專(zhuān)利名稱(chēng)：工件裝卸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工件裝卸裝置以及機(jī)床和工件裝卸裝置的布置。
技術(shù)背景對(duì)于合理的加工來(lái)說(shuō)，需要使用工件裝卸裝置(在下文中也被稱(chēng)作裝 卸裝置)。這些裝置用來(lái)將工件自動(dòng)供給到加工位置，并在加工操作完后 將工件移走。在機(jī)床的空間有限的情形下，m難自動(dòng)地更換工件。例如，在現(xiàn)有技 術(shù)中，磨床具有很低的結(jié)構(gòu)高度是公知的。依靠平常的呈機(jī)器人或者裝栽 裝置等形式的裝卸裝置能夠?qū)崿F(xiàn)從機(jī)床前側(cè)或者頂部裝卸工件過(guò)程(例如，參見(jiàn)文件DE32 05 547A1和DE44 43 467C1，這兩篇文件都公開(kāi)了 從頂部進(jìn)行工件更換的裝卸裝置)。然而，從機(jī)床前側(cè)或者頂部進(jìn)行裝卸 工件會(huì)帶來(lái)相當(dāng)大的不利——使用者不易靠近工作位置，因此，可能的手動(dòng)更換工件和調(diào)整機(jī) 床就變得更困難?！绻麖那皞?cè)進(jìn)行裝載，則在加工過(guò)程期間使用者看不到工作位置， 因而看不到工件。然而，最優(yōu)加工常常要求如此?！仨毺峁┮环N自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)床操作門(mén)的系統(tǒng)。這導(dǎo)致了額外費(fèi)用并 且延長(zhǎng)了工件更換的時(shí)間?！b卸裝置易于拖帶加工操作中產(chǎn)生的材料。為了消除這種情況， 需要釆取額外的花費(fèi)昂貴的措施。在歐洲專(zhuān)利EP 0 721 821A2中，其建議提供一種工件裝卸裝置，這種 裝置靠近機(jī)床設(shè)置并具有從側(cè)方i^機(jī)床的活動(dòng)的擺動(dòng)臂。所述擺動(dòng)臂活 動(dòng)地設(shè)置在門(mén)形構(gòu)架上，門(mén)形構(gòu)架在供給工件的位置的上方延伸。裝卸裝 置的這種設(shè)計(jì)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)體積相當(dāng)龐大。此外，對(duì)擺動(dòng)臂的控制非常復(fù)雜。 例如，如果在工作位置處更換工件，所述工件通常以豎直方向運(yùn)動(dòng)。這種 運(yùn)動(dòng)需要擺動(dòng)臂同時(shí)樞轉(zhuǎn)和移動(dòng)。而這對(duì)于筒單的控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是不可能的。發(fā)明內(nèi)容基于此現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的就是提供一種具有更筒單和更緊湊結(jié) 構(gòu)的工件裝卸裝置。權(quán)利要求1中指出了實(shí)現(xiàn)這種目的的工件裝卸裝置。其它權(quán)利要求指 出了裝卸裝置的優(yōu)選實(shí)施例以及這種裝卸裝置和機(jī)床的布置。根據(jù)權(quán)利要求1,其提供了一種設(shè)置有滑架的懸臂。懸臂和滑架在相 同的運(yùn)動(dòng)方向上移動(dòng)。這使得裝卸裝置可具有簡(jiǎn)單和緊湊的結(jié)構(gòu)。


下面將參照附圖通過(guò)典型實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，圖中，圖1以前視圖示出根據(jù)本發(fā)明的裝卸裝置和機(jī)床的布置的第一實(shí)施例；圖2以側(cè)視圖示出才艮據(jù)圖1的布置的一部分；以及圖3以前視圖示出根據(jù)本發(fā)明的裝卸裝置和機(jī)床的布置的第二典型實(shí) 施例。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，裝卸裝置包括能沿水平方向運(yùn)動(dòng)的懸臂1。才艮據(jù) 圖1,這種運(yùn)動(dòng)方向?qū)?yīng)于Y方向。懸臂l的形狀是板形，并且固定到柱 式的支撐架2上。支撐架2被固定到機(jī)床的床身41上?？