TWI757628B - 用於使用在加工系統的機座及包含此機座的系統 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關一種用於使用在一加工系統(68)中的機座(10)，該加工系統(68)包含：至少一個工件保持器裝置收容部分(14)，設置有一工件保持器裝置介面(16)且適於收容沿著該座標系統(12)的一z軸對準的一工件保持器裝置(18)，該工件保持器裝置介面(16)包含對準手段(42)；至少一個第一加工單元收容部分(20)，設置有適於收容第一加工單元(24)的第一加工單元介面(22)，該第一加工單元(24)包含第一刀架介面(77)；至少一個第二加工單元收容部分(26)，設置有適於收容第二加工單元(30)的第二加工單元介面(28)，該第二加工單元(30)包含第二刀架介面(79)；該第一加工單元介面(22)係配置在該工件保持器裝置介面(16)的第一側處且與該工件保持器裝置介面(16)相距一距離，且使得該第一刀架介面(77)可以至少沿著該x或y軸移動；該第二加工單元介面(28)係配置在該工件保持器裝置介面(16)的第二側處且與該工件保持器裝置介面(16)相距一距離，且使得該第二刀架介面(79)可以至少沿著該x或y軸移動，該第一側係與該第二側相對；及至少一個工件傳送單元收容部分(46)，設置有適於收容一工件傳送單元(50)的一傳送單元介面(48)。

Description

用於使用在加工系統的機座及包含此機座的系統
本發明係有關一種使用在一加工系統中的機座。除此之外，本發明係有關一種包含此種機座的加工系統。
在本發明之範圍內，用語「機座」係理解為支撐部件，該支撐部件支撐典型地與諸如刀具保持裝置的加工實體一起使用的加工實體、加工站及附屬單元。在某些情況下，機座也稱為機架或機床。
用語「加工系統」係理解為包含多個加工實體或典型地與加工實體一起使用的加工站及加工單元的實體。
如果給定的工件將設置有需要複數個不同的加工步驟之形狀，而這些加工步驟不能僅由單一加工實體執行，則使用加工系統。因此，加工系統包含多個加工實體，每個加工實體執行特定的加工處理。加工系統的特徵在於必須將工件從一個加工實體傳送到另一加工實體。在兩個加工實體彼此相對定位之情況下，可以藉由下述方式傳送工件，亦即，保持工件的工件保持器裝置沿著共用軸線對準，而相對的加工實體的工件保持器裝置不承載工件。兩個工件保持器裝置彼此靠近置放，使得兩個工件保持器裝置可以同時地抓持工件。先前保持工件的工件保持器裝置現在釋放工件，且兩個工件保持器裝置彼此分離。在EP 2 021 148 A1中揭示此種加工系統。
將工件從一個加工實體傳送到另一個相反定向的加工實體的另一種方法可以是，使用旋轉切割工具將第二工件保持器所抓持的預加工工件從仍由第一工件保持器所抓持的桿狀或棒狀工件之部分切下。
在需要由超過兩個的加工實體來加工工件之情況下，不僅需要在相對配置的加工實體之間傳送工件，而且也需要在彼此側向地位移而配置的加工實體之間傳送工件。此種加工系統可以包含三個加工實體，其中兩個加工實體係側向地配置且第三加工實體係與兩個其他加工實體相對而配置。第三加工實體可以垂直於上述共用軸線移動。此種加工系統需要複雜的機座及複雜的驅動單元。此外，在應該製造需要不同加工的工件之情況下，此種加工系統的靈活度受到限制。如果工件需要少於三個加工步驟，則此種加工系統不能經濟地操作。此種加工系統的例子係例如在EP 2 305 404 A1及EP 3 162476 A1中揭示。
本發明的任務之一在於提供一種機座及加工系統，以可以加工給定種類的工件或複數個不同的工件之方式提供高的靈活度。此外，本發明的任務之一在於使得能夠以簡單且負擔得起的方式從兩側同時地加工給定的工件。
此任務藉由請求項1、11及15中規定之特徵來解決。有利的實施例係為附屬項之標的。
根據一個實施例，該機座界定一xyz座標系統且包含： 至少一個工件保持器裝置收容部分，設置有一工件保持器裝置介面且適於收容沿著該座標系統的一z軸對準的一工件保持器裝置，該工件保持器裝置介面包含對準手段； 至少一個第一加工單元收容部分，設置有適於收容第一加工單元的第一加工單元介面，該第一加工單元包含第一刀架介面； 至少一個第二加工單元收容部分，設置有適於收容第二加工單元的第二加工單元介面，該第二加工單元包含第二刀架介面； 該第一加工單元介面係配置在該工件保持器裝置介面的第一側處且與該工件保持器裝置介面相距一距離，且使得該第一刀架介面可以至少沿著該x或y軸移動； 該第二加工單元介面係配置在該工件保持器裝置介面的第二側處且與該工件保持器裝置介面相距一距離，且使得該第二刀架介面可以至少沿著該x或y軸移動，該第一側係與該第二側相對；及 至少一個工件傳送單元收容部分，設置有適於收容一工件傳送單元的一傳送單元介面。
本發明之核心思想係為提供一種機座，該機座設置有如上所述相對於彼此配置的工件保持器裝置介面、第一加工單元介面、第二加工單元介面、及工件傳送單元介面。至少該工件保持器裝置介面包含對準手段，諸如銷、溝槽、凹部或突部，其確保工件保持器裝置僅能以如上所述的對準方式連接至該工件保持器裝置介面。如果夾持在工件保持器裝置中的棒狀或桿狀工件係沿著z軸或平行於z軸延伸，則工件保持器裝置係沿著z軸對準。根據此實施例的機座提供將工件保持器裝置連接至工件保持器裝置介面的可能性給使用者，使得工件被保持且可以沿著z軸移動到所欲的加工位置。在加工之期間，工件可能會靜止不動。刀具及被第一工件保持單元抓持的工件之間的相對運動可以藉由第一加工單元來實現。如果使用者希望用第二加工單元來加工工件，則可以簡單地將第二加工單元連接至機座的第二加工單元介面。如果第一或第二加工單元不適用於特定的加工步驟，則使用者可以不費力地調整各自加工單元的構造。
