專利名稱：用于多軸機(jī)器的刀架,具有這種刀架的多軸機(jī)器及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于多軸機(jī)器的刀架，具有這種刀架的多軸機(jī)器，以及這種機(jī) 器的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
為加工各種各樣的材料和工件而設(shè)計(jì)了許多專用機(jī)器并使其最優(yōu)化。這些專用 機(jī)器的成本通常很高。這些專用機(jī)器有時(shí)被認(rèn)為有缺陷，因?yàn)橹挥性诩庸ご罅肯嗤蛳?似的工件時(shí)才能確保它們的性能。日益需要提高相應(yīng)機(jī)器的性能，以將這些機(jī)器制成為可以更靈活地使用附件或 替換件。在原有的專用領(lǐng)域內(nèi)會(huì)發(fā)生附件或替換件阻礙機(jī)器的實(shí)際使用，或者削弱機(jī)器 的可靠性和精度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種加工機(jī)器，一方面可將該機(jī)器用作制造例如錐 齒輪的齒輪切割機(jī)，但它也可用于其它加工方法或情形。本發(fā)明的目的還提供一種刀架，其可靈活及普遍地用作加工機(jī)器的部件。通過一種為用于多軸機(jī)器而專門設(shè)計(jì)的刀架可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。該刀架包括 具有兩個(gè)構(gòu)件或組件的主軸本體，這兩個(gè)構(gòu)件或組件通過相應(yīng)的聯(lián)接器相互可轉(zhuǎn)動(dòng)地連 接。它是這樣一種結(jié)構(gòu)所述兩個(gè)構(gòu)件中的其中一個(gè)構(gòu)件具有第一縱軸線，而另一個(gè)構(gòu) 件具有第二縱軸線，兩個(gè)構(gòu)件取決于轉(zhuǎn)動(dòng)位置，可從同中心(伸展)位置轉(zhuǎn)換為成角位 置。第一(主)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在主軸本體內(nèi)或主軸本體上。在第二構(gòu)件上設(shè)置接納裝置。 將該接納裝置設(shè)計(jì)成用于臨時(shí)緊固電主軸，集成在電主軸內(nèi)的電動(dòng)機(jī)通過第二構(gòu)件和接 納裝置中的連接裝置(例如，電連接裝置)能夠獲得供能(例如，電流方式的電源)。另 外，將接納裝置設(shè)計(jì)成用于臨時(shí)緊固銑刀，用第一驅(qū)動(dòng)器可驅(qū)動(dòng)該銑刀。根據(jù)本發(fā)明的裝置被特別設(shè)計(jì)成用于齒輪制造和/或齒面的加工。相應(yīng)地選擇 將使用的工具。本發(fā)明的最大優(yōu)點(diǎn)在于，可以更靈活地使用配置有本發(fā)明刀架的相應(yīng)專用機(jī) 器。盡管機(jī)器的結(jié)構(gòu)會(huì)相應(yīng)改變，但精確性不會(huì)被削弱。


下面將基于示例性實(shí)施方案并參照附圖對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)作出敘述。在附 圖中，圖IA所示為本發(fā)明的第一刀架處于伸展位置時(shí)的側(cè)視圖；圖IB為圖IA所示的本發(fā)明第一刀架處于成角位置時(shí)的側(cè)視圖；圖2所示為本發(fā)明的另一個(gè)刀架處于伸展位置時(shí)的透視圖；圖3A所示為具有刀架的本發(fā)明機(jī)器的側(cè)視圖，其中刀架處于伸展位置，該刀架攜帶具有銑削刀具的電主軸；圖3B為圖3A所示的具有刀架的本發(fā)明機(jī)器的側(cè)視圖，其中刀架處于成角位 置，該刀架攜帶具有銑削刀具的電主軸；圖3C所示為具有銑削刀具的電主軸的側(cè)視圖；圖4A所示為具有刀架的本發(fā)明機(jī)器的側(cè)視圖，其中刀架處于伸展位置，該刀架 攜帶有銑刀；圖4B為圖4A所示的帶刀架的本發(fā)明機(jī)器的側(cè)視圖，其中刀架處于成角位置， 該刀架攜帶有銑刀；圖4C所示為銑刀的側(cè)視圖；圖5所示為帶有處于成角位置時(shí)的刀架的本發(fā)明另一個(gè)機(jī)器的側(cè)視圖；圖6所示為具有刀架的本發(fā)明另一個(gè)機(jī)器的側(cè)視圖，其中刀架處于伸展位置， 該刀架攜帶具有銑削刀具的電主軸；圖7所示為具有刀架的本發(fā)明另外的機(jī)器的側(cè)視圖，其中刀架處于伸展位置， 該刀架攜帶具有銑削刀具的電主軸；圖8A所示為本發(fā)明另外的刀架處于成角位置時(shí)的剖視圖，該刀架攜帶有銑刀；圖8B為圖8A所示的處于成角位置時(shí)的刀架的剖視圖，該刀架攜帶具有銑削刀 具的電主軸；圖9所示為本發(fā)明另外的刀架處于成角位置時(shí)的剖視圖，該刀架帶有凸緣體；圖IOA所示為本發(fā)明另外的刀架的剖視圖，該刀架攜帶有銑刀；圖IOB為圖IOA所示的刀架的剖視圖，該刀架攜帶有電主軸；圖IOC為圖IOA所示的刀架的剖視圖，該刀架帶有凸緣體。
