具有芯轴头的工具机以及用于对工具机的芯轴头进行定位的方法_4

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,而同样也可以构造为整合式驱动装置。
[0102]工具机10还具有以74标示的控制装置,所述控制装置例如被构造用于对芯轴头18相对于工具机22的移位运动加以控制。为此目的,控制装置74例如借助控制线路78作用于驱动装置70、72。必需的控制指令能够例如由机器控制程序来产生和执行。按照这种方式,例如能够实现对工件50的自动化加工。
[0103]如之前已经提及地,在芯轴头18上还接纳有操作部30,操作部同样与控制装置74相联接。操作部30通过信号线路76与控制装置74相连接。操作部30及其特别是与控制装置74的联接对于操作人员实现了通过手动地作用于操作部30以受限定和受监控的方式使芯轴头18沿引导部62、66移动。但这例如不通过由操作人员本人施加的力来实现,而是通过移位驱动装置(例如驱动装置70、72)受限定的操控来实现。操作人员能够作用于操作部30。操作人员的作用,例如操作人员的力能够被检测或者说采集并且输送给控制装置74。控制装置74构造用于处理所检测的作用,并且与该作用相关地操控移位驱动装置。
[0104]对于操作人员能够获得如下的印象:芯轴头18自主而且直接发生移位。这通过将所述作用依照针对工具芯轴18的以马达驱动的过程的控制指令“传递”到操作部30上来实现。
[0105]于是能够设想的是:例如以如下方式产生控制指令,凭借很高的力的作用比凭借较低的力的作用使芯轴头18更快地运动。操作人员沿其作用于操作部30的方向的采取方案可以被转换为控制指令,该控制指令具有与之相对应的、用于芯轴头18运动的方向信肩、O
[0106]在图2中还示出以80标示的以虚线示出的双箭头。箭头80指示:芯轴头18也可以原则上以限定的方式能够绕轴线枢转地构造,所述轴线例如垂直于由X轴和Z轴(箭头64,68)限定的平面。该轴线也可以被称为B轴。B轴原则上可以平行于Y轴来定向,参见图3。芯轴头18绕该轴线受限定地枢转或转动例如可以实现工具20相对于工件50沿斜向定位。同样可以考虑的是:借助这种运动使另一工具20枢转,以便使该工具与工件50发生嵌接。
[0107]绕B轴的运动(转动、枢转)原则上可以通过作用于操作部30的相应作用来产生。为此,操作部30例如可以转动或进刀(torpedieren)。
[0108]图3示出例如根据图2的工具机10的概要的透视图,其中,出于图示表达原因未示出机床32、工具台52、工件50、控制装置74以及其他部件。如已经提及地,图3示出以X、Y和Z标示的(笛卡尔)坐标系。与尾座42的对应夹紧装置44例如构造为顶尖。
[0109]芯轴头18原则上在X-Z平面中相对于工件接纳部22 (或接纳于其中的工件50)上能移位地构造。在工具机10的实现了对芯轴头18手动控制的移位的工作模式中,操作人员能够以适当的方式作用于操作部30,以便促使芯轴头18移位和定位。为此,操作人员可以例如在空间方向上作用于操作部30,操作部30的方向分量原则上例如能够对应X轴或Z轴。
[0110]例如,以操作人员的力Fx沿方向X/"生作用(例如牵拉或推压)。操作人员沿方向Zh的作用能够凭借操作人员的力Fz引起。例如,操作部30设有至少一个传感器或测量传感器(参见图5),传感器使得:对起作用的力F的大小和方向加以采集。力F可以分解为其分量F#PFZ。按照这种方式能够至少间接地获取方向信息以及操作力信息。基于所述信息,控制装置能够以如下方式操控移位驱动装置:芯轴头18沿基本上能够以与所述作用的方向一致的方向移位。在此获得的移位速度原则上可以与起作用的力F的大小相关地实现。
[0111]在图4a、图4b和图4c中,操作部30、30a、30b的示例的构造方案透视地示出。在图4a中示出的操作部30例如实施为T型把手。操作部30具有横向段84以及杆86。操作人员能够在横向段84上抓握操作部30,以便以所希望的方式作用于操作部。操作部30借助杆86优选固定不动地接纳在芯轴头壳体88处(在图4a中仅不完全地示出)。
[0112]图4b中的操作部30a例如具有球头状或锥形的杆86,杆特别是固定不动地安设在芯轴头壳体88上。操作部30a不具有横向段84。操作部30a在其背向芯轴头壳体88的端部上具有激活开关90,激活开关能够由操作人员来操纵,参见以92标示的箭头。激活开关90例如可以用于由控制装置74开始或停止对施加给操作部30a的操作人员作用的检测或处理。按照这种方式,能够避免的是:对操作部30a无意的作用使得芯轴头18发生无意的移位或定位。在图4b中所示的构造方案中,操作人员能够以一只手抓握操作部30a,并且同时以这只手操纵激活开关90。由此,能够实现单手操作。
