專利名稱：機(jī)床中可更換零部件的更換設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
如題所示，本發(fā)明，用于更換機(jī)床中可更換零部件的更換設(shè)備，涉及機(jī)床中不同類別的不同零部件(加工頭、刀架和刀具)的自動(dòng)交換設(shè)備。該設(shè)備的目的是，在機(jī)床中例如立式車床之類的，允許其中的各種可更換零部件的更換，不論其是頭部、刀架或者刀具。所述設(shè)備本質(zhì)上包括標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)存儲(chǔ)庫和所述零部件的單件操作設(shè)備，所有的不同種類的可更換的零部件均存放在該靜態(tài)存儲(chǔ)庫中，該單件操作設(shè)備自動(dòng)操作并且由控制系統(tǒng)控制，該操作系統(tǒng)具有移動(dòng)自由并且具有至少一個(gè)操作器，該操作器具有適于不同種類的可更換零部件的抓握裝置，從而所述操作器能夠在機(jī)床的主軸線或滑枕和以上提到的存儲(chǔ)庫之間移動(dòng)、更換和定位。本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域包含在致力于機(jī)床制造、以及用于更換機(jī)床的頭、刀架和可更換的刀具的設(shè)備、機(jī)器和裝置的技術(shù)部門的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，在機(jī)床中更換刀具的裝置是已知的，其中操作器和用于抓握待更換的零部件的抓握裝置被成形使得它們僅能夠執(zhí)行單一種類的可更換零部件的更換，即刀具或者頭部或者刀架。在現(xiàn)有技術(shù)中，已知有操作設(shè)備或者遙控裝置，其借助兩個(gè)夾鉗，排他地將刀具從存儲(chǔ)庫鉗起并傳送至機(jī)床的主軸或者滑枕，反之亦然，其應(yīng)用僅限于刀具的更換。該事實(shí)涉及一個(gè)缺點(diǎn)，因?yàn)樵跈C(jī)床中，不僅需要更換執(zhí)行不同操作的刀具，還需要更換頭部或者刀架，這種操作必須借助其他獨(dú)立的設(shè)備自動(dòng)地或者手動(dòng)地執(zhí)行，并且這涉及隨后時(shí)間的損耗。同樣地，值得一提的是，在現(xiàn)有技術(shù)中，用于豎式機(jī)床中的刀具的更換的使用最多且已知的系統(tǒng)如下-掛在機(jī)器的橫梁上的環(huán)形旋轉(zhuǎn)拾取器該拾取器在結(jié)合有多個(gè)廠商的高的豎式機(jī)床中是常見的系統(tǒng)，并且不論部件的高度如何，其具有從橫梁的任何位置均可以接近的優(yōu)勢，這種系統(tǒng)更換頭部的運(yùn)行是短的，并且當(dāng)該刀具缺少時(shí)，使得能夠?qū)㈩^部和刀具結(jié)合在一起。然而，它也具有缺點(diǎn)它使得掛在橫梁上的重量很大，這引起扭矩以及接下來的機(jī)器精度的損耗。它對于笨重的頭部具有重量的限制以及頭部數(shù)量的限制，因?yàn)轭^部越多，所必需的直徑越大，因而需要更大的橫梁。此外，當(dāng)需要存放和更換中等數(shù)量的刀具時(shí)，其他豎式的旋轉(zhuǎn)類型的獨(dú)立設(shè)備也是需要的。-地面上的環(huán)形旋轉(zhuǎn)拾取器該拾取器在小型轉(zhuǎn)向高度中是常見的系統(tǒng)。因?yàn)槠渲睆绞欠窍薅ǖ模陬^部的數(shù)量方面沒有限制，同時(shí)它對于笨重頭部的重量也沒有限制，并且當(dāng)頭部的重量小時(shí)，使得其可以將刀具與頭部結(jié)合。然而，它也具有缺點(diǎn)當(dāng)在加工過程中部件的高度大于滑枕的行程時(shí)，該拾取器并非從橫梁的任何位置都可接近；當(dāng)需要存放和更換數(shù)量大的刀具時(shí)，它需要其他豎式旋轉(zhuǎn)類型的獨(dú)立設(shè)備；這種系統(tǒng)更換頭部的流程是長的，更換的時(shí)間增長并且當(dāng)存在多個(gè)頭部時(shí)，地面空間是大的。
-地面上的水平的旋轉(zhuǎn)式運(yùn)送裝置該系統(tǒng)具有的優(yōu)勢不限制頭部的數(shù)量并且允許頭部和多個(gè)刀具結(jié)合，然而它需要頭部和刀架的中間操作器。此外，在高的轉(zhuǎn)向機(jī)器中，為了能夠從任何位置都可以接近，需要大大提升支撐旋轉(zhuǎn)式運(yùn)送裝置的結(jié)構(gòu)，從而當(dāng)在加工過程中該部件的高度大于滑枕的行程時(shí)，該拾取器不能從橫梁的任何位置接近。它對于頭部的大的重量以及大的地面空間是有限定的。-具有舉升器的地面上的環(huán)形旋轉(zhuǎn)拾取器該系統(tǒng)具有從橫梁的任何位置均可接近的優(yōu)點(diǎn)，并且當(dāng)頭部少時(shí)，使得頭部和刀具可以結(jié)合，然而，它也具有缺點(diǎn)當(dāng)需要存放并且更換數(shù)量大的刀具時(shí)，它需要其他豎式的旋轉(zhuǎn)式運(yùn)送裝置類型的獨(dú)立設(shè)備。