專(zhuān)利名稱(chēng)：一種加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)工件進(jìn)行加工操作的加工單元，更具體地涉及一種利用多個(gè)加工單元對(duì)細(xì)長(zhǎng)工件進(jìn)行加工的系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種利用此系統(tǒng)加工細(xì)長(zhǎng)工件的方法。
背景技術(shù)：
在加工設(shè)備中，希望能夠以有效的方式進(jìn)行多種加工操作，同時(shí)使加工設(shè)備對(duì)空間的要求最小。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)床組件/加工單元設(shè)置在同一水平的地面上，更普遍的是水平地排列。進(jìn)行占地面積設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮這一點(diǎn)每一臺(tái)水平放置的機(jī)床組件的底座決定了此機(jī)床組件所需占地面積的數(shù)量。在實(shí)用上，底座上方?jīng)]有被機(jī)床組件占據(jù)的空間均為浪費(fèi)的空間。
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)人的美國(guó)專(zhuān)利No.6081986中公布了一個(gè)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，如果不采用在水平方向排列的話(huà)，一些機(jī)床組件很容易發(fā)生變形。也就是說(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)同操作的部件之間無(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)床組件的地表面積的限制。

發(fā)明內(nèi)容
在一種結(jié)構(gòu)形式中，本發(fā)明是指一種加工細(xì)長(zhǎng)工件系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括第一加工單元，其可對(duì)處于第一工位的細(xì)長(zhǎng)工件進(jìn)行第一加工操作；第二加工單元，其可對(duì)與第一工位垂直隔開(kāi)的第二工位的細(xì)長(zhǎng)工件進(jìn)行第二加工操作。此系統(tǒng)還包括第一供應(yīng)單元，多個(gè)細(xì)長(zhǎng)工件可放置在第一供應(yīng)單元的存儲(chǔ)位置中。傳送組件可和處于存儲(chǔ)位置的細(xì)長(zhǎng)工件相接合，并將與傳送組件相接合的細(xì)長(zhǎng)工件選擇性地傳送到第一和第二工位中的一個(gè)。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，傳送組件包括可在第一位置和第二位置之間垂直移動(dòng)的往復(fù)運(yùn)送組件，往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件上的細(xì)長(zhǎng)工件可以從第一位置傳送到第一工位，往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件上的細(xì)長(zhǎng)工件可以從第二位置傳送到第二工位。
傳送組件還可包括用于將細(xì)長(zhǎng)工件從存儲(chǔ)位置引向到往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件上的夾持位置的第一裝料單元。
往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件還可包括可在輸送位置和第一傳送位置之間重新定位的細(xì)長(zhǎng)工件夾具。
此系統(tǒng)還包括第一導(dǎo)向面，當(dāng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件位于第一位置時(shí)處于夾持位置的細(xì)長(zhǎng)工件可被傳送到第一導(dǎo)向面上并朝向第一工位引導(dǎo)。第一導(dǎo)向面朝向第一工位傾斜。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，細(xì)長(zhǎng)工件夾具包括至少一個(gè)表面，當(dāng)工件夾具處于輸送位置時(shí)，所述表面形成了處于夾持位置的細(xì)長(zhǎng)工件的容槽；在工件夾具從輸送位置向第一傳送位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述表面可引導(dǎo)處于夾持位置的細(xì)長(zhǎng)工件在第一導(dǎo)向面上運(yùn)動(dòng)。
細(xì)長(zhǎng)工件夾具可在輸送位置和第一傳送位置之間樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
此系統(tǒng)還包括第三加工單元，用于對(duì)處于與第一和第二工位隔開(kāi)的第三工位上的細(xì)長(zhǎng)工件的進(jìn)行第三加工操作。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，細(xì)長(zhǎng)工件夾具可重新定位到第二傳送位置，系統(tǒng)包括第三導(dǎo)向面；在工件夾具從輸送位置向第二傳送位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)長(zhǎng)工件夾具上的所述至少一個(gè)表面可引導(dǎo)處于夾持位置的細(xì)長(zhǎng)工件在第三導(dǎo)向面上運(yùn)動(dòng)。
第一和第三工位基本處于相同高度。
此系統(tǒng)還包括導(dǎo)向組件，可引導(dǎo)往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件在第一和第二位置之間垂直運(yùn)動(dòng)。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，裝料單元包括可以在拾取位置和釋放位置之間移動(dòng)的拾取臺(tái)肩，在拾取臺(tái)肩從拾取位置向釋放位置移動(dòng)時(shí)，拾取臺(tái)肩可與存儲(chǔ)位置中的細(xì)長(zhǎng)工件相接合，并使處于所述存儲(chǔ)位置的細(xì)長(zhǎng)工件向所述細(xì)長(zhǎng)工件夾具移動(dòng)。
臺(tái)肩可在拾取位置和釋放位置之間樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，供應(yīng)單元包括傾斜的輸送表面，細(xì)長(zhǎng)工件可沿輸送表面被重力推向拾取位置。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，第一裝料單元還包括阻擋表面，當(dāng)拾取臺(tái)肩和工件一起從拾取位置運(yùn)動(dòng)到釋放位置時(shí)，阻擋表面可以阻擋細(xì)長(zhǎng)工件移動(dòng)到拾取位置中。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，在第一導(dǎo)向面上設(shè)有止動(dòng)臺(tái)肩，細(xì)長(zhǎng)工件可以沿第一導(dǎo)向面向下運(yùn)動(dòng)到靠在止動(dòng)臺(tái)肩上，并保持沿第一導(dǎo)向面向下連貫地運(yùn)動(dòng)到靠在止動(dòng)臺(tái)肩的預(yù)定位置上的細(xì)長(zhǎng)工件。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，傳送組件包括傾斜的第一導(dǎo)向面，可以將來(lái)自第一供應(yīng)單元的細(xì)長(zhǎng)工件朝向第一工位引導(dǎo)，傳送組件還包括傾斜的第二導(dǎo)向面，可以將來(lái)自第一供應(yīng)單元的細(xì)長(zhǎng)工件朝向第二工位引導(dǎo)。
當(dāng)往復(fù)運(yùn)送組件處于第一位置時(shí)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件上的工件可以沿第一導(dǎo)向面?zhèn)魉?，第一?dǎo)向面可在重力的作用下引導(dǎo)工件向第一工位運(yùn)動(dòng)。當(dāng)往復(fù)運(yùn)送組件處于第二位置時(shí)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件上的細(xì)長(zhǎng)工件可以沿第二導(dǎo)向面?zhèn)魉?，第二?dǎo)向面可在重力的作用下引導(dǎo)工件向第二工位運(yùn)動(dòng)。
此系統(tǒng)還可包括推動(dòng)組件，可使工件與第一加工單元形成操作關(guān)系。
