專利名稱：多軸加工中心的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)床，特別是具有多個(gè)加工單元和一個(gè)自動(dòng)換刀裝置的自上料(selbstladend)加工中心。
背景技術(shù)：
例如在EP0806998B1中介紹了一種這一類型的帶有兩個(gè)可驅(qū)動(dòng)的加工主軸的加工中心。其中加工主軸可平行于其回轉(zhuǎn)中心水平地設(shè)置。此外每個(gè)加工主軸可沿垂直方向移動(dòng)。工件加工通過交替使用兩個(gè)加工主軸進(jìn)行。為了換刀加工主軸移動(dòng)到刀庫后面，以便通過簡單的前移接收位于換刀位置的刀具。為了便于裝刀，設(shè)置在高處的刀庫可以繞一回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)到較低的位置。由于結(jié)構(gòu)關(guān)系在工件支架和刀庫之間必須設(shè)有足夠大的空間，從而也可以加工較大的工件。因此對(duì)于換刀所需要的加工主軸的垂直運(yùn)動(dòng)取決于最大的待加工工件的高度。由此在加工較小的工件時(shí)加長了換刀所需要的時(shí)間，這在短的工步時(shí)特別不利。
由EP0767721B1已知另一種帶有多個(gè)加工單元的升降臺(tái)式的加工中心。為了縮短輔助時(shí)間工件借助于夾緊裝置固定在一托盤上，并由一工件架定位。但是對(duì)于用于兩個(gè)加工單元的裝刀的刀庫的結(jié)構(gòu)則未曾披露。此外，由于升降臺(tái)式結(jié)構(gòu)和工件主軸的單邊導(dǎo)向，機(jī)床的剛性受到不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，對(duì)于這種類型的加工中心縮短工件加工的循環(huán)時(shí)間。
這個(gè)目的通過按權(quán)利要求1的加工中心實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明從這樣的認(rèn)識(shí)出發(fā)，即，用于工件加工的時(shí)間可以通過這樣的方法有利地縮短不管是帶有工件安裝區(qū)的輸送裝置還是刀庫連同加工單元的換刀位置，都設(shè)置在緊靠加工裝置的附近。用這種方法可以明顯縮短用于工件和刀具更換的行程，由此在加工工件時(shí)可以顯著地節(jié)省時(shí)間。
在按本發(fā)明的加工中心中，設(shè)有一個(gè)輸送裝置、一裝夾裝置和至少兩個(gè)加工裝置，工件先后輸送給這兩個(gè)裝置。由一帶卡盤的工件主軸組成的裝夾裝置安裝在一十字滑鞍上。工件主軸按拾取原理(Pick-up-Prinzip)工作，并可繞一尤其是垂直于十字滑鞍的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的回轉(zhuǎn)軸(c)回轉(zhuǎn)。
為了加工工件，設(shè)有在加工中心內(nèi)常用的刀具，例如用于車削、銑削、鉆削、磨削等等的刀具。刀具儲(chǔ)備在刀庫內(nèi)，并借助于換刀裝置換到相應(yīng)的加工裝置上。
在本發(fā)明一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)中，在刀庫內(nèi)設(shè)有一環(huán)形鏈條，它在換刀區(qū)內(nèi)在非?？拷鼉蓚€(gè)加工裝置的地方走過。為了換刀，相應(yīng)的加工裝置運(yùn)動(dòng)到換刀區(qū)內(nèi)。在那里，換刀裝置，尤其是雙機(jī)械手(Doppelgreifer)，抓住兩把待換出和換入的刀具并相互交換。按照一種特別優(yōu)良的結(jié)構(gòu)，加工裝置沿平行于其回轉(zhuǎn)中心的方向運(yùn)動(dòng)。這里所要求的移動(dòng)距離不再取決于待加工的最大工件的長度，并可相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)明顯地縮短。
按照本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)，每個(gè)加工裝置配設(shè)一單獨(dú)的刀庫。尤其是設(shè)置輪狀刀庫，它們平行于其旋轉(zhuǎn)中心地設(shè)置在加工裝置側(cè)面旁邊。通過這樣的方法可以達(dá)到特別節(jié)省位置的布局，即，為了換刀，一回轉(zhuǎn)裝置將從刀庫中取出的刀具回轉(zhuǎn)90°，換刀裝置，尤其是雙機(jī)械手，將加工裝置上的刀具與在回轉(zhuǎn)裝置中準(zhǔn)備的刀具相互交換。