此外，在高的機(jī)器中，為了實(shí)現(xiàn)在橫梁的最高位置上的更換，需要大的圓盤舉升行程，因此頭部的重量以及存放的刀具是有限的。-在地面上具有平移運(yùn)動(dòng)的車架該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)，它對頭部的數(shù)量或者其重量均無限定，然而，當(dāng)在加工工程中的部件的高度大于滑枕的行程時(shí)，它將不能從橫梁的任何位置上接近，此外，刀具需要其他豎式旋轉(zhuǎn)式運(yùn)送裝置類型的獨(dú)立設(shè)備，當(dāng)存在多個(gè)頭部時(shí)，涉及大的地面空間。 -在地面上的固定的拾取器，獨(dú)立于每個(gè)頭部該系統(tǒng)對于頭部的數(shù)量、重量均無限定，并且其具有相對低的制造成本，但它也具有缺點(diǎn)它需要附加的軸以將頭部移向每一拾取器，此外，當(dāng)在加工過程中的部件的高度大于滑枕的行程時(shí)，它不可以從橫梁的任何位置上接近。刀具需要獨(dú)立的設(shè)備，它需要大的空間以及更換頭部的運(yùn)行較長，這增加了更換的時(shí)間。-固定的擱板以及中間柱狀操作器該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)柱狀物作為遙控裝置并且能夠在機(jī)器的任何位置更換，而對頭部的數(shù)量沒有限制，并且運(yùn)行是短的。然而，其制造成本是相對高的，當(dāng)存在多個(gè)頭部時(shí)，它具有非常大的地面空間，并且操作器的最大的頭部重量是限定的。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是為現(xiàn)有技術(shù)提供一個(gè)的單件設(shè)備，其用于機(jī)床中頭部、刀架以及刀具的不同種類的可更換零部件的移動(dòng)、更換和定位，其中結(jié)合了已知系統(tǒng)的優(yōu)勢并且防止了前述缺陷，必須指出的是，申請人不知道存在類似于本申請中描述過的設(shè)備的技術(shù)的、結(jié)構(gòu)的以及組成的特性的任何設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
用于更換不同類別的可更換零部件的設(shè)備，因此使得不僅能夠執(zhí)行機(jī)床中的刀具的更換，并且需要時(shí)可以執(zhí)行頭部或者刀架的更換。同樣地，本發(fā)明的設(shè)備能夠有利地在執(zhí)行更換頭部或者刀架的同一運(yùn)行或者周期中執(zhí)行刀具的更換，使得能夠減少操作設(shè)備的移動(dòng)和操作，因此在更換或替換一個(gè)或更多個(gè)刀具以前，當(dāng)需要更換頭部時(shí)需付出時(shí)間。這些及其他目標(biāo)是通過在此描述和要求的設(shè)備的特征來實(shí)現(xiàn)的，如以上指出的，該設(shè)備本質(zhì)上包括同一標(biāo)準(zhǔn)的靜態(tài)存儲(chǔ)庫和用于所述零部件的單個(gè)操作設(shè)備或遙控裝置，所有可更換的零部件不論其類別均位于所述靜態(tài)存儲(chǔ)庫中，所述單片操作設(shè)備是自動(dòng)的并且由控制系統(tǒng)控制，并且在所述操作設(shè)備自由端具有單獨(dú)的操作器，所述操作器用于不同類別的可更換零部件在所述機(jī)床的主軸或滑枕和所述存儲(chǔ)庫之間的移動(dòng)、更換和定位。所述存儲(chǔ)庫和所述操作設(shè)備是獨(dú)立的，并且相對于所述機(jī)床是密封的，以保證操作設(shè)備的所有運(yùn)動(dòng)的精度，以及位于存儲(chǔ)庫中的可更換零部件不受從機(jī)床中噴射出的碎片的影響，所述碎片會(huì)影響加工精度。此外，所述操作設(shè)備和所述存儲(chǔ)庫遠(yuǎn)離機(jī)床的加工區(qū)域，并且具體地位于滑枕的水平運(yùn)動(dòng)軸線之后。同樣地，當(dāng)機(jī)床在運(yùn)行時(shí)，位于所述機(jī)床的獨(dú)立平臺(tái)上的所述操作設(shè)備被設(shè)置在與操作員隔離的封閉殼體內(nèi)，并且該封閉殼體與所述平臺(tái)相隔離，所述操作設(shè)備或者遙控裝置接近繞垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)或者縱向移動(dòng)，使得可以以所述滑枕的水平運(yùn)動(dòng)的軸線的單一變化位置更換刀具或者頭部，而非以垂直運(yùn)動(dòng)軸線。通過所述操作設(shè)備的固定長度的中間剛性臂接近所述滑枕，所述操作器位于操作設(shè)備的自由端，該自由端與位于先前的獨(dú)立平臺(tái)中的操作設(shè)備的底座相對。所述操作器包括至少一個(gè)用于第一類別的可更換零部件的第一抓握裝置，例如頭部或者刀架，以及至少一個(gè)用于第二類別的零部件的第二抓握裝置，例如刀具。所述第一抓握裝置具有顎或者軛狀物，所述顎或者軛狀物具有凹的內(nèi)腔和錨定及 抓握裝置，該裝置用于支撐第一類別的零部件，即頭部或者刀架，使得能夠?qū)⑺隽悴考乃鰴C(jī)床的主軸或者滑枕運(yùn)送到所述存儲(chǔ)庫，反之亦然。