专利名称：加工中心的制作方法
该发明涉及到工件机械加工的加工中心，它包括至少一个加工装置，加工装置有至少一个能被驱动旋转并且配备一套加工工具的加工主轴，安装在加工区域内的至少一个工件能用加工工具来加工；该加工中心还包括一个工件托架，通过安装在工件托架上的夹持装置，工件能在工件托架上被夹紧和松开，加工装置和工件托架能彼此相对移动；加工中心还包括一个工件托架的运输和定位装置，通过这个装置，工件托架能在加工区域和位于加工区域外的工件更换站之间移动；加工中心还包括一个抓爪，用来更换要被加工的工件和已经加工完的工件，抓爪从上部或从侧面抓起工件，抬高后送到加工区域，在加工完之后，从上面或从侧面将工件卸在工件更换站的工件贮存处。
这种类型的加工中心曾由欧洲专利出版物0088645A1中描述的金属切削加工机床实现。该机床还进一步支配另外的机械部件，使它作为带有旋转工件和固定工具的立式车床来使用成为可能。就涉及到最初提到的那种类型的加工中心而言，这种已知的机器包括由分度头形成的工件托架以及靠近分度头的、由仓库构成的工件更换站。抓爪在工件更换站和工件托架之间更换未加工的工件和加工完的工件。用来加工的刀具被夹紧在加工装置的旋转加工主轴上。
在工件加工期间，抓爪占据位于加工区域外的备用位置。因此，对于每一次工件更换，它必须直接在工具加工夹紧之前和之后，在备用位置和加工区域之间移动。此间必需的时间消耗对工件更换工具时间有不利影响，并因此对总的工件加工时间有不利影响。而且，经常处于加工区域内的工件托架清理金属屑也是一件相对烦琐的事情，这也导致时间消耗的增加。
因此，本发明的目的是创造一套最初提到的那种类型的加工中心，它能够在降低制造费用的同时，使更短的工件加工时间和简化的金属屑的去除成为可能。
为了实现这个目的的设计是，工件托架上的夹持装置构成抓爪，抓爪把工件带入加工夹紧状态，这样从被抓起开始直到重新被卸在工件更换站，因此还有在此间被安装在加工装置的至少一个旋转加工主轴上的加工工具加工期间，各被加工工件持续留在抓爪上。
按这种方式，象以前技术中用来在工件更换站和加工区域之间移动工件的单独的抓爪不再需要了。工件托架上的夹持装置有双重功能，由于它既用来操纵工件运进和运出加工区域，另外也用来在加工期间夹持工件。由夹持装置构成的抓爪自己取来要被加工的工件，在加工完之后又由它自己送回上述工件，在此期间它把上述工件带入加工夹紧状态。由于不必进行抓爪的空载移动，总的工件加工时间被减少。因此，只用单独一个工件托架就实现了高的加工能力和相应高的生产率。由于现在工件也能在悬吊状态下被加工，因此产生的金属屑中的大部分自由落下，而没有弄脏夹持装置以及抓爪和固定在抓爪上的夹持和贴合面。这能够简化金属屑的清理，同时减小了工件新的金属屑的清理时间消耗。由于使用夹持装置的工件托架自己取拿要加工的工件，该发明总体上提供一个“捡取”系统。
尽管按欧洲专利出版物0088645A1中的机床作为垂直车床使用的情况下，要被加工的各个工件被起工件托架作用的夹盘从仓库中取出，在加工完毕重新放回，但是，这种应用被限制在带有旋转夹盘和固定工具的旋转操作中。当作为最初提到的那种类型的加工中心使用的情况下，又得回到用附加的抓爪来移动工件。
同样的问题也适合于在德国专利出版物4022458A1公开的机床。在这里，使用时旋转的工件托架安置在静止的加工工具的下面，在抓爪的帮助下供给工件。尽管这种供给所要求的时间比上述欧洲专利出版物0088645A1情况下要短，但是由于使用了两个抓爪，为此所要求的更高的机械技术，导致这种加工工具成本的明显的提高。
本发明的进一步方案将在从属的权利要求中提及。
在工作托架拿取待加工工件的工件更换站中，工件准备部位可以和工件存贮部位相同。