用語「x軸」不應被理解為僅有關一個軸，而是有關彼此平行延伸的複數個軸。用語「y軸」及「z軸」也是如此。用語「沿著…對準」也可以被理解為「平行於」。
在該機座的另一個實施例中， 該工件保持器裝置介面界定一x-z平面， 該第一加工單元介面平行於或垂直於該x-z平面延伸且適於收容該第一加工單元，及 該第二加工單元介面平行於或垂直於該x-z平面延伸且適於收容該第二加工單元。
由此實施例可以得出結論，第一加工單元及第二加工單元的對準係相對於z軸執行。因此，此實施例的機座非常緊湊，且確保對工件的可存取性。
在又一個實施例中，該傳送單元介面平行於該x-z平面延伸且適於收容沿著該x軸對準的該工件傳送單元。有助於工件往返於工件保持器裝置的傳送。
在另一個實施例中，該機座包含平行於該y-z平面延伸的至少一個側向對準介面，用於將該機座與另一機座對準。可以用於加工給定工件的加工單元數量可以加倍。對準介面確保兩個機座可以以所需的精確度彼此對準。由於每個機座包含工件傳送單元介面之事實，可以將工件傳送單元設計為使得它可以在兩個對準的機座之間且沿著x軸傳送給定的工件。在此實施例中，多達四個加工單元可以被安裝在機座上，使得給定的工件可以經受四個不同的加工步驟。如上所述，如果一個以上的加工單元可能不適合執行所欲的加工處理，則可以對它們作重新配置。在僅需要三個不同的加工單元之情況下，可以將加工單元介面中之一者保持為空的。
根據另一個實施例，該機座包含平行於該x-y平面延伸的至少一個前對準介面，用於將該機座與另一機座對準。在先前討論的實施例中，兩個機座可以彼此側向地對準。在此實施例中，兩個機座可以彼此相對地對準。可以傳送工件，因為兩個相對的工件保持裝置彼此靠近配置，使得它們可以同時抓持工件。在許多情況下，工件在其初始狀態下具有桿狀或棒狀形狀。在此情況下，可以使用切割工具將一個部分與另一部分分開。此實施例尤其適合於加工工件的相對端。
在另一個實施例中，該機座包含至少一個旋轉裝置收容部分，該至少一個旋轉裝置收容部分設置有適於收容一旋轉裝置的一旋轉裝置介面。旋轉裝置用於在相對配置的加工單元之間傳送工件。如上所述，可以藉由兩個相對的工件保持裝置執行此傳送，然而，在此情況下，工件不被反轉。如果應該由相對的加工單元來加工工件的相同端，則必須使工件反轉，藉由旋轉裝置來完成工件的反轉。當將工件夾持到夾具中時，也需要旋轉裝置。藉由夾具，一個以上的工件僅被夾持一次，且在整個加工處理之期間不會被釋放或重新夾持，使得最終工件的精確度不會受到重新夾持精確度不足之影響。可以提供非常精確的介面給夾具，經由該介面可以將它們夾持到工件保持裝置中。因此，與直接夾持在工件保持裝置中的工件相比，夾持在夾具中的工件可以更精確地定位。
根據另一個實施例，該x-z平面係為水平延伸的。工件保持器係沿著z軸對準，使得x-z平面的定向對於整個加工系統的定向至關重要。在此實施例中，x-z平面係為水平地延伸的，使得工件保持器、第一及第二加工單元及工件傳送單元也水平地對準。由於當將加工單元置放在收容部分上時，收容部分已經支撐加工單元，有助於加工單元的安裝。
根據另一個實施例，該第一加工單元介面係配置在該保持器裝置介面的上方且面向上，及/或該第二加工單元介面係配置在該保持器裝置介面的下方且面向下。在此實施例中，由於加工單元可以彼此靠近置放，加工系統可以保持緊湊(compact)。
在另一個實施例中，該機座包含： 第一工件保持器裝置收容部分，設置有第一保持器裝置介面； 第二工件保持器裝置收容部分，設置有第二保持器裝置介面； 一主要第一加工單元收容部分，設置有一主要第一加工單元介面； 一次要第一加工單元收容部分，設置有一次要第一加工單元介面； 一主要第二加工單元收容部分，設置有一主要第二加工單元介面；及 一次要第二加工單元收容部分，設置有一次要第二加工單元介面。
根據以上討論的一個實施例，兩個機座使用側向對準介面彼此側向地對準。在此實施例中，兩個機座被整合到一個機座中。根據此實施例，可以將總共四個加工單元連接至機座的各自加工單元介面。根據此實施例的機座尤其適合於需要三個或四個加工步驟的工件的加工。不需要兩個以上的機座的對準。
本發明的另一個實施例係有關一種用於加工一工件的加工系統，包含： 至少一個根據前述實施例中之一者的機座； 一工件保持器裝置，連接至該保持器裝置介面且沿著該z軸對準，該工件保持器裝置適於沿著該z軸夾持及對準一工件，且適於沿著該z軸移動該工件；及 第一加工單元，連接至該第一加工單元介面且包含第一刀架介面，該第一刀架介面可以至少沿著該x或y軸移動，及/或 一工件傳送單元，連接至該傳送單元介面。
在此實施方式中，最少的單元係連接至機座，藉此能夠加工或搬運工件。即使在沒有加工單元連接至機座而是連接至工件傳送單元之情況下，也可以使用加工系統，例如用於沿著z軸對準工件。
除此之外，關於本機座所討論的技術效果及優點同樣適用於加工系統。簡而言之，根據將施加於給定工件的加工步驟的要求，可以容易地改變加工系統的組成。
根據另外的實施例，該加工系統包含： 該第一加工單元連接至該第一加工單元介面； 該工件傳送單元連接至該傳送單元介面，該工件傳送單元係沿著該x軸對準；及 第二加工單元，連接至該第二加工單元介面且包含第二刀架介面，該第二刀架介面可以至少沿著該x或y軸移動。
在此實施例中，可以使用兩個加工單元來加工工件。一個或兩個加工單元可以包含刀具保持裝置，諸如帶有複數個刀具的旋轉器，使得可以用超過兩個的刀具來加工工件。
