CN105228798A - 具有模块化结构的主动进给工具 - Google Patents

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Abstract

主动进给工具包括配置为由马达驱动的多个齿轮头。这些齿轮头还包括气动歧管，用于为输入/输出信号加入在附加部件上提供通路，这些附加部件包括附加的空气逻辑功能部件。齿轮头包括第一和第二接口位置。每个接口配置为接收用于给齿轮头供应能量的马达或用于给该工具提供附加的功能的附加部件。

Description

具有模块化结构的主动进给工具
相关申请
本申请要求了2013年2月26日提交的题目为“FeedDrill”的美国申请No.61/769,736和2013年5月14日提交的题目为“FeedDrill”的美国申请No.61/822,959的优先权。
背景技术
主动进给工具例如但不限于进给钻机和螺丝刀公知用于在由钢、铝、钛和复合材料等物质形成的工件上进行操作。主动进给工具包括将钻头送入到工件中的工具进给机构。用于主动进给工具的普通应用在其它申请中包括在飞机的各个部分中钻孔。
主动进给工具通常包括气动、液压、或电动马达，用来驱动在齿轮头中的齿轮以使得主轴运动。这些工具还包括空气逻辑***，用来控制各种不同的控制功能、例如马达启动、工具前进、工具后退和马达停机。空气逻辑***在包括有气动活塞的工具中尤为普遍。用于空气逻辑***的空气可以由压缩机或储气罐例如储气筒提供。
在设计工具时，期望将把手/按钮如此设置，从而使得它们方便操作人员接触和使用。但是由于工具夹具定位和操作人员喜好的不同，难以提供普遍可接受的解决方案。在标准的功能部件和按钮不满足要求时一般要求提供定制的解决方案。为了适应对于针对不同用途具有不同的结构和控件的工具的需求，工具可以配置为安装附加部件，这些附加部件需要额外的空气逻辑***来操作。示例包括但不限于具有用于马达控制、用于安装在加工板或工件上的气动操作夹紧装置、计数器和润滑器的多个工具操作开关的手柄。
现有的工具设计在适应以不同结构安装多个部件的需求以及采用工具空气逻辑***的需求方面是有问题的。访问工具空气逻辑***往往是困难的，并且由于附加部件通常导致工具笨重。现有的工具没有配备成方便附加部件的操作，和/或过程是困难的且耗时的。
发明内容
本申请通过给标准歧管接口提供用于附加逻辑功能的必要信号来改进附加部件(addoncomponent)例如安装件和附件的能力。歧管可以密封在标准工具上，但是可以用于增加附加部件。歧管可以包括一个或多个端口以控制一个或多个工具结构。这些特征可以包括但不限于给外部阀门供应空气、一个或多个安全联锁装置、远程启动、远程后退、工具循环完成、工具运行以及正在后退的工具。
一个实施方案涉及用于主动进给工具的齿轮头，构成为与马达和附加部件接合。所述齿轮头包括：主轴，具有细长形状并且配置为沿着进给路径在前进和后退方向上运动；多个齿轮，配置为受到驱动以使得所述主轴转动并且使得所述主轴沿着所述进给路径运动；空气歧管；以及第一和第二歧管接口，每个都与所述空气歧管连通，并且包括共同数量和布置的端口以接收马达或附加部件。
所述第一歧管接口与所述第二歧管接口垂直对准。
所述齿轮头还包括与所述第一和第二歧管接口中的每一个间隔开的单独输入装置，用来接收来自外部源的空气，所述输入装置与所述空气歧管连通。
所述多个齿轮根据通过所述第一和第二歧管接口中的一个接收到的信号操作。
所述齿轮头可以包括逻辑部件以控制马达启动、主轴前进、主轴后退和马达停机。
所述第一和第二歧管接口可以配置为接收信号以操作气动夹具。
所述第一和第二歧管接口可以配置为接收信号以启动计数器。
所述第一和第二歧管接口可以配置为接收信号以操作气动夹具。