从实用角度出发，工件托架还包括一个可以被称作托板的夹盘平板，夹盘平板悬挂在运送和定位装置上，夹持装置位于它的下侧。
为了获得最佳的金属屑去除效果，从实用角度出发在加工区域的下面装一个金属屑接收通道，通向运送装置，把产生的金属屑运走。
至少设置一个加工装置可以设计为单根主轴或多根主轴实施形式。单根主轴设计尤其应用于高速加工，这时只能优先选用这样一种解决方法，即把主轴和电机组合为一个单元。特别是在单根主轴结构型式，最好同时设计几个尤其是两个这样的加工装置，这些加工装置最好最好被并排安装在一个水平面内，且彼此独立工作。这样，比如一个加工装置可以进行加工操作，而至于现在不使用的加工装置，可以进行工具更换。
为了使加工中心快速更换工具，以处理其他工件，工件托架最好以可更换方式安装在定位装置上。这样工件托架就可以和它上面的夹持装置一起被更换，被一个不同结构的夹持装置的工件托架所替换。为了方便更换工具，最好装备一个建议用工件托架-更换装置并配一个工件托架仓库。在工件托架-更换装置和工件托架仓库之间更换工作托架，可以比如用手或用适当的辅助设备进行。
本发明的一个优选实施例这样规定工件托架被安排在定位装置的悬臂形部分，以便为工件托架的移动提供尽可能多的空间。
下面将借助于附图来详细解释该发明。
图1是沿图2中箭头I所示方向看上去的、该加工中心优选构造的前视图。
图2是沿图1中箭头II所示方向看上去的、该加工中心的俯视图。
图3是沿图1中箭头III所示方向看上去的、该加工中心的侧视图。
图4工件托架更换装置沿箭头III所示方向看上去的局部侧视图，它在图1至3中为使图面清楚的缘故而没有示出或只是以简图方式示出。
图5是沿图4规定的箭头V方向所示的俯视图。
图6是加工中心的其它实施例的缩小俯视图。
图7表示了工件托架的特殊安装方式。
图8表示了加工中心的进一步改动。
所有的图都采取简图形式。特别还放弃了表示必要的驱动和控制装置，这样的驱动和控制装置是已知的，可以按照需要由专业人员装入。
图1至5所示的加工中心包括一个工作台或机座1，在工作台的背面有一个向上延伸的支柱2。在支柱的上侧，与机座的上表面3一定垂直距离处有第一个水平导轨4，比如它是铁轨状的。一个垂直导轨5安装在水平导轨4上，作水平直线运动，相应的第一个水平运动方向如双箭头6所示。
在垂直导轨5上，安装了一个沿双箭头7所示的垂直移动方向能够被带动移动的升降滑台8。
在升降滑台8的底部，有一个转盘11。它能相对于升降滑台8绕垂直轴8转动。转动方向由双箭头13所示。
在转盘11的底部，通过连接装置14，以可拆方式固定一个工件托架15。转盘11、升降滑台8、垂直导轨5和第一个水平导轨4形成一个统称为16定位装置，定位装置是为与之相连的工件托架15而设。因此，工件托架可以按照需要沿方向6、7和13移动，以便进入所希望的位置。
第二个水平导轨17位于机座1的机座的上表面3的范围内。如垂直俯视图所示，这个水平导轨与第一个水平导轨4成直角方向。这个水平导轨装有一个加工装置22，加工装置22能沿如双箭头18所示的导轨长度方向，在第二个水平运动方向内往复移动。在这个例子中，涉及到单根主轴加工装置，它有一个加工主轴23，所希望的加工工具24以可拆方式安装在加工主轴23上。通过一个与加工装置22一体的、未画出的驱动电机，可以以已知形式驱动加工主轴23，从而驱动加工工具24，实现旋转运动。在现在的情况下，电机的设计允许高速加工。
在了单根主轴加工装置22的位置上，也可以用多根主轴加工装置，它能同时与多个被驱动旋转的加工刀具相配合。
工件托架15装有一个夹持装置25，以便要加工的工件26可以被松开地被夹持固定在工件托架15的预定位置处。这个位置被称作托架位置。上面提到的6、7、13和14的移动自由度使得加工工具24和位于托架位置的工件26之间能相对移动，使得通过使加工刀具24按所要求的方式与工件进入夹紧状态，后者即可被任意加工。