在一種結(jié)構(gòu)形式中，第一加工單元具有旋轉(zhuǎn)操作軸，推動(dòng)組件可沿與旋轉(zhuǎn)操作軸基本重合的線(xiàn)推動(dòng)細(xì)長(zhǎng)工件。
此系統(tǒng)還包括至少一個(gè)位于第一供應(yīng)單元的存儲(chǔ)位置中的細(xì)長(zhǎng)工件。
本發(fā)明還指一種用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的方法，包括步驟將多個(gè)細(xì)長(zhǎng)工件存儲(chǔ)在第一供應(yīng)單元中；將第一細(xì)長(zhǎng)工件從第一供應(yīng)單元傳送到第一工位；對(duì)處于第一工位的第一細(xì)長(zhǎng)工件進(jìn)行第一加工操作；將第二細(xì)長(zhǎng)工件從第一供應(yīng)單元傳送到與第一工位垂直隔開(kāi)的第二工位；和對(duì)處于第二工位的第二細(xì)長(zhǎng)工件進(jìn)行第二加工操作。
所述方法還包括從第一供應(yīng)單元中移走第一細(xì)長(zhǎng)工件，并阻擋從第一供應(yīng)單元移走另一細(xì)長(zhǎng)工件的步驟。
傳送第一細(xì)長(zhǎng)工件的步驟包括沿第一傾斜導(dǎo)向面?zhèn)魉偷谝患?xì)長(zhǎng)工件，使得第一細(xì)長(zhǎng)工件在重力的作用下沿第一傾斜導(dǎo)向面向第一工位運(yùn)動(dòng)。
傳送第二細(xì)長(zhǎng)工件的步驟包括沿第二傾斜導(dǎo)向面?zhèn)魉偷诙?xì)長(zhǎng)工件，使得第二細(xì)長(zhǎng)工件在重力的作用下沿第二傾斜導(dǎo)向面向第二工位運(yùn)動(dòng)。
存儲(chǔ)多個(gè)細(xì)長(zhǎng)工件的步驟包括將多個(gè)工件存儲(chǔ)在傾斜的輸送表面上，使得多個(gè)細(xì)長(zhǎng)工件在重力的作用下被推動(dòng)到一個(gè)壓一個(gè)的堆積狀態(tài)。
所述方法還包括將第一細(xì)長(zhǎng)工件從第一供應(yīng)單元引導(dǎo)到第一工件夾具上的步驟。
所述方法還包括重新定位第一工件夾具，從而將第一細(xì)長(zhǎng)工件從第一工件夾具引向第一工位的步驟。
所述方法還包括將第三細(xì)長(zhǎng)工件從第一供應(yīng)單元引向第一工件夾具并重新定位第一工件夾具，從而將第三細(xì)長(zhǎng)工件從第一工件夾具引向第三工位的步驟。
所述方法還包括將第三細(xì)長(zhǎng)工件傳送到第三工位，并在第三工位處對(duì)第三細(xì)長(zhǎng)工件進(jìn)行第三加工操作的步驟。
所述方法還包括將第一細(xì)長(zhǎng)工件從第一工件夾具中穿過(guò)而引向第二工件夾具并重新定位第二工件夾具，從而將第一細(xì)長(zhǎng)工件從第二工件夾具引向第一工位的步驟。
所述方法還包括將第三細(xì)長(zhǎng)工件從第一工件夾具中穿過(guò)而引向第二工件夾具并重新定位第二工件夾具，從而將第三細(xì)長(zhǎng)工件從第二工件夾具引向第三工位的步驟。
所述方法還包括步驟將第一工件夾具設(shè)為夾持狀態(tài)，將第一細(xì)長(zhǎng)工件引入第一工件夾具的夾持位置，將第一工件夾具從夾持狀態(tài)改變?yōu)獒尫艩顟B(tài)，重新定位第一工件夾具，從而在第一工件夾具處于釋放狀態(tài)時(shí)將第一細(xì)長(zhǎng)工件引向第一工位。
所述方法還包括將第一工件夾具設(shè)為釋放狀態(tài)，引導(dǎo)第三細(xì)長(zhǎng)工件通過(guò)第一工件夾具到第二工件夾具上的夾持位置中的步驟。
所述方法還包括重新定位第二工件夾具，從而將第三細(xì)長(zhǎng)工件引向第三工位的步驟。


圖1是傳統(tǒng)機(jī)床組件的透視圖；圖2是圖1所示的機(jī)床組件的側(cè)視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床組件的透視圖；圖4是圖3所示的機(jī)床組件的側(cè)視圖；圖5是顯示了根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)圖3和4所示機(jī)床組件的透視圖，此二機(jī)床組件可操作地固定在一個(gè)基座上；
圖6是根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)形式的基座的縮小透視圖，在基座的操作位置上固定了多個(gè)如圖3和4所示的機(jī)床組件；圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一種改進(jìn)形式的基座的縮小透視圖，在基座的操作位置上固定了多個(gè)如圖3和4所示的機(jī)床組件；圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一種改進(jìn)形式的基座的透視圖，在基座的操作位置上固定了多個(gè)如圖3和4所示的機(jī)床組件；圖9是和圖8相似的視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的具有改進(jìn)形式的機(jī)床組件；圖10是和圖7相似的基座的縮小透視圖，在基座的操作位置上設(shè)有多個(gè)如圖9所示的機(jī)床組件；圖11是根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)形式的基座的透視圖，在基座是可操作地連接了多個(gè)如圖9所示的單元；圖12是根據(jù)本發(fā)明的另一改進(jìn)形式的基座的透視圖，在基座的操作位置上設(shè)有多個(gè)如圖9所示的單元；圖13是一流程圖，顯示了應(yīng)用圖5到12所示的創(chuàng)造性基座進(jìn)行本發(fā)明的加工操作的步驟；圖14是根據(jù)本發(fā)明的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)的側(cè)視圖，此系統(tǒng)包括傳送組件，可將供應(yīng)單元中的細(xì)長(zhǎng)工件傳送到堆疊在如圖12所示類(lèi)型的示意性基座上的各個(gè)加工單元中；圖15是圖14所示傳送組件的分解的頂視、端視和側(cè)視透視圖；圖16是圖14所示加工系統(tǒng)的分解的頂視、端視和側(cè)視透視圖；圖17是從圖16的相同側(cè)但相反端部看去的加工系統(tǒng)的底透視圖；圖18是用于對(duì)圖14到17所示加工系統(tǒng)的工件往復(fù)運(yùn)送組件進(jìn)行選擇性垂直再定位的套疊式圓柱形件的放大局部剖視圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)形式的傳送組件的局部端視圖，其可以從供應(yīng)單元中拾取工件并將其傳送到加工單元中；圖20是門(mén)式系統(tǒng)的局部端視圖，其可以可控制地從存儲(chǔ)有多個(gè)工件的供應(yīng)單元中的輸送表面上釋放工件；圖21是根據(jù)本發(fā)明的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)的端視圖，其包括改進(jìn)形式的傳送組件；圖22是與圖21相似的根據(jù)本發(fā)明的另一改進(jìn)形式的傳送組件的視圖；圖23是與圖21和22相似的根據(jù)本發(fā)明的另一改進(jìn)形式的傳送組件的視圖；圖24是工件夾具的放大透視圖，此夾具可以在圖23所示的系統(tǒng)中選擇性地夾持、釋放和重新定向工件；圖25是工件夾具沿圖24中的線(xiàn)25-25的剖視圖；圖26是根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)形式的傳送組件的局部端視圖，其包括可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的桿，桿可以在操作位置和旁路位置之間選擇性地移動(dòng)，從而可阻擋朝加工單元方向向下運(yùn)動(dòng)的工件；圖27是改進(jìn)形式的導(dǎo)向桿的透視圖，其可以在操作位置和旁路位置之間再組合，以選擇性地阻擋向下運(yùn)動(dòng)的工件，或允許其通過(guò)；圖28是與圖21到23相似的根據(jù)本發(fā)明的另一改進(jìn)形式的傳送組件的視圖；圖29是裝料單元的另一形式的透視圖，可拾取和階段性地釋放工件，以將工件傳送到加工單元中；圖30是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)機(jī)構(gòu)的局部側(cè)視圖，此機(jī)構(gòu)可選擇性地傾斜工件夾具上的支架，從而選擇性地將工件傳送到支架不同側(cè)的加工單元中；和圖31是與圖30相似的用于傾斜支架的系統(tǒng)的改進(jìn)形式的視圖。
