專(zhuān)利名稱(chēng)：加工塊或平板狀材料的機(jī)器和通過(guò)該機(jī)器實(shí)施的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于加工塊狀或平板狀材料的機(jī)器，材料特別并非全部是石材， 例如大理石和花崗巖，以及涉及一種能夠通過(guò)操作這種機(jī)器加工材料的方法。
通過(guò)術(shù)語(yǔ)“加工”來(lái)表示對(duì)一塊材料實(shí)施的任何操作，例如切割、修整和成形。
背景技術(shù)：
用于加工塊狀或平板狀材料、特別是石材的機(jī)器，主要包括工作臺(tái)，所述工作臺(tái)限定加工表面，將要被加工的塊狀或平板狀材料被放置在加工表面上；刀架單元，加工刀具與刀架單元連接，例如圓形刀片或銑刀與刀架單元連接；刀架單元的移動(dòng)設(shè)備；和配有適合操作界面的操作和控制單元。
應(yīng)當(dāng)說(shuō)明地是，在本說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求中，通過(guò)表述“移動(dòng)設(shè)備”來(lái)表示適于確定刀架單元任何移動(dòng)的裝置，移動(dòng)是平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。
刀架單元具有多個(gè)與其連接的供給線，例如電或用于輸送給加工刀具的冷卻液。 移動(dòng)設(shè)備被安裝在位于壁或其它垂直支撐結(jié)構(gòu)的水平梁上。
梁在各自的支撐結(jié)構(gòu)上是可移動(dòng)的且移動(dòng)設(shè)備沿著梁移動(dòng)。以這種方式，移動(dòng)設(shè)備和刀架單元可沿著互相垂直的兩個(gè)軸X和軸Y平行于工作表面移動(dòng)。繼而，移動(dòng)設(shè)備可沿著另外的垂直于工作表面的移動(dòng)方向軸Z移動(dòng)刀架單元。為了能夠既沿著移動(dòng)方向軸X 和軸Y也能沿著傾斜的方向?qū)嵤┘庸?，還可預(yù)見(jiàn)使刀架單元圍繞軸Z，即實(shí)際中的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而加工刀具可依據(jù)不同的角度加工材料塊。
除了待加工材料在加工表面上的初始位置外，其經(jīng)常需要在加工的不同的連續(xù)步驟之間一次或更多次地重新定位材料或材料的一部分。例如，經(jīng)常的情形是，在對(duì)工件實(shí)施切割后，需要取走切下部分中的一個(gè)部分，以便避免在實(shí)施相對(duì)于初次切割垂直或傾斜的其它的切割時(shí)，加工刀具妨礙平板的沒(méi)有被實(shí)施加工的部分。
相對(duì)于材料件加工 表面的移動(dòng)通常由獨(dú)立于加工工件的機(jī)器的橋式起重機(jī)或鏟車(chē)實(shí)施；橋式起重機(jī)和鏟車(chē)經(jīng)常配有用于保持平板的吸盤(pán)?？商娲?，提出的加工機(jī)器設(shè)有機(jī)械手單元，所述機(jī)械手單元以可移動(dòng)的方式通過(guò)獨(dú)立的移動(dòng)設(shè)備安裝在梁上或通過(guò)相應(yīng)的框架獨(dú)立地支撐。沿著x、Y、z三軸機(jī)械手單元還被操作和控制單元控制。這種方案在機(jī)器運(yùn)行中操縱機(jī)器方面明顯很復(fù)雜。例如，機(jī)械手單元和刀具單元必須不能碰撞，在兩種參考系之間的關(guān)聯(lián)不出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況下被加工工件的定位精度必須是最高的。
在歐洲專(zhuān)利ΕΡ-Β-1651409中描述了一種改進(jìn)的解決方案。在此情形中機(jī)械手單元固定地安裝至刀具單元的頭部并能使用這樣的單元沿垂直的軸Χ、Υ、Ζ平移以及圍繞軸Z 旋轉(zhuǎn)。氣動(dòng)式的機(jī)械手單元包括吸盤(pán)，所述吸盤(pán)用于保持必須相對(duì)于加工表面移位的工件。 機(jī)械手單元的線性驅(qū)動(dòng)器具有相對(duì)于刀具單元沿著軸Z平移吸盤(pán)的功能，線性驅(qū)動(dòng)器由操作和控制單元驅(qū)動(dòng)。線性驅(qū)動(dòng)器允許吸盤(pán)被帶到相對(duì)于刀具更低的位置，因而，吸盤(pán)與待操作的工件接觸；以這種方式，加工刀具遠(yuǎn)離工件的表面。換句話說(shuō)，沿著軸Z預(yù)定一定的距離來(lái)從工作臺(tái)抓取工件/將工件釋放到工作臺(tái)上，此距離既被機(jī)械手單元的線性驅(qū)動(dòng)器的行程覆蓋且可能的更遠(yuǎn)的距離又被刀架單元的沿著軸Z的行程覆蓋。發(fā)明內(nèi)容