[0113]在图4b中所示的操作部30a的改动方案中,图4c中的操作部30b与激活开关90相联接,所述激活开关并不直接布置在操作部30b上或该操作部的杆86上。不言而喻的是,激活开关90原则上也可以距操作部30b或芯轴头18进一步移远地布置在工具机10上。移远地布置的激活开关90实现了双手操作。
[0114]在图4c中还示出双箭头XH、Zh,其例如可以平行于根据图3的坐标系X,Y,Z的X轴和Z轴地定向。与该箭头或方向X#P Zh对应的是力分量或方向力F #PF z。由此,操作人员能够以所希望的方式和方向作用于操作部30b,以便以所希望的方向实现芯轴头18的移位。
[0115]对于操作人员作用的检测借助操作部30c的在图5中所示的图示来阐释。操作部30c例如呈T形地构造并且具有横向段84以及杆86。操作部30c还可以具有激活开关90,激活开关例如沿侧向安设在横向段84上。操作部30c还具有探测区域94,在该探测区域中将传感器96设置到杆86上。传感器96例如具有多个传感元件98、100。传感元件98、100布置在杆86的不同侧面上。例如传感元件98被构造用于对操作部30c的探测区域94在X方向上的变形加以检测,参见以εχ标示的箭头。与之类似地,传感元件100可以被构造用于对操作部30c的探测区域94在Z方向上的变形加以检测,参见以εζ标示的箭头。
[0116]按照这种方式,操作*FX、FZ的分量得到间接地检测。不言而喻的是,在操作部30c的图5中所示的构造方案中,与传感元件98以及传感元件100对应地,原则上能够在杆86的分别相对置的侧部(在图5中未示出)上分别设置有另一相对应的传感元件。
[0117]如在前面已经提及地,传感元件98、100可以例如是指拉伸应变测量条、压电传感元件、电容传感元件、光学传感元件或类似的传感元件。传感元件98、100能够构造用于间接或直接地检测对操作部30c的作用,特别是力的作用。探测区域94原则上能够弹性变形,但是具有很高的刚度。探测区域94的对于操作人员而言不能察觉的变形可以通过带传感元件98、100的传感器96来检测并且传送给控制装置74。控制装置74能够与方向相关地而且与起作用的力F的所检测到的(绝对或相对的)量值相关地产生控制指令,并且将其传输供给芯轴头18的移位驱动装置,以便以所希望的方式使芯轴头移位。
[0118]图6以大大简化的方式不出杆86的断开的图不,这里的杆例如可以与根据图4c的操作部30b的杆86 —致。在杆86上布置有传感器96a,该传感器具有多个传感兀件98、100U02o传感元件98、100、102例如呈蔷薇花状地布置。这种构造能够实现的是:除了大致上沿直线轴出现的变形外,同样也检测扭转应变或扭转变形。例如以ε ζ标示的双箭头来表示沿X方向及Z方向上的变形。另外,凭借传感元件98、100、102的蔷薇花形的构造,也能够探测杆86的转动或扭转,参见以εΒ标示的箭头。按照这种方式,例如能够对芯轴头18绕所谓的B轴所希望的枢转或扭转加以控制,参见图2中的箭头80。不言而喻的是,至少一个传感器98a的多个传感元件之间的其他对应方案能够实现对沿着和环绕不同轴的直线变形和扭转变形加以检测。
[0119]图7示出工具机的大大简化的俯视图,该工具机的构造例如原则上可以与根据图2的工具机10 —致。芯轴头18能够通过对操作部30适当的作用而以所希望的方式沿机床32移位。出于概览的原因,在图7中取消了对引导部62、66及工具台52的图示。芯轴头18的移位或定位原则上可以沿箭头64或68的方向实现。另外,可以考虑芯轴头18的扭转或枢转,参见箭头80。
[0120]手持工具10能够以一定的方式被构造用于简化芯轴头18的手动控制的移位,以及明显降低操作失误的概率。为此目的,能够沿例如由机床32原则上的尺寸限定边界的允许的移位范围限定出特定的区域。在这些区域中,芯轴头18例如能够仅以降低的移位速度移位,或者使芯轴头18进入这些区域的运动完全被阻止。
[0121]被接纳在工具接纳部22上的工件50例如具有磨削段104,该磨削段应当被以限定方式移近芯轴头18。为此目的,可以确定出例如相对于磨削段104具有一定错位量的区域边界106。控制装置74可以被构造用于当芯轴头18越过区域边界106时能够使芯轴头以明显降低的移位速度驱动。以18’在图7中示出芯轴头18还处于区域边界106之外的位置。在越过区域边界时,控制装置74能够例如使芯轴头18从粗略运动转换至精细运动。由此,操作人员能够谨慎地以高精度将芯轴头18移向磨削段104。
[0122]基准点以手动控制的方式与芯轴头18碰在一起的过程以类似的方式实现。例如在图7中示出基准点108,基准点被区域边界110包围。芯轴头18能够以相对高的移位速度移至区域边界110。当超出区域边界110时,控制装置可以在这里变换为如下的工作模式,在这种工作模式中芯轴头18能够高
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