具有可旋转工作台的机床的制作方法
【专利摘要】一种机床（2），包括至少一个操作组（300）以及支撑和移动部件以执行操作的主体（10），部件位于主体上。主体（10）包括：-支撑部件的至少一个可动工作台（11）；-支撑至少一个操作组（300）的至少一个固定部分（12）；-移动可动工作台（11）的装置，包括旋转轴（15），该旋转轴沿着主轴线定位在中央腔中。用于移动可动工作台（11）的装置旋转地移动可动工作台，并且还包括定位在可动工作台（11）与旋转轴（15）之间的齿冠（18）和至少一个行星齿轮（17）。
【专利说明】具有可旋转工作台的机床
[0001]本发明涉及一种适于执行机械操作的机床。
[0002]特别地，本发明涉及的机床适于在诸如加工过的、半加工过的或者完成了的产品的部件上执行各种机械操作，诸如用以去除切削屑的机械加工、或者再装配或者移动操作。
[0003]通常，各种操作通过机器连续地执行。
[0004]特别地，所述机器被包括在机械操作设备中；特别地，该设备具有一个或者多个机械加工工位，在该一个或者多个机械加工工位中执行这种不同的连续的操作。
[0005]另外，机床本身适于将待加工的部件从一个工位移动到另一个工位。
[0006]这个类型的机器和设备在机械工业的特定领域中已经存在并已知；实际上，市场上被称为传送机(machine transfer)的工具通常是熟知的。
[0007]已知机床的一个缺点在于这些机床在进行操作时缺乏刚性的事实。
[0008]特别地，所述机器的主要缺点在于必须既满足与部件的移动相关的要求，还要满足以刚性的方式保持所采取的各种位置的要求，使得待执行的操作以高度地准确性来执行。
[0009]特别地，在所述操作期间保持各种位置的需要被敏锐地感受到；因此，机器需要大的刚性，静态的但是最重要的是动态的。
[0010]为了实现这种目的，直至今日，在其中通常存在用于移动和支撑部件的中央区域的机器在市场上存在，并且用于待执行的特定操作的各种机件围绕该中央区域。
[0011]为了保持所述所需要的刚性，各种机件和用于移动的区域以它们不彼此影响的方式彼此分离(例如，机械地)。
[0012]通过通常被居中地确定的用于移动的区域，两种特定类型的这种机床在市场上存在:其中用于特定操作的各个机件被居中地定位的机器，以及其中各个机件被从中央区域外部地径向地相反定位的机器。
[0013]两种解决方案在任何情况下都存在前面提到的缺乏刚性的问题。
[0014]在任何情况下，直至今日，在前面所说的两种解决方案中，已经通过构造尽可能刚性的设备而试图克服这种缺点；为了提供这种刚性，例如，部件已经被设想，特别地，大尺寸的底部和/或具有显著尺寸的部件的支撑系统。
[0015]同样清楚的是，在公司中可用于机器设备的空间常常是不足的，使得不可能安装大尺寸的机器设备。
[0016]因此，在用于所述设备的安装空间不足的情况下，这些通常设计成通过尽可能有效的运动链来执行所需的移动，以便能够实现具有刚性设备与执行精确的运动之间最好的折衷方法。但是，前文中提到的问题仍未被完全地解决。
[0017]本发明的目的是克服现有技术的典型的缺点，并且满足前文所述的要求，从而提供具有显著的刚性的设备。
[0018]所述目的通过用于机械操作的设备来实现，诸如在下文中所描述的和在权利要求1中所要求的用于机械操作的设备。进一步的有益的特征在从属权利要求中被保护。在前文所说的有益的特征之中，设备具有紧凑的尺寸却没有前述所实现的刚性的事实显现出来。
[0019]本发明的特征和优点将从下文中给出的、以非限制性的实例的方式并且参考显示本发明涉及的设备的可能的实施例的附图做出的说明中而变得显而易见:
[0020]-图1是根据本发明的用于机械操作的设备其整体的前视图；
[0021]-图2是根据本发明的设备的轴向截面的视图；
[0022]-图3是图2中的设备的主体的立体图；
[0023]-图4是图3中的主体的轴向截面；
[0024]-图5是根据图4中的截面平面V-V的、图3中的主体的横向截面。
[0025]参考附图，参考标号I整体上表示本发明涉及的用于机械操作的设备。
[0026]用于机械操作的设备I包括机床2，该机床适于优选地在专用工作区域中执行机械操作，诸如例如用以去除切削屑的机械加工、或者移动操作、或者一个或者多个部件的装配。
[0027]机床2适于连续地执行一个或者多个操作；特别地，机床2其中具有用以执行前述的操作的一个或者多个机械加工工位；例如，机床2其中具有用以连续地执行多个操作的多个连续的机械加工工位。
