用于在齒輪切削機(jī)器中更換具有雙面軸承的齒輪切削刀具的方法及用于該方法的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種通過刀具更換器更換刀具庫與加工頭之間的具有雙面軸承的齒輪切削刀具的方法，該方法通過保持齒輪切削刀具沿著垂直的Z軸的垂直對準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的方法包括以下步驟：a.通過保持刀具的垂直對準(zhǔn)，更換刀具更換器與刀具庫或加工頭這兩種設(shè)備中的一個(gè)之間的齒輪切削刀具，b.通過保持齒輪切削刀具的垂直對準(zhǔn)，移動(dòng)刀具更換器和加工頭與刀具庫之間的齒輪切削刀具，或反之亦然。c.通過保持刀具的垂直對準(zhǔn)，更換刀具更換器與刀具庫或加工頭這兩種設(shè)備中的另一個(gè)之間的齒輪切削刀具。
【專利說明】用于在齒輪切削機(jī)器中更換具有雙面軸承的齒輪切削刀具的方法及用于該方法的設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在齒輪切削機(jī)器及其設(shè)備中更換具有雙面軸承的齒輪切削刀具(在這里特別是銑削和磨削刀具)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]用于在加工中心更換刀具的方法和設(shè)備在工業(yè)中是已知的。用于金屬加工過程的加工中心，如齒輪切削、銑削或車削機(jī)器，從而可以替換地被裝備有各種刀具或其它輔助設(shè)備。對于通過自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)過程優(yōu)化的目的，通常的做法是使用專門的刀具更換器。該刀具更換器表示加工中心和刀具庫之間的連接元件。
[0003]刀具更換器的目的就是將加工中心中的給定的操作步驟所需的刀具從刀具庫傳送到加工中心，反之將不再需要的刀具從加工中心傳送到刀具庫，以使得不再需要的刀具可以存儲(chǔ)在刀具庫中。
[0004]與手動(dòng)刀具更換相比，通過使用這種自動(dòng)刀具更換器可以減小工件的加工時(shí)間。另外，該刀具更換器接管了可能是單調(diào)的、易出錯(cuò)的和存在潛在危險(xiǎn)的工作，其現(xiàn)在不再需要由操作者執(zhí)行。
[0005]根據(jù)刀具、加工中心的刀具軸承和在刀具庫中的刀具的夾持單元的復(fù)雜性，刀具更換器滿足了不同程度的高的要求。
[0006]由刀具更換器滿足的高要求在此通常意味著既增加了購置成本又增加了正在進(jìn)行的操作方面的成本。隨著刀具更換器的復(fù)雜性的增加，其對故障的敏感性和補(bǔ)救的成本也同樣增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的就是提供一種用于更換齒輪切削刀具(在這里特別是銑削和磨削刀具)的改進(jìn)的方法和改進(jìn)的設(shè)備。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，此目的由具有權(quán)利要求1所述的特征的、用于更換齒輪切削刀具的方法所解決。
[0009]有利的是在刀具更換操作期間的齒輪切削刀具的對準(zhǔn)被盡可能小地改變，因?yàn)閷τ诟鼡Q刀具庫、加工頭和刀具更換器之間的齒輪切削刀具，通常在相應(yīng)的刀具夾持器內(nèi)需要精確的對準(zhǔn)或定位。當(dāng)齒輪切削刀具的對準(zhǔn)或定位偏離容許值時(shí)，有可能不執(zhí)行正確的更換操作，例如，加工頭或滑動(dòng)件的刀具夾持器不能正確地夾住齒輪切削刀具。在更換操作期間，齒輪切削刀具的對準(zhǔn)被改變的越少，齒輪切削刀具的錯(cuò)誤對準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)就越小。特別地，在更換刀具庫、加工頭和刀具更換器之間的齒輪切削刀具期間，當(dāng)齒輪切削刀具的更換位置相同時(shí)。
