專利名稱：具有最優定位的操作員站的機床的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機床，所述機床具有操作員站，所述操作員站允許操作員監控作 業區域中的作業工具的操作，具有使得可接近作業區域和該機械的設備面板的通道門，且 被定位在與工具庫相同的機床側上。
背景技術：
盡管現代機床是計算機控制的，但仍需操作員對機械進行編程，且操作員要經常 監控機械的操作以便確保其遵循預定的操作工序，且不會出現運轉失靈的情況。為了高效 地實現這一點，操作員應該能夠從操作員站觀察作業區域中的操作工具。此外，操作員還應 該能夠看見工具庫中的工具，且能夠從操作員站監控自動工具調換機構的操作以便監視機 構出現的任何故障，或者監視由所述機構返回工具庫的折斷的工具。此外，用于機械設備的 開關、閥和控制裝置應該能夠從操作員站可看到且可接近。
圖1是根據本發明的機床的透視圖；圖2是圖1所示機床的簡化視圖，圖中示出了處在作業區域中的作業工具；圖3是沿圖1的3-3截取的剖視圖，圖中示出了與工具庫和Y軸柱相關的操作員 站；圖4是部分剖切透視圖，圖中示出了 X軸機架構件、托盤接收器的背面和X軸驅動 件；圖5是圖1所示機床的左側的平面圖，圖中示出了從操作員站觀察的視線；和圖6是透視圖，圖中示出了通往操作員站的門和窗。
發明內容
本發明披露了一種具有控制面板的操作員站，所述操作員站被定位在機床的外側 上，且所述工具庫和自動工具調換器系統被定位在機械的與操作員站相同的一側上。操作 員站的位置使得易于在視覺上接近(visual access to)處在工具庫中和處在工具調換器 中的備用位置處的工具。穿過Y軸柱前方的成一定角度的“隧道”窗使得可從操作員站對作 業區域進行直接的視覺觀察。門使得可從操作員站接近機械的作業區域并接近剛好位于門 內側處的設備面板，從而允許做好準備的操作員能夠接近位于面板上的開關、閥、充注點、 過濾器和測量儀器。位于機械防護裝置上位于與操作員站接近的位置處的出入口(access hatch)使得可接近工具庫以便手動地更換工具。這種布置通過將工具裝載的接近處保持在 盡可能接近操作員的位置處而改善了機械的人機工程學。
具體實施例方式圖1示出了總體上由附圖標記10表示的機床。該機床被標準防護裝置12圍繞，且操作員站14被定位在防護裝置外側。機床接收來自托盤操縱器17的托盤支承板16的 托盤15，所述托盤操縱器可被定位在與防護裝置中的托盤進入開口(access opening) 18 相鄰的位置處。托盤15從托盤操縱器17被傳遞至托盤接收器19，所述托盤接收器是該機 械的一部分。托盤接收器19隨后被驅動而到達位于主軸和作業工具前方的該機械的作業 區域。在正常操作過程中，工件16將被夾持到如圖2所示的托盤15上。操作員觀察站14被定位以便允許操作員從操作員站觀察工具庫21和處在防護裝 置內部的自動工具調換機構22。從操作員站觀察，工具庫21和工具調換機構22被定位在 剛好位于防護裝置內側的位置處，且被定位在Y軸柱的與操作員站14相同的側部上以便通 過將工具調換機構保持在盡可能接近操作員的位置處而改善系統的人機工程學。自動工具 調換器22包括雙手式(two-handed)行進工具調換器臂部23，所述臂部被安裝在引軌M 上。臂部23的第一端25從工具庫21中移除第一工具并從與工具庫相鄰的位置移至與主 軸頭相鄰的位置。臂部的第二端隨后從主軸頭上移除第二工具并使用該臂部的第一端以所 屬領域眾所周知的方式將第一工具放置在主軸頭中。操作員站14包括標準控制面板27，由 此使得操作員可對機械10進行編程和操作。圖2示出了機床的X軸元件、Y軸元件和Z軸元件。帶有工件16的托盤15被定位 在主軸或多軸頭30的前方且這使得形成了作業區域，所述主軸或多軸頭承載著作業工具 31。Y軸柱32是固定且分叉的。如圖2且如圖3所示，Y軸柱32承載著可垂直移動的鞍座 33，所述鞍座被安裝在垂直線性導引件或滑道34上，如圖3最佳示出地那樣。伺服馬達36 被安裝在Y軸柱32的每一側上，且每個伺服馬達36都被聯接至驅動螺釘37。