專利名稱：將加工工件在機(jī)床豎直心軸的夾具上正確對(duì)中的設(shè)備及相關(guān)操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字控制機(jī)床，該機(jī)床用于在諸如軸承環(huán)、制動(dòng)盤或者類似物的 圓形工件定位在豎直軸線的心軸的面板上的情況下在所述工件上執(zhí)行車削和/或精加工 操作，其設(shè)計(jì)成借助磁吸引力將工件穩(wěn)固地保持在其上，即保持在所謂的磁性面板夾具上， 所述磁性面板夾具不使工件受到諸如由所謂的自對(duì)中夾具所施加的徑向類型的固定力，不 然由于固定卡爪的變化磨損和將卡爪保持器滑塊連接到通常的對(duì)中裝置的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的變 化磨損兩個(gè)方面，該徑向類型的固定力可以使所述工件變形或者可以引起在所述工件相對(duì) 于轉(zhuǎn)動(dòng)心軸的接近對(duì)中的不精確性，其中所述通常的對(duì)中裝置使所述卡爪保持器滑塊徑向 地位移到打開位置和關(guān)閉位置中。
背景技術(shù)：
為了將工件正確地定位在數(shù)字控制處理機(jī)床的磁性水平面板夾具上，目前使用自 對(duì)中的機(jī)械夾具，這些自對(duì)中的機(jī)械夾具安裝在精確的平移/上升裝置上，所述平移/上升 裝置通常與承載機(jī)床的加工和控制部件的相同名稱的裝置相關(guān)聯(lián)，用于在這些夾具上夾持 待加工的工件并且使其對(duì)中，以及用于將工件以正確的對(duì)中定位在磁性面板的軸線上，這 是因?yàn)闄C(jī)械夾具可以執(zhí)行各種平移/上升運(yùn)動(dòng)的精度。在工件已經(jīng)在磁性面板上定位和對(duì) 中之后，磁性面板被激活，以磁性地保持工件自身，所述工件同步地被所述機(jī)械進(jìn)給夾具釋 放并被機(jī)床的控制和加工裝置接收。在加工之后，工件通過特殊裝置的作用從面板卸載，而同時(shí)待加工的新工件通過 所述裝載和對(duì)中夾具同步地插入到同一面板上。當(dāng)待加工的工件尺寸較大并且非常重時(shí)，上述的對(duì)中技術(shù)成為問題之源，這是由 于所述機(jī)械裝載和對(duì)中夾具必須將相當(dāng)大的力施加在所述工件上，該相當(dāng)大的力可以使夾 具/工件接觸面變形并且可以導(dǎo)致逐漸磨損，隨之導(dǎo)致所述夾具的對(duì)中不精確。為了解決該問題，現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)使磁性自對(duì)中夾具與磁性面板相關(guān)聯(lián)的可能性， 其唯一目的是當(dāng)面板臨時(shí)地?cái)嚯姇r(shí)將工件在面板上正確地對(duì)中，例如在專利US 2，274，481 中所說明的。然而，該方案沒有完全解決問題，這是由于甚至當(dāng)只需使支撐在面板上的工件 進(jìn)行徑向位移時(shí)，通過夾具卡爪所施加的、用于初始分離及隨后位移的力相對(duì)于工件的重 量是相當(dāng)大的并且會(huì)逐漸成為上述類型的用于自對(duì)中夾具的磨損和不精確性的問題之源。 而且，在日本專利JP2002^0293和JP2003157589中說明的方案設(shè)想使用相對(duì)于磁性面板 側(cè)向定位的對(duì)中裝置，從而在工件上施加徑向推力以用于在所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的面板上對(duì)中，該 方案不能容易地應(yīng)用于尺寸較大、非常重且尤其具有可變尺寸的工件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過權(quán)利要求1以及以下的從屬權(quán)利要求中所述的設(shè)備克服現(xiàn) 有技術(shù)的這些以及全部問題和缺點(diǎn)。借助同樣是磁性類型的操縱器至少執(zhí)行裝載工件到磁性面板夾具上的步驟，所述操縱器安裝在因此非常精確的電子控制的平移/上升裝置上。 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，磁性操縱器在其中心位于包含有磁性加工夾具的軸線的豎直平面內(nèi) 的情況下精確地沿著第一水平軸線運(yùn)動(dòng)，并且磁性操縱器還借助專門軟件精確地沿著第二 豎直軸線運(yùn)動(dòng)；所述磁性操縱器的運(yùn)動(dòng)可以被組合，即，可以同時(shí)地沿著水平和沿著豎直二 者進(jìn)行。在機(jī)床的一個(gè)端部處，沿著與磁性操縱器的位移的所述水平軸線垂直的方向，設(shè)想 到外部托架的水平位移，所述托架上相繼地安裝有用于初始支撐待加工的工件的水平臺(tái)以 及輥與外部托架的所述水平位移軸線平行的水平輥道，所述水平輥道通過使其交替運(yùn)動(dòng)到 兩個(gè)不同位置中的裝置操作，即在一個(gè)位置中輥道與磁性操縱器的水平運(yùn)動(dòng)軸線對(duì)準(zhǔn)，以 便從磁性操縱器接收已加工的工件；在另一個(gè)位置中帶有待加工的工件的臺(tái)定位成與磁性 操縱器的水平運(yùn)動(dòng)軸線相對(duì)，而同時(shí)帶有已加工的工件的輥道處于與卸載輥道對(duì)準(zhǔn)的位置 中，以便允許所述已加工的工件經(jīng)由所述卸載輥道運(yùn)走。在待加工的工件已經(jīng)定位在所述磁性?shī)A具上之后或者轉(zhuǎn)移到所述磁性?shī)A具上之 前，可以以不同的方式執(zhí)行待加工的工件在磁性面板夾具上的正確對(duì)中。在第一種情況下， 工件定位在外部托架的所述臺(tái)上，在所述臺(tái)上所述工件還借助于其上的任何徑向或者周向 標(biāo)記大致對(duì)中。