专利名称：用于机床的碎屑和尘埃抽取装置及使用该抽取装置的机床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于机床的装置，该装置用于从机床中抽取由于机加工操作而产生的碎屑和尘埃。
更具体地说，本实用新型涉及安装在多轴线机床的刀架上的碎屑和尘埃抽取装置。
背景技术：
已有技术也有配备抽取碎屑和尘埃装置的机床，这些装置包括在机加工过程中位于工具附近的吸入口。这种吸入口的一个缺点是由于被加工件的形状和尺寸有时无法预知，吸入口放近机加工区域的程度受到限制。而且在一机加工循环中，往往要先后相继使用多种不同尺寸的工具，当使用的工具有改变时吸入口本身的尺寸大小就无法和机器操作时的某些运动相配合。
显然，上述缺点的直接后果是机加工所产生的碎屑和尘埃的除去的效率将是较差的，因为吸入口离开机加工区域的距离增加时吸入口的吸入力就将显著降低。
上述缺点至少一部分在已有技术中已有所克服，由于在所采用的碎屑和尘埃抽取装置中包括了一个安装在机器中的可取下的抽取器罩子。罩子环绕着夹在心轴上的工具转动。
采用了这种设置，在机加工中所产生的碎屑和尘埃可以较有效地被抽取。这一较好的效果是由于机器装上了一种在工具更换前罩子被取下、新工具安装上后再重新装上罩子的新的自动系统，并且在罩子上配备了一组手动安装的、可根据所使用的工具的长度加以选择使用的可延长部分的结果。
虽然采用了这种办法，上述缺点至少部分得到了克服，但这种办法本身还是有一定的缺点的。
具体地说，采用可取下替换的抽取口罩子不仅要准备库存来存储不同尺寸的罩子以供所使用的工具选择使用，而且还是不能解决因被加工工件的不可预计和/或变化的几何形状所产生的问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种用于机床的碎屑及尘埃抽取装置，该装置不仅具有较好的功能而且实用而有效。
上述目的是根据本实用新型的碎屑和尘埃抽取装置而实现的。具体来说，上述目的是通过这样一种用于机床的碎屑和尘埃抽取装置，它配备有一支持主体以及至少一个工具夹主心轴，后者可绕轴线旋转，它包括一抽取器罩子，其与主心轴相邻近，该抽取器罩子提供接近机加工区域的一吸入口；流体连接装置，通过该流体连接装置抽取器罩子与抽取轴流体连通；碎屑和尘埃抽取装置的特征在于，该抽取器罩子相对于主心轴、沿着平行于主心轴的旋转轴线的一预定方向是可移动的。
本实用新型另一方面还包括一机床，它包括一碎屑和尘埃抽取装置，该碎屑和尘埃抽取装置配备有一支持主体以及至少一个工具夹主心轴，后者可绕轴线旋转；所述碎屑和尘埃抽取装置包括一抽取器罩子，其与主心轴相邻近，该抽取器罩子提供接近机加工区域的一吸入口；流体连接装置，通过该流体连接装置抽取器罩子与抽取轴流体连通；所述机床的特征在于，该抽取器罩子相对于主心轴、沿着平行于主心轴的旋转轴线的一预定方向是可移动的。
本实用新型的碎屑和尘埃抽取装置可以移动到更靠近加工区域、而不管工件的不可预见的和/或可变的几何形状，以使碎屑和尘埃可以被有效除去，不会在罩子和工件之间产生任何意外冲击。
下面将结合附图对本实用新型以举例的形式作详细的叙述。
附图中图1是配备有本实用新型的碎屑及尘埃抽取装置的机床的一部分的立体图；图2是与图1相同、但操作结构不同的机床的一部分的立体图；图3是如图1所示的机床的一部分的细节的侧视图，其中局部剖视并且某些部分被省略以更好地示出其它部分；图4是如图1所示的机床的一部分的细节的前视图，其中局部剖视并且某些部分被省略以更好地示出其它部分；图5及图6是从两个不同操作结构看过去的本实用新型装置的示意性视图，其中某些部分被省略以使其它部分看起来更为清楚。
具体实施方式
现在请参阅图1及图2，图中编号1表示机床的一部分。机床及前述的机床的一部分在整个说明过程中都不加区别地用编号1表示。
该机床示出的目的是举例说明本实用新型，本实用新型并不限于所示出的形式。所述机床1是数控的多轴线类型的机床。
该机床是传统形式的，因此不再加以赘述，它包括一底座(图中未示出)，其上装有一刀架2，刀架2可以相对于底座沿着多个定位轴线自由移动。
该机器1还包括驱动装置(图中未示出)，及图中用编号3表示的一计算机主控单元(图中用一块体3作示意性示出)，它将引导刀架2沿着上述轴线的运动并且在编程入计算机主控制单元3的数据的基础上控制工具4的旋转。
