用于切削加工工件的装置

文档序号:788360 发布日期:2021-04-09 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 用于切削加工工件的装置 (Device for machining a workpiece ) 是由 M·科祖尔 M·费德 于 2019-08-27 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于切削加工工件的装置,优选设置用于应用在操作系统中,所述装置包括至少一个在装置壳体(2)中以能纵向移动的方式被引导的转动驱动单元(26),该转动驱动单元驱动切削刀具(100)旋转,并且所述装置包括进给驱动单元(32、60),该进给驱动单元使转动驱动单元(26)从后面的非加工位置向前面的加工位置运动以及从前面的加工位置向后面的非加工位置运动。(The invention relates to a device for machining workpieces, preferably provided for use in an operating system, comprising at least one rotary drive unit (26) which is guided in a longitudinally displaceable manner in a device housing (2) and which drives a cutting tool (100) in rotation, and comprising a feed drive unit (32, 60) which moves the rotary drive unit (26) from a rear non-machining position to a front machining position and from a front machining position to a rear non-machining position.)

用于切削加工工件的装置

技术领域

本发明涉及一种用于切削加工工件的装置,优选设置用于应用在操作系统中。尤其是,本发明涉及一种设置应用在工业机器人形式的操作系统中的加工装置,所述工业机器人在机器人臂的悬臂上具有程控的作业单元。

背景技术

在工业机器人的机器人臂上应用作业单元在工业生产中是现有技术并且与用于不同加工和操作任务的不同作业单元一起应用。例如,DE 10 2013 206 791 A1公开了在工业机器人的机器人臂的臂悬臂上有所谓机器人手形式的作业单元。

发明内容

从该现有技术出发,本发明所提出的目的在于,提供一种开头所述类型的装置,该装置能在结构方式简单并且紧凑的情况下与操作系统、如工业机器人相结合地特别有利地用于借助旋转刀具切削加工。

按照本发明,所述目的通过一种在其整体上具有权利要求1的特征的装置实现。

据此,本发明设置:至少一个在一个装置壳体中以能纵向移动的方式被引导的转动驱动单元,该转动驱动单元驱动切削刀具旋转;以及进给驱动单元,该进给驱动单元使转动驱动单元从后面的非加工位置向前面的加工位置运动以及从前面的加工位置向后面的非加工位置运动。通过在一个装置壳体中集合有用于旋转刀具(如钻头)的转动驱动装置以及用于进给运动的驱动装置,其中,该装置壳体同时形成用于转动驱动单元的纵向引导部,由此在一个结构单元中提供加工、如钻孔过程所需的所有功能单元。因此,按照本发明的装置能够作为自给自足工作的作业单元(这要求两个驱动单元以及进给引导部)特别有利地应用在操作系统、如工业机器人的机器人臂上。

在有利的实施例中,转动驱动单元具有马达壳体,该马达壳体经由引导装置在装置壳体中以能纵向移动的方式被引导,在所述马达壳体的面向进给驱动单元的侧面上与该进给驱动单元耦联并且至少在所述马达壳体的对置的另一侧面上被驱动轴贯穿,加工刀具能固定在所述驱动轴上。

有利地,所述进给驱动单元可具有控制腔,在该控制腔中控制活塞能克服蓄能器的力从非加工位置气动地向加工位置移动地被引导并且固定在进给单元的控制杆上,该控制杆以其自由端部作用在转动驱动单元的马达壳体上。

所述转动驱动单元可具有气动马达,该气动马达经由控制杆被供应其运行介质空气。将两个驱动装置设计成气动驱动装置开启了有利的使装置的整个能量供给通过唯一一个供给单元、如压缩空气源实现的可能性。

有利地可这样做出设置,即,在所述控制腔中存在缓冲装置,这些缓冲装置用于控制活塞在其终端位置中挡靠。由此也可为刀具进给实现终端止挡,如限制有关钻孔刀具的钻孔深度。

在有利的实施例中,所述控制杆以其另外的自由端部从装置壳体伸出并且贴靠到减振装置上,该减振装置优选在两个相反的移动方向上作用在控制杆上。

为了与加工任务匹配地控制进给运动,所述控制杆的从装置壳体伸出的另外的自由端部的位置可借助传感器装置监控。在这里,可有利地借助一个或多个接近开关设置感应式传感器装置。

与此相关地可有利地做出这样的设置,即,所述控制杆的伸出的另外的自由端部与控制板连接,减振装置作用在该控制板上,并且所述控制板的终端位置中的至少一个终端位置借助传感器装置监控。

