专利名称：用于将附件安装至坐标定位设备的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将附件安装至坐标定位设备的工件安装表面的装置。更具体地说，本发明涉及一种用于将机床附件安装至机床的工件安装表面的装置。
背景技术：
坐标定位设备例如包括机床和坐标测量机。典型的机床包括主轴和机床工作台或机床床身，用于加工工件的刀具或用于测量工件的探头可以安装在该主轴内，工件可以支撑在机床工作台或机床床身上以便进行加工或测量。机床床身也可以支撑机床附件，例如用于检测保持在机床主轴中的刀具的存在和位置的刀具调整器。在传统的“立式机床”中， 机床床身可以沿着两个正交方向X和Y被驱动，而主轴可以沿着第三个正交方向Z被驱动， 从而主轴和床身可在机器的工作容积内运动。机床床身通常设置有多个沿着床身的长度延伸的T形槽，每个T形槽在床身的两侧都具有开口端部，这种T形槽通常在床身的宽度上间隔开地彼此平行地延伸。其他T形槽可以垂直于所述T形槽延伸，由此在机床床身上形成十字图案。由诸如BS 2485;1987之类的标准限定机床床身中的T形槽的尺寸和形状、以及与T形槽一起使用的T形螺栓和螺母。如在GB2098106中所述，公知的是利用传统的T形螺栓和螺母借助于T形凹槽将机床附件固定至机床床身。
发明内容
根据第一方面，本发明提供了一种用于将坐标定位设备附件安装到坐标定位设备的工件安装表面的装置，该工件安装表面具有形成于其中的槽，所述装置包括嵌件，该嵌件包括用于将该嵌件固定在槽内的机构，其中所述嵌件在插入所述槽中时基本上被容纳在所述槽内；以及支座，该支座能附接至坐标定位设备附件，并且包括至少一个突出构件，该至少突出构件用于在所述嵌件容纳在槽中与所述嵌件接合，由此将所述支座固定至坐标定位设备的所述工件安装表面。如将要理解的，所述嵌件在基本容纳在槽内时基本不从坐标定位设备的工件安装面突出。所述嵌件在基本容纳在所述槽内时可以与所述工件安装表面齐平。有利的是，所述嵌件在基本容纳在所述槽内时低于所述工件安装表面。当所述嵌件被容纳在所述槽内时， 该嵌件一部分可以通过所述槽的开口暴露于所述坐标定位设备的工件容积，所述一部分可以是所述嵌件的暴露面。所述嵌件可以是具有第一和第二端部的纵向嵌件。所述嵌件可以具有基本长方体形状，所述嵌件可以具有四个纵向面。另选的是，所述嵌件可以具有三个纵向面和一个开口面。所述嵌件的所述第一和第二端部可以具有第一和第二端面。所述端面中的至少一个端面可以设置有用于接收设置在所述支座的至少一个突出构件上的接合机构的接合机构。优选的是，所述第一和第二端面都设置有这种接合机构。所述嵌件可以另选地具有相等的宽度和长度。
所述装置例如可以用于将机床附件安装到机床的工件安装表面。另选的是，所述装置可以用于将坐标测量机附件安装至坐标测量机。用于将所述嵌件固定在槽内的机构可以包括可膨胀构件，从而通过摩擦将所述嵌件保持在所述槽内。有利的是，用于将所述嵌件固定在槽内的机构包括一个或更多个螺钉。 方便的是，当所述嵌件被容纳在槽内时，所述一个或更多个螺钉可通过从所述嵌件的暴露部分接近的机构来进行调节。所述一个或更多个螺钉可以是一个或更多个锥形螺钉。方便的是，在所述嵌件是纵向嵌件的情况下，第一锥形螺钉可以朝向所述嵌件的第一端部定位， 第二螺钉可以朝向所述嵌件的第二端部定位。所述一个或更多个螺钉在所述嵌件内的位置可以调节成使得它们致使所述嵌件的宽度扩大，并使得该嵌件能够通过摩擦保持在所述槽中。另选的是，所述一个或更多个螺钉可以是标准螺钉，所述螺钉穿入所述嵌件内的锥形(渐缩)楔子，例如。在这种情况下，调节所述一个或更多个螺钉的位置可以调节所述楔子的位置，从而所述嵌件的宽度扩大，因而通过摩擦将所述嵌件保持在所述槽内。作为锥形楔子的替换方案，也可以例如使用圆柱形杆或狗骨状圆柱形杆。所述一个或更多个螺钉都可以包括螺钉头部和从该螺钉头部延伸的螺钉杆；该螺钉可以具有纵向轴线。所述嵌件可以形成为使得所述一个或更多个螺钉的紧固致使所述嵌件至少在一个方向上扩大。所述嵌件和所述螺钉可以布置成使得所述螺钉杆在所述嵌件的第一侧进入所述嵌件。可以在所述嵌件的第一侧于所述螺钉和所述嵌件之间设置间隙。所述螺钉杆的远离所述螺钉头部的端部可以在所述嵌件的第二侧接合所述嵌件。所述螺钉的紧固可以将所述嵌件的第二侧拉向所述嵌件的第一侧，因而使所述嵌件扩大。所述嵌件的扩大可以在与所述螺钉的纵向轴线正交的方向上发生。用于将所述嵌件固定在槽内的机构可以包括至少一个螺钉或板，该至少一个螺钉或板从所述嵌件的至少一侧朝向其中容纳所述嵌件的槽的至少一个壁延伸。这使得所述嵌件的宽度扩大而将通过摩擦将所述嵌件保持在所述槽内。有利的是，所述至少一个螺钉或板可通过所述嵌件的暴露面接近的机构来调节。用于将所述嵌件固定槽内的机构可以包括其他合适的固定机构，例如诸如粘合剂。