專利名稱：用于接合和脫開旋轉(zhuǎn)工具架驅(qū)動的驅(qū)動連接器的啟動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)塔中的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其用于安裝和拆卸執(zhí)行多種加工操作的CNC車削中心內(nèi)的工具架。
技術(shù)背景轉(zhuǎn)塔是CNC車削中心的整體部件，其在工件上執(zhí)行多種加工操作，例 如鉆、銑、膛等。許多工具用于所述各種操作，這些工具在車削中心工作過 程中需要安裝到工具架上以及從工具架上拆除。支持所述工具架接合與脫離 的機(jī)構(gòu)位于轉(zhuǎn)塔內(nèi)?，F(xiàn)有技術(shù)中公開了幾種用于驅(qū)動工具轉(zhuǎn)塔的機(jī)構(gòu)。EP 0 331 003 A2描述了一種特別用于車床和加工中心的轉(zhuǎn)塔工具架， 其以逐步的方式^f吏用驅(qū)動側(cè)和心軸側(cè)的連4矣器以安裝工具架。WO03/084714 Al公開了 一種用于旋轉(zhuǎn)工具的驅(qū)動系統(tǒng)，其在工具與多個運(yùn)動構(gòu)件接合/分 離的過程中使用幾個動力構(gòu)件來傳送運(yùn)動。而且，在此系統(tǒng)中使用一液壓系 統(tǒng)用于啟動。EP302998公開了一種設(shè)備，其中工具架具有一由電動機(jī)驅(qū)動 的驅(qū)動軸，該電動機(jī)的驅(qū)動齒輪與一環(huán)形齒輪的外齒牙相接合，所述環(huán)形齒 輪安裝在轉(zhuǎn)塔頭部中，距其前表面距離最小處。TBMA系列的工具架轉(zhuǎn)塔描 述了一種設(shè)備，其在前表面具有槽連4妄。這通過液壓驅(qū)動，并且在前表面上 沒有鍵槽。MDT系列的轉(zhuǎn)塔公開了一種向外延伸的連接器。另外，這采用 了遵循DIN標(biāo)準(zhǔn)而且同樣由液壓驅(qū)動的部件。WO 03/009963詳細(xì)描述了 一 種設(shè)備，其采用與軸承一起使用的電動機(jī)來驅(qū)動工具就位。印度專利 No.198051描述和要求一種電動伺服轉(zhuǎn)塔，其由分度驅(qū)動器或系統(tǒng)、面齒/ 齒輪連接器以及夾緊系統(tǒng)組成，該夾緊系統(tǒng)由凸^"系統(tǒng)和電動機(jī)組成，該凸輪系統(tǒng)夾緊和釋放轉(zhuǎn)塔，該電動機(jī)用來驅(qū)動系統(tǒng)。采用多種方法來使連接器滑進(jìn)和滑出接合。通常的系統(tǒng)采用電磁線圈、 電動機(jī)和液壓缸。電磁線圈具有有限的沖程和力。除此之外，活塞運(yùn)動具有 突然性，而且不受控制。釆用液壓缸的設(shè)計(jì)例如電源組件、軟管、閥等的附 加組件。因此，該設(shè)計(jì)需要高成本的轉(zhuǎn)塔外的附加組件，這些附加組件造成 系統(tǒng)較高的總成本。當(dāng)電磁線圈和液壓馬達(dá)的使用對安裝和卸下工具架有用 時，隨之而來的缺點(diǎn)是有限的沖程和力(在線圈的情況下)以及類似于電源 組件、軟管和閥等的附加組件(在液壓馬達(dá)的情況下)。該附加組件限制了 轉(zhuǎn)塔的成本有效性。發(fā)明內(nèi)容轉(zhuǎn)塔是車削中心、加工中心、車床等的一整體部件，它們支撐加工操作 不同階段所需的工具。通過將中心分離為轉(zhuǎn)塔和驅(qū)動部件，保持了模塊化。 轉(zhuǎn)塔通常包括工具架。當(dāng)工具架實(shí)際上旋轉(zhuǎn)時，存在一工具盤，該工具盤沿 其周邊容納工具，每個工具具有其自己的支撐區(qū)域。該工具盤圍繞一軸旋轉(zhuǎn)， 使工具可輪流使用。為了便于選擇性地裝載和卸載工具，希望設(shè)有連接機(jī)構(gòu)， 其使工具固定就位。為了將工具鎖定就位，以便工具可以使用，此機(jī)構(gòu)在外 部指令下能夠接合工具的驅(qū)動端。 一旦工具投入使用或需要另一工具，此連 接機(jī)構(gòu)將其自身從工具驅(qū)動端脫開，而工具盤旋轉(zhuǎn)以將相關(guān)工具帶到其位 置。然后，該連接機(jī)構(gòu)再次接合工具的驅(qū)動端以使其可傳送工具工作所需的 啟動力。該啟動力必須正確傳遞以確保機(jī)械操作的精確性。在現(xiàn)有技術(shù)中， 該啟動力通常通過使用液壓系統(tǒng)和電磁螺線管來提供，它們都具有特定的缺 點(diǎn)。本發(fā)明通過使用小的電動機(jī)和變速箱以驅(qū)動一凸輪來克服已有方案的 缺點(diǎn)，該凸輪反過來通過一聯(lián)動裝置來操作該滑動連接器。該凸輪輪廓帶來 該連接器的可控、平滑運(yùn)動的固有優(yōu)點(diǎn)，能夠在該連接器上產(chǎn)生足夠的啟動 力。而且，本發(fā)明提供節(jié)約成本的方法，用于驅(qū)動連接的啟動，以接合和分 離旋轉(zhuǎn)工具架的驅(qū)動。這通過使用標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)貨電動機(jī)來實(shí)現(xiàn)，其中該電動機(jī)可 以是交流/直流無電刷電動機(jī)或步進(jìn)電動機(jī)。