工件繼而借助磁性操縱器從外部托架轉(zhuǎn)移到收取站中，然后通過該部件被 轉(zhuǎn)移并定位到磁性面板夾具上，在所述磁性面板夾具處，借助至少一個(gè)周邊探測(cè)器，通過感 測(cè)工件區(qū)域的三個(gè)或者更多個(gè)相互等角間距的點(diǎn)而檢測(cè)工件自身的任何偏移的量，并且檢 測(cè)工件的直徑或者其它相關(guān)的功能。任何偏移繼而定位在包含磁性操縱器的水平位移軸線 的平面內(nèi)，并且該部件干預(yù)以升起和降下工件并且使工件在磁性面板夾具上正確地對(duì)中， 所述磁性面板夾具再次同步地被去激活和激活并且繼而執(zhí)行工件的必要的機(jī)械加工，隨后 同一個(gè)磁性操縱器再次干預(yù)，以便將工件卸載到外部托架的所述輥道上，然后從與該外部 托架相關(guān)聯(lián)的所述臺(tái)拾取下一個(gè)待加工的工件。在另一個(gè)情況下，借助同樣靜態(tài)類型的傳感器檢測(cè)工件和所述第一外部臺(tái)之間的 任何偏移，通過所述傳感器也可以檢測(cè)所述工件的直徑。在用于初始定位工件的所述臺(tái)轉(zhuǎn) 動(dòng)的情況下，任何偏移沿著外部托架的水平位移軸線定向，并且隨后外部托架的平移運(yùn)動(dòng) 考慮到所檢測(cè)到的偏移，并將工件的中心準(zhǔn)確地定位在包含有水平位移軸線和磁性操縱器 的中心的理想的豎直平面內(nèi)，以便當(dāng)磁性操縱器干預(yù)時(shí)，工件已經(jīng)在操縱器上正確地對(duì)中， 所述操縱器繼而將工件以固定的行程轉(zhuǎn)移，并且在完美對(duì)準(zhǔn)的情況下轉(zhuǎn)移到磁性加工夾具 上。根據(jù)另一方案，磁性操縱器可以預(yù)設(shè)成能夠圍繞其豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，可以設(shè)有用于 在操縱器執(zhí)行其行程以?shī)A持工件并朝向磁性加工夾具轉(zhuǎn)移該工件時(shí)以及操縱器圍繞其豎 直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，確保檢測(cè)到工件的軸線和操縱器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線之間的偏移以及所述工件的直 徑的裝置。在將所述偏移定位在操縱器的平移/上升的理想的豎直平面內(nèi)的情況下并且因 此以平移/上升行程完成該轉(zhuǎn)動(dòng)，在考慮到所述偏移的情況下，所述平移/上升行程能夠?qū)?工件定位成其軸線與磁性加工夾具的軸線精確地對(duì)準(zhǔn)。工件的高度可以是可變的，并且可以通過與磁性操縱器相關(guān)聯(lián)的光電裝置精確地 檢測(cè)，以便使磁性操縱器可以極精確地執(zhí)行工件夾持和釋放步驟以及下面進(jìn)一步說明的其 它的控制步驟。


本發(fā)明的其它特征特性以及所產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)將從以下優(yōu)選實(shí)施例的說明更加清楚， 所述優(yōu)選的實(shí)施例在附圖中僅僅作為非限制性示例示出，其中-圖1是具有根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的機(jī)床的示意性俯視圖；-圖2和3示出在用于將工件供給到磁性面板夾具上的循環(huán)的相繼步驟期間根據(jù) 圖1的機(jī)床的俯視圖，其中工件在該夾具上對(duì)中；-圖4在側(cè)視示意性示出部件的情況下示出按照?qǐng)D3的步驟待加工的工件在磁性 夾具上的布置；-圖5示出其中探測(cè)器干預(yù)以檢測(cè)工件的直徑和工件相對(duì)于磁性?shī)A具的任何偏移 的步驟的側(cè)視圖；-圖6、7和8示出根據(jù)圖5的探測(cè)器的各個(gè)加工步驟的俯視圖；-圖9和10示出相繼步驟的俯視圖，在所述相繼步驟期間工件的任何偏移首先位 于機(jī)床的水平位移軸線上，并且該偏移繼而借助磁性操縱器將工件在磁性?shī)A具上準(zhǔn)確對(duì)中 而消除；-圖9a和IOa示出在以上圖9和10中示出的相同步驟的側(cè)視圖；-圖11示出以下電子儀器的可能操作的側(cè)視圖，該電子儀器用于檢查在磁性?shī)A具 上對(duì)中的工件的任何殘余偏移是落入加工所述工件的公差之內(nèi)還是落在該公差之外；-圖12示出通過機(jī)床的刀具之一加工工件的側(cè)視圖；-圖13、14、15和16示出磁性操縱器以及與其相關(guān)聯(lián)的光電裝置的側(cè)視圖，所述光 電裝置用于檢測(cè)待加工的工件的高度并用于其它功能；-圖17示出用于檢測(cè)外部進(jìn)給臺(tái)上的工件的直徑和偏移的裝置的側(cè)視圖；-圖18、19和20在俯視圖中示出用于借助根據(jù)圖17的裝置檢測(cè)工件和外部臺(tái)之 間的偏移的步驟；-圖21在俯視圖中示出沿著承載所述進(jìn)給臺(tái)的托架的水平位移的軸線方向，位于 外部臺(tái)上的工件的偏移的定向；-圖22和23在俯視圖中示出使具有臺(tái)和待加工的工件的托架位移以使所述工件 與機(jī)床的磁性操縱器的水平位移中心對(duì)準(zhǔn)的步驟、以及隨后所述待加工的工件在磁性面板 夾具上對(duì)中定位的步驟；-圖24、25和沈在俯視圖中示出結(jié)構(gòu)變型的磁性操縱器的相繼操作步驟，其中磁 性操縱器設(shè)計(jì)成以智能方式圍繞豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