[0010]原則上，在更換操作期間，根據(jù)其依賴于刀具更換器的構(gòu)造的6個(gè)自由度，齒輪切削刀具能夠在6個(gè)方向上移動(dòng)。相應(yīng)地，齒輪切削刀具的移動(dòng)的設(shè)定值和實(shí)際值之間的操作相關(guān)的偏差可以在所有6個(gè)移動(dòng)方向上獲得，這不可能提供一種正確的更換操作。本發(fā)明的自由度的限制降低了這種偏差的風(fēng)險(xiǎn)。
[0011]在整個(gè)更換操作期間，齒輪切削刀具的垂直對準(zhǔn)相當(dāng)于刀具沿著Z軸的對準(zhǔn)，其對應(yīng)于重力的方向，并且同時(shí)相當(dāng)于消除了圍繞X軸和I軸的自由旋轉(zhuǎn)度。齒輪切削刀具的這種對準(zhǔn)導(dǎo)致了如下事實(shí)，即齒輪切削刀具的重心位于距離齒輪切削刀具的夾持區(qū)域相當(dāng)短的水平距離的位置處，在此處齒輪切削刀具由夾持件夾持。通過齒輪切削刀具在夾持件中的這種安裝獲得了最小化的扭矩，否則由于齒輪切削刀具的夾持區(qū)域和重心之間的重力和距離，該扭矩由齒輪切削刀具施加在夾持件上。根據(jù)相應(yīng)的定位可以容易地將作用在夾持件上的扭矩保持接近零或?yàn)榱恪?br> [0012]根據(jù)本發(fā)明，該方法用于將齒輪切削刀具從第一設(shè)備輸送到第二設(shè)備。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，第一設(shè)備可以是刀具庫，第二設(shè)備可以是加工頭。在又一個(gè)優(yōu)選的示例性實(shí)施例中，第一設(shè)備可以是加工頭，第二設(shè)備可以是刀具庫。
[0013]原則上，本發(fā)明適用于所有類型的加工中心和刀具。然而，根據(jù)本發(fā)明，由于由現(xiàn)有的大型齒輪切削刀具重量引入到該設(shè)備的較大的扭矩能夠被最小化，在齒輪切削機(jī)器和相關(guān)的齒輪切削刀具領(lǐng)域中的應(yīng)用可以特別有利地實(shí)現(xiàn)。原則上，各種類型的刀具都可用于實(shí)施本發(fā)明，并且根據(jù)本發(fā)明，本文中所指的是銑削和磨削刀具。
[0014]此外，可以設(shè)想一種實(shí)施例，其中加工頭直接將齒輪切削刀具移交至刀具庫，而沒有為此目的提供的與齒輪切削機(jī)器分離的刀具更換器。
[0015]可以設(shè)想各種機(jī)制，所述機(jī)制在更換加工頭和刀具更換器之間的齒輪切削刀具時(shí)可以被使用的，并且所述機(jī)制為齒輪切削刀具與加工頭提供一種安全且可松開的連接。僅必須確保齒輪切削刀具可以自動(dòng)地與加工頭連接，以使得能夠加工工件。
[0016]對于連接齒輪切削刀具或?qū)τ趶募庸ゎ^釋放齒輪切削刀具，因此特別有利的是，更換加工頭和刀具更換器之間的齒輪切削刀具包括移動(dòng)刀具主軸承和/或刀具副軸承和/或刀具夾緊件。
[0017]相反地，在刀具庫的一側(cè)上，齒輪切削刀具與刀具庫連接或從刀具庫中釋放。通常地，不同類型的刀具庫可用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。當(dāng)實(shí)施本發(fā)明時(shí)，可以設(shè)想兩種已知的磁盤庫和鏈庫。也可以想象存放庫，其中齒輪切削刀具僅被存放而不被活動(dòng)的夾持設(shè)備夾住。僅起決定性作用的是在刀具庫和刀具更換器之間的刀具更換期間給出了刀具的垂直對準(zhǔn)。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括刀具庫，其中齒輪切削刀具以垂直懸掛的方式存儲(chǔ)。齒輪切削刀具能夠與刀具庫以不同的方式連接?？梢栽O(shè)想適于可釋放地連接齒輪切削刀具與刀具庫的夾緊連接、插頭連接、磁性連接或其它方式。在有利的實(shí)施例中，用于夾持齒輪切削刀具的至少一個(gè)夾持單元被提供，使得更換刀具庫和刀具更換器之間的齒輪切削刀具包括在刀具庫中向下和向上移動(dòng)齒輪切削刀具的夾持單元。
[0019]此外，可以設(shè)想另外的不同的步驟，所述步驟可以與齒輪切削刀具從一個(gè)設(shè)備到另一個(gè)設(shè)備的傳輸相關(guān)地執(zhí)行。這些可以是其中例如在齒輪切削刀具或工件處做出的測量的步驟，或者是可用于永久除去磨損的或損壞的齒輪切削刀具以便插入新的齒輪切削刀具的步驟，或者是在所使用的齒輪切削刀具或刀具更換器、刀具庫或加工頭處的清潔步驟。
