專利名稱：一種機(jī)床組合以及用這種機(jī)床組合進(jìn)行加工操作的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)工件進(jìn)行加工操作的機(jī)床組合。
已經(jīng)知道可以通過(guò)垂直地設(shè)置機(jī)床組件來(lái)更好地利用垂直空間。在本申請(qǐng)人的題為“具有多個(gè)處理單元的自動(dòng)機(jī)床”(AtuomatedMachine Tool Including a Plurality of Processing Units)的同時(shí)待審的美國(guó)專利第08/759,469號(hào)中公布了這種設(shè)置的例子。雖然這種設(shè)置可以更好地利用垂直空間，但它還是具有一些缺點(diǎn)。首先，如果不采用在水平排列的話，一些機(jī)床組件很容易發(fā)生變形。這就是說(shuō)，設(shè)置成金字塔形結(jié)構(gòu)的許多系統(tǒng)通過(guò)堆疊從下到上重量變小的部件可以保持其穩(wěn)定性和精度。這種垂直排列的機(jī)床組件可能會(huì)引起協(xié)同操作的隔室之間無(wú)法對(duì)準(zhǔn)，從而降低系統(tǒng)性能。
如同水平的系統(tǒng)一樣，垂直排列的各個(gè)機(jī)床組件上方的空間在實(shí)用上都被浪費(fèi)了。
雖然理想的是能在同一頂部下同時(shí)進(jìn)行許多加工操作，但是這些操作的數(shù)目通常受到支撐機(jī)床組件的地面表面積的限制。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，本發(fā)明涉及一種機(jī)床組合，其包括至少一個(gè)第一基座，設(shè)置在所述至少一個(gè)第一基座的操作位置上的第一機(jī)床組件，以及設(shè)置在第一機(jī)床組件之上所述至少一個(gè)第一基座的操作位置上的第二機(jī)床組件。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，可用一個(gè)單獨(dú)的基座將第一和第二機(jī)床組件支撐在操作位置上。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，此單獨(dú)的基座具有一臺(tái)階形框架，其具有將第一機(jī)床組件支撐在操作位置上的第一表面，以及將第二機(jī)床組件支撐在操作位置上的高于第一表面的第二表面。
所述至少一個(gè)第一基座可包括將第一機(jī)床組件支撐在操作位置上的第一表面，以及將第二機(jī)床組件支撐在操作位置上的高于第一表面的第二表面。
在一種具有位于操作位置上的第一和第二機(jī)床組件的結(jié)構(gòu)形式中，第二機(jī)床組件的位于第一機(jī)床組件的垂直正上方。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，所述至少一個(gè)第一基座具有一框架，其一部分圍繞處于操作位置上的第一機(jī)床組件完全地延伸。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，所述至少一個(gè)第一基座具有臺(tái)階形結(jié)構(gòu)，其形成了將第一機(jī)床組件支撐在操作位置上的第一表面，以及將第二機(jī)床組件支撐在操作位置上的高于第一表面的第二表面。
所述至少一個(gè)第一基座具有至少一個(gè)框架，其形成了多個(gè)隔室，每一隔室中容納一個(gè)機(jī)床組件。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，所述多個(gè)隔室包括了第一隔室，與第一隔室完全地水平隔開(kāi)的第二隔室，以及與第一隔室和第二隔室中的至少一個(gè)完全地垂直隔開(kāi)的第三隔室。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，所述至少一個(gè)第一基座具有朝上隔開(kāi)的第一和第二表面部分，從而共同地將第一機(jī)床組件支撐在操作位置上。