具體實(shí)施例方式本文所使用的術(shù)語也在相關(guān)的出版物和專利中使用。然而，應(yīng)注意到，使用這 些術(shù)語只是為了更好地理解。本發(fā)明的構(gòu)思以及專利權(quán)利要求的保護(hù)范圍并不局限于特 定選擇的術(shù)語的范圍?？梢詫⒈景l(fā)明輕易轉(zhuǎn)換至其它術(shù)語系統(tǒng)和/或技術(shù)領(lǐng)域?？蓪⑦@ 些術(shù)語相應(yīng)地應(yīng)用于其它技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明涉及一種新穎的刀架110，圖IA和圖IB示出該刀架處于兩個(gè)極端的位 置。該刀架110被特別設(shè)計(jì)成用于多軸機(jī)器100。在圖Ia至9中只以一方塊表示機(jī)器 100，其優(yōu)選為多軸的NC-控制的機(jī)器)。刀架110包括在圖IA和IB中示意性示出的主軸本體105，該主軸本體105具有 兩個(gè)構(gòu)件或組件101，102。通過相應(yīng)的聯(lián)接器103將這兩個(gè)構(gòu)件101和102相互可轉(zhuǎn)動(dòng) 地連接在一起。第一構(gòu)件101具有第一縱軸線WAl (也稱之為第一刀具軸線)，第二構(gòu) 件102具有第二縱軸線WA2 (也稱之為第二刀具軸線)。通過聯(lián)接器103將這兩個(gè)構(gòu)件 101，102機(jī)械地相互連接成這樣一種方式，S卩，兩個(gè)構(gòu)件取決于轉(zhuǎn)動(dòng)位置，可從同心位 置(也稱為伸展位置)轉(zhuǎn)換為成角位置。在伸展位置時(shí)，兩條縱軸線WAl和WA2是彼 此同中心的，如圖IA所示。而在成角位置時(shí)，縱軸線WAl與縱軸線WA2成角度，如 圖IB所示。兩縱軸線WA1，WA2之間的角度W在此圖所示的例子中稍大于90°。此外，刀架110包括第一驅(qū)動(dòng)器Al (也稱為主驅(qū)動(dòng)器)，該第一驅(qū)動(dòng)器Al位于主軸本體105內(nèi)或主軸本體105上。第一驅(qū)動(dòng)器Al驅(qū)動(dòng)所謂的主軸。該第一驅(qū)動(dòng)器Al 優(yōu)選是位于第二構(gòu)件102內(nèi)，如圖1A，1B，3A，3B，4A，4B，8A，8B和9所示。另外，提供接納裝置120(例如夾持裝置)，該接納裝置設(shè)置在第二構(gòu)件102上。 接納裝置120在附圖中純粹以示意性方式示出。它是為機(jī)械式緊固電主軸20而設(shè)計(jì)的， 如圖3A和3B所示。電動(dòng)機(jī)Ml集成在該電主軸20內(nèi)，這是為了將刀具21 (例如銑削 刀具21)設(shè)定成圍繞所謂的輔助軸線Rl轉(zhuǎn)動(dòng)。電主軸20的電動(dòng)機(jī)Ml可通過第二構(gòu)件 102以及通過接納裝置120中的連接裝置(例如，電連接裝置)由NC-控制器200來獲得 供能(例如，供給電能)和/或起動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，驅(qū)動(dòng)器Al有以下兩種工作模式1.驅(qū)動(dòng)器Al用作刀具例如錐齒輪銑刀的前刀架30的驅(qū)動(dòng)器。在此情況中，它 利用高扭矩工作，速度較“慢”，而且動(dòng)態(tài)響應(yīng)(速度和轉(zhuǎn)向變化)低。2.驅(qū)動(dòng)器Al用作定位驅(qū)動(dòng)器(類似于“常規(guī)”數(shù)控軸)，例如，用于使電主軸 20移動(dòng)。這可以利用高動(dòng)態(tài)響應(yīng)來進(jìn)行。在圖3A和3B中驅(qū)動(dòng)器Al是反白顯示的(即，黑底白字)，這是為了圖示該驅(qū) 動(dòng)器Al并非用于驅(qū)動(dòng)刀具(例如，刀具30)的情況，而是被用作定位驅(qū)動(dòng)器。此外，接納裝置120被設(shè)計(jì)成這樣以致于也可替換地將銑刀30 (優(yōu)選為刀架)機(jī) 械地固定。該銑刀30用第一驅(qū)動(dòng)器Al可驅(qū)動(dòng)。S卩，接納裝置120不僅確保了對(duì)銑刀 30的固定機(jī)械式連接，而且還允許銑刀30與第一驅(qū)動(dòng)器Al驅(qū)動(dòng)連接。圖IA示出處于同心位置(第一極端位置)的新穎刀架110，圖IB示出處于成角 位置(第二極端位置)的新穎刀架110。