定位装置的制作方法

专利2022-05-09  117



1.本发明涉及一种定位装置,所述定位装置用于借助定位销将刀具支座定位在机床的刀具转塔上,所述定位销固定在刀具转塔上并且在刀具支座安装在刀具转塔上时嵌接在所述刀具支座上的接纳部中。


背景技术:

2.具有可枢转的刀具盘的刀具转塔以不同的构型是现有技术,例如参见de 10 2005 033 890 a1或de 10 2014 003 336 a1,所述刀具盘在外周侧具有多个工作站,用于加工刀具的刀具支座可在所述工作站上固定在精确配合的位置中。这样的刀具转塔通常具有能与所涉及的机床连接的基体,刀具盘以可围绕转塔轴线转动的方式支承在所述基体上,其中,装备有刀具支座的工作站可通过刀具盘的旋转而枢转到工作位置中。应当装入到刀具支座中的加工刀具主要是用于切削加工的刀具(如旋转式驱动的钻削刀具或车削刀具)或是静止的刀具(如车刀)。在确定的制造任务中、如在对于小批量制造而言的工件的情况下,需要经常更换不同的供使用的加工刀具,这导致对操作人员的很大工作需求。为了降低由此引起的高加工成本,追求机械化地支持刀具更换的过程。与此相关的、在后公开的现有技术在专利申请de 10 2018 004 677.0中公开。在那里示出的刀具转塔中能以机器控制的方式操纵固定装置,如所述固定装置在这种刀具转塔中通常设置为用于将刀具支座固定在工作站上或将刀具支座从工作站释放那样。这能够实现在自动的运行中借助操作机器人实施更换过程,所述操作机器人取下被释放的刀具支座并且将另一个刀具支座装入在工作站中。因此在全自动地实施刀具更换的情况下也能实现所涉及的加工总设备的至少部分自动化的运行,这能够实现减少装调成本并且使得劳动时间和劳动力成本相应地减少。
3.为了在使用刀具转塔时确保高精度的加工,不可缺少的是,定位装置保证在所涉及的工作站处装入的刀具支座的完全精确配合的位置。由此,对定位销的和在刀具支座上设置用于嵌接所述定位销的接纳部的几何结构的精确性产生高要求。在机械化地实施刀具更换时,对于位于机械手上的抓取器而言,这又受到在装入过程中在控制所述抓取器的位置时遵守最精密的公差的限制。因此,为了确保将所抓持的刀具支座可靠地装入,不仅对所涉及的操作机器人的机械构造而且对所述操作机器人的驱控提出高要求。


技术实现要素:

