專利名稱：用于機床的刀具裝卸裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于機床的刀具裝卸裝置，其包括刀具庫，所述刀具庫具有用于刀具的轉移位置，所述刀具裝卸裝置包括換刀裝置，其可在所述轉移位置與所述機床的交換位置之間移動，所述換刀裝置具有旋轉式雙夾爪；以及支撐結構，其可在底座上移位，所述支撐結構上安裝有所述換刀裝置。
背景技術：
根據DE 10 2008 059 422，已知一種用于機床的刀具裝卸裝置，其具有換刀裝置，所述換刀裝置包括安裝在支柱末端上的旋轉式刀具雙夾爪，所述支柱可提升和降低并圍繞縱軸旋轉。具有單個驅動電機、凸輪筒和中間齒輪裝置的機械凸輪裝置用以使所述刀具雙夾爪提升和旋轉。所述凸輪筒具有挺桿，以用于旋轉驅動位于其上部前端的刀具雙夾爪。所述凸輪筒的外圍表面上具有凸輪曲線，以用于所述刀具雙夾爪的提升。刀具雙夾爪的支柱、 凸輪筒和中間齒輪裝置容納在外殼式滑動裝置中，所述滑動裝置可借助電機主軸驅動裝置而在底座上移位。隨著凸輪筒的軸、馬耳他輪(Maltese wheel)、中間齒輪裝置及支柱依次布置，所述滑動裝置具有較窄寬度，這樣便可占據對應的較小空間。然而，這種已知的裝卸裝置涉及較多技術，例如，因為需要具有馬耳他十字驅動裝置(Maltese cross drive)的中間齒輪裝置，以及使雙夾爪按順序垂直移動和旋轉，從而限制所述裝置的最大可能行進距離。

發明內容
本發明的目標是提供一種用于機床的刀具裝卸裝置，其設計成技術較為簡單，而且除了所需的小空間之外，所述裝置可使換刀裝置行進足夠長的距離。此目標可根據本發明來實現，因為支撐結構具有兩個滑動裝置，所述兩個滑動裝置布置在彼此的頂部，且可沿著相同方向移位；相應線性驅動裝置安裝在兩個滑動裝置中的每個滑動裝置上；以及所述兩個線性驅動裝置由共用電機驅動，從而使換刀裝置在刀具庫上的轉移位置與工作主軸上的交換位置之間實現伸縮式完整移動。本發明的一個特定優點在于，無需現有技術中通常使用的額外裝卸設備，所述設備從刀具庫中取出單獨刀具，且將它們移交到對應位置的換刀裝置中，因此，可加快操作順序且技術變得更簡單。所述兩個滑動裝置同軸且優選同步移動，從而可使換刀裝置長距離行進，這樣便可橋接刀具庫與工作主軸的交換位置之間的較大中間距離，而無需額外的轉移設備。這尤其適用于以下情況下部滑動裝置的最大可能行進距離比所需的行進路線短。所述最大可能行進距離由上部滑動裝置的額外距離充分拉長。根據本發明的適當設計，用于使兩個滑動裝置行進的兩個線性驅動裝置為主軸驅動裝置，其通過兩個皮帶驅動裝置適當耦合到設于兩個主軸驅動裝置之間的唯一驅動電機。有利的是，兩個主軸驅動裝置中的螺紋主軸彼此平行，且布置在支撐結構中的不同高度，從而形成特別窄的配置和技術簡單型驅動裝置。此處，一個螺紋主軸經由該主軸的主軸螺母適當耦合到驅動電機，且另一個螺紋主軸通過主軸本身、適當經由連續的V形皮帶或齒形皮帶耦合到所述驅動電機。如果驅動電機設置在支撐結構中且位于兩個螺紋主軸之間的中等高度，則可獲得所述兩個皮帶驅動裝置的較好布置，這種布置所需空間較小。根據本發明的另一優選實施例，由下部主軸驅動裝置驅動的下部滑動裝置經由兩個導軌支撐在橫向移動的底座上。在此下部滑動裝置上安裝有在縱向上對齊的兩個導軌，在所述導軌上，上部滑動裝置可借助于上部主軸驅動裝置與換刀裝置一起移位。


下文將參閱附圖來詳細描述本發明的實施例，其中圖I所示為包括旋轉銑刀頭的機床以及根據本發明的刀具裝卸裝置的實施例的正面示意圖，圖2所示為刀具裝卸裝置的透視示意圖，圖3所示為刀具裝卸裝置處于左端位置(a)、中間位置(b)和右端位置(C)的示意圖。
具體實施例方式圖I用示意圖說明NC控制的銑床，其包括機架I和可在多個坐標軸中移位的加工單元2。所述實施例中的此加工單元2具有相對較重的旋轉式旋轉頭3，其中支撐具有所安裝的驅動電機的旋轉式工作主軸4。在所示位置中，工作主軸4水平定位。在銑床的一側設有刀具庫5，在此情況下，所述刀具庫為垂直鏈式庫，包括刀具架6和用于單獨刀具的轉移位置7。
