专利名称：输入和加载单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种输入和加载单元，该输入和加载单元用于将一个或多个工件为了加工目的而在加工机床的加工空间内的加工位置上输入和/或输出，该输入和加载单元包括至少两个在导轨上可移动的工件载体，并且工件载体用于接纳和运输所述至少一个工件。
背景技术：
同类的输入和加载单元的任务在于，将在加工机床内将加工完成的工件在短时间内移出加工空间，并且将新的加工工件装入到加工空间内。在这种相互关系中，“加载单元”的概念理解为用于加载或卸载的上位概念，即将工件输入到加工机床或将工件从加工机床上输出。通常在现有技术中工件设置在一个在导轨上可移动的工件载体上。在此可能的是，一个工件载体只能承载刚好一个或多个工件(也可以是不同的工件)。在此意义相同的是，无论工件直接设置在工件载体上，还是工件固定在工件托板上并且从而工件间接放在工件载体上。通常在导轨上存在至少两个可移动的工件载体，其中沿着工件的输送方向看，第一工件载体用于从加工机床内输出加工完成的工件，并且设置在其后的第二工件载体输入需要加工的下一个工件。根据导轨或输入和加载单元的设计，当然也可能的是，在导轨上存在多于两个例如三个、四个或更多工件载体。导轨用于运输工件载体，并且例如直线和/或弯曲地构成。在现有技术中结构如此设计，即工件载体以适当的方式将工件靠近加工机床，然后在工件更换期间使工件伸入到加工空间内，或者接纳加工完成的工件并且将其从加工空间内导出。在此，工件载体只在相对短的时间段内处在加工空间内，即只有为了接纳或卸下工件时才如此。加工空间与需要加工的工件的大小优化地适配，并且被优化。工件载体在加工期间保持在加工空间内将会浪费这种宝贵的空间。因此通常在加工机床旁边设置导轨，并且工件载体分别设置成，使所述工件载体将工件从导轨送入到加工空间内或者将工件返回。为了这种运动需要在每个工件载体上设置的单独的驱动装置。这导致相对大的费用，因为在第一工件载体上的驱动装置只用于卸载，也就是将加工完成的工件从加工空间内取出，或者在第二工件载体上的驱动装置只用于加载工件。此外必须设有相应的能量接头，用于在工件载体上一起移动的驱动装置，这原则上可以用相应的牵引链等实现，但相应是昂贵的。除了相应成本外，在此也须注意用于这种能量输入的空间需求。此外，驱动装置本身在工件载体上需要空间，该空间必要时对于运输工件是需要的。
发明内容
本发明的目的是，改进上述现有技术，并且至少避免上述缺点之一。
为了达到该目的，本 发明从如开头描述的输入和加载单元出发，并且建议，导轨具有与在导轨上的工件的输送方向成角度或成横向的、能通过驱动装置驱动的、接纳至少一个工件载体的导轨段，并且为了加载或卸载目的，该导轨段将工件载体朝着加工空间的方向移动或将工件载体返回。通常工件横向于导轨即垂直于导轨移动，以便使工件从导轨进入到加工空间内，进入到加工机床内的加工位置上，或者从那里取出。然而本发明不局限于垂直的实施方式，而是也包括导轨段相对于导轨的纵向延伸方向或工件的输送方向成锐角的运动，该导轨段接纳至少一个工件载体。在更换过程中所述导轨段从导轨内移出，这可以是无问题的，因为在该时间段内无须将在导轨上的工件载体移动到导轨段的区域的上方。在此，导轨段配备有在其他方面与通常的导轨相同的引导装置或轨条或类似的引导元件，以便如通常那样允许工件载体无问题地在导轨上运输。本发明的重要优点在于，节省了与工件载体一起移动的驱动装置，该驱动装置对于工件移入或移出加工空间曾经是必需的，并且现在设有用于导轨段的驱动装置，该驱动装置以相同的方式不仅可以用于加载过程而且也可以用于卸载过程。根据加工过程只更换相应的工件载体。因此按本发明的建议采用明显较少数量的驱动装置。此外也无需如在现有技术中的与工件载体一起移动的用于驱动装置的能量供给装置。