专利名称：刀具传送装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机床的刀具传送装置，它具有一个在至少两个座标轴上通过电动机而可以运动的支承结构和一个装在这支承结构上的夹持器装置，其夹持器具有两个可以彼此相对回转的夹持爪以及一种用于将夹持爪制动在其关闭位置上的闭锁机构。
这种刀具传送系统与刀库相联系用各种刀具来装置机床，尤其是铣床和钻床以及加工中心。虽然可以按照捡拾原理用传送装置直接在机床的各自工作主轴上更换刀具，但其优选的应用范围在于从复杂的刀库里运输刀具并且在将各自的刀具转送至一个换刀装置，并且反过来。在所谓台架刀库中，刀具其大多设计成所谓刀具锥体的刀具夹位于上下迭置的具有中间距离而布置的台架里，其中每个台架包含有许多刀具座，在这些刀具座里插入了各自的刀夹。根据机床的工作程序刀具传送系统使一个为下一个工序而选择的刀具在其存在程序里的台架位置上起动，传送系统的夹持器抓住各自的刀夹并将其运输至一个转送位置，在这位置上将这刀夹转送至一个换刀装置并在一定条件下将用过的刀具从换刀装置上接收过来并存放到台架库的一个相应的空位里。对于这种操作来说已知有不同的刀具传送系统，它们具有各种不同的抓取器装置。然而在所有这些系统里夹持器只是设计成一侧存取刀具，也就是说其夹持爪限制了一个侧面的开孔，刀夹穿过这开孔而推入夹持器里并在相反方向上从夹持器里拉出来。由于这种只是单侧存取夹持器的方法，因此当应用复杂的刀库时，例如多列台架刀库时其运动过程就复杂化了。
本发明的任务是提供一种用于机床的刀具传送装置，它可以实现更加普遍万能的使用并使刀具更换时间缩短。
按照本发明，该项任务通过权利要求1所述的特征来解决。在按照本发明的刀具传送装置中，夹持器具有两个直径方向对峙着的开孔用于侧面装入和取出刀夹。按这种方式可以使一个刀夹，例如一个刀具锥柄从一侧通过其一个开孔装入夹持器里，并且为了转送至另一个装置上，例如至一个刀具更换装置上，或者也可以至一个工作主轴上，可以穿过另一侧上的开孔取出来。由于在转送和运输过程期间各自刀夹必须可靠地固定在夹持器里，按照本发明设有操纵元件，用来转动夹持器的两个夹持爪，这些操纵元件在一个刀夹通过这两个开孔中的一个进行装入以及取出的过程中使这两个夹持爪最好自动地转动到它们的关闭位置上。
优选对每个夹持爪都配置有一个操纵元件，其中操纵元件可以有至少一个设于夹持器上的推进挡块，该挡块伸入刀夹的侧面运动轨道里并与至少一个夹持爪为了其转动运动来说运动耦联。按这种方式在刀夹装入运动进入夹持器时以及由于刀夹上端部的轴环在推进挡块上的滑动接触而激活了操纵元件并通过它们的运动学耦联而使各自的夹持爪回转。相应地也适用于从夹持器里取出一个刀夹，也是在这种情况下由于上述的轴环在推进挡块上的滑动接触而激活操纵元件并在一定条件下与夹持爪一起回转用于释放开刀夹。
夹持爪的向里或向外摆动用于夹住或释放开一个刀夹也可以借助于操纵元件来实现，这些元件具有一个驱动器，例如一个压力介质缸，和至少一个传感器用于在刀夹装入或取出时以及存在于夹持器时对刀夹进行检测。适合的有机床控制装置用来控制这样的压力介质驱动。
在一定条件下大重量刃具在夹持器里的可靠的以及即使在高的惯性力时也有效的锁紧可以有利地通过一种闭锁机构来保证，这种机构具有一个压力介质缸，它各自有一个轴颈用于使各自的夹持爪在其关闭位置上制动住。特别优选的是，闭锁装置具有附加的构件，这些构件即使在快速运输运动时也阻止了刀夹连同其在一定条件下大重量的刀具产生旋转。在一种优选的结构形式中闭锁机构为此目的具有作成销钉的防转元件，它们在夹持器关闭时嵌入在通常的刀夹里设在其最上部轴环里的缺口里。
按照本发明的一种优选设计方案，这夹持器装置具有两个直径方向对峙的垂直的和对称于其纵轴线布置的支承体，在其中支承住了具有操纵元件的夹持爪，它可以回转，并且在其中布置了闭锁机构。这些更为适宜地用一个上支承板牢固地相互连接起来的支承体形成了一个本身是刚性的外壳复合体，它具有足够大的内腔用于安放标准化的刀夹。优选的是夹持器装置的这种外壳组件装在一个用电动机可以转动的支承臂的自由端上。为了在这个支承臂转动运动期间保持一旦抓住的刀夹的旋转位置，从而使这刀夹在相同的角度位置上可以从一个刀架位置里取出并转送到一个刀具更换器上，因而设有一个补偿传动装置，当支承臂回转运动时该传动装置使夹持器的旋转位置恒定也就是说不变。
以下根据附图详细描述本发明的一个优选实施例。所示为