用于将所述嵌件固定在槽内的机构可以包括用于将所述嵌件固定在形成于坐标定位机的工件安装表面中的T形槽内的机构。另选的是，用于将所述嵌件固定在槽内的机构可以包括用于将所述嵌件固定在形成于坐标定位机的工件安装表面中的U形槽内的机构。方便的是，用于将所述嵌件固定在槽内的机构可以包括用于将所述嵌件固定在形成于坐标定位机的工件安装表面中的诸如T形槽或U形之类的各种不同槽构造内的机构。U形槽可以具有例如平行的侧壁和垂直基部，或者具有弯曲基部和侧壁。有利的是，所述支座和所述嵌件布置成使得所述支座相对于所述嵌件的位置基本上是可重复的。所述支座可以包括多个突出构件。方便的是，所述支座包括两个突出构件。 另选的是，所述支座可以包括例如三个或四个突出构件。在所述嵌件是纵向嵌件的情况下， 两个突出构件例如可以布置成使得一个突出构件接合所述纵向嵌件的第一端部，而另一个突出构件接合该纵向嵌件的第二端部。具体的说，所述突出构件都可以具有两个面，即面向另一个突出构件的内侧面和背离另一个突出构件的外侧面。有利的是，所述突出构件的内侧面之间的距离基本等于所述嵌件的纵向长度。所述突出构件可以设置有用于与所述嵌件接合的接合机构。这种接合机构可以包括诸如球体或杆之类的突起。所述突起可以定位成从所述突出构件的内侧面朝向另一突出构件突出。所述多个突出构件中的至少一个突出构件可以是相对于所述支座可运动的。另外，所述多个突出构件中的至少一个突出构件可以相对于所述支座固定。在存在两个突出构件的情况下，有利的是一个突出构件相对于所述支座是可动的，而另一个突出构件相对于所述支座是固定的。所述可动突出构件可以通过诸如弹簧之类的偏压构件偏压到第一位置，并且可以克服所述偏压移动到第二位置。另选的是，所述可动突出构件可以通过调节例如将该可动突出构件附接至所述基部的螺钉而在第一和第二位置之间移动。当所述可动突出构件在第一位置时，所述突出构件之间的距离可以基本上等于所述嵌件的纵向长度。当所述可动突出构件在第二位置时，所述突出构件之间的距离可以大于所述嵌件的纵向长度。所述可动突出构件的运动能够使得所述突出构件之间的距离增加，从而所述突出构件能够越过所述嵌件的各个端部以便接合所述嵌件。相对于所述支座可动的所述至少一个突出构件可以是可手动的构件。在这种情况下，所述至少一个可动突出构件能够包括手柄部，从而所述可动突出构件可以通过向该手柄部施加压力克服所述偏压而运动。所述嵌件可以包括至少一个用于接收所述支座的所述至少一个突出构件的接收机构。具体的说，所述嵌件可以包括至少一个接收机构，该至少一个接收机构用于接收位于所述支座的所述至少一个突出构件上的接收机构。有利的是，所述嵌件包括数量等于设置在所述支座的所述至少一个突出构件上的接收机构的数量的接收机构。在存在两个突出构件且每个都具有接收机构的情况下，所述嵌件可以具有两个接收机构。在所述嵌件为具有第一和第二端部的纵向嵌件的情况下，所述两个接收机构中的第一个接收机构可以设置在所述嵌件的第一端部处，所述两个接收机构中的第二个接收机构可以设置在所述嵌件的第二端部处。所述至少一个接收机构可以提供用于接触突出构件的一个接触点。这种接收机构例如可以是突出球体。该突出球体可以与凹部相邻地定位，以便为所述突出构件上的接合机构提供间隙，以在任何其他点都不接触所述嵌件地接触所述球体。在具有两个接收机构并且两个突出构件均具有接合机构的情况下，每个接收机构可以提供与一个接收机构接触的一个接触点。在这种情况下，所述支座与所述嵌件的接合限制了所述支座相对于所述嵌件的两个自由度。将所述支座的所述至少一个突出构件与所述嵌件接合的动作促使所述支座的所述至少一个突出构件抵靠其中容纳所述嵌件的槽的至少一个壁。在存在多于一个的突出构件的情况下，所述突出构件可以被促使抵靠同一个壁或不同的壁。在存在两个突出构件并且每个突出构件都被促使抵靠槽的壁的情况下，可以抑制所述支座和所述嵌件之间的另两个自由度。所述至少一个接收机构可以提供用于接触突出构件的两个接触点。这种接收机构例如可以是V形凹部。在存在两个接收机构并且两个突出构件均具有接合机构的情况下， 每个接收机构可以提供与一个接合机构接触的两个接触点。在这种情况下，所述支座与所述嵌件的接合限制了所述支座相对于所述嵌件的四个自由度。当所述支座与所述嵌件接合时，可以通过所述支座的表面接触其中固定有所述嵌件的工件安装表面来限制所述支座和所述嵌件之间的一个自由度。在一个突出构件相对于所述支座可动的情况下，当该可动突出构件被推动成接触所述嵌件时可以限制所述支座和所述嵌件之间的另一个自由度。在所述支座和所述嵌件之间的六个自由度都被限制的情况下，所述支座可以在运动上被定位。所述装置可以附加地包括附接至所述支座的坐标定位设备附件。该坐标定位设备附件可以包括测量探针。