垂直导轨5和升降滑台8装在第一个水平导轨4的前面，结果是升降滑台8和特地安装的转盘11以悬臂方式向前突出(图3)。这意味着工件托架15，与位于托架位置的工件26一起，被固定在机座的上表面3的上方以及托架2前面一定距离处。在正面27是在位于机座1上面、被称作加工区域28的部分，因此通常能够不受限制地够得着也看得清楚。
按照本例，采取这样的结构方式，即第一个水平运动方向6沿机座1的宽度方向，从而按图2中从左到右的方向延伸。第二个水平运动方向18正面和背面之间沿机座1的进深方向延伸。在这个例子中，第二个水平导轨17安置在机座1的左手边缘部分，加工主轴23的旋转轴32平行于第一个水平运动方向6延伸。正如图2中的俯视图所示，加工区域28被第一个和第二个水平导轨4和17，以及机座1的前侧和右侧边33和34围住。
定位装置16不仅在加工过程中用来定位工件26，而且用来在上面提到的加工区域28和工件更换站35之间改变被装上的工件托架15的位置。工件更换站35最好在加工区域28外，按照图2的俯示图所示，在该发明的这个实施例中，工件更换站35位于右侧边34的旁边。在工件更换站35中，可能进行与工件托架15相关的工件更换，也就是说，事先位于托架位置上的工件在加工完之后被紧接着待加工的工件所替换。这里出现一个工件的替换。
第一个水平导轨4一侧延伸超出右侧边34，使得垂直导轨5能和工件托架15一起，沿这第一个水平导轨4移动到工件更换站35中。位于工件更换站35的工件更换场所在图1和2中用虚线36表示。
在工件更换位置36中，工件托架15占据在工件更换站35中工件准备部位37垂直上方的位置。为了给空的工件托架15提供工件26，相应的工件26被安排在工件准备部位37旁边的准备部位42。紧接着，位于工件更换位置36的工件托架15从位于工件26上方一定距离的准备部位43，沿竖直运动方向7向下移动进入接收位置44；在接收位置，工件托架用它的夹持装置25抓住工件并夹紧它。夹持装置25从上面直接接收工件26，因此夹持装置同时执行抓爪功能。在这个位置，夹持装置25从准备部位42接受工件26，工件26一直被夹在工件托架15上，直到加工完成后，它被放回到工件更换站35中。在准备部位42被夹紧的工件26被垂直升起的升降滑台8从工件准备部位37提起，此后在工件托架15上处于悬挂位置，直到被返回工件更换站35。
这种返回以相反的运动顺序进行，工件托架15首先被带到工件更换站36，使得它位于工件交换站的工件贮存位置38上面且有一定距离的高位准备部位43。这个工件贮存位置38最好与工件准备部位37重合，使得通过降低工件托架15加工完的工件被放回相应于前面准备部位42的位置。
很显然，工件贮存位置38没有必要必须与工件准备部位37相同。首先在连续提供工件26的情况下，特别地如果工件准备部位37在从它那里取运的工件的加工过程中不能持续保持空闲的话，值得建议选择另外的工件贮存位置38。工件贮存位置38最好在工件准备部位37的旁边，或者，但要第一个水平导轨4相应延长，工件贮存位置设在机座1的左侧边45的范围内。从这里可以清楚地看到，工件更换站35没有必要必须是一个结构单元，而可以被彻底分成若干局部彼此分离的部分。在一个部分，比如可以进行接受工件，这可被称作“捡取”功能，而在另一个部分，交还已被加工完的工件。
把要加工的工件26移进工件准备部位37，最好在工件运送装置45的帮助下进行，在该发明的现在的图1至5所示例子中，工件运送装置被设计成运输带的形式，它穿过工件更换站35和加工中心运动到靠近右侧边34一侧。可以沿进深方向一个接一个地安排多个加工中心，使得运输带经过所有加工中心，要加工的工件按照各自的夹用情况，被各自的加工中心取走。在这种情况下，工件运送装置45实际上代表一个低成本的工件仓库，它使得不需要配备有夹持装置的昂贵的工件托板。