在這兩個(gè)位置之間有很多中間位置，這些中間位 置是在相對(duì)于構(gòu)件101扭轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)構(gòu)件102的過程中產(chǎn)生的。在兩個(gè)極端位置，刀具軸 線WAl和WA2處于共同的平面中。該共同平面相應(yīng)于圖IA和IB中所示的平面。相 比之下，軸線WA2在中間位置時(shí)可以離開所述平面。特別優(yōu)選地，機(jī)器100中的刀具軸線WAl稍微向下傾斜地置于機(jī)器100的垂直 表面104上(見圖1A)，或者在機(jī)器100的不同定向的橫向表面上。在此，傾斜角Wl (見 圖1B)優(yōu)選介于91°和135°之間。將聯(lián)接器103優(yōu)選地設(shè)計(jì)成像萬向接頭那樣的連接形式，目的是能夠相對(duì)于構(gòu) 件101 (連續(xù))樞轉(zhuǎn)和調(diào)節(jié)構(gòu)件102。特別優(yōu)選地，刀架110的聯(lián)接器103利用兩個(gè)傾斜表面103.1，103.2來實(shí)現(xiàn)，這 兩個(gè)傾斜表面相互可連續(xù)地樞轉(zhuǎn)。這種聯(lián)接器103的基本原理在圖2中以透視圖示出。 在該示例性實(shí)施方案中，第一構(gòu)件101具有圓形橫截面(前截面)和對(duì)角線終止面(對(duì)角 線曲面)103.1。在該實(shí)施方案中，對(duì)角線曲面103.1呈橢圓形。第二構(gòu)件102也具有圓 形橫截面(前橫截面)和對(duì)角線終止面(對(duì)角線曲面)103.2。該對(duì)角線曲面103.2也呈橢 圓形。圖2中所示的這兩個(gè)構(gòu)件101，102處于同心(伸展)位置，且刀具軸線WA2與 刀具軸線WAl重合(因此，WAl = WA2)。如果圖2中的構(gòu)件102相對(duì)于構(gòu)件101樞轉(zhuǎn)直至到達(dá)另一極端位置時(shí)，刀具軸線 WA2將會(huì)對(duì)角地指向上。此外，從圖2可見，例如，以同心接納口方式(圓柱形或圓錐形)設(shè)置的主軸可 用作接納裝置120?？梢杂檬謩?dòng)、電力、氣動(dòng)或液壓等方式操作接納裝置120的打開和閉 合。這種接納裝置120的詳情是眾所周知的，所以在此不作進(jìn)一步描述。齒輪切割機(jī)領(lǐng)域公知的夾持裝置是特別適用的。通過連接裝置121可以對(duì)機(jī)器100的NC-控制器200進(jìn)行控制連接，或使用連 接裝置121為電動(dòng)機(jī)Ml供電，該連接裝置也可設(shè)置在接納裝置120上或是設(shè)置在接納裝 置120的區(qū)域內(nèi)。圖2示意性地示出的兩個(gè)接觸表面可以附著在例如第二構(gòu)件102的前 側(cè)107上。一旦將電主軸20緊固后，電主軸20的接片或組件(例如，圖3C中的電源端 子23)與這些接觸表面121形成電連接。取決于實(shí)施方案，還可以在接納裝置120的區(qū) 域內(nèi)提供氣動(dòng)和/或液壓連接裝置。在所有實(shí)施方案中，接納裝置120被設(shè)計(jì)成能夠接納和機(jī)械式緊固電主軸20 (例 如，配有銑削刀具21)或銑刀30。接納裝置120也可接納例如圖9的凸緣體50。如果 使用可自驅(qū)動(dòng)的電主軸20，接納裝置120還必須確保電動(dòng)機(jī)Ml與機(jī)器100電連接和/或 氣動(dòng)和/或液壓連接。為此目的而提供(電)連接裝置121。該(電)連接裝置121被 設(shè)計(jì)成在將電主軸20緊固在例如第二構(gòu)件102上后，可以手動(dòng)或自動(dòng)產(chǎn)生電連接?？梢?例如通過匯集插塞接觸來進(jìn)行手動(dòng)連接?？梢岳缡褂媒悠蚪M件以及相應(yīng)的接觸表面 121來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連接。當(dāng)使用銑刀30時(shí)，接納裝置120必須確保驅(qū)動(dòng)器Al與銑刀30驅(qū)動(dòng)連接?？梢?機(jī)械式(例如，使用軸或齒輪)進(jìn)行該驅(qū)動(dòng)連接。然而，也可能提供液壓或氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)連接。在圖3A和3B中，可見到相應(yīng)的刀架110配有可自驅(qū)動(dòng)的電主軸20。使用軸桿 22將可自驅(qū)動(dòng)的電主軸20插入接納裝置120的接納口內(nèi)并用夾持裝置將它卡緊在那里。 軸桿22在卡緊狀態(tài)下與刀具軸線WA2同軸地運(yùn)轉(zhuǎn)?？勺则?qū)動(dòng)的電主軸20的詳情示于 圖3C中。