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又支撐了共同操作的機(jī)床部件組成的加工單元，在此例中機(jī)床部件為工件夾具16和加工單元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的腰部區(qū)域24的高度。垂直高度H可以是30英寸或更大。機(jī)床組件10通常采用金字塔形的結(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，并且從下到上所堆疊的部件的質(zhì)量遞減?；?2具有平面的外形，在此例中其由一個(gè)朝上的支撐表面30的周邊限定，其面積應(yīng)比工件夾具16和加工單元18的組合面積大很多。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和加工單元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和加工單元18的高度要求決定。
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和加工單元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)床組件的一種結(jié)構(gòu)形式。機(jī)床組件包括工件夾具42和加工部件44組成的加工單元，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，但其如雙向箭頭48所示的垂直尺寸H1比基座12的高度H小。例如，第一基座46的高度H1可以為24英寸或更小。
可以理解，所示的這種特殊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)行任何加工操作的各種類(lèi)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。各支柱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，使其更少地受到熱變形的影響。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26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面對(duì)面地對(duì)接在一起。這兩個(gè)對(duì)接的機(jī)床組件40又放置在第二基座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，它們的間距應(yīng)使長(zhǎng)度為L(zhǎng)的第一基座46(圖3)可以跨置在上面。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，其可以支撐在水平和垂直方向上均間隔開(kāi)的多個(gè)機(jī)床組件40。基座90包括向上開(kāi)口的側(cè)壁，其形成了用于在加工操作時(shí)存貯切削液和/或從工件上去除的切屑的容槽94。
第二基座90還包括具有臺(tái)階形狀的框架95，從而形成了較低位置的、基本平行的支撐表面96，98，以及處于支撐表面96，98上方且間隔開(kāi)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各側(cè)的操作位置上。在框架95的示例性一側(cè)，最低的那個(gè)機(jī)床組件設(shè)置成基座的側(cè)面108跨置在側(cè)壁92的兩個(gè)表面部分102，104上并由它們支撐，同時(shí)基座的底面66面對(duì)面地與框架95的向上延伸的表面110對(duì)接。
上面的那個(gè)機(jī)床組件40的側(cè)面108與支撐表面98對(duì)接，其底面66與框架95的向上延伸的表面112對(duì)接。兩個(gè)機(jī)床組件40如圖5所示地對(duì)接，并由框架95最上方的表面100支撐。
通過(guò)這種設(shè)置，有效地利用了最下面那個(gè)機(jī)床組件40的上方垂直空間。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，框架122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，或機(jī)床組件40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就跨置在表面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)2000年8月7日提交的另一單獨(dú)的專(zhuān)利No.09/633519，此專(zhuān)利在這里用作參考。簡(jiǎn)短來(lái)說(shuō)，如圖9可清楚地看出，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/工作空間158，160，162，在隔室中安裝由機(jī)床部件組成的加工單元164。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，因此加工單元的特性不是本發(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安裝在第二基座166上，第二基座包括作為容槽170邊界的側(cè)壁168，容槽可收集切削液和/或在加工時(shí)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。各框架部分174包括由橫桿180連接起來(lái)的相隔開(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。各框架部分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，它們的間距等于各機(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。各機(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，各表面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上與側(cè)壁168和支柱176，178上的相對(duì)齊的開(kāi)口中。也可用類(lèi)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。形成了用于收集切削液和從工件上去除的切屑的容槽214的側(cè)壁212的長(zhǎng)度L1延伸到可容納另外的機(jī)床組件140的位置。
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，端部支撐件靠在處于隔室124內(nèi)的操作位置的機(jī)床組件140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，或是存儲(chǔ)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中取出，并送到第一工件裝料位置218處。工件在裝料位置被放置到機(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140已準(zhǔn)備好可以進(jìn)行加工時(shí)，起重機(jī)216將帶有裝好了工件的機(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?？蓪C(jī)床組件140從隔室中取下再取下工件，或者在隔室124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。
本發(fā)明的另一方面是提供一種傳送組件，其允許細(xì)長(zhǎng)工件可控制地從其供應(yīng)處選擇性傳送地到機(jī)床組件140上的不同加工單元，如在機(jī)床組件140上進(jìn)行所需的加工操作。根據(jù)本發(fā)明的一種傳送組件的形式在圖14到17中用標(biāo)號(hào)300表示，其中機(jī)床組件140安裝在框架200上，而框架200又位于圖12所示形式的第二基座198上，這種基座在上文中已詳細(xì)介紹。應(yīng)理解的是，傳送組件300與作為機(jī)床組件140一部分的加工單元的特性或精確的堆疊設(shè)置無(wú)關(guān)。圖14到17所示的實(shí)施例只是此創(chuàng)造性的傳送組件一個(gè)特殊情況的示例。
傳送組件300包括至少一個(gè)供應(yīng)單元，在這里是六個(gè)供應(yīng)單元302，304，306，308，310，312，各供應(yīng)單元均具有相似的結(jié)構(gòu)，用于夾持多個(gè)細(xì)長(zhǎng)工件314。示例性的供應(yīng)單元308具有傾斜的進(jìn)料表面316，其由間隔開(kāi)的細(xì)長(zhǎng)桿318，320共同形成。細(xì)長(zhǎng)工件314由進(jìn)料表面316引導(dǎo)在重力的作用下一個(gè)壓一個(gè)地進(jìn)入到堆積狀態(tài)。假定最下面那個(gè)細(xì)長(zhǎng)工件314的位置為拾取位置。