方便地，所述坐标定位设备附件是机床附件，所述机床附件可以包括例如刀具调整器。所述装置可以是用于将坐标定位设备附件安装至坐标定位设备的床身上的工件安装表面或垫板上的安装表面的装置。所描述的该装置可以例如是用于将机床附件安装至机床床身或垫板上的工件安装表面的装置。根据第二方面，本发明提供了一种嵌件，该嵌件具有用于将该嵌件固定在坐标定位设备的工件安装表面中的槽内的机构，其中，所述嵌件在被插入所述槽中时基本被容纳在所述槽内。所述坐标定位设备可以是机床。另选的是，所述坐标定位设备例如可以是坐标测量机。用于将所述嵌件固定在坐标定位设备的工件安装表面中的槽内的机构可以包括可膨胀构件，从而通过摩擦将所述嵌件固定在所述槽内。用于将所述嵌件固定在槽内的机构例如包括螺钉或粘合剂。根据本发明的第三方面，提供了一种支座，该支座能附接至坐标定位设备附件，所述支座包括至少一个突出构件，该至少一个突出构件用于与基本容纳在坐标定位设备的工件安装表面中的槽内的嵌件接合，所述至少一个突出构件在与嵌件接合时将所述嵌件保持至所述工件安装表面。所述坐标定位设备可以是机床。另选的是，所述坐标定位设备例如可以是坐标测量机。所述嵌件可以附加地包括至少一个衬垫或垫片，以增加所述嵌件的宽度，从而使得所述嵌件能够装配并固定在各种不同尺寸的槽内。所述至少一个垫片可以通过穿过所述至少一个垫片穿入嵌件中的孔的一个或更多个弹簧销固定至嵌件主体(在上文中另被称为嵌件)。应该理解，其他将垫片固定至嵌件主体的机构也是可行的。在使用至少一个垫片的情况下，方便的是，垫片或衬垫可设置在嵌件主体的宽度的两侧上。优选的是，所述垫片或衬垫的宽度基本相等，从而所述嵌件的宽度在两侧上基本相等地增加。有利的是，所述至少一个垫片的长度比所述嵌件主体的长度长，使得所述支座的至少一个突出构件能够在所述支座安装在所述嵌件上时接触所述垫片。
下面将参照附图仅以示例方式描述本发明的优选实施方式，在附图中图1示出了在机床床身中具有T形凹槽的传统机床；图2示出了用于借助于机床床身中的T形槽将机床附件固定至机床床身的公知装置的剖视图3示出了从根据本发明的嵌件(insert)的第一侧观察的等距视图；图4示出了根据本发明的嵌件定位在机床床身的T形槽内；图5示出了根据本发明的第一嵌件的剖视图，图5b示出了根据本发明的第二嵌件的剖视图，而图5c示出了根据本发明的第三嵌件；图6示出了安装到根据本发明的支座的刀具调整器的等距视图；图7示出了图3中所示的嵌件的内部细节的等距视图；图8a示出了位于突出构件中的一个突出构件上的球体，该球体与如图7所示的嵌件40的一个端部上的接收机构相接合，而图8b示出了所述嵌件的一个另选实施方式中的接收机构；图9示出了位于机床床身内的根据本发明的嵌件以及安装到根据本发明的支座的工件调整器；图10示出了嵌件，该嵌件包括位于嵌件两侧的垫片，因而增加了该嵌件的宽度；图11示出了狗骨状圆柱形杆，该圆柱形杆能够用作锥形楔子的替换物，以增加嵌件的宽度，并因而通过摩擦将嵌件保持在槽中；图12示出了根据本发明的支座的内侧的简化平面图；图13示出了突出构件以及图12中所示的支座的内侧工作区的简化平面图。
具体实施例方式参照图1，传统的机床10包括床身16，工件20以及任何机床附件，例如刀具调整器22，可以安装在该床身16上。形成在机床床身16中的T形凹槽18在床身16的宽度上间隔开，并且沿着床身的长度从一端延伸到另一端。机床10还包括框架11，该框架支撑主轴12，刀具14可以安装到该主轴12内。主轴12和机床床身16在机床的工作容积内可在三个正交方向X、Y、Z上相对于彼此运动。在这种情况下，主轴12和刀具14可以沿着Z方向运动，而床身可以沿着X和Y方向运动。该运动通过由计算机、接口或机床控制器控制的X、Y和Z驱动器来执行。在Χ、Υ 和Z轴中的每个上设置度量刻度读取设备，以便测量主轴12在每个方向上的相对运动。因此，主轴12和床身16能够相对于彼此精确地运动，以便对工件进行加工。在一另选的机床中，主轴12可以沿着Χ、Υ和Z运动，而床身16保持固定不动。导致刀具14相对于工件20 进行三个自由度的运动的任何组合都是可行的。机床既可以用于加工工件又可以用于测量工件。如图1中所示的用于加工工件的刀具14可以由可用于测量工件的测量探头代替。尽管上面描述了机床，但该装置可以用于其他类型的坐标定位设备，例如坐标测量机。在一些类型的坐标定位设备中，刀具从一侧接近工件，在这种情况下，工件支撑表面可以是设备的床身，如图1所示，或者可以是垂直于设备的床身的表面(该表面实际上与床身一起运动，因而可以被认为是床身的延伸)。图2示出了用于借助于形成在床身16中的T形槽18将刀具调整器22固定至机床的床身16的公知装置的剖视图。该装置包括安装至刀具调整器22的支座22a、两个T形螺栓19和两个螺母17。T形螺栓19可以通过经由开口端部中的一个开口端部将它们滑动到T形槽18中而定位在T形槽18内。