電動(dòng)機(jī)Ml的電源端子23在圖3C中用兩個(gè)虛線箭頭示出。相應(yīng)的機(jī)器側(cè)電 源端子24在圖3A中用兩個(gè)虛線箭頭示出。也可使用液壓和/或氣動(dòng)連接代替電源端子 23。圖4A和4B中示出相應(yīng)的刀架110，其配有銑刀30 (在這里是刀頭的形式)，該 刀架在機(jī)器側(cè)上被驅(qū)動(dòng)。利用主軸或軸桿32將銑刀30插入接納裝置120的接納口內(nèi)并 使用夾持裝置將它卡緊在那里。軸桿32在卡緊狀態(tài)下與刀具軸線WA2同軸地運(yùn)轉(zhuǎn)。刀 頭形式的銑刀30的詳情示于圖4C中。這里不需要電源端子，因?yàn)殂姷?0由驅(qū)動(dòng)器Al 直接驅(qū)動(dòng)。相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)連接件106在圖4A和4B中用雙劃線示出，它在驅(qū)動(dòng)器Al和銑 刀30之間延伸。圖4A中示出處于伸展構(gòu)型的組合體，圖4B中示出處于成角構(gòu)型的組合體。刀 具或加工面在圖4C中用標(biāo)號(hào)31標(biāo)示。例如可將切削刃或研磨表面定位在這里，或者在 銑刀30的前側(cè)上可使用切條機(jī)。優(yōu)選使用NC-控制的多軸機(jī)器作為機(jī)器100。機(jī)器100的控制器200以及刀具軸 線的組合體具有較大的靈活性，調(diào)節(jié)軸線和使用刀具20，30需要這種靈活性。例如通過 調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)滑動(dòng)件或滑架的移動(dòng)，可以水平和/或垂直和/或橫向地調(diào)節(jié)構(gòu)件101， 102。另外，通過使構(gòu)件102相對(duì)于構(gòu)件101樞轉(zhuǎn)可以調(diào)節(jié)軸線WAl和WA2之間的角度。可選擇地，可自驅(qū)動(dòng)的電主軸20可以圍繞軸桿22轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖6中的箭頭Pl所 示。在此情況下使用驅(qū)動(dòng)器Al (圖6中未示出)作為定位驅(qū)動(dòng)器(類似于“常規(guī)”數(shù)控軸線)，目的是使電主軸20移動(dòng)。優(yōu)選利用高動(dòng)態(tài)響應(yīng)來進(jìn)行。最后，刀具21 (例如端部銑削刀具)圍繞輔助軸線Rl完成轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。與之相 比，銑刀30則圍繞刀具軸線WA2完成轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，刀具軸線WA2與軸桿32的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線R2 同軸(見圖4C)。在配備可自驅(qū)動(dòng)的電主軸20的情況下圍繞刀具軸線WA2的扭矩需求小于直接配 備銑刀30的情況。因此，相比第一種情況，在第二種情況中較小的扭矩已足夠。可自驅(qū)動(dòng)的電主軸20可以靈活使用，例如可用于重新加工工件?？勺则?qū)動(dòng)的電 主軸20的刀具21的生產(chǎn)率小于銑刀的生產(chǎn)率。與之相比，如果使用銑刀30，則可使用 機(jī)器100作為齒輪切割機(jī)，具有較高生產(chǎn)率。在這里，研磨或銑是指金屬去毛刺的工序。按照本發(fā)明，例如，可使用圓柱形 銑削刀具21作為刀具(例如，見圖3A)，它是特別為硬質(zhì)金屬的去毛刺工序設(shè)計(jì)的。銑 削刀具21可以是用于磨削的銑削刀具，或者可以是具有用于去毛刺的切削刃或刀刃的銑 削刀具。相比之下，銑刀30可配備切條刀組(例如，作為前刀頭)。切條刀組中的個(gè)別 切條器具有用于去毛刺工序的切削刃。為生成或去除毛刺所需的加工運(yùn)動(dòng)是通過刀具21圍繞輔助軸線Rl轉(zhuǎn)動(dòng)(例如， 相對(duì)于預(yù)先加工過的齒面)產(chǎn)生的，或是通過銑刀30圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線R2( = WA2)轉(zhuǎn)動(dòng)而 產(chǎn)生的。成形所需的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由刀具20或30相對(duì)于工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生。相應(yīng)的運(yùn)動(dòng) 可由多軸機(jī)器100的NC-控制器200引起。