專利名稱：用于制造齒輪的工作機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造齒輪的工作機(jī)。
背景技術(shù)：
在齒輪制造領(lǐng)域，一種已知的齒輪制造方法包括在對(duì)應(yīng)工件上加工出一組齒且然后對(duì)該帶齒工件進(jìn)行磨削。每個(gè)齒輪切割和磨削工藝均包括相應(yīng)的工件的粗加工階段和精加工階段。通常，齒輪切割或磨削工藝通過工作機(jī)執(zhí)行，所述工作機(jī)包括操作頭以及安裝為圍繞其自身的縱向豎直軸線旋轉(zhuǎn)的工件固定器工作臺(tái)，所述操作頭設(shè)置有用于加工工件的至少一個(gè)工具，并可沿著在基本上橫切于工件固定器工作臺(tái)的縱向軸線的方向上延伸的導(dǎo)向裝置移動(dòng)。為提高機(jī)器生產(chǎn)力，可使用不同工具來執(zhí)行粗加工和精加工工藝。因此可優(yōu)化每個(gè)加工工藝并縮短周期時(shí)間。普遍地，越來越頻繁地執(zhí)行完整的齒輪切割工藝，變得需要為單個(gè)工具托架裝配幾種工具以能在單個(gè)位置中執(zhí)行不同的加工工藝。通常，可使用的工具的數(shù)量及其寬度受限于操作頭的行程長(zhǎng)度。如今，已出現(xiàn)生產(chǎn)在特定應(yīng)用中(諸如在風(fēng)能發(fā)電機(jī)的生產(chǎn)中)使用的特別大標(biāo)稱直徑的齒輪的需求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種能夠加工特別大的工件的用于制造齒輪的工作機(jī)。此外，為提高工作機(jī)的生產(chǎn)量，提供至少兩個(gè)工作站，以在第一工作站中加工第一工件的同時(shí)，在“隱蔽時(shí)間(masked time) ”內(nèi)在第二工作站中對(duì)對(duì)應(yīng)的第二工件進(jìn)行定心和/或維修第二工作站的對(duì)應(yīng)工件固定器單元。還可鄰近至少一個(gè)工作站設(shè)置工具更換站。因此，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種如所附權(quán)利要求書中所要求保護(hù)的用于制造齒輪的工作機(jī)。


現(xiàn)在將參考示出了本發(fā)明的非限制性實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于制造齒輪的工作機(jī)的優(yōu)選實(shí)施例的示意性透視圖；圖2是圖1所示的工作機(jī)的平面圖；圖3(圖3A、圖;3B、圖3C)通過舉例示出了安裝在圖1、圖2所示的工作機(jī)上的操作頭的一些操作參數(shù)。
具體實(shí)施方式
參考圖1和圖2，整體上用標(biāo)號(hào)1表示的用于制造齒輪(沒有示出這些齒輪)的工作機(jī)包括支撐框架2?？蚣?可理想地視為包括第一部分2A，在所述第一部分中具有第一基座(BSl)， 所述第一基座上布置有支撐、夾持和移動(dòng)待加工的工件的裝置；以及第二部分2B，在所述第二部分中具有第二基座(BS2)，所述第二基座上布置有支撐、夾持和移動(dòng)適于生產(chǎn)齒輪的粗加工工具和精加工工具(參見下文)的裝置。如圖1、圖2所示，兩個(gè)工件固定器單元3*和3**安裝在框架2的第一部分2A上， 每個(gè)工件固定器單元均包括相關(guān)滑動(dòng)件4*、4**。每個(gè)滑動(dòng)件4*、4**均滑動(dòng)地接合至布置在框架2的部分2A下方的相關(guān)導(dǎo)向裝置 (未示出)，以通過未示出的已知致動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)而相對(duì)于部分2A從框架2的第二部分2B開始和朝著框架的第二部分分別在方向(XI)、(X2)上以直線移動(dòng)。每個(gè)滑動(dòng)件4*、4#均支撐相關(guān)工件固定器工作臺(tái)5*、5**，所述工件固定件工作臺(tái)適于支撐大的基本上為圓柱形的工件(未示出)，將在所述工件上執(zhí)行齒輪切割和磨削操作。此外，每個(gè)工件固定器工作臺(tái)5*、5**還布置為在相應(yīng)的方向(Cl)、(a)上圍繞相關(guān)豎直軸線(a*)、(a**)旋轉(zhuǎn)(通過已知的且未示出的相關(guān)致動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng))，以使機(jī)器1每次能加工齒輪的一個(gè)齒。每條軸線(a*)、(a**)均橫切于相應(yīng)的方向(Xl)、(X2)。