具有不同直徑、長(zhǎng)度和組成成分的工件可以在多個(gè)供應(yīng)單元302，304，306，308，310，312上混合。傳送組件300的構(gòu)成使得在各供應(yīng)單元302，304，306，308，310，312上的工件可以一個(gè)接一個(gè)地被拾取，并選擇性地傳送到6個(gè)不同位置之一，其相應(yīng)于各機(jī)床組件140上加工單元的操作位置。
傳送組件300包括往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件324，其由導(dǎo)向組件326引導(dǎo)而在垂直方向運(yùn)動(dòng)。在此例中導(dǎo)向組件326包括間隔開(kāi)的垂直立柱328，330，立柱上設(shè)有垂直延伸的槽332，334以容納導(dǎo)軌336，338。導(dǎo)軌336，338在槽332，334中被垂直地引導(dǎo)，以允許往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件324能處于三個(gè)不同的工件拾取位置和三個(gè)不同的工件輸送位置，這一點(diǎn)將在下文中介紹。更具體地說(shuō)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件324包括固定在導(dǎo)軌336，338上的主框架340。因此，主框架340和導(dǎo)軌336，338可以如一個(gè)單元一樣在垂直方向上被引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)。
主框架340支撐了可重新定位的工件夾具342。工件夾具342形成了一個(gè)帶有基本U形且向上開(kāi)口的表面344的支架，表面344具有形成了容槽的基面部分346以及從基面部分346伸出的間隔開(kāi)的支腳部分348，350。工件夾具342具有間隔開(kāi)的耳部352，354，其和表面344相貼，并通過(guò)銷(xiāo)356，358與主框架340相連，以繞水平延伸的軸360作樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
促動(dòng)油缸362，364連接在主框架340和工件夾具342之間。油缸362，364的操作可改變其有效長(zhǎng)度，使得工件夾具342繞位于圖15底部所示的第一傳送位置和圖16所示的第二傳送位置之間的軸360樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。工件夾具342處于第一和第二傳送位置之間的輸送/夾持位置。當(dāng)工件夾具342處于輸送/夾持位置時(shí)，工件314停留在基面部分346所形成的向上開(kāi)口的容槽內(nèi)。
往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件324的垂直位置由分別與立柱328，330相連的可延伸的油缸366，368控制。導(dǎo)軌336具有一個(gè)短凸臺(tái)370，其與油缸366的自由端372相連。在導(dǎo)軌338上具有一個(gè)類(lèi)似的短凸臺(tái)374，其與油缸368的自由端376相連。油缸366，368分別具有可重新定位的支柱378，380。油缸遠(yuǎn)離端部372，376的端部相對(duì)于桿328，330固定，桿378，380的回縮使得導(dǎo)軌336，338和與之相連的主框架340相應(yīng)地向下運(yùn)動(dòng)。桿378，380的伸長(zhǎng)產(chǎn)生相反的結(jié)果。
桿378，380的伸長(zhǎng)使得往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件324位于圖14中“A”所示的第一拾取位置。在此位置，工件可從供應(yīng)單元302，308中之一傳送到基面部分346的容槽中。通過(guò)操作油缸362，364能可控制地重新定位往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件324，從而將往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件324定位在第二和第三不同的拾取位置。在第二拾取位置，往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件324相對(duì)于供應(yīng)單元304，310的設(shè)置如在圖14中相對(duì)于供應(yīng)單元302，308的設(shè)置一樣。在第三拾取位置，往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件324相對(duì)于供應(yīng)單元306，312的設(shè)置如在圖14中相對(duì)于供應(yīng)單元302，308的設(shè)置一樣。
當(dāng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件324位于圖14所示的第一拾取位置時(shí)，工件314可從各供應(yīng)單元302，308中以相似方式傳送到第一拾取位置中。此過(guò)程通過(guò)代表性的供應(yīng)單元308上的存儲(chǔ)位置中的工件314的傳送來(lái)介紹。為進(jìn)行此傳送，需使用裝料單元382。裝料單元包括基體384，其形成了拾取臺(tái)肩386，拾取臺(tái)肩386可繞拾取位置和釋放位置之間的銷(xiāo)388的軸樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，拾取位置如處于下方的供應(yīng)單元310上相應(yīng)的裝料單元382所示，釋放位置如圖14中供應(yīng)單元308的裝料單元382所示。在拾取位置，臺(tái)肩386位于最下面那個(gè)處于拾取位置的工件314之下。位于拾取位置的工件被拾取臺(tái)肩390阻擋而不能進(jìn)一步下落。
裝料單元382可沿箭頭392作樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使細(xì)長(zhǎng)工件從拾取位置向工件夾具342運(yùn)動(dòng)。隨著拾取臺(tái)肩386接近釋放位置，拾取臺(tái)肩390處于傾斜的方位，使得將要由工件夾具342夾持的工件314在其自重的作用下由拾取臺(tái)肩390的表面引導(dǎo)向下運(yùn)動(dòng)到工件夾具342的容槽346中，進(jìn)入輸送/夾持位置。
然后桿378，380回縮，往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件324可以向下運(yùn)動(dòng)到三個(gè)傳送/釋放位置中的任何一個(gè)。在圖14中顯示了兩個(gè)這種位置，第三個(gè)位于前面二個(gè)位置之間。當(dāng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件324位于圖14所示的最上面那個(gè)傳送/釋放位置時(shí)，由工件夾具342攜帶的工件314停留在與機(jī)床組件140“A”相連的三個(gè)導(dǎo)向桿396的頂邊394以及與機(jī)床組件140“B”相連的三個(gè)導(dǎo)向桿400的頂邊398的上方。導(dǎo)向桿396具有導(dǎo)向面402，工件沿導(dǎo)向面在重力的作用下向下運(yùn)動(dòng)，靠在傾斜地設(shè)在導(dǎo)向面402上的止動(dòng)臺(tái)肩404上。在工件314落入導(dǎo)向面402和止動(dòng)臺(tái)肩404的結(jié)合部中時(shí)，工件的中心軸與機(jī)床組件140“A”的中心操作軸406重合。操作推動(dòng)組件408，將工件314沿中心軸406推動(dòng)到第一工位，在第一工位工件被機(jī)床組件140“A”的主軸夾持，此主軸由電機(jī)412通過(guò)功率傳送帶414而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件324位于圖14中最上的傳送/釋放位置且工件夾具位于輸送/夾持位置時(shí)，油缸362，364的操作使工件夾具342樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)到圖17的第二傳送位置，支腳部分348的表面傾斜，并引導(dǎo)處于輸送/夾持位置的工件314向下運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)向面402上。
工件夾具342進(jìn)行反向的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到第一傳送位置，處于輸送/夾持位置的工件314由支腳部分350的表面引導(dǎo)并朝下到達(dá)導(dǎo)向桿400的導(dǎo)向面416，靠在與止動(dòng)臺(tái)肩404對(duì)應(yīng)的上動(dòng)臺(tái)肩418上。落入導(dǎo)向面416和止動(dòng)臺(tái)肩418的結(jié)合部中的工件314的中心軸與圖14中機(jī)床組件140“B”的加工單元的中心操作軸420重合。與推動(dòng)組件408相似地操作推動(dòng)組件422，將工件314沿中心軸406推動(dòng)到由機(jī)床組件140“B”的主軸426可操作地夾持的工位上。
