工件托盘和加工系统的制作方法

文档序号:23756549发布日期:2021-01-29 17:22阅读:71来源:国知局
工件托盘和加工系统的制作方法

[0001]
本发明涉及一种用于增材的和减材的工件加工的工件托盘。此外,本发明涉及一种加工系统,在该加工系统中使用根据本发明的工件托盘。


背景技术:

[0002]
由de 10 2013 224 649 a1 已知一种机床,该机床包括机器控制机构、机架、工件台、工具容纳部、多根用于对工件台与工具容纳部之间的相对位置进行调整的平移的和/或旋转的轴、用于一个或多个材料去料的、尤其是切削的工具的工具库、用于在工具容纳部与工具库之间自动地移置工具的工具更换机构、可置入到工具容纳部中的堆焊头(auftragsschwei
ß
kopf),并且该机床具有工件调温装置,该工件调温装置在制造工件的期间在堆焊时被推入到工件台与工件之间并且该工件调温装置包括加热机构,其中能够设置用于使加热机构相对于工件台热绝缘的绝缘层并且必要时也能够设置冷却机构,其中所述加热机构被设计用于将工件加热到超过250摄氏度的温度。


技术实现要素:

[0003]
本发明的任务在于,提供一种工件托盘和一种加工系统,利用它们能够在执行组合的加料过程(增材的工件加工)和去料过程(减材的工件加工)时实现得到改进的工作流程。
[0004]
本发明的任务对于开头所提到的类型的工件托盘来说用权利要求1的特征来解决。在此,所述工件托盘包括:夹紧板,该夹紧板包括第一接口,所述第一接口被构造用于形状锁合地固定在加工机器的加工台上;和用于固定工件的容纳板,该容纳板包括用于固定工件的第二接口,其中所述夹紧板和容纳板彼此隔开地布置,并且其中在夹紧板的上侧面和容纳板的下侧面之间的连接间隙中布置有承载接片,该承载接片与夹紧板的上侧面并且与容纳板的下侧面连接,其中所述承载接片在平行于容纳板的下侧面定向的横截面中具有以下横截面面积,所述横截面面积小于所述容纳板的下侧面的面积的优选15%、优选10%、特别优选5%、尤其1%。
[0005]
优选地规定,所述夹紧板至少基本上被构造为平面平行板,该夹紧板被构造用于将工件托盘固定在加工机器的加工台上。在将夹紧板设计为平面平行板的情况下,可以假定,所述夹紧板的两个最大的表面分别位于彼此平行定向的平面中,其中所述两个最大的表面不一定完全平坦地构成。在所述夹紧板的这种设计中,所述夹紧板的背向容纳板的下侧面面状地安放在加工台的典型地平坦地构造的表面上,并且因此能够确保工件托盘和加工台之间的有利的力传递。此外,所述夹紧板的上侧面面向所述容纳板并且与所述承载接片特别是一体地连接。所述夹紧板的第一材料厚度相当于所述夹紧板的两个最大的表面、即下侧面和上侧面的间距。
[0006]
此外能够规定,所述容纳板至少基本上被构造为平面平行板,该容纳板的背向夹紧板的上侧面能够用于容纳工件,其中工件能够例如直接被拧在上侧面上或者能够借助于
夹紧元件、像比如手动操纵的夹爪被固定在容纳板的表面上。此外,所述容纳板的下侧面向夹紧板并且与承载接片特别是一体地连接。所述容纳板的第二材料厚度相当于所述容纳板的两个最大的表面、即下侧面和上侧面的间距。
[0007]
为了在夹紧板和容纳板的能够加荷的机械耦合与所述夹紧板从容纳板上的热解耦之间实现有利的折衷方案,所述夹紧板和容纳板彼此隔开地布置并且用承载接片彼此连接。所述承载接片布置在夹紧板和容纳板之间的连接间隙中并且与夹紧板的面向容纳板的上侧面并且与容纳板的面向夹紧板的下侧面机械地连接。优选地规定,所述承载接片的最大表面横向于夹紧板的上侧面并且横向于容纳板的下侧面来定向。此外优选地规定,所述承载接片的、在平行于容纳板的下侧面定向的横截面中的横截面面积小于所述容纳板的下侧面的面积的15%、优选10%、特别优选5%、尤其1%。
[0008]