具體實(shí)施例方式在圖1中，附圖標(biāo)記1指示具有豎直軸線的電磁體面板夾具，該夾具通過已知類型 的高精度的智能驅(qū)動(dòng)單元操作，所述智能驅(qū)動(dòng)單元包括例如電動(dòng)馬達(dá)，所述電動(dòng)馬達(dá)具有 電子速度和相位控制器并且具有制動(dòng)器。夾具1配備有用于能夠激發(fā)和斷開其電磁功能的 正常裝置，以用于夾持和釋放待加工和已加工的鐵磁性部件，并且夾具1位于直箱2的中間 部分中，所述直箱配備有用于收集和去除切屑的裝置，所述切屑在工件的加工期間形成并 且同步地通過例如使用一種或多種加壓流體的已知的清潔裝置(未示出)從工件和夾具1 運(yùn)動(dòng)離開。
直箱2與其縱向軸線橫向地和/或在上方與其縱向軸線平行地設(shè)有直線導(dǎo)引裝置 3，至少一個(gè)托架4沿著所述直線導(dǎo)引裝置3精確地滑動(dòng)。所述托架還通過高精度的智能驅(qū) 動(dòng)單元操作，所述智能驅(qū)動(dòng)單元包括例如電動(dòng)馬達(dá)，所述電動(dòng)馬達(dá)具有電子速度和相位控 制器并且具有制動(dòng)器。托架4又具有豎直導(dǎo)引件104，在所述豎直導(dǎo)引件上滑塊5精確地 滑動(dòng)，該滑塊也通過具有電動(dòng)馬達(dá)的高精度的智能驅(qū)動(dòng)單元操作，所述電動(dòng)馬達(dá)具有例如 無刷類型的電子速度和相位控制器并且具有制動(dòng)器，并且該滑塊5上安裝有例如至少一個(gè) 刀具保持器單元6 (還參見圖4)和與該刀具保持器單元適當(dāng)間隔開的臂7，該臂支撐電磁 操縱器8，所述電磁操縱器的底面108是平坦的并且是水平的，所述底面具有例如矩形的形 狀，并且所述電磁操縱器的中心208位于理想的豎直平面9內(nèi)，電磁夾具1的軸線也位于該 平面中(圖1)。同一滑塊5上還安裝有例如伸縮臂的臂110，所述臂可以在所述理想平面9內(nèi)豎直 地升起和降下，所述臂在底部處支撐例如是商標(biāo)名稱為“Remishaw”的類型或者另一合適類 型的電子探測(cè)器10，所述電子探測(cè)器連接到專用計(jì)算單元并將在下面進(jìn)一步詳細(xì)說明。探 測(cè)器10的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)尖端210還優(yōu)選地位于所述理想的豎直平面9內(nèi)。在說明書的其余部分中，夾具1和操縱器8將被更加簡(jiǎn)單地限定為磁性裝置以便 幫助說明。借助與托架4相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)裝置的作用，電磁操縱器8可以從圖1中由虛線所示 的位置(在該位置處所述操縱器位于磁性面板夾具1上方并且與其對(duì)中，例如為了夾持加 工部件Pl)轉(zhuǎn)移到同一圖1中由虛線所示的另一個(gè)位置(在該位置處所述電磁操縱器8在 水平服務(wù)輥道11上方定位在箱2的一個(gè)端部外側(cè)，所述水平服務(wù)輥道安裝在托架12上，所 述托架可以通過專用的驅(qū)動(dòng)裝置與機(jī)床的導(dǎo)引件3成直角來沿著水平直導(dǎo)引件13位移) 中。同步地，操縱器8將所加工的工件Pl放置在所述輥道11上，所述輥道的輥與導(dǎo)引件13 平行并且是空轉(zhuǎn)的或者是被馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的，用于以下進(jìn)一步說明的目的。同一托架12上在與輥道11相距適當(dāng)?shù)木嚯x處安裝有水平臺(tái)15，所述水平臺(tái)的中 心115處于相同的理想的豎直平面14中，所述豎直平面包含所述輥道11的中心并且與機(jī) 床的理想平面9成直角，所述水平臺(tái)在豎直軸線上固定或者可轉(zhuǎn)動(dòng)并且其上定位有待加工 的工件P2，所述待加工的工件例如借助操作員的人工干預(yù)或者也使用與設(shè)置在自對(duì)中裝置 上的機(jī)械裝置相同類型的機(jī)械裝置(同樣未示出)而進(jìn)行大致的對(duì)中，所述操作員例如可 以使用設(shè)置在所述臺(tái)上的徑向和/或同心的參考標(biāo)記，所述機(jī)械裝置首先被激活以執(zhí)行工 件的大致對(duì)中，并且繼而被去激活以便讓工件自由和獨(dú)立。借助與托架12相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)裝置的作用，該托架可以從圖1中所示的位置位移到 圖2所示的位置中，在所述圖1中所示的位置中用于將新的工件P2裝載到臺(tái)15上并且將 已加工的工件卸載到輥道11上，在所述圖2中所示的位置中具有工件P2的臺(tái)15定位在操 縱器8下方并且輥道11與相對(duì)應(yīng)的輥道16對(duì)準(zhǔn)和共面，借助所述相對(duì)應(yīng)的輥道16將工件 Pl運(yùn)走，如由箭頭17所指示。在執(zhí)行已加工的工件Pl的卸載的同時(shí)，磁性操縱器8向下 運(yùn)動(dòng)并且夾持位于臺(tái)15上的待加工的工件P2，此后磁性操縱器8向上運(yùn)動(dòng)并且借助托架 4的作用沿著平面9水平地運(yùn)動(dòng)，直到磁性操縱器8到達(dá)磁性?shī)A具1為止，在所述磁性?shī)A具 1上磁性操縱器8同步地下降并且精細(xì)且精確地定位待加工的工件P2，所述待加工的工件 P2以同步的順序通過同一個(gè)夾具1夾持。為了減小該循環(huán)的持續(xù)時(shí)間，由于用于控制托架4和滑塊5的裝置精確地知道待加工的工件的高度，如以下將更加詳細(xì)地解釋的，可以整個(gè) 地或者部分地通過單個(gè)傾斜運(yùn)動(dòng)來執(zhí)行操縱器8朝向夾具1的接近運(yùn)動(dòng)。