工件装卸装置的制作方法

文档序号:3011006阅读:193来源:国知局
专利名称:工件装卸装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种工件装卸装置以及机床和工件装卸装置的布置。
技术背景对于合理的加工来说,需要使用工件装卸装置(在下文中也被称作装 卸装置)。这些装置用来将工件自动供给到加工位置,并在加工操作完后 将工件移走。在机床的空间有限的情形下,m难自动地更换工件。例如,在现有技 术中,磨床具有很低的结构高度是公知的。依靠平常的呈机器人或者装栽 装置等形式的装卸装置能够实现从机床前侧或者顶部装卸工件过程(例如,参见文件DE32 05 547A1和DE44 43 467C1,这两篇文件都公开了 从顶部进行工件更换的装卸装置)。然而,从机床前侧或者顶部进行装卸 工件会带来相当大的不利——使用者不易靠近工作位置,因此,可能的手动更换工件和调整机 床就变得更困难。——如果从前侧进行装载,则在加工过程期间使用者看不到工作位置, 因而看不到工件。然而,最优加工常常要求如此。——必须提供一种自动开关机床操作门的系统。这导致了额外费用并 且延长了工件更换的时间。——装卸装置易于拖带加工操作中产生的材料。为了消除这种情况, 需要釆取额外的花费昂贵的措施。在欧洲专利EP 0 721 821A2中,其建议提供一种工件装卸装置,这种 装置靠近机床设置并具有从侧方i^机床的活动的摆动臂。所述摆动臂活 动地设置在门形构架上,门形构架在供给工件的位置的上方延伸。装卸装 置的这种设计导致其结构体积相当庞大。此外,对摆动臂的控制非常复杂。 例如,如果在工作位置处更换工件,所述工件通常以竖直方向运动。这种 运动需要摆动臂同时枢转和移动。而这对于筒单的控制系统来说是不可能的。发明内容基于此现有技术,本发明的目的就是提供一种具有更筒单和更紧凑结 构的工件装卸装置。权利要求1中指出了实现这种目的的工件装卸装置。其它权利要求指 出了装卸装置的优选实施例以及这种装卸装置和机床的布置。根据权利要求1,其提供了一种设置有滑架的悬臂。悬臂和滑架在相 同的运动方向上移动。这使得装卸装置可具有简单和紧凑的结构。


下面将参照附图通过典型实施例对本发明进行说明,图中,图1以前视图示出根据本发明的装卸装置和机床的布置的第一实施例;图2以侧视图示出才艮据图1的布置的一部分;以及图3以前视图示出根据本发明的装卸装置和机床的布置的第二典型实 施例。
具体实施方式
如图1和图2所示,装卸装置包括能沿水平方向运动的悬臂1。才艮据 图1,这种运动方向对应于Y方向。悬臂l的形状是板形,并且固定到柱 式的支撑架2上。支撑架2被固定到机床的床身41上。可替代地,可将柱 2支撑在机床的侧壁上或者机床外侧的地面上。为了导向悬臂l,支撑架2具有导轨3a,悬臂l的导块3b沿着导轨 3a滑动。支撑架2和导轨3a比悬臂l短。具有小齿轮的驱动装置4被固 定到支撑架2上并且和形成在悬臂1上的齿条啮合。(在图中未示出小齿轮 和齿条)。驱动装置4呈电动驱动装置的形式并且能够通过例如CNC控制 等适当的控制进行控制。滑架ll布置在悬臂l上并沿Y方向移动。为了其导向,滑架ll具有 在悬臂1的导块13b上滑动的导轨13a。悬臂1具有有耦连到驱动装置4和滑架11的齿带14。因此悬臂l和滑架ll彼此被强制连接在一起。除了 齿带14,例如链条等其他用于强制连接的装置也是合适的。在操作中,驱动装置4驱动小齿轮,由此使齿条运动并带动悬臂1在 运动方向上移动。同时,驱动装置4驱动齿带14,由此,滑架ll关于悬 臂l在相同的运动方向上运动。因此,悬臂l和滑架ll做伸缩运动。滑架11具有夹持器15,其在竖直方向一一即Z方向一一上运动,用 于接收和夹持工件50。通过曲柄传动来实现夹持器15的竖直运动,图2更详细的显示了这一 点。具有回转臂17的回转驱动装置16固定在滑架11上。回转臂17被刚 性连接到回转驱动装置16的回转轴上。例如气动驱动装置等适于作为回转驱动装置16,通过该回转驱动装置 16,回转臂17在第一位置和第二位置之间旋转。也能使用电驱动作为回转 驱动装置16。在一侧,夹持器15由线性导轨19导向,所述线性导轨19在Z方向 延伸,并且可以是例如滑动导轨等的形式。在相对的一侧,夹持器15与回 转臂17通过连接杆18连接。连接杆18的两端分别铰接到回转臂17和夹 持器15上。