還可想到的是轉(zhuǎn)動(dòng)加工的方式，其中，刀具 被固定，而工件轉(zhuǎn)動(dòng)?？梢允褂玫毒?1和/或銑刀30，使其與工件相同或相反方向地運(yùn)轉(zhuǎn)。按照本發(fā)明，一種轉(zhuǎn)動(dòng)式驅(qū)動(dòng)的圓柱形銑削刀具21優(yōu)選用作可自驅(qū)動(dòng)的電主軸 20的部件。如圖3A和3B所示，這里使用輔助軸線Rl作為轉(zhuǎn)動(dòng)軸線。集成在電主軸20內(nèi)的電動(dòng)機(jī)Ml用作銑削刀具21的驅(qū)動(dòng)器。因此，它是一種 自主式的，即可自驅(qū)動(dòng)的主軸20，如其名稱電主軸所表示的。與之不同，銑刀30被指定作為由機(jī)器驅(qū)動(dòng)的刀具，因?yàn)槠潋?qū)動(dòng)器Al設(shè)置在機(jī)器 側(cè)上在構(gòu)件101，102內(nèi)或是在機(jī)器100內(nèi)。概括來說，可以這樣描述根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器100上的刀具軸線WA2既可以 用作具有高扭矩需求的驅(qū)動(dòng)主軸且其轉(zhuǎn)動(dòng)方向便于操作例如研磨錐齒輪的刀頭30，也可 以用作定位和運(yùn)動(dòng)軸線，但具有可變的速度或方向以用于輔助主軸(在這里稱為電主軸 20)。該電主軸20攜帶刀具21，并與之一起構(gòu)成可自主式驅(qū)動(dòng)的和靈活使用的刀具。在此情況下，有效活動(dòng)的刀具軸線被實(shí)施為“多軸線”(即，由多條部分軸線 WAl和WA2構(gòu)成)，而且相對(duì)于工件可移動(dòng)或可設(shè)定。該有效活動(dòng)的刀具軸線在這里是 由兩條刀具軸線WAl和WA2構(gòu)成的，它們以特定的方式彼此對(duì)立并可相互調(diào)節(jié)?？梢?連續(xù)地對(duì)刀具軸線WAl和WA2進(jìn)行調(diào)整。提供相應(yīng)的控制器(優(yōu)選NC-控制器200)以接合軸向運(yùn)動(dòng)。因此，可沿著程 序控制的運(yùn)動(dòng)路徑導(dǎo)引具體的刀具20，30。在另一優(yōu)選實(shí)施方案中，整個(gè)刀架110被緊固，因此它在刀架110和機(jī)器100之 間的過渡區(qū)111內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)。即，刀架110相對(duì)于機(jī)器100可圍繞刀具軸線WAl樞轉(zhuǎn)。例如在此位置，第二構(gòu)件102指向上，如圖5所示，因此第二構(gòu)件102也是可設(shè)定的。
在區(qū)域111中的整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，如圖6所示，帶銑削刀具21的電主軸20可在 構(gòu)件101，102處于伸展位置時(shí)圍繞刀具軸線WAl =WA2轉(zhuǎn)動(dòng)。該轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)在圖中以箭 頭Pl示出。
在另一實(shí)施方案中，在接納裝置120的區(qū)域內(nèi)或在電主軸20的軸桿22上提供樞 轉(zhuǎn)能力。
在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，在刀架110內(nèi)或其上提供定位驅(qū)動(dòng)Si，如圖7所示。 刀架Iio的這種定位驅(qū)動(dòng)Sl可從機(jī)器100起動(dòng)(如圖7的兩個(gè)箭頭201所示，箭頭源于 NC-控制器200)，以致于利用定位運(yùn)動(dòng)，可將第二構(gòu)件102相對(duì)于第一構(gòu)件101調(diào)整到 想要的角位置(轉(zhuǎn)動(dòng)/傾斜/樞轉(zhuǎn))?？赡苡蛇@種定位驅(qū)動(dòng)Sl產(chǎn)生的自動(dòng)可調(diào)整性使機(jī) 器100可并入自動(dòng)加工順序。或者可在加工工件之前或連續(xù)加工過程中進(jìn)行定位運(yùn)動(dòng)。