另一个实施方案涉及一种操作主动进给工具的方法。该方法包括：使得包括有第一端口布置的马达的马达接口与在包括第二端口布置的所述齿轮头上的第一歧管接口对准，并且在所述第一歧管接口处将所述马达安装在所述齿轮头上；使得包括有第三端口布置的部件的部件接口与在包括第四端口布置的所述齿轮头上的第二歧管接口对准，并且在所述第二歧管接口处将所述部件安装在所述齿轮头上。所述第一、第二、第三和第四端口布置中的每一个包括相同数量的端口和相同布局的端口。该方法还包括启动所述马达并且沿着进给路径驱动在所述齿轮头中的主轴。该方法包括启动在所述部件上的输入装置并且控制所述主轴。
该方法还可以包括从所述齿轮头中将所述马达和所述部件中的每一个卸下，并且随后使得所述马达接口的第一端口布置与在所述齿轮头上的所述第二歧管接口对准，并且在所述第二歧管接口处将所述马达安装在所述齿轮头上。
该方法还可以还包括从所述齿轮头中将所述马达和所述部件中的每一个卸下，并且随后使得所述部件接口的第三端口布置与在所述齿轮头上的所述第一歧管接口对准，并且在所述第一歧管接口处将所述部件安装在所述齿轮头上。
该方法还可以包括在所述马达以垂直于所述部件的角度定位的情况下将所述马达和所述部件安装在所述齿轮头上。
该方法还可以包括通过存储在齿轮头中的共同接口中的空气给所述马达和所述部件提供空气信号。
该方法还可以包括从所述齿轮头中将所述马达和所述部件中的一个拆除并且在所暴露出的歧管接口上安装盖。
各个实施方案的各个方面可以根据需要单独或组合使用。
附图说明
图1为具有第一和第二歧管接口以接收马达和一个部件的齿轮头的示意性分解视图。
图2为直角工具的透视图。
图3为直线工具的透视图。
图4为齿轮头的侧剖视图。
图5为处于向前进给操作中的齿轮头的侧剖视图。
图6为处于后退操作中的齿轮头的侧剖视图。
图7为具有形成极限离合器(thresholdclutch)的一部分的斜面的差速驱动齿轮(differentialdrivegear)的顶视图。
图7A为图7的其中两个斜面的侧视图。
图8为形成在差速驱动齿轮和差速进给齿轮(differentialfeedgear)之间的极限离合器的侧透视图。
图9A为在工具处于向前进给操作中的情况下在入口上处于第一位置中的活塞的侧剖视图。
图9B为在工具处于后退操作中的情况下在与入口间隔开的第二位置中的活塞的侧剖视图。
图10为包括每个都安装在齿轮头上的部件和马达的工具结构的透视图。
图11为包括每个都安装在齿轮头上的部件和马达的工具结构的透视图。
图12为包括每个都安装在齿轮头上的部件和马达的工具结构的透视图。
图13为齿轮头的示意性回路图。
图14为配置为安装在图13的齿轮头上的马达的示意图。
图15为配置为安装在图14的齿轮头和马达上的第一部件的示意图。
图16为配置为安装在图14的齿轮头和马达上的第二部件的示意图。
具体实施方式
本申请涉及具有齿轮头的主动进给工具，这些齿轮头包括气动歧管，用于为输入/输出信号施加在附加部件上提供通路,附加部件包括附加空气逻辑功能部件。齿轮头包括第一和第二接口位置。每个接口配置为接收用于给齿轮头供应能量的马达或用于给工具提供附加功能的附加部件。
图1示意性地显示出工具10的一个或多个实施方案，它包括齿轮头14、通过空气源15供应能量的空气马达12以及一个或多个附加部件60。齿轮头14包括与第一和第二歧管接口51、52连通的共同空气歧管50。每个歧管接口51、52包括用于安装马达12或多个部件60之一的共同端口53布置。这些端口53使得空气能够通过马达12提供给歧管50。这些端口53还提供了一系列输入/输出信号，它们可以用来操作这些部件60。该机构使得整个工具10具有可调节性以满足操作需求。
在包括空气马达12的一个或多个实施方案中，空气源15提供了气源。在没有采用空气马达12(例如液压马达12、电动机12)的一个或多个实施方案中，马达12配置为通过空气源15提供空气。