所述容纳板的下侧面的面积例如是指容纳板的面向夹紧板的整个面积。优选地,所述容纳板的下侧面的面积是指能够借助于所述容纳板的下侧面到横截面上的投影来求取的面积,在该投影中也求取所述承载接片的面积。通过所述容纳板的下侧面的面到所述横截面中的投影来确定所述容纳板的下侧面的面积,这一点尤其能够在所述容纳板的下侧面的面不平坦地构成、例如包括多个布置在不同的平面中的面区段时予以应用。
[0009]
通过所述承载接片的上述设计,确保了夹紧板和容纳板之间的小的热耦合,使得所述容纳板的和被容纳在其上面的工件的变热仅仅在小的范围内导致夹紧板的变热。由此实现这一点,即所述工件托盘即使在容纳板变热时也相对于加工台不具有位置公差,所述位置公差可能使被容纳在工件托盘上的工件的精确加工成问题。
[0010]
此外,能够优选地规定,在夹紧板的上侧面和容纳板的下侧面之间的间距至少相当于夹紧板的第一材料厚度和/或容纳板的第二材料厚度,该间距也能够表示夹紧板和容纳板之间的连接间隙的间隙宽度。特别优选的是,所述连接间隙的间隙宽度为第一材料厚度的和/或第二材料厚度的1.5倍至3倍。
[0011]
本发明的有利的改进方案是从属权利要求的主题。
[0012]
适宜的是,所述夹紧板由具有第一热膨胀系数的第一金属材料制成并且所述容纳板由具有第二热膨胀系数的第二金属材料制成,其中所述第一热膨胀系数大于所述第二热膨胀系数,并且其中所述第二热膨胀系数小于16/1000000[1/k]。通过该措施,应当将所述工件托盘的弯曲降低取最低限度,所述弯曲可能导致工件托盘的形状偏差并且导致被容纳在工件托盘上的工件的、由形状偏差引起的位置偏差。在此规定,为了对被固定在所述容纳板上的工件进行加工而将所述容纳板加温到处于300摄氏度至550摄氏度的区间中的温度、优选加温到400摄氏度的温度。通过机械连接和借助于承载接片进行的很大程度的热解耦来实现夹紧板与容纳板的间隔,由于该间隔在此所述夹紧板的加温程度明显更小,其例如加温到处于50摄氏度至150摄氏度的区间中的温度。
[0013]
在为所述夹紧板和容纳板选择相同的金属材料时,由于夹紧板和容纳板之间的大的温差而会在所述工件托盘的内部在夹紧板和容纳板的热膨胀方面出现显著的差异,这在夹紧板和容纳板中导致明显的内应力、然而特别是在承载接片中导致显著的内应力并且由此导致工件托盘的由此引起的弹性的或可能塑性的变形。
[0014]
相反,如果为所述夹紧板和容纳板选择不同的金属材料,其中所述夹紧板的第一热膨胀系数大于所述容纳板的第二热膨胀系数,则在合适地选择材料的情况下,尽管夹紧
板和容纳板之间的温度差为大约200摄氏度至400摄氏度,但是在夹紧板、容纳板和承载接片中仅仅产生小的内应力。借此能够避免所述工件托盘、尤其是承载接片的不期望的弹性的或可能塑性的变形。
[0015]
优选地规定,所述承载接片与夹紧板和容纳板一起限定至少一个特别是封闭的空腔,并且/或者所述承载接片由如下金属材料制成,所述金属材料具有小于30 w/mk、特别是小于20 w/mk的比导热率和/或小于16/1000000[1/k]的、特别是小于14/1000000[1/k]的热膨胀系数。
[0016]
能够纯示范性地规定,所述夹紧板具有处于16/1000000[1/k]和18/1000000[1/k]之间的区间中的热膨胀系数。
[0017]
优选地,所述承载接片如此布置在夹紧板和容纳板之间的连接间隙中,使得该承载接片几乎延伸直至夹紧板和容纳板的边缘区域。优选地规定,在横向于夹紧板和容纳板之间的间距并且平行于夹紧板和容纳板的最大表面定向的横截面中,所述夹紧板和容纳板相应地至少基本上具有相同的、例如圆形的或正方形的或矩形的横截面。此外,优选地规定,所述承载接片分别至少部分地、特别是完全地沿着夹紧板或容纳板的环绕的外棱边延伸。因此,由此形成的由夹紧板的上侧面、容纳板的下侧面和承载接片的朝里的最大表面形成的空腔至少几乎完全地相当于连接间隙。特别优选地规定,所述空腔封闭地构成,因为就这样能够以有利的方式控制明显较热的容纳板与相对较冷的夹紧板之间的热传递。
[0018]
