具有工具操作器的機器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的機器包括具有引導(dǎo)部（L）的機器本體（1）和操作器，該操作器由第一臂（A）和第二臂（B）構(gòu)成。在位于機器本體（1）的其中一側(cè)的引導(dǎo)部（L）的內(nèi)側(cè)，安裝有構(gòu)成該操作器的一系列部件的下列多個部件：部件（C1），與第一驅(qū)動部（A1）一起引導(dǎo)第一臂（A）的端部；以及部件（C2），與第二驅(qū)動部（B1）一起引導(dǎo)第二臂（B）的端部，而第一臂（A）和第二臂（B）的相反的端部以自對準(zhǔn)方式相互接合在一起。工具插接部（2）的運動范圍由區(qū)域（P）表示，該區(qū)域構(gòu)成具有邊（X）和（Y）的矩形，其中邊（X）平行于用于引導(dǎo)部件（C1）和（C2）的引導(dǎo)部（L），臂（A）、（B）的長度等于邊（Y）的長度，這是由關(guān)系式L1=Y及L2=Y確定的，其中L1是第一臂（A）的長度，而L2是第二臂（B）的長度。工具插接部（2）沿著第一臂（A）與第二臂（B）的自對準(zhǔn)連接部的軸線被安裝。材料固定區(qū)域（3）與機器本體（1）以固定方式連接。
【專利說明】具有工具操作器的機器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的主題是一種具有尤其適用于高精度工具的工具操作器(toolmanipulator )的機器,其能夠應(yīng)用于例如配備有激光工具的平面金屬板材切割機的設(shè)計中。
【背景技術(shù)】
[0002]迄今為止，在表面加工機械(最經(jīng)常用于加工金屬板材)的設(shè)計中所使用的那些最普遍的方案包括設(shè)置于操作器內(nèi)的工具頭，該操作器安裝在位于橫桿內(nèi)的多個引導(dǎo)部(guide，導(dǎo)軌)中，而該橫桿安裝在位于機器本體內(nèi)的引導(dǎo)部中。該橫桿可以在其兩側(cè)或者僅在其一側(cè)配備驅(qū)動部，或者通過一個驅(qū)動部傳遞到該橫桿的兩側(cè)(進行驅(qū)動)。工具頭沿向上/向下方向取向的Z軸移動，且在以此方式移動的同時，該工具頭移向或移離被加工的材料，而在其他類似方案中，材料沿Z軸移向固定的工具頭。工具頭沿位于水平面的X軸方向的運動由橫桿的運動來執(zhí)行，橫桿的兩側(cè)均支撐在機器的單組件或多組件本體上。工具頭沿位于水平面的Y軸的運動由安裝在橫桿上的操作器的驅(qū)動部來執(zhí)行。Y軸的驅(qū)動部與橫桿一起沿著X軸和Y軸被移動。
[0003]從歐洲專利EP283963A1中，我們獲知平面金屬板材切割機的設(shè)計，其中橫桿懸掛在一個貫穿機器本體的梁的下方。此類方案能夠同時在細(xì)部的加工及生產(chǎn)其所必需的材料方面實現(xiàn)節(jié)省，因為在進行制造時，只有在機器本體的下方懸掛橫桿的位置被精確加工，且僅在橫桿Y的中部沿X軸使用一個馬達。在歐洲專利EP283963A1的權(quán)利要求中提出了這樣的方案:以單臂構(gòu)成一種橫桿，該橫桿以可滑動方式被支撐在機器本體中。
[0004]由于其類似的工作原理，所有上述方案的一個特征是存在著由橫桿自身的重量、安裝在橫桿上使工具操作器沿Y軸工作所必需的各部件(例如Y軸馬達、引導(dǎo)部)的重量以及工具頭的重量所導(dǎo)致的力和彎矩。到目前為止，解決此類問題的方法是采用重量漸增和剛性漸增的橫桿和機器本體。另一個消除有害的力和彎矩的方法是降低機器動力，這導(dǎo)致效率下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是設(shè)計一種機器，其特征是結(jié)構(gòu)輕量化和高可靠性，且其機器動力與目前所使用的機器相當(dāng)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，該機器包括:具有其引導(dǎo)部的機器本體；由多個臂(包括其驅(qū)動部)構(gòu)成的操作器；工具插接部(tool’ s socket)以及位于該工具插接部的運動范圍內(nèi)的材料固定區(qū)域，該機器的設(shè)計要點在于，在位于機器本體的其中一側(cè)的引導(dǎo)部的內(nèi)側(cè)，安裝有構(gòu)成該操作器的下列部件:與第一驅(qū)動部一起引導(dǎo)第一臂的端部的部件；以及與第二驅(qū)動部一起引導(dǎo)第二臂的端部的部件，而該第一臂和該第二臂的相反的端部以自對準(zhǔn)方式相互接合在一起。