图2和3建立在该结构基础上。图2包括直角式工具，其马达12与齿轮头14的主轴30的轴线垂直排列。马达12与第二歧管52连接，并且第一歧管51可用于容纳多个部件60之一(在图2中未示出)。图3包括直列式工具10，其马达12与主轴30的轴线对准。在该结构中的马达12与歧管51连接，并且另一个歧管52可以用于加入部件60(在图3中未示出)。
在各个实施方案中，歧管接口51、52中的一个可以通过附加部件60而保持未使用。在这些情况下，未使用的歧管51、52可以由盖54密封。
齿轮头14包括由马达12驱动的多个齿轮。这些齿轮用来转动使得主轴30在前进方向A和后退方向R上沿着进给路径轴向运动。马达12和齿轮头14配置为给这些齿轮提供力以操作主轴30。
图4显示出与马达12(在图4中未示出)分开的直角式进给齿轮头14的示意性侧视图。齿轮头14包括由马达12驱动的输入轴20。采用一组伞齿轮22来给输入齿轮21提供转动。齿轮78与输入齿轮21连接，并且与差速装置(differentialunit)49可操作地连接，该差速装置反过来驱动包括主轴30的主轴装置39。对于直列式工具采用类似的结构，其输入齿轮21由马达12直接驱动。对于直角式齿轮头14和直列式齿轮头14而言，主轴装置39和差速装置49基本上是相同的。
如图5和6所示，差速装置49通过马达12被供应能量，与主轴装置39接合并且驱动该主轴装置。主轴装置39包括主轴30、主轴驱动齿轮31和主轴进给齿轮32中的一个或多个。差速装置49包括差速驱动齿轮41、差速进给齿轮42和进给轴40中的一个或多个。这些装置39、49通常与平行于进给轴40的主轴30对准。
主轴30为细长构件，它包括用于与驱动齿轮31接合的一个或多个狭槽和用于与进给齿轮32接合的螺纹。主轴30的远端配置为接收用于在工件上进行操作的刀头。可以在主轴30上安装一个或多个止动件以控制主轴30在前进和后退方向上的轴向运动范围。这些止动件81安装在主轴30上并且与主轴30一起轴向运动。在一个或多个实施方案中，止动件81为拧入到主轴30上的轴环(collars)。止动件81从主轴30径向向外延伸，并且其尺寸设定为接触相应的接触构件82以防止主轴30的额外轴向运动。为了防止损坏，接触构件82中的一个或两个可以包括在主轴30不再能够被向前驱动的位置处的轴承。
在如图5和6所示的一个实施方案中，主轴30包括两个止动件81。第一止动件81沿着主轴30的近端部分设置以控制在向前方向上的运动范围。止动件81在齿轮头14的顶部处抵靠着接触构件82以防止在向前方向上的附加轴向运动。第二止动件81沿着主轴30的远端部分设置以控制反向运动范围。该止动件81在齿轮头14的下部处抵靠着接触构件82。
驱动齿轮31和进给齿轮32每个都包括具有用于容纳主轴30的中央开口的环形形状。主轴进给齿轮32包括内螺纹，内螺纹拧入到沿着主轴30的长度延伸的外螺纹上。因此，在主轴进给齿轮32相对于主轴30转动时，主轴30将通过主轴进给齿轮32在向前方向上进给。在一个或多个实施方案中，主轴30的外螺纹为左手螺纹。主轴30还包括沿着其长度延伸的狭槽。主轴驱动齿轮31包括内部凸键或外花键(internalmalesplines)，它们与在主轴30上的驱动凹槽接合。因此，在主轴驱动齿轮31转动时，主轴30也转动。多个齿围绕着每个齿轮31、32的外周延伸以与在差速装置49的齿轮中的相应齿接合。偏压构件38设置成将主轴进给齿轮32朝着主轴驱动齿轮31推压。
在差速装置49中，驱动齿轮41和进给齿轮42中的每一个围绕着进给轴40延伸，并且包括围绕着其周边的多个齿以分别与主轴装置39的相应齿轮31、32接合。差速进给齿轮42安装在进给轴40上，并且与进给轴40一起轴向运动。差速驱动齿轮41围绕着进给轴40延伸，但是不会与进给轴40一起轴向运动(即，进给轴40滑动穿过在差速驱动齿轮41中的中央开口)。