在图6所示的实施例的情况下，提供了采用园控制台形式的工件运送装置45’，工件26能放在依次穿过工件更换站35的转盘上。
在工件更换站35中，为了保证工件托架15可靠地接收工件26，最好使位于工件准备部位37的工件26，通过使用定位装置46准备预对正。在这方面，可能涉及到定位或固定销，它设定工件26的一定角度的对齐。如果工件26由工件运送装置45和45’来提供，从实用角度，在每个工件位置49处都有相应的定位装置46。
在优选实施例的情况下，工件托架15包括一个底板，也称作夹盘板，它的上侧固定连接在转盘11上，底板平面以与旋转的竖直轴12成直角的方向延伸。在连接位置，在朝下的底板面48上有夹持装置25。工件托架15在工件更换站36中也取该位置，使得垂直运动足以接受工件26，夹持装置25被从上面放在定位于工件准备部位37的工件26上。夹持装置25自身可以常规方式与合适的，比如液压夹持机构相匹配，并获得要求的夹接和接合面，使得在加工中心的自动操作过程中，能够实现工件26的抓住和夹紧。要求的夹持和抓住运动在图1中由双箭头52表示。
由于工件26在加工区域被悬挂加工，所以产生的绝大部分金属屑落到下面，不会弄脏夹持装置25。在本实施例中，金属屑被收在一个金属屑接收通道53中，金属屑通道位于加工区域28的下面，最好和机座1成一整体。金属屑接收通道53可以以漏斗状形式向下逐渐变细，比如，开口通向由运输带构成的运送装置54，这种装置水平延伸，将产生的金属屑清理出加工中心。
加工中心还可以配备有刀具仓库55，准备好多只加工刀具，加工装置22可以选择地与加工刀具装配。装配可以在适当的刀具更换器56的帮助下方便地进行。
按照图6中的实施例可以清楚地看到，加工中心可以容易地装备有多个加工装置22。如图6所示，采用两个这样的加工装置22’和22”，每个加工装置都能在相应于图1至5所示实施例中的第二个水平导轨17上，按照双箭头18所示的方向被移动。在这种情况下，加工装置总是被安排在机座1的正面37的范围内，使得它们在机座1的进深方向上与支柱2相对。加工装置22’和22”的旋转轴，它们不同于图1至5的结构型式，而是平行于第二个水平运动方向18延伸，在这种情况下通常用单根主轴。
这种实施例中的加工中心只装备有单个工件托架15，它依次装载要被加工的工件26。由于工件的接收和释放发生在竖直方向，工件更换可以由夹持装置25自身自动进行，因此，工件更换时间非常短，可以放弃其他的工件托架和在加工区域内的转换移动。这意味着成本的降低，由于每个工件类型只要求一个工件托架。
如果加工中心的工件托架15是可以互换的话，这固然也是一个优点。这使得按照在加工中心内要被加工的工件类型，通过交换来装备加工中心成为可能。因此，在该实施例中，工件托架15通过连接装置14以活动方式固定在转盘11上，如果需要的话，可以被装有适合其他工件的夹持装置的另一个工件托架15’替换。从图4和5中可以看到具体细节。
因此，加工中心最好配备有工件托架仓库57，它被安排在靠近机座1的适当的位置。在工件托架仓库中，带有不同设计的夹持装置25的工件托架25被存放备用。工件托架的更换最好以机械方式进行，因此本例中的加工中心配备有适当的工件托架更换装置58。它使得可以从加工位置61移走眼前装在加工位置61的定位装置16上的工件托架15，代之以另一个工件托架15’与空载的定位装置16相连接，所以这个新的工件托架15’占据已由图1至5说明的加工位置61。工件托架更换装置58也最好至少部分地承担工件托架15和15’进出工件托架仓库57的移动。