根據另外的實施例，該加工系統包含： 根據前述實施例中之一者的第一機座； 根據前述實施例中之一者的第二機座； 該第一機座及該第二機座經由該側向對準介面彼此連接。
在希望藉由三個或四個加工單元來加工工件之情況下，擁有最多可以連接兩個加工單元的機座的使用者，可以將第二機座側向地對準第一機座而置放。加工系統的靈活度很高，尤其是因為使用者可以重新配置多達四個加工單元中的一者或多者。此外，不必使用四個加工單元。兩個機座也可以配備有三個加工單元。
根據另外的實施例，該加工系統包含： 根據前述實施例中之一者的第三機座；及 根據前述實施例中之一者的第四機座； 該第三機座及該第四機座經由該側向對準介面彼此連接； 該第一機座及該第三機座經由該前對準介面彼此連接；及 該第二機座及該第四機座經由該前對準介面彼此連接。
在此實施方式中，總共四個機座在側向上彼此對準且經由前部彼此對準。在此實施方式中，加工系統可以包含總共八個加工單元，因此可以製造具有非常複雜形狀的工件。此外，根據此實施方式的加工系統可以用於兩個工件的平行加工，這兩個工件不需要八個不同的加工步驟，而僅需要四個加工步驟。
在另一個實施例中，該加工系統包含： 根據前述實施例中之一者的機座； 第一工件保持器裝置，連接至該第一保持器裝置介面且沿著該z軸對準； 第二工件保持器裝置，連接至該第二保持器裝置介面且沿著該z軸對準； 一主要第一加工單元，連接至該主要第一加工單元介面； 一次要第一加工單元，連接至該次要第一加工單元介面； 一主要第二加工單元，連接至該主要第二加工單元介面； 一次要第二加工單元，連接至該次要第二加工單元介面；及 一工件傳送單元，連接至該傳送單元介面，該工件傳送單元係沿著該x軸對準。
在此實施方式中，總共四個加工單元連接至一個機座。可以藉由根據此實施方式的加工系統來加工需要四個不同加工步驟的工件。不需要將兩個以上的機座相對於彼此對準。
根據另一個實施例，該加工系統包含： 根據前述實施例中之一者的第一機座； 根據前述實施例中之一者的第二機座； 該第一機座及該第二機座經由該前對準介面彼此連接。
在此實施方式中，多達四個加工單元的兩個機座彼此相對對準，使得加工系統包含多達八個加工單元。僅需要兩個機座相對於彼此對準。在此實施方式中，可以製造具有非常複雜形狀的工件。此外，根據此實施方式的加工系統可以用於兩個工件的平行加工，這兩個工件不需要八個不同的加工步驟，而僅需要四個加工步驟。
在另一個實施方式中，該加工系統包含連接至該旋轉裝置介面的至少一個旋轉裝置。旋轉裝置可以在兩個相對配置的加工單元之間傳送工件，藉此使工件反轉。旋轉裝置能夠加工工件的相同端。當將工件夾持到夾持裝置中且在整個加工步驟之期間使用夾持裝置時，也需要旋轉裝置。此種夾持裝置可以被實施為夾具，一個以上的工件被夾持在夾具中。
根據另一個實施例，該工件保持器裝置、該工件傳送單元或該旋轉裝置適於收容一夾具。夾持在安裝於夾具上的工件夾持裝置中的工件可以被加工，而在整個加工處理之期間無需釋放或重新夾持。
而是將夾具夾持及鬆開。由於精確的夾具介面，可以增強介面的準確性，且由於不需要釋放及重新夾持工件之事實，可以增強工件的加工。此外，不僅可以將一個工件夾持，而且可以將複數個工件夾持到夾具中。因此，可以增強加工的效率。
現在將詳細參考本揭示案的例示性本體，其例子在附圖中顯示。只要有可能，將始終使用相同或相似的元件符號。
圖1A係為本機座101 的第一實施例之透視圖。機座101 界定xyz座標系統12且包含工件保持器裝置收容部分14。工件保持器裝置收容部分14設置有界定x-z平面的工件保持器裝置介面16，且適於收容沿著座標系統12的z軸對準的工件保持器裝置18(見圖4)。
此外，根據第一實施例的機座101 包含設置有第一加工單元介面22的第一加工單元收容部分20。第一加工單元介面22平行於x-z平面延伸且適於收容第一加工單元24(見圖3)。
除此之外，根據第一實施例的機座101 包含設置有第二加工單元介面28的第二加工單元收容部分26(也參見圖1D)。像第一加工單元介面22一樣，第二加工單元介面28平行於x-z平面延伸且適於收容第二加工單元30(見圖5B)。
在第一實施例中，第一加工單元介面22係位於第一橫梁32上，而工件保持器裝置介面16及第二加工單元介面28係配置在平行於第一橫梁延伸的共用第二橫梁34上。第一橫梁32及第二橫梁34在機座101 的第一側壁36及第二側壁38之間延伸。在圖1C及1D中單獨地顯示第二橫梁34。
x-z平面係水平地延伸。第一加工單元介面22係配置在工件保持器裝置介面16的上方且面向上。第二加工單元介面28係配置在工件保持器裝置介面16的下方且面向下。
此外，第一實施例的機座101 包含基部橫梁40，基部橫梁40在機座101 的地面端附近延伸在第一側壁36及第二側壁38之間。
當第二加工單元介面28面向下方時，工件保持器裝置介面16面向上方。因此，第一加工單元介面22係位於工件保持器裝置介面16的第一側處且與工件保持器裝置介面16相距一距離，而第二加工單元介面28係位於工件保持器裝置介面16的第二側處且與工件保持器裝置介面16相距一距離，第一側係與第二側相對。由於工件保持器裝置介面16及第二加工單元介面28係配置在共用的第二橫梁34上之事實，工件保持器裝置介面16及第二加工單元介面28之間的距離小於工件保持器裝置介面16及第一加工單元介面22之間的距離。
也可以將工件保持器裝置介面16配置在面向下的第一橫梁32上。依據要獲得的剛度而定來選擇配置。與以較高剛度安裝的加工單元相比，以較低剛度安裝的加工單元可以以較小的距離配置到工件保持器裝置介面16，藉此提高加工的精確度。
