CN102164708A - 利用铣床加工物件的组件和方法 - Google Patents

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Abstract

用铣床加工物件(21)的组件和方法。相关物件(21)需要在不同的侧面以需要夹合的方式进行加工。提出将此耗时操作机械化。为此，另一夹钳(8)被附接到转换台或回转台(6)以利用部分被加工的侧面夹合部分已加工的物件(21)。夹钳(7)和夹钳(8)的相对位置被精确地定位并通过夹钳(7，8)关于彼此的线性移动将位于夹钳(7)中的物件(21)传送到夹钳(8)中。当然，附加的夹钳(8)可以在期望的位置准确地接收待加工物件而不造成其损伤。随后，在机械手的帮助下另一夹钳再次被放入铣床内以使得对物件的其它侧面进行进一步的铣削操作。

Description

利用铣床加工物件的组件和方法
本发明涉及组件，该组件包括加工装置、用于待加工物件的夹钳和用于将包住物件的夹钳移动至铣床或远离铣床的机械手。
现有技术中公知的是这种方法。通常不得不在大量不同的面上借助加工装置(例如车床、钻床或铣床)来加工物件。通常，夹钳不可能使这种物件固定在适合的位置而使该物件所有的侧面都能够在不同阶段被加工。相反地，由于在各个面的加工之间有明确的关系，所以当夹住物件以使某些面仍可被铣削就必须运用更高的精度。
对于较大系列的制造项目，需要采用高度自动化的流程将物件转换到各种位置。在现有技术中，较小系列(几个到上千个)的制造项目中可以由手工夹合执行，这种手工夹合是耗时的并且需要操作员具有高超的技能。由于劳动力成本的上涨以及获取人员难度的增加，因此日益突出的问题是对于如此简单操作的执行却需要很高的精度来实现。而且，加工装置变得越来越昂贵，因此尽可能地并且最好不断地保持这些操作就变得日益重要。
本发明的目的是提供使加工流程能够进一步自动化的组件，具体地是提供对物件铣削的组件，更具体地是使可能需要的任何夹合操作机械化的组件。
由于所述组件包括转换台，该传送台包括用于承担夹钳的第一承载体和用于承担夹钳的第二承载体，该第一承载体和第二承载体可以从相对位置朝着彼此移动，因此使用如上描述的组件可以实现本发明的目的。
根据本发明应用了传送台。传送台设置有用于承担第一夹钳的第一承载体，物件被夹在第一夹钳中分别进行第一组的加工和铣削。传送台还设置有用于抬起第二夹钳的第二承载体。第二夹钳具体用于在偏离第一位置的第二位置处接收物件，这样使物件附接在第一夹钳中。在第二位置可以对物件的其它侧面进行加工操作。在传送台上，附接在第一承载体上的第一夹钳和附接在第二承载体上的第二夹钳可以按照精确定义的路径向彼此移动以实现物件的传送。实际上，第二夹钳在打开位置处朝着部分已加工的物件移动。当物件被传送到正确位置后滑入第二夹钳中，使用第二夹钳将第二物件部分夹住。然后物件被第一夹钳稳稳地压入第二夹钳中并随后将物件完全夹住。之后第一夹钳打开。
通过对各个承载体相对彼此精确地定位，可以自动执行夹合而物件的位置仍被精确限定。随后，夹有物件的第二夹钳被放置在铣床中。由于精确地知道位于第二夹钳中的物件的位置，所以也可以知道物件相对于铣床的位置并且可以进行进一步的加工操作。
如果需要可以进行位置的自动纠正。
优选地，第一承载体和第二承载体相对彼此以线性的方式移动。夹钳的打开和闭合可以以任何可能的方式实现。各个夹钳可以以有利的方式与机械手的臂耦接，如果需要，可以连同托板一起与机械手的臂耦接。这种耦接可以提供用于打开夹钳和闭合夹钳的控制信号。也可以使用任何其它控制方法。
此外，上述传送台可以设置有扫描装置。其实，传送台不仅可以用于物件的传送和/或物件的夹合，而且还可以用于对尚未加工的物件在夹钳的初始放置。此外，确定物件通过适当的方式(如通过机械手)被置于夹钳中是非常重要的。可以通过应用扫描装置来确保物件通过适当的方式被置于夹钳中。
