板54上，而定位板54由延长部分51和螺线53固定到托架14上。定位板54又有定位槽55，它将容纳从固定在往复臂16和19上的定位件35向上延伸的定位块56以便使托架14在往复臂上定位。这在图11中可以很清楚的见到。应该注意到图7中，底座49包括有爪形开关77，它和通常的电磁阀及定时机构一起确定液压液体流入到往复滑动架的中部芯部75的液体通道41和42中，以使往复臂16和19提升或下降以及确定换位架13移动的位置。

使换位器13在导轨30和31上移动的驱动装置如图10所示。电机20的轴64上固定有皮带轮63。皮带轮63驱动皮带62，皮带再驱动固定在丝杠17一个端部上的皮带轮61。丝杠17通过轴承57和轴承座58可转动的安装在换位架13上，而轴承用锁紧垫圈59和螺丝60夹持在轴承座上。轴承座58用螺丝83紧固在换位架13上。因为螺母18被固定到水平的机床床身12上，丝杠17的转动就导致换位架往复移动。

通过对旋转往复送件机构10连同机床11的操作的描述可以更好的理解其优点。这在图12至17表示的程序操作中已经很清楚的说明。假定图12中托架14上有一个由机床11加工完的工件（未图示）。该工件已由换位架13在水平导轨30和31上的横向移动输送到往复送件机构上。换位架30及其上的工作台13A横跨在降下的往复臂19之间。图12所示的位置，换位架上的定位凸块56和定位槽55对准。开关装置例如爪形开关77就会启动使得液压液体流入到管道11和开口44引起中心柱65的升高。这还会引起臂19升高，把托架14从换位架13上举起。应该指出，升高往复臂19和16的最佳距离大约是1英寸。该往复臂的升高在图13中用箭头画出。托架14和15处在升高的位置时，换位架在水平床身12上横向移动到图14所示的位置。这个移动是由启动电机20和丝杠17来实现的。随着换位架从托架14转动时的弧形通路上离开，往复机构10就被启动旋转180°如图15的箭头所示。这个旋转由启动液压马达27并使主动齿轮32绕过固定的往复齿轮28来实现的。现在托架14和15已经互换位置如图15所示。参考图16，换位架13返回其靠近往复底座66的位置。这时，往复送件机构带着其往复臂16和19下降，如图17所示。如前所述，当把液体通道41和开口44打开时，使得液压液体进入往复滑动架71和活塞37之间的开口45，就可实现往复臂向下移动。往复臂19的下移，使得托架15座落到换位架13上的工作台13A上，其上的锥状定位器48和托架15上的接收定位器52相啮合，如图17所示。这种安排以后，换位架13带着新工件角沿着导轨30和31横向移动，移到靠近机床垂直柱从前面的地方，由刀具芯轴上的刀具进行加工。工件在托架15上被加工以后，由换位架13再移回到往复机构10，如图12所示。这是为机床提供工件转换器的往复送件机构10和换位架13的一个完整的周期。托架的互换将按照前述的程序继续重复。

应该指出，在前面包括操作过程的叙述中更加明显的看出往复送件机构10具有一些重要的特性。旋转往复送件和直线往复送件相比，常见的缺点之一就是它通常需要更大的室内空间。然而，在本例子中可以见到，使用相对于往复底座66偏置的立柱65使得托架14和15的位置能够和换位架13更加靠近。这是借助于换位架上截去的截面79实现的。往复送件机构10的其他优点是把托架14和15移开或放上往复臂16和19以及换位架13时不包括有机械化。在原有技术中，需要用某些类型的机械化来完成托架在往复送件器和换位架之间的横向即水平移动。本发明指出的托架相对于往复送件机构10的运动仅仅由升高和下降往复臂16和19来实现。还应该知道，本发明还提供了托架14或15在往复臂16和19以及在换位平台13A的位置上准确定位。这是由托架14、15和换位工作台13A之间以及托架14、15和往复臂16、19之间用前述的定位器48、56和相应的定位板54上的定位器52、55互相啮合来实现的。托架14、15相对于往复臂19、16以及换位工作台13A的准确定位提供了在换位架13和旋转往复送件机构10之间迅速而有效的传输托架。

本发明的往复送件装置10的附加的优点在图1中可以见到。往复送件机构10可以装置有屏蔽闸门68，固定在转动的往复机构上，诸如在中心部份67的中央柱65上。因此，闸门68随往复臂16和19转动以使托架之一14或15罩在外罩69内时闸门68对齐和关上外罩的门口70。如果需要，为了观察的目的在闸门上还可以装上透明板80。

各种驱动装置，例如液压马达20和27以及加压和打开液体管道41和42的同步操作，可以使用普通控制开关和由计算机时间控制中心控制的电磁阀门来完成。这样本发明的往复送件装置在加工中心能够很容易被适应。在加工中心操作是以计算机自动方式高精确度高效进行的。

