专利名称：工件夹紧台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一按照权利要求1的前序部分的工件夹紧台，它用于接纳要加工的工件和用于接纳要作继续处理的工件，并且还可优先用在用于安装/拆卸组件如器具、机械、机动车辆或其组成部分的传送自动线中。
从现有技术知道有根据其应用范围或应用目的构成的一般的工件夹紧台。
已知的工件夹紧台有这样的缺点，即它只能用于非常专门的使用目的，而且几乎不可能与边缘装置相配或定位。
因此，本发明的目的为研制一种工件夹紧台，它可以全角度地调节并可如此在自动化装置中应用，以致它可以根据预先规定的过程高精度地用CNC(计算机数字控制)控制，朝着边缘在工件夹紧台周围安装好的工作场所行走。自动化装置的短周期传送移动将由此最小，而且其精度最佳，此外，可以实现安装时间与拆卸时间的减少和减少用手工的安装作业/拆卸作业。
按照本发明，此目的将通过权利要求1的特点解决。
在从属权利要求中说明了本发明的特殊的构形和有利的解决方案。
按照本发明的工件夹紧台为如此构成，即它可以与自动化装置配合相对于边缘的自动化装置水平地和全角度地用CNC控制。这可以通过磁的和机械的起升力、驱动力和夹紧力实现，它们在工件夹紧台的内部作用，由此，在其上夹紧有要加工的/安装的或拆卸的组件/工件的工件接纳板可相应地被定位。此工件接纳板可用作可更换的板，固定在工作接纳板上的组件/工件可用它送走，以便用工件接纳板继续加工和处理，或是用它在外部装载并重新送至工件夹紧台，而不必在此期间改装这些组件。
此时，按照本发明的工件夹紧台做成完整的和紧凑的结构单元，其核心件为一磁性吸环，与之相配的是一磁性的支承、定位和可夹紧装置，以及一角度调节兼定位装置。通过这种组合，可使工件接纳板连同布置在其上的组件/工件上升，全角度地、旋转方向地和平面地定位、下降和夹紧。
同时，工件夹紧台要如此实施，以致它在装配车间地基中或在装配车间甲板(Hallendecke)中，在各种同样大小的机器基座还有地基坑中可按总高度可更换地插入，此时，此紧凑的组件首先在相应的地基坑中与可沿水平滑出的支承舌接触，并可在其中通过水平的顶着各自的基座壁/地基坑壁作用的夹紧装置固定。
按照本发明，该磁性吸环要如此构造，以使它用作用于接纳夹紧装置以及与夹紧装置成一体的角度调节兼定位装置的支承座，它可以调节高度同时接纳用于定位和支承整个工件夹紧台的相应元件。
这也属于本发明，即可以通过液压起升装置起升或下降整个工作夹紧台。
按照本发明，用磁性支承并可夹紧的夹紧装置由一基础-转子板、一支承环和一接纳工件接纳板的定心板组成，定心板通过水平调节螺杆和一球形头支承螺杆与支承环连接并在功能上与之配合作用。磁性吸环可以做出开口，以接纳具有与其成一体的角度调节兼定位装置的夹紧装置，并装备有起升磁体、驱动磁体和夹紧磁体。
按照本发明的角度调节兼定位装置直接布置在夹紧装置的支承环上并且由一可调节的环形头支承螺杆和多个首先是三个水平调节螺杆组成，后者又在一中间环中被支承并可通过一驱动装置调节。
可通过一预设的液压-机械起升系统调节磁性吸环和角度调节兼定位装置的环形头支承螺杆的高度，由此可以保证，可按照相对于自动化装置的位置使要加工的工件和要安装/拆卸的组件在工件接纳板上沿X方向和Y方向综合地按旋转方向和沿平面行走，也可旋转地绕Z轴行走。
用作工件接纳板的全角度调节的角度调节兼定位装置设置在支承环的内部并与一中间环作有效的连接，环形头支承螺杆的调节驱动装置和用于水平调节螺杆的驱动装置都与中间环成一体。
下面借助在附图中示出的实施例详细说明本发明。
各个图中
图1用剖面示出工件夹紧台的总视图；图2示出了沿图1的A-A的剖视图；图3示出了沿图1的B-B的剖视图；图1的工件夹紧台的总视图说明本装置的结构是紧凑的单位。