活塞43安装在进给轴40上，并且与进给轴40一起轴向运动。活塞43设置在缸体44的内部，并且其尺寸设置成延伸越过缸体44。入口45设置在缸体44的底部处。入口45其尺寸设定为其面积小于缸体44的横截面尺寸。偏压构件46在活塞43和差速驱动齿轮41之间沿着进给轴40延伸。偏压构件46将活塞43朝着入口45偏压。
差速驱动齿轮41通过马达12驱动。差速驱动齿轮41与驱动齿轮31接合，该驱动齿轮与主轴30可操作地连接，由此给主轴30提供转动。差速驱动齿轮41还与差速进给齿轮42可操作地连接并且使差速进给齿轮42转动。差速进给齿轮42与拧入到主轴30上的主轴进给齿轮32接合。进给齿轮32、42使得主轴30根据在驱动齿轮41/驱动齿轮31和进给齿轮42/进给齿轮32之间的比例以进给的速度和方向在前进和后退方向上运动。在一个或多个实施方案中，在主轴30上的螺纹为左旋，从而在前进方向上的进给通过使得主轴进给齿轮32比主轴驱动齿轮31转动更快来实现。
为了使得主轴30沿着后退方向运动，使得差速进给齿轮42与差速驱动齿轮41脱离。由于差速进给齿轮42不会以其它方式驱动，所以差速进给齿轮42变得不动。因为进给齿轮32通过进给齿轮42驱动，所以主轴进给齿轮32也变得不动。在主轴30仍然由主轴驱动齿轮31驱动(通过差速驱动齿轮41)的情况下，使得主轴30由于沿着主轴30的长度的、接合在目前不动的主轴进给齿轮32中的螺纹而后退。
该工具10可以包括各种使得差速进给齿轮42与差速驱动齿轮41脱离的方式。脱离包括使得差速进给齿轮42和差速驱动齿轮41轴向运动分开。这可以包括在差速进给齿轮42和差速驱动齿轮41之间的扭矩过载离合器70、使得差速进给齿轮42运动的机械提升环75以及两级活塞43。在一个或多个实施方案中，工具10包括这些方面中的每一个。其它实施方案包括只有这些方面中的一个方面的进给工具10。还有其它实施方案可以包括具有这些方面中的两个方面或多个方面的进给工具10。在一个具体实施方案中，工具10包括提升环75和二级活塞43。在另一个具体实施方案中，该工具10包括扭矩过载离合器70和二级活塞43。
扭矩过载离合器70为使得工具10在向前和向后操作之间切换的一种方式。离合器70包括在差速驱动齿轮41和差速进给齿轮42的接触面上的配合斜面85。这些斜面85配合在一起以便驱动齿轮41使得进给齿轮42转动。偏压构件46的力保持在位于相对的齿轮41、42上的斜面85之间的接合。
图7显示出包括圆形横截面形状的差速驱动齿轮41的顶视图。中央开口86其尺寸设定为接收进给轴40。面向差速进给齿轮42的轴向面84包括多个斜面85，每个斜面包括如在图7A中最清楚显示出的倾斜凸轮面87。这些凸轮面87与轴向面84成角度α对准。角度α可以根据必要接合程度而改变。在一个或多个实施方案中，这些斜面85完全围绕着中央开口86延伸。其它实施方案可以包括不同数量和结构的斜面85。差速进给齿轮42包括与配合在一起的相应斜面85类似的结构。在相对的齿轮42、41上的斜面85可以包括相同或不同的角度α。
图8显示出例如在工具10正在沿着前进方向操作时配合在一起的差速驱动齿轮41和进给齿轮42。相对的斜面85的凸轮面87接触在一起以便驱动齿轮41使得进给齿轮42转动。驱动齿轮41沿着周边还包括齿轮齿97，它们与在主轴驱动齿轮31上的相应齿啮合。同样，进给齿轮42包括与在主轴进给齿轮32上的齿啮合的周边齿轮齿83。斜面85至少通过由偏压构件46施加在齿轮41、42上的偏压力保持接触。在不能驱动差速进给齿轮42的情况下，则两个齿轮41、42将沿着差速进给轴40的轴线分开。用于过载以产生分离的力矩大小为由偏压构件46施加的力和凸轮面87的角度α的函数。