[0020]因?yàn)樵诮饘偌庸ぶ?，這里尤其是在上述的如銑削和車削的加工技術(shù)中，可以獲得相當(dāng)量的切屑和冷卻液體，通常的做法是在齒輪切削機(jī)器的操作期間執(zhí)行清潔過程。清潔過程可以涉及到齒輪切削機(jī)器，但也涉及到齒輪切削刀具，以使其可以被提供來執(zhí)行在除去或插入和齒輪切削刀具的傳輸之間的清潔操作。特別地，它可以設(shè)置成:在刀具庫和刀具更換器之間的齒輪切削刀具的更換，包括在錐體清潔位置的方向上移動(dòng)具有夾持件的托架單元、將清潔單元從開始位置移動(dòng)到清潔位置、對齒輪切削刀具進(jìn)行清潔、將清潔單元從清潔位置移動(dòng)到開始位置。
[0021]特別優(yōu)選的是當(dāng)進(jìn)行加工頭和刀具更換器之間的刀具更換的步驟和進(jìn)行刀具更換器和刀具庫之間的刀具更換的步驟之間時(shí)，在清潔位置處實(shí)施了齒輪切削刀具的清潔操作。
[0022]本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種刀具更換器，其形成為用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至7所述的方法。對應(yīng)于描述它被設(shè)置成刀具更換器包括至少以下元件:夾持件和托架單元，所述托架單元具有上部托架、中間托架和下部托架，其中夾持件設(shè)置在上部托架處，其中上部托架可以由中間托架移動(dòng)，并且其中上部托架和中間托架可以由下部托架沿著導(dǎo)軌移動(dòng)。中間托架也可以省略掉，其中下部托架則可附加地執(zhí)行中間托架的功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]參照附圖中示出的示例性實(shí)施例對本發(fā)明的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的描述，其中:
[0024]圖1:示出了具有刀具庫和銑削刀具的刀具更換器，
[0025]圖2:示出了齒輪切削機(jī)器，以及
[0026]圖3:示出了刀具更換器、刀具庫、齒輪切削機(jī)器和銑削刀具之間的布置。
【具體實(shí)施方式】
[0027]圖1示出了刀具更換器1和刀具庫10的布置。刀具更換器1包括夾持件2和托架單元3，該托架單元3包括上部托架6、中間托架5和下部托架4。夾持件2設(shè)置在上部托架6處。托架單元3與夾持件2 —起被設(shè)置成沿著導(dǎo)軌7移動(dòng)。
[0028]刀具庫10包括至少一個(gè)夾持單元11，所述夾持單元11向上和向下移動(dòng)并且銑削刀具20可安裝在其中。
[0029]在圖1中，刀具更換器1在刀具庫10的區(qū)域的位置處。其中銑削刀具20能夠在刀具庫10和刀具更換器1之間被更換。
[0030]如圖1所示，銑削刀具20以垂直對準(zhǔn)的方式安裝。如圖1所示的刀具更換器1和刀具庫10之間的更換情況清楚地說明了即使在更換的時(shí)刻，其中夾持件2和夾持單元11都與銑削刀具20相接觸，并存在銑削刀具20的垂直對準(zhǔn)。
[0031]從附圖中還可以看出，通過銑削刀具20的重量，將主要的垂直作用力引入到扭矩引入到加持單元11和夾持件2中，而沒有將扭矩引入到加持單元11和夾持件2中。
[0032]圖2示出了具有空間軸X、Y和Ζ和對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)方向Α、Β和C的齒輪切削機(jī)器30。
[0033]Α1涉及加工頭的旋轉(zhuǎn)方向,ΒΙ表示刀具軸，其對應(yīng)于主驅(qū)動(dòng)件的旋轉(zhuǎn)軸。VI表示切向位移，XI是加工頭的徑向軸，Ζ1是加工頭的軸向軸。C2是工件軸。Ζ4表示相對托架臂移動(dòng)的移動(dòng)軸。C6是具有鏈條驅(qū)動(dòng)的刀具庫的旋轉(zhuǎn)的軸。Υ6是中間托架5和上部托架6的移動(dòng)的平移軸，X6是完整的托架單元3的移動(dòng)的平移軸。