在其上夹紧单个要加工的或要处理的工件/构件/部件的工件接纳板通过夹紧螺旋装置3与定心板2连接，后者用球形头支承螺杆5相对于夹紧装置居中地支承并可附加地通过水平调节螺杆7调节。在将工件夹紧台用于安装过程/拆卸过程时，工作接纳板1做成一按轻型构造和框架结构设计的接纳夹紧板。
此时，夹紧装置由作为基座构成的磁性吸环12组成，在基座内部磁性地支承基础-转子板15，而这种支承是通过基础-转子板15的夹持/驱动磁体14和设在磁性吸环12中的起升驱动磁体13实现的。基础-转子板15与支承环8连接，在环中放置全角度调节兼定位装置，而这些装置则由球形头支承螺杆5的各个零件、水平调节螺杆7、它们的驱动装置10、11和一中间环9组成。
在磁性吸环12下面设有一起升油缸24，它如此构造，以致能上升或下降整个工件夹紧台。同样地，在磁性吸环12下面，一快速起升液压缸23相对于起升油缸24居中地放置，前者直接作用在球形头支承螺杆5上，以便能快速地将其按高度调节。精密定位可通过一驱动单元11进行，后者设置在中间环9下面，其中，中间环9本身设置在支承环8的一个凹座内。在此范围内还设有用于水平调节螺杆7的驱动单元10，前者作为滚珠螺旋或作为用直线电动机驱动的高度调节单元构成，它同样放在中间环9中并通过水平调节螺杆轴承6与定心板2连接。
定心板2在球形头支承螺杆5上的支承要如此构造，以使在球形头支承5的球形头与定心板2之间嵌入一多块式球形壳4，用它可以保证定心板2与工件接纳板1能垂直摆动，而且固定在工件接纳板1上的组件/工件也能绕夹紧装置的垂直的系统轴心线调节。
多块式的可补充夹紧的球形壳4与定心板2如此连接，以使定心板2通过球形状支承螺杆5被携带和支承，同时定心板2可通过轴向作用的水平调节螺杆7用中间环9中的驱动装置10沿Z向变化。这意味着，当水平调节螺杆7的轴向调节作用分解为垂直矢量和水平矢量时，用25代表的Z向描述了力的矢量。
当球形头支承螺杆5的球形头和多块式球形壳4优先由相反地极化的磁性材料做成时，是有益的，由此，这两个部分之间的滑动可以几乎无磨损地进行。
定心板2中的半个支承壳的内凹结构和球形头支承螺杆5的头部的外凸的构形同样能保证面接触，这对直接的支承力走向和力在整个机床台的角度调整装置兼定位装置上的作用都起着有益的影响。
水平调节螺杆7和球形头支承螺杆5都在其中支承并被导向的中间环9此时以其下部用爪形联轴器形固定，同时，在一相应的加工过程中，它在支承环8的环形凹座中被导向并在侧面被支持。
支承环8与基础/转子板15的连接最好通过一螺纹连接实现，用它还可以保证得到一个固定的连接，而且同时还可能彼此更换各个件。
水平调节螺杆7与定心板2的连接要如此实施，那它能无困难地用所接纳的工件接纳板1调节定心板2。这可以通过装备每个水平调节螺杆6的水平调节螺杆轴承6实现，并可保证，以定心板2通过球形头支承螺杆5的拱起的表面的滑动相类似的方式得到通过水平调节螺杆7的水平调节螺杆轴承6的滑动。
在优选的实施形式中，定心板2连同夹紧并固定的工件接纳板1用彼此错开120°布置的水平调节螺杆7支承，由此可保证一三点支承，它保证定心板2连同工件接纳板1在一大的角度范围内的调节。
图2描述了水平调节螺杆7相对于定心板2的布置。从图2同样可看出，球形头支承螺杆5是如何做有多槽轮廓的，此球形头支承螺杆5可通过该多槽轮廓用快速起升液压缸沿所要求的Z向粗调位置行走，而为了沿Z向微调，则设置一相应的滚珠丝杆并通过驱动装置11实现此微调。工件接纳板1与定心板2的连接通过已经提到的夹紧螺旋装置3实现。
从图1和图2都可看到，整个工件夹紧台是如何在侧面和沿周向支承和定位的。为此目的，在设置在磁性吸环12的下部的导向件26中用弹簧组17弹性地放置支承舌16。弹簧组17最好做成板弹簧组并且在侧面直接在支承舌16中受到导向板18和台肩的限制。在此范围内，还同样放置进给盘状凸轮19，它直接与各自的支承舌16配合作用并装有旋转驱动装置20。进给盘状凸轮螺旋19通过旋转驱动装置20如此朝支承舌16旋转，以致进给盘状凸轮螺旋19抵抗弹簧组17的力移动支承舌16至相应的支座27中。