申請(qǐng)人提出了一種以前解決方案的替換方式，其中不必控制兩個(gè)不同單元(刀架 和機(jī)械手)沿著軸Z的偏移或移位，以完成將要被加工或正在被加工工件的操作。
因而形成本發(fā)明基礎(chǔ)的技術(shù)問(wèn)題是進(jìn)一步簡(jiǎn)化上述的用于加工塊狀或平板狀材 料的機(jī)器。特別地，技術(shù)問(wèn)題是除去用于驅(qū)動(dòng)吸盤(pán)的線性驅(qū)動(dòng)器。
因而，本發(fā)明的第一方面涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的用于加工塊狀或平板狀材料 的機(jī)器。
特別地，本發(fā)明涉及的用于加工塊狀或平板狀材料的機(jī)器，其包括
a)刀架單元，所述刀架單元能夠在外部加工表面上方平行和垂直于加工表面移 位；
b)機(jī)械手單元，與所述刀架單元連接并包括待加工的塊狀或平板狀材料的夾緊裝 置；
其中所述夾緊裝置能夠在遠(yuǎn)離加工表面的第一非工作位置和接近加工表面的第 二工作位置之間移動(dòng)；
其特征在于，所述夾緊裝置能夠在第一非工作位置和第二工作位置之間旋轉(zhuǎn)。
不像EP-B-1651409描述的方案,相對(duì)于刀架單兀的垂直升降,用另外的垂直升降 驅(qū)動(dòng)其夾緊裝置，在根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器中，夾緊裝置可被旋轉(zhuǎn)至工作位置，在此位置夾緊裝 置可停留需要的時(shí)間，然后被返回非工作位置。相對(duì)于刀架單元，此特征允許機(jī)械手單元使 用同一的X、Y、Z坐標(biāo)系統(tǒng)，并且因此可以使用相同的移動(dòng)設(shè)備。因而機(jī)器的操作和控制單 元將使用一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)來(lái)移動(dòng)刀架單元和機(jī)械手單元兩者，從而避免了不同參考系統(tǒng)的關(guān) 聯(lián)，整體上明顯地簡(jiǎn)化了機(jī)器的操作。
根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器還不需要用于夾緊裝置垂直升降的線性驅(qū)動(dòng)器。
優(yōu)選地，刀架單元繼而被鉸接至相應(yīng)的移動(dòng)設(shè)備并且能在工作位置和第二非工作 位置之間旋轉(zhuǎn)，在工作位置刀具能夠與被加工的塊狀或平板狀材料相互作用且?jiàn)A緊裝置在 相應(yīng)的第一非工作的位置，在第二非工作的位置刀具不能與塊狀或平板狀材料相互作用并 且?jiàn)A緊裝置在相應(yīng)的第二工作的位置。
更優(yōu)選地，夾緊裝置和所述刀架單元在旋轉(zhuǎn)時(shí)繪出相應(yīng)的圓弧。
優(yōu)選地，機(jī)器包括支撐結(jié)構(gòu)。針對(duì)本發(fā)明的目的，術(shù)語(yǔ)“支撐結(jié)構(gòu)”表示相對(duì)于加 工表面懸出的用于支撐刀具單元和相應(yīng)移動(dòng)設(shè)備的組裝結(jié)構(gòu)元件裝置。優(yōu)選地，如現(xiàn)有技 術(shù)所描述，支撐結(jié)構(gòu)包括壁或其它的豎直結(jié)構(gòu)及位于其上的橫梁。移動(dòng)設(shè)備把刀架單元連 接至支撐結(jié)構(gòu)并限制至支撐結(jié)構(gòu)，優(yōu)選至相應(yīng)的梁。
優(yōu)選地，移動(dòng)設(shè)備包括軸和電動(dòng)小車(chē)，刀架單元被連接在軸的下端處，在軸的上端 被固定連接至電動(dòng)小車(chē)。