如上所述，工件保持器裝置介面16及第一及第二加工單元介面22、28適於收容沿著z軸對準的工件保持器裝置18及第一及第二加工單元24、30。為了確保沿著z軸對準，工件保持器裝置介面16及第一及第二加工單元介面22、28配備有對準手段42，在此情況下，具有與各自的工件保持器裝置18及第一及第二加工單元24、30的相對應突部(未顯示)相互作用的凹部44。因此，僅可以利用工件保持器裝置介面16及第一及第二加工單元介面22、28來連接工件保持器裝置18及第一及第二加工單元30。
根據第一實施例的機座101 更包含工件傳送單元收容部分46，工件傳送單元收容部分46設置有平行於x-z平面延伸的工件傳送單元介面48(也參見圖1B)。工件傳送單元收容部分46適於收容沿著x軸對準的工件傳送單元50(見圖9及圖10)。從圖1A及1B顯而易見，工件傳送單元介面48相對於第一側壁36及第二側壁38位於第一橫向梁32的突部上。當連接至工件傳送單元介面48時，工件傳送單元50抵靠第一側壁36及第二側壁38，使得工件傳送單元50係沿著x軸對準。
第一實施例的機座101 更包含平行於y-z平面延伸的第一側向對準介面521 及第二側向對準介面522 ，以將機座101 與位於機座101 之側面的一個以上的另外機座101 對準。在第一實施例中，第一側向對準介面521 係由第一及第二側壁36、38形成或連接至第一及第二側壁36、38的側向延伸部54形成。第二側向對準介面522 係由機座101 的下部55形成。
除此之外，根據第一實施例的機座101 包含平行於x-y平面延伸的至少一個前對準介面56，以將機座101 與位於和機座101 相對的另一機座101 對準。第一實施例的101 包含由側壁36、38形成的兩個前對準介面56。
此外，根據第一實施例的機座101 包含設置有旋轉裝置介面60的至少一個旋轉裝置收容部分58，旋轉裝置介面60位於機座101 的第一側壁36上且因此平行於y-z平面延伸。旋轉裝置收容部分58適於收容旋轉裝置62(見圖10A及圖10B)。
在圖2A中，係顯示機座102 的第二實施例。根據第二實施例的機座102 的原理結構係與根據第一實施例的機座101 的結構相同。與第一實施例相反，第二實施例的機座101 包含：設置有第一工件保持器裝置介面161 的第一工件保持器裝置收容部分141 、設置有第二工件保持器裝置介面162 的第二工件保持器裝置收容部分142 、設置有主要第一加工單元介面221 的主要第一加工單元收容部201 、設置有次要第一加工單元介面222 的次要第一加工單元收容部202 、設置有主要第二加工單元介面281 的主要第二加工單元收容部261 、及設置有次要第二加工單元介面282 的次要第二加工單元收容部分262 (參見圖2B，其係為第二橫梁34的底視圖)。
第二實施例的機座101 包含配置在第一橫梁32及第二橫梁34之間的上部中間壁64。此外，根據第二實施例的機座102 包含在第二橫梁34及基部橫梁40之間延伸的下部中間壁66。下部中間壁66形成另一個前對準介面56。
圖3係顯示加工系統681 的第一實施例之透視圖。加工系統681 包含根據第二實施例的機座102 。除此之外，加工系統681 也配備有連接至第一工件保持器裝置介面161 且沿著z軸對準的第一工件保持器裝置181 (不可見，參見圖2A)、及連接至第二工件保持器裝置介面162 且沿著z軸對準的第二工件保持器裝置182 (見圖2A)。
加工系統681 更包含：連接至主要第一加工單元介面221 的主要第一加工單元241 、主要第一加工單元24、及連接至次要第一加工單元介面222 的次要第一加工單元242 、次要第一加工單元242 。此外，加工系統681 包含：連接至主要第二加工單元介面281 的主要第二加工單元301 、及連接至次要第二加工單元介面282 的次要第二加工單元302 。
此外，根據第一實施例的加工系統681 包含連接至工件傳送單元介面48的工件傳送單元50(見圖1B)，工件傳送單元50係沿著x軸對準。可以將工件沿著x軸傳送至第一工件保持器裝置181 及第二工件保持器裝置182 且將工件夾緊以供加工。因此，可以藉由總共四個加工單元24、30來加工該工件。
在圖4中，單獨地顯示工件保持器裝置18。在其基本設計中，工件保持器裝置18包含工件保持部分70，工件保持部分70可以配備有顎式夾頭、筒夾夾具裝置等。藉由沿著z軸的平移運動，可以從前端或從後端將工件插入到工件保持部分70中。工件保持部分70係安裝成可以沿著z軸在支撐結構72上移動。在基本設計中，工件保持部分70不能繞著z軸旋轉，然而，如果需要，除了沿著z軸的平移運動之外，可以調整工件保持器裝置18以允許工件保持部分70繞著z軸旋轉。
在此實施例中，第一加工單元24包含由立方體狀本體74形成的第一刀架介面77，第一刀架介面77係平行於x-y軸延伸且至少可以沿著x或y軸移動(也參見圖7A)。因此，第二加工單元30包含第二刀架介面79，第二刀架介面79也平行於x-y軸延伸且至少可以沿著x或y軸移動。任何種類的刀具保持裝置84(在圖3中未顯示，但參見圖5A)可以連接至第一及第二刀架介面77、79。第一及第二刀架介面77、79的移動被傳遞到與其連接的刀具保持裝置84。如果刀具保持裝置84應提供旋轉運動，則它們配備有單獨的馬達(未顯示)。
參考圖3，刀架介面77、79至少可以沿著y軸移動，使得連接至刀具保持裝置84(圖5A)的刀具可以相對於工件保持器裝置18移動。如上所述，工件保持器裝置18至少可以沿著z軸移動，使得在刀具及工件之間的相對運動係為可行的，該相對運動係為用於加工該工件所需。