底座10可沿著垂直于圖I繪圖平面的方向在基底8上的導軌9中移位。如圖2所示，此底座10具有兩個平行的側壁10a、10b以及連續的底板10c。導軌IlaUlb固定到兩個側壁10a、10b的上表面。相應軸承座12、13牢固地安裝到底板IOc的相應前端和后端，所述底板中設有用于螺紋主軸15的相應軸承布置，所述布置水平對齊并與兩個導軌IlaUlb平行。主軸螺母16設于螺紋主軸15上，所述主軸螺母經由法蘭牢固地連接到垂直(在此情況下矩形)的支撐板17。當固定于縱向的螺紋主軸15旋轉時，主軸螺母16，且因此支撐板17沿著主軸的縱向移動。在圖I和圖2中，主軸螺母16和支撐板17處于后端位置，即對應于圖3c，其中刀具換為工作主軸4。支撐板17牢固地連接到固定板結構20，所述固定板結構由多個尺寸固定的豎直板和水平板組裝成。此板結構20的兩個側壁21、22經由滑塊(shoe)24、25以可移位方式支撐于底座10的兩個導軌IlaUlb上。具有導軌28、29的兩個相互平行的桿安裝到上部支撐板27，導塊(guiding shoe) 30滑動支撐于所述上部支撐板上。所述兩個導軌28、29在與兩個下部導軌IlaUlb相同的方向上對齊。上部滑動裝置31經由導塊30沿著導軌的縱向滑動支撐在兩個導軌28、29上，所述上部滑動裝置也構成支撐板結構，且在其頂板32上攜載刀具庫33。此刀具庫33具有狹窄外殼34，所述狹窄外殼的上部具有伸縮管35，且所述伸縮管可在電動機作用下圍繞縱軸旋轉。雙夾爪36位于此伸縮管35的自由端。
在上述實施例中，下部板結構20構成下部滑動裝置，且上部板結構31構成上部滑動裝置。兩個滑動裝置20和31—起同步行進，如下文將參考圖3a到圖3c更詳細說明。經由共用驅動軸來驅動兩個環狀驅動皮帶41、42的電動機40可用作下部滑動裝置20和上部滑動裝置31的共用驅動裝置。上部驅動皮帶42經由滑輪43驅動上部螺紋主軸44，所述滑輪的前端支撐于滑車(block)45中。此主軸驅動裝置的螺紋式螺母46固定地連接到大支撐板47，所述支撐板連接到板結構31，從而形成上部滑動裝置。底座10、下部滑動裝置20及上部滑動裝置31構成刀具夾爪36的支撐結構。上部螺紋主軸44由電動機40通過齒形或驅動皮帶42和連接到主軸的滑輪43來驅動。由于主軸螺母46以可旋轉方式支撐于此上部螺紋主軸44上，因此，在螺紋主軸44旋轉期間，主軸螺母46與上部滑動裝置31 —起沿主軸的縱向移位。下部主軸驅動裝置15、16在螺母16處由共用發動機40通過環狀驅動皮帶41來驅動。兩個相等對齊的螺紋主軸15和44由唯一一個電動機40共同驅動，以便節約另一個驅動電機，從而因省去第二驅動組件而形成緊湊的結構形式，而且使裝卸裝置的寬度較窄，這對復雜加工中心的小空間而言尤其重要。、圖3a到圖3c所示為在刀具夾爪36將刀具從刀具庫轉移到工作主軸期間，按照本發明的裝卸裝置移動順序的三個狀態。在圖3a的左端位置中，從刀具庫中取出刀具，且在圖3c的右端位置中，在刀具夾爪36旋轉一半之后，此刀具插入到機械的旋轉式旋轉頭的工作主軸4中。如圖3a到圖3c所示，刀具夾爪36的完整移動包括下部滑動裝置20與其中安裝的電動機40進行線性移動，以及上部滑動裝置31與其上安裝的換刀裝置33沿著相同方向線性移動。如圖3a到圖3c的三個圖式所示，在此實施例中，在通過兩個滑動裝置20和31同步單獨移動而形成一連串移動時，換刀裝置33可完整移動。由于此機床的加工單元3、4的質量較大，因此為使刀具在較長距離上交換而所需的快速行進僅可能在有限程度內。因此，鑒于要移動的質量相當少，更有利的是，讓換刀裝置執行所需的行進。在本發明的裝卸裝置中，需要由下部滑動裝置和上部滑動裝置的單獨移動構成的移動，因為在機床的下部區域中，只有有限的路徑可用于下部滑動裝置進行自由縱向移動。例如，這種情況如圖I所示，其中位于右端位置的下部滑動裝置20鄰接機架I的左側部分，且因此，無法進一步向右移動。在圖I中，具有換刀裝置33的上部滑動裝置31也處于根據圖3c所示的右端位置。為了進行刀具交換，加工單元3必須向圖I中的左邊移動相對較短的距離，這樣，刀具便可從刀具夾爪36中配合工作主軸4。當上部滑動裝置31沿著與下部滑動裝置相同的方向移位時，可在機械的上部區域中行進額外距離，足以順利到達刀具夾爪或工作主軸的交換位置。兩個滑動裝置20、31沿著相同方向同步移位可使刀具交換變快。本發明并不限于上述所示和所述的實施例，而是可延伸到在技術和功能上相等的變形，以讓換刀裝置33進行選擇性平移。例如，兩個滑動裝置及其線性驅動裝置也可垂直定向，從而使換刀裝置進行垂直移動。此外，兩個滑動裝置也可按照受控的順序陸續行進，也就是說，具有時間偏移量(temporal offset) 0在此情況下，適用于較長行進路徑的下部滑動裝置應在上部滑動裝置之前結束行進，然后繼續移動，直到到達加工頭的交換位置。在此情況下，換刀裝置可謂是在下部滑動裝置的行進路徑結束時備用，且只可在通過上部滑動裝置移動而進行的交換操作之前移動到交換位置。