同樣地，存在于所述操作器的所述第二抓握裝置具有至少一個(gè)夾鉗，所述夾鉗位于所述第一抓握裝置的一側(cè)，能夠?qū)⒌诙悇e零部件即刀具從所述存儲(chǔ)庫抓握并傳送至所述機(jī)床，反之亦然。該第二抓握裝置可以是兩個(gè)，即可以具有兩個(gè)夾鉗，所述第一抓握裝置位于這兩個(gè)夾鉗之間。所述第一抓握裝置的凹面構(gòu)造也具有用于頭部或者刀架的錨定及抓握裝置，該裝置位于前述構(gòu)造的凹面輪廓中或者在鄰近所述輪廓的位置。例如，這些錨定及抓握裝置包括從所述操作器或者從所述構(gòu)造的輪廓中或者鄰近所述輪廓的位置處伸出的固定銷和/或可伸縮的棘爪或者銷。所述第一類別的零部件即頭部或者刀架，在其端部之一具有同一附接凸緣，所述附接凸緣設(shè)計(jì)成連接至所述機(jī)床的滑枕以及通過所述操作器的第一抓握裝置抓握和傳送。為了結(jié)合至所述第一抓握裝置以及位于存儲(chǔ)庫內(nèi)的軛狀物，所述附接凸緣具有與上述結(jié)構(gòu)互補(bǔ)的裝置。這些第一類別的可更換零部件主要在尺寸和重量方面具有特性，其互相之間完全不同并且也不同于所述第二類別的零部件，這使得可以實(shí)現(xiàn)用同一操作設(shè)備更換兩個(gè)類別的可更換零部件，這在目前是不可能的。同樣地，所述操作器還結(jié)合了至少一個(gè)近程檢測器，當(dāng)可更換零部件移動(dòng)靠近所述存儲(chǔ)庫時(shí)，用于檢測任何可更換零部件頭部/刀架或者刀具的存在，從而當(dāng)操作器釋放零部件時(shí)，可防止由操作器抓握的零部件和位于存儲(chǔ)庫內(nèi)的零部件之間的可能碰撞。關(guān)于所述標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)存儲(chǔ)庫，待更換的不同類別的零部件位于該靜態(tài)存儲(chǔ)庫中，所述靜態(tài)存儲(chǔ)庫具有至少兩個(gè)層級或者架子。至少一個(gè)所述層級具有優(yōu)選地圓弧構(gòu)造，從而其限定出一些了用于容納容器的槽，所述容納容器隨后可結(jié)合所述第二類別的可更換零部件或者刀具。同樣地，至少一個(gè)所述標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)庫的所述層級包括具有側(cè)向開口的平臺(tái)，所述開口朝由操作設(shè)備占據(jù)的一側(cè)敞開，并且其大小適于正面地容納和支撐所述第二類別的可更換零部件，頭部或者刀架。這些側(cè)向開口具有用于可更換零部件的保持裝置，例如，所述保持裝置必須存放為此目的設(shè)計(jì)的這些軛狀物或者顎。具有這些軛狀物或顎的這些層級將特別地設(shè)計(jì)用于存放頭部或者刀架。用作存儲(chǔ)庫中第一類別的可更換零部件保持裝置的顎優(yōu)選地由平板支承，所述平板固定在所述存儲(chǔ)庫的至少一個(gè)層級上，并且在其指向所述操作設(shè)備的邊緣一側(cè)具有凹口，該凹口的大小適于支撐可更換零部件，其輪廓設(shè)置有用于抓握所述零部件的止擋塊或者引導(dǎo)塊或者支持件，或者以上的結(jié)合。另外，為了在存儲(chǔ)庫中執(zhí)行裝載和卸載不同類別的零部件的操作，所述設(shè)備考慮了存放裝載站的存在，該存放裝載站與該存儲(chǔ)庫鄰近并且優(yōu)選地設(shè)置有手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，用于接近所述操作設(shè)備的平臺(tái)和所述存儲(chǔ)庫所在的隔離的封閉空間。所述裝載站配備有至少一個(gè)用于定位頭部或者刀架的軛狀物或者顎以及至少兩個(gè)用于容納刀具的容器，該容器與結(jié)合在所述存儲(chǔ)庫中的容器相同。通過所述裝載站的轉(zhuǎn)動(dòng)，裝載站能夠從外部手動(dòng)地裝載包含在存儲(chǔ)庫中的零部件，以便接下來，轉(zhuǎn)動(dòng)之后，所述裝載站將所述顎和容器定位在隔離的封閉空間中，當(dāng)所述顎和裝載站的容器為空時(shí)，所述操作器將能夠從裝載站提取所述零部件并將這些零部件傳送至存儲(chǔ)庫，反之亦然。由于所述準(zhǔn)備能夠在機(jī)器加工的同時(shí)執(zhí)行 (如果它不與已編程的更換周期相一致)，所以方便了為以下加工操作所必需的各項(xiàng)準(zhǔn)備。總之，在該存儲(chǔ)庫，考慮將裝卸站配置成具有優(yōu)選手動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，在第一位置所述可更換零部件被放置在所述裝卸站中或者從所述裝卸站中手動(dòng)移除，以及在第二位置所述零部件能夠由遙控裝置的操作器放置到所述存儲(chǔ)庫或者從所述存儲(chǔ)庫中拾取。因此，鑒于以上描述的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的設(shè)備使得不僅能夠執(zhí)行刀具的更換還能執(zhí)行機(jī)床中頭部或者刀架的更換，從而所述操作設(shè)備能夠傳送操作器內(nèi)的頭部或者刀架以及一個(gè)或兩個(gè)刀具，后一種情況將刀具從所述裝載站移動(dòng)到所述存儲(chǔ)庫，反之亦然。