专利名称：工件固定板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于通过机床加工的工件的固定板，以及一种机床、特别是线切割机(Drahterosionsmaschine)，其中机床具有一个在工作范围内可沿Z方向运动的刀具，例如切割金属丝，工作范围在Z方向由一个与Z方向垂直的xy平面围成；机床还带一个安装在工具运动方向旁边的工作台，工作台的工作面相对于xy平面位于一个规定的位置处。
在电火花加工工件时首先在精密小批生产中要求，固定在工件夹具上的工件从一个加工位置移动到另一个加工位置，而这时不能有任何一次例如在直角坐标系中失去对工件实施控制。此外对于电火花机床还设置配备基准元件的夹具，它可以和用来以很高的重复定位精度使工件定位的、配备了夹紧装置的机床卡头上的对应基准元件共同作用。
在线切割机床时这样的夹具由于它的应用妨碍切割金属丝而不能采用。因此本发明的目的是，创造一种特别是可以用在线切割机中的被加工工件的夹具，它允许工件进行任意多次移位而不丧失它的定位精度。
为此按本发明在开头所述这种固定板中设想，固定板的一个第一平面部分至少具有一个用来安装工件的开口，以及在这个开口上有一个工件的固定装置，并且固定板的第二部分设有一个元件，它适合于和装在工作台上的夹紧装置上的用来使第一部分在工作范围内可重复地准确定位的对应元件共同作用。当工件在开口内夹紧之后它得到它相对于固定板的固定位置，使得它连同工件可以任意多次地移位而不丧失它的定位精度。固定板可以方便而价格低廉地制造，因为直至基准元件为止它不需要特别精密的加工，这时可以合理地充分利用工作范围，只要把第一部分保持在工作范围边界最低端，使得即使体积比较大的工件也能切割。
开口被第一部分完全包围是合适的，其次在第一部分内可以设置多个开口，使得固定板同时可以安装多个工件。在本发明的另一个优先结构方案中在第一部分内至少设置一个用来制造与工件的形状相匹配的开口的起始孔。例如切割金属丝可以穿过这个起始孔，接着在第一部分上割出用于工件的开口。
固定板的第二部分用基准元件通过夹紧装置以这样的方式与机床相连接，使固定板不仅允许它毫无问题地定位准确地移位，而且还毫无困难地补偿工作面和工作范围之间的位置差。因此，根据机床在细节方面结构的不同通常第二部分相对于第一部分在垂直于它们的表面延伸方向错开，其中固定板上第一和第二部分之间形成一个台阶形的或倾斜的过渡部分。如果在本发明的具体结构中第二部分的两个相对的侧面专门配备用于自动操纵的操作器的夹爪的轮廓，那末按本发明的固定板连同工件可以自动地从一个工作台转换到另一个工作台。
元件和对应元件可以根据一种众所周知的基准体系的要求来制造，在EP-111092或EP 255042或EP-A-722809中大致叙述了这种基准体系。这里建议，在第二部分两个相对的，也就是说它的底面和上表面上设立基准元件，使得固定板在翻转180°的位置上也能使用。此外在从属权利要求中给出了本发明的优先结构方案。
下面用一个在附图中表示的实施例对本发明具体地加以描述。其中表示
图1．线切割机的示意侧视图，待加工工件借助于按本发明的固定板用夹紧装置固定在机床上，和图2．按图1的固定板连同夹在上面的工件和夹紧装置的示意透视图，和图3是按本发明的固定板的另一个实施例。
线切割机具有一个头架2以及一个与头架2对准的底座3，其中从头架的下端伸出一根作为刀具的切割金属丝6，它在穿过头架2和底座3之间的工作区之后被底座3所接收。其中切割金属丝的方向这样调整，使它沿垂直的Z方向4穿过工作区。为了使工件能可靠地被金属丝6切割，工件5必须固定在其内的工作区在Z方向由一个上、下水平平面围成，其中这里感兴趣的下水平平面后面用xy平面7来表示。
在底座3旁边有一个工作台8，它的上工作面9在本发明所示的实施例中位于xy平面7内，它可以用作调整的Z-基准面。工作区旁边一个带有向上突起的拉杆51的气动夹紧装置持久地固定在工作面9上。在夹紧装置中有一个没有画出来的用于拉杆51的操作机构，操作机构连接在一个可控的压缩空气源上。从工作面9反面的上表面52上突出一些围绕中间的拉杆51交叉地分布的基准元件62、64、66、68以及72、74、76、78，其中四个基准元件分别由一个在其自由端上设有相对分布的斜面的方榫组成，另外四个基准元件分别由一个基本上圆柱形的和带有平的端面的支柱72、74、76、78组成。每两个相邻方榫之间有一个支柱，所有支柱的平的端面位于一个共同的平行于xy平面7的平面之内。方榫在其十字形布局中形成一个在x和y方向的基准，而支柱的平端面提供Z方向的基准。在EP 255042中叙述了这样一种基准体系。
