支承装置、机床及用于支承杆状工件的方法与流程

本发明涉及用于支承用于机床的杆状工件的支承装置、机床以及用于支承杆状工件的方法。特别地，本发明涉及如权利要求1中限定的用于机床的部件、如权利要求10中限定的机床以及如权利要求11中限定的用于支承杆状工件的方法。

机床被用于加工工件。例如，管金属加工机、尤其是激光切割机被认为是机床。此外，弯曲机或压力机、比如折弯机被认为是机床。

ep1002622b1公开了通过保持器支承型材比如管，该保持器将型材侧向围封，并且该保持器被适当地成形，使得在保持器之间留有与外接于被加工型材的圆周相等的圆形空间。该圆周的半径可以是固定的、可变的或固定扇区。支承件总是围绕管包裹，并且需要被打开以用于拆卸和装载型材。

ep2017023a1和itmi2005a001693公开了一种由一个或更多个支承件支承的型材，所述一个或更多个支承件包括接纳外接型材的半圆周并在重力方向上对型材进行支承的搁置部。支承件具有可变截面搁置部，因此支承件可以通过绕横向于条杆的水平轴线旋转而适应于不同的半径。

现在，本发明基于以下任务：避免现有技术的缺点，并提供用于机床的改进的部件、改进的机床或用于支承杆状工件或用于将杆状工件装载到机床中的改进的方法。

该任务通过根据权利要求1的用于机床的部件支承装置、根据权利要求10的机床或根据权利要求11的用于支承杆状工件的方法来解决。

本发明的用于将用于机床的杆状工件沿着支承区域的纵向轴线支承的支承装置包括：

至少一个双支承件，所述至少一个双支承件适于将工件的一部分支承在支承区域中，其中，双支承件包括两个支承元件，所述两个支承元件各自能够围绕旋转轴线旋转，其中，旋转轴线中的每个旋转轴线垂直于纵向轴线，

其中，每个支承元件包括扇形支承表面，扇形支承表面一起形成适于支承工件的一部分的半圆形支承表面，

其中，支承区域包括与半圆形支承表面对置的敞开侧，并且

其中，支承元件适于基于围绕旋转轴线的旋转位置提供半圆形支承表面的变化直径，以便支承变化的工件。由于本发明的支承装置包括敞开侧，因而杆状或长形的工件可以通过从该敞开端装载而安置在支承元件之间。

在支承装置中，当支承装置位于供机床对工件进行加工的加工位置时，支承区域的纵向轴线可以与机床的纵向轴线一致。纵向轴线可以水平地定向，并且支承元件的旋转轴线可以竖向地定向。支承区域可以被限定为所述至少一个双支承件上方或周围的空间，并且支承区域被设置成接纳像管、条杆或型材一样的杆状工件。可以沿着纵向轴线安置多于一个的双支承件。双支承件的数目可以取决于支承区域或工件的长度。

每个支承元件可以包括具有不同半径的至少两个扇形支承表面。通过使支承元件绕其旋转轴线旋转，可以选择特定的扇形支承表面。

本发明的支承装置提供如下优点：调节并排安置的支承元件的半径以管理即使不是完美直线形的条杆，但避免了工件的全部重量影响调节运动，在工件的全重载荷下进行调节的一些现有技术支承件就是这种情况，例如在ep2508298b1或it0001380352中就是这种情况。支承件对可以在条杆被引入支承件对内之后被调节为恰当的尺寸。

这些支承件可以包括曲线表面，该曲线表面的半径等于在处理时外接于工件的圆。这些支承件可以并排安置，以沿着管轴线产生等于被处理工件的半圆周的搁置部。该支承装置在顶部处是敞开的，使得该支承装置无需移动或打开两个支承件就可以进行装载和拆卸。支承区域的该敞开侧至少包括位于半圆形支承表面上方的空间，并且支承区域还可以包括位于所述至少一个双支承件上方的空间。如果有多于一个的双支承件，则双支承件之间和上方的空间也是敞开的。敞开意味着在该区域中不存在支承装置的任何部件，从而改善了对工件的处理。