[0028]例如，机床2适于移动一个或者多个完成了的或者半加工过的部件、部件，以便执行一个或者多个机械加工、移动或者装配操作。每个操作可以与在特定的机械加工工位中的另一个操作同时地进行。
[0029]优选地，设备包括保护元件和/或盖3。
[0030]所述盖3适于覆盖机床2并且特别地覆盖工作区域；这样则防止从外部容易地接近机床2，因为可能发生的是，正在移动的部件可能会意外地击中附近的操作者而导致安全问题；同时，所述正在移动的部件则受到保护以免受到冲击或者移位而使操作无效。
[0031]此外，盖3适于覆盖机器例如以防止灰尘；同时盖3适于防止切削屑飞出而进入工作区域。
[0032]在优选的实施例中，盖3横向地定位到机床2上。
[0033]在另外的实施例中，盖3包括以这样的方式沿着顶部定位的一个或多个元件，该方式使得也从上方为机床2提供覆盖和遮蔽。
[0034]盖3还包括一个或者多个滑动部分，以便允许操作者以符合人体工程学的方式简单地接近各个工作工位，在这些工作工位中，机床2执行机械操作。特别地，滑动部分通过特定的移动装置5来移动。
[0035]在优选的实施例中，所述移动是平移的类型，因为所述元件优选地在一个方向(例如，竖直方向)上平移或者滑动，以便留下用于操作者到工作工位的一个或者多个通道；这样，诸如维护而不是更换一个或者多个工具的操作则不需要操作者例如通过打开面板或者门来接近机器。
[0036]在优选的实施例中，用于机械操作的设备I还包括基座4,适于支撑机器2和盖3。
[0037]所述基座4还适于保持机床2相对于地面提升，例如与地面相距给定的高度，这通过使其本身位于由地面提供的支撑表面与机器本身2之间来实现。
[0038]机床2适于执行机械操作；特别地，机床2包括适于支撑和移动待加工的部件的装置和适于执行期望的机械操作的装置。在优选的实施例中，机床2包括适于这种目的的主体10。
[0039]在优选的实施例中，主体10优选地主要围绕主轴线X-X延伸，该主轴线相对于设备I被置于其上的支撑表面大体上是竖直的。
[0040]特别地，在优选的实施例中，主体10沿着所述主轴线X-X延伸。
[0041]例如，主体10以大体上轴对称的方式围绕所述主轴线X-X延伸。
[0042]在优选的实施例中，主体10是大体上竖直的形状。
[0043]由此，机床2大体上围绕主体10延伸。因此，设备I也围绕主体10延伸。
[0044]除了主体10，机床2还包括支撑和夹持装置200以及操作组300，分别适于支撑部件以执行操作以及适于执行这种操作。
[0045]机械加工工位因此是可围绕主体10圆形地识别的。实际上，优选地，支撑和夹持装置200以及操作组300相对于主体10且从而相对于主轴线X-X径向地定位。
[0046]主体10包括至少一个可动工作台11。
[0047]可动工作台11适于支撑位于其上的一个或者多个部件以执行操作。
[0048]优选地，可动工作台11适于支撑至少一个部件的至少一个支撑和夹持装置200。
[0049]特别地，可动工作台11适于移动所支撑的部件，并且甚至适于移动支撑和夹持装置 200。
[0050]换句话说，可动工作台11适于以将所支撑的部件从一个机械加工工位移位到另一个机械加工工位的方式进行移动。
[0051]特别地，可动工作台11适于执行旋转运动。
[0052]在优选的实施例中，可动工作台11大体上是圆冠和/或环的形状。
[0053]优选地，可动工作台11具有适于支撑和/或容纳待加工的部件以及甚至支撑和夹持装置200的至少一个部件支撑区域115。在优选的实施例中，可动工作台具有彼此成角度地分离的多个用于支撑部件的区域115。
[0054]在优选的实施例中，部件支撑区域115是彼此等角距的。
[0055]可动工作台11具有可变数量的部件支撑区域115 ;优选地，可动工作台11具有二十四个部件支撑区域115。
[0056]此外，主体10包括适于支撑至少一个操作组300的至少一个固定部分12。
[0057]操作组300适于在操作组所位于的特定工作工位中执行需要的操作。
[0058]例如，操作组300适于执行用于去除切削屑的机械处理，在这种情况下，该操作组包括具有一个或者多个轴线的转动单元或者心轴。
[0059]在另外的实施例中，操作组300适于执行特定的切割操作，例如棒材切割(barcutting)，为此该操作组包括适于执行切割的特定装置。
[0060]在又一实施例中，操作组300适于执行装配操作，这在于该操作组包括一个或者多个机械操纵装置。