在工具10如图5所示正在沿着向前方向操作时，差速进给齿轮42通过离合器70与差速驱动齿轮41连接，该离合器包括通过偏压构件46的偏压力保持接触的配合斜面85。主轴进给齿轮32相对于主轴驱动齿轮31以不同的速度转动，因此使得主轴30前进。在主轴30沿着前进方向的运动范围，通过接触抵靠在接触构件82上的上部(upper)深度止动件81来阻止主轴30的额外运动。在深度止动件81和接触构件82之间的接触位置处，针对主轴进给齿轮32的驱动仍然从差速进给齿轮42开始(通过差速驱动齿轮41)。由于主轴30被阻止轴向向前运动，但是仍然通过主轴驱动齿轮31转动，所以拧入到主轴30上的主轴进给齿轮32沿着主轴30轴向向后运动。该运动使得主轴进给齿轮32克服偏压构件37运动。该结构开发用于“推力过载”，并且对于用于锥形扩孔(countersinking)的工具而言尤其有利，其中在主轴行程的最后处的停留时期较短对于实现精确的锥形扩孔深度并且在锥形扩孔形状上保持光洁的平整度而言非常有利。
在一个或多个实施方案中，偏压构件37包括一个或多个Bellevile垫圈、波形弹簧、磁体和压缩弹簧。构件37具有与齿轮头14的推力等级(thrustrating)大致相等的预载荷。主轴进给齿轮32沿着主轴30的向后运动使得齿轮32克服偏压构件37运动。这导致差速进给齿轮42需要额外的力矩来使得主轴进给齿轮32转动。该额外的力矩又需要由差速驱动齿轮41提供额外的力矩。在差速驱动齿轮41和进给齿轮42之间所需的额外力矩使得凸轮面87压靠着彼此滑动，并且使得齿轮41、42轴向分开并且脱离。该脱离使得差速进给齿轮42以及因此主轴进给齿轮32每个都变得不动。通过固定的进给齿轮32使得主轴30转动导致主轴30开始沿着后退的方向运动。
在另一个实施方案中，或者与离合器70结合，主轴进给齿轮32包括提升环75。如图5和6所示，提升环75在差速进给齿轮42下面径向向外延伸到主轴进给齿轮32的齿之外。在主轴30正在沿着向前的方向运动时，提升环75在差速进给齿轮42的底部轴向面下方延伸。在行程或推力过载情况的最后，主轴进给齿轮32如上所述一样向后运动。在主轴进给齿轮32沿着主轴30轴向运动时，提升环75作用在差速进给齿轮42上，并且使得齿轮42运动离开差速驱动齿轮41。
在一个或多个实施方案中，提升环75可以安装在主轴进给齿轮32上。提升环75和进给齿轮32可以形成为一体，例如在一起模制成单个整体结构。提升环75也可以通过一个或多个机械紧固件和/或粘接剂安装在进给齿轮32的底侧上。提升环75也可以为单独的元件，它通过偏压弹簧38保持接触压靠在进给齿轮32的底侧上。
在一个或多个实施方案中，扭矩离合器70和/或提升环75使得差速进给齿轮42轴向运动一定量以与差速驱动齿轮41脱离。活塞43还可以配置为使得差速进给齿轮42进行额外的轴向运动。活塞43、进给轴40和差速进给齿轮42连接在一起以作为一个整体轴向运动。如图9A和9B所示，活塞43设置在缸体44中，该缸体包括外壁62和底壁63。缸体44的横截面形状如此与活塞43配合，使得活塞43在缸体44上延伸，并且活塞43能够在缸体44内轴向运动。底壁63包括入口45，它使得所导入的空气作用在活塞43的表面积A1上，该表面积小于缸体44的面积。来自空气逻辑***的空气沿着箭头Q的方向运动到入口45中。
在工具10正在如图9A所示一样沿着向前的方向操作时，活塞43设置在底壁63处，并且在入口45上方延伸。因此，空气仅作用在活塞43的等于通过入口45暴露出的表面积A1的部分上。偏压构件46在活塞43上向下挤压的力大于由空气施加在活塞43上的更小表面积A1上的力。因此，活塞43(以及所安装的进给轴40和差速进给齿轮42)保持在相同的轴向位置中。