圖1顯示此種類型轉(zhuǎn)塔的通常的外觀圖。圖2顯示一車削中心的俯視圖，該驅(qū)動工具轉(zhuǎn)塔作為部件合并。 圖3a和3b顯示圖2中標(biāo)記為"E"的滑動連接器的典型設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)， 其中該滑動連接器分別脫離與接合。圖4顯示一轉(zhuǎn)塔，其使用電磁螺線管來滑動該連接器。 圖5顯示一轉(zhuǎn)塔，其使用電動機(jī)來滑動該連接器。
具體實(shí)施方式
圖l描繪了一車削中心的典型外觀圖，合并工具轉(zhuǎn)塔的視圖。工具轉(zhuǎn)塔 1是一個模塊，2表示連接啟動機(jī)構(gòu)，3表示帶有旋轉(zhuǎn)工具架4的工具盤， 該旋轉(zhuǎn)工具架4上安裝有許多工具。這些工具5、 6和7能夠進(jìn)行所需要的 動作，而啟動機(jī)構(gòu)2用于通過一聯(lián)動裝置操作滑動連接器。設(shè)有一驅(qū)動電動 機(jī)12，其用于給工具盤3提供切向運(yùn)動，使其旋轉(zhuǎn)。該驅(qū)動電動機(jī)和工具 轉(zhuǎn)塔靜止，而工具5、 6、 7從位置上移進(jìn)移出，以在希望的時間進(jìn)行所要求 的動作。圖2描繪了該車削中心的俯視圖，該車削中心的模塊包括一用于旋轉(zhuǎn)工 具12的驅(qū)動電動機(jī)、 一轉(zhuǎn)塔l、 一驅(qū)動系13和一部件E,包括旋轉(zhuǎn)工具架 4和滑動連接器8。驅(qū)動系13傳遞切向運(yùn)動給旋轉(zhuǎn)工具架4。在一車削中心 中，幾個工具(圖1中5、 6、 7)用于執(zhí)行各種操作。由于這些工具在一個 時間使用一種，因而它們必須正確:旋轉(zhuǎn)和就位，以供使用。該旋轉(zhuǎn)工具架預(yù) 先設(shè)置以在需要時將各工具移動就位。圖3a顯示圖2中標(biāo)記為"E"的部件的詳細(xì)示圖。而且，該圖詳細(xì)i兌明了圖1中標(biāo)記為X-X的截面。在前部是伸到旋轉(zhuǎn)工具架4中的加工工具14。 該工具插在孔15內(nèi)，孔15是旋轉(zhuǎn)工具架的一部分。該工具具有兩個端，在 旋轉(zhuǎn)工具架4的端和驅(qū)動端15,該驅(qū)動端被提供動力以便其運(yùn)動。當(dāng)沒有 工具在使用或需要不同的工具時，滑動連接器8脫開，如圖3a所示。這有 效去除連同凸輪8 (指該滑動連接器)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)(電動機(jī))與工具15的 驅(qū)動端的結(jié)合之間的接觸。在使用過程中，滑動連接8必須接合，其將工具在旋轉(zhuǎn)工具架4上鎖定 就位。圖3b顯示帶有在接合位置的滑動連接器的設(shè)備的相同結(jié)構(gòu)，其中在 滑動連接器8與工具15的驅(qū)動端之間恢復(fù)接觸。圖4顯示使用電磁螺線管20和一活塞機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)塔，該活塞機(jī)構(gòu)用作聯(lián) 動裝置21，以接合和脫離滑動連接器80。這是參照現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備。在這 種情況下，活塞運(yùn)動是突然的和不受控的。而且，螺線管20限制了沖程和 力。這些限制使此結(jié)構(gòu)不理想。圖5顯示了本發(fā)明的轉(zhuǎn)塔，其使用電動機(jī)來滑動連接器。此結(jié)構(gòu)包括帶 有變速箱18的電動機(jī)，其連同凸輪19工作并通過聯(lián)動裝置25為滑動連接 機(jī)構(gòu)8提供動力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明使用一套與電動機(jī)配合的齒輪， 該電動機(jī)可以是現(xiàn)貨供應(yīng)部件并且是低成本的選擇。此電動才幾用來接合和脫 開滑動連接機(jī)構(gòu)。在這種情況下，所述工具選擇性地一個接一個接合或脫開。 本發(fā)明中描述的由電動機(jī)移動聯(lián)動才兒構(gòu)所驅(qū)動的CAM部件為使用普通可用 電動機(jī)的模塊設(shè)計(jì)留出空間。本發(fā)明中描述的CAM使該連接器進(jìn)行受控和 平滑的運(yùn)動，同時產(chǎn)生對該連接器的足夠的啟動力。所使用的電動機(jī)可以是 交流/直流的無電刷電動機(jī)或步進(jìn)電動機(jī)中的任一種。