因此,回转臂17和连接杆18形成彼此铰接的刚性轴,依靠刚 性轴,夹持器15被连接到回转驱动装置16上。夹持器15还具有另一个例 如气动等类型的驱动装置(未图示),其用于开关夹持器15的钳爪。当回转臂17位于其第一位置时,夹持器15位于它的缩回端部位置, 如图2所示。当致动回转驱动装置16时,回转臂17旋转至它的第二位置, 由此,连接杆18向下推动夹持器15从而使其到达它的延伸端部位置,如 图2点划线所示。线性导轨19确保夹持器15以线性运动路径移动。使用回转驱动装置16的优点是,在回转臂17的旋转运动过程中,夹 持器15的竖直位置随时间按正弦方式变化。因此,夹持器15的减速和加 速并没有突然的猛烈动作,而是以平緩的方式进行。因此,除其他因素外, 这确保了当夹持器正从放置位置上拾取工件时,其在起动运动中也能牢固 地夹持工件。尽管没有猛烈的运动,但是正弦运动确保了工件的快速降低 和提升,因此工件的更换时间总是短的。如图1所示,装卸装置被设置成能在供给位置30和工作位置40之间来回输送工件。如图1的点划线所示,悬臂1以如下方式可移动地i殳置在支撑架2上,即其越过支撑架2的端部突出到工作位置40的一侧。悬臂l 还以如下方式可移动地设置在支撑架2上,即其越过支撑架2的端部突出 到供给位置30的一侧。供给位置30包括用来装载即将加工工件(未加工部件)的装载装置 31和用来卸载已加工工件(完成部件)的卸载装置32。例如,供给位置 30可以是能对机床进行改进的供给模块的一部分。可替代地,供给位置可 以直接结合到机床上。所述两个装置31和32并排设置,并且在高度上是可调节的。选择两 个装置所在的高度,从而使放置在装置31和32上的工件的工件轴线与机 床的加工轴线42位于相同的水平线上。从而可对夹持器15进行固定的、 预定竖直行程的操作,以便拾取和递送工件。例如程控装置等适于作为装 载装置31;而例如输送带等适于作为卸载装置32。也可依靠M进行装卸 工件。所ii4/L床包括加工工件的工作位置40。在此所示的典型实施例中,机 床是以磨床的形式出现的。对于回转加工,工件51绕着加工轴线42旋转。 为此,磨床包括具有中心点44的工件床头箱43、能在Y方向移动并具有 床尾中心46的泉€箱45以及在X和Y方向运动的砂、轮47。为了保护,机床和供给位置都配备有防护罩(未图示)。在工件更换过程中,可能的操作顺序如下所述。当在工作位置40上加工工件51时,夹持器15位于等待位置,例如在 床尾箱上方。当加工完成时,悬臂l连同滑架ll在负Y方向上运动,直 到夹持器15位于工件51的上方。通过致动回转驱动装置16,夹持器15 降低并夹持工件51。床尾箱42释放工件51,工件51随着夹持器15上升。 (在图1中,当夹持器15正在上升时,滑架ll和悬臂l的位置以点划线 表示)。滑架11在正Y方向上运动直到工件51位于卸载装置32上方。放 下工件51,然后滑架11进一步在正Y方向运动直到夹持器15位于装载装 置31的上方。夹持器15拾取下一个将被加工的工件50,并将工件50输 送到工作位置。图l和2图所示的机床用来加工轴类部件形式的工件。图3示出另一 种;^床,其适合加工卡盘部件52形式的加工工件,其中等同的元件标以相同的附图标记。工件床头箱43包括用于夹持工件的卡盘48。工件52和53 以如下方式放置在装载装置33和卸载装置34上,即工件52和53的旋转 轴线在Z方向上对齐,从而垂直于位于工作位置40上的加工轴线42。为 了操作工件52和53,夹持器25配备有枢转夹持头。通过气动驱动装置(未 图示)实现枢转。在此所示的典型实施例中,夹持头可枢转90度角。装载装置33和卸载装置34都是高度可调的输送带形式。从而可调节 装载装置33和卸载装置34的高度以便适合即将被加工工件的相应长度, 使夹持器25在供给位置30和工作位置40的竖直行程不变,竖直行程为在 回转驱动装置16致动期间,夹持器所移动的距离。任选的,可设计装卸装置从而使夹持器25或者夹持器15可选择性地 安装在滑架ll上。因此,能以筒单的方式来调节装卸装置从而使其既能操 作轴类部件50又能^Mt卡盘类部件52。到目前为止还没有提及,所描述的关于装卸装置的构思具有以下优点设计装卸装置,以使机床的装卸可在其侧面实现,也就是悬臂l的运 动方向基本平行于加工轴线42。从前侧进行装卸,因此对工作位置40的 观察不再受阻碍。