一旦通过提升环75和/或极限离合器70启动差速进给齿轮42的运动，则活塞43由于它通过差速进给轴40与差速进给齿轮42连接所以也在缸体44中轴向运动离开底壁63。活塞43的底部远离入口45，因此使得空气能够作用在活塞43的较大表面积A2上。这导致通过空气提供更大的力。所述更大的力克服了偏压构件46，并且使得活塞43轴向运动并且因此也使得差速进给齿轮42运动到与保持机构接触。使用空气使得活塞43运动大大降低了使得差速进给齿轮42从向前位置向后退位置移动的时间。这也大大降低了卡住的可能性。
回到齿轮头14的结构，齿轮头14在各个实施方案中基本上是相同的以适应马达12和部件60的各种定位。歧管接口51、52每个都从共同歧管50导出，并且每个都包括共同的结构。这使得很容易访问输入/输出信号以便给空气逻辑***增加额外的回路功能。另外，每个歧管接口51、52包括具有一个或多个安装结构的安装表面以将部件60物理固定在齿轮头14上。齿轮头14可以包括一个或多个开口以接收用来安装部件60的紧固件。其它安装结构可以包括立柱和插座，它们对应于在这些部件60上的安装结构。
各个不同的部件60可以设计成加在齿轮头14上。图10显示出构成有部件60的直列式工具10，该部件具有两个把手62，它们通常用于垂直取向用途。该部件60包括安装在第二歧管接口52处的附加逻辑歧管接口63。在该结构中，马达12安装在位于齿轮头14上的第一歧管接口51处。
图11包括成直列式结构的工具10，它具有安装在第二歧管接口52处的***式手柄结构。该部件60包括具有一对输入装置61和歧管接口63的***式手柄62。该结构通常用于水平用途。
图12显示出直角式结构的工具10，其具有安装在歧管51上的用于人机工程学使用的附加手柄部件60。这可以根据可用的接口逻辑输入装置和输出装置而配置成用于许多选项。该部件60包括安装在齿轮头14的第一歧管接口51处的歧管接口63。
各个部件60每个都包括一个或多个控制输入部件61以控制工具10的一个或多个结构。这些结构可以包括但不限于工具启动/停止装置、将工具10夹紧在工件上的结构或固定件、安全联锁装置和主轴30的手动后退装置。控制输入装置61可以包括由操作人员启动的各种机械开关、操纵杆、按钮等。在一个或多个实施方案中，操作人员按压或挤压输入装置61以启动该结构，并且松开输入装置61以停止该结构。输入装置61可以配置为保持在启动位置中，直到操作人员施加第二力。
歧管接口51、52可以包括各种不同的输入/输出信号，它们能够用于各种附加部件60。在一个或多个实施方案中，在歧管51、52上提供的输入/输出功能包括但不限于：
RR/LO输入/输出-用于给处于后退中的工具发信号的远程后退输入/输出(RR-远程后退/LO-去掉润滑(LubeOff))
CC输出－能够用于指示工具已经完成工作循环的输出(CC－工作循环完成)
主空气输出-可以用于操作夹具和/或提供空气以便加在阀门和开关上的入口压力空气的输出
SS输入－用来在工具上提供标准启动按钮的空气输入，能够用于安全联锁(SS-启动供应)
S1输出－输出表示在工具上提供的启动按钮已经受到按压的空气信号，可以用于安全互锁
S2输入－输入用于启动工具的信号
MR输出－输出表示工具正在运行工作循环/处于该工作循环中的信号－可以用于安全互锁随着夹具启动运行的工具(MR－马达运行)
一个或多个实施方案可以包括歧管接口51、52，它们包括用于这些信号中的每一个的端口。一个或多个其它实施方案包括具有用于更少数量的这些信号的更少端口的歧管接口51、52。一个或多个实施方案包括多个歧管接口，它们包括用于下面信号的端口：CC、SS、S1、S2和MR。
通过在歧管51、52上可得到这些输入/输出信号，使之更容易为部件60增加额外的空气逻辑功能。这些部件60每个都包括歧管接口63，它们安装在适用的歧管51或52上，并且构成为与这些输入/输出功能对应。