在T形槽18中松开T形螺栓19，则可以将T形螺栓19沿着T形槽18滑动到刀具调整器22的期望位置。从机床床身16的表面伸出的T形螺栓19均穿过支座22a中的孔15 ；然后将螺母19紧固到各个T形螺栓19的端部上，以便将刀具调整器固定至机床床身。支座2 可以具有穿过其的多个孔15，每个孔都利用T形凹槽18中的T 形螺栓19和螺母17固定至机床床身16。当螺母被紧固在螺栓上时，螺栓夹紧T形槽中的机床床身的底侧，从而使刀具调整器22在固定位置紧紧地保持抵靠着机床床身。一旦被固定至机床床身16，在进行任何刀具调整活动之前经常校准刀具调整器的位置。为了移除刀具附件22，必需将螺母17松开，并且将支座2 从螺栓19提起。一旦螺母17被释放，则螺栓19相对于机床床身16失去固定位置，并且螺栓19再次松散地座置在T形槽18内。当使用者期望将刀具调整器22再次固定于机床16上时，并且将螺栓19 重新定位，并且将螺母17再次附接至螺栓19。当更换刀具调整器22时，使用者一般不太可能将螺栓19再次精确地定位，因此不太可能将刀具调整器22再次精确地定位在其先前的位置。由于该原因，每次移除和更换刀具调整器时可能都必需对刀具调整器的位置进行校准，因而增加了执行刀具调整操作所花费总体时间。为了确保将刀具调整器22牢固地装配到机床床身16，需要工具，这要求能够获得相关的工具，利用工具将螺母和螺栓固定到位可能是耗费时间的工作。此外，不使用T形螺栓时，其会在机床床身上面伸出，因而会阻碍例如工件的运动。为了将T形螺栓从T形槽移除，必需将T形螺栓一直滑动到槽的端部。然而，在某些情况下，这由于物体，例如工件，阻挡其路径而是不可能的。图3示出了根据本发明的嵌件40的第一侧的等距视图，还示出了具有T形槽18 的机床床身16以及用于调整嵌件40在T形槽18内的位置的调整设备64。调整设备64包括螺栓60和调整盘62。嵌件40基本上是长方体形状，嵌件40具有沿着该嵌件的长度44延伸的三个大面 4(^、4013(40(3，未示出)以及形成该嵌件的端面的两个小面40e(40f，未示出)。该嵌件具有中空内部，该中空内部将是该长方体的开口的第四大面。槽41设置成贯穿该嵌件的端面。 与该嵌件的开口的第四面相结合，所述槽41允许该嵌件的宽度在力的作用下时扩大，以便通过摩擦将嵌件40固定在槽内。该嵌件的宽度42的大小适合于装配在机床床身16的T形槽18内。当嵌件40定位在T形槽18内时，嵌件40的长度44沿着T形槽18的长度46延伸；嵌件40的两个相对的大面，即侧面40a(40c，未示出)基本平行于T形槽18的侧壁放置。第三大面40b通过 T形槽的开口暴露于机床的工作容积，并且开口面隐藏地放置在T形槽内。在可能的情况下，嵌件40的面都基本上是平坦的，从而阻止机床环境中存在的任何切屑截留在嵌件中或嵌件周围。当嵌件倍放置在槽内但支座尚未与其接合时，嵌件可以由嵌件罩覆盖，以便防止例如切屑和冷却液进入嵌件的接合机构和其他凹入区域。嵌件40具有两个锥形螺钉48，螺钉头部可以从嵌件40的暴露面40b接近。该面 40b具有中央部52，螺纹孔50贯穿该中央部52，以便接收调整设备64的螺栓60。在嵌件 40的各端面40e(40f，未示出)上设置有凹部56和突出球体M，用于接收机床附件上的支座。图4示出了根据本发明的定位在机床床身的T形槽内的嵌件。为了将嵌件40定位在T形槽18内，将螺栓60穿过调整盘62，并且拧入嵌件40中的螺纹孔50内。然后使嵌件40下降到T形槽18内，直到调整盘62抵靠机床床身16平放。在该位置中，嵌件的暴露面40b因而与机床床身16基本平齐地放置。调整盘62的尺寸大小设置为，当其通过螺栓 60固定至嵌件40时，其并不妨碍接近螺钉48的头部。当嵌件40在T形槽18内就位时， 紧固锥形螺钉48，因而增加了嵌件的宽度，直到嵌件40固定在T槽内。然后可以将螺栓60 和调整盘62从嵌件40移除，从而嵌件40可以接收机床附件上的支座。在一个另选的实施方式中，嵌件40的暴露面40b可以具有隆起的中央部52，从而当如上所述调整嵌件40在槽中的位置时，该中央部52与机床床身16基本齐平地放置，而嵌件40的暴露面40b的其余部分基本上低于机床床身16放置。嵌件40的暴露面40b与机床的床身齐平或低于机床的床身的事实防止机床附件在机床附件的支座与T形槽中的嵌件接合时发生摆动。如果机床附件具有基本上平坦的基座，则其可以基本平放地安置在机床床身上，并因而更稳定。与机床床身齐平或低于机床床身的嵌件还具有的作用在于，当其不与机床附件支座接合时，其不会构成障碍或容易被敲离位置。图如示出了沿着根据本发明的嵌件40的长度的剖视图，从而可以看到用于将嵌件40固定在T形槽内的锥形螺钉48。