驅動螺釘37 與位于鞍座33的相對側上的驅動螺母38接合，且伺服馬達36被用來使鞍座升高和降低至 所需垂直位置。可垂直移動的鞍座33承載著Z軸滑動件40。Z軸驅動組件41包括伺服馬達42 和驅動螺釘43，所述伺服馬達和驅動螺釘被安裝在該Z軸鞍座上。Z軸驅動組件41可被選 擇性地控制以便沿Z軸將Z軸滑動件40和作業工具31定位在所需位置處。X軸機架構件44支承著X軸壁部49，如圖4最佳地示出地那樣。多條X軸軌道45 被安裝在X軸壁部49上。托盤接收器19被安裝在X軸軌道45上以便沿X軸進行水平移 動。圖中假想示出的一個或多個X軸驅動馬達46被安裝在X軸壁部49上以便驅動托盤接 收器沿X軸軌道來回移動。X軸機架構件44分別通過上部管狀機架構件47和下部管狀機 架構件48被聯接至Y軸柱32。圖3更為詳細地示出了該機械的某些元件。導引鞍座33進行垂直移動的兩條Y 軸滑道34被定位在分叉的Y軸柱32上而位于鞍座的任一側上。兩個Y軸柔性纜線導引件 50被設置以便將電力纜線和液壓纜線以及類似裝置從Y軸柱32的固定部分承載至可移動 的鞍座33。Z軸柔性纜線導引件51被設置以便將電力纜線和液壓纜線從鞍座33承載至Z 軸滑動件40。圖3示出了 X軸軌道45，所述軌道從機械的一側延伸至另一側以便支承托盤 接收器19且以便將工件定位在作業工具前方。托盤接收器19在Y軸柱前方并居中。同樣 如圖3所示，工具庫21被安裝在Y軸柱32與操作員站14之間以使得從操作員站既可以視 覺方式接近工具庫也可以物理方式接近工具庫。圖4是機床背面的透視圖，圖中示出了支承著X軸壁部49的X軸機架構件44和 Μ。X軸驅動馬達46被安裝在X軸壁部49上，且X軸軌道45被安裝在X軸壁部上。驅動馬達的輸出軸設有小齒輪56。小齒輪56與位于托盤接收器19的后表面58上的細長齒條 57接合。托盤接收器19可被X軸驅動馬達46驅動而前后移動穿過X軸軌道45。在如圖 所示的實施例中，使用了兩個X軸驅動馬達46，但其它驅動構型也是可能的。圖5是圖1所示機床的左側的平面圖，圖中示出了操作員站14和從操作員站朝向 機床的各個部分的視線。第一條視線沿著作業工具31的方向從操作員站穿過機加工觀察 窗61。如圖2所示的將X軸機架構件44聯接至Y軸柱32的上部管狀機架構件47與下部 管狀機架構件48之間的間隔使得可在視覺上進行接近，從而使得操作員能看到作業區域 中的作業工具31。第二條視線穿過上頭的工具調換器窗62，該視線使得當自動工具調換器 與工具庫21相鄰時，操作員可看到該自動工具調換器22。第三條視線穿過設備通道門64 中的設備窗63，如圖6最佳示出地那樣，該視線使得操作員可看到設備面板66。第四條視 線穿過工具觀察窗67，該視線使得操作員可看到工具庫21中的工具70。處在操作員左邊 的作業區域通道門68提供了穿過防護裝置12的通路且使得操作員可進入作業區域。該作 業區域通道門將通常設有互鎖裝置，從而使得當機械處于運行過程中時，該門將不會打開。圖6示出了移除了控制面板27的操作員站，以便更好地示出通往操作員站的門和 窗。工具觀察窗67允許操作員對工具庫中的工具進行視覺檢查。工具調換器窗62允許 操作員對工具調換器機構22相對于工具庫移除并更換工具時的操作進行監控。機加工觀 察窗61使得操作員可對機械處于運行過程中時的工件和作業工具進行觀察。作業區域通 道門68從操作員站通往機械內部以便允許操作員接近作業區域從而檢查工件16或主軸頭 30。作業區域通道門68中的窗71提供了對X軸軌道45和托盤接收器19的視覺觀察，即 使當門68被關閉時仍是如此。位于操作員前方的設備通道門64使得操作員可進入機械以便對設備面板66進行 維護。大多數的機械設備，如開關、閥、充注點、過濾器和測量儀器以及類似設備位于設備面 板上，從而使易于從操作員站14處的操作員的正常位置處接近所述設備，因此促進了保護 性維護和對緊急故障的早期診斷，以至于它們不會中斷機械的操作。當設備通道門64被關 閉時，可通過門中的設備窗63看到設備面板。圖6還示出了工具出入口 72，所述工具出入口使得可接近防護裝置12的內部從而 允許操作員手動移除并更換工具庫中折斷的或磨損的工具。工具出入口 72適宜地位于與 操作員站14鄰近的位置處。上面對本發明進行了描述，多種變化和變型對于所屬領域技術人員而言是顯而易 見的，這些變型和變化被認為落入由所附權利要求書限定的本發明的范圍內。