刀架2包括一支持主体5，该支持主体5用于支持其上安装工具的主心轴6。该支持主体5可以相对于刀架2绕着一轴线102作枢转。
主心轴6绕着一机加工轴线101旋转并且由一图中未示出的适当的驱动装置加以驱动，以转动夹在如图5及图6所示主心轴6上的工具4，并对被加工件7进行机加工操作，如图5及图6所示。
机床1包括一碎屑及尘埃抽取装置8，用以除去当工具对被加工工件进行机加工步骤而在加工过程中所产生的碎屑及颗粒。
该装置8包括一抽取器罩子9，它如图5及图6所示的置于主心轴6附近并在邻近机加工区域11提供一吸入口10。
从图1及图2可以看出，提取器罩子9包括一圆筒形管状件12，它可滑动地啮合支持主体5的圆筒形部分5a。
该主心轴6被圆筒形管状件12同轴地纳入套中。
抽吸器罩子9还包括一裙部13，该裙部用弹性或耐碰撞材料制成，并位于吸入口10的周边缘周围。在附图的例子中，裙部13是由合成刷14组成的。
如图4所示，还有一个线性驱动器15安装在支持主体5上面，该线性驱动器15包括一与支持主体5牢牢地相连的固定部分16，以及一可沿着平行于主心轴的旋转轴线101的方向201可延伸的可移动部分17。在固定件16外面，紧固于该可移动部分17的一端17a的是一与平移件19相连的托架18，该平移件19与抽取器罩子9工作相联。
如图3所示，该平移件包括一中空杆20，一可在中空杆20内滑动、并牢牢地与抽取器罩子9的圆筒形管状件12相连的一长杆21。它还包括一置于中空杆20内的弹簧22，它设置在中空杆20及长杆21之间并在其间工作。
每一中空杆20和长杆21在一共同的纵向轴线103上对齐。
现在请参阅图3及图4.该刀架2还包括安装在支持主体5的线性滚珠轴承23，它们沿着前述轴线103的方向被前后串列地安排着，该平移件19、更确切地说是平移件19的中空杆20，与它可滑动地啮合着。
该线性滚珠轴承23用作该平移件19的引导件24。
该平移件19以及上述引导件24相结合而建立抽取器罩子9的线性引导件25。
在附图中所示的碎屑和尘埃抽取装置8的较佳实施例包括两个平移件19，它们位于抽取器罩子9的圆筒形管状件12的两侧上的直径相对位置，两者之中，只有一个是与线性驱动器15工作相连的。
该线性驱动器15与线性引导装置25相结合而为装置8提供一运动引发装置26，通过它，该抽取器罩子9可以沿着上述方向201平行于主心轴6的旋转轴线101向前后移动。
该抽取器罩子9可以至少在图1所示的缩进的第一极限位置和多个延伸位置之间沿着上述方向201移动。在所述第一极限位置上，主心轴6外露，因此可以更换工具。所述多个延伸位置之一作为例子示于图2之中。此时，主心轴6及至少工具4的一部分(图2中未示出)被抽取器罩子9所横向地围住。
这样，每当提取器罩子9缩到第一极限位置时，该吸入口10将轴向地位于主心轴6附近，而当罩子9占据一第二延伸位位置时，吸入口10可以提供给被加工工件7的侧面如图5及图6所示。
该碎屑及尘埃抽取装置8还包括一常见的空气抽吸轴，在图4中它用一块状体28示意地表示，后者用一管道29与抽取器罩子流体连通。
该管道29包括一第一段30，此第一段30的第一端30a与支持主体5牢牢地相连，从而可与支持主体5一道绕上述轴线102作枢转。该第一段30还有一第二端30b，其中第二段31的第一端31a可以滑动地插入。管道29的第二段31具有一弯头，并且超过此弯头时，一第二端31b在吸热口10附近的一点与抽取器罩子9相连。
该管道29还有一第三段，它在图4中用编号32表示。该第三段从第一段30的第一端30a延伸以与抽吸轴28相连。
管道29的第一段和第二段30及31是可伸缩地彼此相连的。它们可响应罩子9的移动沿上述方向201延伸(伸出)及缩进，并且，在罩子9相对于主心轴6移动期间保持相连不变。
管道29的三段30，31，32相结合以为碎屑及尘埃抽取装置8在罩子9及抽吸轴28之间提供流体连接装置33。
如附图中所示，该装置8还包括诸探测器34，它们安装在吸入口10附近的制取器罩子9上，通过诸探测器34，可以检测出相对于被加工(工)件7的轮廓27的吸入口的位置。
诸探测器34是传统的探测器，因此在此不再赘述。这些探测器最好是由近程和/或远程探测器组成。提取器罩子9的运动引发装置26以及上述诸位置探测器34(如果有的话)与机床1的计算机主控制单元3是互连的。