当螺钉48被紧固时，该螺钉的最宽部分沿着箭头a 的方向朝向该嵌件的暴露面40b运动，从而将该嵌件的相对侧面40a、40c强制分开。该嵌件的宽度42增加，从而使得图3中所示的两个相对侧面40a(和未示出的40c)接触T形槽 18的侧壁，并因而通过摩擦将嵌件40固定在T形槽18内。图恥示出了贯穿嵌件40的第二实施方式的宽度的剖视图，在该情况下，锥形螺钉 40被替换为两个标准螺钉148(仅示出了一个)以及沿着嵌件40的纵向长度延伸的锥形楔子150。如参照图fe所述，当螺钉148被紧固时，楔子150的最宽部分沿着箭头b的方向朝向该嵌件的暴露面40b运动。所述嵌件的中空内部的轮廓160与锥形楔子的形状互补，从而当所述楔子朝向嵌件的暴露面40b运动时，嵌件的相对侧面40a、40c被强制分开。嵌件 42的宽度增加，从而使得图3中所示的两个相对侧面40a(和未示出的40c)接触T形槽18 的侧壁，并因而通过摩擦将嵌件40固定在T形槽18内。通过利用沿着嵌件的纵向长度延伸的楔子，沿着嵌件的宽度扩大比利用如图如所示的两个锥形螺栓时更均勻。图5c示出了贯穿第三嵌件240的宽度的剖视图。该嵌件240采取可膨胀凸隼块的形式。嵌件240具有基本矩形的外部轮廓，从而其座置在机床床身的T形或U形的槽210 内。嵌件MO的内部轮廓是这样的，即中空区域230沿着嵌件MO的长度从一端延伸到另一端。所述中空区域230为凸隼块嵌件240提供柔性。嵌件240包括两个贯穿其的两个对置钻孔215，这两个钻孔215从嵌件240的暴露侧MOb，经过中空区域230，到达嵌件240的第二侧MOc。对置钻孔215均成形为用于接收螺钉M8。均包括螺钉头部和从螺钉头部延伸的带螺纹的螺钉杆M8b的两个标准螺钉248 (仅仅示出了一个螺钉)在嵌件40的第一侧上进入该嵌件40。在接近螺钉头部MSa的螺钉杆M8b的端部处在螺钉248和嵌件240之间设置了间隙。螺钉杆M8b的远端，嵌件240的第二侧MOc的形状和尺寸大小形成为与螺钉杆M8b的螺纹接合。螺钉M8的紧固导致嵌件MO的第二侧MOc在箭头C的方向上沿着螺钉杆被拉向嵌件MO的暴露侧MOb。当凸隼块嵌件240被沿着第一方向Y压缩时，其沿着第二方向X膨胀。第二方向X基本上与第一方向Y正交。嵌件240的该膨胀通过摩擦将嵌件240固定在例如机床的槽210中。有利的是，图5c中所示的嵌件实施方式仅仅一个零件，因此，其比其他嵌件更廉价和更容易制造。图5c的实施方式可以另选地使用仅一个螺钉，或者例如使用两个以上的螺钉。图6示出了根据本发明的附接至支座24的刀具调整器22的等距视图。在该示例中，该刀具调整器22是接触式刀具调整器22。支座24包括支座基座26，该支座基座26 具有两个部分26a、26b。支座基座的第一部分26a包括在使用时搁置在机床的床身上的基座表面28、相对于支座基座的第一部分26a固定的固定突出构件32、以及相对于支座基座的第一部分26a可动的可动突出构件30。对本领域技术人员来说明显的是，所述突出构件 30、32都可以另选为可动的。在一个实施方式中，支座的基座表面28包括三个从其在使用中搁置在机床的床身上的表面突出的球体，这能够通过仅仅提供三个接触点而有助于使支座在机床床身上更稳定。可动突出构件30被弹簧31偏压至偏压位置；在使用时，所述偏压位置使得支座能够与根据本发明的嵌件相接合。可动突出构件30可通过手柄30d克服弹簧31的偏压力而运动，该运动导致固定突出构件32和可动突出构件30之间的距离增加， 从而在使用中使得所述突出构件能够容易地越过嵌件的边缘。在该示例中，手柄30d形成为可动突出构件30的一部分。可动突出构件30通过片簧30c附接至第一部分26a。片簧 30c布置成这样，即除了克服偏压力以及在偏压力的作用下的摆动运动之外，其消除了可动突出构件和基座之间的任何相对运动。这确保了可动突出构件在处于其偏压位置时其位置置是可重复的。固定突出构件32和可动突出构件30 (位于其偏压位置)从支座基座26的第一部分26a突出，从而基于垂直于基座表面28背离刀具调整器22延伸。固定突出构件32和可动突出构件30布置成这样，即当支座基座的第一部分26a的表面28在T形槽上方被放置在机床的床身上时，突出构件延伸到T形槽内。突出构件的宽度略微小于T形槽的宽度，以便在突出构件在T形槽内定位在嵌件周围时允许存在一些间隙。支座基座的第二部分26b包括附接机构(未示出)，该附接机构用于将支座24附接至刀具调整器22。支座的第一部分26a和第二部分26b是可相对移动的，从而可以按照期望地调节刀具调整器22和支座基座的第一部分的表面28之间的相对倾角。这通过位于支座的一侧的垫圈将支座的第一部分26a和26b分开而实现，从而将支座的两个部分保持在一起的螺钉可以因而在支座的相反侧进行调节，以改变支座的两个部分之间的倾角。