[0061]固定部分12适于保持其本身大体上是不动的，也就是说随时间推移而保持它的位置，并且从而将所支撑的一个或者多个操作组300保持在位。特别地，固定部分12相对于主轴线X-X且相对于可动工作台11是不动的。
[0062]从支撑表面开始并且沿着主轴线X-X上升，固定部分12包括至少一个下部或者基部部件121和至少一个上部或者顶部部件122。[0063]基部121适于置于支撑表面上或者(如果存在的话)基座4上。
[0064]顶部122沿着主轴线X-X定位成从上方俯瞰基部121。
[0065]在优选的实施例中，基部121和顶部122以在它们之间没有任何种类的运动的方式整体地连接到彼此。
[0066]在优选的实施例中，基部121和顶部122通过特定的整合部分125连接到彼此。
[0067]在一个实施例中，所述整合部分形成为位于基部121上的突出部。
[0068]在另外的实施例中，所述整合部分形成为位于顶部122上的突出部。
[0069]在优选的实施例中，所述整合部分125采用圆扇形的形式。特别地，参考图5，整合部分125采用中空圆中的圆扇形的形式。
[0070]在优选的实施例中，所述整合部分125彼此成角度地间隔。
[0071]在优选的实施例中，所述整合部分125是彼此等角距的。
[0072]优选地，整合部分125在数量上是三个；在这种实施例中，整合部分125彼此成角度地间隔120°的角度。
[0073]在优选的实施例中，中空部123形成在两个整合部分125之间。
[0074]如果整合部分128形成在基部121上，则所述中空部123也形成在基部121上。
[0075]如果整合部分128形成在顶部122上，则所述中空部123也形成在顶部122上。
[0076]在优选的实施例中，可动工作台11容纳在基部121与顶部122之间。
[0077]优选地，基部121、可动工作台11以及顶部122组装成从支撑表面开始大体上竖直地延伸，也就是说沿着主轴线X-X。
[0078]任何操作组300安装在基部121上或者顶部122上。例如，操作组300适于在部件上向下地执行机械加工和/或操作，反之亦然；或者此外，操作组300适于执行相对于主轴线的径向的操作和机械加工。
[0079]特别地，操作组300径向地安装在主体10的外表面上，也就是说在基部121的和顶部122的外表面上。换句话说，操作组300可以安装成骑跨旋转的工作台11。
[0080]在优选的实施例中，机器的主体10呈现出在中央的腔，也就是说沿着主轴线X-X。
[0081]特别地，基部121、可动工作台11以及顶部122中的每一个都在它的内部(优选地在中央)具有腔，以便一旦被组装就形成前面所说的腔。
[0082]在优选的实施例中，主体10包括用于移动可动工作台11的装置。
[0083]在优选的实施例中，所述用于移动的装置包括马达14和旋转轴15。
[0084]根据优选的实施例，马达14是电扭矩马达。
[0085]轴15的主延伸部沿着主轴线X-X。特别地，轴15容纳在形成在主体10内部的腔中。
[0086]特别地，轴15在它的端部处分别通过基部121以及通过顶部122止挡；这样则防止了横向于旋转轴15的平移。
[0087]例如，由于轴承或者轴衬的存在，旋转轴15被旋转地支撑。
[0088]旋转轴15操作地连接到马达14。因此，轴15由马达14旋转地设置。
[0089]轴15在一个端部(优选地定位成最低的端部)处包括齿部151。
[0090]特别地，所述齿部151具有比轴15的直径大的直径。
[0091]在优选的实施例中，旋转轴15是中空的。[0092]为了移动可动工作台11，用于移动的装置还包括适于传递运动的齿冠18。
[0093]在优选的实施例中，齿冠18整体地连接到可动工作台11。
[0094]在另外的实施例中，齿冠18与可动工作台11形成为单一件。
[0095]优选地，齿冠18还与主轴线X-X对准，与其同心。
[0096]在优选的实施例中，齿冠18容纳在适合的环形凹部中，该环形凹部包括在主体10的外表面上。
[0097]在优选的实施例中，用于移动的装置包括用于将运动从轴15传递到齿冠18的至少一个行星齿轮。
[0098]特别地，优选地，用于移动的装置包括用于以均匀的(homogenous)、平衡的方式将运动从轴15传递到齿冠18的三个行星齿轮17。
[0099]优选地，所述行星齿轮17是定位成与主轴线X-X偏移的嵌齿轮。
[0100]特别地，行星齿轮17适于绕行星齿轮轴20旋转。
[0101]行星齿轮轴20以大体上竖直的方式沿着第二轴线Y-Y延伸。