这尤其适用于如下情况,即在所述空腔中容纳有至少一种选自气体、液体、固体这种组别的绝缘材料并且/或者所述空腔被抽真空。优选地规定,所述空腔填充有固体,该固体具有有利的热绝缘作用。为此,例如能够使用如玻璃纤维垫或陶瓷纤维垫一样的材料。作为补充方案或替代方案,能够规定,对所述空腔抽真空,以便将通过空气或其他包含在空腔中的气体从容纳板到夹紧板的辐射热的传递降低到最低限度。
[0019]
此外,通过合适的针对承载接片的材料选择来限制容纳板和夹紧板之间的热传递。优选地规定,用来制造承载接片的材料的比导热率小于30 w/mk、尤其小于20 w/mk。
[0020]
作为补充方案或替代方案,能够规定,所述承载接片由如下金属材料制成,该金属材料具有小于16/1000000[1/k]的热膨胀系数、尤其小于14/1000000[1/k]的热膨胀系数。由此确保所述承载接片的小的热膨胀和通过所述承载接片从容纳板到夹紧板上的小的热传递。
[0021]
在本发明的另一种设计方案中规定,在所述夹紧板处或者在所述容纳板处或者在所述承载接片处安置有如下补偿阀,所述补偿阀被构造用于在空腔与工件托盘的周围环境之间实现能预先给定的、流体连通的连接,以用于限制在空腔与周围环境之间的压力差。补偿阀被设置用于避免在空腔和工件托盘的周围环境之间的压力差,因为否则在使用所述工件托盘时由于容纳板的所设置的加温而可能出现不期望的流体膨胀、尤其气体膨胀。优选地,所述补偿阀如此构成,从而不仅在空腔中存在相对于周围环境具有能预先给定的压力差的过压时,而且在存在相对于周围环境具有能预先给定的压力差的负压时,所述补偿阀能够使流体、尤其气体从空腔中流出或者使环境空气流入到空腔中。在一种简化的结构方式中,所述补偿阀被设计为过压阀,该过压阀在空腔中存在相对于周围环境具有能预定的压力差的过压时能够使流体、特别是气体从空腔中流出。在这种情况中,所述补偿阀能够纯示范性地被构造为弹簧预加荷的止回阀。
[0022]
有利的是,所述承载接片与容纳板一体地构成并且从容纳板的面向夹紧板的下侧面朝着夹紧板的方向突出并且用固定器件被固定在夹紧板的面向容纳板的上侧面上。由此确保所述承载接片与容纳板的可靠的机械连接。在此应该考虑的是,在使用工件托盘时,将所述容纳板加温到处于300摄氏度至550摄氏度的区间中的温度、优选加温到400摄氏度的温度并且在此出现显著的热膨胀。通过所述承载接片与容纳板的一体的设计方案,能够实现承载接片与容纳板的下侧面之间的均匀的力流以及均匀的温度分布,这一点比如在用螺栓将承载接片固定在容纳板的下侧面上时不可能实现或者只能十分繁琐地来实现。此外,通过所述承载接片与容纳板的一体的设计方案,避免了像比如在用螺栓将承载接片固定在容纳板的下侧面上时在螺纹连接的不期望的松开和/或螺纹连接的过载方面可能出现的一样的危急的问题。优选地规定,所述承载接片的背向容纳板的端部区域在夹紧板的面向容纳板的上侧面上用固定器件被固定在夹紧板上。例如,能够规定,比如用螺纹固定件将所述承载接片的这个端部区域侧向地安置在夹紧板的环绕的边缘面上。在所述工件托盘的一种替代的设计方案中规定,所述承载接片不仅构造有容纳板而且构造有夹紧板。
[0023]
这样的工件托盘尤其能够以生材的/增材的工件加工方法、比如在de 10 2007 017 759 a1 中所描述的冷气喷涂法来制造。在此,尤其也能够实现所述夹紧板和容纳板的不同的材料选择。能够补充地规定,所述承载接片在其在由第一种材料制成的夹紧板和由第二种材料制成的容纳板之间的走向中具有材料梯度,也就是实现第一材料和第二材料之间的合金变化,以便实现特别有利地与夹紧板和容纳板的热膨胀系数相匹配的效果。
[0024]
优选地,所述承载接片被构造为圆环,该圆环沿着间隔轴线在夹紧板和容纳板之间延伸并且该圆环具有如下固定区域,所述固定区域被构造为沿着径向方向、尤其是向外延伸的环形凸缘并且所述固定区域被布置在夹紧板的上侧面上的固定器件穿过。由此,在使用工件托盘时可以实现承载接片中的均匀的应力分布。优选地规定,所述夹紧板和/或容纳板的最大表面被构造为圆形。此外能够规定,圆环形地构造的承载接片与优选圆筒形地构造的夹紧板和/或容纳板同轴地布置。利用固定区域,能够将特别是一体地成形在容纳板上的承载接片固定在夹紧板的上侧面上。为此,所述固定区域优选沿着径向方向向外从承载接片的圆筒形的外表面开始延伸。优选地规定,被构造为环形凸缘的固定区域被凹部穿过,所述凹部能够用于容纳螺栓,所述固定区域能够用所述螺栓来固定在夹紧板的上侧面上。