根據(jù)本發(fā)明的另一個有益特征，工具插接部的運動范圍由區(qū)域P表示，該區(qū)域P構(gòu)成具有邊X和Y的矩形，其中邊X平行于引導(dǎo)部件的引導(dǎo)部，至少一個臂的長度大于或等于邊Y的長度，這是由關(guān)系式LI≥Y和/或L2≥Y確定的，其中LI是第一臂的長度，而L2是第二臂的長度。根據(jù)本發(fā)明的另一個有益特征，工具插接部的運動范圍由區(qū)域P表示，該區(qū)域P構(gòu)成具有邊X和Y的矩形，其中邊X平行于引導(dǎo)部件的引導(dǎo)部，該引導(dǎo)部的長度大于或等于兩個臂與邊X的長度之和，其由關(guān)系式L1+L2+X≤L3確定，其中LI是第一臂的長度，而L2是第二臂的長度。根據(jù)本發(fā)明的再一個有益特征，材料固定區(qū)域與機器本體連接，并構(gòu)成可動連接。根據(jù)本發(fā)明的另一個有益特征，該可動連接包括驅(qū)動部。根據(jù)本發(fā)明的另一個有益特征，工具插接部沿著第一臂與第二臂的自對準(zhǔn)連接部的軸線被安裝。根據(jù)本發(fā)明的再一個有益特征，工具插接部安裝在一個臂上，并位于第一臂與第二臂的自對準(zhǔn)連接部的位置之外。
[0007]使用本發(fā)明的一個有益效果是獲得一種新穎的機器設(shè)計，其特征是結(jié)構(gòu)輕量化和高可靠性，且其機器動力與目前所使用的機器相當(dāng)。這一效果是以如下方式實現(xiàn)的:在根據(jù)本發(fā)明的方案中，在臂上只存在軸向力，而彎矩被消除，從而可以省去橫桿，而在現(xiàn)有方案中該橫桿與安裝在其上的工具插接部一同沿Y軸移動，并且由此，也省去了沿Y軸移動引導(dǎo)部所需的馬達和所有其它必需的部件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]在本發(fā)明多個實施例的示例中，通過闡示根據(jù)示例I及示例3的機器布局的附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明，圖2示出了根據(jù)示例2及示例4的機器布局，圖3示出了根據(jù)示例5的機器布局，另外，圖4示出 了根據(jù)示例6的機器布局，而圖5以立體圖示出了本發(fā)明的技術(shù)方案的布局。
【具體實施方式】
[0009]示例 I
[0010]根據(jù)第一示范性實施例的機器包括具有引導(dǎo)部L的機器本體I和操作器，該操作器由第一臂A和第二臂B構(gòu)成。在位于機器本體I的其中一側(cè)的引導(dǎo)部L的內(nèi)側(cè)，安裝有構(gòu)成操作器的一系列部件的下列多個部件:部件Cl，與第一驅(qū)動部Al —起引導(dǎo)第一臂A的端部；以及部件C2，與第二驅(qū)動部BI —起引導(dǎo)第二臂B的端部，而第一臂A和第二臂B的相反的端部以自對準(zhǔn)方式相互接合在一起。工具插接部2的運動范圍由區(qū)域P表示，該區(qū)域P構(gòu)成具有邊X、Y的矩形，其中邊X平行于引導(dǎo)部件C1、C2的引導(dǎo)部L，臂A、B的長度等于邊Y的長度，這是由關(guān)系式Ll=Y和L2=Y確定的，其中LI是第一臂A的長度，而L2是第二臂B的長度。工具插接部2沿著第一臂A與第二臂B的自對準(zhǔn)連接部的軸線被安裝。材料固定區(qū)域3與機器本體I以固定方式連接。
[0011]示例2