當(dāng)已經(jīng)完成工件 P2在磁性?shī)A具1上的定位時(shí)，所述工件的軸線CP通常不與同一夾具1的豎直軸線101重 合，例如在圖5和6中所示。如圖5中所示，以同步的順序，用于使滑塊5運(yùn)動(dòng)的裝置升起與其相關(guān)聯(lián)的所有部 件(操縱器8和刀具保持器單元6)，而同時(shí)臂110如該圖5中的虛線所示降低，并且托架 4同步地位移以便從工件P2運(yùn)走操縱器8并且將探測(cè)器10的感測(cè)點(diǎn)210定位在所述工件 P2的待感測(cè)區(qū)域的高度處且與夾具1的軸線101相距距離19處，該距離是已知的并且大于 機(jī)床可以加工的較大直徑的工件的半徑。如圖5和6中所示，以同步的順序，托架4位移以 使探測(cè)器10朝向工件運(yùn)動(dòng)，直到在期望的干涉程度下同一個(gè)探測(cè)器的傳感器210觸到工件 P2的周邊為止，并且由托架5所執(zhí)行的行程被發(fā)送到機(jī)床的計(jì)算裝置。以同步的順序，托架 使平移運(yùn)動(dòng)反向，以便使探測(cè)器10從工件P2便利地運(yùn)動(dòng)離開，所述工件P2繼而圍繞夾具 1的軸線101轉(zhuǎn)動(dòng)例如120°，如圖7中所示，并且在該步驟之后，托架4再次位移以使探測(cè) 器朝向工件P2運(yùn)動(dòng)，以便檢測(cè)工件的新的角位置的徑向尺寸，并且以相對(duì)于前一位置偏移 120°的相繼角位置來重復(fù)相同的循環(huán)，如圖8中所示，此后托架4將探測(cè)器10從工件運(yùn)動(dòng) 離開，并且臂110將探測(cè)器10再次提升到停止位置中。借助由探測(cè)器10執(zhí)行的測(cè)量，機(jī)床 的計(jì)算單元能夠以較高的精確度檢測(cè)待加工的工件的探測(cè)區(qū)域的半徑或直徑、其相對(duì)于夾 具1的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的偏移20、以及該偏移和工件P2的軸線CP的角位置。然后，經(jīng)由適當(dāng)?shù)?軟件，該數(shù)據(jù)用于確保通過磁性?shī)A具1的受控的精確轉(zhuǎn)動(dòng)，工件的軸線CP進(jìn)入理想的豎直 平面9內(nèi)，如圖9中所示。以同步的順序，托架4位移以使磁性操縱器8朝向工件P2運(yùn)動(dòng)， 并且還借助托架5的作用，使同一個(gè)磁性操縱器8向下運(yùn)動(dòng)以?shī)A持工件P2，而同時(shí)該工件 同步地被夾具1釋放。借助磁性操縱器8，工件P2被提升并且在平面9中水平地位移與所 述偏移20相關(guān)的量，隨后，所述操縱器向下運(yùn)動(dòng)并且將工件P2重新定位在夾具1上，工件 的中心CP準(zhǔn)確地與磁性?shī)A具1的軸線101對(duì)準(zhǔn)，如圖9、9a和10、10a的順序中所示。在嚴(yán) 格同步的順序中，夾具1被磁性地激活以保持工件P2，所述工件P2繼而被操縱器8釋放，所 述操縱器8從滑塊5和托架4運(yùn)動(dòng)離開，以允許在例如與臂6相關(guān)聯(lián)的刀具的幫助下在轉(zhuǎn) 動(dòng)的磁性?shī)A具1上加工所述工件P2，如在圖12中示意性地示出。在該加工步驟之前，如圖 11中所示，可以設(shè)想到例如與滑塊5相關(guān)聯(lián)的數(shù)字比較器21的可能干預(yù)，從而與借助上述 方法所對(duì)中的工件P2的周邊的點(diǎn)接觸，以便檢驗(yàn)工件P2的任何殘余的偏移或者橢圓化是 否處于容許的加工公差內(nèi)，而同時(shí)同一個(gè)工件P2圍繞組合的軸線CP和101緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)。參照?qǐng)D13至15，現(xiàn)在將說明允許精確地檢測(cè)所加工的工件的高度的方案，以用于 加工工件以及通過操縱器8精確地處理工件兩個(gè)方面。從圖13可以看到，在磁性操縱器8 的相對(duì)的前端部和后端部處，例如沿著磁性操縱器8的水平位移的方向，在一側(cè)設(shè)置有從 磁性操縱器的平坦底面108適當(dāng)突出的發(fā)射器22并且在與所述發(fā)射器相對(duì)側(cè)設(shè)置有接收 器對(duì)，所述發(fā)射器22產(chǎn)生與操縱器的所述底面108平行并且與所述底面分離開已知量23 的細(xì)激光束122，所述接收器接收所述激光束。這些光電部件22和M連接到機(jī)床的計(jì)算電 路，并且整個(gè)組件以下述方式和目的使用。從圖13可以看到，當(dāng)操縱器8位于在臺(tái)15上定 位的待加工的工件P2上方時(shí)，例如如已經(jīng)在圖1中所示的步驟中所說明的，激光束122位 于與所述臺(tái)15的頂面相距等于量25的距離處，所述量對(duì)于機(jī)床計(jì)算系統(tǒng)是已知的。結(jié)果，當(dāng)如圖14中所示操縱器8降低到工件上并且激光束122被工件P2的頂面中斷時(shí)，機(jī)床計(jì) 算系統(tǒng)精確地知道所述工件P2的高度26。由于計(jì)算系統(tǒng)也知道所述距離23，所以能夠管 理操縱器8沿著其向下運(yùn)動(dòng)的最后段的行程和速度，以便在減速的情況下進(jìn)行所述操縱器 8的底面與工件P2的頂面的接觸，使得接觸速度基本等于零并且因此不會(huì)使工件P2受到任 何不期望的推力，如圖15中所示的步驟中所示。此時(shí)很清楚，當(dāng)磁性操縱器8返回到如圖13中所示的升起的位置中時(shí)，其中工件 P2固定到其底面108，已知所述工件P2的高度的機(jī)床計(jì)算系統(tǒng)也能夠精確地管理其中工件 P2布置到磁性?shī)A具1上的隨后步驟、其中從同一個(gè)夾具1上拾取已加工的工件Pl的隨后步 驟、以及其中已加工的工件Pl布置在卸載輥道11上的最終步驟。