4.关于这个问题,本发明的任务是提供一种定位装置,所述定位装置确保所涉及的刀具支座的高精度的定位并且特别是适用于在刀具更换过程的进程中机械化地实施定位过程。
5.按照本发明,所述任务通过一种定位装置解决,所述定位装置整体上具有权利要求1的特征。
6.按照权利要求1的特征部分,按照本发明,刀具支座的接纳部中的至少一个接纳部由套筒形成,在安装好的状态中,可配设的定位销在与套筒的内周面贴靠的情况下嵌接到
所述套筒中,其中,所述内周面是张开部的一部分,所述张开部在所述销嵌接时背离所述销弹性回弹地扩张。因此,在刀具支座被所涉及的处理系统的抓取器向所涉及的工作站移近时,经由在弹性挠曲的套筒部件上的贴靠位置实现相应的定位销的嵌接,从而为刀具支座的安置位置的位置公差提供补偿。由于对抓取器的精密的位置公差的要求由此较低,并且对处理系统的机械结构和控制的要求相应较低,因此按照本发明的定位装置有利地适用于要以低费用成本并且运行可靠地实施的机械化的刀具更换过程。
7.在有利的实施例中,所述销在其从转塔突出的范围内至少部分地具有与套筒的内周面不同的外周面,使得在安装好的状态中,在这些面之间只部分地实现接触、优选以线接触形式的接触。避免全面的接触连同相应地减小有效的摩擦面使得在装入过程中在轴向的安装力与作为定向力起作用的横向力之间的比例更有益。
8.有利地,可这样布置,即所述销的外周面实施为至少部分地呈凸状或圆锥形,并且所述套筒中的内周面实施为至少在接触的区域中呈圆锥形或凹状。特别有利地,在这方面可以设置由球状地磨削的定位销与具有内锥形的套筒形成的组合。
9.在优选的实施例中,在安装好的状态中,所述套筒的内周朝向周围环境的方向圆锥形地扩大,其中,所述套筒的张开部在外周侧被在支座中的留空部在保留径向间距的情况下包围,所述留空部被所述套筒穿过。由此,套筒利用其张开部形成一种进入漏斗以用于销的嵌接过程,所述进入漏斗的壁由于相对于刀具支座的包围的壁有径向间距而可扩张。
10.在有利的实施例中,不仅所述销而且所述套筒在转塔中或在支座中分别通过一个螺钉固定,所述销和所述套筒都具有贯通的空心通道,在所述空心通道中设置有用于操纵工具的作用位置,并且所述销和所述套筒都经由在螺纹连接结构外的环形的支撑部分支撑在转塔上或在支座上。借助螺纹连接的固定结构,结合构成在空心通道中的作用位置(有利地,例如内六角形式的作用位置)能够以简单的装配过程实现可靠的固定,同时,能经由在支撑部分与转塔或支座之间的位置关系在拧入状态中预定销和/或套筒的拧入深度。
11.有利地,设有矩形横截面的所述支座在其角区域上分别具有一个套筒,为这些套筒在转塔上在优选标准化的接口上精确配合地配设有四个销,其中,所述支座和所述销设置供可驱动的加工刀具的驱动轴贯穿的穿过部,所述加工刀具能借助所述支座固定在转塔上。配合位置的这样分布的布置结构确保不仅沿转塔轴线的方向而且横向于所述转塔轴线的高精度的定向,同时,通过在相应的销与套筒的可扩张的张开部之间的按照本发明设置的配合作用,消除通常在多个配合位置的情况下由于静态超定而出现的问题。
12.有利地,可这样布置,使得即使在转塔中的联接装置已为了刀具更换过程而释放支座,所述支座也借助可松脱的固定装置仍保留在所述转塔上。这提供如下有利的可能性:在自动化或半自动化地实施的刀具更换过程中,如公开了在后公开的现有技术的德国专利申请de 10 2018 004 677.0中示出的那样,在工作站中的要更换的刀具支座以受系统控制的方式被释放,在所述刀具更换过程中,无危险地通过刀具盘的转动转移到期望的更换位置中,而被释放的刀具支座在这种情况下不会从刀具盘掉落。
13.在有利的实施例中,所述固定装置对于一个支座而言具有至少一个弯折杆,所述弯折杆利用其一个自由的固定端固定在所述支座上并且在安装好的状态中利用其另一个自由的卡锁端在下方与在销的空心通道中的突出部嵌接,其中,在借助操纵装置操纵的情况下,穿过两个空腔的所述弯折杆以其卡锁端与所述销的突出部脱离嵌接,并能够取下从
转塔释放的所述支座。
14.有利地,在此可这样布置,即所述操纵装置具有操纵销,所述操纵销以能横向于弯折杆移动的方式支承在支座中,所述操纵销以其一个端部作用在所述弯折杆上,并且能从所述操纵销的能从所述支座的外侧接近的另一个端部向所述操纵销传输移动运动,所述移动运动将所述弯折杆的卡锁端置于释放位置中。能够从外部接近操纵结构在要借助处理系统机械化地实施更换过程的情况下能够实现借助在机械手上的抓取器操纵固定装置,所述抓取器在抓持被释放的刀具支座时对操纵销施加作用并且使所述操纵销移动到释放位置中。
附图说明
15.下面由在附图中示出的实施例详细阐述本发明。
16.图中:
17.图1示出刀具转塔的看向刀具盘的透视斜视图,所述刀具转塔设置有按照本发明的定位装置的一个实施例;
18.图2示出所述实施例的套筒的从上侧看的放大示出的透视斜视图;
19.图3示出所述实施例的定位销的从上侧看的以图2的比例示出的透视斜视图;
20.图4示出图2的套筒的从下侧看的以相同的比例示出的透视斜视图;
21.图5示出图3的定位销的从下侧看的以相同的比例示出的透视斜视图;
22.图6示出图1的刀具盘的周边区段的在径向平面内剖切的部分局部,其中,对两个彼此相邻的工作站分别示出定位装置的所述实施例的一个定位销,并且在左侧示出在安置之前的刀具支座的相配设的部分区段,而在右侧示出在已装入的位置中的这样的区段;
23.图7示出要利用按照本发明的定位装置定向的刀具支座的足部的横剖视图;以及
24.图8示出刀具盘的周边区段和刀具支座一部分的在径向平面内剖切的部分剖面,所述刀具支座利用按照本发明的定位装置的设置有固定装置的第二实施例在所述刀具盘上定向。
具体实施方式
25.图1中示出的刀具转塔2在基体4上具有以可围绕转塔轴线枢转的方式支承的刀具盘6,所述刀具盘以在这样的转塔中普通的方式在其外周上具有工作站(在图中所示的示例中为12个工作站)。为了固定刀具支座,在每个工作站上都构成有一个接纳面8(在图1中只部分地标号),刀具支座能以相配属的足部14在所述接纳面上固定在借助定位销10定向的位置中。在图1的示图中,仅一部分工作站装备有刀具支座。除设计用于具有直线驱动轴的被驱动的刀具的刀具支座12外,在图1中还示出用于具有角度驱动装置的被驱动的刀具的刀具支座16、用于静止的刀具(如车刀)的刀具支座18以及盖件20,所述盖件由没有相配属的刀具支座部分的足部14形成。盖件20作为保护元件可在空的工作站上以借助按照本发明的定位装置预定的位置定向在刀具转塔的所涉及的接纳面8上以与刀具支座12、16、18的足部14相同的方式固定或释放,其中,固定装置可以由刀具盘6的刀具驱动装置以受系统控制的方式操纵,如其在公开了在后公开的现有技术的专利申请de 10 2018 004 677.0中示出的那样。
