可摆动驱动的真空支持的工件夹持装置和相关联的真空夹持器的制作方法

本发明的对象是一种可摆动驱动的真空支持的工件夹持装置。这样的工件夹持装置也被称作工件载体。

背景技术：

在工件加工机的情形中存在如下问题，即，在工件夹持装置中被夹持在该处的工件被切削加工且应存在特别简单且运行可靠的夹持可行性方案。

de10124315c1描述了一种带有适合用于通过真空保持待加工的工件的抽吸夹持器的真空夹紧设备。然而，抽吸夹持器不可夹紧多个工件。

de19961773c1描述了两个可旋转驱动的工件夹紧设备，其中每个适合用于容纳一个工件。相应的工件通过弹簧力被夹紧且夹紧弹簧的操纵液压地实现。因此，两个并排的工件可在其接缝(stossfuge)的区域中被彼此焊接。该布置的缺点是在液压介质至工件夹持装置的供给的情形中的较高的结构成本且与此相关联的密封问题。

虽然由de10124315c1已知如下，真空支持的夹持板被使用在工件夹持装置中，然而不以如下方式，即，多个工件可被保持在工件夹持装置的不同的平面处且在此存在如下可能性，即，工件夹持装置可摆动地构造，以便于将各个带有被夹持到其上的工件的夹持面带到与切削加工的刀具的接触接合中。

技术实现要素：

因此本发明基于如下目的，即，如此地改进一种根据现有技术的工件夹持装置，即，可实现工件的快速的夹持和放松，即，多个工件可在该工件夹持装置上被夹紧，从而使得这些工件可依次地或同时被加工。

为了实现上述目的，本发明的特征在于权利要求1的技术理论。

本发明的特征是，根据本发明的工件夹持装置真空支持地工作且具有多个在圆周处在不同平面上布置的真空夹板，这些真空夹板不仅可并排地而且可彼此成角度偏移地布置，且工件夹持装置被可摆动地驱动且可容易连接地与真空夹持器相连接。

因此得出如下优点，即，描述了一种多功能的具有多个真空夹板的工件夹持装置，其中，根据本发明的一种改进方案每个真空夹板可通过可与工件夹持装置相连接的真空夹持器被分开地操控。

在一种优选的设计方案中，工件夹持装置大约呈立方体地构造。这意味着，在每个立方体面上布置有至少一个真空夹板且如下被优选，当在一个立方体面上同样布置有多于一个真空夹板时。因此，在一种优选的实施方式中在每个立方体面上可布置有两个或四个并排的真空夹板且这些真空夹板可布置在所有立方体面上。

当工件夹持装置根据本发明被可摆动地驱动且可与仅在移动轴线上可摆动地且可升降地构造的加工心轴被带到加工接触中时，得出被夹持在真空夹板上的工件的特别快速、简单且精确的加工。

多个工件同时进行的多重加工发生且之后根据本发明每个单独的真空夹板可与其它真空夹板被分开地操控，在其中一个工件加工的期间在其中一个还处在真空下的真空夹板处可继续实现该工件的加工，而在其它真空夹板处真空被移除且业已加工完成的工件可被移除。

因此得出经加工的工件在多功能工件夹持装置上的各种供给和移离，在该工件夹持装置上可同时加工多个工件且每个单独的工件分别被由工件夹持装置移离或供给。

移离或供给优选通过机械臂实现，其优选构造成六轴机械臂且待加工的工件在每个单独的真空夹板上以其被供给和移离。

在本发明的一种优选的设计方案中作如下设置，即，多工件夹持装置可与相关联的真空夹持器可解地且可连接地相连接。

真空夹持器构造成被旋转驱动的部分，多个介质管道被引导穿过其主轴且其同时具有以其可实现真空夹持器与工件夹持装置的机械连接且同样可实现机械解耦的夹紧装置。

在真空夹持器的前侧处均匀地在圆周处分布地布置有多个机械连接。这些机械连接被定位在彼此以相对的角度布置的卡爪的区域中，这些卡爪可被带到与在工件夹持装置的内侧处的相关联的锁定棱边或凸缘的锁定接合中。

