用于测量机的工件夹紧系统的制作方法

本发明涉及一种用于测量机的工件夹紧系统，所述工件夹紧系统包括沿工件旋转轴线设置的旋转台，所述旋转台具有用于同心地容纳工件的卡盘(spannfutter)，所述工件夹紧系统包括用于所述旋转台的旋转驱动装置，所述工件夹紧系统包括沿工件旋转轴线竖直地与所述旋转台相反地能安装或已安装在测量机上的上定心尖，并且所述工件夹紧系统包括除了所述卡盘之外能安装或已安装在所述旋转台上的下定心尖，用于取代在所述卡盘中而在所述定心尖之间容纳工件。

背景技术：

使用上述类型的工件夹紧系统的测量机例如存在于具有公开说明“de05/2013”的公司目录“klingelnbergp26/p40-messzentren(精确测量中心)”中。测量机(如其在图13中的附图中作为现有技术示出)按照公司目录第4页上的说明是精确测量中心，其中，测量机具有精确的能受高负荷的旋转台。该旋转台构造为测量轴(c轴)并且沿在附图13中以17标记的工件旋转轴线同心地容纳待检测的工件。与三个线性的测量轴线：切向(x轴)、径向(y轴)和竖直(z轴)(这些轴线在公司目录中第4页上的图中画出)组合地，测量机触及齿部上的功能面和一般生产模块中的驱动部件并且以最高的测量精度和复现精度检测所述驱动部件。

在本申请人的目前的p产品系列中(按照上述公司目录的精确测量中心p26和p40属于该p产品系列)，为了容纳工件存在将工件夹紧在尖端之间(在公司目录中第4页上示出)、将工件容纳在卡盘中(在公司目录中第12页上示出，在倒数第二行图中左边的图)或将工件在这里不注意地直接放到旋转台上的可能性。在测量机中，如其在公司目录第12页上的上述左边的图中部分可见，不设有上定心尖作为对应保持件，从而在该机器中取消在尖之间的夹紧。因此，在按照公司目录第12页的机器中规定：待测量的工件容纳在具有多爪卡盘的夹紧系统中。

在附图13中的图示中(其对应于公司目录第4页的图示)，在旋转台13上附加地固定卡盘11'，在该卡盘中夹紧短的、对称的工件。在图13中虚线画出的下定心尖40'可以在同心地固定在旋转台13上的柱19中同样同心地固定在旋转台13上，所述柱承载卡盘11'。如果取代在卡盘11'中而应在上定心尖30和下定心尖40'之间夹紧工件，则所述测量机必须事先改建，这耗费时间。所述改建包括：移除卡盘11'和承载卡盘11'的柱20，以使下定心尖40'变得可接近或者可以固定在旋转台13上。最后提到的情况对应于如下备选方案，即，下定心尖40'不是安放在柱19中，而是单独地保存并且仅在移除卡盘11'和柱19之后才安装在旋转台13上。在这种情况下，改建耗费更多时间。

这样的测量机通常用在生产线中，如其在汽车工业和载货车工业中以及在航空工业中使用。如果在生产线中制造不同的部件，则测量机的改装能以较少的时间耗费实现并且能自动化。此外，包括设置在卡盘11'下方的柱中的下定心尖的解决方案是不灵活的，所述下定心尖必须通过移除柱和卡盘才变得可接近。

技术实现要素：

本发明的任务在于，在文首提及类型的工件夹紧系统中较灵活地且较少时间耗费地构成两个夹紧类型之间的变换。

按照本发明，该任务由文首提及类型的工件夹紧系统出发通过如下方式解决，即，所述下定心尖设置和构造用于取代工件同心地夹紧在所述卡盘中，并且所述工件夹紧系统设有输送装置，用于将所述下定心尖竖直地或竖直和水平地输送到所述下定心尖在所述卡盘中的夹紧位置中并且从所述夹紧位置输送出来。按照本发明的工件夹紧系统特别是提供如下优点，即，测量机能在卡盘中的夹紧或尖端间的夹紧之间简单地切换。这通过如下方式实现，即，卡盘保留在测量机上并且下定心尖借助于输送装置输送到卡盘中，以便在那里夹紧，或者通过如下方式实现，即，事先夹紧在卡盘中的下定心尖从卡盘输送出来。与通过移除卡盘或承载卡盘的柱或通过装入卡盘和承载卡盘的柱来改装机器不同，按照本发明的无需改装即可简单转换到另一种夹紧类型上的工件夹紧系统良好地适用于使在生产线中使用的测量机中的夹紧类型变换节省时间地自动化。