圖8A和8B中示出另一實(shí)施方案的詳情。在圖8A中，刀架110配有銑刀30， 其軸桿32延伸到第二構(gòu)件102內(nèi)部。在圖8A中，可見到相應(yīng)的接納裝置120的細(xì)節(jié)， 在此不作更詳細(xì)的論述。供能器33和被(例如)凸緣體安裝到電主軸20上的聯(lián)接機(jī)構(gòu) 容納在軸桿32內(nèi)。例如，驅(qū)動(dòng)器Al的線圈40可設(shè)置在第二構(gòu)件102的區(qū)域內(nèi)。驅(qū)動(dòng) 器Al也可(如果它不是直接設(shè)置在軸桿32的區(qū)域內(nèi))設(shè)置在聯(lián)接區(qū)域103內(nèi)，或者甚至 設(shè)置在第一構(gòu)件101內(nèi)或機(jī)器100內(nèi)。取決于驅(qū)動(dòng)器Al的位置，它可以被連接以使用剛 性軸(例如，圖4A中的軸106)和/或傳動(dòng)裝置或使用撓性軸和/或傳動(dòng)軸來驅(qū)動(dòng)銑刀 30。
圖8A示出一組合體，其中，機(jī)器100的橫向側(cè)面104是傾斜的。因此，銑刀 30可在懸掛位置(如圖8A所示)加工工件，例如，它水平地支托在刀架110下面的工作臺(tái)上。
在圖8B中，刀架110配有帶銑削刀具21的電主軸20。電主軸20的供能器33 延伸到第二構(gòu)件102的內(nèi)部。從圖8B可見到相應(yīng)的接納裝置120的詳情，在此不再作詳 細(xì)論述。輔助軸線Rl垂直于刀具軸線WA2，但也可位于另一角度。取決于實(shí)施方案， 電主軸20可圍繞刀具軸線WA2轉(zhuǎn)動(dòng)或者刀架110可圍繞刀具軸線WAl轉(zhuǎn)動(dòng)，如以上所 述。在加工工件期間當(dāng)使用電主軸20時(shí)，可使用驅(qū)動(dòng)器Al，驅(qū)動(dòng)器Al則可用作為定位 驅(qū)動(dòng)器?？蛇x擇地，驅(qū)動(dòng)器Al可用于使電主軸20圍繞刀具軸線WA2轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖9示出另一個(gè)實(shí)施方案。由于各構(gòu)件也基本上是相同的，因此不再作出描 述。然而，這里使用了凸緣體50。該凸緣體50包括接納刀具(例如，鉆孔刀具)的中 心孔51。
圖IOA所示為另一個(gè)實(shí)施方案。由于各構(gòu)件也基本上是相同的，因此不再作出 描述。刀架Iio具有叉頭，該叉頭具有樞轉(zhuǎn)軸線WS，第二構(gòu)件102可圍繞該樞軸線傾斜 或樞轉(zhuǎn)。第二構(gòu)件102的兩個(gè)軸頭42位于第一構(gòu)件101的孔內(nèi)。例如，兩個(gè)直接驅(qū)動(dòng) 器的線圈和磁鐵(整個(gè)標(biāo)示為41)位于孔區(qū)內(nèi)，這允許第二構(gòu)件圍繞樞轉(zhuǎn)軸線WS進(jìn)行樞 轉(zhuǎn)或傾斜運(yùn)動(dòng)。樞轉(zhuǎn)軸線WS被稱為NC定位軸線，其設(shè)計(jì)目的是為了在加工工件期間 執(zhí)行定位運(yùn)動(dòng)。
圖IOB所示為圖IOA的刀架處于伸展位置時(shí)的剖視圖，刀架110攜帶有電主軸 20。電主軸20相應(yīng)地包括電動(dòng)機(jī)M1，如圖IOB所示，是為了使刀具21圍繞輔助軸線Rl轉(zhuǎn)動(dòng)。圖IOC所示為圖IOA的刀架110處于伸展位置時(shí)的剖視圖，刀架110攜帶有 凸緣體50。由于各構(gòu)件基本上是相同的，因此不再作出描述。
銑刀30和電主軸20之間的變更可以自動(dòng)進(jìn)行。在此情況下，接納裝置120是 為自動(dòng)工作而設(shè)計(jì)的。
第一驅(qū)動(dòng)器Al和接納裝置120的尺寸優(yōu)選適用于大于1500Nm的扭力，以能夠 在第一種情況下使用驅(qū)動(dòng)器Al作為銑刀30 (例如，用于錐齒輪研磨)的驅(qū)動(dòng)器。
可以很容易地將不同的實(shí)施方案相互組合以形成另外的組合體。
刀架110用作為機(jī)器100的智能(機(jī)電式、液壓機(jī)械、或氣動(dòng)機(jī)械)接口，并可 使多軸機(jī)器100可更靈活地使用。通過附帶具有集成電動(dòng)機(jī)Ml的電主軸20，可以通過 另外的NC軸使機(jī)器100擴(kuò)展。因此，最優(yōu)化的專用機(jī)器100(例如錐齒輪切割機(jī))可能 會(huì)變成普遍使用的加工中心。
參考標(biāo)號(hào)列表
權(quán)利要求