固定突出构件32和可动突出构件30均具有内表面30a、32a，所述内表面面向彼此。内表面30a、32a均设置有用于与嵌件上的接收机构接合的球体33，球体33的大约半个部分从突出构件内表面突出。球体33定位在突出构件的内表面30a、32a上，从而当突出构件与嵌件接合时，每个球体33都接触嵌件上的接收机构。在嵌件具有包括如图5a所示的球体和凹部的接收机构的情况下，凹部35直接紧邻各球体33设置在突出构件上，以便接收位于嵌件的端面上的球体。凹部35布置成其不接触嵌件上的球体而只是容纳该球体。图7示出了图3中所示的内部细节的等距视图，从而可以看到嵌件40的两个端面 40e、40f。如前面所述，凹部56e、56f和突出球体54e、54f设置在各个端面40e、40f上，一起形成了用于接收机床附件上的支座的接收机构。球体54的大约半个部分从端面40e、40f的表面突出。凹部56e、56f与球体Me、Mf的一侧相邻地设置在该球体Me、Mf的该侧。 如图7所示，位于嵌件的一个端面40e上的凹部56e向该侧面的一侧朝向侧面40a偏移，而在另一端面40f上，凹部56f朝向另一侧面40c偏移。如上面参照图6所述，突出构件上的球体被定位成接触位于嵌件的端面上的球体，使得它们处于位于凹部内但不接触该凹部的状态。当突出构件上的球体接触嵌件的接收构件上的球体时，突出构件上的球体相对于嵌件上的球体滑动，直到其沿着X、Y和Z方向从嵌件上的球体偏移45度角。此时，突出构件的边缘与槽的壁接触，从而防止球体的进一步运动。沿着所有轴的球体之间的45度的接触角给出了在X、Y和Z方向上名义上相等的夹持力。图示出了与如图7所示的嵌件40的一个端部上的包括球体M和凹部56的接收机构接合的位于其中一个突出构件上的球体300。位于该突出构件上的该球体300仅在一个点接触嵌件上的球体讨，突出构件上的该球体300不接触凹部56，所述凹部仅仅作为间隙为突出构件上的球体300而设置。如果不存在该凹部，则球体将会接触嵌件的端面，并因而不会正确地定位。由接触其中固定有嵌件的槽的侧壁的突出构件在嵌件的各个端部提供第二接触点，这将球体相对于彼此的位置固定，如参照图7所描述的那样。图8b示出了嵌件的另选实施方式，其中位于嵌件的各个端部的、用于接收位于支座的突出构件上的接合机构的接合机构包括倒置的V形凹部310。突出构件上的接合机构为球体300。该V形凹部310居中地设置在嵌件的面上，突出构件上的球体300定位成在突出构件与嵌件接合时与凹部310成直线。位于嵌件的各端部的倒置V形凹部310提供了两个接触点，用于接触支座上的其中一个突出构件上的球体300。这导致了总共四个接触点，因而约束支座相对于嵌件的四个
自由度。在图8a和图8b所示的实施方式中，第五自由度受到一个可动突出构件的偏压约束，并且第六自由度受到相对于机床床身基本平放的刀具调整器的支座的基座表面的限制。在这种情况下，六个自由度都受到限制，因而支座在运动学上位于嵌件上。图9示出了根据本发明的、位于机床床身16的T形槽18内的嵌件40、以及附接至根据本发明的支座M的刀具调整器22。为了将刀具调整器保持在机床的床身上，将刀具调整器支座M接合在位于固定在机床床身16中的T形槽18内的嵌件40上的接收机构内。 可动突出构件30的手柄30d克服弹簧31 (在图6中示出)的偏压而运动，以便使可动突出构件30背离固定突出构件32运动。刀具调整器22和支座M朝向机床床身16运动，突出构件在嵌件40的边缘周围进入T形槽18。可动突出构件30的手柄30d然后被释放，从而固定突出构件32和可动突出构件30中的每个上的球体接触嵌件的各端面上的球体。支座被容易地夹持到嵌件上，从而将刀具调整器固定至机床的床身。为了将刀具调整器和支座从嵌件移除执行相反的方法。将会理解到，支座在嵌件上的运动位置确保在其被移除之后，其可以在可重复的位置再次夹回在嵌件上。或者，可以使用其他非运动可重复位置。在嵌件的各端处，突出构件上的球体位于嵌件的端面上的凹部内(但不接触该凹部)，并且嵌件的端面上的球体位于突出构件上的凹部(但不接触该凹部)。所述球体定位成使得在接触时，突出构件上的球体被强制朝向嵌件一侧，因而强制突出构件抵靠其中固定有嵌件的槽的一个侧壁。所述两个突出构件被推向相反的方向，使得突出构件接触槽的相对的侧壁。实际上，支座在槽内相对于嵌件歪斜。这通过提供另两个接触点并消除支座的左右碰撞来将支座更牢固地保持就位。在图9中，刀具调整探头触针200沿着槽的长度的方向从刀具调整器22延伸。对于参照图7、图8a和8b描述的嵌件上的接收机构的实施方式，支座可以附接至固定在T形槽内的嵌件，使得刀具调整触针沿着T形槽的长度在任一方向上延伸。刀具调整探头触针的位置因而可以容易且快速地转过180度。如果期望，可以将支座从刀具调整器移除，并且将其相对定向调节例如90度，使得刀具调整探头垂直于T形槽延伸。