在按本發(fā)明的加工中心中，工件的輸送裝置在加工裝置的側(cè)面鄰近的空間內(nèi)移動(dòng)。由此得到工件非常短的輸送路程。因?yàn)閮蓚€(gè)加工裝置緊密地相互并排設(shè)置，對(duì)于整個(gè)加工循環(huán)就得到了極短的移動(dòng)路程。此外兩個(gè)加工裝置輪流使用，亦即在一個(gè)加工裝置加工工件時(shí)，在更換區(qū)內(nèi)的加工裝置可以安裝新的工件。因此用按本發(fā)明的加工中心可以優(yōu)化不進(jìn)行加工的輔助時(shí)間，并在最短的循環(huán)時(shí)間之內(nèi)在一個(gè)工件上先后進(jìn)行多道不同的加工工序。


下面借助于附圖較詳細(xì)地說明本發(fā)明。
圖1表示本發(fā)明加工中心的一個(gè)示意橫截面，圖2表示加工中心的一個(gè)縱剖視，圖3表示加工中心的一種變型方案。
具體實(shí)施例方式
圖1表示加工中心的橫截面。畫出一帶導(dǎo)軌2和2′的基體1。十字滑鞍3可沿導(dǎo)軌2、2′運(yùn)動(dòng)。十字滑鞍3上有一導(dǎo)軌7，帶有工件主軸5的裝夾裝置8在此導(dǎo)軌上移動(dòng)。十字滑鞍3和工件主軸5可借助于未畫出的驅(qū)動(dòng)裝置，例如直線驅(qū)動(dòng)裝置沿其導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，在工件主軸5的下端上有一卡盤9，它適于用來抓取和夾緊工件10。工件主軸5可繞回轉(zhuǎn)軸線c旋轉(zhuǎn)。帶刀具17的加工單元16可從加工區(qū)13移動(dòng)到換刀區(qū)20。在帶換刀位置6的換刀區(qū)20內(nèi)基體1通過一支承元件4擴(kuò)張。換刀區(qū)20可通過一防塵器22屏蔽來自加工區(qū)13的污染。為了加工工件10，在刀庫14中儲(chǔ)備許多在加工中心中常見的工步如車、銑、鉆、螺紋加工、锪孔、磨等等用的不同刀具。輸送裝置11用來輸送工件10。它將未加工的工件輸送到裝夾區(qū)12內(nèi)，并將加工好的工件從輸出區(qū)中輸出，其中裝夾區(qū)和輸出區(qū)最好合二為一。
圖2表示加工中心的一縱剖面。加工循環(huán)從輸送裝置11在裝夾區(qū)12內(nèi)取下一工件10開始。裝夾單元將工件輸送到加工區(qū)13。在那里工件首先到達(dá)加工單元15的作用區(qū)，并通過裝夾裝置8和加工裝置16之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)由刀具17進(jìn)行加工。其中裝夾裝置8尤其是沿導(dǎo)軌2、2′和/或7執(zhí)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)通過加工裝置沿導(dǎo)軌19的移動(dòng)進(jìn)行。按圖2，加工裝置16處于換刀位置。換刀裝置21，尤其是雙機(jī)械手，抓取刀具18，并用來自刀庫14的另一刀具與它交換。在成功地?fù)Q刀后和加工工步通過加工裝置15結(jié)束后裝夾裝置8將工件10移動(dòng)到加工裝置16的作用區(qū)。進(jìn)行類似的加工。在在加工裝置15中成功地?fù)Q刀以后和通過加工單元16完成加工工步后裝夾裝置8將工件10送回加工裝置15的作用區(qū)。工件10用這種方法交替地在兩個(gè)加工裝置內(nèi)加工，直至完成所有工步。接著在輸出區(qū)內(nèi)將工件放在輸送裝置11上。
圖3表示一種變型的加工中心的縱剖視。加工裝置15和16設(shè)置在支承元件4的相對(duì)的兩側(cè)。對(duì)于兩個(gè)加工裝置中的每一個(gè)單獨(dú)設(shè)一輪狀刀庫14、14′，它們平行于其旋轉(zhuǎn)軸線地設(shè)置在加工裝置15和16的側(cè)兩近旁。為了換刀未畫出的回轉(zhuǎn)裝置將從刀庫中取出的刀具24回轉(zhuǎn)90°，雙機(jī)械手21將加工裝置16的刀具18與在回轉(zhuǎn)裝置內(nèi)準(zhǔn)備好的刀具24交換。
按照一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)，加工裝置15、16由直線驅(qū)動(dòng)裝置23帶動(dòng)，它們安裝在導(dǎo)軌19之間。
通過裝夾區(qū)12、加工裝置15、16和換刀區(qū)20緊湊的空間布局，用于工件和刀具更換的移動(dòng)路程的總和大大縮短，結(jié)合通過加工裝置15、16交替地加工工件，可以實(shí)現(xiàn)加工循環(huán)時(shí)間的顯著的時(shí)間節(jié)省。
附圖標(biāo)記表1 基體2、2′ 導(dǎo)軌3 十字滑鞍4 支承元件5 工件主軸6 換刀位置7 導(dǎo)軌8 裝夾裝置9 卡盤10 工件11 輸送裝置12 裝夾區(qū)13 加工區(qū) 14、14′刀庫15 加工裝置16 加工裝置17 刀具18 刀具19 導(dǎo)軌20 換刀區(qū)21 換刀裝置22 防塵器23 直線驅(qū)動(dòng)裝置24 刀具C 回轉(zhuǎn)軸線
權(quán)利要求