商娲兀蓪⒅?2支撐在機(jī)床的側(cè)壁上或者機(jī)床外側(cè)的地面上。為了導(dǎo)向懸臂l,支撐架2具有導(dǎo)軌3a，懸臂l的導(dǎo)塊3b沿著導(dǎo)軌 3a滑動(dòng)。支撐架2和導(dǎo)軌3a比懸臂l短。具有小齒輪的驅(qū)動(dòng)裝置4被固 定到支撐架2上并且和形成在懸臂1上的齒條嚙合。(在圖中未示出小齒輪 和齒條)。驅(qū)動(dòng)裝置4呈電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的形式并且能夠通過(guò)例如CNC控制 等適當(dāng)?shù)目刂七M(jìn)行控制。滑架ll布置在懸臂l上并沿Y方向移動(dòng)。為了其導(dǎo)向，滑架ll具有 在懸臂1的導(dǎo)塊13b上滑動(dòng)的導(dǎo)軌13a。懸臂1具有有耦連到驅(qū)動(dòng)裝置4和滑架11的齒帶14。因此懸臂l和滑架ll彼此被強(qiáng)制連接在一起。除了 齒帶14，例如鏈條等其他用于強(qiáng)制連接的裝置也是合適的。在操作中，驅(qū)動(dòng)裝置4驅(qū)動(dòng)小齒輪，由此使齒條運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)懸臂1在 運(yùn)動(dòng)方向上移動(dòng)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置4驅(qū)動(dòng)齒帶14，由此，滑架ll關(guān)于懸 臂l在相同的運(yùn)動(dòng)方向上運(yùn)動(dòng)。因此，懸臂l和滑架ll做伸縮運(yùn)動(dòng)。滑架11具有夾持器15，其在豎直方向一一即Z方向一一上運(yùn)動(dòng)，用 于接收和夾持工件50。通過(guò)曲柄傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)夾持器15的豎直運(yùn)動(dòng)，圖2更詳細(xì)的顯示了這一 點(diǎn)。具有回轉(zhuǎn)臂17的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置16固定在滑架11上?；剞D(zhuǎn)臂17被剛 性連接到回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置16的回轉(zhuǎn)軸上。例如氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置等適于作為回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置16，通過(guò)該回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置 16，回轉(zhuǎn)臂17在第一位置和第二位置之間旋轉(zhuǎn)。也能使用電驅(qū)動(dòng)作為回轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)裝置16。在一側(cè)，夾持器15由線性導(dǎo)軌19導(dǎo)向，所述線性導(dǎo)軌19在Z方向 延伸，并且可以是例如滑動(dòng)導(dǎo)軌等的形式。在相對(duì)的一側(cè)，夾持器15與回 轉(zhuǎn)臂17通過(guò)連接桿18連接。連接桿18的兩端分別鉸接到回轉(zhuǎn)臂17和夾 持器15上。因此，回轉(zhuǎn)臂17和連接桿18形成彼此鉸接的剛性軸，依靠剛 性軸，夾持器15被連接到回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置16上。夾持器15還具有另一個(gè)例 如氣動(dòng)等類(lèi)型的驅(qū)動(dòng)裝置(未圖示)，其用于開(kāi)關(guān)夾持器15的鉗爪。當(dāng)回轉(zhuǎn)臂17位于其第一位置時(shí)，夾持器15位于它的縮回端部位置， 如圖2所示。當(dāng)致動(dòng)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置16時(shí)，回轉(zhuǎn)臂17旋轉(zhuǎn)至它的第二位置， 由此，連接桿18向下推動(dòng)夾持器15從而使其到達(dá)它的延伸端部位置，如 圖2點(diǎn)劃線所示。