本实施例中，工件托架更换装置58被安排在机座1右侧边34的范围内。它有一个卡盘62，卡盘在水平导轨63上方，63装在水平线性延伸的导轨64上，卡盘能够按照双箭头65所示方向，平行于第二个水平运动方向18移动。导轨64最好安装在机座1上。在卡盘62上有两个装载位置66和67，它们分别适用于以活动方式接受或固定工件托架15和15’。该实施例中所描述的卡盘62被设计为类似于叉形，具有两个并排构成装载位置66和67的凹槽，它们开口朝向卡盘的正面。为了在装载位置66和67固定工件托架，上述工件托架15被从开口的正面插进相应的装载位置67中，如箭头72所示。取出被固定的工件托架是通过按箭头73所示的相反方向从相应的装载位置67抽出。插进和抽出的方向72和73平行于卡盘62的水平运动方向65。
卡盘62是这样安排的，即装载位置66和67的开口正面朝向机座的后侧。工件托架更换按如下所述进行一个装载位置66保持空载，而另一个装载位置67装有新的工件托架15’。装载发生在基本位置71，其中水平导轨63被安排在机座正面范围内，如图4所示。现在位于加工位置61的工件托架15，通过定位装置61来这样固定，即它在水平方向直接与空载的装载位置66相对。这个中间位置如图5所示。下一步是水平导轨63沿箭头74在工件托架15的方向内移动，所以工件托架15进入空载的装载位置66。这个中间位置如图5中虚线75所示。固定在第二个装载位置67的新的工件托架在待移走的工件托架15旁，位于水平运动方向6内。
连接装置14现在被解锁，转盘11沿水平运动方向6在新的工件托架方向内移动，并保持自己的高度，而一直位于加工位置61的工件托架15，留在了第一个装载位置66。在这个侧向运动过程中，与过去的工件托架15的连接接合逐渐解除，同时与新的工件托架15’的连接接合开始形成，直到新的工件托架到达加工位置61。这时连接装置14被重新锁上，新的工件托架15’以固定方式安装在转盘11上。
在所说明的加工实施例中，为了保证这些运动过程，连接装置14有一个线性导向装置76，它由两个互补的线性导轨部分77和77’组成，这两个导轨部分能沿长度方向彼此相对推动，此外彼此还啮合在一起。其中的一个线性导轨部分77装在转盘11上，另一个装在夹板47上。线性导轨部分76可以被设计成燕尾槽形状，或如图中所示是T形导轨。用来卡固各个加工位置61的单个锁紧部件在图中没有画出。
一旦新的工件托架15’被固定在加工位置61，卡盘62就通过水平滑块导轨63从中间位置75返回基本位置71。这时新的工件托架15’留在转盘11上，而旧的工件托架15停留在附属的装载位置66上，同时一起返回。现在加工中心就可以用新的工件托架15’开始加工新类型的工件。
在优选设计中，比如如图中所示的类似于叉形具有E形轮廓的卡盘62，能在图4中实线所示的更换位置81和虚线所示的装载位置82之间转动，这里的运轩轴78最好是水平轴。在更换位置81，卡盘62占用上面描述的位置，在这里，装载位置66和67的开口的正面朝着机座的背面。为了保证卡盘62和固定在上面的工件托架在加工过程中没有冲突，夹具62可以按双箭头83所示方向在装载位置绕水平转轴78转动，转动的角度比如总计180°。夹具62因此转向工件托架仓库57，旧的工件托架15能被放到工件托架仓库57中。类似地在装载位置82，下一个要被使用的工件托架可以被放在装载位置66和67中的一个上面。
在图6所示的加工装置22、22’和22”布置方式下，如果工件托架更换装置58的位置定在与机座1的左侧边31相反的范围内，是恰当的。由于加工装置22’和22”安排在加工中心的前侧部分，所以这个范围是空的。在这种情况下，为了能实现最佳的工件托架更换，在这种情况下，第一个水平导轨4不过应尽可能地向左延伸，使得升降滑台8能在进深方向18上在工件托架更换装置58的对面定位。