在框架和第一機(jī)床組件之間連接了一可拆連接器，以將第一機(jī)床組件保持在操作位置上。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，所述至少一個(gè)第一基座形成了一個(gè)向上開(kāi)口的容槽，處于操作位置上的第一機(jī)床組件位于容槽的上方，這樣就可以收集在第一機(jī)床組件進(jìn)行加工操作時(shí)的切削液以及從工件上去除的切屑。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，所述至少一個(gè)第一基座具有側(cè)壁，其形成了向上開(kāi)口的容槽，側(cè)壁具有朝上的表面，此表面由將第一機(jī)床組件支撐在操作位置上的相隔開(kāi)的第一和第二表面形成。
在側(cè)壁和第一機(jī)床組件之間連接了可拆連接器，以將第一機(jī)床組件保持在操作位置上。
本發(fā)明還涉及一種進(jìn)行加工操作的方法，包括以下步驟提供具有第一表面的至少一個(gè)第一基座；提供第一機(jī)床組件；第一機(jī)床組件處在第一位置，為對(duì)第一工件進(jìn)行加工操作做準(zhǔn)備；已經(jīng)準(zhǔn)備好對(duì)第一工件進(jìn)行加工操作的第一機(jī)床組件重新定位，從第一位置移動(dòng)到第一表面上的操作位置；用處于操作位置上的第一機(jī)床組件對(duì)第一工件進(jìn)行加工操作。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，所述至少一個(gè)第一基座具有第二表面。所述方法還包括以下步驟提供第二機(jī)床組件；第二機(jī)床組件處在第二位置上，為對(duì)第二工件進(jìn)行加工操作做準(zhǔn)備；已經(jīng)準(zhǔn)備好對(duì)第二工件進(jìn)行加工操作的第二機(jī)床組件重新定位，從第二位置移動(dòng)到第二表面上的操作位置；用處于操作位置上的第二機(jī)床組件對(duì)第二工件進(jìn)行加工操作。
所述方法還包括在加工操作中收集切削液和/或由第一機(jī)床組件從第一工件上去除的切屑的步驟。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，第二表面位于第一表面的上方。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，所述至少一個(gè)第一表面具有一框架。所述方法還包括采用連接器將第一機(jī)床組件可拆地連接到框架上的步驟。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，框架具有第一和第二隔室，第一和第二機(jī)床組件分別位于第一和第二隔室中并處于操作位置。
所述方法還包括將處于操作位置上的第一和第二機(jī)床組件相連接的步驟。
具體實(shí)施例方式
先參考

圖1和2，標(biāo)號(hào)10表示傳統(tǒng)的機(jī)床組件，其包括由底面14支撐的基座12?；?2’依次支撐了共同操作的機(jī)床部件，在此例中為工件夾具16和加工組件18，它們可以共同地對(duì)工件20進(jìn)行加工操作。
一般來(lái)說(shuō)，如雙向箭頭22所示的基座12的高度應(yīng)大約等于如雙向箭頭28所示的操作者26的腰部24的高度。垂直高度H應(yīng)為30英寸或更大。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)床組件10采用金字塔形的結(jié)構(gòu)，各部件順序地堆疊，一個(gè)部件放在另一部件上并都放在基座12上，從下到上堆疊的部件的質(zhì)量遞減?；?2具有平面的外形，在此例中為一個(gè)朝上的支撐表面30，其面積應(yīng)比工件夾具16和加工組件18的復(fù)合面積大很多。通過(guò)以這種方式設(shè)置部件可以達(dá)到結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定性，從而在工件夾具16和加工組件18之間保持對(duì)準(zhǔn)。同時(shí)，基座12的質(zhì)量由設(shè)置在操作者26的腰部區(qū)域的工件夾具16和加工組件18的高度要求而定。
較大質(zhì)量的基座12的缺點(diǎn)在于，在加工操作時(shí)由于受熱基座12容易發(fā)生變形。雖然較大尺寸的基座12確實(shí)能帶來(lái)結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定性，但也更容易發(fā)生熱變形，這會(huì)損害到工件夾具16和加工組件18之間的對(duì)準(zhǔn)。