圖16示出本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，其中在磁性操縱器8已經(jīng)將待加工的工件P2 定位在磁性?shī)A具1上之后，當(dāng)所述操縱器斷電并且上升時(shí)，所述操縱器不是立即返回到其 上升的停止位置中，而是可以臨時(shí)地停止在待機(jī)位置中，在所述待機(jī)位置處激光束122位 于工件P2的頂面上方并非?？拷鲰斆?，并且通過接收器M檢測(cè)。在該條件下，夾具1 圍繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并且如果接收器M在接收激光束122時(shí)檢測(cè)到過度或異常的擺動(dòng)，則這 些條件被機(jī)床的計(jì)算和處理系統(tǒng)記錄，所述機(jī)床的計(jì)算和處理系統(tǒng)可以將這些條件解釋為 工件在夾具1上的不正確定位的指示，所述不正確定位可能是由于在所述磁性?shī)A具1的面 板的頂面與待加工的工件的底面之間存在有諸如切屑的異物，或者是由于在所述工件的頂 部和/或底部處的宏觀缺陷。在這些狀況中，機(jī)床可以設(shè)定成移除和卸載不正確定位或有 缺陷的工件，適當(dāng)?shù)匾詫?shí)用的方式對(duì)此進(jìn)行指示，或者機(jī)床可以預(yù)設(shè)成執(zhí)行所述工件的回 收，臨時(shí)地將所述工件停駐在清潔站(未示出)中，并且繼而將所述工件重新定位在夾具 1上，所述夾具同時(shí)已經(jīng)斷電并且也被適當(dāng)?shù)厍鍧?。如果在用于將工件重新定位在夾具1 上的隨后循環(huán)期間機(jī)床檢測(cè)到上述問題的重復(fù)，則工件可以被運(yùn)走以卸載并且這可以通過 適用于該目的的任何程序進(jìn)行指示。隨后，如果在不同工件的裝載期間相同的問題很快地 相繼重復(fù)若干次，則可以設(shè)置安全裝置以用于確保機(jī)床將問題用信號(hào)通知到操作員并且停 機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)不同的實(shí)施例，如以下參照?qǐng)D17至23的說明，例如當(dāng)工件安裝 在所述臺(tái)15的變型15’上時(shí)，可以在機(jī)床之外執(zhí)行待加工的工件的半徑或直徑及其偏移的 檢測(cè)。從圖22、17和18可以看到，臺(tái)15’與用于最初定位待加工的工件的先前的臺(tái)15的 不同之處在于所述臺(tái)15’一定要圍繞其豎直軸線115轉(zhuǎn)動(dòng)；所述臺(tái)15’執(zhí)行由例如電動(dòng)馬 達(dá)控制的智能轉(zhuǎn)動(dòng)，所述電動(dòng)馬達(dá)具有電子速度和相位控制器并且具有制動(dòng)器；以及所述 臺(tái)15’配備有用于尤其當(dāng)所述工件具有受限的重量時(shí)牢固地保持工件的裝置，例如與面板 夾具1類似的磁性?shī)A持裝置。在臺(tái)15’的一側(cè)上，在與托架12相關(guān)聯(lián)或者固定的位置中， 設(shè)置用于精確地檢測(cè)待加工的工件的直徑的裝置，所述待加工的工件使用與所述傳感器10 在機(jī)床的工作站中操作所使用的方法類似的方法來定位在所述臺(tái)上。在該情況下(圖17)， 能夠使用靜態(tài)的簡(jiǎn)化類型的傳感器或檢測(cè)器，例如激光傳感器27，其定位成與其探測(cè)束與 臺(tái)15’的軸線115垂直并且與此軸線觀分離開預(yù)定的已知量觀。如圖18、19和20相繼示 出，在臺(tái)15’圍繞其軸線相繼轉(zhuǎn)動(dòng)通過120°的情況下或者在所述臺(tái)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)通過至少一 整轉(zhuǎn)的情況下，與傳感器27以及所述臺(tái)的智能轉(zhuǎn)動(dòng)單元相關(guān)聯(lián)的電子計(jì)算和處理裝置能 夠檢測(cè)到工件P2的外徑、所述工件相對(duì)于所述臺(tái)15’的軸線的偏心率或偏移20、以及該偏移在圓周角中的位置，所有這些使得在傳感器27的工作步驟之后，與用于工件在機(jī)床中的 定向的循環(huán)相類似地，臺(tái)15’自動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)于系統(tǒng)已知的量，并且使得工件的軸線CP定位 在包含臺(tái)15的中心115和輥道11的中心的理想的平面14內(nèi)，如圖21和22中所示。在該 方案中，設(shè)想到用于使托架12交替位移的系統(tǒng)是智能的和精確類型的，并且因此通過與上 述系統(tǒng)相互作用的、具有電子速度和相位控制器的馬達(dá)控制，以便使所述托架12沿著理想 的平面14的隨后的線性位移考慮到工件在臺(tái)15’上的所述偏移20，并且使同一個(gè)工件的軸 線CP準(zhǔn)確地定位在機(jī)床的理想的平面9內(nèi)，在所述理想的平面9中磁性操縱器8的中心和 磁性?shī)A具1的軸線如圖22中所示操作。如在圖22中通過實(shí)線指示，此時(shí)清楚的是，磁性操 縱器8如何能夠在高精度和兩個(gè)部件的軸線完美對(duì)準(zhǔn)的情況下從臺(tái)15’夾持待加工的工件 P2，所述臺(tái)15’自動(dòng)地釋放所述工件，并且還清楚的是，由于這些條件，磁性操縱器8如何能 夠以固定和預(yù)定的行程從臺(tái)15’轉(zhuǎn)移工件P2到磁性?shī)A具1，如在圖23中通過首先用虛線指 示繼而用實(shí)線指示的順序的步驟所示。 