此外，每個(gè)滑動(dòng)件4*、4**均適于通過未示出的相應(yīng)鎖定裝置相對(duì)于框架2的部分 2A鎖定。參考圖1，每個(gè)工件固定器單元3*、3**均與操作單元6*、6**協(xié)作，所述操作單元包括相應(yīng)的直立柱7*、7**，所述直立柱在基本上平行于軸線(a*)和(a**)的方向上從部分 2A向上延伸。相關(guān)滑動(dòng)件8*、8**滑動(dòng)地接合至每個(gè)直立柱7*、7**，以通過未示出的已知致動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)而在分別橫切于方向(Xl)或方向(X2)的相應(yīng)方向上以直線沿著直立柱7*、7# 移動(dòng)。每個(gè)操作單元6*、6**又包括相關(guān)支撐臂9*、9**，所述支撐臂鉸接至相應(yīng)的滑動(dòng)件8*、8**，以通過未示出的已知致動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)而相對(duì)于上述對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)件8*、8**圍繞相應(yīng)的支軸0(1)、(1(2)(圖幻旋轉(zhuǎn)。順便說一下，支撐臂9*、9**可一直旋轉(zhuǎn)到呈現(xiàn)以圖1中的虛線表示的構(gòu)造。每個(gè)支撐臂9*、9**均適于支撐用于加工和/或控制安裝在相關(guān)工件固定器工作臺(tái)5*、5**上的工件的相應(yīng)輔助裝置(未示出)。工作機(jī)1還設(shè)置有使用框架2的部分2B的另一操作單元20。如上所述，所述部分2B包括第二細(xì)長(zhǎng)基座(BS》，所述第二基座鄰近部分2A，并且所述第二基座的端部從所述部分2A突出。操作單元20包括第一水平滑動(dòng)件22，所述第一水平滑動(dòng)件從第二基座(BS》向上延伸，滑動(dòng)地接合(例如通過軌道系統(tǒng))至所述第二基座(BS2)，以通過未示出的已知致動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)而在方向(Yl)上以直線沿著第二基座(BS》移動(dòng)。第二豎直滑動(dòng)件23滑動(dòng)地接合至第一水平滑動(dòng)件22，以通過未示出的已知致動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)而在橫切于方向(Yl)的豎直方向(Z)上以直線沿著水平滑動(dòng)件22移動(dòng)。第二滑動(dòng)件23上具有樞轉(zhuǎn)管狀件對(duì)，所述樞轉(zhuǎn)管狀件通過未示出的已知致動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)而在方向 (A)上圍繞軸線(W)旋轉(zhuǎn)。樞轉(zhuǎn)管狀件M適于通過包括圍繞軸線(W)均勻分布的多個(gè)鎖定裝置的鎖定組件(未示出)鎖定。再次參考圖1，操作單元20還包括滑動(dòng)地接合至樞轉(zhuǎn)管狀件M的第三滑動(dòng)件25。 所述第三滑動(dòng)件25通過未示出的已知致動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)而在切線方向(Y)上以直線移動(dòng)。顯然，第三滑動(dòng)件25的實(shí)際移動(dòng)方向還取決于樞轉(zhuǎn)管狀件M的角位置，如前所述，所述樞轉(zhuǎn)管狀件能夠在方向(A)上旋轉(zhuǎn)。最后，第三滑動(dòng)件25支撐包括電動(dòng)機(jī)31的操作頭30，所述電動(dòng)機(jī)在方向(Y)上延伸，并設(shè)置有輸出軸32，至少一個(gè)工具33鎖定至所述輸出軸以對(duì)所述工件進(jìn)行加工。在使用期間，操作頭30在兩個(gè)工作站(WSl)、(WS2)之間在方向(Yl)上沿著第二基座(BS》移動(dòng)，在每個(gè)工作站內(nèi)，操作頭30面向工件固定器單元3**，3*，以加工安裝在相關(guān)工件固定器工作臺(tái)5#、5*上的工件(未示出)。隨著所述操作頭繼續(xù)在方向(Yl)上行進(jìn)，操作頭30能夠完全移動(dòng)到工作站(WS2) 外并進(jìn)入工具更換站(TC)。在工具更換站(TC)中，操作頭30移動(dòng)到第二基座(BS2)的相對(duì)于第一基座(BSl) 突出的一部分中，以使操作人員(未示出)能方便地更換工具33。在工具更換站(TC)內(nèi)更換工具33的操作可手動(dòng)地或者通過機(jī)械化工具裝載/卸載系統(tǒng)(未示出)執(zhí)行。