線性導(dǎo)軌19確保夾持器15以線性運(yùn)動(dòng)路徑移動(dòng)。使用回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置16的優(yōu)點(diǎn)是，在回轉(zhuǎn)臂17的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，夾 持器15的豎直位置隨時(shí)間按正弦方式變化。因此，夾持器15的減速和加 速并沒(méi)有突然的猛烈動(dòng)作，而是以平緩的方式進(jìn)行。因此，除其他因素外， 這確保了當(dāng)夾持器正從放置位置上拾取工件時(shí)，其在起動(dòng)運(yùn)動(dòng)中也能牢固 地夾持工件。盡管沒(méi)有猛烈的運(yùn)動(dòng)，但是正弦運(yùn)動(dòng)確保了工件的快速降低 和提升，因此工件的更換時(shí)間總是短的。如圖1所示，裝卸裝置被設(shè)置成能在供給位置30和工作位置40之間來(lái)回輸送工件。如圖1的點(diǎn)劃線所示，懸臂1以如下方式可移動(dòng)地i殳置在支撐架2上，即其越過(guò)支撐架2的端部突出到工作位置40的一側(cè)。懸臂l 還以如下方式可移動(dòng)地設(shè)置在支撐架2上，即其越過(guò)支撐架2的端部突出 到供給位置30的一側(cè)。供給位置30包括用來(lái)裝載即將加工工件(未加工部件)的裝載裝置 31和用來(lái)卸載已加工工件(完成部件)的卸載裝置32。例如，供給位置 30可以是能對(duì)機(jī)床進(jìn)行改進(jìn)的供給模塊的一部分?？商娲?，供給位置可 以直接結(jié)合到機(jī)床上。所述兩個(gè)裝置31和32并排設(shè)置，并且在高度上是可調(diào)節(jié)的。選擇兩 個(gè)裝置所在的高度，從而使放置在裝置31和32上的工件的工件軸線與機(jī) 床的加工軸線42位于相同的水平線上。從而可對(duì)夾持器15進(jìn)行固定的、 預(yù)定豎直行程的操作，以便拾取和遞送工件。例如程控裝置等適于作為裝 載裝置31;而例如輸送帶等適于作為卸載裝置32。也可依靠M進(jìn)行裝卸 工件。所ii4/L床包括加工工件的工作位置40。在此所示的典型實(shí)施例中，機(jī) 床是以磨床的形式出現(xiàn)的。對(duì)于回轉(zhuǎn)加工，工件51繞著加工軸線42旋轉(zhuǎn)。 為此，磨床包括具有中心點(diǎn)44的工件床頭箱43、能在Y方向移動(dòng)并具有 床尾中心46的泉€箱45以及在X和Y方向運(yùn)動(dòng)的砂、輪47。為了保護(hù)，機(jī)床和供給位置都配備有防護(hù)罩(未圖示)。在工件更換過(guò)程中，可能的操作順序如下所述。當(dāng)在工作位置40上加工工件51時(shí)，夾持器15位于等待位置，例如在 床尾箱上方。當(dāng)加工完成時(shí)，懸臂l連同滑架ll在負(fù)Y方向上運(yùn)動(dòng)，直 到夾持器15位于工件51的上方。通過(guò)致動(dòng)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置16，夾持器15 降低并夾持工件51。床尾箱42釋放工件51，工件51隨著夾持器15上升。 (在圖1中，當(dāng)夾持器15正在上升時(shí)，滑架ll和懸臂l的位置以點(diǎn)劃線 表示)?；?1在正Y方向上運(yùn)動(dòng)直到工件51位于卸載裝置32上方。放 下工件51，然后滑架11進(jìn)一步在正Y方向運(yùn)動(dòng)直到夾持器15位于裝載裝 置31的上方。夾持器15拾取下一個(gè)將被加工的工件50,并將工件50輸 送到工作位置。圖l和2圖所示的機(jī)床用來(lái)加工軸類(lèi)部件形式的工件。圖3示出另一 種;^床，其適合加工卡盤(pán)部件52形式的加工工件，其中等同的元件標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記。工件床頭箱43包括用于夾持工件的卡盤(pán)48。工件52和53 以如下方式放置在裝載裝置33和卸載裝置34上，即工件52和53的旋轉(zhuǎn) 軸線在Z方向上對(duì)齊，從而垂直于位于工作位置40上的加工軸線42。為 了操作工件52和53，夾持器25配備有樞轉(zhuǎn)夾持頭。