图1一个刀具传送装置连同一个单列台架刀库的立体视图；图1A按图1系统的刀具传送装置的放大立体图；图2按图1所示传送装置的夹持器装置的立体概略图；图3夹持爪打开时的一个夹持器的底视图；图4夹持爪关闭时的按图3所示夹持器的底视图。
图1所示的系统设计用于加工中心以及编程控制的钻床和铣床上并具有一个台架刀库1，这刀库此处在四个水平的刀架2里各有许多向着正端面敞开的半圆的支座3用于各包含有一个刀具4的刀夹5。刀架1作成框架结构并具有一个上部的和一个下部的形状稳定的运行轨道6，7。在这两个运行轨道6，7里，一个垂直支梁8在一个水平座标轴上对应于双箭头借助于一个驱动电机9而可移动地导向。在这垂直支梁8的端面上有两个垂直的导向轨10，滑座11就在这导向轨上导向。一个装在滑座11上的支承框架12围住这垂直支梁8并在其背后壁板13上装有一个驱动电机14，用于在第二个座标轴上在双箭头方向上实现垂直的移动运动。在滑座11或者支承框12的前面，其中它们与垂直支梁13一起构成一个支承结构，装有一个夹持器装置15，这在图1A中详细地表示出来了。这夹持器装置15有一个轴向平行地装在垂直滑座11上的电动机16，它使一个水平的支承臂17围绕中心轴线18摆动。在这可摆动的支承臂17的自由端上支承有一个夹持器20，它可以围绕一个垂直轴线19旋转，该夹持器以下要根据图2详细加以描述。
所示的夹持器20有两个直径方向上对峙的垂直的和轴对称布置的支承体21，22，它们通过一个上支承板23相互牢固连接成一个刚性的以及有支承能力的部件。在这支承板23上固定了一个齿轮24，它由一个图2中未表示出的无极三角皮带局部围住，该皮带在支承臂17的覆盖之内运行并且围包住另一个在轴线18上装在支承臂端部上的齿轮。这种齿带传动保证了在支承臂17摆动运动时，夹持器20的角度位置并因此还有被夹持器20所抓住的刀夹5(刀具锥柄)的按角度的指向在所有过程中保持恒定。
在每个支承体21、22上各固定装有一个油缸单元25，26，它们分别是闭锁机构的一部分。各个油缸单元25，26的垂直运动的活塞杆27，28用一个端面头部各嵌入一个弧形的槽29，30里，这个槽设计在一个可升起和可降下的异形板31，32里。每个异形板31，32在各两个固定在各自支承体21，22上的轴颈34，35上滑动导向，并在其指向尖端的端部上各有一个销钉36，37，这个销钉轴嵌入刀具锥柄的轴环里的轴向缺口里并因而固定住刀具锥柄防止在夹持器里发生转动(参见图4)。
异形板31，32通过滑动轴颈34，35在夹持爪38，40防转动地连接起来，这些夹持爪绕各自一个垂直的转动轴颈39，41可以摆动地支承在支承体21，22里。在其下端部上每个夹持爪38，40具有一个环形扇段状的固定元件44，45，它在关闭状态时嵌入在一个刀具锥柄的环形槽里。在环形扇段状的固定元件44，45上同样也一体地设有环形扇段状的操纵元件42，43，它们在端部具有一种球形的或者弧形的挡块边47，48。
如由图3可见，夹持爪38，40或者固定在其下边上的扇形段的固定元件限定住了两个在直径方向上对峙的开孔50，51，这开孔的用箭头所标出的口径大于一个通常情况下设计成锥体的刀夹在其较宽的轴环端部范围里的直径。当装入刀夹，通过开孔51至图3中在其敞开位置上所示的夹持器20里时，锥形刀夹5的端部上的轴环就在点划线表示的位置上与两个操纵元件42，43的球形表面47，48相接触。当刀夹5在图3所示箭头方向上继续进入运动时，两个操纵元件42，43就与其夹持爪38，40一起分别向外围绕旋转轴颈39，41转动。通过这种摆动运动使图3所示的夹持爪38，40的下面部分径向向里运动。继续使刀夹的轴环装入运动至由垂直轴线19所规定的夹持位置，这使夹持爪38，40进一步转入，直至到图4所示的关闭位置上。当刀夹穿过图3所示上面开孔50而装入时就可以达到一个相应的效果，因为即使在这种情况下轴环在其上部锥形端部上以滑动的压力接触到达两个弧形表面47，48上，并因此使操纵元件42，43与夹持爪38，40一起围绕旋转轴颈39，41摆动。
在图4所示的关闭位置上这两个夹持爪38，40按以下方式锁紧，防止随意地打开。如由图2可见，在这两个异形板31，32上各有另外一个板状元件55，56，它们各有一个在承座槽29，30的延长段里伸展布置的截取部分57，58，它们具有圆形扩展的端部。这些板状元件55，56带动了夹持爪38，40进行摆动运动，从而在它们关闭运动时油缸单元25，26的杆27，28就一直抵达这个部分57，58的圆形端部里，也就是分别与一个设于活塞杆27，28上的轴环59，60压力接触。