在兩個(gè)工作站(WSl)、(WS2)中的每個(gè)內(nèi)，機(jī)器1能夠在由相關(guān)工件固定器工作臺(tái) 5**和5*支撐的每個(gè)工件(未示出)上執(zhí)行兩個(gè)加工工藝，例如-齒輪切割，以制造齒輪(未示出)的齒，所述齒輪切割通常包括第一粗加工階段和第二精加工階段；以及-磨削工藝，磨削在先前的齒輪切割工藝期間獲得的齒，所述磨削工藝通常也包括第一粗加工階段和第二精加工階段。兩個(gè)工件固定器單元3*、3**和操作頭30的移動(dòng)和鎖定均通過電子控制單元(CG) (圖2)控制和監(jiān)控。機(jī)器1的眾多優(yōu)點(diǎn)之一來源于以下事實(shí)，S卩，當(dāng)操作頭30面向工件固定器單元3** 并因此占據(jù)工作站(WSl)時(shí)，還可在“隱蔽時(shí)間”內(nèi)在由工件固定器單元3*支撐的工件上執(zhí)行必要的定心操作，如果需要，使用任何由支撐臂9*支撐的控制裝置(未示出)執(zhí)行。此外，當(dāng)操作頭30占據(jù)工作站(WSl)時(shí)，操作人員還可在“隱蔽時(shí)間”內(nèi)維修工件固定器單元3*、更換由支撐臂9*支撐的控制裝置等。顯然，當(dāng)操作頭30占據(jù)工作站(WS2)時(shí)，實(shí)現(xiàn)類似優(yōu)點(diǎn)。在這種情況下，還可在 “隱蔽時(shí)間”內(nèi)對(duì)由工件固定器單元3**支撐的工件進(jìn)行定心，如果需要，使用由支撐臂9** 支撐的控制裝置(未示出)進(jìn)行。此外，當(dāng)操作頭30占據(jù)工作站(WS2)時(shí)，操作人員還可在“隱蔽時(shí)間”內(nèi)維修工件固定器單元3**、更換由支撐臂9**支撐的控制裝置等。顯然，不背離本發(fā)明的范圍的前提下，操作頭30和/或滑動(dòng)件4*、4**可安裝在除上述這些之外的單元的不同組合上。圖3A、圖3B、圖3C示出了在上述機(jī)器1上通過一對(duì)工具33A、3!3B執(zhí)行的加工操作的順序。
具體地，工具33A是插入式銑刀(insert milling cutter)，而工具3!3B是齒輪滾刀 33B。顯然，在某一工藝階段使用的工具33A或33B的類型根據(jù)用來制造正在加工的工件的材料、加工工藝的類型等來選擇。當(dāng)工具33A、3!3B起作用(即加工工件)時(shí)，其它工具33B、33A處于不起作用(即不工作)，并且不管出于什么原因都不能接觸工件。“總工作行程”(CTL)，需要使用多個(gè)工具執(zhí)行“組合加工工藝”，由工具33B的前表面33B*與工具33B的中心之間的“縱向距離” (LD)(圖3C)和“移動(dòng)距離” (SD)(圖(即最終按所使用的工具的寬度計(jì)算)的總和給出。也就是說，“總工作行程”(CTL)由單個(gè)工具之間的距離加上其寬度的總和限定?！翱偣ぷ餍谐獭?CTL)通常通過使滑動(dòng)件25在方向(Y)上移動(dòng)而獲得。所述“總工作行程”(CTL)可能不足以加工特別大的工件，諸如在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中使用的齒輪。當(dāng)操作頭30上具有兩個(gè)工具33A、33B時(shí)，不足的“總工作行程”(CTL)還將引起被稱為“側(cè)傾(heeling)”的現(xiàn)象，此時(shí)工具33A仍位于正在被工具3 加工的工件上。也就是說，在“總工作行程”(CTL)不足的機(jī)器中，當(dāng)加工大直徑的工件時(shí)，兩個(gè)工具中的一個(gè)， 例如工具33A，在正在由工具3 加工所述工件時(shí)，將不能完全從所述工件移開；顯然，工具 33A將因此損壞工件。在工具33A工作時(shí)，當(dāng)工具3 不應(yīng)工作時(shí)，將出現(xiàn)相同的情況。在這種情況下，圖1所示的機(jī)器1的特定布局很有用，因?yàn)橥ㄟ^使整個(gè)操作單元20 在方向(Yl)上移動(dòng)，“總工作行程”(CTL)可假想地“延長(zhǎng)”。