请参阅图1，在操作时，当机罩9的圆筒形管状件12处于第一位置时，它被缩进并且通过类似类型的定位装置(图中未示出)，将一工具直接或者通过适当的工具夹(图中未示出)夹到主心轴6上。
在图5及图6中用编号4表示的工具现在由主控制单元3赋与在刀架(刀夹)2中及支持主体5中引发的运动并且具有接近一由被加工工件7占据的预定机加工区域11的一位置。
按照该碎屑及尘埃抽取装置8的第一操作方法，当一给定工具4装在主心轴6上时，主控制单元3将检测出工具4的轴向尺寸，也就是说，沿着主心轴旋转轴线101测出它的长度。然后驱动运动引发装置26以移动圆筒形管状件12并将吸入口带进一预定的最佳位置。
除了工具4的轴向尺寸以外，其它参数也可以通过主控制单元评定，目的是为提取器罩子9选择最有利的位置；有关参数可以是例如工具的类型，主心轴的速度，材料情况等等。
更确切地说，根据参数或检测到的参数，该线性驱动器15将被主控制单元驱动并且使可移动部件17沿着移动的方向201延伸，从固定部件16伸(凸)出一设定的距离；这样，可移动部件17的线性运动就通过托架18传递给平移件19的该中空杆20。
该中空杆20在线性滚珠轴承23内滑动，通过设置在中间的弹簧22的作用把长杆21朝箭头301的方向(见图2及图3)拉动。
因为长杆21是和圆筒形管状件12的伸出部分在工作上相连的，因此它也被朝箭头301的方向拉动，从而使抽取器罩子9延伸并位于前述诸第二位置之一的位置上。
根据碎屑及尘埃抽取装置8的另一操作方法，罩子9的沿着预定方向201的运动是由主控制单元3使用从被加工工件7的轮廓所得出的数据加以引导的。
被加工工件7的轮廓可以很快地(瞬时地)通过前述诸探测器34由主控制单元3检测出来。或者可以事先做好一张轮廓27的图，使用传统的机床设置步骤把它编程入主控制单元3之中。
在第一个方法中，涉及到使用诸探测器34，这些探测器34的功能是，一旦制取器罩子移动到接近加工工件7时，它就基本上以连续的方式监控罩子9相对于被加工工件7的轮廓27的位置，并相应地提供一输入给主控制单元3。该主控制单元的响应是调节罩子9的位置以避免它和被加工工件7相接触，与此同时，保持吸入口10接近被加工工件7从而使碎屑及尘埃的抽取动作的效果最佳化。
在第二个方法中，涉及到把被加工工件的轮廓27及机加工循环编程进主控制单元3，提取器罩子9沿主心轴6的旋转轴线101的位置的调节由主控制单元3完成而不探测罩子9和被加工工件7的相对位置，事实上，只是罩子9及主心轴6的相对位置是被监控的。位置监控是用电子方法探测线性驱动器15的位置来完成的。
在该第二种方法的情况下，编号27既表示被加工工件7的毛坯的轮廓，也表示在机加工中的被加工工件7的轮廓。换句话说，抽取器罩子9相对于主心轴6的位置将随被加工工件7毛坯的形状的变化(例如如图5所示)以及随工具4所取的路径的变化而被调节的(例如如图4所示)。
诸探测器34也可以用于上述的第二方法中，以进行控制及提供安全。也就是说，不影响罩子9的运动但确保抽取器罩子9及被加工工件7之间不发生意外的接触，例如，在主控制单元3在轮廓27的编程万一检测到了差错的时候不发生意外的接触。
按照本实用新型，机床1可以安装任何类型的工具，对本实用新型可以用的工具没有任何限制，但最有利的工具是供铣削、钻孔、镗孔、锪孔(刮孔口平面)、攻丝、仿形、尖底锪孔等操作用的工具。
本实用新型用于抽取器罩子9的吸入口10周围的、由弹性材料制成的裙部13以及在本例中的一个由合成刷14制成的裙部确保了在罩子9及被加工工件7之间发生意外接触时，罩子9及被加工工作7都不会受到任何损伤。对此，本实用新型还用的弹簧22，在罩子9和被加工工作7之间发生意外接触时它也有重要作用，弹簧22可以缓冲将在罩子中引起运动的平移件19的移动。简言之，在中空杆20及长杆21之间有了弹簧22之后，上述意外接触所产生的碰撞将不会猛烈地被传送到线性驱动器15或机床1的部件上。
此外，弹簧22还可以在钻孔操作时提供另一个有用的功能。当通过滑动长杆21产生的张力或拉力迫使抽取器罩子9与被加工工件7的表面相接触时，弹簧22可以确保在吸入口10和机加工区域27之间能保持一最短的距离。即使在主心轴6沿着它的旋转轴线101的馈给运动期间也是如此。