通过用压力油对油缸单元25，26的加载使其活塞杆27，28向下伸出，并使各自的异形板31，32通过加宽的活塞头的形状配合连接的嵌接作用而向下移动，这使销钉36，37伸出，这些销钉如图4所示嵌入在设于刀夹5的各自轴环上的截面里，并按这种方式固定住刀夹防止转动。
本发明并不局限于所示的实施例。因而也可以使用其它合适的措施来替代借助于操纵元件42，45和它们的弧形面47，48所进行的对夹持爪38，40的机械操纵。此处例如可以设有一个或多个传感器，它们检测出是否存在有一个刀夹并激活驱动元件，这些元件使夹持爪打开或者关闭。为了在油缸单元25，26卸载之后打开夹持爪38，40和释放刀夹5可以应用弹簧系统，为此在图2表示出了一个弹簧62。
权利要求
1.一个机床的刀具传送装置，它有—一个在至少两个座标轴上用电动机可以运动的支承结构(8，11，12)，和—一个装在支承结构上的夹持器装置(15)，其夹持器(20)具有两个可以彼此相对回转的夹持爪(38，40)以及一个用于使夹持爪(38，40)制动在其关闭位置上的闭锁机构(57，60)，其特征在于，—夹持器(20)具有两个在直径方向上对峙布置的开孔(50，51)用于侧面装入和取出一个刀夹(5)；而且—设有操纵元件(42，45)，用于在通过这两个开孔(50，51)中的一个来装入和取出一个刀夹(5)时使这两个夹持爪(38，40)回转。
2.按权利要求1所述的刀具传送装置，其特征在于，每个夹持爪(38，40)配置有一个操纵元件(42，45)。
3.按权利要求1或2所述的传送装置，其特征在于，作为操纵元件(42，43)设有至少一个推进挡块(47，48)，它们伸入刀夹(5)的侧面运动轨道里，并与至少一个夹持爪(38，40)为了其回转运动而运动耦合起来。
4.按上述权利要求之一所述的传送装置，其特征在于，各个操纵元件(42，43)设计成在所属夹持爪(38，40)上的弧形扇段，并且在其一端具有推进挡块(47，48)。
5.按权利要求1或2所述的传送装置，其特征在于，操纵元件对应一个驱动器和至少一个用于检测刀夹的传感器。
6.按上述权利要求之一所述的传送装置，其特征在于，联锁机构具有至少一个压力介质缸(25，26)，它们各有一个可以垂直伸出的活塞杆(27，28)和一个设在其上面的轴环(59，60)。
7.按上述权利要求之一所述的传送装置，其特征在于，联锁机构具有刀夹(5)的防转元件(36，37)。
8.按上述权利要求之一所述的传送装置，其特征在于，夹持器(20)具有两个在直径方向上对峙的垂直的和轴对称布置的支承体(21，22)，其中支承了具有操纵元件(42，45)的夹持爪(38，40)可以摆动，并且装有闭锁机构。
9.按权利要求8所述的传送装置，其特征在于，两个支承体(21，22)通过一个上支承板(23)相互固定连接起来，而且夹持器(20)可以围绕其垂直的中心轴(19)旋转。
10.按上述权利要求之一所述的传送装置，其特征在于，夹持器(20)装在一个用电动机可以摆动的支承臂(17)的自由端上，而且一个补偿传动装置(24)使夹持器(20)的旋转位置在支承臂(17)摆动运动期间保持恒定。
11.按上述权利要求之一所述的传送装置，其特征在于，夹持爪(38，40)借助于操纵元件(42，43)克服弹簧元件(60)的力可以运动至它们的打开位置，而且弹簧元件(60)对夹持爪(38，40)在关闭方向上加载。
全文摘要
本发明的对象是一种机床的刀具传送装置，它有一个在至少两个座标轴上可以通过电动机而运动的支承结构(8，11，12)和一个装在这支承结构上的夹持器装置(15)，其夹持器(20)具有两个可以彼此相对回转的夹持爪(38，40)，以及一个闭锁机构(57，60)用于使夹持爪(38，40)制动在其关闭位置上。夹持器(20)具有两个直径方向上位于对面的开孔(50，51)用于从侧面装入和取出刀具夹(5)，并且设有操纵元件(42，45)用于在通过这两个开孔(50，51)中的一个孔装入和取出刀具夹(5)时使两个夹持爪(38，40)回转。
文档编号B23Q3/155GK1623728SQ20041008523
公开日2005年6月8日 申请日期2004年10月9日 优先权日2003年10月9日
发明者O·卡夫特 申请人:德克尔·马霍普夫龙滕有限责任公司