專利名稱：刀具傳送裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機床的刀具傳送裝置，它具有一個在至少兩個座標軸上通過電動機而可以運動的支承結構和一個裝在這支承結構上的夾持器裝置，其夾持器具有兩個可以彼此相對回轉的夾持爪以及一種用于將夾持爪制動在其關閉位置上的閉鎖機構。
這種刀具傳送系統(tǒng)與刀庫相聯(lián)系用各種刀具來裝置機床，尤其是銑床和鉆床以及加工中心。雖然可以按照撿拾原理用傳送裝置直接在機床的各自工作主軸上更換刀具，但其優(yōu)選的應用范圍在于從復雜的刀庫里運輸?shù)毒卟⑶以趯⒏髯缘牡毒咿D送至一個換刀裝置，并且反過來。在所謂臺架刀庫中，刀具其大多設計成所謂刀具錐體的刀具夾位于上下迭置的具有中間距離而布置的臺架里，其中每個臺架包含有許多刀具座，在這些刀具座里插入了各自的刀夾。根據(jù)機床的工作程序刀具傳送系統(tǒng)使一個為下一個工序而選擇的刀具在其存在程序里的臺架位置上起動，傳送系統(tǒng)的夾持器抓住各自的刀夾并將其運輸至一個轉送位置，在這位置上將這刀夾轉送至一個換刀裝置并在一定條件下將用過的刀具從換刀裝置上接收過來并存放到臺架庫的一個相應的空位里。對于這種操作來說已知有不同的刀具傳送系統(tǒng)，它們具有各種不同的抓取器裝置。然而在所有這些系統(tǒng)里夾持器只是設計成一側存取刀具，也就是說其夾持爪限制了一個側面的開孔，刀夾穿過這開孔而推入夾持器里并在相反方向上從夾持器里拉出來。由于這種只是單側存取夾持器的方法，因此當應用復雜的刀庫時，例如多列臺架刀庫時其運動過程就復雜化了。
本發(fā)明的任務是提供一種用于機床的刀具傳送裝置，它可以實現(xiàn)更加普遍萬能的使用并使刀具更換時間縮短。
按照本發(fā)明，該項任務通過權利要求1所述的特征來解決。在按照本發(fā)明的刀具傳送裝置中，夾持器具有兩個直徑方向對峙著的開孔用于側面裝入和取出刀夾。按這種方式可以使一個刀夾，例如一個刀具錐柄從一側通過其一個開孔裝入夾持器里，并且為了轉送至另一個裝置上，例如至一個刀具更換裝置上，或者也可以至一個工作主軸上，可以穿過另一側上的開孔取出來。由于在轉送和運輸過程期間各自刀夾必須可靠地固定在夾持器里，按照本發(fā)明設有操縱元件，用來轉動夾持器的兩個夾持爪，這些操縱元件在一個刀夾通過這兩個開孔中的一個進行裝入以及取出的過程中使這兩個夾持爪最好自動地轉動到它們的關閉位置上。
優(yōu)選對每個夾持爪都配置有一個操縱元件，其中操縱元件可以有至少一個設于夾持器上的推進擋塊，該擋塊伸入刀夾的側面運動軌道里并與至少一個夾持爪為了其轉動運動來說運動耦聯(lián)。按這種方式在刀夾裝入運動進入夾持器時以及由于刀夾上端部的軸環(huán)在推進擋塊上的滑動接觸而激活了操縱元件并通過它們的運動學耦聯(lián)而使各自的夾持爪回轉。相應地也適用于從夾持器里取出一個刀夾，也是在這種情況下由于上述的軸環(huán)在推進擋塊上的滑動接觸而激活操縱元件并在一定條件下與夾持爪一起回轉用于釋放開刀夾。
夾持爪的向里或向外擺動用于夾住或釋放開一個刀夾也可以借助于操縱元件來實現(xiàn)，這些元件具有一個驅動器，例如一個壓力介質(zhì)缸，和至少一個傳感器用于在刀夾裝入或取出時以及存在于夾持器時對刀夾進行檢測。適合的有機床控制裝置用來控制這樣的壓力介質(zhì)驅動。