操作油缸366，368使往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件324運(yùn)動(dòng)，并選擇性地位于第二和第三傳送/釋放位置上。圖14中顯示了往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件324的第三傳送/釋放位置。在此位置中，工件夾具342與導(dǎo)向桿428，430協(xié)同操作，選擇性地將工件分別傳送到加工單元處于圖14中的“C”，“D”位置的操作工位上。當(dāng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件324大約位于圖14中第一和第二傳送/釋放位置的中間時(shí)，工件夾具342與導(dǎo)向桿432，434協(xié)同操作，可控制地將工件314引導(dǎo)到與加工單元處于圖14中的“E”，“F”時(shí)相對(duì)應(yīng)的操作工位上。
為了減小傳送組件300的整體高度，油缸366，368可制成如圖18所示的套疊式結(jié)構(gòu)，其包括多個(gè)套疊件436，438，440。
如上所述的整個(gè)加工系統(tǒng)可以通過(guò)中央控制器442自動(dòng)地編程和操作。中央控制器442可以編程以協(xié)調(diào)六個(gè)裝料單元382、促動(dòng)油缸362，364、推動(dòng)組件408，422和六個(gè)機(jī)床組件140的操作，從而選擇性和順序地傳送工件314，使機(jī)床組件140上的六個(gè)加工單元協(xié)調(diào)地加工。
本發(fā)明可以從上述基本結(jié)構(gòu)中進(jìn)行許多變化。一些代表性變化將在下面進(jìn)行介紹。
在圖19中以標(biāo)號(hào)444表示了具有基本為“Y”形結(jié)構(gòu)的改進(jìn)形式的工件夾具。工件夾具444具有用于放置工件314的容槽446。工件夾具444可以繞第一和第二傳送位置“A”和“B”之間的銷(xiāo)458樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，第一和第二傳送位置“A”和“B”與上面介紹的工件夾具342中的傳送位置相對(duì)應(yīng)。在傳送位置之間，工件夾具444假定處于以標(biāo)號(hào)“C”表示的豎直輸送/夾持位置。工件夾具444還可繞銷(xiāo)458從輸送/夾持位置樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)到拾取位置“D”。
通過(guò)這種設(shè)置，工件夾具可以從“C”位置沿箭頭450方向向上運(yùn)動(dòng)，并樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)到“D”位置，從而進(jìn)入到桿452之間(只示出一個(gè))。桿452具有傾斜的進(jìn)料表面454，其可以將工件314引導(dǎo)到靠在拾取臺(tái)肩456上的堆積位置。工件夾具444繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，使得最下面的那個(gè)工件314進(jìn)入到容槽446中，工件夾具444可將工件314抬起，使被拾取的工件314向上運(yùn)動(dòng)而超過(guò)拾取臺(tái)肩456。然后工件夾具444可以樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)到“E”位置，向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入到側(cè)向隔開(kāi)的傳送位置中的一個(gè)，將攜帶的工件314傳送到導(dǎo)向面458，460上，這樣，工件314通過(guò)導(dǎo)向面458，460被引向相隔開(kāi)的機(jī)床組件140。圖19所示的設(shè)置避免了需要使用上述獨(dú)立的裝料單元。
在圖20所示的另一個(gè)改進(jìn)形式中，可以用可回縮的門(mén)式構(gòu)件462在進(jìn)料表面466的基體上形成拾取臺(tái)肩464。通過(guò)可控制地將門(mén)式元件462回縮到虛線(xiàn)所示位置，可以從存儲(chǔ)位置中釋放最下面那個(gè)工件314，從而使工件314通過(guò)任何一種上述或下述結(jié)構(gòu)向加工單元方向運(yùn)動(dòng)。
在圖21中以標(biāo)號(hào)468顯示了傳送組件的另一改進(jìn)形式。傳送組件468具有供應(yīng)單元，供應(yīng)單元具有帶有傾斜進(jìn)料表面472的多個(gè)垂直隔開(kāi)的桿470。通過(guò)適當(dāng)?shù)尼尫?拾取機(jī)構(gòu)474，工件314可以一個(gè)個(gè)地被傳送到工件夾具476中，工件夾具476可以垂直地重新定位以選擇性地對(duì)準(zhǔn)桿478的頂端。桿478具有導(dǎo)向面480，工件夾具476可將工件314放在導(dǎo)向面上，使其被引導(dǎo)而運(yùn)動(dòng)到機(jī)床組件140中。工件夾具476安裝在油缸482中。通過(guò)在油缸上伸長(zhǎng)和回縮桿484，可以實(shí)現(xiàn)工件夾具476的垂直定位。工件夾具476可以通過(guò)任何適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)在所需的導(dǎo)向面480上釋放所攜帶的工件314，這種機(jī)構(gòu)可以是上述、下面介紹的或是其它本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的機(jī)構(gòu)。通過(guò)此傳送組件468，可以實(shí)現(xiàn)從機(jī)床組件140的一側(cè)將工件314傳送到所有六個(gè)機(jī)床組件140上。
在圖22中以標(biāo)號(hào)486顯示了根據(jù)本發(fā)明的傳送組件的又一變型。傳送組件486包括供應(yīng)單元487，其具有帶進(jìn)料面490的導(dǎo)向面488，進(jìn)料面朝向工件夾具492收斂。工件夾具492安裝在油缸494上。通過(guò)操作油缸494，工件夾具492可以選擇性地位于六個(gè)拾取位置的任何一個(gè)上，以接收來(lái)自供應(yīng)單元487任何一個(gè)進(jìn)料表面490的工件314。工件從供應(yīng)單元487傳送到輸送/夾持位置上的工件夾具492中，這可以通過(guò)上述、下面介紹的或是其它本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)工件314位于輸送/夾持位置時(shí)，油缸494上的套疊桿494可以可控制地伸長(zhǎng)和回縮，以在三組機(jī)床組件140，即A和B，E和F，C和D中的任何一組的三個(gè)不同的傳送/釋放位置中的任何一個(gè)處對(duì)準(zhǔn)工件夾具492。在最上面那個(gè)傳送/釋放位置，工件夾具492停留在導(dǎo)向桿496，498之間，導(dǎo)向桿分別傾斜于機(jī)床組件“A”和“B”的中心操作軸。通過(guò)樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)或其它方法而選擇性地將工件夾具492重新定位到與上面介紹的傳送位置相對(duì)應(yīng)的第一和第二傳送位置之一，處于輸送/夾持位置的工件314可以傳送到導(dǎo)向桿496，498上，其與機(jī)床組件“A”和“B”的中心操作軸形成同軸關(guān)系。如同桿500，502和機(jī)床組件“E”和“F”相連一樣，導(dǎo)向桿504，506類(lèi)似地和機(jī)床組件“C”和“D”相連。
在圖23到25中，以標(biāo)號(hào)508表示了根據(jù)本發(fā)明的傳送組件的另一改進(jìn)形式。傳送組件508包括具有導(dǎo)向桿512的供應(yīng)單元510。導(dǎo)向桿512具有與圖21所示供應(yīng)單元487一樣的收斂的進(jìn)料表面513。傳送組件508利用與機(jī)床組件140相連的導(dǎo)向桿496，498，500，502，504，506相同的設(shè)置，如圖22所示。
傳送組件508不采用單一的工件夾具如工件夾具492，而采用多個(gè)工件夾具514。各工件夾具包括框架516，其具有用于工件314的通孔518。通孔518的入口具有收斂的表面520，522，其可引導(dǎo)向下運(yùn)動(dòng)的工件314進(jìn)入到通孔518中。