根据本发明的进一步的具体实施方式提供了用于已加工物件的卸装箱。这种卸装箱的具体方式为机械手(具有与其相连的第二夹钳)可以向上移动。通过打开夹钳，可以直接将物件放进卸装箱。这样免去了在现有技术中已知的附加操作，该附加操作包括借助安装在机械臂上的夹具将已加工物件夹紧并放置在卸装箱。这种使用夹具的附加操作存在损伤刚加工的物件的风险。但是，由于第二夹钳具体用于接收各个物件，因此不用担心出现这种损伤。
根据进一步有利的实施方式，设置有接收装置，待加工物件被进给至接收装置中。随后，按上述方式，夹具与将待加工物件按照上述方式移向第一夹钳以将其夹住的机械手相连。在这种情况下，由于仍需要进行加工操作，所以任何由夹具造成的对物件的轻微损伤都关系不大。但是，有可能物件预先被夹在第一夹钳，因此可不使用传送台。
优选地，存在单独的准备，例如提供联结器以将第一夹钳通过与其相连的承载体或托板直接与机械臂相连，并且将第一夹钳送入铣床。使用联结器可以使传送台的位置精确地对应于加工方向的位置。
如果应用夹具，能够使用现有技术中的任何夹具(例如伺服控制夹具)来准确地限定功率和距离。优选地，另一种可能就是使用万能工作夹具，其具有预先定义的设置以提供与物件的期望尺寸的粗略找正。此外，夹具可以具有用于分别夹住物件和松开物件的相对较小的开启路径和闭合路径。
不同的夹具可以用于不同的功能。例如，夹具可以用于夹持进给/卸载支持器、用于工件的夹具以及例如用于工具的夹具。这些夹具可以被安置在共用的存储库内。
本发明还涉及用于铣削加工物件的方法，该方法包括准备待加工物件；在第一夹钳中夹合；在铣床中放置所述第一夹钳；执行对所述物件的第一侧面的铣削操作，再次夹合所述物件并执行对所述物件的第二侧面的铣削操作，以及将所述已加工物件从所述夹钳中移除；其中所述再次夹合的步骤包括将所述物件从第一夹钳传送到第二夹钳以及将第二夹钳放置在所述铣床内；其中将所述物件从第一夹钳传送到第二夹钳的步骤包括为第一承载体提供所述第一夹钳，为第二承载体提供第二夹钳，所述承载体相对彼此位移；以及将所述物件从所述第一夹钳传送到所述第二夹钳。
本发明还可实现自动化，即使在相当小的系列中也可实现。换句话说，多个物件可以预先被放置在适合的位置处，并且可以不需要操作员的任何进一步的介入而进行各种所需的加工操作。此外，可以对装置编程，以使得如果发生故障时，另一组物件的操作可以继续，即，可以继续进行加工操作。这意味着如果发生故障，铣床不会自动关闭而是转做一些其它的工作。应用这种方式，可以将铣床以及相关***配置为完全自动地长期应用，由此减少成本和所需操作的数量。
现在下面将参考附图所示的铣床的示例性实施方式来阐明本发明，其中：
图1示出了根据本发明的组件的俯视示意图；
图2示出了根据本发明的传送台或回转台的立体图，其中，承载体彼此远离对方；
图3示出了根据图2中的回转台，其中，承载体相对彼此运动；以及
图4示出了用于本发明的夹具的示例性实施方式。
根据本发明所示的组件的整体由图1中的附图标记1表示。组件由铣床2和相互连结的一组工作台构成，这些工作台用于将物件供给至铣床或从铣床中移除，以及进行附加操作。设置有控制器14的机械手2执行将物件朝向铣床2的移动。各种可能的工作台的示例包括漂洗台或吹净(blow-cleaning)台26，例如在进行铣削操作后立刻将车加工的碎片和液滴移除。此外，可以设置用于短暂存放物件的停靠台27。
可以通过装载/卸载门5进给物件。在示出的物件中，待加工物件20可通过装载/卸载门5被进给并且被接收在托盘19上。如下文将讨论的，还可能夹持预先由托板所夹持的物件通过门28。