26.定位销10是一件式的旋转体,具有内部的同轴贯通的空心通道22。定位销10在其紧固端部处具有螺纹区段24,所述定位销可利用所述螺纹区段与在刀具盘6的相配属的工作站的接纳面8中的接纳孔28中的内螺纹26螺纹连接。在其长度大约为定位销10的总长度的三分之一的螺纹区段24的端部处,螺纹销10的外直径借助于阶梯部30过渡到在直径上扩大的圆柱部分32中,在接纳孔28中在内螺纹26和孔端部之间,孔区段34为所述圆柱部分形成精确配合的座部。在已拧入的位置中,阶梯部30贴靠在形成在圆柱部分32与内螺纹26之间的凸肩上(图6),定位销10以其总长度的大约一半超过接纳面8伸出。在这个从接纳面8突出的部分中,定位销10在其外周面36上被球状地磨削成具有略微凸状弯曲的形状。定位销10通过在紧固端部处在空心通道22中在螺纹区段24内构成的内六角38得到完善,所述内六角作为用于如下工具的作用位置:可安置所述工具以用于形成螺纹连接。
27.设置有套筒40作为与刀具支座12、16、18的足部14相配设或与盖件20相配设的定向部件,所述套筒如定位销10那样由一件式的旋转体形成,所述旋转体具有外螺纹区段42作为拧入部分,所述拧入部分从外螺纹区段42的端部出发,大致在套筒40的总长度的四分之一上延伸并且可与在所涉及的足部14的接纳孔66中的内螺纹68螺纹连接。如定位销10那样,套筒40具有内部的贯通的同轴的空心通道44,参见图6,内六角46位于所述空心通道的处于螺纹区段42内的端部中,所述内六角用于可为了形成螺纹连接而安置的操纵工具。在肩部48处,套筒40的外直径通过凸缘50扩大,所述凸缘包括形成配合面52的外周。套筒40以衔接到凸缘50上并且经由另一个肩部54径向向内偏置的方式以张开部56朝向端部延续。张开部56的轴向长度为略微少于套筒40的总长度的一半。套筒40在其张开部56的区域中的壁厚大致为凸缘50的壁厚的一半,从而张开部56可由作用的径向力扩张。如由图6(在该图中,在处于右侧的附图部分中不是所有的元件都被标号)能最清楚地得出的那样,张开部56的壁在肩部54上从相对于凸缘50径向向内偏置的位置出发,张开部56的壁从所述位置出发朝向端部发散地延伸,并且,内周面58形成圆锥形,空心通道44以所述圆锥形漏斗状地朝向端部扩大,相配设的配合销10可通过所述端部装入。在所述圆锥形和设有内六角46的端部之间,空心通道的内直径以具有圆柱的孔区段60和62的两个阶梯减小。在外侧上,张开部56在外锥形的端部处具有圆柱形的端部64。如在图6中示出的那样,在套筒40拧入到足部14中时,端部64与在足部14中为套筒40形成的接纳孔66的包围的壁间隔开径向间距。
28.图6在处于右边的图半部中示出工作站的部分区段和刀具支座12的部分,所述刀具支座以其足部14放置在接纳面80上并且借助按照本发明的定位装置定向。在该图的部分视图中示出在与所述工作站相配属的各定位销10中的一个单独的定位销,所述单独的定位销在已装入到相配设的套筒40的张开部56中的定位位置中。图6的处于左侧的图部分示出足部14在利用相配设的定位销10安置到刀具盘6上之前(以便卸下过程(aushebevorgang))的位置。如所示出的那样,在以凸状的弯曲部球状地延伸的周面36的端部上,定位销10的外直径小于以圆锥形的内周面58扩大的张开部56的开口的直径。因此,通过这样形成的进入漏斗,即使在有位置公差的情况下也能够实现定位销10运行可靠地进入到张开部56中,因为仅在张开部56内发生面接触。在装入过程中,通过在销10的周面36与张开部56的内周面58之间的面接触消除可能的位置公差,从而实现精确配合的定向。张开部56可弹性地扩张并且张开部56的外壁从在肩部54上径向向内偏置的起始位置出发直至端部64都与接纳孔66的包围的壁间隔开径向间距,由此,提供用于变形的自由空间。在不影响精确配合的定位
的情况下,这样一定程度的柔性避免已知地在存在多个配合位置的情况下由于静态超定而出现的问题。有利地,因此在刀具盘的工作站上可以设置有四个定位销10,所述定位销与套筒40配合作用,所述套筒如在图7中示出的那样设置在所涉及的矩形的足部14的角区域中。在装入位置中配合作用的面(在示出的示例中,套筒40的圆锥形的内周面58和销10的凸球状的周面36)的走向不同的情况下,各接触面在插入位置中不是处于均匀的全面的贴靠中,而是更确切地说这种接触对应于线接触。
29.图7示出在所涉及的刀具支座的大致矩形的足部14的四个角区域70中的每个角区域中布置各一个套筒40的布置结构,所述刀具支座设置为用于旋转式驱动的刀具。为了供相配属的螺杆传动装置贯穿,足部14具有处于中央的穿过开口74,所述穿过开口用于所涉及的螺杆传动装置的杆76和轴78。
30.图8示出一种改型的实施例,在所述实施例中,相应的定位销10的内部的空心通道22在与内六角38的邻接处不是如在第一实施例中那样形成光滑的内圆柱形,而是具有径向向内伸出的卡锁突出部80。该卡锁突出部形成附加的固定装置的组成部分,所述固定装置即使在转塔侧的固定装置已释放足部14时也将足部14(所述足部在刀具盘6上位于借助定位装置定向的位置中)固定在刀具盘6上。该进行固定的固定装置具有弯折杆82,所述弯折杆在端部区域上经由弯折部位84紧固在足部14上并且从弯折部位84出发延伸穿过由套筒40和定位销10组成的配合作用副的两个空腔44和22。弯折杆82在其自由端86上具有卡锁钩92,所述卡锁钩通过卡锁嵌接在销10的突出部80上而将足部14固定在刀具盘6上。为了松脱所述卡锁嵌接,在足部14中设置有操纵销88,所述操纵销以可横向于弯折杆82移动的方式支承在足部14中并且可克服回位弹簧90的力这样移动,使得所述操纵销利用自由端在弯折部位84的附近对弯折杆82施加弯曲力并且由此使得卡锁钩92脱开与突出部80的嵌接,从而释放足部14以便取下。操纵销88的背离弯折杆82的端部94能从足部14的外侧接近,从而能通过从外部作用到操纵销88上的控制件来解锁所述附加的固定装置。