在圖3到8中以標(biāo)號(hào)40顯示了根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床組件的結(jié)構(gòu)形式。機(jī)床組件包括工件夾具42和加工組件44，它們由第一基座46支撐并形成可操作的關(guān)系。第一基座46可以具有和上述機(jī)床組件10的基座12相同的底面，但其垂直尺寸比基座12的高度H小，如雙向箭頭48所示。例如，第一基座46的高度H1可以為24英寸或更小。
可以理解，所示的這種特別的加工部件只是示例性的。本發(fā)明的概念事實(shí)上可以應(yīng)用在能進(jìn)行所有加工操作的各種類型的機(jī)床部件中。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，機(jī)床組件40可以由第二基座50所支撐，如圖8所示。第二基座50包括框架52，其由通過(guò)水平橫桿56連接起來(lái)的支柱54組成。每一支柱54均具有放置在支撐底面60上的擴(kuò)大的底部58。平板件62具有一朝上的表面64，用于支撐第一基座46的底面66。第一基座46由表面64支撐，支柱54的內(nèi)彎端部68和第一基座46的端部壁70，72相接合，這樣就保證了穩(wěn)定性。
通過(guò)這種設(shè)置，可以減小第一基座46的質(zhì)量，使其受到熱變形的影響更小。由于采用了第二基座50，機(jī)床組件40可以放置在一個(gè)對(duì)使用者來(lái)說(shuō)比較舒適的高度上。
機(jī)床組件40的較低的外形使其可以進(jìn)行各種不同的堆疊設(shè)置。在圖5中顯示了兩個(gè)機(jī)床組件40，它們的底面66相貼地對(duì)接在一起。這兩個(gè)相鄰的機(jī)床組件40依次地放置在第二基座74上，第二基座74具有形成容槽78邊界的側(cè)壁76，容槽78用于在加工操作時(shí)收集切削液和/或從工件20上去除的切屑。側(cè)壁76具有朝上的表面80，其具有隔開(kāi)的平行表面部分82，84，它們之間的間距應(yīng)使長(zhǎng)度為L(zhǎng)的第一基座46可以跨置在上面(圖3)。因此，兩個(gè)機(jī)床組件40可以相互之間緊密地放置在一個(gè)單獨(dú)的第二基座74上。
在圖6中以標(biāo)號(hào)90顯示了一個(gè)第二基座的改進(jìn)形式，其可以支撐間隔開(kāi)的多個(gè)機(jī)床組件40，且在水平和垂直方向上均隔開(kāi)。基座90包括向上開(kāi)口并形成容槽94的側(cè)壁，用于在加工操作時(shí)存貯切削液和/或從工件上去除的切屑。
第二基座90還包括具有臺(tái)階的框架95，其形成了較低位置的、基本平行的支撐表面96，98，以及處于支撐表面96，98上方的上支撐表面100?？蚣?5跨置在側(cè)壁92頂部的朝上表面106的兩個(gè)平行的、間隔開(kāi)的表面部分102和104上。
機(jī)床組件40以相似的形式堆疊在框架95每一側(cè)面的操作位置上。在框架95示例性的一側(cè)，最低的那個(gè)機(jī)床組件設(shè)置成跨置在基座的側(cè)面108上并由側(cè)壁92的兩個(gè)表面部分102，104所支撐，同時(shí)相貼地對(duì)接的基座底面66位于框架95的向上延伸的表面110上。
設(shè)置在上方的機(jī)床組件40的側(cè)面108和框架95的支撐表面98鄰接，底面66和框架95的向上延伸的表面112鄰接。
圖5所示的兩個(gè)機(jī)床組件40相互對(duì)接，由框架95最上方的表面110支撐。
通過(guò)這種設(shè)置，有效地利用了最下面的那個(gè)機(jī)床組件40的上方的垂直空間。通過(guò)交錯(cuò)地水平設(shè)置，機(jī)床組件40可以在垂直方向上部分地重合。多個(gè)機(jī)床組件40只使用一個(gè)由側(cè)壁92形成的容槽94。
在圖7中以標(biāo)號(hào)120顯示了第二基座的另一改進(jìn)形式，其包括至少一個(gè)框架122，其形成了多個(gè)水平和垂直隔開(kāi)的隔室124，每一隔室中都設(shè)置一個(gè)機(jī)床組件40，機(jī)床組件或處于常規(guī)的水平分布的關(guān)系，或從所示水平位置上重新排列?？蚣?22可以由管狀材料或其它材料制成，每一隔室均包括隔開(kāi)的平板件126，128，每一平板件均具有朝上的表面130，132，第一基座46的底面66就設(shè)置在表面130，132上。每一隔室124的端部均由圍繞機(jī)床組件40的加工軸完全延伸的框架122的一部分形成。