图13显示出用于齿轮头14的空气回路的一个或多个实施方案。齿轮头14包括如上所述各种用于驱动主轴30的齿轮。齿轮头14还包括两个歧管接口51、52，每个都构成为接收马达12或部件60。在一个或多个实施方案中，每个歧管接口51、52包括用于端口的相同数量和位置。这为工具10适应特定操作提供可调节性。这些接口51、52包括用于必要的输入/输出信号发送的各种端口。在一个或多个实施方案中，在歧管接口51、52上设有额外的端口用于夹紧和松开夹紧功能。
图14包括连接在歧管接口52处的马达12。该马达12包括配置为对准歧管接口52并且与歧管接口52接合以提供各种信号发送和气流的相应接口17。在该实施方案中，马达12由空气供能，并且包括从空气源15接收空气的主进气口18。马达12还包括低压阀19。
图15包括图14的齿轮头14和马达12，并且部件60安装在歧管接口51处。部件60包括配置为与接口51接合的歧管接口63。部件60还包括各种输入装置61以操作工具10的部件60和/或其它结构。
部件60还包括与用来将工具10固定在工件上的夹紧装置接合的接口69。
图16包括图14的齿轮头14和马达12，并且在歧管接口51处安装有不同的部件60。该部件60包括配置为与接口51接合的歧管接口63。部件60还包括各种输入装置61，用于操作工具10的部件60和/或其它结构。部件60还包括与用来将工具10固定在工件上的夹紧装置接合的接口69。
在各个空气回路图中，示意性地显示出各种结构以说明功能。多个端口的布置按照各种顺序示意性地显示出，并且具有不同数量的端口。在实际的齿轮头14、马达12和部件60中，各种接口的位置和布局将是相同的以给工具10提供可调节性。
在使用中，操作人员使得马达12沿着齿轮头14在所期望的位置处对准。马达接口17与在齿轮头14上的其中一个歧管接口51、52对准。操作人员将马达如此连接至齿轮头14，使得在马达接口17上的端口与在歧管接口51或52上的相应端口对准并且配合。马达12可以通过各种装置安装，包括但不限于机械紧固件、导轨和偏压锁紧件中的一种或多种。
如果在齿轮头14上不需要部件60，则操作人员可以将盖安装在没有使用的其它接口51、52上。该盖密封着这些接口51、52。
如果需要部件60，则操作人员使得部件60与可用的接口51、52对准。在部件60上的接口63与在齿轮头14上的可用歧管接口51、52对准。操作人员将部件60如此连接至齿轮头14，从而在接口63上的端口与在歧管接口51或52上的相应端口对准并且配合。可以通过如上所述用于马达12的各种装置安装马达12。
马达12和部件60可以按照不同的顺序安装在齿轮头14上(即，首先是马达12，随后是部件60，或者首先是部件60，随后是马达12)。
在一个或多个实施方案中，部件60可以从齿轮头14拆除并且用另一个部件60更换。这包括操作人员将第一部件60拆除，使得在第二部件60上的部件接口63与可用的歧管接口51、52对准，然后如上所述一样安装第二部件60。各种不同的部件60每个都包括相同数量的端口布置，从而必要时它们可以安装在齿轮头14上。
在一个或多个实施方案中，操作人员可以按照第一布置将部件60和马达12安装在齿轮头14上。随后，拆除部件60和马达12，将它们重新布置在齿轮头14上，并且将它们重新安装在齿轮头14上。这采用相同的组合给操作人员提供不同的工具配置。在一个或多个实施方案中，工具10可以重新配置成为从用于垂直操作的垂直取向改变为用于水平操作的水平取向。
不同的装置49可以包括一个或多个偏压构件，用来将差速驱动齿轮41和差速进给齿轮42偏压在一起。在一个或多个实施方案中，与如图4所示的一样，将单个偏压构件设置在差速驱动齿轮41上以提供偏压力。在一个或多个实施方案中，将单个偏压构件设置在差速进给齿轮42上以提供偏压力。在一个或多个实施方案中，设置两个或更多个偏压构件以施加偏压力。