在特别有利的实施例中,所述控制杆为了引导气动马达的气动介质而构造成中空的并且经由横向连接部永久连接在装置壳体中的环形腔上,该环形腔又连接在装置壳体中的压缩空气供给管路上,并且所述环形腔的结构长度在控制杆的每个移动位置中至少部分地允许与横向连接部重合。通过控制杆除了进给和引导功能之外还这样承担气动马达的压力供给,装置壳体能以特别紧凑的结构方式构成。

在所述驱动轴的自由端部上可设置有钻夹头,该钻夹头用于接纳作为切削刀具的钻头。

所述钻头可在其自由端部处穿过引导装置,该引导装置在钻夹头的外周旁引导经过,在该引导装置的自由端部上具有定心辅助器,该定心辅助器用于将装置安置在工件上、优选以金属板或其它金属板裁料的形式。引导装置可构成为一种钻套筒,该钻套筒在前面的出口端具有锥形的缩小部,通过该缩小部在用压紧力将装置安置在有关的金属板件上时形成轻微的压入,该压入有助于在工件上固定钻中心。但在需要的情况下也不需要设置对中并且引导装置便保持与要钻孔的工件间隔开距离并且最终用于在钻孔时引导钻孔刀具。

附图说明

下面依据在附图中示出的实施例详细阐述本发明。

图中:

图1示出按照本发明的装置的实施例的透视的斜视图;

图2示出按照本发明的装置的实施例的纵剖视图;

图3示出所述实施例的具有进给驱动单元的壳体区段的截取的并且以中央竖直平面剖开绘制的透视的斜视图;和

图4示出所述实施例的简化的功能草图。

具体实施方式

如从图1中最清楚地看出的,按照本发明的装置的在图中示出的实施例具有一个整体以2标出的装置壳体,该装置壳体具有带有矩形横截面的壳体主要部分4,在该壳体主要部分上连接壳体附接件6,该壳体附接件在台阶8处过渡成带有正方形横截面的具有减小的轮廓的壳体延续部10。在壳体延续部10上安装有壳体前部件12,该壳体前部件具有与正方形的壳体延续部10相同的轮廓,然而在其朝向延续部10的外壁区域内具有壁凹陷部14,这些壁凹陷部形成用于固定螺钉16的空闲空间,壳体前部件12利用这些固定螺钉用法兰连接在壳体延续部10上。在壳体前部件12的自由的前端部上又连接引导装置18,该引导装置借助固定螺钉20用法兰连接在壳体前部件12上。

如图2和3所示,壳体前部件12和连接的壳体延续部10以它们圆柱形的与装置纵轴线22同中心的内腔形成用于气动马达的马达壳体26的纵向引导部24。该气动马达的在壳体前部件12的端部处从马达壳体26伸出的驱动轴28(见图2)与钻夹头30连接,在该钻夹头中以常见的方式能夹紧旋转刀具、如钻头100。马达壳体26的在纵向引导部24之内延伸直到壳体延续部10的区域内的另一端部与控制杆32固定连接,该控制杆以与轴线22同轴的方式延伸穿过壳体附接件6和壳体主要部分4并且向外伸出超过在图2和3中位于右侧的壳体端部34。控制杆32是位于壳体主要部分4之内的气动进给驱动单元的组成部分,并且同时形成用于给位于马达壳体26中的气动马达供给压缩空气的管路区段。

为此目的,控制杆32具有与轴线22同轴的内供给通道36,该内供给通道的在图2和3中位于左侧的端部与马达壳体26的压缩空气进口38连接。为了向控制杆32的通道36供应压缩空气,在壳体主要部分4中形成有朝向壳体上侧延伸的供给管路40,该供给管路经由位于壳体上侧的压缩空气接口42被供给。供给管路40的内端部通入环形室44中,该环形室如图3所示在位于密封元件46和48之间的区域内包围控制杆32。在通道36的内端部上,该通道经由横向孔50而与环形室44连接。环形室44的轴向长度这样选择,使得不仅在图中所示的非加工位置时、而且在已进给的加工位置时横向孔50都与环形室44重合并且由此在这些位置时也能给气动马达从进给管路40经由通道36供给压缩空气。如图3最清楚地所示,控制杆32在与马达壳体26的连接区域内具有钟形的扩展部,该扩展部为从气动马达回流的空气流形成流出室52,回流的空气从该流出室经由流出通道(在图3中只能看到其中一个流出通道)到达消声器58,这些消声器在壳体上侧形成空气出口。