在本实用新型的碎屑和尘埃抽取装置8的其它未图示的实施例中，抽取器罩子9包括两个或更多的圆筒形管状件，它们可伸缩地安装在一起，从而它们可沿着平行于工具的旋转轴线的前述方向201前伸或后退。
在本实用新型的其它没有示出的变型中，该管状件或抽取器罩子9可以具有任何给定形状，不一定要用圆筒形的。
此外，线性驱动器15也可以包括一无刷类型的电动马达。
权利要求1.一种用于机床的碎屑和尘埃抽取装置，它配备有一支持主体(5)以及至少一个工具夹主心轴(6)，后者可绕轴线(101)旋转，它包括一抽取器罩子(9)，其与主心轴(6)相邻近，该抽取器罩子(9)提供接近机加工区域(11)的一吸入口(10)；流体连接装置(33)，通过该流体连接装置(33)抽取器罩子(9)与抽取轴(28)流体连通；其特征在于，该抽取器罩子(9)相对于主心轴(6)、沿着平行于主心轴(6)的旋转轴线(101)的一预定方向(201)是可移动的。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，抽取器罩子(9)至少可以在缩进的第一极限位置和一延伸的第二位置之间移动，在该第一极限位置，主心轴(6)向外露出，可以用于更换工具，在延伸的第二位置，主心轴(6)以及安装在主心轴(6)上的工具(4)的至少一部分被罩子(9)横向地围住。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，它包括一运动引发装置(26)，通过此运动引发装置(26)，抽取器罩子(9)沿着预定的方向(201)移动。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该运动引发装置(26)包括至少一个线性驱动器(15)，它有一与支持主体(5)刚性相连的固定部分(16)以及一与抽取器罩子(9)工作相连的可延伸部分(17)。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，该运动引发装置(26)包括与抽取器罩子(9)相关联的线性引导装置(25)，它提供至少有一个引导件(24)与支持主体(5)刚性连接，以及至少一个平移件(19)与罩子(9)工作相连，并且该平移件(19)可滑动地与该引导件(24)相连。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，该运动引发装置(26)包括与抽取器罩子(9)相关联的线性引导装置(25)，它提供至少有一个引导件(24)与支持主体(5)刚性连接，以及至少一个平移件(19)与罩子(9)工作相连，并且该平移件(19)可滑动地与该引导件(24)相连。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，该引导件(24)是一线性滚珠轴承(23)。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，该引导件(24)是一线性滚珠轴承(23)。
9.如权利要求5所述的装置，其特征在于，该平移件(19)包括一中空杆(20)，后者可滑动地啮合该引导件(24)，还有一长杆(21)，其可在该中空杆(20)内滑动并与轴取器罩子(9)牢牢地相连，还包括弹簧装置(22)，该弹簧装置可操作地设置在中空杆(20)和长杆(21)之间。
10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，该平移件(19)包括一中空杆(20)，后者可滑动地啮合该引导件(24)，还有一长杆(21)，其可在该中空杆(20)内滑动并与轴取器罩子(9)牢牢地相连，还包括弹簧装置(22)，该弹簧装置可操作地设置在中空杆(20)和长杆(21)之间。
11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，该平移件(19)包括一中空杆(20)，后者可滑动地啮合该引导件(24)，还有一长杆(21)，其可在该中空杆(20)内滑动并与轴取器罩子(9)牢牢地相连，还包括弹簧装置(22)，该弹簧装置可操作地设置在中空杆(20)和长杆(21)之间。