用于导轨段的驱动装置原则上也可以设置在导轨下方，并且从而不干扰对加工空间的通达。在另一种建议中规定，设有用于位置精确地将工件设在加工位置上的压紧装置。为了在加工机床内高精度地加工工件，在加工机床内的加工位置上设有所谓的指示位置或指示销，工件直接或者间接例如通过相应的工具托板位置精确地设置到所述指示位置或指示销上，并且从而使高精度地加工成为可能，因为由此精确确定工件在加工总成(工具主轴、加工工具等等)内的相对位置。因此对于高精度的加工重要的是，确保工件事实上位置精确地处在加工位置上。使用建议的压紧装置允许在加工位置上的工件可靠地定位到指示销和其他支承点上。在使用压紧装置的情况下显著降低工件在加工机床内错误定位的危险，并且从而以相同程度降低次品的风险。在可选设置的压紧装置的实施方式中存在多种型式，下面对此的举例不是穷尽的。首先规定，压紧装置构成在可移动的导轨段上，并且与该导轨段一起移动。该型式带来的优点是，压紧装置用于多个不同的工件载体，并且从而例如尤其是压紧装置在加工机床之外在导轨段上配属于加工机床。结果是如此实现的压紧装置的相应有效的利用。在另一种建议中，压紧装置构成在工件载体上并且与该工件载体一起移动。这样的构造允许，在工件载体在导轨上运输期间，即在通过使用压紧装置进行的相应的加工之前和之后，压紧装置也是固定的。通过在加工机床本身内使用压紧装置，压紧装置在最初被安装的地方是静止不动的。压紧装置的重量不必在运输工件载体等等时被考虑。在一种可选的构造中规定，工件载体构成为叉形的。工件支承在叉形结构的两个或更多个齿上，并且允许工件通过垂直运动而设置到接纳件或加工位置上或被抬起。为了将工件设置在加工位置上或抬起，同样存在多种可能的型式。下面对此的举例不是穷尽的。首先建议，工件载体可以在导轨段上为了卸载或加载目的而被抬起或下降。在该型式中，工件载体相对于一般水平活动的导轨段进行垂直运动，在此相对小的从几个毫米到几个厘米的行程已经是足够实现希望的效果，也就是将工件设置到突出的指示点上，或者从所述指示点上抬起。为此，工件载体例如具有相应的垂直驱动装置，该垂直驱动装置例如由电动机构成，或液压地或气动地构成，并且通过相应的垂直引导装置被支持和引导。在该型式中有利的是，驱动装置正好仅仅针对工件的重量和工件载体的元件的重量进行设计，工件处在该工件载体上，即相对小的驱动装置就足够了。取而代之，建议，导轨段设置在可升降的托架上，并且托架为了卸载或加载目的是可升降的。虽然该型式设计上是较昂贵的，因为除了工件载体的工件重量之外也必须升降可移动的导轨段的重量，然而该型式节省了相应的在每个单独的工件载体内的垂直驱动装置，并且也是较节省空间的，因为所述垂直驱动装置可以从加工空间内去除。
另一种用于将工件设置在工件载体上或从工件载体上取下工件的型式在于，加工位置设置在可升降的工件支座上，并且该工件支座为了卸载或加载目的是可升降的。该型式的优点在于，在加工机床内尤其是在工件支座或工件台内实现的垂直轴不仅可以用于工件加工，而且有助于实施工件更换。因此可以节省沿着垂直方向在工件载体上或在导轨段上单独设置驱动装置。建议的输入和加载单元不仅具有从加工机床加载工件和将工件加载到加工机床内的任务，而且当然也用于输入和输出(或引导)工件。为了在导轨上运输工件载体而设有驱动装置。该驱动装置的构造在此可以非常广泛地实现。例如可能的是，驱动轨作为辊道实现，并且可以驱动至少一部分辊(例如用电动机驱动)，以便运输工件载体。此外可选地规定，在工件载体本身上设有驱动装置，例如电动机，该工件载体通过可驱动的元件例如驱动轮或类似物可以在导轨上移动。当然可选地也可以在输入或加载单元内实现线性电机方案或类似方案。