在圖9到12中介紹了本發(fā)明的機(jī)床組件的另一改進(jìn)形式，其中的詳細(xì)情況見(jiàn)同時(shí)申請(qǐng)的另一單獨(dú)的專利，此專利在這里用作參考。簡(jiǎn)短來(lái)說(shuō)，如圖9所示，機(jī)床組件140包括由多個(gè)端部支撐件142，144，146，148形成的籠式單元，各端部支撐件由平行的伸長(zhǎng)的桿形加強(qiáng)件150，152，154，156連接，每一加強(qiáng)件均完全地延伸并連接到端部支撐件142，144，146，148上。在相鄰的端部支撐件142，144，146，148之間形成了多個(gè)隔室/工作單元158，160，162，機(jī)床部件164安裝在隔室中。同樣地，由于本發(fā)明的概念實(shí)際上可以用于任何一種機(jī)床外形上，因此機(jī)床的特性不是本發(fā)明的關(guān)鍵之處。
在圖9中，所示的機(jī)床組件140安裝在如上述的第二基座50上。端部支撐件142，148相互隔開(kāi)，并靠在朝上的平板表面64上。
在圖11中，所示多個(gè)機(jī)床組件140安裝在一個(gè)第二基座166上，第二基座包括作為容槽170邊界的側(cè)壁168，以在加工中收集切削液和/或從工件上去除的切屑。第二基座166包括框架172，其具有相似結(jié)構(gòu)的相隔開(kāi)的框架部分174。每一框架部分174包括由橫桿180連接起來(lái)的隔開(kāi)的支柱176，178。從橫桿180的水平中心垂直地伸出了一單獨(dú)的支柱182。支柱176，178由側(cè)壁168上的朝上表面184支撐。每一框架部分174上的支柱176，178由平行的相隔開(kāi)的表面部分186，188所支撐，它們的間距等于每一機(jī)床組件140上最外邊的兩個(gè)端部支撐件142，148之間的距離。
因此，兩個(gè)機(jī)床組件單元140通過(guò)端部支撐件142，148由表面部分186，188支撐，端部支撐件142，148和表面部分186，188相互鄰接。每一機(jī)床組件140均與支柱176，178相互鄰接。
橫桿180具有朝上的表面190，每一表面190與端部支撐件142，148之一相接合，并將機(jī)床組件140支撐在支柱182的每一側(cè)。
可以用可拆連接件192將機(jī)床組件140固定在第二基座166上，可拆連接件192為U形，并具有伸出的支腳194，196。如圖示，連接件192壓入到最下面的那個(gè)機(jī)床組件140的端部支撐件142，148上以及側(cè)壁168和支柱176，178上的相對(duì)齊的開(kāi)口中。也可用類似的連接件192將最上面的那個(gè)機(jī)床組件140的端部支撐件142，148連接到橫桿180和支柱182上。
在圖12中以標(biāo)號(hào)198顯示了第二基座的一個(gè)改進(jìn)形式。第二基座198具有和第二基座166相同的基本結(jié)構(gòu)，不同之處在于其框架200具有包括另外的橫桿206和另外的支柱208，210的框架202，204，這樣就形成了一個(gè)另外的臺(tái)階，可以安裝兩個(gè)另外的機(jī)床組件140。側(cè)壁212的長(zhǎng)度L1形成了用于收集切削液和從工件上去除的切屑的容槽214，并延伸以容納另外的機(jī)床組件140。
在圖10中，如圖7中所介紹的第二基座120用于將機(jī)床組件140支撐在操作位置上，機(jī)床組件在垂直方向上排成相互重疊的列，在水平方向上排成相隔開(kāi)的行。表面130，132相互隔開(kāi)，其間距與靠在表面130，132上的端部支撐件142，148的間距相匹配，機(jī)床組件140處于隔室124內(nèi)的操作位置上。