固定板10由一个基本上平面形的平整的第一部分20以及一个基本上平行于第一部分20延伸的第二部分40组成，第二部分通过一个过渡部分70通向第一部分20。
第一部分20的上侧面23和下侧面21相互平行地延伸，如果固定板10夹紧在夹紧装置50中的话，那末它的上下侧面垂直于Z方向4，就如后面还要说明的那样。第一部分在其边缘附近被两个起始孔36、38穿透，其中切割金属丝6可以穿过这两个起始孔中的每一个。其次在第一部分上有两个并排的开口25,65。在第一个开口25中可以放入一个由切割金属丝6加工的工件5，工件被一个垂直于开口25延伸的夹紧螺钉32形式的固定装置夹紧在开口25内。这里同样是圆柱形的工件55借助于夹紧螺钉34夹紧在第二个开口65内。
如果切割金属丝穿入起始孔36，就可以通过头架2上的金属丝出口和底座3上的金属丝入口的相应运动在固定板10上通过切割金属丝切割出开口25来。如果金属丝6穿入起始孔38，可以通过切割丝6在第一部分上相应地切割出开口65。这里切割丝6可以这样地运动，使得形成的开口25或65的轮廓尽可能准确地与被开口所接纳的工件5或55的轮廓相吻合。由此工件5或55相对于固定板10得到对于即将在它上面进行的所有加工的确定的位置关系。
当然，开口25和65在第一部分20上的位置不受任何限制。对于直径比较大的工件可以只设一个开口，当然对于尺寸小的工件可以在第一部分20上切割出比所画的两个开口更多的开口，其中每个开口附设一个用来夹紧所属工件的夹紧螺钉。
过渡部分70连接在第一部分20没有夹紧螺钉的一侧上，在这里所示的本发明的实施例中过渡部分以约45°的角度上升到第二部分。根据工作面9在Z方向的位置和夹紧装置50在Z方向相对于xy平面7的高度的不同那个角度可以大一些或小一些，也可以是0度。无论如何它的尺寸应该做成这样，使得夹紧在夹紧装置50上的固定板10其下侧面尽可能准确地位于xy平面7内，而不能在它下面。这个措施保证工作区的充分利用，特别是当工件夹紧在开口25、65中以后在Z方向4有很大的长度时。
第二部分40和第一部分20一样基本上是平面形的，第二部分的上表面43也和它的下侧面41一样平行于第一部分20的上表面23延伸。在下侧面41上固定一个带有向下自由悬伸的基准的构件45，它做得和固定在上表面43上的另一个基准构件99相同或相似，基准构件99在x和y方向与构件45相互对齐，并且它的基准向上自由伸出，使得构件45的基准和基准构件99对于第二部分40相互成镜像对称分布。由于基准构件99在图2中比较容易看得清楚首先对它加以说明。
做在基准构件99上的基准和EP 255042中借助于一个电极座具体描述的那种基准相同，所以这里附加地参照这份资料。在基准构件99外露的上表面的四个拐角区域做成用作Z基准的并全部位于一个xy平面7内(在固定板10夹紧时)的平面零件，它们在权利要求中作为一组扩展元件表示为91、93、95、97。在每两个扩展元件之间的中央在基准构件99的侧壁上各加工出一条槽，使得所有四条槽成十字形分布，并且相对的槽相互对齐。在每条槽相对的外露侧面上通过沉割分别做成一个轴向或沿Z方向4的弹性凸台。每个具有一对所属凸台的槽形成第二组的一个扩展元件，其中这些扩展元件以92、94、96、98表示。可以看出，这四个扩展元件形成一个在x和y方向的基准。
在图2中所选的视图中在构成一个x和一个y基准的、相应于扩展元件92、94、96、98的元件中只能看到具有一对凸台46、47和48、49的元件42和44，它们正好设置在扩展元件92和94的下方。因为构件45与基准构件99相同或相似，当然构件45也具有相应于扩展元件91、93、95、97的用作z基准的平面零件，在图1中只能看到这些平面零件中的两个71和79。当固定板10被夹紧装置50夹紧时平面零件71和79(以及看不到的另外两个平面零件)贴合在支柱72和78(以及支柱74、76)的自由端面上。这时各个方榫62、64、66、68中的每一个以其斜面嵌八各对凸台46、47或者48、49之间或者另外两对没有画出来的凸台之间。