當(dāng)需要更換頭部或者刀架時(shí)，所述刀具和頭部或者刀架能夠由所述操作器在同一操作中被傳送，從存儲(chǔ)庫接近所述操作設(shè)備至更換頭部或者刀架和傳送的刀具，所有這些借助用于單個(gè)操作完成。此外，由于存在用于刀具和頭部或者刀架的單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)庫，在更換中用于放下和取用所述零部件的運(yùn)行更短，這改善了更換的時(shí)間；從而當(dāng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有利于手動(dòng)裝載任何加工操作所必需的所有零部件；有利于接近用于執(zhí)行維修操作的所述頭部/刀架和刀具，并且也有利于管理和控制任何加工操作所必需的所有部件。另外，較之于傳統(tǒng)技術(shù)中需要兩個(gè)獨(dú)立的設(shè)備，用于更換頭部或刀架和刀具的單個(gè)操作器具有很大的優(yōu)勢，因?yàn)椴恍枰糜陬^部或刀架的中間操作器，從而減少了操作設(shè)備的必要的移動(dòng)以及更換的時(shí)間，使用在控制系統(tǒng)中執(zhí)行的單個(gè)管理軟件，減小了失敗的可能性，因?yàn)樗仨毜膭?dòng)作的數(shù)量以及操縱信號是小的，進(jìn)而有利于所述組件的維修。值得提及的本設(shè)備的另外的優(yōu)勢在于，所述頭部或者刀架可以從橫梁的任何位置接近以進(jìn)行更換，并且在高的轉(zhuǎn)向機(jī)床中，其對于頭部或者刀架和刀具的數(shù)量和重量均無限制，也不需要大的地面空間。還值得一提的是，所述設(shè)備考慮到相對于機(jī)床的加工區(qū)域的密封，這種封閉確保了不會(huì)在頭部或者刀架或者刀具出現(xiàn)碎片，所述碎片是其他的解決方案中非常普遍的缺陷，從而使加工中產(chǎn)生不必要的影響，特別是由于在第一類別的零部件頭部或者刀架中存在所述碎片，因此需要在每次更換前進(jìn)行系統(tǒng)的清潔，因?yàn)樗槠拇嬖趯τ谒鲱^部或者刀架結(jié)合至所述機(jī)床的滑枕方面不具有重復(fù)的影響，會(huì)使獲得的加工的精確度產(chǎn)生偏差。
最后，所述標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)庫以及所述操作設(shè)備在機(jī)床的同一側(cè)的結(jié)合位置使得能夠釋放用于部分碼垛系統(tǒng)和其他輔助系統(tǒng)的相對的一側(cè)的空間，這在現(xiàn)有技術(shù)中所使用的大多數(shù)解決方案中存在極大的困難，因?yàn)樗仨毷褂么丝臻g。此外，所述操作設(shè)備和所述存儲(chǔ)庫位于相同的一側(cè)，這使得能夠縮短所述橫梁，所述機(jī)床的滑枕在該橫梁上水平地移動(dòng)，所述操作設(shè)備位于相對的一側(cè)。這使得能夠具有更輕的橫梁，這有利于其垂直運(yùn)動(dòng)并且減小制造成本。更換設(shè)備的操作方法使得所述操作設(shè)備在所述存儲(chǔ)庫和機(jī)床的滑軌之間的移動(dòng)得到優(yōu)化，從而當(dāng)操作設(shè)備從滑枕更換位于其上的頭部、刀架或者刀具時(shí)，用于更換的方法包括如下的步驟-所述操作器在單個(gè)運(yùn)動(dòng)方式中從所述機(jī)床的滑枕拾取第二類別的可更換零部件或者刀具，并且繼而拾取第一類別的可更換零部件，頭部或者刀架 ；-所述操作器移至所述存儲(chǔ)庫，并且將所述頭部或者刀架，繼而將刀具放置在所述存儲(chǔ)庫的位置上；-所述操作器從所述存儲(chǔ)庫中拿取新的刀具以及后續(xù)的新的頭部或刀架；并且最終地，-所述操作器將所述頭部或刀架以及所述刀具結(jié)合至所述機(jī)床的滑枕中。值得一提的是，在將一個(gè)可更換零部件更換成另一零部件之間，位于所述機(jī)床的滑枕中的頭部或者刀架必須始終保持在其更換位置，即，在所述滑枕的水平運(yùn)動(dòng)軸的單獨(dú)的改變的位置，而非在其垂直運(yùn)動(dòng)的軸線中，因此根據(jù)所述頭部或者刀架的特征所述刀具的方向必須始終相同。


為了補(bǔ)充本說明并為了更好地理解本發(fā)明的特征，一套附圖附于本說明書上并作為其中的一部分，其中，以下將以示例性及非限定性的方式描述。圖I示出了具有本發(fā)明的設(shè)備客體的機(jī)床的立體圖；圖2根據(jù)該發(fā)明示出了用于更換機(jī)床中的可更換零部件的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的平面圖，其中描述了定位成將待更換的零部件從存儲(chǔ)庫拿取的操作設(shè)備或者遙控裝置，可以在其中觀察到包含在所述設(shè)備中的主要部件和元件；圖3為與圖I類似的視圖，其中示出了用于從機(jī)床中連接和/或拾取可更換零部件而設(shè)置的操作設(shè)備；圖4示出了一操作器的立體圖，本發(fā)明的操作設(shè)備設(shè)有該操作器，并可以觀察到用于刀具和頭部或者刀架的不同的固定元件；圖5示出了存儲(chǔ)庫和平臺(tái)的可能的結(jié)構(gòu)，該平臺(tái)支撐圖I和圖2中描繪的本發(fā)明的操作設(shè)備；圖6示出了設(shè)置于一些存儲(chǔ)庫的層級中的一個(gè)軛狀物或者顎的立體圖，該存儲(chǔ)庫的層級用于容納和固定第一類別的零部件，即頭部或者刀架；圖7示出了用于裝載和卸載存儲(chǔ)庫中的零部件的裝卸站的詳細(xì)視圖；圖8為用于放置刀具的容器的詳細(xì)視圖。