通过支承舌16实现整个工件夹紧台的支承，而通过加压螺杆21保证整个工件夹紧台的周向侧的止动，该加压螺杆沿径向可通过驱动装置22调节。此时，加压螺杆21支承在各自的机器基座或各自的地基坑的壁28上。
图3示出了图1的B-B向视图，它示出了作为夹紧板构成的工件接纳板1的底视图，该工件接纳板用轻结构的方式并且首先用半成品做成。夹紧板的主要结构特征为，夹紧板由沿横向和纵向延伸的横梁组成，它们沿周向用一圆形的环30包住。
下面描述按照本发明的工件夹紧台的功能过程，其中必须如图1所清楚地看到那样，必须如此实施，即在磁性吸环12与基础/转子板15之间以及支承环8与磁性吸环12的上部之间有所谓的自由空间，它要如此选择，以使整个夹紧装置因之还有固定在支承环8上的工件接纳板1与固定在其上的安装组件/拆卸组件/工件一起旋转地运行，并且平面于被夹紧的组件的水平定位。组件的全角度的定位通过用角度调节兼定位装置的角度定位联合所描述的水平定位进行，以致由此可使组件上的各自的规定的空间点相对于自动化装置或其它装置置于适当位置上。
通过工件接纳板1相对于定心板2因之是相对于夹紧装置和角度调节兼定位装置的可更换性，使之可使工件接纳板1在外面装以要安装或拆卸的组件/工件。对此，要设置基准点，以便可用此基准点进行组件/工件相对于边缘的自动化装置或其它装置的定位测量。当工件接纳板1接纳一机械的、气动的或液压的可作高度调节的运输车辆时，就成为本发明的对象的一个有利的实施方式。该运输车辆于是就可在位于装配车间地板水平面上的工件夹紧台的定心板2上行走，并在到达由终端开关限制的下降位置时，工件接纳板1就向定心板2下降并用柔性的夹紧螺旋装置3与其夹紧在一起。以后，运输车辆就从工件夹紧台的机器区退出。
夹紧的组件/工件将用其基准点通过走向自动化装置或其它装置在其系统轴心线中被定位测量，并与工件夹紧台的系统轴心线协调。由此，可起动各自的输入的加工程序、安装程序/拆卸程序，此时，用夹紧装置和角度调节兼定位装置的运动组合在与边缘的自动化装置或其它装置对应的位置上调节每个空间点。
这也属于按照本发明的装置，即采用一一起携带的或多个固定的摄像系统和加工系统用光学把握基准位置，该基准位置在加工/安装时在制造公差之内，或是在拆卸时在制造公差之外都可以被识别和校正，以致可以保证每个加工接合点/安装接合点/拆卸接合点都有精确的位置。
在达到所要求的加工范围/安装范围/拆卸范围时，就再次用已经提过的可作高度调节的运输车辆在工件夹紧台上行走，并在松开定心板2与工件接纳板1之间的夹紧螺旋装置3以后，将工件接纳板1或夹紧框架连同位于其上的组件从定心板上取下并运走。
在其它地方也可用最靠近的带其它边缘装置的安装装置/拆卸装置进行安装好的组件的继续安装/拆卸或继续后续处理，为此，可将前面的安装过程/拆卸过程的测量值的数据输送至随动装置的计算机数字控制(CNC)程序贮存器中。
由此，有这样的可能性，即可以组合位于工件接纳板1上的组件的不同安装过程/拆卸过程或继续加工或继续处理。
权利要求
1.用于接纳要加工的工件和要安装/拆卸的组件的工件夹紧台，它可以旋转、摆动和调节，并由此占有相应的自由空间，其特征为，在一作为基体构成的磁性吸环(12)中设置一夹紧装置和一与夹紧装置成一体的角度调节兼定位装置，磁性吸环(12)可垂直地调节，在其平面中可以做有开口，此外，在其下面的范围内有一导向装置(2b)，在其中放置有可垂直调节的支承舌(16)，在磁性吸环(12)的下方，在其外周上，设有加压螺杆(21)，其中，磁性吸环(12)装备有起升装置/驱动装置(13)和夹持装置/驱动装置(14)并在磁性吸环(12)中设置一基础/转子板(15)。