由于臺(tái)15’的必要的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，迄今所考慮到的實(shí)施例的變型提出現(xiàn)在參照?qǐng)D 24至沈說明的另一結(jié)構(gòu)變型，該另一結(jié)構(gòu)變型在于使磁性操縱器8具有檢測(cè)和定向工件在 所述操縱器的平移/上升的理想的平面9內(nèi)的偏移的功能。根據(jù)該變型，磁性操縱器8可 以預(yù)設(shè)成以智能的方式圍繞其豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，所述豎直軸線例如與其中心208重合。機(jī)床 的新的工作循環(huán)的開始步驟與圖1和2中所示的步驟相同，這是由于工件P2到達(dá)與軸線任 意定向的操縱器8相遇的設(shè)計(jì)點(diǎn)。然而，在該情況下，在支撐操縱器8的滑塊5上或者在另 一適當(dāng)位置中安裝有例如靜態(tài)類型的傳感器，例如在圖17至23中由附圖標(biāo)記27所指示的 傳感器，所述傳感器能夠在所述工件圍繞所述操縱器的豎直軸線208轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)所述工件 已經(jīng)被從裝載臺(tái)15適當(dāng)?shù)厣鸬牟倏v器8夾持之后，檢測(cè)工件的直徑和偏移，如在圖M、25 中順序示出并且在圖26中的虛線所示部分中示出，其中可以看到所述操縱器完成轉(zhuǎn)動(dòng)，使 工件的偏移20對(duì)準(zhǔn)在平移/上升的理想的平面9中。操縱器8的水平平移運(yùn)動(dòng)在該情況 下將由智能裝置控制，并且將在其它兩個(gè)上述情況中不被固定，而是將依據(jù)所檢測(cè)到的偏 移20是可變的，從而使操縱器8在隨后朝向磁性?shī)A具1的平移行程期間能夠定位待加工的 工件以使其軸線CP準(zhǔn)確地與所述夾具1的豎直軸線101對(duì)準(zhǔn)，如圖沈中的實(shí)線所示，循環(huán) 次數(shù)少于第一方案的循環(huán)次數(shù)并且基本類似于第二方案的循環(huán)次數(shù)。為了減少循環(huán)次數(shù)， 如果傳感器27安裝在滑塊5上，則可以在所述操縱器沿著理想的平面9主動(dòng)地平移/上升 期間執(zhí)行磁性操縱器8繞其軸線的所述轉(zhuǎn)動(dòng)步驟。
權(quán)利要求
1.一種用于將圓形、大尺寸且重的工件(P2)在用于執(zhí)行車削和/或精加工操作的數(shù) 字控制機(jī)床的豎直軸線心軸的水平且磁性的面板夾具(1)上正確地對(duì)中的設(shè)備，其特征在 于，所述設(shè)備包括至少一個(gè)操縱器(8)，所述至少一個(gè)操縱器具有磁性類型的吸引底面，所 述吸引底面優(yōu)選地并且基本上是水平的，所述至少一個(gè)操縱器與專用的電子控制平移/上 升裝置(3，4，104，幻相關(guān)聯(lián)，以便至少執(zhí)行將待加工的工件(P》裝載到所述磁性面板(1) 上、從上方夾持所述工件、以及也在其它適當(dāng)?shù)难b置的幫助下執(zhí)行所述工件在所述磁性加 工夾具上精確地軸向?qū)?zhǔn)的定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述磁性操縱器(8)由智能的且精確的、 豎直的電子控制運(yùn)動(dòng)裝置(5，104)支撐，所述電子控制運(yùn)動(dòng)裝置(5，104)又借助電子控制 裝置以智能的且精確的方式安裝在可運(yùn)動(dòng)的托架(4)上，所述托架位于水平導(dǎo)引件(3)上， 所有這些使得所述操縱器(8)的預(yù)定的或者中心的豎直軸線(208)能夠在理想的豎直平面 (9)中運(yùn)動(dòng)，所述理想的豎直平面(9)包含有用于加工所述工件的所述磁性面板夾具(1)的 軸線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述理想的豎直平面(9)的水平延伸部的 一個(gè)端部設(shè)有用于水平地定位待加工的工件(P》的任何適當(dāng)?shù)难b置，所述待加工的工件 的豎直軸線(CP)處于充分地靠近所述理想的平面(9)的位置中，使得所述工件能夠在沒有 過多的偏移的情況下由所述磁性操縱器(8)夾持，設(shè)有用于確保能夠借助所述磁性操縱器 (8)適當(dāng)?shù)母深A(yù)而直接在所述磁性?shī)A具(1)執(zhí)行所述待加工的工件相對(duì)于所述磁性面板夾 具(1)的軸線的正確對(duì)中的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括至少一個(gè)探測(cè)器(10)以及 相關(guān)聯(lián)的計(jì)算裝置，當(dāng)所述待加工的工件(P》已經(jīng)通過所述磁性操縱器(8)裝載到所述磁 性面板夾具(1)上并且在所述操縱器釋放所述工件并從所述磁性面板夾具適當(dāng)?shù)剡\(yùn)動(dòng)離 開的同時(shí)所述待加工的工件(P》由所述磁性面板夾具保持時(shí)，所述至少一個(gè)探測(cè)器檢測(cè) 所述工件(P2)的預(yù)定區(qū)域的至少三個(gè)周邊的且相互等角距離的點(diǎn)相對(duì)于空間中的已知點(diǎn) 的位置，例如相對(duì)于所述磁性?shī)A具(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的位置，所述工件(P2)與所述夾具(1) 一起同步地轉(zhuǎn)動(dòng)，所有這些用于檢測(cè)所述工件的任何偏移定位00)的量并且也優(yōu)選地檢 