而且在加工过程中,装卸装置位于工作区域以外。这阻 止了拖带走例如切屑、冷却润滑剂或类似物等在加工过程中产生的材料。 如果通过普通滑动门保护工作位置40,则这些不需要是自动式的。如图2具体所示,所述装卸装置具有紧凑的结构。因此,其也适用于 装载结构高度较低的机床。因此,例如,可对磨床进行侧向加载,其中, 床尾箱45和磨床最高边缘之间的自由空间小于600mm或者甚至小于 300mm。对于手动工件更换的机床,装卸装置的紧凑设计可以对该机床进 行改进使其能够进行自动工件更换。通常,对于直径达100mm重量达5kg的工件来"i兌,所述装卸装置能 在工作位置和供给位置之间对其进行精确地来回传输,同时,位置准确度 在± O.lmm内。其运动学是简单的驱动装置4沿线性方向移动悬臂1和滑架11,回 转驱动装置16和线性导轨19也沿线性方向移动夹持器15、 25。因此,对 装卸装置的控制就比较简单。可以单独通过气动驱动装置的致动来产生夹持器15、 25的运动。在这种情况下,不需要经由支撑架2和悬臂1而引向滑架11的电线。从以上描述中可知,在不脱离权利要求书所限定的本发明的保护范围 的情况下,所属技术领域的技术人员可以做出多种改进。可利用装卸装置对各种机床进行装卸,尤其是进行例如圓磨或车削等 回转加工工件的机床。所述装卸装置不必如附图所示那样定向。悬臂1或者滑架11的运动方 向可分别根据具体应用进行调整。为抓取和夹持一个或多个工件,按需要对夹持器进^i殳计。因此,例 如机喊、气动或者磁性夹持器都是适用的。
权利要求
1.一种工件装卸装置,其包括悬臂(1)、滑架(11)和夹持器(15;25),所述悬臂能够在运动方向(Y)上移动,所述滑架设置在所述悬臂上并能够在所述运动方向上相对于所述悬臂移动,所述夹持器设置在所述滑架上并且能够横向(Z)于所述运动方向运动。
2.如权利要求l所述的装卸装置,其中,用于移动所述夹持器(15; 25)的回转驱动装置(16)设置在所述滑架(11)上,优选地,所述回转 驱动装置能够气动地致动。
3.如权利要求2所述的装卸装置,其中,所述夹持器(15; 25)通过 机械轴(17、 18)连接到所述回转驱动装置(16),和/或所述滑架具有用 于导向所述夹持器(15; 25)的线性导轨(19)。
4.如前述权利要求中任一项所述的装卸装置,其中,所述夹持器(25) 能够枢转以装卸卡盘式部件(52、 53)。
5. 如前述权利要求中任一项所述的装卸装置,其中,为了所述悬臂(1) 和所述滑架(11)产生同步运动,将所述悬臂(1)和所述滑架(11)连接 到相同的驱动装置上。
6. 如前述权利要求中任一项所述的装卸装置,其中,所述悬臂(l) 的运动方向(Y)为水平方向,并且所述夹持器(15; 25)的运动方向(Z) 为竖直方向。
7. —种机床和如前i^L利要求中任一项所述的装卸装置的布置,其包 括用来存放工件(50、 51; 52、 53 )的第一位置(30 ),以及用来加工所述 工件的第二位置(40),所述装卸装置^Li殳置成4吏得所述夹持器(15、 25) 在所述两个位置之间运动。
8. 如权利要求7所述的布置,其中,在所述第二位置(40)处加工工 件(50、 52)时所围绕的加工轴线(42)被设置成平行于所述悬臂(1)的 运动方向(Y)。
9. 如权利要求7或8所述的布置,其中,为了装卸所述工件(50、 51; 52、 53),所述第一位置(30)具有两个传输装置(31、 32; 33、 34),所 述传输装置优选为并排设置。
10.如权利要求7到9中任一项所述的布置,其中,所述机床具有工 件床头箱(43)、絲箱(45)和/或砂轮(47)。
全文摘要
一种工件装卸装置,其包括悬臂(1)、滑架(11)和夹持器(15;25),其中,悬臂在运动方向(Y)上运动,滑架设置在悬臂上并且能够在所述运动方向上关于悬臂运动,夹持器设置在滑架上并且能够横向于所述运动方向运动。
文档编号B23Q7/04GK101234472SQ20071030839
公开日2008年8月6日 申请日期2007年12月29日 优先权日2007年1月30日
发明者菲利普·文格尔, 阿尔弗雷德·格高夫 申请人:弗立兹·斯图特公司;温格自动化与工程技术公司
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