具體實(shí)施例方式參考上述附圖，并根據(jù)所采用的標(biāo)記，在此可以觀察到本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，該實(shí)施例包含了將在以下詳細(xì)描述的部件和元件。因此，如圖I至圖3所示，所描述的用于更換機(jī)床中的可更換零部件的更換設(shè)備包括標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)庫(40)以及操作設(shè)備(20)，通過該操作設(shè)備可以實(shí)施對不同種類的可更換零部件(頭部或刀架以及刀具)的更換，所述存儲(chǔ)庫(40)和操作設(shè)備(20)是獨(dú)立的并且相對于機(jī)床(10)是密封的，此外，還存在用于在所述存儲(chǔ)庫(40)的一側(cè)的所述零部件的裝卸站(30)。所述操作設(shè)備(20)本身具有已知的構(gòu)造，具有一系列程度的運(yùn)動(dòng)自由，該運(yùn)動(dòng)自由足夠執(zhí)行用于更換機(jī)床(10)的可更換零部件的不同操作。所述機(jī)床(10)在其他零部件間具有垂直運(yùn)動(dòng)的主軸或滑枕(11)、水平的橫梁(13)以及加工區(qū)域(12)，所述滑枕(11)沿橫梁水平移動(dòng)，待加工的部件位于所述加工區(qū)域(12)。 所述存儲(chǔ)庫(40 )和所述操作設(shè)備(20 )是獨(dú)立的，并且相對于機(jī)床(10 )是密封的，從而保證操作設(shè)備(20)的所有運(yùn)動(dòng)的精度，以及位于存儲(chǔ)庫(40)內(nèi)的可更換零部件(80， 90)不受從機(jī)床(10)的加工區(qū)域(12)中噴射出的碎片的影響，這些碎片會(huì)影響加工精度。此外，所述操作設(shè)備(20)和所述存儲(chǔ)庫(40)遠(yuǎn)離于所述機(jī)床(10)的加工區(qū)域(12)，并且具體地位于所述滑枕(11)的水平移動(dòng)軸(X軸)的后面。所述存儲(chǔ)庫(40)可具有一個(gè)或更多個(gè)層級(43，45)，所述層級(43，45)用于放置待更換的兩個(gè)類別的零部件(80，90)，然而所述操作設(shè)備(20)可配備有一系列的自由運(yùn)動(dòng)程度，這使得所述操作設(shè)備(20)能夠接近位于所述存儲(chǔ)庫(40)中的不同可更換零部件，并且將這些零部件傳送到機(jī)床(10)的滑枕(11)中裝配的位置，反之亦然；或者將這些零部件傳送到裝卸站(30)，以將這些零部件置于存儲(chǔ)庫(40)中，反之亦然。所述零部件在滑枕(11)中變化位置是單個(gè)的，沿所述滑枕(11)水平運(yùn)動(dòng)軸(X軸)，而不沿其垂直運(yùn)動(dòng)軸(Z軸)。如在圖4中的立體圖所示的，為了執(zhí)行對待更換零部件的抓握操作以及將待更換零部件從存儲(chǔ)庫(40 )傳送到機(jī)床(10 )，從所述機(jī)床(10 )傳送到存儲(chǔ)庫(40 )，以及從裝卸站(30 )傳送到存儲(chǔ)庫(40 )，反之亦然，所述操作設(shè)備或者遙控裝置(20 )具有至少一個(gè)操作器
(50)，該操作器(50)具有第一抓握裝置(54)和第二抓握裝置(60，70)，所述第一抓握裝置用于第一類別的可更換零部件，諸如頭部和刀架(80)，所述第二抓握裝置(60，70)用于第二類別的可更換零部件。所述第二抓握裝置(60，70 )由兩個(gè)夾鉗(60，70 )形成，所述夾鉗的臂(61，71)能夠由差動(dòng)機(jī)制(62，72)來打開和閉合，雖然也可以使用其他已知的系統(tǒng)諸如水壓的或氣壓的汽缸、彈簧、電磁制動(dòng)器或者以上的結(jié)合等，該差動(dòng)機(jī)制主要使用水壓系統(tǒng)和彈簧的結(jié)合。該操作器(50)將以鉸接的方式連接到操作設(shè)備(20)的自由端以及相應(yīng)的控制和動(dòng)力供應(yīng)源，所述夾鉗(61，71)用于抓握第二類別的零部件，即刀具(90 )。同樣地，在描述的例子中，位于提及的鉗夾(60和70)之間的所述第一抓握裝置
(54)由中間結(jié)構(gòu)(54)形成，該第一抓握裝置的大小適于支撐機(jī)床(10)的可更換頭部或者刀架(80)，即適于第一種類的可更換的零部件。這種結(jié)構(gòu)(54)具有用于頭部或刀架(80)的錨定及抓握裝置，例如，該裝置包括位于與該結(jié)構(gòu)(54)的輪廓相一致的或者設(shè)置在與所述輪廓相鄰的位置的固定銷(53)和/或可伸縮銷(52)。