[0012]根據(jù)第二示范性實施例的機器包括具有引導(dǎo)部L的機器本體I和操作器，該操作器由第一臂A和第二臂B構(gòu)成。在位于機器本體I的其中一側(cè)的引導(dǎo)部L的內(nèi)側(cè)，安裝有構(gòu)成操作器的一系列部件的下列多個部件:部件Cl，與第一驅(qū)動部Al —起引導(dǎo)第一臂A的端部；以及部件C2，與第二驅(qū)動部BI —起引導(dǎo)第二臂B的端部，而第一臂A和第二臂B的相反的端部以自對準(zhǔn)方式相互接合在一起。工具插接部2的運動范圍由區(qū)域P表示，該區(qū)域P構(gòu)成具有邊X、Y的矩形，其中邊X平行于引導(dǎo)部件Cl和C2的引導(dǎo)部L，臂A的長度大于邊Y的長度，而臂B的長度等于邊Y的長度，這是由關(guān)系式L1>Y和L2=Y確定的，其中LI是第一臂A的長度，而L2是第二臂B的長度。工具插接部2安裝在第一臂A上，并位于第一臂A與第二臂B的自對準(zhǔn)連接部的位置之外。材料固定區(qū)域3與機器本體I以固定方式連接。
[0013]示例3
[0014]根據(jù)第三示范性實施例的機器包括具有引導(dǎo)部L的機器本體I和操作器，該操作器由第一臂A和第二臂B構(gòu)成。在位于機器本體I的其中一側(cè)的引導(dǎo)部L的內(nèi)側(cè)，安裝有構(gòu)成操作器的一系列部件的下列多個部件:部件Cl，與第一驅(qū)動部Al —起引導(dǎo)第一臂A的端部；以及部件C2，與第二驅(qū)動部BI —起引導(dǎo)第二臂B的端部，而第一臂A和第二臂B的相反的端部以自對準(zhǔn)方式相互接合在一起。工具插接部2的運動范圍由區(qū)域P表示，該區(qū)域P構(gòu)成具有邊X、Y的矩形，其中邊X平行于引導(dǎo)部件Cl和C2的引導(dǎo)部L，該引導(dǎo)部L的長度L3等于兩個臂Α、B與邊X的長度之和，這是由關(guān)系式L1+L2+X=L3確定的，其中LI是第一臂A的長度，而L2是第二臂B的長度。工具插接部2安裝在第一臂A上，并位于第一臂與第二臂的自對準(zhǔn)連接部的位置之外。材料固定區(qū)域3與機器本體I以固定方式連接。
[0015]示例 4
[0016]根據(jù)第四示范性實施例的機器包括具有引導(dǎo)部L的機器本體I和操作器，該操作器由第一臂A和第二臂B構(gòu)成。在位于機器本體I的其中一側(cè)的引導(dǎo)部L的內(nèi)側(cè)，安裝有構(gòu)成操作器的一系列部件的下列多個部件:部件Cl，與第一驅(qū)動部Al —起引導(dǎo)第一臂A的端部；以及部件C2，與第二驅(qū)動部BI —起引導(dǎo)第二臂B的端部，而第一臂A和第二臂B的相反的端部以自對準(zhǔn)方式相互接合在一起。工具插接部2的運動范圍由區(qū)域P表示，該區(qū)域P構(gòu)成具有邊X、Y的矩形，其中邊X平行于引導(dǎo)部件Cl和C2的引導(dǎo)部L，該引導(dǎo)部L的長度L3大于兩個臂Α、B與邊X的長度之和，這是由關(guān)系式L1+L2+X〈L3確定的，其中LI是第一臂A的長度，且L2是第二臂B的長度。工具插接部2安裝在第一臂與第二臂的自對準(zhǔn)連接部的位置。材料固定區(qū)域3與機器本體I連接，材料固定區(qū)域3與機器本體I以固定方式連接。
[0017]示例5
[0018]根據(jù)第五示范性實施例的機器包括具有引導(dǎo)部L的機器本體I和操作器，該操作器由第一臂A和第二臂B構(gòu)成。在位于機器本體I的其中一側(cè)的引導(dǎo)部L的內(nèi)側(cè)，安裝有構(gòu)成操作器的一系列部件的下列多個部件:部件Cl，與第一驅(qū)動部Al —起引導(dǎo)第一臂A的端部；以及部件C2，與第二驅(qū)動部BI —起引導(dǎo)第二臂B的端部，而第一臂A和第二臂B的相反的端部以自對準(zhǔn)方式相互接合在一起。工具插接部2安裝在第一臂A與第二臂B的自對準(zhǔn)連接部的位置。材料固定區(qū)域3與機器本體I連接而構(gòu)成可動連接部4，該可動連接部4包括驅(qū)動部4a。
[0019]示例 6