1.一種用于多軸機(jī)器(100)的刀架(110)，其特征在于，所述刀架(110)包括 -主軸本體(105)，所述主軸本體包括兩個(gè)構(gòu)件(101，102),所述兩個(gè)構(gòu)件通過相應(yīng)的聯(lián)接器(103)相互可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，所述兩個(gè)構(gòu)件(101，102)的第一構(gòu)件(101)具有第 一縱軸線(WAl)，所述兩個(gè)構(gòu)件(101，102)的第二構(gòu)件(102)具有第二縱軸線(WA2)， 所述兩個(gè)構(gòu)件取決于轉(zhuǎn)動(dòng)位置可從伸展位置轉(zhuǎn)換到成角位置，-第一驅(qū)動(dòng)器(Al)，所述第一驅(qū)動(dòng)器位于所述主軸本體(105)內(nèi)或所述主軸本體 (105)上，-接納裝置(120)，所述接納裝置位于所述第二構(gòu)件(102)上，所述接納裝置 -被設(shè)計(jì)用于緊固電主軸(20)，集成在所述電主軸(20)內(nèi)的電動(dòng)機(jī)(Ml)通過所述 第二構(gòu)件(102)以及通過所述接納裝置(120)的連接裝置(121)能夠獲供能， -被設(shè)計(jì)用于緊固銑刀(30)，所述銑刀(30)由所述第一驅(qū)動(dòng)器(Al)驅(qū)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的刀架(110)，其特征在于，所述相應(yīng)的聯(lián)接器(103)被設(shè)計(jì)成 鉸接式連接的方式。
3.如權(quán)利要求1或2所述的刀架(110)，其特征在于，所述相應(yīng)的聯(lián)接器(103)利用 兩個(gè)對(duì)角線曲面(103.1，103.2)來實(shí)現(xiàn)，所述兩個(gè)對(duì)角線曲面可相互相對(duì)樞轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1，2或3所述的刀架(110)，其特征在于，所述第一驅(qū)動(dòng)器(Al)和所 述接納裝置(120)的尺寸做成適用于大于1500Nm的扭力。
5.如權(quán)利要求2所述的刀架(110)，其特征在于，使用叉頭來實(shí)現(xiàn)所述絞接式連接， 允許圍繞樞轉(zhuǎn)軸線(WS)樞轉(zhuǎn)或傾斜移動(dòng)。
6.如前述權(quán)利要求其中一項(xiàng)所述的刀架(110)，其特征在于，通過所述連接裝置 (121)對(duì)所述機(jī)器(100)的NC-控制器(200)進(jìn)行控制連接。
7.如權(quán)利要求1至5的其中一項(xiàng)所述的刀架(110)，其特征在于，所述接納裝置(120) 包括電源連接件(121，123)，以致于所述電主軸(20)的電動(dòng)機(jī)(Ml)在所述機(jī)器側(cè)通過 所述第二構(gòu)件(102)獲得供電。
8.如權(quán)利要求1至4的其中一項(xiàng)所述的刀架(110)，其特征在于，所述接納裝置(120) 包括供能連接件，以致于所述電主軸(20)的電動(dòng)機(jī)(Ml)在所述機(jī)器側(cè)通過所述第二構(gòu) 件(102)獲供液壓或氣動(dòng)能量作為電主軸(20)的驅(qū)動(dòng)器。
9.一種加工工件的機(jī)器(100)，其特征在于，所述機(jī)器(100)包括 -多條數(shù)字控制軸線，-用于控制所述軸線的運(yùn)動(dòng)的NC-控制器(200)，-刀架(110)，所述刀架包括具有兩個(gè)構(gòu)件(101，102)的主軸本體(105)，所述兩個(gè) 構(gòu)件通過相應(yīng)的聯(lián)接器(103)相互可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，所述兩個(gè)構(gòu)件(101，102)中的第一構(gòu) 件(101)具有第一縱軸線(WAl)，所述兩個(gè)構(gòu)件(101，102)中的第二構(gòu)件(102)具有第 二縱軸線(WA2)，所述兩個(gè)構(gòu)件取決于轉(zhuǎn)動(dòng)位置可從同心位置轉(zhuǎn)換到成角位置，-第一驅(qū)動(dòng)器(Al)，所述第一驅(qū)動(dòng)器位于所述主軸本體(105)內(nèi)或所述主軸本體 (105)上，-接納裝置(120)，所述接納裝置位于所述第二構(gòu)件(102)上，所述接納裝置 -被設(shè)計(jì)成用于緊固電主軸(20)，集成在所述電主軸(20)內(nèi)的電動(dòng)機(jī)(Ml)通過所 述第二構(gòu)件(102)以及所述接納裝置(120)的連接裝置(121)能夠從所述機(jī)器(100)獲得供能，-被設(shè)計(jì)成用于緊固銑刀(30)，所述銑刀(30)可由所述第一驅(qū)動(dòng)器(Al)驅(qū)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求9所述的機(jī)器(100)，其特征在于，所述機(jī)器(100)包括至少一個(gè)滑動(dòng) 件(11)或滑架，所述滑動(dòng)件或滑架使所述刀架(110)能夠相對(duì)于工件位移。
11.如權(quán)利要求9或10所述的機(jī)器(100)，其特征在于，所述機(jī)器(100)可通過附帶 刀架(110)藉由另外的軸線擴(kuò)展，所述刀架(110)具有帶集成電動(dòng)機(jī)(Ml)的所述電主軸 (20)。