工件夾具514具有多對(duì)協(xié)同操作的夾持件526，528，在此例中為三對(duì)。夾持件526，528安裝在切槽530，532中，切槽位于限定了通孔518的間隔開(kāi)的壁534，536內(nèi)。各夾持件526，528具有基本L形的結(jié)構(gòu)。夾持件526，528可繞實(shí)線(xiàn)位置和虛線(xiàn)位置之間的平行軸538，540樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)線(xiàn)位置表示工件夾具514的夾持狀態(tài)，而虛線(xiàn)位置表示工件夾具514的松開(kāi)狀態(tài)。在夾持狀態(tài)中，夾持件526，528定位成使夾持件上的面542，544伸進(jìn)到開(kāi)口518中，有效地減小了開(kāi)口518的尺寸，從而可防止工件314穿過(guò)。實(shí)際上，工件314在夾持件526，528之間可松開(kāi)地夾緊。當(dāng)工件314處于釋放狀態(tài)時(shí)，夾持件526，528處于虛線(xiàn)位置，工件314可以無(wú)阻礙地從開(kāi)口518中穿過(guò)。
通過(guò)控制器548可以操作適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)器546，以在夾持和松開(kāi)狀態(tài)之間改變工件夾具514的狀態(tài)。操作獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)器550可使整個(gè)工件夾具514繞由固定銷(xiāo)553形成的偏心樞軸552旋轉(zhuǎn)。
在操作中，可選擇性地從供應(yīng)單元510中釋放工件314，使其進(jìn)入到緊鄰的工件夾具514中。通過(guò)控制器548，可以協(xié)調(diào)垂直排列的工件夾具514組的夾持件526，528的狀態(tài)，使得工件314被夾持和釋放，最終被夾持在導(dǎo)向桿496，498，500，502，504，506中的一個(gè)的傳送位置上，該導(dǎo)向桿鄰近于工件將被傳送到的機(jī)床組件。在傳送點(diǎn)，用于接收的工件夾具處于夾持狀態(tài)。然后通過(guò)繞軸552樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)工件夾具514，通孔518的方向可以使輸送/夾持位置上的工件被釋放，允許所夾持的工件314在其自重的作用下向下運(yùn)動(dòng)到適當(dāng)?shù)膶?dǎo)向桿496，498，500，502，504，506上，并靠在所選擇的加工單元A，B，C，D，E，F(xiàn)上。
作為一個(gè)示例，來(lái)自最上面的導(dǎo)向桿512的工件314可以傳送到鄰近接收位置的工件夾具514中。用于接收的工件夾具514可以處于夾持狀態(tài)或釋放狀態(tài)。最終，工件夾具514必須處于釋放狀態(tài)，允許工件314穿過(guò)兩個(gè)重疊在上方的工件夾具514而運(yùn)動(dòng)到處于其要被傳送的工位處的工件夾具514上。通過(guò)樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)工件夾具514，工件可運(yùn)動(dòng)到所需的工件夾具處。
在圖26中顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一傳送組件的改進(jìn)形式。在此實(shí)施例中，與導(dǎo)向桿496，498，500，502，504，506相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向桿554，556可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在實(shí)線(xiàn)的操作位置和虛線(xiàn)的旁路位置之間。在操作位置，導(dǎo)向面558，560可以阻擋向下運(yùn)動(dòng)的工件314。在旁路位置，導(dǎo)向面558，560位于向下運(yùn)動(dòng)的工件314的路徑之外。如果導(dǎo)向桿554處于旁路位置，工件314被處于操作位置的桿556的導(dǎo)向面560所拾取。相似地，如果導(dǎo)向桿554處于操作位置，工件314將被導(dǎo)向面558所阻擋。導(dǎo)向桿554，556分別具有止動(dòng)臺(tái)肩562，564，在導(dǎo)向面558，560上向下運(yùn)動(dòng)的工件314可以靠在止動(dòng)臺(tái)肩上。
作為在操作位置和旁路位置之間樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)而重新定位整個(gè)導(dǎo)向桿554，556的另一個(gè)選擇，各導(dǎo)向桿可具有圖27所示導(dǎo)向桿566的形狀。導(dǎo)向桿566具有由套疊件570，572形成的上導(dǎo)向面568。止動(dòng)臺(tái)肩574可阻擋沿導(dǎo)向面568向下運(yùn)動(dòng)的工件。實(shí)線(xiàn)所示為處于操作位置的導(dǎo)向桿566。當(dāng)件572回到虛線(xiàn)位置時(shí)，導(dǎo)向桿566位于旁路位置。也就是說(shuō)，其有效長(zhǎng)度使得其不再處于向下運(yùn)動(dòng)的工件314的運(yùn)動(dòng)路徑中，因而不再將工件轉(zhuǎn)向到機(jī)床組件140的加工單元中。
在圖26和27所示的實(shí)施例中，為控制工件的運(yùn)動(dòng)可以設(shè)置導(dǎo)向壁576，578，其可限制向下運(yùn)動(dòng)的工件314的水平移動(dòng)。在這些實(shí)施例中也可以采用任何形式的供應(yīng)單元以及可從供應(yīng)單元中釋放各個(gè)工件的任何適當(dāng)結(jié)構(gòu)。
在圖28中顯示了系統(tǒng)的一個(gè)變型。圖中所示的傳送組件580包括工件夾具582，其可由串聯(lián)在預(yù)定路徑中的環(huán)形件583從圖28所示的頂部位置沿倒V形路徑的垂直延伸支腳584，586中選擇性地引導(dǎo)。一旦工件314從供應(yīng)單元588傳送給工件夾具582，工件夾具582可以選擇性地沿支腳584，586之一移動(dòng)到要傳送到的機(jī)床組件140上加工單元之一附近的所需傳送位置中。各機(jī)床組件140具有相連的導(dǎo)向桿590，其具有傾斜的導(dǎo)向面592，以接收來(lái)自工件夾具582的工件314，并將其引導(dǎo)到與加工單元形成所需的操作關(guān)系。
作為選擇，導(dǎo)向桿590可以在操作位置和旁路位置之間重組合。工件夾具582可以從圖示的頂部位置沿支腳584，586之一向下傳送工件，使其被第一操作定位導(dǎo)向桿590拾取。
圖29中顯示了基本傳送組件的另一變型。標(biāo)號(hào)594表示裝料單元，其包括可繞實(shí)線(xiàn)所示的拾取位置和釋放位置之間的軸598樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的碟形件596。在拾取位置，槽口600的位置與供應(yīng)單元的拾取位置上的工件314相接合。一旦這種情況發(fā)生，件596可沿箭頭602方向繞軸598樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，直到槽口600處于虛線(xiàn)位置為止，由此工件314在重力作用下被釋放。碟形件596沿與箭頭602相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使得工件314可在圖29所示的位置“A”處被釋放。
碟形件596可沿雙向箭頭604的方向垂直地移動(dòng)，從而與不同的桿對(duì)準(zhǔn)而將工件從供應(yīng)單元傳送到不同的垂直高度。可用相同的設(shè)置從軸598的各個(gè)水平側(cè)拾取工件314。
在圖30和31中，顯示了用于重新定位用于工件夾具上工件的支架606，608的不同機(jī)構(gòu)。在圖30中，油缸610固定在垂直延伸的支柱612上。油缸610具有桿614，其端部616與支架606可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地連接。L形臂618從支柱612上延伸出。臂的遠(yuǎn)離支柱612的端部620與支架606可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地連接。通過(guò)選擇性地伸出和縮回桿614，支架可以繞軸622樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使處于輸送/夾持位置的工件傾向一側(cè)或另一側(cè)。
在圖31中，支架608與支柱626的自由端624可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地連接。通過(guò)這種樞軸連接，支架608可以繞軸628樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。操作油缸629具有可重新定位的桿630，其與接頭634可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，而連接件636，638也與接頭634可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地連接。連接件636遠(yuǎn)離接頭634的端部與支架608相連，可繞基本平行于軸628的軸640作相對(duì)樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。連接件638遠(yuǎn)離接頭634的端部與支柱626相連，可繞軸644樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