通過(guò)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(未 圖示)實(shí)現(xiàn)樞轉(zhuǎn)。在此所示的典型實(shí)施例中，夾持頭可樞轉(zhuǎn)90度角。裝載裝置33和卸載裝置34都是高度可調(diào)的輸送帶形式。從而可調(diào)節(jié) 裝載裝置33和卸載裝置34的高度以便適合即將被加工工件的相應(yīng)長(zhǎng)度， 使夾持器25在供給位置30和工作位置40的豎直行程不變，豎直行程為在 回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置16致動(dòng)期間，夾持器所移動(dòng)的距離。任選的，可設(shè)計(jì)裝卸裝置從而使夾持器25或者夾持器15可選擇性地 安裝在滑架ll上。因此，能以筒單的方式來(lái)調(diào)節(jié)裝卸裝置從而使其既能操 作軸類(lèi)部件50又能^Mt卡盤(pán)類(lèi)部件52。到目前為止還沒(méi)有提及，所描述的關(guān)于裝卸裝置的構(gòu)思具有以下優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)裝卸裝置，以使機(jī)床的裝卸可在其側(cè)面實(shí)現(xiàn)，也就是懸臂l的運(yùn) 動(dòng)方向基本平行于加工軸線42。從前側(cè)進(jìn)行裝卸，因此對(duì)工作位置40的 觀察不再受阻礙。而且在加工過(guò)程中，裝卸裝置位于工作區(qū)域以外。這阻 止了拖帶走例如切屑、冷卻潤(rùn)滑劑或類(lèi)似物等在加工過(guò)程中產(chǎn)生的材料。 如果通過(guò)普通滑動(dòng)門(mén)保護(hù)工作位置40,則這些不需要是自動(dòng)式的。如圖2具體所示，所述裝卸裝置具有緊湊的結(jié)構(gòu)。因此，其也適用于 裝載結(jié)構(gòu)高度較低的機(jī)床。因此，例如，可對(duì)磨床進(jìn)行側(cè)向加載，其中， 床尾箱45和磨床最高邊緣之間的自由空間小于600mm或者甚至小于 300mm。對(duì)于手動(dòng)工件更換的機(jī)床，裝卸裝置的緊湊設(shè)計(jì)可以對(duì)該機(jī)床進(jìn) 行改進(jìn)使其能夠進(jìn)行自動(dòng)工件更換。通常，對(duì)于直徑達(dá)100mm重量達(dá)5kg的工件來(lái)"i兌，所述裝卸裝置能 在工作位置和供給位置之間對(duì)其進(jìn)行精確地來(lái)回傳輸，同時(shí)，位置準(zhǔn)確度 在± O.lmm內(nèi)。其運(yùn)動(dòng)學(xué)是簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)裝置4沿線性方向移動(dòng)懸臂1和滑架11，回 轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置16和線性導(dǎo)軌19也沿線性方向移動(dòng)夾持器15、 25。因此，對(duì) 裝卸裝置的控制就比較簡(jiǎn)單。可以單獨(dú)通過(guò)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的致動(dòng)來(lái)產(chǎn)生夾持器15、 25的運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，不需要經(jīng)由支撐架2和懸臂1而引向滑架11的電線。從以上描述中可知，在不脫離權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍 的情況下，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以做出多種改進(jìn)?？衫醚b卸裝置對(duì)各種機(jī)床進(jìn)行裝卸，尤其是進(jìn)行例如圓磨或車(chē)削等 回轉(zhuǎn)加工工件的機(jī)床。所述裝卸裝置不必如附圖所示那樣定向。懸臂1或者滑架11的運(yùn)動(dòng)方 向可分別根據(jù)具體應(yīng)用進(jìn)行調(diào)整。為抓取和夾持一個(gè)或多個(gè)工件，按需要對(duì)夾持器進(jìn)^i殳計(jì)。因此，例 如機(jī)喊、氣動(dòng)或者磁性?shī)A持器都是適用的。