12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，该平移件(19)包括一中空杆(20)，后者可滑动地啮合该引导件(24)，还有一长杆(21)，其可在该中空杆(20)内滑动并与轴取器罩子(9)牢牢地相连，还包括弹簧装置(22)，该弹簧装置可操作地设置在中空杆(20)和长杆(21)之间。
13. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，流体连接装置(33)包括一管道(29)，后者与抽取器罩子(9)相连，并具有至少两段(30，31)，它们彼此可伸缩地相连，从而可以伸缩以适应抽取器罩子(9)沿着预定方向(201)的移动。
14.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该抽取器罩子(9)包括一管状件(12)，后者可滑动地纳入套住支持主体(5)的一部份(5a)。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，该管状件(12)具有圆筒形形状并且可滑动地啮合支持主体(5)的一圆筒形部分(5a)。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，该圆筒形管状件(12)与主心轴(6)同轴地设置。
17.如权利要求1所述的装置，其特征在于，抽取器罩子(9)在围绕吸入口(10)的周缘处具有一裙部(13)，该裙部是由有弹性或耐碰撞的材料制成的。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，该裙部(13)是用合成的刷子(14)制成的。
19.如权利要求1所述的装置，其特征在于，它包括在吸入口(16)附近的一装置(34)，通过该装置探测相对于被加工工件(7)的轮廓(27)的吸入口(10)的位置。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，探测装置(34)包括近程探测器。
21.如权利要求19所述的装置，其特征在于，探测装置(34)包括远程探测器。
22.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在一机床中，包括一计算机主控制单元(3)，其中，运动引发装置(26)与主控制单元(3)互锁。
23.如权利要求1所述的装置，其特征在于，抽取器罩子(9)包括至少两个管状件，它们彼此可伸缩地相连，其中至少一个管状件能够沿着预定的方向(201)运动。
24.一机床，它包括一碎屑和尘埃抽取装置(8)，该碎屑和尘埃抽取装置配备有一支持主体(5)以及至少一个工具夹主心轴(6)，后者可绕轴线(101)旋转；所述碎屑和尘埃抽取装置(8)包括一抽取器罩子(9)，其与主心轴(6)相邻近，该抽取器罩子(9)提供接近机加工区域(11)的一吸入口(10)；流体连接装置(33)，通过该流体连接装置(33)抽取器罩子(9)与抽取轴(28)流体连通；所述机床的特征在于，该抽取器罩子(9)相对于主心轴(6)、沿着平行于主心轴(6)的旋转轴线(101)的一预定方向(201)是可移动的。
专利摘要本实用新型涉及一种用于机床的碎屑和尘埃抽取装置及使用该抽取装置的机床。该碎屑和尘埃抽取装置配备有一支持主体(5)以及至少一个安装工具的主心轴(6)，该主心轴能绕轴线(101)旋转，还包括一与贴近主心轴(9)相邻近的抽取器罩子(9)，该抽取器罩子提供接近机加工区域(11)的一吸入口(10)；流体连接装置(33)，通过该流体连接装置(33)抽取器罩子(9)与抽取轴(28)流体连通。该抽取器罩子(9)相对于主心轴(6)、沿着平行于主心轴(6)的旋转轴线(101)的一预定方向(201)是可移动的。本实用新型的碎屑和尘埃抽取装置可以移动到更靠近加工区域、而不管工件的不可预见的和/或可变的几何形状，以使碎屑和尘埃可以被有效除去，不会在罩子和工件之间产生任何意外冲击。
文档编号B23Q11/00GK2912902SQ20052001183
公开日2007年6月20日 申请日期2005年4月15日 优先权日2004年4月16日
发明者M·费拉里, S·佛莱蒂 申请人:Jobs股份公司