在按照本发明的工件夹紧系统中使用的卡盘可以是多爪卡盘，如其例如由本申请人的实用新型文献de202014004713u1已知。多爪卡盘在那里是测量机上的用于工件的夹紧系统的部分。为了确保这样的夹紧系统的较简单的操作并且在夹紧情况下覆盖较大的带宽度，在该已知的夹紧系统中不使用要手动操纵的多爪卡盘。反之，夹紧系统机动式地、亦即通过多爪卡盘的电的旋转驱动装置操纵。使用这样的机动式地、亦即通过多爪卡盘的电的旋转驱动装置操纵的多爪卡盘降低了对于夹紧要测量的工件必需的时间耗费并且在按照本发明的工件夹紧系统中提高了测量机的灵活性。这又能在按照本发明的工件夹紧系统中实现夹紧类型变换的简单自动化。在已知的夹紧系统中，借助于在夹紧过程或松脱过程期间的耦联来固定夹紧系统的一部分，从而多爪卡盘的旋转驱动装置承担夹紧卡爪调节的功能。c轴旋转驱动装置的转矩可以高精度地调节。通过该转矩调节能实现工件夹紧的力调节。c轴旋转驱动装置与c轴的直接耦联在使用该已知的夹紧系统时保持并且在本发明中也是在经济上有吸引力的解决方案。

按照本发明的工件夹紧系统的有利构造方案构成从属权利要求的技术方案。

在按照本发明的工件夹紧系统的一个构造方案中，所述旋转台和/或所述旋转台的旋转驱动装置具有空心轴的至少一个区段，在所述空心轴的内部，所述下定心尖能借助于所述输送装置沿工件旋转轴线竖直地输送。由此，使按照本发明的工件夹紧系统由一种夹紧类型向另一种夹紧类型的转换变得容易很多。亦即下定心尖仅需要从空心轴输送到卡盘中，以使所述下定心尖可以夹紧在其中，或者如果工件夹紧系统应该用于在卡盘中夹紧工件，则所述下定心尖简单地从卡盘输送到空心轴中。

在按照本发明的工件夹紧系统的另一个构造方案中，所述输送装置具有杆，用于沿工件旋转轴线竖直地输送所述下定心尖，所述杆设置在所述空心轴中并且能在所述空心轴中在所述下定心尖的未运行位置和夹紧位置之间上下运动。这是用于将下定心尖输送到卡盘中并且从卡盘输送出来的特别简单的且符合目的的可行方案。

在按照本发明的工件夹紧系统的另一个构造方案中，所述杆能借助于致动器沿工件旋转轴线往复运动。该构造方案特别是适用于如下情况，即，沿工件旋转轴线在卡盘下方已经不存在适用于输送下定心尖的驱动装置。该构造方案在变换夹紧类型时引起另一种便利情况，即，与卡盘组合地根据要容纳的构件(工件或下定心尖)应在没有改建测量机的情况下实现在卡盘中或在定心尖之间的夹紧。

在按照本发明的工件夹紧系统的另一个构造方案中，所述杆是齿杆，所述齿杆能通过能由所述致动器驱动的小齿轮往复运动。用于输送装置的驱动也可以以其他方式进行，例如借助于丝杠或线性马达亦或借助于电的、气动的或液压的缸进行。然而，后者的可行方案需要较多耗费，因为对于这些情况必须特别输送或产生所需的能量。

在按照本发明的工件夹紧系统的另一个构造方案中，所述输送装置具有输送工具，用于横向于工件旋转轴线并且沿工件旋转轴线输送所述下定心尖。该构造方案具有特别的优点，即，在生产线的范围内，作为输送工具可以使用机器人。于是，所述输送横向于工件旋转轴线并且接着沿工件旋转轴线进行，或者反之亦然。

在按照本发明的工件夹紧系统的另一个构造方案中，所述卡盘构造为多爪卡盘。上面已经提到，为此能使用机动式操纵的多爪卡盘，如其由本申请人的实用新型文献de202014004713u1已知。

附图说明

下面参照附图详细描述本发明的实施例。附图中：

图1至图6分别以部分纵剖视图示出按照本发明的工件夹紧系统的第一实施例，其中，下定心尖向多爪卡盘中的输送和下定心尖在多爪卡盘中的夹紧在输送过程和夹紧过程的不同阶段中示出；

图7至图12分别以部分纵剖视图示出按照本发明的工件夹紧系统的第二实施例，其中，下定心尖不仅能竖直地沿工件旋转轴线输送，而且能水平地或横向于工件旋转轴线输送，其中，又示出下定心尖的输送过程和夹紧过程的不同阶段；