參考圖10和13，介紹了采用本發(fā)明進(jìn)行加工操作的一個(gè)示例性方法。機(jī)床組件140起初位于圖10所示的操作位置，或是存貯位置。用起重設(shè)備，如起重機(jī)216等將機(jī)床組件140一個(gè)個(gè)地從隔室124中取下，并送到第一工件裝料位置218處。工件在裝料位置被裝到機(jī)床組件的操作位置，從而為機(jī)床組件進(jìn)行加工操作做準(zhǔn)備。一旦機(jī)床組件120已準(zhǔn)備好可以進(jìn)行加工時(shí)，起重機(jī)216將帶有工件的機(jī)床組件140提起，然后送到一個(gè)隔室124中，在隔室中進(jìn)行加工操作。可將機(jī)床組件140從隔室中取下再取下工件，或者在隔室24中將機(jī)床組件140中的工件取下。
通過(guò)這種設(shè)置可以有效地利用垂直的空間。多種加工操作可以同時(shí)地協(xié)調(diào)地進(jìn)行，使得加工效率提高。
上述具體實(shí)施例的介紹只是對(duì)本發(fā)明較寬的概念范圍進(jìn)行示例性地說(shuō)明。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)床組合，包括至少一個(gè)第一基座；位于所述至少一個(gè)第一基座的操作位置上的第一機(jī)床組件；和位于所述第一機(jī)床組件之上的所述至少一個(gè)第一基座的操作位置上的第二機(jī)床組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)床組合，其特征在于，可以用一個(gè)單獨(dú)的基座將所述第一和第二機(jī)床組件支撐在所述操作位置上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述機(jī)床組合，其特征在于，所述單獨(dú)的基座具有階梯形的框架，所述框架具有將所述第一機(jī)床組件支撐在所述操作位置上的第一表面，以及將所述第二機(jī)床組件支撐在所述操作位置上的高于所述第一表面的第二表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)床組合，其特征在于，所述至少一個(gè)第一基座包括將所述第一機(jī)床組件支撐在所述操作位置上的第一表面，以及將所述第二機(jī)床組件支撐在所述操作位置上的高于所述第一表面的第二表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述機(jī)床組合，其特征在于，當(dāng)所述第一和第二機(jī)床組件處于所述操作位置上，所述第二機(jī)床組件位于所述第一機(jī)床組件的垂直正上方。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)床組合，其特征在于，所述至少一個(gè)第一基座具有框架，所述框架的一部分繞處于所述操作位置上的所述第一機(jī)床組件完全地延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)床組合，其特征在于，所述至少一個(gè)第一基座具有臺(tái)階結(jié)構(gòu)，形成了將所述第一機(jī)床組件支撐在所述操作位置上的第一表面，以及將所述第二機(jī)床組件支撐在所述操作位置上的高于所述第一表面的第二表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)床組合，其特征在于，所述至少一個(gè)第一基座具有至少一個(gè)框架，其形成了多個(gè)隔室，每一所述隔室容納一個(gè)機(jī)床組件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述機(jī)床組合，其特征在于，所述多個(gè)隔室包括了第一隔室，與所述第一隔室完全地水平隔開(kāi)的第二隔室，以及與所述第一隔室和第二隔室中的至少一個(gè)完全地垂直隔開(kāi)的第三隔室。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)床組合，其特征在于，所述至少一個(gè)第一基座具有朝上隔開(kāi)的第一和第二表面部分，所述第一和第二表面部分共同地將所述第一機(jī)床組件支撐在所述操作位置上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)床組合，其特征在于，所述至少一個(gè)第一基座具有框架，在所述框架和所述第一機(jī)床組件之間連接了可拆連接器，所述可拆連接器將所述第一機(jī)床組件保持在所述操作位置上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)床組合，其特征在于，所述至少一個(gè)第一基座形成了一個(