桿630的伸長(zhǎng)和縮回使得件636，638的連接形狀發(fā)生改變，可選擇性地將支架608向兩個(gè)方向傾斜，如雙向箭頭646所示。為調(diào)節(jié)連接，支柱626在安裝油缸629的區(qū)域做成U形。這可使油缸629的操作所需的水平空間更緊湊，并使連接件636，638的連接也更緊湊。
應(yīng)該理解，雖然在上文中介紹了本發(fā)明傳送組件的幾個(gè)變型，但這些變型只是說(shuō)明性的。可以利用美國(guó)專(zhuān)利No.5911803中的機(jī)構(gòu)以及本領(lǐng)域的技術(shù)人員所已知的機(jī)構(gòu)來(lái)對(duì)所示的各種結(jié)構(gòu)進(jìn)行其它改進(jìn)。
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
1.一種用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括第一加工單元，其可對(duì)處于第一工位的細(xì)長(zhǎng)工件進(jìn)行第一加工操作；第二加工單元，其可對(duì)處于所述第一工位之上的第二工位的細(xì)長(zhǎng)工件進(jìn)行第二加工操作；第一供應(yīng)單元，多個(gè)所述細(xì)長(zhǎng)工件可放置在所述第一供應(yīng)單元的存儲(chǔ)位置中；和傳送組件，其可和處于所述存儲(chǔ)位置中的所述細(xì)長(zhǎng)工件相接合，并可將與所述傳送組件相接合的細(xì)長(zhǎng)工件選擇性地傳送到所述第一和第二工位中的一個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳送組件包括可在第一位置和第二位置之間垂直移動(dòng)的往復(fù)運(yùn)送組件，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件上的細(xì)長(zhǎng)工件可以從所述第一位置傳送到所述第一工位，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件上的細(xì)長(zhǎng)工件可以從所述第二位置傳送到所述第二工位。
3.如權(quán)利要求2所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳送組件還包括用于將所述細(xì)長(zhǎng)工件從所述存儲(chǔ)位置引向所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件上的夾持位置的第一裝料單元。
4.如權(quán)利要求3所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件還包括可在輸送位置和第一傳送位置之間重新定位的細(xì)長(zhǎng)工件夾具。
5.如權(quán)利要求4所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括第一導(dǎo)向面，當(dāng)所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件處于第一位置時(shí)，處于所述夾持位置的細(xì)長(zhǎng)工件可被傳送到所述第一導(dǎo)向面上并朝向第一工位引導(dǎo)。
6.如權(quán)利要求5所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一導(dǎo)向面朝向所述第一工位傾斜。
7.如權(quán)利要求6所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述細(xì)長(zhǎng)工件夾具包括至少一個(gè)表面，當(dāng)所述工件夾具處于所述輸送位置時(shí)，所述表面形成了處于所述夾持位置的所述細(xì)長(zhǎng)工件的容槽；在所述工件夾具從所述輸送位置向所述第一傳送位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述表面可引導(dǎo)處于所述夾持位置的細(xì)長(zhǎng)工件在所述第一導(dǎo)向面上運(yùn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求7所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述細(xì)長(zhǎng)工件夾具可在所述輸送位置和第一傳送位置之間作樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
9.如權(quán)利要求7所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括第三加工單元，用于對(duì)處于與所述第一和第二工位隔開(kāi)的第三工位上的細(xì)長(zhǎng)工件的進(jìn)行第三加工操作。
10.如權(quán)利要求9所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述細(xì)長(zhǎng)工件夾具可重新定位到第二傳送位置，所述系統(tǒng)包括第三導(dǎo)向面，在所述工件夾具從所述輸送位置向所述第二傳送位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述細(xì)長(zhǎng)工件夾具上的所述至少一個(gè)表面可引導(dǎo)處于所述夾持位置的細(xì)長(zhǎng)工件在所述第三導(dǎo)向面上運(yùn)動(dòng)。
11.如權(quán)利要求10所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第三工位基本處于相同高度。
12.如權(quán)利要求2所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括導(dǎo)向組件，可引導(dǎo)所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件在所述第一和第二位置之間垂直運(yùn)動(dòng)。
13.如權(quán)利要求4所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一裝料單元包括可以在拾取位置和釋放位置之間移動(dòng)的拾取臺(tái)肩，在所述拾取臺(tái)肩從所述拾取位置向所述釋放位置移動(dòng)時(shí)，所述拾取臺(tái)肩可與所述存儲(chǔ)位置中的細(xì)長(zhǎng)工件相接合，并使處于所述存儲(chǔ)位置的所述細(xì)長(zhǎng)工件向所述細(xì)長(zhǎng)工件夾具移動(dòng)。
14.如權(quán)利要求13所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述臺(tái)肩可在所述拾取位置和釋放位置之間作樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
15.如權(quán)利要求13所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述供應(yīng)單元包括傾斜的輸送表面，所述細(xì)長(zhǎng)工件可沿所述輸送表面被重力推向所述拾取位置。
16.如權(quán)利要求15所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一裝料單元還包括阻擋表面，當(dāng)所述拾取臺(tái)肩和工件一起從所述拾取位置運(yùn)動(dòng)到所述釋放位置時(shí)，所述阻擋表面可以阻擋所述細(xì)長(zhǎng)工件移動(dòng)到所述拾取位置。
17.如權(quán)利要求6所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一導(dǎo)向面上設(shè)有止動(dòng)臺(tái)肩，所述細(xì)長(zhǎng)工件可以沿所述第一導(dǎo)向面向下運(yùn)動(dòng)到靠在所述止動(dòng)臺(tái)肩上，并保持沿所述第一導(dǎo)向面向下連貫地運(yùn)動(dòng)到靠在所述止動(dòng)臺(tái)肩的預(yù)定位置上的所述細(xì)長(zhǎng)工件。