[0102]优选地，第二轴线Y-Y平行于主轴线X-X。
[0103]第二轴线Y-Y与主轴线X-X之间的距离是旋转轴15的旋转中心与行星齿轮17的旋转中心之间的距离。
[0104]行星齿轮17由此允许由马达14旋转地设置的旋转轴15与齿冠18之间的运动的分布，从而移动该行星齿轮附接于其上的可动工作台U。
[0105]在优选的实施例中，行星齿轮17和各自的行星齿轮轴20容纳在各自的中空部123中。
[0106]行星齿轮轴20的轴向平移通过使端部分别插入和止挡在基部121和顶部122中来相互地止挡于彼此而被防止。
[0107]在优选的实施例中，三个行星齿轮呈现为彼此等角距；优选地，三个行星齿轮17彼此间隔120°的角度。
[0108]在优选的实施例中，三个行星齿轮呈现为彼此沿径向等距；实际上，优选地，一个行星齿轮轴与两个行星齿轮中的另一个之间的间距是相同的。
[0109]在优选的实施例中，三个行星齿轮呈现为彼此既等角距也沿径向等距。
[0110]在优选的实施例中，顶部122由至少两个主元件形成:上顶部125和下顶部126。
[0111]上顶部125适于止挡旋转轴15的上端部。
[0112]在优选的实施例中，上顶部125还适于为优选地安装在机床2的顶部上的马达14提供支撑。
[0113]下顶部126适于止挡可动工作台11、齿冠18以及行星齿轮17，例如与基部121 —起将它们夹在中间。
[0114]特别地，下顶部126止挡于基部121上，而上顶部125止挡于下顶部126。
[0115]在优选的实施例中，主体10中的中央腔沿着主轴线X-X延伸远至基座4 (如果存在的话)或者机床2的支撑表面。
[0116]特别地，腔未被存在的旋转轴15占据的最后部分适于排出由各个操作组300执行的机械加工所产生的废弃材料。例如，由用于切削屑的去除的机械加工所产生的切削屑以这样的方式排出，从而防止在机床2内部的堆积，例如在其结构部件上，也就是说可动工作台11、部件的支撑和夹持装置200，或者甚至操作组300。
[0117]创新地，本发明涉及的机床具有显著的刚性。有益地，所述刚性值由于主体由可动元件(诸如可动工作台及其移动装置)位于其中的固定元件构成的事实而实现。
[0118]有益地，机床具有显著的动态刚性。实际上，本发明涉及的机床显著地减小了来自于热偏差的影响，从而有益地，在操作时，热偏差减小，而动态刚性提高。
[0119]有益地，主体用作用于部件和用于操作组的唯一的支撑装置；这样，待加工的部件与必须执行特定的机械加工的操作组之间的距离最小。有益地，因此，由涉及的力导致的下沉(dip,倾斜)则证明是最小的。
[0120]有益地，可动工作台适于同时地支撑和移动多个部件；该可动工作台进一步有益地适于支撑和移动适于同时支撑和夹持超过一个工件的支撑和夹持装置。
[0121]有益地，可动工作台具有二十四个部件支撑区域115 ;有益地，因此机床具有二十四个机械加工工位。
[0122]有益地，主体包括固定部分，该固定部分又包括基部和顶部；有益地，操作组可安装在基部上或者顶部上；有益地，因此，操作可以在部件上向上以及向下地执行。
[0123]有益地，主体在其内具有腔，该腔适于容纳用于移动的装置，并且特别地，容纳旋转轴。
[0124]有益地，使旋转轴运动的马达安装在机器的顶部上，以便在下方留出用于切削屑的中央排出通道以及用于基座(如果存在的话)的空间。
[0125]有益地，使旋转轴运动的马达是电动机，这样，在具有二十四个机械加工工位的实施例中，工作台从一个工位到另一个工位的小于0.2秒的旋转得到保证。此外，电动马达允许在各个机械加工操作开始之前可动工作台的预定位。
[0126]有益地，齿冠整体地连接到可动工作台；有益地，齿冠的旋转与可动工作台的旋转运动对应。
[0127]有益地，齿冠设置成通过至少一个行星齿轮与旋转轴运动连通；由于前面所说的齿轮的齿之间的相互作用，该运动因此证明是极其精确的。
[0128]有益地，在优选的实施例中，行星齿轮在数量上是三个，是等角距的，使得力在它们之间均等地分配。
[0129]有益地，行星齿轮容纳在形成在基部中或者顶部中的中空部中；这样，行星齿轮在上方夹在所述基部与所述顶部之间，并且还横向地夹在旋转轴与齿冠之间。
[0130]有益地，行星齿轮能够在用于工作台的旋转的各个装置的旋转以及工作台本身的旋转期间以接近于零的间隙将运动从主轴传递到旋转的工作台。
[0131]有益地，行星齿轮能够在机械加工工位中以小于±1的间隙将运动从主轴传递到旋转的工作台；有益地，这样，各个操作组与其一起运动的分度(indexing)系统(三希尔特(tripla hirt))可以被取消(recall)。