前面已经叙述过用固定螺母18、丝杠17和马达20来代表的特殊螺旋式的驱动装置用来移动换位架13，还可以使用任何合适的驱动装置例如齿条齿轮装置等。另外，尽管已经叙述过特殊几何形状类型的啮合定位器，例如55和56用来使托架14和15在支撑臂16和19上定位，还可以使用任何其他类型具有不同几何外形的互配定位器。

可见，本发明提供了一种旋转往复送件机构，它只需要最小的室内空间，还避免了把托架移入和移出往复送件机构需要使用的机械化。托架相对于往复送件机构和换位架放置时可精确定位从而使本发明的往复送件机构的效率很高。

虽然上面已经详细描述了本发明的实施方案以揭示本本发明的实际操作结构，有利于对本发明的实施，应该懂得上面描述的特殊器械只是为了便于说明，本发明的新颖的特征还可以结合在其他结构形式中而不脱离本发明在附加的权利要求中所规定的内容和范围。

Claims (16)

1、一种用于机床站一该机床站具有放置被加工工件的工作台，并具有在上述工作台和往复送件机构之间移动工件的装置一的往复送件机构，其特征在于该机构包括有工件支架、和上述工件支架有操作联系的使上述工件支架转动的旋转装置，以及升高和下降上述工件支架并和上述装置一起在上述工作台和上述工件支架之间移动工件的装置，以便把工件在上述工件支架和上述机床站之间移动。

2、按照权利要求1的往复送件机构，其特征在于上述旋转装置包括一个和上述往复送件机构上的框架（66）连接的齿轮（28）并和主动齿轮（32）相啮合。

3、按照权利要求1的往复送件机构，其特征在于上述升高和下降装置，包括有活塞（37）和凸轮环（38），带有压缩液体装置，使上述活塞（37）和上述凸轮环（38）相互间移动并和滑动架（71）一起移动。

4、按照权利要求1的往复送件机构，其特征在于它还包括有上述工件支架（16、19）的框架（66）和偏置转动部分，向着包括上述工作台（13A）的换位架（13）延伸。

5、按照权利要求4的往复送件机构，其特征在于上述工件支架包括有臂，和上述偏置转动部分一起使托架（14、15）向上述工作台延伸，用以在工作台和往复工件支架（16、19）之间移动工件。

6、一种用于具有放置被加工另件的工作台的机床的，把工件在上述工作台和往复送件机构之间移动的工件转换器，其特征在于它包括有储存工件的往复送件机构，和上述往复送件机构有操作联系的，使上述往复送件机构转动的旋转装置，升高和下降上述往复送件机构的装置，以及相对于上述往复送件机构放置的，用于把工件在上述工作台和上述往复送件机构之间移动的装置。

7、按照权利要求6的工件转换器，其特征在于上述把工件在工作台和往复送件机构之间移动的装置，包括有一个换位架装置。

8、按照权利要求7的工件转换器，其特征在于上述换位架装置包括有直线移动架（13）;可以在上述机床和上述往复送件机构之间移动。

9、按照权利要求6的工件转换器，其特征在于上述旋转装置包括有一个齿轮（28），该齿轮和上述往复送件机构上的框架（66）连接，并与主动齿轮（32）啮合。

10、按照权利要求6的工件转换器，其特征在于上述上升和下降装置包括有活塞（37）和凸轮环（38），带有压缩液体装置，使上述活塞（37）和上述凸轮环（38）相互间移动并和滑动架（71）一起移动。

11、按照权利要求6的工件转换器，其特征在于它还包括有上述工件支架（16、19）的框架（66）和偏置转动部分，向着包括上述工作台（13A）的换位架（13）延伸。

12、按照权利要求11的工件转换器，其特征在于上述往复件机构还包括有臂，和上述偏置转动部分一起，使托架（14、15）向上述工作台延伸。

13、按照权利要求12的工件转换器，其特征在于上述托架（14、15）和上述臂具有相互啮合的定位件（35）。

14、在一个用于具有放置被加工另件的工作台的机床站的封闭组件里，机床站具有带有门口的外罩和把工件在上述工作台和往复送件机构之间移动的装置，其特征在于它包括有储存工件的工件支架，和上述工件支架及上述柜架有操作联系的旋转装置，升高和下降上述往复送件机构并和上述装置一起把工件在上述工作台和上述工件支架间移动的装置，以便把上述工件在上述工件支架和上述机床站工作台之间移动。另外它还包括有和上述工件支架有操作联系的闸门构件，在上述往复机构的一个旋转位置上关闭上述门口。

15、在一种把工件在往复送件机构和机床工作台之间移动而不需要另用机械来把托架在往复送件机构和工作台之间移动的方法中，其特征在于该方法包括把工件放在往复送件机构的工件支架上，旋转上述工件支架以及升高和下降上述工作支架。当和上述工作台对齐时，一种情况是把托架放在工作台上，另一种情况是把托架移走。

16、按照权利要求15的方法，其特征在于它还包括把上述工作台（13A）以直线方式相对于上述往复送件机构移动的步骤。

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