图8表示加工中心的进一步的设计结构，类似于箭头III方向的侧视图，这种设计使特别低成本的工件托架更换方法成为可能。在这里，更换操作在工件托架更换站92处进行，供给装置93经过更换站，借助于93，不再需要的工件托架15被运走，作为下一个将被固定在加工位置中，定位装置16以及转盘11上的工件托架15’则被提供过来。按照加工中心的优先实施例，工件托架更换站92等同于工件更换站35，供给装置等同于工件运送装置45和45’。在后者上面，除了工件26的定位装置46外，还安排了几个固定装置94，各个工件托架15和15’可以用下述方式固定在夹持装置上，即当上述工件托架经过工件托架更换站92时，占据适合于更换的位置。固定在固定装置94中的工件托架15’最好这样安排和对齐，即夹持装置25朝下，夹板47的板平面沿水平面延伸，线性导轨部分77’最好对准供给装置93的进给方向95。固定装置94最好和夹持装置相配合。
为了使空载定位装置16装上工件托架15’，定位装置16最好以下述方式在工件托架更换站92定位，即它的线性导轨部分77和将要到达的工件托架15’的线性导轨部分77’位于在同一高度，同样也对准进给方向95。然后，运行中的供给装置93用它的线性导轨部分77’，自动将正在到达的工件托架15’推到转盘11的线性导轨部分77上。一旦到达所希望的加工位置，图中没有详细画出的连接装置14就被起动，工件托架15’被转盘11的向上运动从固定位置94提起。
用相应的方式，在工件托架更换站92不再需要的工件托架15可以被传送给固定装置94。定位装置16最好直接将工件托架15放在固定装置94中。接着连接装置被松开，运行的供给装置93将工件托架15从线性导轨部分77拉出。同时下一个工件托架15’可能已被推走。
很清楚，工件托架更换可以和其他运动过程协调进行，但首先取决于连接装置14的设计方式。比如可以想象，进入和离开线性导轨部分77和77’可以与进给方向95成直角方向进行，即沿第一个水平运动方向6进行。那么，工件托架15和15’以及转盘11必须与图8比较，相对于竖直轴旋转90°安装。然后定位装置16最好首先将不再需要的工件托架15放在供给装置93上，之后返回一段距离，使得“新的”工件托架15’能到达更换位置，能被转盘接收。
对于连接装置14的相应设计，比如没有线性导轨部分77和77’，更换过程也能立即单独在转盘垂直运动的范围内进行。不再需要的工件托架15，被从上面放在供给装置93的更换位置上，在解除连接后被运走。在这之后，下一个工件托架15’被运到更换位置，从上面被定位装置16连接，并且被提起。
这个设计的至少一个优点是不需要复杂的专用工件托架更换装置58，因为工件托架更换可以由定位装置16自身采用反正已经有的工件运送装置45和45’来实现。比如，只需要紧接着在上一个要被加工的工件26之后，把下一个要用的工件托架15安置在工件运送装置45和45’上，使得在上一个工件更换之后，可以同样在捡取系统中进行工件托架更换。
甚至可以当工件固定在夹持装置25中时实现工件托架的更换。在这种情况下，工件托架15位于工件运送装置45和45’上相关工件26的上方，固定装置94实际上由定位装置46构成，定位装置通过附属工件26，直接固定相关的工件托架。
按照实施例中的加工中心使得只用一个工件托架和只用一个安装在上面的、尤其是液压或气压控制的夹持装置就可以工件加工。不在加工过程中的工件不必固定在昂贵的夹持装置上，而可以用简单的运输工具运到工件更换站，以及再从工件更换站取走。简单的定位装置足以保证基本对齐，它照顾到达工件准备部位37的工件始终有相同的对齐，这就允许能在竖直方向移动的工件托架15的夹持装置直接抓取工件。加工中心使得完全自动的工件加工不用操作人员更换工件成为可能。工作托架自动拿取要加工的工件，自动在托架位置将工件夹紧。