為了保護加工單元24、30免受在加工工件時產生的切屑及其他碎屑之影響，加工系統681 包含多個保護壁76，這些保護壁76係安裝在機座101 上且配置在各自加工單元24、30的前方。保護壁76包含可以被加工單元24、30的立方體狀本體74穿過的開口。依據加工單元24、30的設計而定，各自的刀架介面77、79可以沿著座標系統12的x軸、y軸及z軸移動。為了允許沿著x軸及y軸移動，保護壁76的開口必須足夠大，這些開口係由諸如伸縮保護裝置、薄片袋或類似物80的遮擋單元78所覆蓋。為了對加工單元24、30提供足夠的保護以免於切屑等，開口係由薄片袋80封閉，薄片袋80可以由立方體狀本體74沿著x軸及y軸移動。當薄片袋80完全封閉開口時，它們就不會被切屑等堵塞。
在圖5A及圖5B中，藉由兩個不同的透視圖來顯示加工系統682 的第二實施例。在此情況下，工作主軸82係連接至次要第一加工單元242 的第一刀架介面77。因此，另一個工作主軸82係連接至次要第二加工單元302 的第二刀架介面79(見圖5B)。工作主軸82配備有馬達(未顯示)，該馬達產生繞著y軸的旋轉運動。刀具保持裝置84係連接至主要第二加工單元301 的第二刀架介面79，複數個刀具可以沿著x軸、y軸或z軸對準地插入至其中。刀具保持裝置84至少可以沿著x軸或y軸移動。插入到刀具保持裝置84中的刀具可以不必繞著其自身的軸線旋轉。
從圖5B中尤其明顯，主要第一加工單元241 係相對於主要第二加工單元301 繞著z軸旋轉180°。次要第一加工單元242 也相對於次要第二加工單元302 繞著z軸旋轉180°。
圖6A係為機座103 的第三實施例之前透視圖且圖6B係為機座103 的第三實施例之後透視圖，在很大程度上係與第二實施例的機座102 相同。因此，以下僅討論差異。機座103 在第一側壁36及下部中間壁66之間包含第一中間壁65，且在第二側壁38及下部中間壁66之間包含第二中間壁67。第一及第二中間壁65、67係垂直於第一及第二橫梁32、34延伸，且因此平行於垂直的x-y平面。在機座103 的第三實施例中，主要第二加工單元收容部分261 及主要第二加工單元介面281 位於第一中間壁上。次要第二加工單元收容部分262 及次要第二加工單元介面282 位於第二中間壁上。
在圖7A及圖7B中，分別藉由前透視圖及後透視圖來顯示根據第三實施例的加工系統683 。加工系統683 包含根據如圖6A及圖6B所示的第三實施例的機座103 。第三實施例的加工系統683 的原理設置在很大程度上係與第一實施例的加工系統681 及第二實施例的加工系統682 所說明的相同。然而，由於主要第二加工單元收容部分261 及主要第二加工單元介面281 以及次要第二加工單元收容部分262 及次要第二加工單元介面282 的不同定向，主要第一加工單元241 沒有鏡像到主要第二加工單元301 ，且次要第一加工單元242 沒有鏡像到次要第二加工單元302 。相反地，它們相對於彼此繞著x軸旋轉90°而配置。
在圖8A中，藉由透視圖來顯示根據第四實施例的加工系統684 。加工系統684 包含根據圖2A所示的第二實施例的兩個機座102 ，它們彼此相對地配置且藉由前對準介面56彼此對準。兩個機座102 也可以被整合到單一機座中(未顯示)。兩個機座102 的設計係實質相同，使得第四實施例的加工系統684 包含連接至相對應數量的工件保持器裝置介面16的四個工件保持器裝置18、及連接至相對應數量的加工單元介面22、28的八個加工單元24、30。除此以外，加工系統684 可以包含連接至第一機座101 的第一工件傳送單元介面48的第一工件傳送單元501 、及連接至第二機座101 的第二工件傳送單元介面48的第二工件傳送單元502 (見圖7)。
為了清楚起見，在圖8B中僅顯示一個機座102 。構造為旋轉器88的刀具保持裝置84係連接至主要第一加工單元241 的第一刀架介面77。多個刀具可以安裝在旋轉器88上。這些刀具可以繞著其自身的軸線旋轉。刀具保持裝置84係連接至主要第二加工單元301 的第二刀架介面79。刀具更換器86係連接至該加工單元中與次要第一加工單元242 相對的第一刀架介面77(未顯示)。
在圖9中，藉由頂視圖來顯示根據本發明的加工系統685 的第五實施例。根據第五實施例的加工系統685 的原理佈局在很大程度上係與根據第四實施例的加工系統684 的佈局相同。然而，第五實施例的加工系統685 包含全部根據圖1A所示的第一實施例的第一機座10a、第二機座10b、第三機座10c及第四機座10d。第一機座10a及第二機座10b經由側向對準介面52彼此連接。同樣地，第三機座10c及第四機座10d經由側向對準介面52彼此連接。第一機座101 及第三機座101 經由前對準介面56彼此連接，且第二機座10b及第四機座10d經由前對準介面56彼此連接。
第五實施例的加工系統685 包含旋轉裝置62，旋轉裝置62係連接至第二機座10b的旋轉裝置62介面。在圖10A及圖10B中分別顯示旋轉裝置62。旋轉裝置62可以繞著x軸旋轉且包含用於抓持工件91或用於抓持夾具93的抓持裝置90(見圖12)。
可以將根據第四實施例的加工系統684 及根據第五實施例的加工系統685 細分為四個加工站921 至924 ，每個加工站包含工件保持器裝置18、第一加工單元24、及第二加工單元30。加工系統685 可以以許多不同的模式操作，以下說明其中的一些模式。