12.如權(quán)利要求9，10或11所述的機(jī)器(100)，其特征在于，使用叉頭以絞接式連接 實(shí)現(xiàn)所述相應(yīng)的聯(lián)接器(103)，所述叉頭允許圍繞樞轉(zhuǎn)軸線(WS)樞轉(zhuǎn)或傾斜移動(dòng)。
13.如權(quán)利要求9至12其中一項(xiàng)所述的機(jī)器(100)的用途，其特征在于，所述用途執(zhí) 行以下步驟-將銑刀(30)附著到刀架(110)上，-起動(dòng)所述刀架(110)的定位驅(qū)動(dòng)器(Si)，以利用定位運(yùn)動(dòng)將所述第二構(gòu)件(102)相 對(duì)于所述第一構(gòu)件(101)調(diào)整到要求的角位置(W)，-使用所述機(jī)器(100)的NC-控制器(200)起動(dòng)所述第一驅(qū)動(dòng)器(Al)，以調(diào)整所述 銑刀(30)圍繞所述第二縱軸線(WA2)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，-使用所述NC-控制器(200)起動(dòng)所述機(jī)器(100)的其它軸線，以執(zhí)行相對(duì)于工件的 加工運(yùn)動(dòng)。
14.如權(quán)利要求13所述的機(jī)器(100)的用途，其特征在于，所述用途執(zhí)行以下步驟-移除所述銑刀(30)，-將電主軸(20)附著到所述刀架(110)上，與所述機(jī)器(100)形成連接，以通過所述 第二構(gòu)件(102)能夠向集成在所述電主軸(20)內(nèi)的所述電動(dòng)機(jī)(Ml)供給能量，-起動(dòng)所述刀架(110)的定位驅(qū)動(dòng)器(Si)，以利用定位運(yùn)動(dòng)調(diào)整所述第二構(gòu)件(102) 相對(duì)于所述第一構(gòu)件(101)處于要求的角位置(W)，-起動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)(M1)，以調(diào)整所述電主軸(20)的銑削刀具(21)圍繞輔助軸線 (Rl)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，-使用所述NC-控制器(200)起動(dòng)所述機(jī)器(100)的其它軸線，以執(zhí)行相對(duì)于工件的加工運(yùn)動(dòng)。
15.如權(quán)利要求14所述的機(jī)器(100)的應(yīng)用，其特征在于，使用所述定位驅(qū)動(dòng)器(Si) 額外地進(jìn)行所述第二構(gòu)件(102)和所述電主軸(20)之間的轉(zhuǎn)動(dòng)角(W)的連續(xù)變化。
16.如權(quán)利要求13所述的機(jī)器(100)的應(yīng)用，其特征在于，所述銑刀(30)用于齒輪 優(yōu)選為錐齒輪的硬加工(hardprocessing)。
17.如權(quán)利要求14或15所述的機(jī)器(100)的應(yīng)用，其特征在于，所述電主軸(20)的 銑削刀具(21)用于齒輪優(yōu)選為錐齒輪的綠色加工(greenprocessing)。
全文摘要
用于多軸機(jī)器(100)的刀架(110)，該刀架(110)包括主軸本體(105)，所述主軸本體包括兩個(gè)構(gòu)件(101，102)。這些構(gòu)件(101，102)通過相應(yīng)的聯(lián)接器(103)相互可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，第一構(gòu)件(101)具有第一縱軸線(WA1)，第二構(gòu)件(102)具有第二縱軸線(WA2)，所述兩個(gè)構(gòu)件取決于轉(zhuǎn)動(dòng)位置可從伸展位置轉(zhuǎn)換到成角位置。第一驅(qū)動(dòng)器(A1)位于主軸本體(105)內(nèi)或主軸本體(105)上。接納裝置(120)位于第二構(gòu)件(102)上。該接納裝置用于緊固電主軸(20)，集成在電主軸(20)內(nèi)的電動(dòng)機(jī)(M1)通過第二構(gòu)件(102)以及通過接納裝置(120)的連接裝置能夠獲供能。該接納裝置還用于緊固銑刀(30)，銑刀(30)可由第一驅(qū)動(dòng)器(A1)驅(qū)動(dòng)。
文檔編號(hào)B23B21/00GK102019439SQ201010282280
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日
發(fā)明者B·馮德馬克, C·布里登 申請(qǐng)人:科林基恩伯格股份公司