技术特征:
1.定位装置,所述定位装置用于借助定位销(10)将刀具支座(12、14、16、18)定位在机床的刀具转塔(6)上,所述定位销固定在刀具转塔(6)上并且在刀具支座(12、14、16、18)安装在刀具转塔(6)上时嵌接在所述刀具支座(6)上的接纳部(40)中,其特征在于,所述刀具支座(6)的所述接纳部中的至少一个接纳部由套筒(40)形成,在安装好的状态中,可配设的定位销(10)在与套筒(40)的内周面(58)贴靠的情况下嵌接到所述套筒中,并且所述内周面(58)是张开部(56)的一部分,所述张开部在所述销(10)嵌接时背离所述销(10)弹性回弹地扩张。2.按照权利要求1所述的定位装置,其特征在于,所述销(10)在其从转塔(6)突出的范围内至少部分地具有与套筒(40)的内周面(58)不同的外周面(36),使得在安装好的状态中,在所述面(36、58)之间只部分地实现接触、优选以线接触形式的接触。3.按照权利要求1或2所述的定位装置,其特征在于,所述销(10)的外周面(36)实施为至少部分地呈凸状或圆锥形,并且所述套筒(40)的内周面(58)实施为至少在接触的区域中呈圆锥形或凹状。4.按照上述权利要求之一所述的定位装置,其特征在于,在安装好的状态中,所述套筒(40)的内周朝向周围环境的方向圆锥形地扩大,并且所述套筒(40)的张开部(56)在外周侧被在支座(12、14、16、18)中的留空部(66)在保留径向间距的情况下包围,所述留空部被所述套筒(40)穿过。5.按照上述权利要求之一所述的定位装置,其特征在于,不仅所述销(10)而且所述套筒(40)