在圖11A中示意性顯示的第一模式中，四個加工站921 至924 可以彼此獨立地操作。可以藉由第一工件傳送單元501 將待加工的原始第一工件傳送至第一加工站921 。在第一加工站921 中加工第一工件時，第一工件傳送單元501 可以將第二工件傳送至第二加工站922 。在完成第一工件之後，第一工件傳送單元501 從第一加工站921 卸載第一工件，且裝載新的原始工件給第一加工站921 。隨後，第一工件傳送單元501 從第二加工站922 卸載第二工件。可以在第三加工站923 及第四加工站924 內執行相同的步驟。第一工件傳送單元501 及第二工件傳送單元502 可以被設計為使得它們可以同時裝載及卸載工件。
在圖11B中示意性顯示的第二模式中，在第一及第二加工站921 、922 中加工第一工件，在第三及第四加工站923 、924 中同時加工第二工件。第一工件傳送單元501 將原始第一工件傳送至第一加工站921 。在第一加工站921 中完成加工之後，第一工件傳送單元501 將第一工件傳送至第二加工站922 。當在第二加工站922 中對第一工件的加工完成時，第一工件傳送單元501 將已完成的第一工件從加工系統685 卸載。可以在第三加工站923 及第四加工站924 內執行相同的步驟。
在圖11C中示意性顯示的第三模式中，第一工件傳送單元501 將原始第一工件傳送至第一加工站921 。在完成加工之後，將工件傳送至相對的第三加工站923 。此傳送係藉由沿著z軸彼此靠近設置的兩個工件保持器裝置18來執行。當在第三加工站923 中對第一工件的加工完成時，藉由第二工件傳送單元502 將第一工件傳送至第四加工站924 。一旦在第四加工站924 中的加工完成，藉由將兩個工件保持器裝置18沿著z軸彼此靠近設置，將工件再次地傳送到第二加工站922 。一旦在第二加工站922 中對工件的加工完成，第一工件傳送單元501 從加工系統685 卸載已完成的工件。
在圖11D中示意性顯示的第四模式中，工件的加工在很大程度上係與第三模式中相同，然而，工件在第四加工站924 及第二加工站922 之間的傳送係藉由旋轉裝置62來執行。兩個傳送的差異在於，藉由旋轉裝置62使工件繞著x軸旋轉，使得工件的相同端係插入至工件保持器裝置18的工件保持部分70中。
第四及第五實施例的加工系統684 、685 可以由更多個模式來操作，這些模式是上述模式的組合及/或修改。
如已經提到的，在圖10A及圖10B中分別顯示旋轉裝置62。在圖10A中，旋轉裝置62的抓持裝置90適於收容工件91，而在圖10B中，抓持裝置90適於收容在圖12中更詳細地顯示的夾具93。夾具93包含精確的夾具介面95，夾具介面95可以被夾持在工件保持器裝置18的工件保持部分70的顎式夾頭中。夾具93本身包含夾持部分99，夾持部分99可以包含夾頭、筒夾裝置或類似物97，工件91可以被夾持在其中(見圖10B)。
圖13係顯示與第一實施例近似的加工系統681 ，然而，在此情況下，工件傳送單元50在不同的工件保持器裝置70之間傳送夾具93。工件91在整個加工處理中保持被夾持在夾具93中。由於在整個加工處理之期間工件都可能保持被夾持在夾具93內之事實，與每次係由另一個加工單元加工而被釋放且重新夾持的工件91相比，加工精確度要高得多。
在圖14A及圖14B中，藉由原理圖來顯示工件傳送單元501 的第一實施例，該原理圖可以結合到根據所提出的實施例之一的加工系統68中，例如結合到根據第四實施例的加工系統684 中。工件傳送單元501 包含滑動件94，滑動件94係安裝成可以在沿著x軸對準的滑動軌道96上移動。在第一實施例中，滑動件94包含第一夾持部分1001 及第二夾持部分1002 、及位於加工系統684 的一側上的一個裝載及卸載裝置98。
在第一位置(參見圖14B)，位於第一夾持部分1001 中的已完成工件1011 係由裝載及卸載裝置98卸載，且原始工件1012 也藉由裝載及卸載裝置98而被裝載到第二夾持部分1001 中。依據裝載及卸載裝置98的設計而定，滑動件94在卸載過程及裝載過程之間移動。第一夾持部分1001 保持為空的。之後，滑動件94沿著滑動軌道96移動，以使空的第一夾持部分1001 係置放在第一工件保持器裝置181 的工件保持部分70的前方。藉由第一加工站921 加工的工件1013 係插入到第一夾持部分1001 中。在下一步驟中，滑動件94移動到一個位置中，在該位置中原始工件1012 可以被插入到第一工件保持器裝置18的工件保持部分70中且被加工。現在，第二夾持部分1002 係為空的。
依據模式而定，操作加工系統681 ，不再進一步加工在第一加工站921 中加工的工件，且滑動件94移動到可以從第一夾持部分1001 卸載已加工的工件1013 且新的原始工件1012 插入到第二夾持部分1002 之位置。
如果在第二加工站921 中進一步加工工件1013 ，則滑動件94移動到在第二加工站921 (未顯示)中加工的工件1011 可以插入到空的第二夾持部分1002 之位置。隨後，滑動件94移動到在第一加工站921 中加工的工件1013 可以插入到第二工件保持器裝置182 的工件保持部分70之位置。同時，在第二加工站921 中加工的工件1011 從第二夾持部分1002 卸載，且將原始工件1012 插入到第一夾持部分1001 。
在圖15A及圖15B中，係顯示工件傳送單元502 的第二實施例，其與第一實施例的主要區別在於滑動件94包含三個夾持部分1001 、1002 、1003 。此外，第二實施例的工件傳送單元50包含在加工系統681 的一側上的裝載裝置102 及在加工系統681 的相對側上的卸載裝置104。三個夾持部分1001 、1002 、1003 配置在滑動件94上，使得它們在適當的位置上可以被第一及第二工件保持器裝置181 、182 的工件保持部分70及裝載裝置102或卸載裝置104所存取。