[0025]
适宜的是,在连接间隙中在与承载接片同轴的情况下布置有如下承载环,所述承载环与夹紧板的上侧面并且与容纳板的下侧面尤其密封地连接。所述承载环具有比圆环形地构造的承载接片小的直径并且与承载接片同轴地布置。优选地,所述承载接片的内表面和所述承载环的外表面与夹紧板的上侧面及容纳板的下侧面一起限定在这种情况下圆环形地构造的连接间隙。例如,所述承载环能够用于容纳插塞连接器,该插塞连接器被构造用于使工件托盘与加工机器的相应地装备的加工台进行电耦合,以便能够比如向工件托盘提供电功率并且/或者能够将电传感器信号从工件托盘传送给加工机器。在此,所述承载环一方面能够用作用于插塞连接器的支撑件并且另一方面能够用作用于供电电缆和/或传感器电缆的保护性穿引件。因为所述承载环具有比圆环形地构造的承载接片小的直径并且所述承载接片的材料厚度在任何情况下都等于、优选小于承载环的材料厚度,所以作为结果所述承载环具有与承载接片相类似的机械刚性,由此能够至少在很大程度上避免所述工件托
盘内部的不均匀的变形。优选地规定,所述承载环的、在横向于容纳板和夹紧板之间的间距定向的横截面中的横截面面积小于所述承载接片的横截面面积的30%、优选10%、特别优选5%。
[0026]
在本发明的一种有利的改进方案中规定,为所述容纳板配设有至少一个加热机构,该加热机构被构造用于为容纳板调温。所述加热机构尤其能够是指多个布置在容纳板内的合适的凹部中的电阻加热器的组件,用所述加热机构能够对容纳板进行有针对性的调温。优选地规定,除了所述至少一个加热机构之外,还为所述容纳板配设有至少一个传感器机构、特别是温度传感器,借助于所述传感器机构能够求取所述容纳板的温度并且将其转换成电传感器信号。特别优选地规定,所述工件托盘连同布置在其上的加热机构以及必要时设置的传感器机构与控制机构电连接。所述控制机构例如能够配设给加工机器并且能够实现向加热机构提供电流。示范性地规定,所述控制机构借助于传感器机构的传感器信号通过取决于温度的电流输入来实现对于容纳板的温度的调节。
[0027]
在本发明的另一种设计方案中规定,第一接口包括至少两根锁定销,所述锁定销从夹紧板的、背向容纳板的并且形成基准平面的下侧面上突出并且所述锁定销的相互平行的并且横向于基准平面定向的纵轴线确定用于容纳板的装配方向,其中所述至少两根锁定销分别关于纵轴线具有至少一个底切部(hinterschnitt)。借助于被构造用于容纳在加工机器的加工台内的合适的闭锁机构中的锁定销,能够实现所述工件托盘在加工台上的快速且精确的、能再现的固定。在此,相应的底切部用于形状锁合地将锁定销闭锁在加工台上,所述加工台为此目的而能够设有位置可变的锁定器件。
[0028]
在本发明的一种有利的改进方案中规定,在所述夹紧板的下侧面上布置有机电的插塞连接器,该插塞连接器被构造用于与平行于装配方向定向的插塞运动进行插塞连接并且该插塞连接器被构造用于在布置在加工机器的加工台上的插塞容纳部和至少一个配设给工件托盘的电负载和/或至少一个配设给工件托盘的传感器机构之间进行电耦合。
[0029]
有利的是,所述插塞连接器至少区段式地被容纳在夹紧板的凹部中,其中所述凹部由承载接片来限界(beranden)。
[0030]
优选地规定,所述夹紧板的第一材料厚度与所述容纳板的第二材料厚度相差小于30%、优选小于20%、尤其小于10%的量值。由此,结合所述夹紧板和容纳板的不同的热膨胀系数,可以实现所述工件托盘中的内部机械应力的尽可能小的水平。
[0031]