在一定條件下大重量刃具在夾持器里的可靠的以及即使在高的慣性力時也有效的鎖緊可以有利地通過一種閉鎖機構來保證，這種機構具有一個壓力介質(zhì)缸，它各自有一個軸頸用于使各自的夾持爪在其關閉位置上制動住。特別優(yōu)選的是，閉鎖裝置具有附加的構件，這些構件即使在快速運輸運動時也阻止了刀夾連同其在一定條件下大重量的刀具產(chǎn)生旋轉。在一種優(yōu)選的結構形式中閉鎖機構為此目的具有作成銷釘?shù)姆擂D元件，它們在夾持器關閉時嵌入在通常的刀夾里設在其最上部軸環(huán)里的缺口里。
按照本發(fā)明的一種優(yōu)選設計方案，這夾持器裝置具有兩個直徑方向對峙的垂直的和對稱于其縱軸線布置的支承體，在其中支承住了具有操縱元件的夾持爪，它可以回轉，并且在其中布置了閉鎖機構。這些更為適宜地用一個上支承板牢固地相互連接起來的支承體形成了一個本身是剛性的外殼復合體，它具有足夠大的內(nèi)腔用于安放標準化的刀夾。優(yōu)選的是夾持器裝置的這種外殼組件裝在一個用電動機可以轉動的支承臂的自由端上。為了在這個支承臂轉動運動期間保持一旦抓住的刀夾的旋轉位置，從而使這刀夾在相同的角度位置上可以從一個刀架位置里取出并轉送到一個刀具更換器上，因而設有一個補償傳動裝置，當支承臂回轉運動時該傳動裝置使夾持器的旋轉位置恒定也就是說不變。
以下根據(jù)附圖詳細描述本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例。所示為

圖1一個刀具傳送裝置連同一個單列臺架刀庫的立體視圖；圖1A按圖1系統(tǒng)的刀具傳送裝置的放大立體圖；圖2按圖1所示傳送裝置的夾持器裝置的立體概略圖；圖3夾持爪打開時的一個夾持器的底視圖；圖4夾持爪關閉時的按圖3所示夾持器的底視圖。
圖1所示的系統(tǒng)設計用于加工中心以及編程控制的鉆床和銑床上并具有一個臺架刀庫1，這刀庫此處在四個水平的刀架2里各有許多向著正端面敞開的半圓的支座3用于各包含有一個刀具4的刀夾5。刀架1作成框架結構并具有一個上部的和一個下部的形狀穩(wěn)定的運行軌道6，7。在這兩個運行軌道6，7里，一個垂直支梁8在一個水平座標軸上對應于雙箭頭借助于一個驅動電機9而可移動地導向。在這垂直支梁8的端面上有兩個垂直的導向軌10，滑座11就在這導向軌上導向。一個裝在滑座11上的支承框架12圍住這垂直支梁8并在其背后壁板13上裝有一個驅動電機14，用于在第二個座標軸上在雙箭頭方向上實現(xiàn)垂直的移動運動。在滑座11或者支承框12的前面，其中它們與垂直支梁13一起構成一個支承結構，裝有一個夾持器裝置15，這在圖1A中詳細地表示出來了。這夾持器裝置15有一個軸向平行地裝在垂直滑座11上的電動機16，它使一個水平的支承臂17圍繞中心軸線18擺動。在這可擺動的支承臂17的自由端上支承有一個夾持器20，它可以圍繞一個垂直軸線19旋轉，該夾持器以下要根據(jù)圖2詳細加以描述。
所示的夾持器20有兩個直徑方向上對峙的垂直的和軸對稱布置的支承體21，22，它們通過一個上支承板23相互牢固連接成一個剛性的以及有支承能力的部件。在這支承板23上固定了一個齒輪24，它由一個圖2中未表示出的無極三角皮帶局部圍住，該皮帶在支承臂17的覆蓋之內(nèi)運行并且圍包住另一個在軸線18上裝在支承臂端部上的齒輪。這種齒帶傳動保證了在支承臂17擺動運動時，夾持器20的角度位置并因此還有被夾持器20所抓住的刀夾5(刀具錐柄)的按角度的指向在所有過程中保持恒定。