測(cè)所述工件的所述感測(cè)區(qū)域的直徑或者其它相關(guān)功能，設(shè)有相繼地使所述探測(cè)器(10)運(yùn) 動(dòng)離開到停止位置并且同步地導(dǎo)致所述磁性?shī)A具(1)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)于計(jì)算系統(tǒng)已知的量的裝置， 從而使得任何所述偏移00)定位在所述理想的豎直平面(9)內(nèi)，所述理想的豎直平面包含 有所述磁性?shī)A具(1)的軸線和所述磁性操縱器(8)的中心008)，所述磁性操縱器(8)繼而 干預(yù)以再次升起和降下所述工件并且通過沿著水平軸線位移與所述偏移00)相關(guān)的量而 將所述工件在所述磁性?shī)A具(1)上正確地對(duì)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述探測(cè)器(10)安裝在承載所述磁性操 縱器(8)的同一個(gè)豎直運(yùn)動(dòng)的滑塊( 上，所述滑塊安裝在相關(guān)聯(lián)的升起和降下裝置(110) 上，以便當(dāng)所述操縱器(8)或者帶有用于加工所述工件的刀具(6)的站在操作時(shí)處于升起 的停止位置，而當(dāng)所述磁性操縱器(8)和所述刀具(6)處于升起的停止位置時(shí)能夠處于低 的活動(dòng)位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，相對(duì)于第一理想的豎直平面(9)垂直地 設(shè)置有第二理想的豎直平面(14)，所述第一理想的豎直平面包含有所述磁性?shī)A具(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線和穿過所述磁性操縱器(8)的中心Q08)的豎直軸線，沿著所述第二理想的豎直平 面定位有用于支撐待加工的工件(P2)的水平臺(tái)(15)的中心(115)以及水平輥道(11)或 其它適當(dāng)?shù)难b置的中心，所述水平臺(tái)和所述水平輥道二者相繼地安裝在托架(1 上，所述 托架在水平導(dǎo)引件(1 上通過專用的裝置運(yùn)動(dòng)到兩個(gè)不同的交替位置中，即，在所述兩個(gè) 不同的交替位置中的一個(gè)位置中，所述輥道(11)的中心位于所述第一理想的豎直平面(9) 內(nèi)以用于從所述磁性操縱器(8)接收先前通過所述操縱器從所述磁性加工夾具(1)拾取 的已加工的工件(Pl)，而在所述兩個(gè)不同的交替位置中的另一個(gè)位置中具有待加工的工件 (P2)的所述臺(tái)(15)與所述理想的豎直平面(9)相對(duì)以用于所述磁性操縱器⑶的運(yùn)動(dòng)，所 述磁性操縱器同步地拾取所述工件(P》以將其裝載在所述磁性?shī)A具(1)上，而同時(shí)帶有所 述已加工的工件(Pl)的所述輥道(11)處于與卸載的輥道(16)或其它適當(dāng)?shù)难b置對(duì)準(zhǔn)的 位置中，以便通過所述卸載的輥道或其它適當(dāng)?shù)难b置將所述已加工的工件(Pl)運(yùn)走。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述臺(tái)(15)設(shè)有徑向和/或圓形的并且 同心的參考標(biāo)記以及任何已編號(hào)的和/或分度的標(biāo)尺，以便幫助待加工的工件(P》在所述 臺(tái)(15)上的大致對(duì)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，承載所述臺(tái)(1 和所述輥道(11)的所述 托架(1 能以固定的行程水平地運(yùn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，根據(jù)一個(gè)不同的實(shí)施例，用于最初定位工 件的所述臺(tái)(15’ )能繞其豎直軸線(11 轉(zhuǎn)動(dòng)，通過具有電子速度和相位控制器的馬達(dá)轉(zhuǎn) 動(dòng)，并且設(shè)有用于在其上穩(wěn)固地保持所述工件的裝置，例如磁性類型的裝置，所有這些以與 用于所述磁性加工夾具(1)的方式類似的方式設(shè)置，設(shè)置有同樣靜態(tài)類型的至少一個(gè)傳感 器m以及相關(guān)聯(lián)的計(jì)算裝置，所述至少一個(gè)傳感器安裝在固定的位置中或者安裝在所 述托架(1 上并且與所述臺(tái)(15’ )的轉(zhuǎn)動(dòng)以及相關(guān)聯(lián)的計(jì)算裝置結(jié)合來檢測(cè)定位在所述 臺(tái)(15’)上的待加工的工件(P2)的偏移00)的量并檢測(cè)所述工件的直徑或者其它相關(guān)功 能，并且設(shè)有用于確保在所述檢測(cè)步驟之后借助所述臺(tái)(15’)的適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)將所述偏移00) 定位在所述第二理想的豎直平面(14)內(nèi)的裝置，并且外部托架(1 承載所述臺(tái)(15’)，所 述臺(tái)在其水平平移運(yùn)動(dòng)期間通過精確的智能驅(qū)動(dòng)單元被致動(dòng)，所述精確的智能驅(qū)動(dòng)單元考 慮到所述偏移的量并且能夠?qū)⑺雠_(tái)以及工件(P》的中心(CP)準(zhǔn)確地定位在所述第一理 想的豎直平面(9)中，所述第一理想的豎直平面包含有水平的位移軸線和所述磁性操縱器 (8)的中心，以便當(dāng)所述磁性操縱器干預(yù)時(shí)，工件已經(jīng)在所述操縱器上正確地對(duì)中且因此也 相對(duì)于所述磁性面板夾具(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線正確地對(duì)中，在所述磁性面板夾具上所述工件將 隨后通過所述磁性操縱器(8)以固定的行程定位。