铣床2以需要再夹合的方式加工待加工物件20。换句话说，当简单地夹住物件20时，可能其某些侧面是无法接近的，因此需要将物件位移至不同的位置。
根据本发明，提供了回转台或传送台6。其细节在图2和3中示出。回转台或传送台包括框架23，框架23具有与其固定连接的第一承载体11和与其连接的可线性移动的第二承载体12。第二承载体12可以沿箭头13的方向分别靠近和远离第一承载体11。例如通过使用(伺服)主轴机制以获得驱动。承载体11上可以具有可控转台。
例如，承载体11和承载体12具体用于接收附接到托板9的第一夹钳7或第二夹钳8。使用托板9是因为其具有特殊的联结器10以连接到机械手14的臂。除了提供联结器，还提供连接件以通过机械手操作夹钳7和夹钳8的钳口(未示出)，更具体地说是用于控制该钳口。夹钳7和夹钳8的钳口优选地是规格产品(product-specific)，可以在有任何其它产品需要加工的情况下通过机械手互相交换。除此之外，相同的夹钳7和夹钳8也可以与改变了的钳口一起使用。
可移动的第二承载体12具有一个或更多的臂24，在臂的端部设置用于感知物件的激光器25。随着激光器25在部分已加工的物件21之上移动执行检验，以确认是否物件被放置在正确的位置以及是否在规定的尺寸范围内。
如图4所示提供了用于夹持物件的夹具15。还可以使用其它的夹具，例如用于使托盘移动或工具移动。在图1中用附图标记30表示工具夹具。每个夹具都设置有类似联结器10的连接装置，用于与机械手4连接，如上所述。此外，用于工件的夹具15可应用于宽的操作范围，因此设置了预设置的装置17，从而对特定产品的操作范围可以相对较小。用这种方法可以在宽的操作范围非常准确地夹持某些物件。
以上描述的装置工作如下：
如以上所述，通过装载门5进给待加工的物件20。这些物件优选地被安置在托盘19上。这时托盘夹具与机械手4啮合。托盘夹具被移进库(magazine)内并通过产品夹具15与机械手耦接，产品夹具将待加工物件夹起。因为各个物件将随后进行铣削操作，所以以上述方式出现任何损伤(刮伤等等)都没有关系。
待加工物件20被夹具放置在位于传送台的已开启的第一夹钳7中。物件通过机械手被稳稳地推进第一夹钳7中期望的位置。然后夹钳7完全闭合且夹具缩回。
接下来，第二承载体12向下移动，并使用激光器25确认待加工物件20是否被放置在正确的位置以及其是否具有正确的尺寸。如果正确，则在连接到机械臂4之后，夹钳7与相应的托板9一起朝着铣床2移动并且被放置在铣床2中。在此将进行第一铣削操作。随后，用附图标记21表示的部分已加工的物件与相应的夹钳7和平台9再次被机械手放置在第一承载体11上。与此同时，具有特殊钳口的第二夹钳8被放置在第二承载体12上。钳口的接收部分具体用于无损伤地接收加工物件21的从第一夹钳向上突起的部分。第二夹钳8的钳口处于开启状态。部分已加工的物件被夹钳8稳稳地适当地推进夹钳7中。
接下来，基于图2所示的位置，具有第二夹钳的第二承载体朝向第一承载体移动，如图3所示。当夹钳7和夹钳8准确地定位于彼此之上时，部分已加工物件21被传送。这是通过首先在夹钳7的部分闭合的钳口之间移动物件21而做到的。随后，该物件被紧紧地压入夹钳7的终点位置(final position)。然后夹钳7闭合，在此之后夹钳8打开。接下来，第二承载体移动地略微偏离第一承载体。
紧随其后，第二夹钳8与相应的平台9和联结器10可以被机械臂接管并再次被放置在铣床内。可以精确知道部分已加工的物件21的位置，即，还可以准确地限定物件在铣床内的位置。因此在此之后可以立刻进行进一步的铣削工作，最终加工成如22所指示的已加工物件。借助平台9，第二夹钳8可由机械臂从铣床中取出，并且被放置在卸装箱或托盘19上的期望的位置处。当夹钳8的钳口打开时，已加工物件直接落入如图1所示的托盘内。接下来，装满的托盘或卸载箱19移向装载/卸载门5的位置处，并且可移向存储的地方或卸载到存储的地方。