同样被气动操纵的并且其进给力经由控制杆32传递到马达壳体26上的进给驱动单元具有控制腔60,控制活塞62在该控制腔内被引导。控制腔60在壳体主要部分4中由与轴线22同轴的位于壳体主要部分4中的圆柱体形成,该圆柱体的朝向壳体延续部6的敞开端部由壳体延续部6封闭,该壳体延续部以突出的凸缘64延伸到圆柱体的内部中,其中,密封圈66形成密封。另外的密封圈70和72分别在控制杆32与壳体延续部6之间和在控制杆32与马达壳体26上的压缩空气进口38之间形成密封,见图3。控制活塞62为了将进给力传递到控制杆32上而贴靠在位于控制杆32外周上的台阶74上,位于控制杆32的外螺纹上的螺母76使活塞62保持与台阶74贴靠(图3)。

如仅在图2和4中可见,为了气动操纵控制活塞62而形成有在壳体主要部分4中延伸的供给通道78,该供给通道能被位于壳体上侧上的另一压缩空气接头80供给,以便向压力腔82供应压缩空气,该压力腔由内径减小的连接在控制腔60上的圆筒形成。在控制活塞62的与压力腔82对置的活塞侧上支撑压缩弹簧84,该压缩弹簧的另一端部贴靠在形成控制腔60封闭部的壳体附接件6上。进给驱动单元通过设置在控制腔60中的缓冲装置而完备,控制活塞62在其工作运动的终端位置中挡靠在所述缓冲装置上。缓冲装置由各一个环形体86形成,这些环形体分别贴靠在控制腔60的端部之一上。为了在控制活塞62的与压力腔82相反的活塞侧上给控制腔60充气,设有节流止回阀88,压力弹簧84位于所述控制活塞中,所述节流止回阀经由充气通道91(图4)而与控制腔60的背离压力腔82的部分连接。

控制杆32的从壳体主要部分4的端部34引导出来的端部与控制板90连接,该控制板是用于监控控制杆36的轴向位置的传感器装置的一部分。传感器装置具有至少一个接近开关92,该接近开关以离壳体端部34间隔开限定距离的方式固定在支架94上。图2和3与此相关地示出仅仅一个接近开关92的布置结构,而在图4中示出两个接近开关92的布置结构。经由插塞连接器95,相应的接近开关92与所述装置的电子控制器连接。控制板90利用在与相应接近开关92相反的侧面从控制杆32伸出的板部分也为至少一个减振器96形成支架,所述减振器以其活塞杆98贴靠在壳体主要部分4上并且在控制杆32上沿两个移动方向起减振作用。也存在设置两个减振器的可能性,这两个减振器中的一个减振器在移出时起减振作用,而另一个减振器在移入时起减振作用。

在附图中所示的实施例设计成用于夹紧在钻削头30中的钻头100形式的刀具。在实施钻孔过程时,引导装置18具有钻套筒102形式的定心辅助器,该钻套筒由引导装置18的两个保持弓架104以与纵轴线22同轴的方式带有间距地保持在钻夹头30前面。各保持弓架104彼此相反地离钻夹头30带有间距地相对于套筒102向前引导。套筒102在自由端部处通过端部锥体106变细。为了实施钻孔过程,所述装置被所涉及的操作系统向待钻孔的工件、如金属板带有能预定的间距地引导。

当通过经由接头42供应压缩空气而使气动马达运行时,钻头100的进给通过在控制活塞62处给压力腔82供给压缩空气而实现,进给运动在借助传感器装置监控的情况下进行。控制活塞62通过其贴靠在控制杆36的台阶64上而带动该控制杆并且促使马达壳体26在纵向引导部24中连同钻夹头30一起进给运动,在所述控制活塞运动时,控制活塞62克服压缩弹簧84的复位力运动。在这里,控制腔60的包含压缩弹簧84的空间经由节流止回阀88被排气。在实施钻孔过程并且结束经由接头42和80的压缩空气供给之后,压缩弹簧84在气动马达现在静止的情况下使不再被加载压力的控制活塞62重新复位,使得钻削头30和马达壳体26随着控制杆32重新逆着进给方向返回移动。但除了控制活塞62被弹簧加载而复位之外,也存在替代地或附加地借助气动压力实施复位的可能性。在这里,经由节流止回阀88对控制腔60的包含压缩弹簧84的空间进行节流的充气。在压缩空气经由流出通道56流出时气动马达运行的情况下,消声器58减小钻孔过程的运行噪声。

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