在每個支承體21、22上各固定裝有一個油缸單元25，26，它們分別是閉鎖機構的一部分。各個油缸單元25，26的垂直運動的活塞桿27，28用一個端面頭部各嵌入一個弧形的槽29，30里，這個槽設計在一個可升起和可降下的異形板31，32里。每個異形板31，32在各兩個固定在各自支承體21，22上的軸頸34，35上滑動導向，并在其指向尖端的端部上各有一個銷釘36，37，這個銷釘軸嵌入刀具錐柄的軸環(huán)里的軸向缺口里并因而固定住刀具錐柄防止在夾持器里發(fā)生轉動(參見圖4)。
異形板31，32通過滑動軸頸34，35在夾持爪38，40防轉動地連接起來，這些夾持爪繞各自一個垂直的轉動軸頸39，41可以擺動地支承在支承體21，22里。在其下端部上每個夾持爪38，40具有一個環(huán)形扇段狀的固定元件44，45，它在關閉狀態(tài)時嵌入在一個刀具錐柄的環(huán)形槽里。在環(huán)形扇段狀的固定元件44，45上同樣也一體地設有環(huán)形扇段狀的操縱元件42，43，它們在端部具有一種球形的或者弧形的擋塊邊47，48。
如由圖3可見，夾持爪38，40或者固定在其下邊上的扇形段的固定元件限定住了兩個在直徑方向上對峙的開孔50，51，這開孔的用箭頭所標出的口徑大于一個通常情況下設計成錐體的刀夾在其較寬的軸環(huán)端部范圍里的直徑。當裝入刀夾，通過開孔51至圖3中在其敞開位置上所示的夾持器20里時，錐形刀夾5的端部上的軸環(huán)就在點劃線表示的位置上與兩個操縱元件42，43的球形表面47，48相接觸。當?shù)秺A5在圖3所示箭頭方向上繼續(xù)進入運動時，兩個操縱元件42，43就與其夾持爪38，40一起分別向外圍繞旋轉軸頸39，41轉動。通過這種擺動運動使圖3所示的夾持爪38，40的下面部分徑向向里運動。繼續(xù)使刀夾的軸環(huán)裝入運動至由垂直軸線19所規(guī)定的夾持位置，這使夾持爪38，40進一步轉入，直至到圖4所示的關閉位置上。當?shù)秺A穿過圖3所示上面開孔50而裝入時就可以達到一個相應的效果，因為即使在這種情況下軸環(huán)在其上部錐形端部上以滑動的壓力接觸到達兩個弧形表面47，48上，并因此使操縱元件42，43與夾持爪38，40一起圍繞旋轉軸頸39，41擺動。
在圖4所示的關閉位置上這兩個夾持爪38，40按以下方式鎖緊，防止隨意地打開。如由圖2可見，在這兩個異形板31，32上各有另外一個板狀元件55，56，它們各有一個在承座槽29，30的延長段里伸展布置的截取部分57，58，它們具有圓形擴展的端部。這些板狀元件55，56帶動了夾持爪38，40進行擺動運動，從而在它們關閉運動時油缸單元25，26的桿27，28就一直抵達這個部分57，58的圓形端部里，也就是分別與一個設于活塞桿27，28上的軸環(huán)59，60壓力接觸。
通過用壓力油對油缸單元25，26的加載使其活塞桿27，28向下伸出，并使各自的異形板31，32通過加寬的活塞頭的形狀配合連接的嵌接作用而向下移動，這使銷釘36，37伸出，這些銷釘如圖4所示嵌入在設于刀夾5的各自軸環(huán)上的截面里，并按這種方式固定住刀夾防止轉動。
本發(fā)明并不局限于所示的實施例。因而也可以使用其它合適的措施來替代借助于操縱元件42，45和它們的弧形面47，48所進行的對夾持爪38，40的機械操縱。此處例如可以設有一個或多個傳感器，它們檢測出是否存在有一個刀夾并激活驅動元件，這些元件使夾持爪打開或者關閉。為了在油缸單元25，26卸載之后打開夾持爪38，40和釋放刀夾5可以應用彈簧系統(tǒng)，為此在圖2表示出了一個彈簧62。
權利要求