根据本发明的第二方面,本发明的任务用一种用于进行工件加工的加工系统来解决,所述加工系统包括带有机床的加工机器、被安置在所述机床上的加工台以及布置在所述机床上的加料头(auftragkopf),其中为所述机床配设有用于所述加工台与所述加料头之间的相对运动的调节机构,其中所述加料头被构造用于朝所述加工台的方向输出金属颗粒的颗粒流,其中所述加工台包括用于容纳并且固定锁定销的接口容纳部和用于容纳或具有能固定在该加工台上的、根据前述权利要求中任一项所述的工件托盘的插塞容纳部。
[0032]
在此规定,所述加工机器被构造用于例如用由hermle 机械制造有限公司(hermle maschinenbau gmbh)开发的mpa方法(金属粉末加料方法)或者激光支持的加料方法、比如激光烧结进行的、增材的工件加工。
[0033]
为此,所述加工机器包括也被称作机架的机床以及被安置在机床上的、尤其是以能调节的方式得到支承的加工台。此外,为所述机床配设有加料头,该加料头被构造用于执
行将材料加料到工件上的过程。此外,设置有用于加工台和加料头之间的相对运动的调节机构,该调节机构例如能够包括一个或多个机电的或液压的线性调节器。
[0034]
所述加工台包括用于容纳并且固定工件托盘的锁定销的接口容纳部。此外能够规定,所述加工台包括如下插塞容纳部,该插塞容纳部用于容纳属于工件托盘的、用于加工机器与工件托盘之间电耦合的插塞连接器。
[0035]
有利的是,为所述机床配设有用于对能固定在工件托盘上的工件进行切削加工的去料头(abtragkopf)、特别是铣削头或铣削-车削头,并且所述调节机构被构造用于加工台和去料头之间的相对运动,并且/或者除了加工机器之外还设置有热腔室,该热腔室被构造用于在加热过程的期间暂时容纳工件托盘。
[0036]
优选地规定,除了加工机器之外,还设置有如下加工中心,该加工中心包括至少一个用于对能固定在工件托盘上的工件进行切削加工的去料头、特别是铣削头,并且所述加工中心的加工台包括用于容纳并且固定锁定销的接口容纳部和用于容纳根据本发明的工件托盘的插塞容纳部。能够示范性地规定,为了加工机器和加工中心之间的加料加工步骤和去料加工步骤的交替的次序而借助于自动化的操纵设备(工件更换器)、特别是工业机器人来更换一个或多个工件托盘。在此有利的是,不仅所述加工机器的加工台而且所述加工中心的加工台(该加工中心尤其能够是铣削-车削中心)具有相同的接口容纳部,用所述接口容纳部能够以高重复精度实现相应的工件托盘在相应的加工台上的快速的固定或释放。
附图说明
[0037]
在附图中示出了本发明的一种有利的实施方式。在此示出:图1示出了用于进行增材的和减材的工件加工的加工系统的纯示意性的图示,所述加工系统具有机床、加工台、加料头、去料头以及工件托盘和工件,图2示出了根据图1的工件托盘的剖面图,并且图3示出了根据图1的加工台的剖面图。
具体实施方式
[0038]
在图1中纯示意性地示出的加工系统1纯示范性地被构造用于执行增材的工件加工和减材的工件加工。例如,所述加工系统是指如下加工中心,该加工中心被构造用于执行铣削过程(减材的工件加工)、用于执行车削过程(减材的工件加工)并且用于执行由hermle机械制造有限公司(hermle maschinenbau gmbh)开发的mpa方法(增材的工件加工),其中本发明也能够用于其它的加工方法、尤其是其它的增材的制造方法。
[0039]
纯示范性地规定,所述加工系统1包括机床2,机器壳体3被安放到所述机床上。所述机器壳体3限定了仅仅示意性勾画出来的空间容积,在该空间容积之内进行加工过程,这些加工过程能够借助于加工系统1来执行。例如,在所述机床2上布置有加工台4、加料头5以及去料头6。在所述加工系统的一种未详细地示出的变型方案中规定,所述加料头与去料头组合或者所述加料头和去料头布置在不同的加工机器中。
[0040]
纯示范性地规定,为所述加工台4、加料头5以及去料头6分别配设有未详细示出的调节机构、尤其机电的调节驱动装置。因此,所述加料头5和去料头6分别以朝至少两个彼此垂直的空间方向相对于机床2能相对运动的方式来移动。此外,例如能够规定,所述加料头5