驱动装置的一种合适的构造在于，为了在导轨上驱动工件载体，设有可与导轨平行运动的且可驱动的运输梁，该运输梁具有至少两个用于至少力锁合地将各一个工件载体与运输梁连接起来的连接位置。该驱动方案能通过活动的运输梁同时运输两个或更多个工件载体。这充分利用下述情况，新工件的输入可以与加工好的工件的输出同时进行。为了允许在导轨段上的工件载体横向运动，在运输梁上设有连接部，该连接部可以容易地松开，为此例如设有至少力锁合的连接。这例如可以通过磁力或简单的机械闭锁装置、制动器或类似物实现。但是代替仅仅力锁合的连接，形锁合连接也是可能的，该形锁合连接例如在工件通过运输梁在导轨上运动时起作用，这例如可以通过相应的侧凹部或类似物实现。建议的输入和加载单元的一种有利的构造规定，在导轨上刚好设有两个工件载体，并且第一工件载体在工件接纳位置与导轨段之间来回运行，并且第二工件载体在导轨段与工件取下位置之间来回运行。通过这样的构造实现输入和加载单元的非常紧凑的结构方式，其中建议的运输梁可以同时驱动第一和第二工件载体。在此，工件从第一工件载体输入到加工机床内，或者说就此加载加工机床，在加工后，加工机床的加工空间通过第二工件载体卸载，并且输出工件。工件在此在工件接纳位置上装到第一工件载体上，并且当该工件相应加工好之后，在工件取下位置上由第二工件载体取下。实现工件从第一工件载体通过在加工机床内的加工位置到第二工件载体的转交。原则上规定，建议的输入和加载单元包括至少两个工件载体，其中在建议的带有刚好两个工件载体的构造中建议一种优化的节省空间的方案。在此规定，工件例如用手或通过龙门架或机器人输入到工件接纳位置上，并且以合适的方式，即例如也可以用手、通过龙门架或机器人或类似物在工件取下位置上输出。因此这样构成的输入和加载单元是更复杂的互相连接多个加工机床的运输系统的一部分。在另一种可选的方案中规定，建议的输入和加载单元用于连接至少两个沿着工件输送方向前后依次设置的加工机床。通常在建议的输入和加载单元上存在多个工件载体，所述工件载体必要时例如在封闭的运输循环中经过所有前后依次设置的加工机床或这些加工机床中的多个。建议的导轨段允许输入和加载单元用刚好一个驱动装置即导轨段的驱动装置将工件由导轨输入到加工空间内。在此结构选择成，使导轨段用于第一或第二工件载体朝着加工空间的方向或相反的方向交替接纳和运动。由此使建议的方案充分发挥出能力，并且从而实现高效率。按本发明的优点不仅通过建议的输入和加载单元实现，包括在本发明内的加工机床也充分实现本发明的优点，该加工机床配备有建议的输入和加载单元，其中尤其是加工机床的托架位置的垂直移动性大大支持工件的加载和卸载。
在附图中，特别在实施例中，示意地示出本发明。其中图la、2a和3分别显示按本发明的输入和加载单元在不同位置上的俯视图，图Ib和2b显示按本发明的输入和加载单元在两个不同位置上的侧视图。
具体实施例方式在附图中相同的或互相对应的元件分别用相同的附图标记标出，并且从而只要不是有目的的，就不再重新说明。各附图以俯视图和侧视图的形式示出按本发明的输入和加载单元I的不同位置。在此，图Ia和Ib对应，图2a和2b对应。按本发明的输入和加载单元I的一种构造例如在图2a中详细示出和描述。输入和加载单元I在此用于将许多工件2、2a、2b输入到图2a左侧示出的加工机床3的加工空间30，或者在工件加工后将工件从该加工空间移出。为此,输入和加载单兀I具有导轨4,两个工件载体5、5a和5b沿着导轨4在该导轨上能被活动地驱动。工件载体5a、5b用于承载各一个工件2、2a、2b。 工件2的概念在此非常广泛地定义，工件2可以直接放在工件载体5上，或者可以通过工件托板(未示出)放在工件载体5上。清楚的是，在此示出的型式当然可以在一个工件载体5承载多个工件2 (未示出)时用相同的方式实现。工件2、2a、2b在导轨4上沿着输送方向30 (在图中从上往下)运输。