權(quán)利要求
1、一種用于啟動車削中心、加工中心、車床等的工具轉(zhuǎn)塔的驅(qū)動系統(tǒng)的系統(tǒng)，其典型地具有一固定的驅(qū)動電動機(jī)、一工具轉(zhuǎn)塔，該轉(zhuǎn)塔包括一工具盤，該工具盤具有多個圍繞該盤周邊分布的工具座，每個所述座各自配備有一心軸和一帶有圍繞一縱軸A延伸的孔的旋轉(zhuǎn)工具架，所述心軸用于支撐一包括設(shè)置為平行于所述旋轉(zhuǎn)軸A的驅(qū)動端的旋轉(zhuǎn)工具，其中該工具盤具有與縱軸A重合的旋轉(zhuǎn)軸X-X、一沿所述轉(zhuǎn)塔的軸X-X的連接機(jī)構(gòu)以及一沿轉(zhuǎn)塔的軸Y-Y的啟動機(jī)構(gòu)，該系統(tǒng)包括a.驅(qū)動裝置，用以通過向旋轉(zhuǎn)工具架提供切向力來驅(qū)動該旋轉(zhuǎn)工具架，這導(dǎo)致工具盤圍繞軸A旋轉(zhuǎn)；b.連接裝置，用以通過一凸輪從電動機(jī)向一聯(lián)動裝置傳送電力，該聯(lián)動裝置接合和分離所述旋轉(zhuǎn)工具架中單獨(dú)工具的驅(qū)動端；以及c.啟動裝置，用以提供驅(qū)動力，其使所述連接裝置運(yùn)轉(zhuǎn)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的系統(tǒng)，其中所述驅(qū)動裝置包括一驅(qū)動電動機(jī)， 其向所述轉(zhuǎn)塔的工具盤提供切向力，使它圍繞旋轉(zhuǎn)軸A旋轉(zhuǎn)，使得在外部 命令下，在一個時間所述工具中的一個可被使用，其中所述力通過一套位于 所述驅(qū)動電動機(jī)與所述轉(zhuǎn)塔之間的齒輪來傳送。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述連接裝置包括一凸輪和一聯(lián) 動裝置，所述凸輪由一套與電動機(jī)相連的變速箱中的齒輪操作，該電動機(jī)位 于所述凸輪附近，所述凸輪能夠向所述聯(lián)動裝置傳送受控運(yùn)動，該聯(lián)動裝置 作為一杠桿，其一端與該凸輪相連，另一端與所述工具的驅(qū)動端相連，所述 連接裝置具有a. —接合位置，在該位置所述聯(lián)動裝置連接到所述工具的驅(qū)動端15,向所 述工具傳送所需電力，同時將該工具鎖定就位；以及b. —分離位置，在該位置所述聯(lián)動裝置從該工具的驅(qū)動端15分離，以便 可使用不同工具或當(dāng)工具的使用已結(jié)束時。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述聯(lián)動裝置將電能傳送給所述 工具的驅(qū)動端，使所述工具的驅(qū)動端可滑動運(yùn)動，以使該連接機(jī)構(gòu)可接合和 脫開設(shè)置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述啟動裝置包括電動機(jī)和變速箱，所述變速箱使所述凸輪可在希望的接合和脫開位置之間移動所述聯(lián)動裝 置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述電動機(jī)可以是交流/直流、無 電刷電動機(jī)或步進(jìn)電動機(jī)中的任一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于接合和分離在轉(zhuǎn)塔(1)中旋轉(zhuǎn)工具架的驅(qū)動的驅(qū)動連接器的啟動系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)塔通常用于車削中心、加工中心和車床。本發(fā)明的系統(tǒng)包括一驅(qū)動裝置、一連接裝置和一啟動裝置(2)，以使啟動力可平滑傳送，并使該系統(tǒng)可獲得模塊化設(shè)計(jì)。通過配合凸輪使用標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)貨供應(yīng)的電動機(jī)，可以將平滑的運(yùn)動傳送至一聯(lián)動機(jī)構(gòu)，該系統(tǒng)使所述連接機(jī)構(gòu)可從所述工具(5、6、7)的驅(qū)動端接合和分離。
文檔編號B23B29/32GK101616765SQ200780049487
公開日2009年12月30日 申請日期2007年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月8日
發(fā)明者阿紹克·威施瓦那茲·賽澤 申請人:阿紹克·威施瓦那茲·賽澤