和去料头6能够以未详细示出的方式额外地正交于图1的图示平面来移动。所述加工台4能够以朝两个空间方向相对于机床2能够旋转地相对运动的方式来旋转。尤其地,所述加工台4能够围绕着工件托盘7的中轴线11来旋转,以便能够进行车削加工。
[0041]
在纯示范性地板状地构造的加工台4上布置有工件托盘7,该工件托盘用在图2和3中详细示出的固定器件(锁定销62、63、锁定元件71、72)固定在加工台4上并且该工件托盘本身承载着工件8,该工件将借助于加料头5以及去料头6来加工。
[0042]
所述去料头6比如能够是用于在工件8上执行铣削过程的铣削头,能够示范性地在20摄氏度的工件温度下用所述去料头6来加工工件8,但是也能够在其他的、特别是更高的工件温度下执行所述加工。
[0043]
相对于此,在增材的工件加工中,以明显更高的工件温度为出发点。这是因为,例如,为了执行mpa方法而需要将工件8加温至处于大约350摄氏度至450摄氏度的区间内的温度。在此,借助于对于工件托盘7的部分加热来设置工件8的加温。由于由经过部分加热的工件托盘7以及由经过加热的工件8所辐射的热量,而至少出现被机器壳体3包围的空间容积的一定的加温。
[0044]
为了将加工系统1的其余组件的加温保持得尽可能小而设置有措施,以便例如限制工件托盘7的热传递。为此,以下面详细描述的方式来设置所述工件托盘7。此外能够规定,以合适的方式例如通过具有中间连接的冷却装置的空气循环机构将由工件托盘7和由工件8辐射到机器壳体3中的热量从机器壳体3中排出。
[0045]
如已经能够从图1的纯示意图中获知的那样,所述工件托盘7包括由第一金属材料、尤其是钢制成的夹紧板15、与夹紧板15隔开地布置的由第二金属材料、尤其是钢制成的容纳板16以及在夹紧板15与容纳板16之间延伸的承载接片17。
[0046]
示范性地规定,所述夹紧板15以在图2中详细地示出的下侧面20安放在加工台4的基本上平坦地构造的表面9上。在此,基本上平坦地构造的下侧面20形成工件托盘7的第一接口。
[0047]
此外,能够规定,所述承载接片17在夹紧板15的上侧面21与容纳板16的下侧面22之间延伸。此外规定,所述工件8例如用夹爪10被固定在容纳板16的纯示例性地平坦地构造的、用作工件托盘7的第二接口的上侧面23上。
[0048]
如从图2的纯示意性的并且不按比例的图示中可得悉的那样,所述承载接片17与容纳板16一体地构造并且从容纳板16的下侧面22沿着工件托盘7的中轴线11朝夹紧板15的上侧面21的方向延伸。所述承载接片17纯示范性地由与容纳板16相同的金属材料制成。此外,纯示范性地规定,所述夹紧板15和容纳板16分别形成为分别与中轴线11同轴地布置的圆筒形的平面平行板。
[0049]
此外,纯示范性地规定,所述夹紧板的第一材料厚度25和所述容纳板的第二材料厚度26基本上相同地构成。与此相对,所述承载接片17的第三材料厚度27被选择得明显小于所述第一和第二材料厚度25、26。所述第一材料厚度25和第二材料厚度26示范性地分别为大约30mm,而所述第三材料厚度则为大约1mm。
[0050]
所述容纳板16的下侧面22、所述夹紧板15的上侧面21和所述承载接片17的内表面24限定空腔30。所述空腔30纯示范性地额外地由承载环31的外表面32限定,所述承载环31与中轴线11同轴地布置。在此,不仅所述承载环31而且所述承载接片17都被构造为具有沿
着中轴线11的延伸部的圆筒形的套筒并且彼此同轴地布置。此外规定,所述承载环31的第四材料厚度28纯示范性地为0.5mm,图2与此相关的图示不是按比例的。
[0051]
通过选择比第一材料厚度25和第二材料厚度26薄得多的第三材料厚度27和第四材料厚度28这种方式,能够实现容纳板16与夹紧板15之间的高的热阻,由此限制容纳板16与夹紧板15之间的热传输。
[0052]
由图1和图2的图示可知,在夹紧板15的下侧面20与容纳板16的上侧面23之间延伸的连接间隙18的间隙宽度被选择得大于所述第一材料厚度25和第二材料厚度26、例如为所述第一材料厚度25的1.6倍。
[0053]