[0132]本领域技术人员可以对前文所述的设备的实施例做出变型，用其他的功能上的等同物替换元件以便满足特定的要求。
[0133]在另外的实施例中，行星齿轮的数量大于三。
[0134]或者此外，在另外的实施例中，构成将运动从旋转轴传递到齿冠的运动链的行星齿轮多于一个。[0135]在另外的实施例变型中，一些操作组没有安装在机器上，而是在机器的外部；在这种工作区域中，例如，安装在主体上的操作组不存在，而是工作工位由所述外部的操作组所占据。
[0136]这种变型也包含在如由下文中的权利要求所限定的保护范围内。
[0137]此外，描述为属于可能的实施例的每个变型可独立于其他的变型而实现。
【权利要求】
1.一种机床(2)，适于执行机械操作，所述机床包括适于执行所述操作的至少一个操作组(300)和适于支撑和移动工件以执行所述操作的主体(10)，所述工件位于所述主体上，其中所述主体(10)围绕大体上竖直的主轴线(X-X)延伸，其中所述主体(10)包括: -至少一个可动工作台(11)，适于支撑部件； -至少一个固定部分(12)，所述至少一个固定部分支撑至少一个所述操作组(300); -移动所述可动工作台(11)的装置，包括旋转轴(15)，所述旋转轴沿着所述主轴线(X-X)延伸且定位在所述可动工作台(11)的中央腔中； 其中，所述移动所述可动工作台(11)的装置旋转地移动所述可动工作台，并且还包括定位在所述可动工作台(11)与所述旋转轴(15)之间的齿冠(18)和至少一个行星齿轮(17)。 其中，所述固定部分(12)沿着所述轴线(X-X)从支撑平面开始包括至少一个下部或者基部部件(121)和至少一个上部或者顶部部件(122)，其中所述基部(121)和所述顶部(122)稳固地连接到彼此，其中所述可动工作台(11)容纳在所述基部(121)与所述顶部(122)之间。
2.根据权利要求1所述的机器(2)，其中，所述旋转轴(15)在所述旋转轴的端部处通过所述基部(121)以及通过所述顶部(122)止挡。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的机器(2)，其中，所述旋转轴(15)包括位于一个端部处的齿部(151)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的机器(2)，其中，用于移动所述可动工作台(11)的装置包括马达(14)，所述马达适于旋转地移动所述主轴(15)。
5.根据权利要求4所述的机器(2)，其中，所述马达(14)定位在所述机器(2)的顶端上，位于所述顶部(122)上。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的机器(2)，其中，所述旋转轴(15)是中空的。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的机器(2)，其中，所述至少一个行星齿轮(17)适于绕行星齿轮轴(20)旋转，所述行星齿轮轴沿着平行于所述主轴线(X-X)且从所述主轴线径向地偏移的第二轴线(Y-Y)延伸。
8.根据权利要求7所述的机器(2)，其中，所述行星齿轮轴(17)在所述行星齿轮轴的端部处通过所述基部(121)以及通过所述顶部(122)止挡。
9.根据权利要求7所述的机器(2)，包括彼此等角距地设置的三个行星齿轮(17)。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的机器(2)，包括所述中央腔的适于排出废料的最后部分。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的机器(2)，其中，所述齿冠(18)稳固地连接到所述可动工作台(11)。
12.一种用于机械操作的设备(1)，包括: -根据前述权利要求中的任一项所述的机器(2)， -保护元件和/或盖(3 )，适于覆盖所述机器(2 ); -基座(4 )，适于支撑所述机器(2 )和所述盖(3 )。
【文档编号】B23Q7/02GK103889652SQ201280046214
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年9月27日 优先权日:2011年9月28日
【发明者】焦尔达诺·加博阿尔迪, 斯特凡诺·科拉利亚 申请人:格娜蒂传输股份公司