除了工件在z方向上移动的可能性之外，支承装置还可以用于管理不是完美直线形的条杆，在条杆刚被引入支承件对内之后，将支承件对闭合至恰当的尺寸。

可以设置的是，对于支承元件的不同旋转位置，纵向轴线是相同的。可以与旋转轴线一致的纵向轴线的固定位置是通过成形的支承表面来实现的，并且易于工件的处理和加工。

可以设置的是，支承元件包括设置有扇形支承表面的柱形主体。通过并排安置两个对称的支承元件并使其绕其竖向轴线旋转，这两个对称的支承元件形成具有不同半径的过渡区域以便覆盖不同的直径，而不必物理上更换支承元件。

还可以设置的是，扇形支承表面包括呈对数螺旋形式的螺旋轮廓，优选地，螺旋轮廓具有相对于旋转轴线在七度与二十七度之间、优选地是十七度的角度。对数螺旋由于其几何特性而在支承件与被支承管之间提供了始终恒定的接触角。17.28度的角度是工作良好的示例。恒定的接触角和连续的表面改善了对工件的处理。

可以设置的是，扇形支承表面包括特别地呈阿基米德螺旋或双曲螺旋的形式或根据科莫、克洛托瓦、费马或利托的螺旋定律中的一者的螺旋轮廓。这些其他的螺旋形式也提供了连续的表面，并且因此在保持器与工件之间提供了良好的接触。此外，像螺旋形曲线一样的螺旋形式或其他形式可以根据工件的特定直径或轮廓来适应。

还可以设置的是，扇形支承表面包括具有圆形或螺旋部段的轮廓。由于部段之间的过渡，表面可能是不连续的。这样的支承表面可以更容易地提供。

可以设置的是，至少两个双支承件被沿着纵向轴线的方向安装在操纵器上，该操纵器是能够在横向于支承区域的纵向轴线的两个方向上移动的。移动方向可以是高度方向和横向方向。这种移动可能性可以用于将呈条杆或管或型材形式的工件直接从装载系统传送至工作线，而在装载器与工作线或机床之间没有任何其他装置。一个或多个操纵器可以由单个运动系统控制或彼此独立。

还可以设置的是，操纵器是能够从机床的装载位置移动至机床的加工位置并从机床的加工位置移动至机床的装载位置的。操纵器同时提供支承和运送，从而改善了物料工作流程。

还可以设置的是，操纵器适于测量工件。操纵器也可以用于通过特殊的测量系统进行工件的测量，因为操纵器允许工件自身的完美对准。操纵器不需要用于在处理期间对工件进行精确跟踪的受控轴线，因为这可以通过并排安置的支承件来保证。

根据本发明的机床适于加工杆状工件，并且根据本发明的机床包括工作头和如上所述的支承装置。与上面所描述的相同的优点和修改是适用的。

本发明的用于支承用于机床的杆状工件的方法包括以下步骤：

通过支承装置的至少一个双支承件的两个支承元件提供半圆形支承表面，

从顶部将工件装载到半圆形支承表面上；

使所述两个支承元件旋转以使半圆形支承表面适应于工件的直径。

工件通过重力保持在支承元件之间，并且可以附加地夹持在支承元件之间。此外，与上面所描述的相同的优点和修改是适用的。

可以设置的是，至少两个双支承件将工件的不同部分沿着纵向轴线支承，并且将所装载的工件沿垂直于纵向轴线的方向从机床的装载位置运送至机床的加工位置。至少一个双支承件或支承装置同时提供支承和运送，从而改善了物料工作流程。