該操作器(50)裝配有近程檢測器(51，63，73)，這些近程檢測器安裝在每一鉗夾(60，70)以及由中間結(jié)構(gòu)(54)構(gòu)成的用于頭部或刀架的抓握部中，用于探測存儲(chǔ)庫(40)中零部件的意外存在，并且當(dāng)所述操作器(50)移動(dòng)接近所述存儲(chǔ)庫(40)以放置任何類型的零部件時(shí)，防止發(fā)生可能的碰撞。所述第一類別的零部件，即頭部或刀架(80)，在其各端上具有同一附接凸緣，該附接凸緣設(shè)計(jì)用于連接至機(jī)床(10)的滑枕(11)以及被抓握和傳送到中間結(jié)構(gòu)(54)中。為了結(jié)合至帶有固定銷(53)和/或可伸縮銷(52)的中間結(jié)構(gòu)(54)以及位于存儲(chǔ)庫中的軛狀物
(42)，所述附接凸緣具有與上述結(jié)構(gòu)互補(bǔ)的裝置。由于該操作器(50)的構(gòu)造，根據(jù)本發(fā)明，如圖2中的情況，為了啟動(dòng)操作，所述操作設(shè)備(20)能夠通過操作器的結(jié)構(gòu)(54)從所述存儲(chǔ)庫(40)中拾取第一刀架或頭部(80)，以及借助夾鉗(60和70)拾取第一刀具(90)，使該組件移動(dòng)至機(jī)床(10)的滑枕(11)，該設(shè)備首先將所述第一頭部或者刀架(80)放置在機(jī)床(10)的主軸或滑枕(11)上，其次將從存儲(chǔ)庫(40)拾取的第一刀具(90)放置在機(jī)床(10)的主軸或滑枕(11)上。一旦使用完所述第 一刀具(90)，并且該操作器(50)已返回至存儲(chǔ)庫(40)拾取第二刀具，假定該第一頭部(80)被保持，該操作器(50)將該第一刀具(90)從所述滑枕(11)移開，隨后將最終放置從存儲(chǔ)庫
(40)中拾取的所述第二刀具。接著，將所述第一刀具(90)移至所述存儲(chǔ)庫(40)。如果在機(jī)器(10)的隨后的工作步驟中必需改變刀具和頭部或者刀架，所述操作器(50)將所述第二刀具和第一頭部或者刀架(80)從滑枕(11)移開，之后將它們留在所述存儲(chǔ)庫(40)中，再從該處拾取起第二頭部或者刀架和新的刀具，并將它們放在機(jī)器的滑枕中?？傊?，更換兩個(gè)類別的可更換零部件的具體步驟如下-操作設(shè)備(20)的操作器(50)以同一動(dòng)作從所述機(jī)床(10)的滑枕(11)拾取第二類別的可更換零部件即刀具(90)，并且隨后拾取第一類別的零部件即頭部或者刀架(80);-所述操作器(50)移動(dòng)至存儲(chǔ)庫(40)，并將所述頭部或者刀架(80)并且隨后將所述刀具(90)放置在對應(yīng)的位置；-所述操作器(50)從所述存儲(chǔ)庫(40 )抓取每一類別的新的零部件，即頭部或者刀架類型之一或者刀具類型之一；-最后，所述操作器(50)將所述刀架或頭部零部件并且隨后將刀具類型的零部件結(jié)合至所述機(jī)床(10)的滑枕(11)中。圖2示出了位于接近所述存儲(chǔ)庫(40)的位置處的操作設(shè)備(20)其用于拾取頭部或者刀架以及刀具(需要的話)，所述操作設(shè)備(20)將這些零部件移至機(jī)床(10)的滑枕
(11)，如圖3，以更換或者改變其他可更換零部件。所述操作設(shè)備(20)，由于在存儲(chǔ)庫(40)、裝卸站(30)以及機(jī)床(10)之間的運(yùn)動(dòng)，需要圍繞垂直軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)或沿水平路徑的運(yùn)動(dòng)。如圖5所示，在第一種情況下，即操作設(shè)備(20)僅需要轉(zhuǎn)動(dòng)，該操作設(shè)備被裝配在獨(dú)立于所述機(jī)床(10)的平臺(tái)(21)上，并且通過固定長度的剛性臂(22)連接至所述存儲(chǔ)庫(40)。此外，從所述圖5中可以看出，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述存儲(chǔ)庫(40)是如何由多個(gè)層級(43)構(gòu)成的，優(yōu)選地具有圓弧結(jié)構(gòu)，所述層級(43)在其中具有槽(46)，在部分槽(46)中設(shè)置刀架容器(41)，在機(jī)床(10)中形成可更換零部件的類型之一的刀具(90)將被設(shè)置在刀架容器(41)的里面。此外，用數(shù)字45標(biāo)記并相互區(qū)分的一個(gè)或更多的存儲(chǔ)庫(40)的層級具有側(cè)向開口(44)，該開口(44)朝由操作設(shè)備(20)占據(jù)的一側(cè)敞開，并且其大小適于正面地容納和支撐可更換零部件的另一類別，即頭部或者刀架(80)。因此，如在圖5中的實(shí)施例中所示出的，具有槽(46)的層級(43)將優(yōu)選地被用于容納和存放刀具(90)，而側(cè)向開口(44)將被用于容納頭部或者刀架(90)。此外，軛狀物或者顎(42)的存在被考慮在以上提及的側(cè)向開口(44)中，如圖6所示，軛狀物或者顎是由相當(dāng)平坦的主體制成，該平坦的主體在其邊緣之一具有凹口(48)，該凹口(48)用于容納和支撐機(jī)床的可更換零部件，特別是頭部或刀架(80)。所述顎或軛狀物(42)的凹口(48)繼而具有適于每一可更換零部件的止擋塊和支持體(49)以及引導(dǎo)件