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，根據(jù)一個(gè)不同的實(shí)施例，所述磁性操縱 器(8)預(yù)設(shè)成以智能的方式圍繞例如與其中心(208)重合的豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并且所述磁性 操縱器的水平平移運(yùn)動(dòng)也以智能且精確的方式預(yù)設(shè)，同時(shí)在支撐所述操縱器(8)的托架 (5)上或者在另一適當(dāng)?shù)奈恢弥性O(shè)置有能夠檢測(cè)工件的直徑和偏移00)的傳感器(27)，而 同時(shí)所述工件圍繞所述操縱器的豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，所述操縱器通過使所述工件的偏移對(duì)準(zhǔn)在 所述磁性操縱器(8)的平移/上升的所述理想的豎直平面(9)中而終止其所述轉(zhuǎn)動(dòng)，所述 磁性操縱器的水平平移運(yùn)動(dòng)通過精確的智能裝置控制，所述精確的智能裝置使所述磁性操 縱器以與所述偏移OO)相關(guān)的可變的水平行程運(yùn)動(dòng)，所有這些使得在所述行程的結(jié)束處，所述磁性操縱器(8)能夠?qū)⒋庸さ墓ぜㄎ怀伤龉ぜ妮S線(CP)與所述磁性?shī)A具(1) 的豎直軸線(101)準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，為了能夠在變化高度的部件上操作、檢 測(cè)該高度并且確保所述磁性操縱器(8)能夠精確地執(zhí)行工件拾取和卸載的行程，所述操縱 器的底面(108)在與所述底面(108)相距適當(dāng)?shù)木嚯x處設(shè)有光電裝置02，對(duì))，所述 光電裝置連接到相關(guān)聯(lián)的計(jì)算裝置，所述光電裝置在所述操縱器的向下行程期間檢測(cè)所述 工件的頂部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括用于確保在待加工的工 件(P》在所述磁性加工夾具(1)上對(duì)中定位之后所述磁性操縱器(8)暫時(shí)停駐在所述工 件上方而同時(shí)所述磁性操縱器通過所述夾具轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，所有這些使得位于所述操縱器上 的光電裝置(22，24)能夠在必要時(shí)檢測(cè)工件的頂部上的任何擺動(dòng)，所述擺動(dòng)能夠由于所述 工件在所述磁性加工夾具(1)上的不正確定位或者由于所述工件的宏觀變形產(chǎn)生，在該情 況下能夠激活安全裝置和/或程序。
13.一種用于將圓形、大尺寸且重的工件(P2)在用于執(zhí)行車削和/或精加工操作的數(shù) 字控制機(jī)床的豎直軸線心軸的水平且磁性的面板夾具(1)上正確地對(duì)中的方法，其特征在 于，所述方法包括以下工作步驟-借助與專用的電子控制平移/上升裝置(3，4，104，5)相關(guān)聯(lián)的磁性操縱器(8)從 上方夾持位于裝載站中的待加工的工件(P2)，以將所述工件轉(zhuǎn)移到所述磁性加工夾具(1) 上；-檢測(cè)待加工的工件的高度，以便基于所述高度執(zhí)行工件處理和加工步驟；-檢測(cè)待加工的工件相對(duì)于用于其臨時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的任何裝置的任何偏移，所述用于其臨時(shí) 轉(zhuǎn)動(dòng)的任何裝置能夠替代地包括加工夾具(1)、外部臺(tái)(15’ )或者磁性操縱器(8)，如果所 述磁性操縱器(8)能夠圍繞其豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的話；-將檢測(cè)到的所述工件的軸線(CP)和所述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的軸線(101，115，208)的相對(duì)偏移 沿著理想的豎直平面(9，14)的水平延伸部定向；-在所述理想的豎直平面(9，14)之一中以也與所述偏移相關(guān)的行程執(zhí)行所述待加工 的工件(P2)的智能且精確的水平位移，以便將所述工件(P2)直接在所述磁性加工夾具(1) 上或者相對(duì)于所述磁性操縱器(8)的中心正確地對(duì)中，使得所述磁性操縱器(8)繼而能夠 轉(zhuǎn)移所述工件(P2)和將其在所述磁性?shī)A具(1)上精確地對(duì)準(zhǔn)。
全文摘要
用于將圓形、大尺寸且重的工件(P2)在用于執(zhí)行車削和/或精加工操作的數(shù)字控制機(jī)床的豎直軸線心軸的水平且磁性的面板夾具(1)上正確地對(duì)中的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括具有也是磁性的水平的吸引底面的至少一個(gè)操縱器(8)，該操縱器與專用的電子控制平移/上升裝置(3，4，104，5)相關(guān)聯(lián)，以至少執(zhí)行將待加工的工件(P2)裝載到所述磁性面板(1)上、從上方夾持所述工件、以及也在其它適當(dāng)裝置的幫助下執(zhí)行所述工件在所述磁性加工夾具上精確地軸向?qū)?zhǔn)的定位。
文檔編號(hào)B23Q3/154GK102076459SQ200980123832
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
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