本发明的其他优选布置结构通过从属权利要求中提到的其他特征得出。

除非在个别情况下另有说明，否则本申请中提到的本发明的各种实施方式可以有利地彼此组合。

将在下面的示例中通过对应的附图说明本发明：

图1示出了处于装载位置的支承装置的示意性立体图；

图2示出了处于加工位置的支承装置的示意性立体图；

图3示出了保持小管的支承装置的示意性立体图；

图4示出了保持小管的支承装置的示意性正视图；

图5示出了保持大管的支承装置的示意性立体图；

图6示出了保持大管的支承装置的示意性正视图，以及

图7示出了支承装置的示意性立体图。

图1示出了机床100，例如管金属加工机、尤其是激光管切割机。机床100适于加工像管一样的杆状工件110(或管形状或管状的工件)，并且机床100包括具有激光喷嘴的工作头120。工作头120切割以可旋转的方式保持在两个主轴130之间的工件110。

提供了支承装置200来用于对工件110进行支承。在图1中，支承装置200被描绘为处于装载位置i。在图2中，支承装置200被描绘为处于加工位置ii。因此，支承装置200适于在机床100加工工件110时支承工件110以及/或者适于将工件110装载到机床100中。支承装置200可以是独立的装置或形成机床100的一部分。

支承装置200包括适于支承工件110的一部分的至少一个双支承件210。在该特定示例中，存在五个双支承件210。围绕双支承件210限定适于接纳工件110的支承区域220。支承区域220具有沿在图1中用x表示的水平方向延伸的纵向轴线l。工件110的纵向轴线与支承区域220的纵向轴线l平行或一致。

可选的给送器机构230从外部装载或输送机构接收工件110，并且将工件110从顶部装载到双支承件210中。可选的给送器机构230可以是单个装置或支承装置200的一部分。

支承装置200可以包括操纵器240，支承装置200安装在操纵器240上，并且操纵器240是能够在横向于支承区域220的纵向轴线l的两个方向上移动的。这两个方向中的一个方向是竖向的(z)，并且另一个方向是水平的(y)。给送器机构230可以是操纵器240的一部分。

此外，操纵器240可以适于测量工件110。可以使用特殊的测量系统进行测量，因为支承装置200已经提供了工件110的完美对准。操纵器240不需要用于在处理期间对工件110进行精确跟踪的受控轴线，因为该位置因双支承件210的存在而得以保证。

操纵器240将具有已装载的工件110的支承装置200从图1的装载位置移动至图2的加工位置。该移动发生在y方向和z方向上。

在图2中，示出了工件110的加工，例如激光切割。在加工期间，支承装置200通过主轴130夹持并移动工件110。

在加工之后，被加工工件110可以通过另外的机构或通过支承装置200来运送。

图3和图4更详细地示出了保持着工件110的支承装置200的双支承件210。

双支承件210包括两个支承元件300、310，所述两个支承元件300、310各自能够绕垂直于纵向轴线l的旋转轴线r1和r2中的一者旋转。在特定示例中，旋转轴线r1、r2竖向地定向。所述两个支承元件300、310布置为关于纵向轴线l彼此对置的对称对。因此，所述两个支承元件300、310关于穿过纵向轴线l的竖向平面对称。

每个支承元件300、310具有柱形主体320，在该柱形主体320中设置有扇形支承表面330。两个支承元件300、310的扇形支承表面330一起形成适于支承工件110的一部分的半圆形支承表面340(图4)。半圆形支承表面340可以是连续的、即在两个扇形支承表面330之间没有间隙，或不连续的、即在两个扇形支承表面330之间有间隙。

扇形支承表面330设置在与旋转轴线r1、r2中的一者相交的水平平面内。半圆形支承表面340设置在与两个旋转轴线r1、r2相交的水平平面内。

支承元件300、310适于基于围绕旋转轴线r1、r2的旋转位置提供半圆形支承表面330的变化直径，以便支承变化的工件110。可以通过使两个支承元件300、310旋转相同的量来支承对称和不对称的工件110。通过两个支承元件300、310的旋转获得的半圆形区域340重新形成了围绕被加工型材110的外接圆。