示范性地规定,作为圆筒形的套筒沿着中轴线11延伸的承载环31分别在端侧具有用作固定区域的环形凸缘42、43。示范性地规定,所述环形凸缘42以轴向定向的端面抵靠在容纳板16的下侧面22上并且用未详细示出的固定器件、例如螺栓密封地与容纳板16连接。所述环形凸缘43以相同的方式以轴向定向的端面抵靠在夹紧板15的上侧面21上,并且用同样未详细地示出的固定器件、特别是螺栓密封地被固定在那里。
[0054]
一体地成形在容纳板16上的承载接片17在背向容纳板16的端部区域上设有环形凸缘44。该环形凸缘44以轴向定向的端面抵靠在夹紧板15的上侧面21上并且用未详细示出的固定器件、尤其是螺栓密封地被固定在夹紧板15上。
[0055]
纯示范性地规定,相应的环形凸缘42、43、44与承载环31或承载接片17之间的过渡部分别设有弯曲部45、46、47。在考虑到相应的材料厚度27、28以及用来制造承载环31或承载接片17的金属材料的特性的情况下,如此设计所述弯曲部45、46、47的尺寸,使得所述承载环31的或承载接片17的这些区域作为固体铰链能够在一定的界限内弹性变形,由此,能够实现夹紧板15与容纳板16之间的、如在工件托盘7的由热引起的膨胀时可能出现的一样的相对运动。
[0056]
示范性地规定,在被构造为圆筒形的平面平行板的容纳板16中开设(einbringen)多个分别从中轴线11出发沿着径向方向向外延伸的轴向孔,所述轴向孔示范性地关于中轴线11在未示出的、横向于中轴线11定向的横截面中以相同的角度分度来布置。所述轴向孔33分别被构造为具有第一直径34的圆筒形并且分别在端侧具有到第二直径35的直径阶跃并且在容纳板16的圆环形的外表面36上通出。在所述轴向孔33中分别容纳有未详细示出的、圆筒形成形的加热筒37,所述加热筒分别通过以未详细示出的方式旋拧到轴向孔33中的堵头(stopfen)38被固定在相应的轴向孔33中。每个加热筒37通过电源线39与属于插塞连接器54的印刷电路40连接,所述插塞连接器54布置在夹紧板15中。
[0057]
纯示范性地在所述容纳板16的下侧面22上布置有两个温度传感器50、51,它们通过传感器导线52、53与印刷电路40电连接。所述印刷电路40本身以未详细示出的方式与配设给夹紧板15的机电的插塞连接器54的接触销55连接。所述插塞连接器54纯示范性地具有相对于中轴线11旋转对称地构造的插头壳体56,该插头壳体以径向突出的环形凸缘57被容纳在夹紧板15内的示范性地构造为阶梯孔的凹部58中。为了确保将所述插塞连接器54固定在夹紧板15上,在所述凹部58中容纳有如下定心衬套60,该定心衬套60形状锁合地将插塞连接器的环形凸缘57固定在夹紧板15上。所述定心衬套60的内表面61区段式地被构造为锥形区段形状并且由此用于使工件托盘7相对于加工台4定心。
[0058]
根据图3的图示,所述加工台4设有布置在中央的定心销65,该定心销的至少区段
式地圆锥区段形地构造的外表面66匹配于定心衬套60的内表面61,以便确保工件托盘7与加工台4之间的形状锁合的定心。
[0059]
为了将工件托盘7闭锁在加工台4上,所述加工台4纯示范性地包括至少两个分别圆筒形地构造的直通孔67、68,所述直通孔分别垂直于加工台4的平坦地构造的表面9来定向。为每个直通孔67、68配设有如下执行机构69、70,所述执行机构例如能够被构造成液压缸并且所述执行机构被设置用于使分别所配设的锁定元件71、72进行线性运动。用锁定元件71、72,能够设置所述锁定销62、63的形状锁合的固定,所述锁定销有待容纳在相应的直通孔67、68中并且布置在夹紧板15的下侧面20上。为此,每根锁定销62、63都设有被构造为环形槽的凹部64,当所述执行机构69、70的锁定元件71、72嵌合到相应的凹部64中时,所述凹部64在沿着中轴线11的轴向方向上形成底切部并且防止将工件托盘7从加工台4上取下。
[0060]