(47)，該引導(dǎo)件(47)可以精確且重復(fù)的方式進(jìn)行定位以及用作抓握和保持零部件的裝置。
從以上可以看出，所述操作設(shè)備(20 )可具有在存儲(chǔ)庫(40 )中、在裝卸站(30 )中以 及在機(jī)床(10)中執(zhí)行所有操作所必需的自由移動(dòng)的程度，以及在它們之間的移動(dòng)沿一個(gè)方向或者另一方向進(jìn)行。因此，為了執(zhí)行用于裝載和卸載可更換零部件的操作，如圖7所示，如上述所提及的鄰近存儲(chǔ)庫(40)的裝卸站(30)為裝備有優(yōu)選手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，該手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置裝備有至少一個(gè)軛狀物或者顎(32)和多個(gè)刀架容器(31)，該軛狀物或者顎(32)用于放置頭部或者刀架(80)類型的零部件，該刀架容器與結(jié)合在存儲(chǔ)庫(40)中的相同，用于容納刀具(90)類型的零部件。因此，在該裝卸站(30)的第一位置，可更換零部件被放置在該處或者可以從該處被手動(dòng)移除；在第二位置，所述零部件由所述操作設(shè)備(20)的操作器(50)放置在該處或者從該處拾取至所述存儲(chǔ)庫(40 )。最后，必須指出的是，用于更換機(jī)床中的可更換零部件的設(shè)備考慮借助集成在控制系統(tǒng)中的元件來使用程序，該程序具有易讀的和/或可執(zhí)行的代碼，該控制系統(tǒng)優(yōu)選使得能夠管理操作設(shè)備或遙控裝置(20)以及操作器(50)的操作和運(yùn)動(dòng)，從而在所述機(jī)床
(10)的滑枕(11)和存儲(chǔ)庫(40)之間以及在存儲(chǔ)庫(40)和裝卸站(30)之間移動(dòng)、更換和定位不同類型的可更換零部件。已經(jīng)充分地描述了本發(fā)明的特性以及實(shí)施本發(fā)明的方法，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，無需進(jìn)一步作更多的描述，就可理解本發(fā)明的范圍和優(yōu)點(diǎn)。需要說明的是在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵下，可以實(shí)施與通過事例說明的實(shí)施例的細(xì)節(jié)不同的其他實(shí)施例，只要沒有改動(dòng)、改變或修改本發(fā)明的基本原理，這些實(shí)施例均被本發(fā)明的保護(hù)范圍所覆蓋。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，用于在具有滑枕的機(jī)床中更換不同的加工操作所必需的不同類別的可更換零部件，所述不同類別的可更換零部件諸如是頭部或者刀架和刀具，其特征在于，所述設(shè)備包括單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)存儲(chǔ)庫和所述零部件的單件操作設(shè)備，所有可更換的零部件不論其類別均位于所述靜態(tài)存儲(chǔ)庫中，所述單件操作設(shè)備由控制系統(tǒng)控制且自動(dòng)操作，所述操作設(shè)備具有單獨(dú)的操作器，所述操作器用于任一所述不同類別的可更換零部件在所述機(jī)床的滑枕和所述存儲(chǔ)庫之間的移動(dòng)、更換和定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，所述操作器包括用于第一類別的可更換零部件的至少一個(gè)第一抓握裝置和用于第二類別的零部件的至少一個(gè)第二抓握裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一抓握裝置具有顎或者軛狀物，所述顎或者軛狀物具有凹的內(nèi)腔和錨定及抓握裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述第二抓握裝置具有至少一個(gè)在所述第一抓握裝置之后的夾鉗。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述操作器在所述第一抓握裝置的兩側(cè)具有夾鉗。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一和/或第二裝置具有至少一個(gè)用于檢測可更換零部件的意外存在的裝置，以防止在所述存儲(chǔ)庫中定位零部件時(shí)發(fā)生的可能碰撞。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述錨定及抓握裝置包括至少一個(gè)位于所述顎的本體中的固定銷或者可伸縮銷。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一類別的可更換零部件是頭部或刀架。