沿着输送方向20的第二工件2a处在导轨4的中间区域内，沿着输送方向20的第一工件2b正好在工件接纳位置10中装到叉形地构成的工件载体5b上。工件2a、2b的运输用设置在导轨4上的且活动的工件载体5、5a、5b实现，其中沿着输送方向的第一工件载体用附图标记5a标出，第二工件载体用附图标记5b标出。输入和加载单元I的第一任务在于，将在工件接纳位置10上装到第二工件载体5b上的工件2b尽可能顺利地输入到加工机床3中进行加工。为了实现这一点，首先，正好在加工机床3内完成加工的工件2a必须从该加工空间内运走，为此使用第一工件载体5a。图2a示出下述情况，其中，第一工件2a正好结束其加工，并且借助于导轨段40从加工空间30内运出。图Ia示出相反情况，其中，设置在工件接纳位置10与工件取下位置11之间的导轨段40在加工机床的加工空间30内完全向左移动。在图Ia中示出的情况是工件2a在加工机床3内已完成加工的时刻。为此，打开形成加工空间30边界的机床挡板37，以便在导轨4与加工空间30之间产生开口 32，通过该开口，导轨段40可以伸入到加工机床3内。在图2b中在侧视图中清楚可见，工件2怎样放在工件载体5上。导轨4在此具有可以从导轨4移出的导轨段40，通过该导轨段，工件载体5可以连同其工件2 —起运输到加工空间30内。这用双箭头43示出。加工机床3具有多个工作主轴33，所述工作主轴旋转驱动各一个加工工具34。因此导轨段40略复杂地构成。它具有横向弓I导装置8，在该横向弓丨导装置上，导轨段40与工件的正常输送方向20垂直地运动(沿着双箭头43)。横向引导装置8在此不是构成为固定的构件，而是本身同样是活动的，如这一点在图2b与Ib之间的比较中清楚可见。横向引导装置8支承在托架41上，为此设有相应的滑动轴承80。在滑动轴承80的区域内也设有一方面用于相对于滑动轴承80的横向弓丨导装置8的驱动装置44，但是也设有用于在横向引导装置8上的导轨段40的驱动装置。这可以以简单的方式用一个双重使用的驱动装置实现。运动可以以简单的方式借助于未示出的传动机构从驱动装置传递到两个运动元件上，即横向引导装置8相对于托架41以及导轨段40相对于运动的横向引导装置8。托架41可以垂直运动，这通过双箭头42示出。通过相对于例如静止的加工位置31的这种垂直运动性，可以以简单的方式将工件2从工件载体5放在加工位置31上，或者从该加工位置接纳工件。相同的情况可以通过如下方式实现，即工件支座35 (参见图2b)可以垂直运动，如这用双箭头36示出。因此也能在工件支座35向上运动时将工件2从工件载体5上取下，通过工件支座35的下降运动，工件2从加工位置31上取下并且放到工件载体5上。
在输入和加载单元I的有利的进一步拓展中规定，使用压紧装置6。在图2b中示出的构造中，压紧装置6与导轨段40 —起移动。压紧装置6由挂架60构成，该挂架在其上面的位于工件2的上棱边上方的区域中带有铰链63。在铰链63内可旋转地支承杠杆式的压杆61。压杆61在图中所示的实施例中由两个压杆段61a和61构成。较长的第一压杆段突出于工件2。第二压杆段61b在铰链63的另一侧上延伸。在其远离铰链63的端部上接合驱动装置62例如液压或气压运转的工作缸、电动机或类似物。因此由于杠杆作用通过激活驱动装置62杠杆式的压杆61逆时针地转动，并且压点64压紧到工件2上。由此首先将工件2固定在工件载体5上，以便防止工件2相对于工件载体5跌落或滑落。因此原则上也能实现工件载体5的相对大的加速即快速运动，这尤其对于在加工机床中顺利更换工件是有利的。尤其规定，压紧装置6与导轨段40 —起移动(见图Ib)，并且从而压紧装置6不仅允许在工件更换情况下导轨段或工件的相对快速的运动，而且用于可靠且位置精确地将工件2装到加工位置31上。