在所述定心销65的中央凹部73中布置有插座74,该插座被设置用于与插塞连接器54进行机电耦合并且该插座包括未详细示出的、与接触销55相匹配的插套,所述插套本身以未详细示出的方式与电导线组件连接,该电导线组件穿过凹部73并且该电导线组件能够以同样未详细示出的方式与加工系统1的机器控制机构连接。
[0061]
此外,如可以从图2中得悉的那样,在空腔30中容纳有纯示范性地由玻璃纤维垫形成的绝缘材料48,该绝缘材料至少在最大程度上排除通过辐射热在容纳板16与夹紧板15之间进行的热传递。因此,容纳板16与夹紧板15之间的热传递在最大程度上被限制到这两个组件的、借助于承载接片17和承载环31产生的热耦合。
[0062]
由于根据前面的描述,不仅所述承载环31而且所述承载接片17都分别密封地不仅与夹紧板15连接而且与容纳板16连接,因此所述空腔30被密封、尤其是被构造为气密的结构。为了将所述空腔30中的气体的、在容纳板16的加温期间的膨胀以及所述空腔30中的与此相关的压力升高限制到不会导致工件托盘7的损坏的水平,在所述夹紧板15中构造有流体通道12。所述流体通道12在空腔30与工件托盘7的周围环境之间延伸并且纯示范性地在夹紧板15的外周面49上通出。在所述流体通道12中纯示范性地布置有弹簧预加荷的止回阀14,该止回阀如此被配置,使得其在所述空腔30中的压力与环境压力之间存在能预先给定的压力差时打开并且因此允许气体从所述空腔30逸出。
[0063]
所述加工系统1的作用方式能够描述如下:首先,所述工件托盘7在加工系统1的旁边在合适的工作场所处设有工件8,该工件相对于用作定心器件的定心衬套60精确地定向并且在这个位置中借助于夹爪10固定在容纳板16的上侧面23上。
[0064]
随后,将设有工件8的工件托盘7引入到同样未示出的加热柜中,在该加热柜中示范性地存在以下温度,所述温度对于夹紧板15而言在加工系统1中的后续加工中由于对于容纳板16和被安置在其上面的工件8的加热而本来就会产生。在该加热柜中进行所述插塞连接器54的电接触,从而能够给所述容纳板16中的加热筒37供应电能并且能够将所述容纳板16以及被安置在其上面的工件8加温直至能预先给定的目标温度、尤其是400摄氏度。
[0065]
随着达到用于所述工件8的目标温度的情况,能够在加工系统1释放(freiwerden)时将所述工件托盘7转移到加工系统1中并且将其在那里安放在加工台4上。这个安放过程在所述工件托盘7的向下指向的下降运动的过程中沿着中轴线11来进行,由此所述锁定销62、63嵌合到直通孔67、68中。此外,通过定心衬套60和定心销65之间的机械的相互作用来
确保所述工件托盘7的相对于加工台4的精确的机械定向。随后,操纵所述执行机构69、70,使得所述锁定元件71、72移入到锁定销62、63的凹部64中并且由此确保将所述工件托盘7在所有空间方向上形状锁合地闭锁在加工台4上。
[0066]
所述工件托盘7的几何中心点关于所述加工台4通过定心衬套60与定心销65的外表面66之间的定心作用来无间隙地确定。优选仅仅这两个组件负责工件托盘7相对于加工台4的定心,而所有其他组件、像例如锁定销62、63仅仅用于将工件托盘7固定在加工台4上、而不用于关于中心轴线11进行定心。
[0067]
因为在将所述工件托盘7安置在加工台4上的过程中,也在插塞连接器54与插座74之间建立电连接,因此自这个时刻起也能够继续将电能输送给所述容纳板16中的加热筒37,从而能够继续维持所述容纳板16和被安置在其上面的工件8的温度。在此,能够通过未示出的机器控制机构借助于温度传感器50、51对所述容纳板16的温度进行监控并且对所述加热筒37进行根据针对工件8的目标温度而必要的能量供应。
[0068]
接着,能够进行所述加工台4的相对运动以及所述加料头5或去料头6的合适的相对运动,以便对所述工件8进行增材的或减材的加工。在结束所述工件8上的加工步骤之后,通过对于所述执行机构69、70的合适的操控来给所述工件托盘7解锁,从而能够将所述工件托盘7连同被容纳在其上面的工件8从加工系统中取出。
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