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述第二類別的可更換零部件是刀具。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述操作設(shè)備設(shè)置在所述機(jī)床的獨(dú)立的平臺(tái)上，并且通過具有固定長度的剛性中間臂與所述存儲(chǔ)庫相連接，所述中間臂在其自由端具有所述操作器。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述單個(gè)存儲(chǔ)庫在至少一個(gè)高度或者層級具有凹形開口，所述凹形開口用于正面地容納和支撐第一類別的可更換零部件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，用于所述第一類別的可更換零部件的保持裝置包括設(shè)置在每一開口中的顎，所述顎具有用于所述可更換零部件的引導(dǎo)、抓握及支持裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述顎具有平坦的結(jié)構(gòu)，被支持且固定在所述存儲(chǔ)庫的至少一個(gè)與其開口相一致高度上，在其邊緣之一具有凹口，所述凹口的大小適于支撐可更換零部件，抓握和引導(dǎo)所述零部件防止其從所述凹口的輪廓伸出。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括用于將所述可更換零部件在所述存儲(chǔ)庫中進(jìn)行裝載和卸載的單個(gè)交換站，所述交換站具有第一位置和第二位置之間的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，在所述第一位置，所述可更換零部件手動(dòng)地放置在所述交換站中，在所述第二位置，所述可更換零部件由操作設(shè)備放置在所述單個(gè)的站中或者由操作設(shè)備從所述單個(gè)的站中移除。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述存儲(chǔ)庫和所述操作設(shè)備是獨(dú)立的并且相對于所述機(jī)床是密封的。
16.根據(jù)權(quán)利要求I或15所述的設(shè)備，其特征在于，所述存儲(chǔ)庫和所述操作設(shè)備位于所述加工區(qū)域的一側(cè)，并且在所述機(jī)器的滑枕的水平運(yùn)動(dòng)的軸線(X軸)的后面，即位于與所述加工區(qū)域相反的一側(cè)。
17.—種通過如權(quán)利要求I至15中任一項(xiàng)所述的設(shè)備對機(jī)床的滑枕中的在頭部、刀架或刀具之間的兩個(gè)類別的兩個(gè)可更換部件進(jìn)行更換的方法，其特征在于， -所述操作器以單一運(yùn)動(dòng)從所述機(jī)床的滑枕拾取第二類別的可更換零部件，以及隨后拾取第一類別的可更換零部件； -所述操作器運(yùn)動(dòng)至所述存儲(chǔ)庫，并且將所述第一類別的零部件以及隨后將第二類別的零部件放置在所述存儲(chǔ)庫的位置上； -所述操作器從所述存儲(chǔ)庫中拿取新的第二類別的零部件以及隨后拿取新的第一類別的零部件；以及 -所述操作器將所述第一類別的零部件以及隨后將所述第二類別的零部件偶聯(lián)至所述機(jī)床的滑枕中。
18.一種用于更換機(jī)床中的不同類別的可更換零部件的計(jì)算機(jī)程序，所述不同類別的可更換零部件諸如是頭部或刀架和刀具，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序允許執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法的操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種更換設(shè)備，用于更換機(jī)床中不同加工操作所必需的可更換的零部件，特別是不同類別的零部件，諸如頭部或者刀架和刀具，包括標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)存儲(chǔ)庫和單片的操作設(shè)備，所述零部件位于標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)存儲(chǔ)庫中，所述操作設(shè)備(20)設(shè)置有至少一個(gè)用于所述零部件的操作器(50)，該操作器是自動(dòng)的且由控制系統(tǒng)控制，用于所述機(jī)床(10)的滑枕和所述存儲(chǔ)庫(40)之間的任何類型的可更換零部件的移動(dòng)、更換和定位。
文檔編號B23Q3/155GK102811836SQ201080064322
公開日2012年12月5日 申請日期2010年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月18日
發(fā)明者喬恩·阿拉納·加拉特, 帕特西·埃賽扎·阿古特 申請人:Gmtk多工序機(jī)械加工股份有限公司