權利要求
1.一種用于機床的刀具裝卸裝置，包括 刀具庫(5)，其具有用于刀具的轉移位置(7)， 換刀裝置(33)，其可在所述轉移位置與交換位置之間移動，所述換刀裝置具有旋轉式雙夾爪，以及 支撐結構(20、31)，其可在底座(10)上移動，所述支撐結構上安裝有所述換刀裝置(33)， 所述刀具裝卸裝置的特征在于， 所述支撐結構具有兩個滑動裝置(20、31)，所述兩個滑動裝置設于彼此頂部且可沿著相同方向移位， 相應線性驅動裝置(15、16 ;44、45)安裝在所述兩個滑動裝置(20、31)中的每個滑動裝 置上，以及 所述兩個線性驅動裝置由共用驅動電機(40)驅動。
2.根據權利要求I所述的刀具裝卸裝置， 其特征在于， 所述兩個線性驅動裝置(15、16 ;44、45)均由螺紋主軸(15 ；44)和主軸螺母(16 ；45)組成。
3.根據權利要求2所述的刀具裝卸裝置， 其特征在于， 兩個主軸驅動裝置經由兩個皮帶驅動裝置(41、42)耦合到所述驅動電機(40)。
4.根據前述權利要求中任一權利要求所述的刀具裝卸裝置， 其特征在于， 所述兩個主軸驅動裝置(15、44)定向成彼此平行，且設置在由所述下部滑動裝置(20)和所述上部滑動裝置(31)構成的所述支撐結構中的不同高度。
5.根據前述權利要求中任一權利要求所述的刀具裝卸裝置， 其特征在于， 下部螺紋主軸(15)的所述主軸螺母(16)經由所述皮帶驅動裝置(41)耦合到所述共用驅動電機的輸出軸，且上部螺紋主軸(44)經由上部皮帶驅動裝置耦合到所述輸出軸。
6.根據前述權利要求中任一權利要求所述的刀具裝卸裝置， 其特征在于， 所述支撐結構(20、31)中的所述驅動電機(40)設于兩個螺紋主軸之間的中等高度。
7.根據權利要求6所述的刀具裝卸裝置， 其特征在于， 所述驅動電機(40)牢固地安裝在作為板結構的所述下部滑動裝置(20)的內部空間中。
8.根據前述權利要求中任一權利要求所述的刀具裝卸裝置， 其特征在于， 所述支撐結構具有下部滑動裝置(20)，其由所述下部主軸驅動裝置(15、16)驅動，且可在底座(10)的兩個導軌(IlaUlb)上移位；以及上部滑動裝置(31)，其可在所述下部滑動裝置(20)上在另外兩個導軌(28)上移位，在所述上部滑動裝置(31)上安裝有包括所述旋轉式雙夾爪(36)的所述換刀裝置(33)，所述共用驅動電機(40)設于所述下部滑動裝置(20)中，且相應主軸驅動裝置由設于各滑動裝置(20、31)中的共用電機驅動。
9.根據前述權利要求中任一權利要求所述的刀具裝卸裝置， 其特征在于， 以可旋轉方式支撐于狹窄外殼(34)中的所述換刀裝置(33)的伸縮式支撐管(35)設置成正交于所述主軸驅動裝置(15、16;44、45)的方向。
全文摘要
本發明涉及一種用于機床的刀具裝卸裝置，其包括刀具庫(5)，所述刀具庫具有用于刀具轉移的轉移位置(7)，所述刀具裝卸裝置包括換刀裝置(33)，其可在所述轉移位置與交換位置之間移動，所述換刀裝置具有旋轉式雙夾爪(36)；以及支撐結構(20、31)，其可在底座(10)上移動，所述支撐結構上安裝有所述換刀裝置(33)。為了在機械的狹小空間中實現快速換刀，所述支撐結構具有上部滑動裝置(31)和下部滑動裝置(20)，所述滑動裝置均可借助于主軸驅動裝置而沿著相同方向在底座(10)上移位，其中設有單個驅動電機(40)，以用于驅動兩個主軸驅動裝置。
文檔編號B23Q3/155GK102729084SQ201210088198
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月29日 優先權日2011年4月5日
發明者漢斯·廣巴赫, 邁克·川克勒, 馬提亞·麥爾 申請人:普夫隆騰德克爾-馬豪有限責任公司