權利要求
1.一種機床，所述機床具有大體上垂直的移動軸X軸、Y軸和Z軸，且所述機床具有包 含作業工具的作業區域，所述機床包括Y軸柱；被安裝在所述Y軸柱的側部上的工具庫；用于所述工具庫中的所述工具的自動工具調換器；圍繞著所述機床的所述X軸、Y軸和Z軸、所述Y軸柱、所述工具庫和所述自動工具調 換器的防護裝置；用于所述機床的操作員站，所述操作員站包括用于所述機床且位于所述防護裝置的外 側上且被定位在所述機床的與所述工具庫和所述自動工具調換器相同的側部上的控制面 板，從而使得所述工具庫和所述工具調換器位于所述操作員站與所述作業區域之間，由此 使得操作員可在視覺上從所述操作員站接近所述工具庫和所述自動工具調換器；位于所述操作員站處的處在所述防護裝置中的機加工觀察窗；和從所述操作員站穿過所述機加工觀察窗而到達所述作業工具的第一視線，由此使得所 述操作員可在視覺上從所述操作員站接近所述作業工具。
2.根據權利要求1所述的機床，其中所述控制面板可用于使得所述操作員能夠對所述機床進行編程和操作；和從所述操作員站穿過所述機加工觀察窗而到達所述作業工具的第一視線，由此使得所 述操作員可在視覺上從所述操作員站接近所述作業工具。
3.根據權利要求1所述的機床，其中所述作業區域位于所述Y軸柱的正面處且被定位 在所述Y軸柱與所述機床的X軸之間，且所述第一視線在所述Y軸柱前方穿過。
4.根據權利要求1所述的機床，進一步包括從所述操作員站穿過處在所述防護裝置中的工具調換器窗的視線，所述視線使得當所 述自動工具調換器與所述工具庫相鄰時，可在視覺上從所述操作員站接近所述自動工具調 換器。
5.根據權利要求1所述的機床，進一步包括用于所述機床的被定位在所述防護裝置內部的設備面板，所述設備面板包含用于所述 機床的開關、閥、充注點、過濾器和測量儀器；和，位于所述操作員站處的處在所述防護裝置中的通道門，所述通道門使得可從所述操作 員站接近所述設備面板。
6.根據權利要求5所述的機床，進一步包括處在所述設備通道門中的設備窗；和穿過處在所述設備通道門中的所述設備窗的視線，所述視線使得可在視覺上從所述操 作員站接近所述設備面板。
7.根據權利要求6所述的機床，進一步包括位于所述操作員站處的處在所述防護裝置中的工具觀察窗和穿過所述工具觀察窗的 另一條視線，所述另一條視線使得可在視覺上從所述操作員站接近處在所述工具庫中的所 述工具。
8.根據權利要求1所述的機床，進一步包括處在所述防護裝置中使得可從所述操作員站接近所述機床內部的作業區域通道門，所述作業區域通道門使得可接近所述機床的所述作業區域。
9.根據權利要求1所述的機床，進一步包括位于與所述操作員站鄰近的位置處的處于所述防護裝置中的工具出入口，所述工具出 入口使得可接近所述工具庫以便手動地移除和更換所述工具庫中的工具。
全文摘要
一種操作員站被定位在機床的外側上，而位于該機械的與工具庫和自動工具調換器相同的一側上，以便通過將工具裝載的接近處保持在盡可能接近操作員的位置處從而改善了機械的人機工程學。該位置還使得可易于在視覺上接近處在工具庫中和處在工具調換器中的備用位置處的工具。穿過工具庫和Y軸柱前方的成一定角度的“隧道”窗使得可從操作員站對機床的作業區域進行直接的視覺觀察。位于機械的側部上的門使得可從操作員站接近剛好位于門內側處的設備面板，從而允許做好準備的操作員能夠接近位于面板上的開關、閥、充注點、過濾器和測量儀器。
文檔編號B23Q5/00GK102056709SQ200980121343
公開日2011年5月11日 申請日期2009年3月27日 優先權日2008年4月8日
發明者P·L·米施勒, R·S·馮莫爾 申請人:辛辛那提機器有限責任公司