如果固定板10从它的在图1和2中所示的位置翻转180°，那末当固定板10夹紧在夹紧装置50上时平面零件91、93、95、97与支柱76、74、78、72的自由端面相贴合，这时方榫62、64、66、68嵌入扩展元件96、94、92、98的各对凸台之间。这样上侧面23便位于与xy平面7平行的工作区的上边界平面内，如果工作面9在Z方向4大大低于xy平面7，那末首先考虑固定板10这样翻过来安装。
基准构件99还有构件45在其中央各自具有一个孔，拉杆51可以插入这个孔，并可松脱地锁定在这个孔中。
为了将固定板10夹紧在夹紧装置50上图中所示的位置上，构件45这样地放在夹紧装置的上表面52上，使基准元件42、44和构件45的两个看不到的基准元件可以与对应基准元件62、64、66、68如所述那样共同作用。其中拉杆51穿入构件45中央的孔，并固定在那里。当夹紧装置这样地用压缩空气加载时，使操作机构将拉杆51拉入夹紧装置50。当Z向基准元件71、79(和两个看不到的基准元件)靠上对应基准元件72、74、76、78的自由端面时，拉杆就停止前进运动。这样固定板10，从而还有工件5便在x、y和Z方向准确定位。通过反向的压缩空气加载，拉杆51可以从夹紧装置50中退出，并从构件45中松开，使得可以从夹紧装置50中取出固定板10。
如果如图所示，在第二部分40相对的侧面上做成与夹爪的对应轮廓相配的轮廓81、82的话，固定板10放上夹紧装置50或从夹紧装置上取下也可以自动地借助于一个没有画出来的操纵器的输送臂的夹爪进行。
在图3所示的固定板的优选实施例中，固定板为两件式结构，带有一个第一部分200和一个第二部分400，它们相互螺栓连接。第一部分200是一带有一个平行于固定板平的底面210延伸的平面230的金属板。在该第一部分200上形成有一个或多个用于夹持一个或多个工件的开口，它相应于上面所述的部分20的实施例中的开口25或65。
固定板100的第二部分400具有一个平的底面410，它平行于所述第二部分的顶侧的一个平的外部分430延伸。在外部分430上固定一个基准构件990，它相应于上面所述的基准构件99。在底面410上固定有带有类似于上述实施例中的构件45的基准的构件450。
所述的外部分430进一步成为一个顶侧的内部分435，它相对于底面410向下倾斜延伸。如图所示该第二部分400的楔形部分通过部分第一部分200延伸，在该部分中没有工件夹持开口。此两个部分200,400相互螺栓连接或者以其它方式持久地连接，虚线438所指示的部分为用于将螺栓推进部分435和其下的部分200的部分中的孔的位置。
当固定板100固定在夹紧装置50上时，底面210准确地在线切割机床的工作区域的XY平面7内延伸。
按照又一个未示出的固定板的实施例，该固定板可由三个部件组成。第一部分和第二部分都可为平的金属板，它们相互之间可通过一个垂直的定位块相连，该定位块可平衡(调节)该两个部分在Z-向的不同位置。
权利要求
1．用于通过机床加工的工件的固定板，其中机床具有一个在工作区内可沿Z方向运动的刀具，例如切割金属丝，工作区在Z方向由一个与Z方向垂直的xy平面围成；机床还带一个安装在刀具运动方向旁边的工作台，工作台的工作面相对于xy平面位于一个规定的位置处，其特征在于固定板(10)平面形的第一部分(20)至少具有一个用来安装工件的开口(25)，并且在开口(25)上具有一个用于工件(5)的固定装置(32、34)，固定板(10)的第二部分(40)设有元件(42,44)，它们适合于与安装在工作台(8)上的用来使第一部分(20)在工作区内可重复地、精确定位的夹紧装置(50)的对应元件(62、64、66、68、72、74、76、78)共同作用。
2．按权利要求1的固定板，其特征在于第一部分(20)完全包围开口(25)。
3．按权利要求1或2的固定板，其特征在于第一部分(20)具有多个相互并排设置的开口(25,65)。
4．按上述权利要求之任一项的固定板，其特征在于第一部分(20)至少具有一个起始孔(36,38)，它用来通过刀具(6)制造至少一个与工件(5)的形状相吻合的开口(25,65)。