尤其在图Ib中清楚可见，加工位置31上的各支承点一方面构成为圆锥形的，另一方面构成为销形的，并且应该确保将工件可靠且位置精确地固定和夹紧在加工机床内。在图Ib示出的情况中，工件2处在加工空间30内，并且压杆61压到工件2上。此时，当托架41略微下降(双 箭头42)时，叉形构成的工件载体5在工件2下方释放，因为工件2平放在加工位置31的指示点或者说支承点上。在此,压杆61构成为足够弹性的，以便在托架41下降运动时不导致卡住。但是同时相应作用到工件2上的力分量向下作用到该工件内，以便实现工件2在加工位置31上的可靠且位置精确的定位。为了在导轨4上运输工件载体5a、5b (在导轨段40的影响下)，设有运输梁7。在图中示出的实施例中，导轨4构成为笔直延伸的，但是它必要时也可以是弯曲的。运输梁7在其各端部上具有连接位置70a、70b，所述连接位置用于连接即耦联到相应的工件载体5a、5b 上。为此，各连接位置70实现为U形空隙，所述空隙形锁合地允许沿着导轨4的纵向的传动特性，但是允许在横向运动43时设在工件载体5a、5b上的传动销50a、50b脱接。因此通过导轨段40从导轨4移动到加工空间30上也同时使传动销50a、50b从连接位置70a、70b脱开，或者在返回运动时又接入，并且从而自动实现相应工件载体5a、5b与运输梁7脱接或联接。建议的输入和加载单元I的输送或者说加载和卸载过程的顺序如下。需要加工的工件2在工件接纳位置10上装到工件载体5、5b上。运输梁7从其上面位置移动到下面位置上，以便第一工件载体5b从工件接纳位置到达导轨段40上。导轨段40横向移动(双箭头43)，放置在其上的工件载体5b朝加工空间30的方向运动，从而放在工件载体5b上的工件2到达加工空间30内。然后或者进行带有导轨段40的托架41的下降运动，或者进行带有加工位置31的工件支座35的上升运动。由此工件2从工件载体5b脱开。工件载体5b是卸载的，通过导轨段40返回，工件载体5b从加工空间30内返回，以便导轨段40又回到导轨4内。运输梁7又返回，以便第一工件载体5b又到达工件接纳位置10上，空的第二工件载体5a同时从工件取下位置11移动到导轨段40上。在加工机床3内工件2的加工结束后，导轨段40又沿着双箭头43移动到加工机床3内，加工空间30通过打开的开口 32是可进入的。工件载体5a以适当的方式从下方抓住加工完成的工件2，并且进行工件载体5a与加工位置31之间的相对运动，以便工件2从加工位置31上脱开，并且放在工件载体5a上。然后通过导轨段40返回，工件载体5a返回，加载的工件载体5a回到导轨4上，该导轨段40又接合到导轨4上，同时工件载体5a也接合到运输梁7的连接位置70a上，以便在运输梁7紧接着的下降运动时，完成加工的工件2运动到工件取下位置11。然后重新开始输入和加载过程。现在与本申请一起递交的以及以后递交的权利要求书是概括的尝试，而对于获得更宽的保护范围不产生偏见。
当在此在更近的试验中，尤其是有关现有技术的试验中得出一个或多个特征对于本发明的目的虽然是有利的，但是不是决定性地重要的，不言而喻的现在已经力求不再具有这样的特征、尤其是在独立权利要求中不再具有这样的特征的概括。另外必须注意的是，本发明的在不同实施方式中描述的和在附图中示出的实施方式和变型可以任意互相组合。在此，单个或多个特征可以任意互相交换。这些特征组合同样被一起公开。在从属权利要求中给出的引用关系针对独立权利要求的主题通过相应从属权利要求特征的进一步方案。然而这些引用关系不能理解为，对于引用的从属权利要求的特征放弃获取独立的作为主题的保护。至此只在说明书中公开的特征在审查程序中可以作为对本发明具有实质意义而要求保护，例如可以用于与现有技术相区分。只在说明书中公开的特征或来自包括多个特征的权利要求的各单个特征总是可以为了区别于现有技术而加入到独立权利要求中，而且即使当这些特征在与其他特征的相互关系中提及或者在与其他特征的相互关系中实现特别有利的结果，也是如此。