刀具调整器和支座的相对定向可以调节成使得刀具调整探头相对于T形槽的长度以离散角度延伸。图10示出了嵌件401，该嵌件包括位于嵌件主体的两侧上的垫片400。嵌件401 的宽度因而从嵌件主体403的宽度增加到包括垫片的嵌件的宽度105。垫片400通过弹簧销408附接至嵌件401的主体402上。垫片400具有相同宽度，使得嵌件的宽度在两侧上同等程度地增加。可以设置各种宽度的垫片400，使得嵌件401的宽度能够适合于使用者希望将嵌件401固定于其中的槽的尺寸。如至此所描述的，嵌件的端面上的球体404和凹部406用于将根据本发明的支座相对于嵌件401精确地定位。垫片400比嵌件主体402的长度长，使得当支座位于嵌件上时，所述两个突出构件沿着相反的方向被施加力，使得所述突出构件接触相反的垫片400。 如果垫片400不比嵌件主体402长，用于单独与嵌件主体一起使用的支座的突出构件的尺寸大小将不会准确地接触槽的侧面。在这种情况下，通过与槽的侧壁接触而被移除的两个自由度将会失去，并且支座可能不会运动地安装在嵌件上。另外，支座可能相对于嵌件左右碰撞。如参照图9所述，支座可以安装至固定在槽内的嵌件，使得刀具调整触针沿着槽的长度在任一方向上延伸。刀具调整探头触针的位置因而容易且快速地转过180度。在垫片400具有相等宽度的情况下，刀具调整器的位置在两个定向上都将是已知的。图11示出了狗骨状圆柱形杆410，该圆柱形杆能够用作锥形楔子的替换物，以增加嵌件的宽度，并因而通过摩擦将嵌件保持在槽中。杆410具有位于两端的大直径圆柱状部414和位于大直径部414之间的减小直径部412。使用该形状是因为相比于沿着其长度具有相等直径的主体来说更容易加工。例如在使用狗骨状圆柱形杆的情况下，可以使用弹簧销将垫片固定至嵌件。这是因为在使用这种形状的杆的情况下，在嵌件主体内存在空闲空间，弹簧销可以突出到该空间内。图12示出了根据本发明的支座的内侧的简化平面图，并且图13示出了突出构件以及图12中所示的支座的内侧工作区的简化平面图。支座的可动突出构件通过位于支座的主体内的弹簧(如图6所示，31)被偏压就位，取而代之的是，可动突出构件422通过片簧 432被偏压就位，该片簧垂直于可动突出构件422并穿过该可动突出构件422。可动突出构件422相对于支座主体围绕枢轴434枢转。片簧432提供力，该力允许可动突出构件运动， 使得支座可以被夹持在嵌件上，并使得支座因而在嵌件上被松散地保持就位。一旦在嵌件上位于适当位置，可以通过致动杠杆426将支座牢固地附接至嵌件。致动杠杆426推动球体428 (部分地容纳在杠杆主体本身内)抵靠辊430，辊430又挤压弹簧424。弹簧强迫可动突出构件422的第一端422a从支座主体远离，强迫可动突出构件围绕枢转点434枢转， 并因而强迫可动突出构件的第二端422b进一步朝向嵌件。支座于是被牢固地保持在嵌件上，并且相对于机床床身准确地定位。为了从嵌件移除支座，将杠杆426向回移动到释放位置，从而减小弹簧424上的挤压作用。杠杆426能够提供用于保持相对于嵌件固定的支座的实质上可重复的力，因而支座相对于嵌件的位置实质上是可重复的。
权利要求
1.一种用于将坐标定位设备附件安装到坐标定位设备的工件安装表面的装置，该工件安装表面具有形成于其中的槽，所述装置包括嵌件，该嵌件包括用于将该嵌件固定在槽内的机构，其中所述嵌件在插入所述槽中时基本上被容纳在所述槽内；以及支座，该支座能附接至坐标定位设备附件，并且包括至少一个突出构件，该至少一个突出构件用于在所述嵌件容纳在槽中时与所述嵌件接合，由此将所述支座固定至坐标定位设备的所述工件安装表面。
2.根据权利要求1所述的装置，该装置用于将机床附件安装到机床的工件安装表面。
3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，用于将所述嵌件固定在槽内的机构包括可膨胀构件，从而通过摩擦将所述嵌件保持在所述槽内。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，用于将所述嵌件固定在槽内的机构包括一个或更多个螺钉。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，用于将所述嵌件固定在槽内的机构包括粘合剂。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，用于将所述嵌件固定在槽内的机构包括用于将所述嵌件固定在形成于机床的工件安装表面中的T形槽内的机构。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，用于将所述嵌件固定在槽内的机构包括用于将所述嵌件固定在形成于机床的工件安装表面中的U形槽内的机构。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述支座包括多个突出构件。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述支座包括两个突出构件。