5．按上述权利要求之任一项的固定板，其特征在于固定装置(32、34)具有夹紧螺钉，它们在第一部分(20)内适当地垂直于Z方向延伸。
6．按上述权利要求之任一项的固定板，其特征在于第二部分(20)具有一个基本上平整的底面(21)。
7．按上述权利要求之任一项的固定板，其特征在于第一部分(20)具有一个基本上平整的上表面(23)。
8．按上述权利要求之任一项的固定板，其特征在于在固定板夹紧时底面(21)和上表面(23)基本上垂直于Z方向延伸。
9．按上述权利要求之任一项的固定板，其特征在于第二部分相对于第一部分在垂直于它们的平面延伸方向错开，其中在第一和第二部分之间有一个过渡部分(70)，它做成台阶形或者按照一种斜坡的形式。
10．按上述权利要求之任一项的固定板，其特征在于元件包括两个组，其中第一组的元件用来使第一部分(20)在平行于xy平面的平面内定位，第二组的元件用来使第一部分在Z方向定位。
11．按权利要求10的固定板，其特征在于第一组的元件十字形布置。
12．按权利要求10或11的固定板，其特征在于第二组的元件十字形地并这样地布置，使得在一个组的两个相邻元件之间有一个另一组的元件。
13．按上述权利要求之任一项的固定板，其特征在于这些元件布置在一个共同平面内，在固定板夹紧时该平面垂直于Z方向延伸。
14．按上述权利要求之任一项的固定板，其特征在于元件设置在第二部分(40)的底面(41)上。
15．按权利要求10至14之任一项的固定板，其特征在于第一组的每个元件至少具有一个做在一个槽的边缘上的轴向弹性凸台(46、47、48、49)。
16．按权利要求10至15之任一项的固定板，其特征在于第二组的每个元件由一个轴向突起的支柱组成，其中所有支柱的自由端面位于一个共同平面之内。
17．按上述权利要求之任一项的固定板，其特征在于在第二部分(40)的上表面(43)上形成扩展元件(92、94、96、98、91、93、95、97)，它们在形状、布局和分组方面和在底面(41)上形成的元件象镜像一样相同。
18．按权利要求17的固定板，其特征在于第二部分(40)底面(41)上的元件(42、44)属于一个基准体系，它与上表面(43)上的扩展元件所属的基准体系有所不同。
19．按上述权利要求之任一项的固定板，其特征在于元件和/或扩展元件其各个元件相互间的周向间隔约为120°。
20．按上述权利要求之任一项的固定板，其特征在于固定在工作台(8)上的夹紧装置(50)用液压或气动工作。
21．按权利要求20的固定板，其特征在于；夹紧装置的对应元件(62、64、66、68、72、74、76、78)设置在一个平面内，它垂直于Z方向延伸。
22．按上述权利要求之任一项的固定板，其特征在于第二部分(40)相对于第一部分(20)这样地错开，使得在固定板(10)夹紧时底面(21)不低于工作区的下边界。
23．按上述权利要求之任一项的固定板，其特征在于在第二部分(40)上，专门在它的相对的两侧面上设有用于自动操作的操作器的夹爪的轮廓(81、82)。
24．带有按上述权利要求之任一项的固定板(10)的机床，特别是线切割机。
25．按权利要求24的机床，其特征在于在刀具，特别是切割金属丝(6)运动方向的旁边设有一个工作台(8)，工作台具有一个平整的垂直于刀具运动方向延伸的工作面(9)，夹紧装置(50)固定在工作面上。
26．按权利要求25的机床，其特征在于工作面(9)位于刀具工作区的下边界平面(7)内。
全文摘要
一种用于通过机床加工工件的固定板,其中机床具有一个可以在工作区内沿Z方向运动的刀具,例如切割金属丝,工作区由一个xy平面围成,机床还带一个工作台,它的工作面处于一个相对于xy平面规定的位置处。固定板平面形的第一部分至以具有一个用来安装工件的开口,以及在开口上具有一个用于工件的固定装置,固定板的第二部分设有元件,它们适合于与装在工作台上的夹紧装置上的、用来使第一部分在工作区内可重复地、精确定位的对应元件共同作用。
文档编号B23Q3/02GK1210771SQ9811889
公开日1999年3月17日 申请日期1998年9月7日 优先权日1997年9月7日
发明者哈康·努德奎斯特 申请人:3R系统国际有限公司