图13以透视图示出具有传统工件夹紧系统的传统测量机，在该传统测量机上，工件能夹紧在尖端之间或者能夹紧在多爪卡盘中。

具体实施方式

按照本发明的总体以10标记的工件夹紧系统的第一实施例，其中，下定心尖40向卡盘11中的输送和下定心尖40在多爪卡盘11中的夹紧在输送过程和夹紧过程的不同阶段中示出。在第一实施例中，卡盘11是多爪卡盘或三爪卡盘，其设有电的旋转驱动装置12，该旋转驱动装置使三爪卡盘置于旋转中。旋转驱动装置12包括定子12a和转子12b。此外，卡盘11具有盘体14。所述盘体14不是如在传统的多爪卡盘中那样内部固定地与转子12b连接，而是能相对于转子12b旋转。卡爪16a、16b和16c(后者在图1至图6中不可见)在盘体14中径向可移动地引导，以便工件(未示出)亦或(如在这里在实施例中那样)下定心尖40夹紧在卡盘11中或从卡盘11松脱。

可旋转地支承盘体14的平螺旋管(planspirale)18内部固定地与转子12b连接或者按照图1至图6中的图示与转子12b构造成一件式的、但还能相对于盘体14旋转。平螺旋管18与卡爪16a、16b和16c形锁合地嵌接。通过借助于电的旋转驱动装置12引起的平螺旋管18相对于盘体14的旋转，夹紧卡爪16a、16b和16c径向地移动。平螺旋管18的旋转不是如在按照图13的传统卡盘11中那样手动地进行，而是借助于电的旋转驱动装置12机动式地沿该旋转驱动装置的c轴设置有带有未示出的工件12的卡盘11，所述旋转驱动装置是测量机的、例如在图13中示出的传统测量机的旋转驱动装置。对工件和测量结构的测量对应于在如在图13中示出的那样的传统测量机中的测量。测量机的旋转台13承载柱19，该柱则又在其上端部上承载卡盘11。下定心尖40在图13中设置在柱19的内部中并且因此虚线地示出。如果工件应夹紧在定心尖30和40之间，则按照图13的测量机首先必须改建，其方式是，移除带有的卡盘11的柱19，如在文首已经描述的那样。

在按照本申请人的文首提及的实用新型的夹紧系统中，外圈在盘体14上一体成型、亦即与盘体构造成一件式的。外圈在其外周面上不承载用于简化外圈的手动操纵的滚压部或类似物，而是承载齿部，该齿部是耦联结构的部分，该耦联结构与图1至图6和图7至图13中的外圈一样未示出。借助于该耦联结构在夹紧过程或松脱过程期间能固定工件夹紧系统10的一部分，从而测量机的电的旋转驱动装置承担夹紧卡爪调节的功能，所述旋转驱动装置在这里通过定子12a和转子12b示出。外环和耦联结构20的功能的详细描述处于本申请人的文首提及的实用新型中，为了避免重复而省略。在这里仅提到的是，借助于耦联结构，外圈和因此盘体14能固定在定子12a上，从而电的旋转驱动装置12承担夹紧卡爪调节的功能，其方式是，所述旋转驱动装置使平螺旋管18相对于盘体14置于旋转中。因为盘体14能通过耦联结构与定子12a机械地耦联，所以盘体14不一起旋转，而转子12b使平螺旋管18旋转。在耦联结构未操纵的情况下并且在工件夹紧到夹紧卡爪16a、16b和16c中时，电的旋转驱动装置12如传统的那样用于使包含夹紧在卡盘中的工件在内的完整的卡盘11旋转。

在工件夹紧系统10的图1至图6中的图示中，除了卡盘14之外也以部分剖面视图示出平螺旋管18。平螺旋管18与转子12b的固定连接可以通过形锁合的或材料锁合的连接(两者在图1至图6中未示出)建立。

下定心尖40设置和构造用于取代工件同心地夹紧在卡盘11中。盘体14的中心孔、平螺旋管18的中心孔、转子12b的中心孔和旋转台13的中心孔是空心轴区段20a、20b、20c或20d，这些空心轴区段共同构成总体以20标记的空心轴。按照本发明用作用于下定心尖40的夹紧系统的工件夹紧系统10设有总体以50标记的用于下定心尖40的输送装置。输送装置50用于竖直地输送下定心尖40、亦即用于使下定心尖在空心轴20的内部向上运动到定心尖在卡盘11中的夹紧位置中并且由该夹紧位置向下运动出来。下定心尖40在卡盘11中的夹紧位置在图5中示出。下定心尖40的输出位置或未运行位置在图1中示出。杆52能借助于致动器54沿工件旋转轴线17往复运动。在所示出的实施例中，杆52是齿杆，该齿杆能通过能由致动器54驱动的小齿轮56往复运动。