[0020]根據(jù)第六示范性實施例的機器包括具有引導(dǎo)部L的機器本體I和操作器，該操作器由第一臂A和第二臂B構(gòu)成。在位于機器本體I的其中一側(cè)的引導(dǎo)部L的內(nèi)側(cè)，安裝有構(gòu)成操作器的一系列部件的下列多個部件:部件Cl，與第一驅(qū)動部Al —起引導(dǎo)第一臂A的端部；以及部件C2，與第二驅(qū)動部BI —起引導(dǎo)第二臂B的端部，而第一臂A和第二臂B的相反的端部以自對準(zhǔn)的方式相互接合在一起。工具插接部2安裝在第一臂A上，并位于第一臂與第二臂的自對準(zhǔn)連接部的位置之外。材料固定區(qū)域3與機器本體I連接而構(gòu)成可動連接部4，該可動連接部4包括驅(qū)動部4a。
[0021]無論本發(fā)明實施例的特定示例如何，第一驅(qū)動部Al和第二驅(qū)動部BI均可借助線性馬達來設(shè)置，或者借助使用電動馬達、氣動馬達或液壓伺服馬達的系統(tǒng)來設(shè)置。所有種類的工具都可以安設(shè)在如以上所例示的每個方案的工具插接部中；尤其是水頭、離子或氣體輪廓切割帶鋸、切繪機頭(cutting plotter head)等。
【權(quán)利要求】
1.具有工具操作器的機器，尤其適用于高精度工具，所述機器包括:具有其引導(dǎo)部的機器本體；操作器，所述操作器由包括其驅(qū)動部的多個臂構(gòu)成；工具插接部；以及位于該工具插接部的運動范圍內(nèi)的材料固定區(qū)域；其特征在于，在位于所述機器本體(1)的其中一側(cè)的引導(dǎo)部(L)的內(nèi)側(cè)，安裝有構(gòu)成所述操作器的下列部件:部件(Cl)，與第一驅(qū)動部(Al)一起引導(dǎo)第一臂(A)的端部，以及部件(C2)，與所述第二驅(qū)動部(BI) —起引導(dǎo)第二臂(B)的端部，而所述第一臂(A)和所述第二臂(B)的相反的端部以自對準(zhǔn)方式相互接合在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有工具操作器的機器，其特征在于，所述工具插接部(2)的運動范圍由區(qū)域P表示，所述區(qū)域P構(gòu)成為具有邊X和邊Y的矩形，其中邊X平行于用于引導(dǎo)部件(Cl)和部件(C2)的引導(dǎo)部(L)，所述臂(A)和臂(B)中至少一個臂的長度大于或等于所述邊Y的長度，其由關(guān)系式LI≥Y和/或L2≥Y確定，其中LI是所述第一臂(A)的長度，而L2是所述第二臂(B)的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有工具操作器的機器，其特征在于，所述工具插接部(2)的運動范圍由區(qū)域P表示，所述區(qū)域P構(gòu)成為具有邊X和邊Y的矩形，其中邊X平行于用于引導(dǎo)部件(Cl)和部件(C2)的引導(dǎo)部(L)，引導(dǎo)部(L)的長度L3大于或等于臂(A)和臂(B)兩者與邊X的長度之和，其由關(guān)系式L1+L2+X < L3確定，其中LI是所述第一臂(A)的長度，而L2是所述第二臂(B)的長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有工具操作器的機器，其特征在于，材料固定區(qū)域(3)與所述機器本體(1)連接而構(gòu)成可動連接部(4 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的具有工具操作器的機器，其特征在于，所述可動連接部(4)包括驅(qū)動部(4a)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的具有工具操作器的機器，其特征在于，所述工具插接部(2)安裝在所述第一臂(A)與所述第二臂(B)的自對準(zhǔn)連接部的位置處。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的具有工具操作器的機器，其特征在于，所述工具插接部(2)安裝在所述臂(A)或臂(B)之一上，并處于所述第一臂(A)與所述第二臂(B)的自對準(zhǔn)連接部的位置之外。
【文檔編號】B25J17/02GK103930242SQ201280049703
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月10日
【發(fā)明者】詹努斯·瑪茲·艾齊瑪, 皮特爾·皮斯克瓦伊 申請人:詹努斯·瑪茲·艾齊瑪