權(quán)利要求
1.一種工件裝卸裝置，其包括懸臂(1)、滑架(11)和夾持器(15；25)，所述懸臂能夠在運(yùn)動(dòng)方向(Y)上移動(dòng)，所述滑架設(shè)置在所述懸臂上并能夠在所述運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于所述懸臂移動(dòng)，所述夾持器設(shè)置在所述滑架上并且能夠橫向(Z)于所述運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求l所述的裝卸裝置，其中，用于移動(dòng)所述夾持器(15; 25)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(16)設(shè)置在所述滑架(11)上，優(yōu)選地，所述回轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)裝置能夠氣動(dòng)地致動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的裝卸裝置，其中，所述夾持器(15; 25)通過(guò) 機(jī)械軸(17、 18)連接到所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(16),和/或所述滑架具有用 于導(dǎo)向所述夾持器(15; 25)的線性導(dǎo)軌(19)。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝卸裝置，其中，所述夾持器(25) 能夠樞轉(zhuǎn)以裝卸卡盤(pán)式部件(52、 53)。
5. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝卸裝置，其中，為了所述懸臂(1) 和所述滑架(11)產(chǎn)生同步運(yùn)動(dòng)，將所述懸臂(1)和所述滑架(11)連接 到相同的驅(qū)動(dòng)裝置上。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝卸裝置，其中，所述懸臂(l) 的運(yùn)動(dòng)方向(Y)為水平方向，并且所述夾持器(15; 25)的運(yùn)動(dòng)方向(Z) 為豎直方向。
7. —種機(jī)床和如前i^L利要求中任一項(xiàng)所述的裝卸裝置的布置，其包 括用來(lái)存放工件(50、 51; 52、 53 )的第一位置(30 )，以及用來(lái)加工所述 工件的第二位置(40)，所述裝卸裝置^Li殳置成4吏得所述夾持器(15、 25) 在所述兩個(gè)位置之間運(yùn)動(dòng)。
8. 如權(quán)利要求7所述的布置，其中，在所述第二位置(40)處加工工 件(50、 52)時(shí)所圍繞的加工軸線(42)被設(shè)置成平行于所述懸臂(1)的 運(yùn)動(dòng)方向(Y)。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的布置，其中，為了裝卸所述工件(50、 51; 52、 53)，所述第一位置(30)具有兩個(gè)傳輸裝置(31、 32; 33、 34)，所 述傳輸裝置優(yōu)選為并排設(shè)置。
10.如權(quán)利要求7到9中任一項(xiàng)所述的布置，其中，所述機(jī)床具有工 件床頭箱(43)、絲箱(45)和/或砂輪(47)。
全文摘要
一種工件裝卸裝置，其包括懸臂(1)、滑架(11)和夾持器(15；25)，其中，懸臂在運(yùn)動(dòng)方向(Y)上運(yùn)動(dòng)，滑架設(shè)置在懸臂上并且能夠在所述運(yùn)動(dòng)方向上關(guān)于懸臂運(yùn)動(dòng)，夾持器設(shè)置在滑架上并且能夠橫向于所述運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B23Q7/04GK101234472SQ20071030839
公開(kāi)日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月30日
發(fā)明者菲利普·文格爾, 阿爾弗雷德·格高夫 申請(qǐng)人:弗立茲·斯圖特公司;溫格自動(dòng)化與工程技術(shù)公司