卡爪通过碟形弹簧被保持在锁定接合中且为了解锁使用操纵杆，操纵杆逆着碟形弹簧组的力将卡爪带到其松开位置中且因此与工件夹持装置脱开。

在根据本发明的工件夹持装置在真空夹持器上的夹持期间，相关联的介质管道在真空夹持器与工件夹持装置之间同时被建立。

在工件夹持装置中的通道与在真空夹持器中的相关联的介质通道之间存在密封的通道连接，从而在真空夹持器与工件夹持装置之间的机械连接的情形中同时同样可实现与在真空夹持器的内腔中被引导的介质的气密的介质连接。

这样的介质在一种优选的设计方案中是真空，从而经由真空夹持器的中央主轴可将多个真空通道气密地与工件夹持装置的内腔相连接，且存在如下可能性，即，在工件夹持装置的内腔中的每个真空室(其相应地以真空供应真空夹板)可与其它真空夹板被分开地操控。

因此可实现本发明的最初所提及的优点。除了真空到工件夹持装置中的供给且尤其各个真空夹板的单独供应之外，还可额外地实现如下，即，将另外的介质管道和信号线引导穿过真空夹持器的主轴。其可以是压缩空气管道、信号线、液压管道或类似物。

然而在所有实施例的情形中重要的是，带有工件夹持装置的机械连接的真空夹持器同时连接介质管道且用于工件夹持装置的摆动驱动。

在一种优选的设计方案中作如下设置，即，工件夹持装置经由真空夹持器的旋转驱动在两个转动方向上可摆动以例如270度的转动角度地被驱动。

摆动的限制仅因此实现，因为布置在真空夹持器的背面处的介质管道不应被扭曲。

与之相反如果为了该介质管道的联接在真空夹持器的背面处相应地使用旋转接头(旋转连接器)，则同样可实现真空夹持器大于360度的连续转动且进而可实现以此可松开地被夹持的工件夹持装置的连续转动。

机械夹紧的触发通过可移动地被驱动的压杆被引起，这些压杆作用到碟形弹簧上且逆着碟形弹簧的力将相关联的卡爪带到与在工件夹持装置的内腔中的夹紧环脱开。

用于这些压杆的操纵可以不同的方式构造。液压缸、真空缸或机械的或电磁驱动的主轴驱动器可被使用。

本发明的发明对象不仅由各个专利权利要求的对象得出，而且同样由各个专利权利要求彼此的组合得出。

所有在附件(包含摘要)中所公开的内容和特征、尤其在附图中示出的空间构造被作用本发明重要的被要求保护，只要其单独地或组合地相对现有技术是新的。

如果单个对象被认为是“本发明重要的”或“重要的”，这不意味着这些对象必然须构成独立权利要求的对象。这仅通过独立专利权利要求的相应适用的文本来确定。

附图说明

下面，本发明借助示出仅一个实施途径的附图作进一步说明。在此，由附图和其说明书得出本发明的另外的发明重要的特征和优点。

其中：

图1显示了工件加工机的透视图，

图2显示了相关联的工件夹持装置和真空夹持器的透视图，

图3显示了穿过根据图2的装置的截面，其中，真空夹持器5与工件夹持装置相联接，

图4显示了在松开的状态中的工件夹持装置和真空夹持器的透视图(部分截面)，

图5显示了真空夹持器的透视的后视图。

具体实施方式

在图1中透视地示出了工件加工机1，其可以多种多样的实施方式变化。

仅作为优选的实施例示出如下，即，大约呈正方形的构件2支撑呈l形的中间件12，在其上安放有呈正方形的上部件10，其出于节省重量原因被倒角。

在基础件2的前侧处，在导轨30的区域中构造有用于两个并排布置的刀具心轴25,25a的移动驱动的滑座。每个刀具心轴25,25a通过单独的驱动马达33,33a来驱动且由此相应地存在用于加工心轴26,26a的单独的驱动器。导轨30在y向上定向。

在上部件10的前侧处，l形梁27布置在导轨29的区域中，在其下面的自由端处布置有根据本发明的工件夹持装置20，其绕所谓的b轴线在箭头方向54上可摆动地被驱动。

l形梁27的移动驱动在箭头方向x上实现。

加工心轴26,26a在z向上可升降地构造。

以该方式可实现多个被夹紧在工件夹持装置20中的工件21的三维加工，因为存在在所有三个空间轴线(x,y和z)上的移动且额外地存在工件夹持装置20绕b轴线(箭头方向54)的转动。