2.如权利要求1的工件夹紧台，其特征为，夹紧装置由一基础/转子板(15)、由一支承环(8)和一接纳工件接纳板(1)的定心板(2)组成，定心板通过一球形头支承螺杆(5)和水平调节螺杆(7)与支承环(8)连接。
3.如权利要求1和2的工件夹紧台，其特征为，角度调节兼定位装置设置在支承环(8)内部，并由球形头支承螺杆(5)、水平调节螺杆(7)以及一中间环(9)组成，其中，球形头支承螺杆(5)装备有一驱动装置(11)，而水平调节螺杆(7)各自装备有一驱动装置(10)，它们在中间环(9)中被导向并设置成可在支承环(8)的环形凹座中调节。
4.如权利要求1至3的任一项的工件夹紧台，其特征为，支承环(8)可更换地设置在基础/转子板中，工件接纳板(1)用夹紧螺旋装置(3)可拆卸地固定在定心板(2)上，在磁性吸环(12)的下方设置一起升油缸(24)和对中于起升油缸(24)设置一快速起升液压缸(23)。
5.如权利要求1至3的任一项的工件夹紧台，其特征为，球形支承螺杆(5)和水平调节螺杆可通过其驱动装置(11，10)共同地、单独地并在不同的端部位置调节。
6.如权利要求1至5的任一项的工件夹紧台，其特征为，水平调节螺杆(7)通过水平调节螺杆轴承(6)，而球形头支承螺杆(5)则通过多块式球形壳(4)与定心板(2)连接。
7.如权利要求1至6的任一项的工件夹紧台，其特征为，球形头支承螺杆(5)用其球形头滑动地支承在多块式球形壳(4)中，球形头支承螺杆(5)与多块式球形壳(4)用具有相反的极性的磁性材料做成，由此，可几乎无磨损地实现球形头在球形壳(4)中的滑动运动。
8.如权利要求1至7的任一项的工件夹紧台，其特征为，磁性吸环(12)装备有起升/驱动装置(13)和夹持/驱动装置(14)，它们作为交流直线电动机构成。
9.如权利要求1至8的任一项的工件夹紧台，其特征为，在磁性吸环(12)的导向(26)中设置可垂直地调节的支承舌(16)，它与可通过旋转驱动装置(20)调节的进给盘状凸轮螺旋(19)作用相连，而弹簧组(17)则与支承舌(16)相配。
10.如权利要求1至9的任一项的工件夹紧台，其特征为，在磁性吸环(12)的下面在周向侧设置加压螺杆(21)，分别有一驱动装置(22)与之相配。
11.如权利要求1至8的任一项的工件夹紧台，其特征为，整个工件夹紧台可与边缘的加工系统和安装系统相配。
12.如权利要求1至3的任一项的工件夹紧台，其特征为，多个最好是三个水平调节螺杆(7)以120°的分度错开，在中间环(9)中被导向并通过水平调节螺杆轴承(6)固定在定心板(2)上。
13.如权利要求1至12的任一项的工件夹紧台，其特征为，工件接纳板(1)作为紧凑的接纳板和作为夹紧框架构成，其中，夹紧框架以轻结构的方式用半成品制成并由纵向横梁和横向横梁(29)组成，横梁在周向侧用环绕的环(30)包围。
14.如权利要求1至13的任一项的工件夹紧台，其特征为，在装配车间地基中或在装配车间甲板中，在各种同样大小的机器基座(28)/地基坑(28)中，工件夹紧台可以更换，其中，整个工件夹紧台在相应的机器基座(28)/地基坑(28)中停靠在可沿水平滑出的支承舌(16)上，并通过加压螺杆(21)沿水平方向朝着各自的壁被固定。
全文摘要
本发明涉及一按照权利要求1的前言的工件夹紧台。按照本发明的工件夹紧台要如此构形,以使它与自动化装置配合,可相对于边缘的自动化装置沿水平和全角度地用CNC(计算机数字控制)控制。此时,按照本发明的工件夹紧台,作为完整的和紧凑的结构单元,其核心件为一磁性吸环(8),与之相配的是一磁性的支承、定位和可夹紧的夹紧装置,以及一角度调节兼定位装置。通过这种组合,可使工件接纳板(1)连同布置在其上的组件/工件上升,全角度地、旋转方向地和平面地定、下降和夹紧。
文档编号B23Q1/28GK1250403SQ98802809
公开日2000年4月12日 申请日期1998年3月3日 优先权日1997年3月6日
发明者卡尔－海因茨·维默斯 申请人:卡尔－海因茨·维默斯