在此情況下，滑動件94可以在兩個位置之間移動。在第一位置(圖15A)，藉由裝載裝置102將原始工件插入到第一夾持部分1001 中。在第一加工站921 中容易加工的工件插入到第二夾持部分1002 中，且在第二加工站922 中加工的已完成工件插入到第二夾持部分1002 中。之後，滑動件94被移動到第二位置(參見圖15B)，在該第二位置中原始工件從第一夾持部分1001 中取出以便在第一加工站921 中加工，在第一加工站921 中加工的工件從第二夾持部分1002 中取出以便在第二加工站922 中加工，且在加工系統684 的右側上已完成的工件藉由卸載裝置104從第三夾持部分1003 取出。接著，將空的滑動件94移回到第一位置，且重複上述步驟。
10:機座 101:根據第一實施例的機座 102:根據第二實施例的機座 103:根據第三實施例的機座 10a:第一機座 10b:第二機座 10c:第三機座 10d:第四機座 12:座標系統 14:工件保持器裝置收容部分 16:工件保持器裝置介面 18:工件保持器裝置 20:第一加工單元收容部分 201:主要第一加工單元收容部分 202:次要第一加工單元收容部分 22:第一加工單元介面 221主要第一加工單元介面 222:次要第一加工單元介面 24:第一加工單元 241:主要第一加工單元 242:次要第一加工單元 26:第二加工單元收容部分 261:次要第二加工單元收容部分 262:次要第二加工單元收容部分 28:第二加工單元介面 281:主要第二加工單元介面 282:次要第二加工單元介面 30:第二加工單元 301:主要第二加工單元 302:次要第二加工單元 32:第一橫梁 34:第二橫梁 36:第一側壁 38:第二側壁 40:基部橫梁 42:對準手段 44:凹部 46:工件傳送單元收容部分 48:工件傳送單元介面 50:工件傳送單元 501:第一工件傳送單元 502:第二工件傳送單元 52:側向對準介面 54:側向延伸部 56:前對準介面 58:旋轉裝置收容部分 60:旋轉裝置介面 62:旋轉裝置 64:上部中間壁 65:第一中間壁 66:下部中間壁 67:第二中間壁 68:加工系統 681至685:加工系統的實施例 70:工件保持部分 72:支撐結構 74:立方體狀本體 76:保護壁 77:第一刀架介面 78:遮擋單元 79:第二刀架介面 80:薄片袋 82:工作主軸 84:刀具保持裝置 86:刀具更換器 88:旋轉器 90:抓持裝置 91:工件 92:加工站 921至924:第一至第四加工站 93:夾具 94:滑動件 95:夾具介面 96:滑動軌道 97:夾頭 98:裝載及卸載裝置 99:夾具的夾持部分 100:夾持部分 1001:第一夾持部分 1002:第二夾持部分 1003:第三夾持部分 102:裝載裝置 104:卸載裝置
參考附圖詳細地敘述本發明，其中： 圖1A係為本機座的第一實施例之透視圖， 圖1B係為部分P之側視圖，如在圖1B中所示未按比例繪製， 圖1C係為第二加工單元收容部分之頂視圖， 圖1D係為工件保持器裝置收容部分的底視圖， 圖2A係為本機座的第二實施例之透視圖， 圖2B係為工件保持器裝置收容部分之底視圖， 圖3係為本加工系統的第一實施例之透視圖， 圖4係為本加工系統的工件保持器裝置之透視圖， 圖5A係為本加工系統的第二實施例之前透視圖， 圖5B係為本加工系統的第二實施例之後透視圖， 圖6A係為本機座的第三實施例之前透視圖， 圖6B係為根據圖6A之本機座的第三實施例之後透視圖， 圖7A係為本加工系統的第三實施例之前透視圖， 圖7B係為根據圖7A之本加工系統的第三實施例之後透視圖， 圖8A係為本加工系統的第四實施例之前透視圖， 圖8B係為根據圖8A之本加工系統的第四實施例之前透視圖，其中一些部分被省略， 圖9係為加工系統的第四實施例之頂視圖， 圖10A係為旋轉裝置的第一透視圖， 圖10B係為旋轉裝置的第二透視圖， 圖11A至圖11D係為原理圖，說明可以操作圖9的加工系統之模式， 圖12係為夾具及夾持裝置之透視圖， 圖13係為加工系統之透視圖，該加工系統包含適於傳送夾具的工件傳送單元， 圖14A係為處於第一位置的工件傳送單元之第一實施例， 圖14B係為處於第二位置的圖14A的工件傳送單元， 圖15A係為處於第一位置的工件傳送單元之第二實施例，及 圖15B係為處於第二位置的工件傳送單元之第二實施例。
101:根據第一實施例的機座
12:座標系統
14:工件保持器裝置收容部分
16:工件保持器裝置介面
20:第一加工單元收容部分
22:第一加工單元介面
26:第二加工單元收容部分
28:第二加工單元介面
32:第一橫梁
34:第二橫梁
36:第一側壁
38:第二側壁
40:基部橫梁
42:對準手段
44:凹部
46:工件傳送單元收容部分
48:工件傳送單元介面
52:側向對準介面
521:第一側向對準介面
522:第二側向對準介面
54:側向延伸部
55:下部
56:前對準介面
58:旋轉裝置收容部分
60:旋轉裝置介面
P:部分

Claims (14)