在图1中示意性地示出了转接环34，其是根据本发明的真空夹持器5的部分，然而其借助之后的附图才被描述。

图2在右侧上显示了根据本发明的工件夹持装置20，其大致由呈盒状的外壳构成，该外壳在前侧通过前面板14被气密地封闭。

工件夹持装置20的外壳构造成空心外壳且例如呈正方形或呈立方体地构造，从而得出总共4个不同的立方体面，其中，在每个立方体面上设置有两个并排布置的用于工件21的真空支持的夹紧的真空夹板6,7。

在图2中仅示意性地说明了如下，即，工件21在工件夹持装置20的顶面处被夹紧，而在前侧可见的真空夹板6,7不支撑工件21。

由图2可容易辨认出真空夹板6,7的构造。环形的密封件11用于工件21在相应的真空夹板6,7上的气密的吸取和气密的封闭。在内腔中布置有多个大约呈矩形的覆盖层9，其通过较深放置的真空室8被彼此划分。以该方式可在每个环形的密封件11的区域中产生单独的真空，其在所显示的实施例中相应地通过抽吸通道13被引入到相应的真空夹板6,7中。

在工件夹持装置20的背面处布置有对接法兰15，工件夹持装置20以其可被夹持到真空夹持器5上。因此同时也建立介质连接。

图2的左侧显示了根据本发明的真空夹持器5，其应不依赖于根据本发明的工件夹持装置20的特征享受分开的保护。同样地对于真空夹持器5和工件夹持装置20的组合而言，分开的保护在专利权利要求中被要求。

真空夹持器5大致由在前侧向前伸出的呈段状的联接段19a,19b,19c构成，在其前侧处相应地布置有用于负压通道的通道口22，其与在工件夹持装置20的内腔中的相关联的通道口可被带到气密的接触中。

在呈段状的联接段19之间的间隙中均匀地在圆周处分布地布置有三个卡爪18，其可被带到与在工件夹持装置20的内腔中的相关联的底切或夹紧肋贴靠且可机械地与其被夹紧。

卡爪18和联接段19布置在主轴23的内腔中。主轴23与压紧法兰16抗扭地相连接，在其前端部处布置有定心环17。

因此，主轴23和所有另外的提及的零件在箭头方向54上被旋转驱动。主轴23构造成摆动轴，其优选可向左和向右实施270度的摆动角。

该驱动经由驱动马达53实现，其中在图2中仅示意性地示出转子51。外壳固定的定子可由另外的附图得悉。

一系列金属管31被引导穿过主轴，其相应地通入到用于真空联接的介质端口28。

若干压杆35在中央被引导穿过通道管31且牢固地与背面的装配盘32相连接。其是用于卡爪18的机械操纵的操纵装置且装配盘32在箭头方向46上由未示出的伺服驱动器被可移动地驱动，以便于因此将卡爪18可选地带到与在工件夹持装置20中的相关联的夹紧元件的接合中或脱开。

在图3中示出了在真空夹持器5与工件夹持装置20之间的连接的另外的细节。相同的零件设有相同的附图标记。如下可被辨认出，即，压杆35作用到碟形弹簧4的背面上，碟形弹簧4支撑在主轴的端面处。出于节省重量原因，主轴同样具有中心孔56。

介质管道借助于介质端口28实现。该介质端口经由通道管28和相关联的通道件41,42和横向孔与内腔相连接。因此其涉及作为安全储备预留真空的真空存储器43。然而，根据本发明每个介质通道单独地与各一个联接室58,59,60,61相连接，从而每个联接室58至61被供应以分开的真空且用于每个联接室58至61的每个介质管道分开地被由真空夹持器5引出且可被供应以分开的真空。

在图3中示出了驱动马达53的细节，其大致由定子54构成，定子54通过气隙分开地与转子51相对且实施主轴23的旋转驱动。

通道管28到真空夹持器5的内腔处的联接相应地通过固定螺钉49来确保。

主轴23的旋转支承经由彼此间隔地布置的球轴承52实现，其显然同样可构造成滚动轴承、调心滚子轴承或构造成其它形式的轴承。滑动轴承同样可被使用。

在主轴的前侧处布置有压紧法兰16，其在前侧处通过定心环17被封闭。定心环17处在面对夹紧法兰36的相对位置中，夹紧法兰36是工件夹持装置20的部分且以其实现工件夹持装置20在真空夹持器5上的机械夹持。为了该目的，三个均匀地在圆周处布置的卡爪18的呈楔形的尖部接合到在工件夹持装置20的侧面上的相关联的夹紧槽37中且将夹紧法兰36通过接合到夹紧槽37中拉动到定心环17上。