操作單元20的“總工作行程”(CTL)的延長(zhǎng)是由圖1所示的機(jī)器1的布局提供的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的工作機(jī)的重大優(yōu)點(diǎn)主要包括“總工作行程”(CTL)的顯著延長(zhǎng)，以加工特別大直徑的工件，并在操作頭支撐多個(gè)工具時(shí)防止出現(xiàn)被稱為“側(cè)傾”的現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種用于制造齒輪的機(jī)器(1)，所述機(jī)器(1)包括至少一個(gè)工件固定器單元(3*;3**)以及裝配有至少一個(gè)操作頭 (30)的至少一個(gè)操作單元(20)，所述至少一個(gè)操作頭設(shè)置有用于加工所述工件的至少一個(gè)工具(33 ；33A.33B)；所述至少一個(gè)工件固定器單元(3* ；3**)和所述至少一個(gè)操作單元 (20)被提供有根據(jù)至少一個(gè)方向(X1、X2)的相對(duì)于彼此的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；所述機(jī)器(1)的特征在于所述至少一個(gè)操作單元00)還適于在基本上垂直于所述至少一個(gè)方向(XI、X2)的方向(Yl)上移動(dòng)；并且其中，所述至少一個(gè)工具(33 ；33A.33B)安裝在滑動(dòng)件0 上，所述滑動(dòng)件被提供有由一方向(Y)限定的切線運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器(1)，其特征在于，所述滑動(dòng)件05)安裝在樞轉(zhuǎn)元件 (24)上，所述樞轉(zhuǎn)元件適于在基本上平行于所述至少一個(gè)方向(X1、X2)且垂直于所述方向 (Yl)的方向(X3)上移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器(1)，其特征在于，所述樞轉(zhuǎn)元件04)還適于根據(jù)一方向㈧圍繞軸線(W)旋轉(zhuǎn)。
4.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)器(1)，其特征在于，所述機(jī)器包括至少兩個(gè)工作站((WSl), (WS2))，從而在第一工作站((WSl))中加工第一工件的同時(shí)，在“隱蔽時(shí)間”內(nèi)在第二工作站((WS2))中對(duì)對(duì)應(yīng)的第二工件進(jìn)行定心和/或維修所述第二工作站((WS2)) 的對(duì)應(yīng)工件固定器單元(3*)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)器(1)，其特征在于，鄰近一工作站((WSl)、 (WS2))設(shè)置有至少一個(gè)工具更換站((TC))。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的機(jī)器(1)，其特征在于，所述機(jī)器包括適于在所述至少兩個(gè)工作站((WSl)、(WS2))之間移動(dòng)的單個(gè)操作單元00)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)器(1)，其特征在于，所述單個(gè)操作單元OO) 適于移動(dòng)以到達(dá)工具更換站((TC))，在所述工具更換站中更換至少一個(gè)工具(33;33A、 33B)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)器(1)，其特征在于，單個(gè)操作單元OO)由底座((BS2)) 支撐，所述底座相對(duì)于支撐所述工件固定器單元(3*、3**)的底座(BSl)突出。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)器(1)，其特征在于，所述操作單元OO)為單個(gè)的并支撐單個(gè)操作頭(30)，所述單個(gè)操作頭上安裝有至少兩個(gè)工具(33A、3!3B)。
全文摘要
一種用于制造齒輪的機(jī)器(1)。機(jī)器(1)包括工件固定器單元(3*、3**)以及裝配有操作頭(30)的操作單元(20)，所述操作頭設(shè)置有用于加工工件的至少一個(gè)工具(33；33A、33B)。此外，工件固定器單元(3*、3**)和操作單元(20)被提供有在一方向(X1、X2)上相對(duì)于彼此的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。機(jī)器(1)的特征在于，所述操作單元(20)適于在基本上垂直于上述方向(X1、X2)的方向(Y1)上移動(dòng)，并且所述工具(33；33A、33B)安裝在滑動(dòng)件(25)上，所述滑動(dòng)件被提供有由一方向(Y)限定的切線運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B23Q39/02GK102574228SQ201080042359
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者維托·佩羅內(nèi), 阿特米奧·阿法蒂卡蒂 申請(qǐng)人:薩穆珀獨(dú)資股份有限公司