[0034]齒輪切削機(jī)器30設(shè)置有用于安裝銑削刀具20的裝置。同樣例如可形成為刀具主軸承和刀具副軸承。刀具主軸承和刀具副軸承能夠設(shè)置在分離的軸上。刀具副軸承可以這樣設(shè)計(jì)以使得其對于刀具更換是可伸展的。出于銑削刀具20與齒輪切削機(jī)器30的安全連接，還可以提供刀具夾緊件。
[0035]圖3示出了刀具更換器1、刀具庫10和加工頭30的整體的布置。在示意圖中，刀具更換器1位于加工頭30的區(qū)域中。
[0036]刀具更換器1處于銑削刀具20能夠在刀具更換器1和加工頭30之間更換的位置處。加工頭30在刀具更換位置處，其中銑削刀具20能夠以垂直對準(zhǔn)的方式更換。
[0037]在根據(jù)圖1的示例性實(shí)施例中，刀具更換器1配備有單個(gè)夾持件2。然而，根據(jù)本發(fā)明，具有兩個(gè)夾持件的夾緊設(shè)備可以在上部托架6處以某一方式提供(此處未示出)。通過用這種方法修改刀具更換器1，所提供的用于加工的齒輪切削刀具可以被提起和傳輸?shù)郊庸ゎ^。在加工頭處，所使用的齒輪切削刀具可以從刀具更換器1中提起。通過相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)/移位移動(dòng)，設(shè)置在刀具更換器1處的雙夾持件能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，使得攜帶新的齒輪切削刀具的夾持件夾緊加工頭中的相同物體。在夾緊新的齒輪切削刀具之后，首先被提起的所使用的齒輪切削刀具能夠被輸送回刀具庫10。
【權(quán)利要求】
1.一種通過刀具更換器更換刀具庫與加工頭之間的具有雙面軸承的齒輪切削刀具的方法，該方法通過保持所述齒輪切削刀具沿著垂直的Z軸的垂直對準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)，所述方法包括所述以下步驟: a.通過保持所述刀具的垂直對準(zhǔn)，更換所述刀具更換器與所述刀具庫或所述加工頭這兩種設(shè)備中的一個(gè)之間的所述齒輪切削刀具， b.通過保持所述齒輪切削刀具的垂直對準(zhǔn)，移動(dòng)所述刀具更換器和所述加工頭與所述刀具庫之間的所述齒輪切削刀具，或反之亦然。 c.通過保持所述刀具的垂直對準(zhǔn)，更換所述刀具更換器與所述刀具庫或所述加工頭這兩種設(shè)備中的另一個(gè)之間的所述齒輪切削刀具。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的方法，其特征在于，更換所述加工頭與所述刀具更換器之間的所述齒輪切削刀具，包括移動(dòng)刀具主軸承和/或刀具副軸承和/或刀具夾緊件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，更換所述刀具庫和所述刀具更換器之間的所述齒輪切削刀具，包括在所述刀具庫中向下和向上移動(dòng)所述齒輪切削刀具的夾持單J Li ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在進(jìn)行齒輪切削機(jī)器與刀具更換器之間的所述刀具更換的步驟和進(jìn)行刀具更換器與刀具庫之間的所述刀具更換的步驟之間，在清潔位置處執(zhí)行所述齒輪切削刀具的清潔操作。
5.一種形成為用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的方法的刀具更換器，其包括夾持件和托架單元，所述托架單元具有上部托架、中間托架和下部托架，其中所述夾持件設(shè)置在所述上部托架處，其中所述上部托架能夠由所述中間托架移動(dòng)，并且其中所述上部托架和中間托架能夠通過所述下部托架沿著導(dǎo)軌移動(dòng)，或可替換地，所述中間托架被省略掉，所述下部托架則附加地執(zhí)行所述中間托架的功能。
【文檔編號】B23Q3/157GK103722427SQ201310481602
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月15日
【發(fā)明者】托馬斯·澤勒 申請人:利勃海爾-齒輪技術(shù)有限責(zé)任公司