权利要求
1.输入和加载单元，其用于将一个或多个工件(2、2a、2b)为了加工目的而输入到加工机床(3)的加工空间(30)内的加工位置(31)上和/或输出，该输入和加载单元(I)包括至少两个在导轨(4)上可移动的工件载体(5、5a、5b)，并且这些工件载体(5、5a、5b)用于接纳和运输所述至少一个工件(2、2a、2b)，并且导轨(4)具有与工件(2、2a、2b)在导轨(4)上的输送方向(20)成角度或成横向的、能通过驱动装置驱动的、接纳至少一个工件载体(5、.5a、5b)的导轨段(40)，并且为了加载或卸载目的，导轨段(40)使工件载体(5、5a、5b)朝着加工空间(30)的方向或返回方向移动，并且压紧装置(6)构成在可移动的导轨段(40)上并且与该导轨段一起移动。
2.根据权利要求I所述的输入和加载单元，其特征在于压紧装置(6)用于将工件(2、.2a、2b)位置准确地装到加工位置(31)上。
3.根据上述任何一项权利要求所述的输入和加载单元，其特征在于压紧装置(6)构成在工件载体(5、5a、5b)上并且与该工件载体一起移动，和/或压紧装置(6)设置在加工机床⑶内。
4.根据上述任何一项权利要求所述的输入和加载单元，其特征在于工件载体(5、5a、.5b)构成为叉形的，和/或工件载体(5、5a、5b)在导轨段(40)上为了卸载或加载目的是可升降的。
5.根据上述任何一项权利要求所述的输入和加载单元，其特征在于导轨段(40)设置在为了卸载或加载目可升降的托架(41)上，加工位置(31)设置在可升降的工件支座(35)上，并且工件支座(35)为了卸载或加载目的是可升降的。
6.根据上述任何一项权利要求所述的输入和加载单元，其特征在于为了在导轨(4)上驱动工件载体(5、5a、5b)，设有能与导轨(4)平行运动的且能被驱动的运输梁(7)，该运输梁具有至少两个用于至少力锁合地将各一个工件载体(5、5a、5b)与运输梁(7)连接起来的连接位置(70a、70b);和/或在导轨(4)上刚好设有两个工件载体(5a、5b)，并且第一工件载体(5b)在工件接纳位置(10)与导轨段(40)之间来回运行，并且第二工件载体(5a)在导轨段(40)与工件取下位置(11)之间来回运行。
7.根据上述任何一项权利要求所述的输入和加载单元，其特征在于输入和加载单元(I)用于连接至少两个沿着工件输送方向(20)前后依次设置的加工机床(3)。
8.根据上述任何一项权利要求所述的输入和加载单元，其特征在于导轨段(40)用于第一或第二工件载体(5a、5b)朝着加工空间(30)的方向或返回方向的交替接纳和运动。
9.根据上述任何一项权利要求所述的输入和加载单元，其特征在于刚好一个驱动装置用于导轨段(40)。
10.加工机床，其包括根据上述任何一项权利要求所述的输入或加载单元。
全文摘要
一种输入和加载单元，其用于将一个或多个工件(2a、2b)为了加工目的而输入到加工机床(3)的加工空间(30)内的加工位置(31)上和/或输出，该输入和加载单元包括至少两个在导轨(4)上可移动的工件载体，并且这些工件载体用于接纳和运输所述至少一个工件(2a、2b)，并且导轨(4)具有与工件(2a、2b)在导轨(4)上的输送方向成角度或成横向的、能通过驱动装置驱动的、接纳至少一个工件载体的导轨段(40)，并且为了加载或卸载目的，导轨段(40)使工件载体朝着加工空间(30)的方向或返回方向移动，并且压紧装置构成在可移动的导轨段(40)上并且与该导轨段一起移动。
文档编号B23Q7/06GK102626884SQ20121002263
公开日2012年8月8日 申请日期2012年2月2日 优先权日2011年2月2日
发明者B·格鲁博 申请人:格鲁博-工厂有限及两合公司