本领域技术人员阅读完以上说明书后可以知道可以有许多可选的实施方式。同样地，还可以应用各种工作台以完成附加的工作。这些可选的实施方式都落在附加的权利要求书的范围之内。

Claims (13)

1.一种组件(1)，包括加工装置(2)、夹钳(7，8)和机械手(4)，所述夹钳(7，8)用于待加工物件(21，22)，所述机械手(4)用于将夹持有物件的夹钳移动至所述铣床或远离所述铣床，其特征在于：所述组件包括传送台(6)，所述传送台包括第一承载体(11)和第二承载体(12)，所述第一承载体(11)用于接纳夹钳(7)，所述第二承载体(12)用于接纳夹钳(8)，所述第一承载体和第二承载体(11，12)能够从相对位置向彼此移动。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述第一承载体和所述第二承载体被设置在相对彼此的相对位置处，并且能够在线性方向(13)上相对彼此移动。
3.根据以上任一项权利要求所述的组件，其中，所述机械手(4)设置有控制器(14)，用于打开和关闭由所述机械手夹持的夹钳。
4.根据以上任一项权利要求所述的组件，其中，所述传送台(6)包括扫描装置(25)，用于确认被放置在所述承载体上的物件的形状和形态。
5.根据以上任一项权利要求所述的组件，包括卸载箱(19)，所述卸载箱(19)用于仅接收已加工的物件(22)，以使得具有夹钳的所述机械手(4)以及所述物件(22)能够在所述卸载箱上移动的方式设置所述卸载箱的位置。
6.根据以上任一项权利要求所述的组件，其中，所述库包括供给箱和夹具(15)，所述供给箱用于接收待加工的物件(20)，所述夹具(15)耦接到所述机械手(4)，以从所述供给箱夹取物件并且将所述物件放入夹钳(7)中。
7.根据权利要求6所述的组件，其中，所述夹具(15)设置有预设置装置(17)。
8.根据以上任一项权利要求所述的组件，其中，所述加工装置包括铣床(2)。
9.一种用于铣削加工物件的方法，包括：
准备待加工物件；
在第一夹钳(7)中夹合待加工物件；
在铣床(2)中放置所述第一夹钳(7)；
执行对所述物件(20，21)的第一侧面的铣削操作，再次夹合所述物件(20，21)并执行对所述物件(21，22)的第二侧面的铣削操作，以及将所述已加工的物件(22)从所述夹钳中移除；
其特征在于：
所述再次夹合的步骤包括将所述物件(21)从第一夹钳(7)传送到第二夹钳(8)以及将第二夹钳放置在所述铣床(2)内；
其中所述将所述物件(21)从第一夹钳(7)传送到第二夹钳(8)的步骤包括：
将所述第一夹钳提供给第一承载体(11)；
将所述第二夹钳(8)提供给第二承载体(12)；
所述第一承载体和第二承载体相对彼此位移；以及
将所述物件从所述第一夹钳(7)传送到所述第二夹钳。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一承载体和第二承载体相对彼此的位移包括垂直线性移动(13)。
11.根据权利要求9或10的任一项所述的方法，其中，在所述第二侧面(22)上已加工的物件由所述第二夹钳(8)移至卸载箱(22)之上，并且通过释放夹持动作使所述已加工的物件落入所述卸载箱内。
12.根据权利要求9至11的任一项所述的方法，其中，在所述铣床上加工所述物件(20，21)的其中一个侧面之后，利用所述铣床加工与所述物件(20，21)偏离的另一物件的侧面。
13.根据权利要求9至12的任一项所述的方法，其中，在第一夹钳(7)中放置所述待加工物件包括用机械夹具(15)将所述待加工物件从供给箱中夹出。
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