为了松开该夹紧连接，压杆在图3中被向左移动，直至卡爪18中的其中一个在背面且在摆动轴承38侧以布置在该处的控制凸肩40与外壳固定的控制环39达到接触且抵靠在该处。因此，卡爪18被向下摆开且与夹紧槽37脱开。

因此实现工件夹持装置20由真空夹持器5的剥离。同时，介质密封同样在联接段19的区域中由在工件夹持装置20的区域中的各个真空管的相关联的相对的倒圆实现。

在图4中仅显示了若干通道口22，其设有合适的密封圈，其达到面对布置在工件夹持装置20的内腔中的分配器的相对位置中且可与这些真空管气密地相连接，从而每个真空管(其分开地相应地通入到联接室58-61中)可被供应以分开的真空。

图5显示了真空夹持器5的后视图，在其中可辨认出如下，即，各个引导真空的通道管31被容纳在相关联的夹紧盘48中。真空夹持器5借助于外壳螺钉50牢固地以背面与主轴23相连接。

细节由图5与图3和4相符地示出，其中，如下还被突出显示，即，在压紧法兰16的内圆周中布置有角传感器63，其在固定的气隙62侧鉴定l形梁27的角位移且传递到用于旋转驱动的相关联的控制或调节处。

为了较简单的示出，包围压杆35的支撑套55在图5中被移除。

在本发明中重要的是，首次创造了工件夹持装置20，其指出了多个真空夹板6,7，其中，每个真空夹板关联有一个联接室58-61。每个联接室可通过真空夹持器5被供应以分开的真空。

真空夹持器5带来在工件夹持装置与真空夹持器5之间的可容易解开的连接。

由此存在如下可能性，即，以高精度使得工件在多工件夹持装置上的多重加工成为可能，因为通过真空实现了工件的快速夹持和放松。

可摆动驱动的真空支持的工件夹持装置具有大约200mmx200mm的尺寸且可具有匹配于待加工的工件的夹持面。多个真空夹板可布置在工件夹持装置的多边形体的外圆周处。如下相应地不是解决方案必要的，即，呈立方体状地构造工件夹持装置20。其同样可构造成带有多个彼此成角度地布置的多边形面的多重多边形体。因此其优选构造成正多面体且特别优选地构造成正交多面体。十二面体同样属于正多面体的组。同样地，本发明包括构造成柏拉图体的多面体。如同凸多面体那样。

在该实施例中，真空夹板被确定用于夹持呈板状的工件、例如框架件，其中，框架件被切削加工且具有在大约150mmx80mm的范围中的尺寸。用于这样的待加工的框架件的例子是智能手机或平板的外壳框架。

附图标记列表

1.ws加工机

2.基础件

3.

4.

5.真空夹持器

6.真空夹板

7.真空夹板

8.真空室

9.覆盖层

10.上部件

11.密封件

12.中间件

13.抽吸通道

14.前面板

15.对接法兰

16.压紧法兰

17.定心环

18.卡爪

19.联接段

20.工件夹持装置

21.工件

22.通道口

23.主轴

24.定子(马达)

25.刀具心轴

25a刀具心轴

26.加工心轴

26a加工心轴

27.l形梁

28.介质端口

29.导轨

30.导轨

31.通道管

32.装配盘

33.驱动马达

33a驱动马达

34.转接环(用于夹紧装置)

35.压杆

36.夹紧法兰

37.夹紧槽

38.摆动轴承

39.控制环

40.控制凸肩

41.(31的)通道件

42.通道件

43.真空存储器

44.碟形弹簧

45.操纵杆

46.箭头方向

47.操纵杆

48.夹紧盘

49.固定螺钉

50.外壳螺钉

51.转子

52.球轴承

53.驱动马达

54.箭头方向

55.支撑高度

56.中心孔

57.连接孔

58.联接夹

59.联接夹

60.联接夹

61.联接夹

62.气隙

63.角传感器。