10.根据权利要求8或9所述的装置，所述多个突出构件中的至少一个突出构件是相对于所述支座可运动的。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，相对于所述支座可运动的所述至少一个突出构件是可手动运动的构件。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的装置，其中，所述多个突出构件中的至少一个突出构件相对于所述支座固定。
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，将所述支座的所述至少一个突出构件与所述嵌件接合的动作促使所述支座与所述工件安装表面接触。
14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述嵌件是具有第一和第二端部的纵向嵌件。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述嵌件包括至少一个接收机构，该至少一个接收机构用于接收所述支座的至少一个突出构件。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述嵌件包括两个接收机构，第一个接收机构设置在所述嵌件的所述第一端部处，第二个接收机构设置在所述嵌件的所述第二端部处。
17.根据权利要求15或16所述的装置，其中，所述至少一个接收机构提供一个接触点。
18.根据权利要求15或16所述的装置，其中，所述至少一个接收机构提供两个接触点。
19.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，将所述支座的所述至少一个突出构件与所述嵌件接合的动作促使所述支座的所述至少一个突出构件抵靠其中容纳所述嵌件的槽的至少一个壁。
20.根据前述权利要求中任一项所述的装置，该装置包括附接至所述支座的坐标定位设备附件，其中，所述坐标定位设备附件包括刀具调整器。
21.根据前述权利要求中任一项所述的装置，该装置包括附接至所述支座的坐标定位设备附件，其中，所述坐标定位设备附件包括测量探针。
22.根据前述权利要求中任一项所述的装置，该装置用于将坐标定位设备附件安装至坐标定位设备的床身上的工件安装表面。
23.根据权利要求1至21中任一项所述的装置，该装置用于将坐标定位设备附件安装至垫板上的工件安装表面。
24.一种嵌件，该嵌件具有用于将该嵌件固定在坐标定位设备的工件安装表面中的槽内的机构，其中，所述嵌件在被插入所述槽中时基本被容纳在所述槽内。
25.根据权利要求M所述的嵌件，该嵌件具有用于将该嵌件固定在机床的工件安装表面中的槽内的机构。
26.根据权利要求M或25所述的嵌件，其中，用于将所述嵌件固定在坐标定位设备的工件安装表面中的槽内的机构包括可膨胀构件，从而通过摩擦将所述嵌件固定在所述槽内。
27.根据权利要求对至沈中任一项所述的嵌件，其中，用于将所述嵌件固定在槽内的机构包括螺钉。
28.根据权利要求M至27中任一项所述的嵌件，其中，用于将所述嵌件固定在槽内的机构包括粘胶。
29.一种支座，该支座能附接至机床附件，所述支座包括至少一个突出构件，该至少一个突出构件用于与基本容纳在坐标定位设备的工件安装表面中的槽内的嵌件接合，所述至少一个突出构件在与嵌件接合时将所述嵌件保持至所述工件安装表面。
30.根据权利要求四所述的支座，该支座包括至少一个突出构件，该至少一个突出构件用于接合基本容纳在机床的工件安装表面中的槽内的嵌件。
全文摘要
一种用于将坐标定位设备附件例如刀具调整器安装到坐标定位设备的工件安装表面的装置，该工件安装表面具有形成于其中的槽。所述装置包括嵌件，该嵌件用于插入所述工件安装表面的槽内；以及支座，该支座能附接至坐标定位设备附件。所述嵌件包括用于将该嵌件固定在所述槽内的机构，所述嵌件在被插入所述槽内时基本容纳在该槽内。所述支座包括至少一个突出构件，该至少一个突出构件用于在所述嵌件容纳在所述槽中时与所述嵌件接合，由此将所述支座固定至坐标定位设备的工件安装表面，并因此将附接至该支座的任何坐标定位设备附件固定至坐标定位设备的工件安装表面。
文档编号B23Q3/10GK102170997SQ200980139635
公开日2011年8月31日 申请日期2009年9月28日 优先权日2008年10月3日
发明者基思·罗纳德, 约翰·菲利普·劳伦斯·泰勒 申请人:瑞尼斯豪公司