很清楚，加工中心可以容易地被提供其它的自由度或者轴。比如可以想象，进一步细分工件托架15或转盘11，用横贯垂直轴12的横轴将这两部分连接起来，这个横轴也可以斜着延伸，也就是说不与垂直轴12成直角。因此，在加工过程中需要的夹持装置25也可以这样定位，即它不竖直向下，而是侧向，其中在工具更换期间向下的板平面48指向侧向。
图7表示工具托架15的一种变更的布置。在这种情况下，工具托架并不直接装在上面提到的转盘11上，而是装在第二个转盘85上，第二个转盘85用一个角头86固定在上述第一个转盘11上。第二个转盘85能够绕与角头86相关在与竖直轴12成直角延伸的水平转轴87旋转，另一方面角头86能绕竖直轴12旋转。工件托架15通过上面提到类型的连接装置14用它的夹板47以活动方式固定在第二个转盘85上，而角头86通过相应的连接装置14与第一个转盘11固定。现在工件托架15另外可以按双箭头88所示方向绕水平转轴87转动。这实现了下述可能，即实际上可以加工任何空间角度，并把工件26的五面加工变为现实。
此时的工件托架15这样对正，即卡盘47的板平面水平对齐，板平面48和装在上面的夹持装置25水平侧向。
为了在工件托架15的这种布置或对齐的情况下，在工件更换站35接收各个要加工的工件，位于工件准备部位37的工件从侧面被夹持装置25抓住。工件托架15被定位装置16移进工件更换站35中，然后被降低，直到工件托架与要捡起的工件26侧面紧靠着放置，接着水平侧向移动到工件26，工件26重新又被夹持装置25夹住。现在工件托架15被定位装置16提升，工件26被移进加工区域中。加工完之后，工件26的存放以相应方式进行。
权利要求
1.用于对工件(26)进行机加工的中心，包括至少一个加工装置(22、22’和22”)，加工装置至少有一个能被驱动旋转并且适合与加工刀具(24)配合的加工主轴(23)，装在加工区域(28)内的至少一个工件(26)可以被加工工具加工，加工中心还包括一个工件托架(15)，工件(26)可以通过工件托架(15)上的夹持装置(25)以活动方式夹持在工件托架(15)上，其中，加工装置(22、22’和22”)和工件托架(15)能彼此相对移动，加工中心还包括一个用于工件托架(15)的定位装置(16)，通过定位装置，工件托架(15)能在加工区域(28)和位于加工区域(28)外的工件更换站(35)之间移动，加工中心还包括一个抓爪，用来更换待加工的和已加工完的工件(26)，其中，抓爪从上面或从侧面接收来自工件更换站(35)中工件准备位置(37)的工件(26)，将上述工件提升，运至加工区域(28)，在加工完后，从上面或从侧面将工件卸在工件更换站(35)中的工件存放位置(38)上，该加工中心的特征在于由工件托架(15)上的夹持装置(25)构成抓爪，抓爪把工件(26)带入加工接合状态，各个要加工的工件(26)从捡起开始到重新被卸到工件更换站以及在此期间，被装在加工装置(22、22’和22”)的旋转加工主轴(23)上的加工工具(24)加工过程中，工件一直保持在抓爪(25)上。
2.按照权利要求1所述的加工中心，其特征在于工件准备位置(37)与工件存贮部位(38)重合。
3.按照权利要求1或2所述的加工中心，其特征在于提供了一个工件运送装置(45和45’)，用来提供和/或取走要加工的工件或已被加工完的工件进入和离开工件更换站(35)，工件运送装置比如被设计成运输带的形式或园分度台的形式。