18.如權(quán)利要求1所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳送組件包括傾斜的第一導(dǎo)向面，可將來(lái)自所述第一供應(yīng)單元的細(xì)長(zhǎng)工件朝向所述第一工位引導(dǎo)；傾斜的第二導(dǎo)向面，可將來(lái)自所述第一供應(yīng)單元的細(xì)長(zhǎng)工件朝向所述第二工位引導(dǎo)。
19.如權(quán)利要求18所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳送組件還包括可在第一位置和第二位置之間垂直移動(dòng)的往復(fù)運(yùn)送組件，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件上的細(xì)長(zhǎng)工件可以從所述第一位置沿所述第一導(dǎo)向面?zhèn)魉?，從而在重力作用下向所述第一工位運(yùn)動(dòng)，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件上的細(xì)長(zhǎng)工件可以從所述第二位置沿第二導(dǎo)向面?zhèn)魉停瑥亩谥亓ψ饔孟孪蛩龅诙の贿\(yùn)動(dòng)。
20.如權(quán)利要求1所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括推動(dòng)組件，可使所述工件與所述第一加工單元形成操作關(guān)系。
21.如權(quán)利要求20所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一加工單元具有旋轉(zhuǎn)操作軸，所述推動(dòng)組件可沿與所述旋轉(zhuǎn)操作軸基本重合的線(xiàn)推動(dòng)所述細(xì)長(zhǎng)工件。
22.如權(quán)利要求1所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括至少一個(gè)位于所述第一供應(yīng)單元的存儲(chǔ)位置中的細(xì)長(zhǎng)工件。
23.一種加工細(xì)長(zhǎng)工件的方法，所述方法包括步驟將多個(gè)所述細(xì)長(zhǎng)工件存儲(chǔ)在第一供應(yīng)單元中；將第一細(xì)長(zhǎng)工件從所述第一供應(yīng)單元傳送到第一工位；對(duì)處于所述第一工位的所述第一細(xì)長(zhǎng)工件進(jìn)行第一加工操作；將第二細(xì)長(zhǎng)工件從所述第一供應(yīng)單元傳送到與所述第一工位垂直隔開(kāi)的第二工位；和對(duì)處于所述第二工位的所述第二細(xì)長(zhǎng)工件進(jìn)行第二加工操作。
24.如權(quán)利要求23所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的方法，其特征在于，所述方法還包括從所述第一供應(yīng)單元中移走所述第一細(xì)長(zhǎng)工件，并阻擋從所述第一供應(yīng)單元中移走另一所述細(xì)長(zhǎng)工件的步驟。
25.如權(quán)利要求23所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的方法，其特征在于，所述傳送所述第一細(xì)長(zhǎng)工件的步驟包括沿第一傾斜導(dǎo)向面?zhèn)魉退龅谝患?xì)長(zhǎng)工件，使得所述第一細(xì)長(zhǎng)工件在重力的作用下沿所述第一傾斜導(dǎo)向面向所述第一工位運(yùn)動(dòng)。
26.如權(quán)利要求25所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的方法，其特征在于，所述傳送所述第二細(xì)長(zhǎng)工件的步驟包括沿第二傾斜導(dǎo)向面?zhèn)魉退龅诙?xì)長(zhǎng)工件，使得所述第二細(xì)長(zhǎng)工件在重力的作用下沿所述第二傾斜導(dǎo)向面向所述第二工位運(yùn)動(dòng)。
27.如權(quán)利要求23所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的方法，其特征在于，所述存儲(chǔ)多個(gè)所述細(xì)長(zhǎng)工件的步驟包括將多個(gè)所述工件存儲(chǔ)在傾斜的輸送表面上，使得多個(gè)所述細(xì)長(zhǎng)工件在重力的作用下被推動(dòng)到一個(gè)壓一個(gè)的堆積狀態(tài)。
28.如權(quán)利要求27所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的方法，其特征在于，所述方法還包括將所述第一細(xì)長(zhǎng)工件從第一供應(yīng)單元引導(dǎo)到第一工件夾具上的步驟。
29.如權(quán)利要求28所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的方法，其特征在于，所述方法還包括重新定位所述第一工件夾具，從而將所述第一細(xì)長(zhǎng)工件從所述第一工件夾具引向所述第一工位的步驟。
30.如權(quán)利要求29所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的方法，其特征在于，所述方法還包括將第三細(xì)長(zhǎng)工件從所述第一供應(yīng)單元引向所述第一工件夾具并重新定位所述第一工件夾具，從而將所述第三細(xì)長(zhǎng)工件從所述第一工件夾具引向所述第三工位的步驟。
31.如權(quán)利要求30所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的方法，其特征在于，所述方法還包括將所述第三細(xì)長(zhǎng)工件傳送到所述第三工位，并在所述第三工位處對(duì)所述第三細(xì)長(zhǎng)工件進(jìn)行第三加工操作的步驟。
32.如權(quán)利要求29所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的方法，其特征在于，所述方法還包括將所述第一細(xì)長(zhǎng)工件從所述第一工件夾具中穿過(guò)而引向第二工件夾具并重新定位所述第二工件夾具，從而將所述第一細(xì)長(zhǎng)工件從所述第二工件夾具引向所述第一工位的步驟。
33.如權(quán)利要求28所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的方法，其特征在于，所述方法還包括將所述第三細(xì)長(zhǎng)工件從所述第一工件夾具中穿過(guò)而引向第二工件夾具并重新定位所述第二工件夾具，從而將所述第三細(xì)長(zhǎng)工件從所述第二工件夾具引向所述第三工位的步驟。
34.如權(quán)利要求28所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的方法，其特征在于，所述方法還包括步驟將所述第一工件夾具設(shè)為夾持狀態(tài)，將所述第一細(xì)長(zhǎng)工件引入所述第一工件夾具的夾持位置，將所述第一工件夾具從夾持狀態(tài)改變?yōu)獒尫艩顟B(tài)，重新定位所述第一工件夾具，從而在所述第一工件夾具處于釋放狀態(tài)時(shí)將所述第一細(xì)長(zhǎng)工件引向所述第一工位。
35.如權(quán)利要求32所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的方法，其特征在于，所述方法還包括將所述第一工件夾具設(shè)為釋放狀態(tài)，引導(dǎo)所述第三細(xì)長(zhǎng)工件通過(guò)所述第一工件夾具而到所述第二工件夾具上的夾持位置中的步驟。
36.如權(quán)利要求35所述的用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的方法，其特征在于，所述方法還包括重新定位所述第二工件夾具，從而將所述第三細(xì)長(zhǎng)工件引向所述第三工位的步驟。
全文摘要
一種用于加工細(xì)長(zhǎng)工件的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括第一加工單元，其可對(duì)處于第一工位的細(xì)長(zhǎng)工件進(jìn)行第一加工操作；第二加工單元，其可對(duì)處于所述第一工位之上的第二工位的細(xì)長(zhǎng)工件進(jìn)行第二加工操作。此系統(tǒng)還包括第一供應(yīng)單元，多個(gè)所述細(xì)長(zhǎng)工件可放置在第一供應(yīng)單元的存儲(chǔ)位置中。傳送組件可和處于存儲(chǔ)位置中的細(xì)長(zhǎng)工件相接合，并將與傳送組件相接合的細(xì)長(zhǎng)工件選擇性地傳送到第一和第二工位中的一個(gè)。
文檔編號(hào)B23Q1/01GK1406709SQ0210601
公開(kāi)日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2002年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月4日
發(fā)明者宮野利治 申請(qǐng)人:宮野利治