  1. 一種用於使用在一加工系統中的機座(10)，該機座(10)界定一xyz座標系統(12)且包含：至少一個工件保持器裝置收容部分(14)，設置有一工件保持器裝置介面(16)，該工件保持器裝置介面(16)包含對準手段(42)，其適於收容沿著該座標系統(12)的一z軸對準的一工件保持器裝置(18)；至少一個第一加工單元收容部分(20)，設置有適於收容第一加工單元(24)的第一加工單元介面(22)，該第一加工單元(24)包含第一刀架介面(77)；至少一個第二加工單元收容部分(26)，設置有適於收容第二加工單元(30)的第二加工單元介面(28)，該第二加工單元(30)包含第二刀架介面(79)；該第一加工單元介面(22)係配置在該工件保持器裝置介面(16)的第一側處且與該工件保持器裝置介面(16)相距一距離，且使得該第一刀架介面(77)可以至少沿著該x或y軸移動；該第二加工單元介面(28)係配置在該工件保持器裝置介面(16)的第二側處且與該工件保持器裝置介面(16)相距一距離，且使得該第二刀架介面(79)可以至少沿著該x或y軸移動，該第一側係與該第二側相對；及至少一個工件傳送單元收容部分(46)，設置有適於收容一工件傳送單元(50)的一傳送單元介面(48)；該工件保持器裝置介面(16)界定一x-z平面，該x-z平面係為水平延伸的；該第一加工單元介面(22)平行於該x-z平面延伸且適於收容 該第一加工單元(24)；及該第二加工單元介面(28)平行於該x-z平面延伸且適於收容該第二加工單元(30)，其特徵在於，該第一加工單元介面(22)係配置在該保持器裝置介面(16)的上方且面向上；及/或該第二加工單元介面(28)係配置在該保持器裝置介面(16)的下方且面向下。
  2. 如請求項1之機座(10)，其中該傳送單元介面(48)平行於該x-z平面延伸且適於收容沿著該x軸對準的該工件傳送單元(50)。
  3. 如請求項1之機座(10)，其中該機座(10)包含平行於該y-z平面延伸的至少一個側向對準介面(52)，用於將該機座(10)與另一機座(10)對準。
  4. 如請求項1之機座(10)，其中該機座(10)包含平行於該x-y平面延伸的至少一個前對準介面(56)，用於將該機座(10)與另一機座(10)對準。
  5. 如請求項1之機座(10)，其中該機座(10)包含至少一個旋轉裝置收容部分(58)，該至少一個旋轉裝置收容部分(58)設置有適於收容一旋轉裝置(62)的一旋轉裝置介面(60)。
  6. 如請求項1之機座(10)，其中該機座(10)包含：第一工件保持器裝置收容部分(141)，設置有第一保持器裝置介面(161)；第二工件保持器裝置收容部分(142)，設置有第二保持器裝置介面(162)； 一主要第一加工單元收容部分(201)，設置有一主要第一加工單元介面(221)；一次要第一加工單元收容部分(202)，設置有一次要第一加工單元介面(222)；一主要第二加工單元收容部分(261)，設置有一主要第二加工單元介面(281)；及一次要第二加工單元收容部分(262)，設置有一次要第二加工單元介面(282)。
  7. 一種用於加工一工件的加工系統，包含：至少一個如請求項1至6中任一項之機座(10)；一工件保持器裝置(18)，連接至該保持器裝置介面(16)且沿著該z軸對準，該工件保持器裝置(18)適於沿著該z軸夾持及對準一工件，且適於沿著該z軸移動該工件；及第一加工單元(24)，連接至該第一加工單元介面(22)且包含第一刀架介面(77)，該第一刀架介面(77)可以至少沿著該x或y軸移動；及/或一工件傳送單元(50)，連接至該傳送單元介面(48)。
  8. 如請求項7之加工系統，包含：該第一加工單元(24)連接至該第一加工單元介面(22)；該工件傳送單元(50)連接至該傳送單元介面(48)，該工件傳送單元(50)係沿著該x軸對準；及第二加工單元(30)，連接至該第二加工單元介面(28)且包含第二刀架介面(79)，該第二刀架介面(79)可以至少沿著該x或y軸移動。
  9. 如請求項7或8中任一項之加工系統，包含：第一機 座(101)及第二機座(102)，該第一機座(101)及該第二機座(102)中之每一者係如請求項1至5中任一項之機座，該第一機座(101)及該第二機座(102)經由該側向對準介面(52)彼此連接。
  10. 如請求項7之加工系統，進一步包含：第三機座(103)及第四機座(104)，該第三機座(103)及該第四機座(104)中之每一者係如請求項1至5中任一項之機座，該第三機座(103)及該第四機座(104)經由該側向對準介面(52)彼此連接，該第一機座(101)及該第三機座(103)經由該前對準介面(56)彼此連接；及該第二機座(102)及該第四機座(104)經由該前對準介面(56)彼此連接。
  11. 一種用於加工一工件的加工系統，包含：如請求項6之機座(10)；第一工件保持器裝置(181)，連接至該第一保持器裝置介面(161)且沿著該z軸對準；第二工件保持器裝置(182)，連接至該第二保持器裝置介面(162)且沿著該z軸對準；一主要第一加工單元(241)，連接至該主要第一加工單元介面(221)；一次要第一加工單元(242)，連接至該次要第一加工單元介面(222)；一主要第二加工單元(301)，連接至該主要第二加工單元介面(281)； 一次要第二加工單元(302)，連接至該次要第二加工單元介面(282)；及一工件傳送單元(50)，連接至該傳送單元介面(48)，該工件傳送單元(50)係沿著該x軸對準。
  12. 如請求項11之加工系統，包含：第一機座(101)及第二機座(102)，該第一機座(101)及該第二機座(102)中之每一者係如請求項6之機座，該第一機座(101)及該第二機座(102)經由該前對準介面(56)彼此連接。
  13. 如請求項10或12中任一項之加工系統，包含：連接至該旋轉裝置介面(60)的至少一個旋轉裝置(62)。
  14. 如請求項13之加工系統，其中該工件保持器裝置(18)、該工件傳送單元(50)或該旋轉裝置(62)適於收容一夾具(91)。
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