4.按照权利要求1至3中任一个所述的加工中心，其特征在于工件托架(15)包括一个夹板(47)，夹持装置(25)装在夹板的底面(48)。
5.按照权利要求1至4中任一个所述的加工中心，其特征在于在加工区域(28)的下方提供一个金属屑接收通道(53)。
6.按照权利要求1至5中任一个所述的加工中心，其特征在于至少一个加工装置(22、22’和22”)的加工主轴(23)的转轴是水平取向的。
7.按照权利要求1至6中任一个所述的加工中心，其特征在于提供至少两个并排布置且单独驱动的加工装置(22’和22”)。
8.按照权利要求1至7中任一个所述的加工中心，其特征在于工件托架(15)以可更换方式装在定位装置(16)上。
9.按照权利要求8中所述的加工中心，其特征在于工件托架(15)通过线性导轨(76)，装在定位装置(16)上，工件托架被沿线性导轨(76)移动进行更换。
10.按照权利要求8或9中所述的加工中心，其特征在于提供一个工件托架更换装置(58)。
11.按照权利要求10所述的加工中心，其特征在于工件托架更换装置(58)有一个特别的叉形夹具(62)，带有两个工件托架(15和15’)的装载位置(66和67)。
12.按照权利要求11所述的加工中心，其特征在于夹具(62)能朝着装在定位装置(16)上的工件托架(15)方向移动，也能反方向移动(双箭头65)。
13.按照权利要求11或12所述的加工中心，其特征在于夹具(62)能在更换位置和装载位置(63)之间转动，尤其是绕水平轴(78)转动。
14.按照权利要求10至13中任一个所述的加工中心，其特征在于工件托架更换装置(58)附属一个工件托架仓库(57)，用于带有不同夹持装置(25)的工件托架(15和15’)。
15.按照权利要求8至14中任一个所述的加工中心，其特征在于提供一个工件托架更换站(92)，在那里定位装置(16)从供给装置(93)上接收加工操作需要的工件托架(15’)。
16.按照权利要求15所述的加工中心，其特征在于定位装置(16)把不再需要的工件托架(15)放回到供给装置(93)。
17.按照权利要求15或16所述的加工中心，其特征在于工件托架更换站(92)与工件更换站(35)重合，供给装置(93)由工件运送装置(45和45’)构成。
18.按照权利要求17所述的加工中心，其特征在于工件运送装置(45和45’)上至少提供一个用于供给和/或取走的工件托架(15和15’)的夹持装置(94)。
19.按照权利要求1至18中任一个所述的加工中心，其特征在于工件托架(15)能在承载它的定位装置(16)上，沿竖直方向(7)和第一个水平运动方向(6)移动，其特征还在于加工装置(22)能在垂直于上述方向的第二个水平运动方向(18)上移动，此外工件托架(15)最好也能绕垂直轴(12)转动。
20.按照权利要求1至19中任一个所述的加工中心，其特征在于至少一个加工装置(22、22’和22”)附属一个工件仓库(55)和一个工具更换器(56)。
全文摘要
提出一种用于对工件(26)进行机加工的加工中心。它包括至少一套用于加工装在加工区域(28)内的工件(26)的带有旋转工具(24)的加工装置(22)。工件(26)被夹持在工件托架(15)上，为此目的，工件托架装有一个夹持装置(25)。工件托架(15)可以移动进入工件更换站(25)，在工件更换站内更换工件。在工件更换期间，工件(26)被夹持装置(25)从上面捡起和放下。在加工期间，工件(26)以悬挂方式夹在工件托架(15)上。该加工中心保证高的生产率和最低的操作复杂性。
文档编号B23Q7/14GK1155864SQ95194673
公开日1997年7月30日 申请日期1995年6月20日 优先权日1994年6月29日
发明者M·格鲁纳 申请人:马格纳斯·格鲁纳