为了方便说明采用了空间相对术语例如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上”等，用来容易说明一个元件相对于第二元件的定位。这些术语用来涵盖除了与在这些附图中所示的不同的取向之外的该装置的不同取向。另外，术语“第一”、“第二”等也用来描述各种元件、区域、部分等，并且也不打算是限定性的。相同的术语在整个说明书中指代相同的元件。
如在这里所使用的一样，术语“具有”、“包含”、“包括”、“包括有”等是开放式术语，表示存在所述元件或特征，但不排除其它元件或特征。不定冠词和定冠词打算包括多个以及单个，除非上下文有其它清楚指示。
在不脱离本发明的范围和必要特征的情况下，本发明可以按照与在这里所给出的那些方式之外的其它特定方式实施。因此，当前的实施方案在所有方面都被认为是例举说明，而不是限制性的，并且在这里打算涵盖落入在所附权利要求的含义和等同范围内的所有变化。

Claims (14)

1.用于主动进给工具的齿轮头，配置为与马达和附加部件接合，所述齿轮头包括：
主轴，具有细长形状并且配置为沿着进给路径在前进和后退方向上运动；
多个齿轮，配置为受到驱动以使得所述主轴转动并且使得所述主轴沿着所述进给路径运动；
空气歧管；
第一和第二歧管接口，每个都与所述空气歧管连通，并且包括共同数量和布置的端口以接收马达或附加部件。
2.如权利要求1所述的齿轮头，其中所述第一歧管接口与所述第二歧管接口垂直对准。
3.如权利要求1所述的齿轮头，还包括与所述第一和第二歧管接口中的每一个间隔开的单独输入装置，用来接收来自外部源的空气，所述输入装置与所述空气歧管连通。
4.如权利要求1所述的齿轮头，其中所述多个齿轮根据通过所述第一和第二歧管接口中的一个接收到的信号操作。
5.如权利要求1所述的齿轮头，其中所述齿轮头包括逻辑部件以控制马达启动、主轴前进、主轴后退和马达停机。
6.如权利要求5所述的齿轮头，其中所述第一和第二歧管接口配置为接收信号以操作气动夹具。
7.如权利要求5所述的齿轮头，其中所述第一和第二歧管接口配置为接收信号以启动计数器。
8.如权利要求5所述的齿轮头，其中所述第一和第二歧管接口配置为接收信号以操作气动夹具。
9.一种操作主动进给工具的方法，包括：
使得包括有第一端口布置的马达的马达接口与在包括第二端口布置的所述齿轮头上的第一歧管接口对准，并且在所述第一歧管接口处将所述马达安装在所述齿轮头上；
使得包括有第三端口布置的部件的部件接口与在包括第四端口布置的所述齿轮头上的第二歧管接口对准，并且在所述第二歧管接口处将所述部件安装在所述齿轮头上；
其中所述第一、第二、第三和第四端口布置中的每一个包括相同数量的端口和相同布局的端口；
启动所述马达并且沿着进给路径驱动在所述齿轮头中的主轴；并且
启动在所述部件上的输入装置并且控制所述主轴。
10.如权利要求9所述的方法，还包括从所述齿轮头中将所述马达和所述部件中的每一个卸下，并且随后使得所述马达接口的第一端口布置与在所述齿轮头上的所述第二歧管接口对准，并且在所述第二歧管接口处将所述马达安装在所述齿轮头上。
11.如权利要求9所述的方法，还包括从所述齿轮头中将所述马达和所述部件中的每一个卸下，并且随后使得所述部件接口的第三端口布置与在所述齿轮头上的所述第一歧管接口对准，并且在所述第一歧管接口处将所述部件安装在所述齿轮头上。
12.如权利要求9所述的方法，还包括在所述马达以垂直于所述部件的角度定位的情况下将所述马达和所述部件安装在所述齿轮头上。
13.如权利要求9所述的方法，还包括通过存储在齿轮头中的共同接口中的空气给所述马达和所述部件提供空气信号。
14.如权利要求9所述的方法，还包括从所述齿轮头中将所述马达和所述部件中的一个拆除并且在所暴露出的歧管接口上安装盖。
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