gè)向上開(kāi)口的容槽，處于所述操作位置上的所述第一機(jī)床組件位于所述容槽的上方，這樣就可以收集切削液以及在所述第一機(jī)床組件進(jìn)行加工操作時(shí)從工件上去除的切屑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述機(jī)床組合，其特征在于，所述至少一個(gè)第一基座具有側(cè)壁，其形成了向上開(kāi)口的容槽，所述側(cè)壁具有朝上的表面，其由將所述第一機(jī)床組件支撐在所述操作位置上的相隔開(kāi)的第一和第二表面形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述機(jī)床組合，其特征在于，在所述側(cè)壁和所述第一機(jī)床組件之間連接了可拆連接器，所述可拆連接器將所述第一機(jī)床組件保持在所述操作位置上。
15.一種進(jìn)行加工操作的方法，所述方法包括以下步驟提供至少一個(gè)具有第一表面的第一基座；提供第一機(jī)床組件；所述第一機(jī)床組件處在第一位置上，為所述第一機(jī)床組件對(duì)第一工件進(jìn)行加工操作做準(zhǔn)備；已經(jīng)準(zhǔn)備好對(duì)所述第一工件進(jìn)行加工操作的所述第一機(jī)床組件重新定位，從所述第一位置移動(dòng)到所述第一表面上的操作位置；用處于所述操作位置上的所述第一機(jī)床組件對(duì)所述第一工件進(jìn)行加工操作。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述進(jìn)行加工操作的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)第一基座具有第二表面，所述方法還包括以下步驟提供第二機(jī)床組件；所述第二機(jī)床組件處在第二位置上，為所述第二機(jī)床組件對(duì)第二工件進(jìn)行加工操作做準(zhǔn)備；已經(jīng)準(zhǔn)備好對(duì)所述第二工件進(jìn)行加工操作的所述第二機(jī)床組件重新定位，從所述第二位置移動(dòng)到所述第二表面上的操作位置；用處于所述操作位置上的所述第二機(jī)床組件對(duì)所述第二工件進(jìn)行加工操作。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述進(jìn)行加工操作的方法，其特征在于，所述方法還包括收集切削液和/或在所述加工操作中由第一機(jī)床組件從第一工件上去除的切屑的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述進(jìn)行加工操作的方法，其特征在于，所述第二表面位于所述第一表面的上方。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述進(jìn)行加工操作的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)第一基座具有框架，所述方法還包括采用連接器可拆卸地連接所述第一機(jī)床組件和所述框架的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述進(jìn)行加工操作的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)第一基座具有框架，所述框架具有第一和第二隔室，所述第一和第二機(jī)床組件分別位于所述第一和第二隔室中，并處于所述操作位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述進(jìn)行加工操作的方法，其特征在于，所述方法還包括將處于所述操作位置上的所述第一和第二機(jī)床組件相連接的步驟。
全文摘要
一種機(jī)床組合，由至少一個(gè)第一基座，位于至少一個(gè)第一基座的操作位置上的第一機(jī)床組件，以及位于第一機(jī)床組件之上的至少一個(gè)第一基座的操作位置上的第二機(jī)床組件組成。
文檔編號(hào)B23Q1/00GK1436629SQ0210460
公開(kāi)日2003年8月20日 申請(qǐng)日期2002年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月7日
發(fā)明者宮野利治 申請(qǐng)人:宮野利治