在转塔(6)中或在支座(12、14、16、18)中分别通过一个螺纹连接结构(24、42)固定,

具有贯通的空心通道(22、44),在所述空心通道中设置有用于操纵工具的作用位置(38、46),并且

经由在螺纹连接结构(24、42)外的环形的支撑部分(30、50)支撑在转塔(6)上或在支座(12、14、16、18)上。6.按照上述权利要求之一所述的定位装置,其特征在于,设有矩形横截面的所述支座(12、14、16、18)在其角区域(70)上分别具有一个套筒(40),为所述套筒在转塔(6)上在优选标准化的接口上精确配合地配设有四个销(10),并且所述支座(12、14、16)和所述接口设置供可驱动的加工刀具的驱动轴(78)贯穿的穿过部(74),所述加工刀具能借助所述支座(12、14、16)固定在转塔(6)上。7.按照上述权利要求之一所述的定位装置,其特征在于,即使在转塔(6)中的联接装置已为了刀具更换过程而释放支座(12、14、16、18)时,所述支座(12、14、16、18)也借助可松脱的固定装置(82)仍保留在所述转塔(6)上。8.按照上述权利要求之一所述的定位装置,其特征在于,所述固定装置对于一个支座(12、14、16、18)而言具有至少一个弯折杆(82),所述弯折杆利用其一个自由的固定端固定在所述支座(12、14、16、18)上并且在安装好的状态中利用其另一个自由的卡锁端(86、92)在下方与在销(10)的空心通道(22)中的突出部(80)嵌接,并且在借助操纵装置(88)操纵的情况下,穿过两个空腔(22、44)的所述弯折杆(82)以其卡锁端(86、92)与所述销(10)的突出部(80)脱离嵌接,并能够取下从转塔(6)释放的所述支座(12、14、16、18)。9.按照上述权利要求之一所述的定位装置,其特征在于,所述操纵装置具有操纵销
(88),所述操纵销以能横向于弯折杆(82)移动的方式支承在支座(12、14、16、18)中,所述操纵销以其一个端部作用在所述弯折杆上,并且能从所述操纵销的能从所述支座的外侧接近的另一个端部(94)向所述操纵销传输移动运动,所述移动运动将所述弯折杆(82)的卡锁端(86、92)置于释放位置中。
技术总结
一种定位装置,用于借助定位销(10)将刀具支座(12、14、16、18)定位在机床的刀具转塔(6)上,定位销固定在刀具转塔(6)上并且在刀具支座(12、14、16、18)安装在刀具转塔(6)上时嵌接在刀具支座(6)上的接纳部(40)中,其特征在于,刀具支座(6)的接纳部中的至少一个接纳部由套筒(40)形成,在安装好的状态中,可配设的定位销(10)在与套筒(40)的内周面(58)贴靠的情况下嵌接到套筒中,并且内周面(58)是张开部(56)的一部分,张开部在销(10)嵌接时背离销(10)弹性回弹地扩张。性回弹地扩张。性回弹地扩张。


技术研发人员:S
受保护的技术使用者:索特精密机械有限公司
技术研发日:2020.01.07
技术公布日:2021/6/29

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