1.用于機(jī)械加工工件的加工中心，a)帶一用來裝夾來自裝夾區(qū)(12)的工件(10)的裝夾裝置(8)，b)帶至少兩個(gè)用來裝夾刀具(17、18)的加工裝置(15、16)，c)其中裝夾裝置(8)可沿導(dǎo)軌(2)從裝夾區(qū)(12)移動(dòng)到加工區(qū)(13)，d)其中裝夾裝置(8)基本上設(shè)置在導(dǎo)軌(2、2′)之間，e)其中裝夾裝置(8)和加工裝置(15、16)可通過驅(qū)動(dòng)裝置相互這樣地相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即，使工件(10)到達(dá)刀具(17、18)的作用范圍內(nèi)，f)其中加工裝置(15、16)可沿平行于其旋轉(zhuǎn)軸線的運(yùn)動(dòng)方向從加工區(qū)(13)運(yùn)動(dòng)到換刀區(qū)(20)。
2.按權(quán)利要求1的加工中心，其特征為用于裝夾工件(10)的裝夾裝置(8)具有一配備卡盤(9)的裝夾單元，特別是一工件主軸(5)。
3.按權(quán)利要求1或2的加工中心，其特征為裝夾裝置(8)可沿尤其是相互垂直布置的導(dǎo)軌(2)和(7)運(yùn)動(dòng)。
4.按權(quán)利要求3的加工中心，其特征為工件主軸(5)可繞一尤其是垂直于沿導(dǎo)軌(2)和(7)的運(yùn)動(dòng)方向的回轉(zhuǎn)軸線(C)回轉(zhuǎn)。
5.按權(quán)利要求3或4的加工中心，其特征為裝夾裝置(8)用來實(shí)施沿導(dǎo)軌(2和/或7)的方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
6.按權(quán)利要求1至5之任一項(xiàng)的加工中心，其特征為加工裝置(15、16)可沿導(dǎo)軌(19)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)施進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)。
7.按權(quán)利要求6的加工中心，其特征為有一用來支承導(dǎo)軌(19)的支承元件(4)從換刀區(qū)(20)一直延伸到加工區(qū)(13)。
8.按權(quán)利要求7的加工中心，其特征為支承元件(4)扭轉(zhuǎn)剛性地和/或一體地與基體連接。
9.按權(quán)利要求8的加工中心，其特征為用于加工裝置(15、16)的導(dǎo)軌(19)位于加工區(qū)(13)之外。
10.按權(quán)利要求6至9之任一項(xiàng)的加工中心，其特征為加工裝置(15、16)在換刀區(qū)(20)內(nèi)可屏蔽來自加工區(qū)(13)的污染。
11.按權(quán)利要求6至10之任一項(xiàng)的加工中心，其特征為換刀區(qū)(20)和加工區(qū)(13)之間的聯(lián)系通過一防塵器(22)封閉。
12.按權(quán)利要求8至11之任一項(xiàng)的加工中心，其特征為加工裝置(15、16)連同其導(dǎo)軌(19)設(shè)置在支承元件(4)的相對(duì)置的兩側(cè)。
13.按權(quán)利要求1至12之任一項(xiàng)的加工中心，其特征為為了更換夾持在加工裝置(15、16)內(nèi)的刀具(17、18)，設(shè)有至少一個(gè)刀庫(14)。
14.按權(quán)利要求1至13之任一項(xiàng)的加工中心，其特征為至少兩個(gè)加工裝置(15、16)中的每一個(gè)各配設(shè)一用來更換刀具(17、18)的刀庫(14，14′)。
15.按權(quán)利要求13或14的加工中心，其特征為設(shè)有一用來更換夾持在加工裝置(15、16)內(nèi)的刀具(17、18)的換刀裝置(21)。
16.按權(quán)利要求8至15之任一項(xiàng)的加工中心，其特征為設(shè)有至少一個(gè)輸送裝置(11)，它將待加工工件(10)輸送到裝夾區(qū)(12)內(nèi)，并將加工好的工件從輸出區(qū)中送出，其中裝夾區(qū)和輸出區(qū)可以是同一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)床，特別是自上料的加工中心，它帶有多個(gè)加工單元和一用來加快工件加工的自動(dòng)換刀裝置。其中帶有用于工件的裝夾區(qū)的輸送裝置和帶有用于加工單元的換刀位置的刀庫設(shè)置在緊靠加工裝置的附近。用這種方法使用于工件和刀具更換的移動(dòng)路程的總和大大縮短。由此可以實(shí)現(xiàn)加工工件時(shí)可觀的時(shí)間節(jié)省。
文檔編號(hào)B23Q3/157GK1506189SQ0312776
公開日2004年6月23日 申請(qǐng)日期2003年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月10日
發(fā)明者諾伯特·黑斯布呂根, 于爾根·瓦爾茨, 瓦爾茨, 諾伯特 黑斯布呂根 申請(qǐng)人:Emag機(jī)械制造廠有限公司