1.一個機床的刀具傳送裝置，它有—一個在至少兩個座標軸上用電動機可以運動的支承結構(8，11，12)，和—一個裝在支承結構上的夾持器裝置(15)，其夾持器(20)具有兩個可以彼此相對回轉的夾持爪(38，40)以及一個用于使夾持爪(38，40)制動在其關閉位置上的閉鎖機構(57，60)，其特征在于，—夾持器(20)具有兩個在直徑方向上對峙布置的開孔(50，51)用于側面裝入和取出一個刀夾(5)；而且—設有操縱元件(42，45)，用于在通過這兩個開孔(50，51)中的一個來裝入和取出一個刀夾(5)時使這兩個夾持爪(38，40)回轉。
2.按權利要求1所述的刀具傳送裝置，其特征在于，每個夾持爪(38，40)配置有一個操縱元件(42，45)。
3.按權利要求1或2所述的傳送裝置，其特征在于，作為操縱元件(42，43)設有至少一個推進擋塊(47，48)，它們伸入刀夾(5)的側面運動軌道里，并與至少一個夾持爪(38，40)為了其回轉運動而運動耦合起來。
4.按上述權利要求之一所述的傳送裝置，其特征在于，各個操縱元件(42，43)設計成在所屬夾持爪(38，40)上的弧形扇段，并且在其一端具有推進擋塊(47，48)。
5.按權利要求1或2所述的傳送裝置，其特征在于，操縱元件對應一個驅動器和至少一個用于檢測刀夾的傳感器。
6.按上述權利要求之一所述的傳送裝置，其特征在于，聯(lián)鎖機構具有至少一個壓力介質(zhì)缸(25，26)，它們各有一個可以垂直伸出的活塞桿(27，28)和一個設在其上面的軸環(huán)(59，60)。
7.按上述權利要求之一所述的傳送裝置，其特征在于，聯(lián)鎖機構具有刀夾(5)的防轉元件(36，37)。
8.按上述權利要求之一所述的傳送裝置，其特征在于，夾持器(20)具有兩個在直徑方向上對峙的垂直的和軸對稱布置的支承體(21，22)，其中支承了具有操縱元件(42，45)的夾持爪(38，40)可以擺動，并且裝有閉鎖機構。
9.按權利要求8所述的傳送裝置，其特征在于，兩個支承體(21，22)通過一個上支承板(23)相互固定連接起來，而且夾持器(20)可以圍繞其垂直的中心軸(19)旋轉。
10.按上述權利要求之一所述的傳送裝置，其特征在于，夾持器(20)裝在一個用電動機可以擺動的支承臂(17)的自由端上，而且一個補償傳動裝置(24)使夾持器(20)的旋轉位置在支承臂(17)擺動運動期間保持恒定。
11.按上述權利要求之一所述的傳送裝置，其特征在于，夾持爪(38，40)借助于操縱元件(42，43)克服彈簧元件(60)的力可以運動至它們的打開位置，而且彈簧元件(60)對夾持爪(38，40)在關閉方向上加載。
全文摘要
本發(fā)明的對象是一種機床的刀具傳送裝置，它有一個在至少兩個座標軸上可以通過電動機而運動的支承結構(8，11，12)和一個裝在這支承結構上的夾持器裝置(15)，其夾持器(20)具有兩個可以彼此相對回轉的夾持爪(38，40)，以及一個閉鎖機構(57，60)用于使夾持爪(38，40)制動在其關閉位置上。夾持器(20)具有兩個直徑方向上位于對面的開孔(50，51)用于從側面裝入和取出刀具夾(5)，并且設有操縱元件(42，45)用于在通過這兩個開孔(50，51)中的一個孔裝入和取出刀具夾(5)時使兩個夾持爪(38，40)回轉。
文檔編號B23Q3/155GK1623728SQ20041008523
公開日2005年6月8日 申請日期2004年10月9日 優(yōu)先權日2003年10月9日
發(fā)明者O·卡夫特 申請人:德克爾·馬霍普夫龍滕有限責任公司