扇形支承表面330包括螺旋轮廓，螺旋轮廓在此呈对数螺旋的形式，优选地，螺旋轮廓具有相对于旋转轴线在七度与二十七度之间、优选地是十七度的介于支承表面330与被支承工件110之间的接触角。由于两个扇形支承表面330，工件110被从底部支承并且被从侧面保持或甚至夹持。

螺旋轮廓具有竖向平面中的分量和水平平面中的分量。由于在该示例中两个螺旋分量是对称的，因而对于支承元件300、310的不同旋转位置，纵向轴线l是相同的。这还意味着支承装置总是将工件110提供于机床的旋转轴线处，而与工件的直径无关。

扇形支承表面330上方的支承区域包括与半圆形支承表面340对置的敞开侧。这样，支承装置可以被从顶部装载。

图5和图6示出了保持与图3和图4相比具有更大直径的工件110的支承装置200的双支承件210。

所述两个支承元件300、310具有关于旋转轴线r1、r2的另一位置，这导致了不同的起作用的、即进行实际支承的半圆形支承表面340。与图3和图4相比，该半圆形支承表面340更大，因为其适应于工件110的增大的直径。

在用于支承用于机床的杆状工件110的方法中，通过支承装置200的至少一个双支承件210的两个支承元件300、310提供半圆形支承表面340。

工件110被从顶部装载到半圆形支承表面340上，并且所述两个支承元件300、310被旋转以使半圆形支承表面340适应于工件110的直径。通过该旋转，工件110被支承并被保持或夹持。

所述至少一个双支承件210或支承装置200将所装载的工件110运送至机床的加工位置。在该位置，机床对工件110进行加工。支承装置200可以在加工期间使工件110移动。

图7示出了支承装置的另一示意性立体图。

在一些实施方式中，螺旋的双支承件300、310的本体在上部部分中具有倾斜边缘350会是有利的。

这种倾斜边缘350可以防止方形/矩形截面的面与螺旋的双支承件300、310的上尖锐边缘之间可能产生的碰撞。这种碰撞可能导致在切出的几何结构上发现几何缺陷以及支承件自身的过度磨损。该倒角或倾斜边缘350有助于管或型材的支承，特别是在管或型材具有方形/矩形截面的情况下更是如此。

该倾斜边缘350允许管或型材进入由两个螺旋的双支承件300、310形成的坐置部360，即使由于旋转的作用或出于管或型材的挠性，管或型材不局部地居中于双支承件300、310中。倒角的几何结构可以是具有不同倾斜度的线性的或者是圆形的。

可以在两个双支承件上都制作出倒角。可以在机床中存在的所有双支承件对上都制作出倒角。

在一些实施方式中，在从装载区域到工作区域的平移期间使用保持虎钳370将管或型材保持就位会是有用的。

在操纵器380的运动期间，特别是在该运动的开始和停止的瞬态期间，可能发生管移出由两个螺旋的双支承件300、310形成的坐置部360的情况。

已经证实，方形或矩形截面的管倾向于以不受装载系统的控制和不被装载系统需要的方式在螺旋的支承件300、310的坐置部360内旋转。这由于主轴之间的不当抓持而可能导致机器的工作线上不精确的装载。

保持虎钳370以牢固地约束至操纵器本体380的方式安装在操纵器本体380上。保持虎钳的两个钳夹390在横向于被处理的管或型材的纵向轴线且平行于操纵器380的平移方向的轴线上移动。

保持虎钳370在操纵器移动之前在管上闭合，从而将管牢固地保持，使得管不旋转且不移出螺旋的支承件的坐置部360。在管被工作线上的主轴阻碍时，虎钳370将管释放。

在机器的正常使用期间，虎钳370既不会干预也不会妨碍螺旋的双支承件300、310的工作。气动、液压和电动致动器均可以操作保持虎钳370。

保持虎钳370可以是自定心的。保持虎钳370可以根据不同的运动学方案来设计。保持虎钳370可以安装在被供给机器的操纵器中的至少一个操纵器上。

在此示出的支承装置允许杆状工件的简单且精确的支承，使得可以容易地装载和处理工件。