下定心尖40向卡盘11中的输送和下定心尖40在多爪卡盘中11中的夹紧在输送过程和夹紧过程的不同阶段中在图1至图6中示出，现在在此参考这些图。当下定心尖40处于输出位置或未运行位置中时，卡盘11可以用于夹紧在这里未示出的工件。在图2中的图示中，下定心尖40借助于输送装置50向上运动到所述下定心尖可以通过卡盘11夹紧的位置中。图3和图4示出夹紧卡爪朝夹紧位置运动的阶段，其中，在图中处于图面上方的夹紧卡爪16c不可见。在图2至图5中，下定心尖40在卡盘11中在一个圆柱形区段的较大直径的外周面40a处并且在另一个圆柱形区段的较小直径的外周面40b处由夹紧卡爪夹紧。也可能的是，下定心尖40仅在较小直径的圆柱形区段的外周面40b处夹紧。在每种情况下，杆52也与下定心尖40一起在下定心尖40的下方通过卡盘11夹紧，如在图2至图5中示出的那样。当下定心尖40处于按照图5的夹紧位置中时，待测量的工件夹紧在下定心尖40和上定心尖30之间。对于该夹紧过程，上定心尖30(图13)能竖直地移动。下定心尖40在卡盘11中的夹紧通过夹紧卡爪16a、16b和16c的径向移动进行。夹紧卡爪的径向移动能够与在按照本申请人的文首提及的实用新型的夹紧系统中那样或者手动地或者通过与卡盘11的旋转驱动装置无关的分开的驱动装置(未示出)实现。

图7至图12示出按照本发明的工件夹紧系统10的第二实施例，其中，下定心尖40不仅能竖直地沿工件旋转轴线17输送，而且能横向于工件旋转轴线17输送，其中，又示出下定心尖40的输送过程和夹紧过程的不同阶段。按照图1至图6的第一实施例和按照图7至图12的第二实施例之间的区别在于，仅竖直地输送下定心尖40的输送装置50由输送装置50'取代，该输送装置不仅竖直地而且水平地、亦即横向于工件旋转轴线17和沿工件旋转轴线17输送下定心尖。出于这个目的，输送装置50'具有能水平移动的输送工具58。输送工具58具有钳状的抓具59，该抓具在外周面40a处抓住和夹紧下定心尖40。输送装置50'可以是机器人，如其在生产线中、例如在汽车工业中通常使用。

图7示出输送装置50'的一个阶段，在该阶段中该输送装置使下定心尖40已经、特别是水平地运动到卡盘11上方的位置中。在图8中，输送装置50'使下定心尖40进一步水平地运动到下定心尖40的中轴线处于工件旋转轴线17中的位置中。在图9中，定位装置50'使下定心尖40竖直往下运动到夹紧卡爪16a至16c之间的位置中。在图10中，夹紧卡爪16a至16c已经几乎绕下定心尖40的外周面40a和40b闭合。在图11中，抓具59不再固定保持下定心尖40，而已经开始打开，以使下定心尖40在其在卡盘11中的夹紧位置中释放。在图12中，输送装置50'使输送工具58和抓具59已经运动离开下定心尖40。下定心尖40现在是随时可使用的。

下定心尖40从卡盘11的松脱以相反的顺序实施。因此，抓具59由在图12中示出的位置又运动到按照图11的位置中并且将下定心尖40夹紧在按照图10的位置中。因此，卡盘11在按照图9的位置中打开，其中，下定心尖40进一步通过输送装置50'保持在该下定心尖的位置中。最后，输送装置50'将下定心尖40沿工件旋转轴线17竖直往上抬起，以便将下定心尖输送到按照图8的位置中并且最终输送到按照图7的位置中。

虽然在按照图7至图12的实施例中也存在空心轴，但在那里不是必需的。

附图标记列表

10工件夹紧系统

11卡盘

11'卡盘

12旋转驱动装置

12a定子

12b转子

13旋转台

14盘体

16a夹紧卡爪

16b夹紧卡爪

16c夹紧卡爪

17工件旋转轴线

18平螺旋管

19柱

20空心轴

20a空心轴区段

20b空心轴区段

20c空心轴区段

20d空心轴区段

30上定心尖

40下定心尖

40'下定心尖

40a外周面

40b外周面

50输送装置(竖直)

50'输送装置(竖直和水平)

52杆

54致动器

56小齿轮

58输送工具

59抓具