優(yōu)選地，支撐結(jié)構(gòu)的梁可在各自的豎直支撐結(jié)構(gòu)上被移動(dòng)且移動(dòng)設(shè)備(相應(yīng)的電 動(dòng)小車(chē))可沿著梁移動(dòng)。移動(dòng)設(shè)備的軸能沿著軸Z移動(dòng)或者能夠伸縮以使刀具靠近或遠(yuǎn)離 待加工的塊狀或平板狀材料。描述的結(jié)構(gòu)允許刀架單元平行于或垂直于加工表面(被布置 在刀架單元下方)移動(dòng)。
優(yōu)選地，夾緊裝置圍繞著垂直于軸Z的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。例如，夾緊裝置可從非工作的位 置旋轉(zhuǎn)至工作位置，非工作的位置基本上豎直并遠(yuǎn)離被加工的平板狀材料，工作位置基本 上水平并靠近被加工的平板狀材料。
在根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器的實(shí)施例中，夾緊裝置固定連接至刀架單元，-優(yōu)選地與這種 單元的外殼連接_，刀架單元又被鉸接至相應(yīng)的移動(dòng)設(shè)備。夾緊裝置和刀架單元作為一個(gè)單 元旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)優(yōu)選地通過(guò)安裝在移動(dòng)設(shè)備上，或者可替代地安裝在刀架單元上的馬達(dá)進(jìn)行 控制。當(dāng)?shù)都軉卧ぷ鲿r(shí)，也就是，當(dāng)相應(yīng)的刀具被設(shè)置為加工加工表面上的材料時(shí)，夾緊 裝置在第一非工作位置；當(dāng)夾緊裝置旋轉(zhuǎn)至第二工作位置時(shí)，最接近待操作的材料，刀架單 元被旋轉(zhuǎn)至非工作位置，在非工作位置刀具(其保持水平)不能與待加工的材料相互作用。
優(yōu)選地，夾緊裝置和刀架單元在0° -90°之間旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，夾緊裝置和刀架單 元在旋轉(zhuǎn)時(shí)劃出圓弧。因而，在相應(yīng)的工作位置(最接近待加工的材料)當(dāng)?shù)毒吖ぷ鲿r(shí)夾 緊裝置位于由刀具占據(jù)的高度(沿著軸Z并相對(duì)于移動(dòng)設(shè)備)。
優(yōu)選地，刀架單元可圍繞軸Z旋轉(zhuǎn)。這個(gè)特征使其能夠相對(duì)于軸X和軸Y傾斜刀具。
優(yōu)選地，機(jī)械手單元設(shè)有氣動(dòng)夾緊裝置。
優(yōu)選地，夾緊裝置包括至少一塊板，所述板設(shè)有至少一個(gè)吸盤(pán)，和每個(gè)吸盤(pán)內(nèi)開(kāi)口 的一個(gè)或多個(gè)吸氣管。例如，每個(gè)吸盤(pán)可被設(shè)置到板上的一定形狀的墊圈限制從而限制對(duì) 應(yīng)表面的一部分，吸氣管部分被形成在板的材料內(nèi)且通向由墊圈限定的表面內(nèi)部。
優(yōu)選地，機(jī)械手單元包括一個(gè)或多個(gè)閥來(lái)截止吸氣管。這種閥可沿著板外的相應(yīng) 管的一部分布置，或者它們可直接地與板或刀架單元連接。
優(yōu)選地，截止閥是通過(guò)控制和操作單元操作的電動(dòng)閥，截止閥可是機(jī)器的外部或 是機(jī)器的一部分。
當(dāng)吸盤(pán)抵靠待加工的平板時(shí)，實(shí)際中當(dāng)夾緊裝置的板被布置在第二工作位置且被 放在待加工件上時(shí)，墊圈至少部分地被壓靠平板的表面；閥的打開(kāi)截止吸氣管使得平板和 板之間的空間內(nèi)產(chǎn)生抽空，實(shí)際地達(dá)到吸盤(pán)的效果。
以這種操作模式沿著軸Z升高夾緊裝置和/或刀架單元相應(yīng)地引起被加工平板的 升高，從而平板被重新定位。吸氣管的關(guān)閉引起材料和板之間的空間內(nèi)的壓力恢復(fù)，從而釋 放平板。
根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器可配有接近傳感器或限位開(kāi)關(guān)，該接近傳感器或限位開(kāi)關(guān)被安 裝在夾緊裝置或刀架單元上，當(dāng)夾緊裝置或刀架單元距被加工的材料預(yù)定距離時(shí)，該接近 傳感器或限位開(kāi)關(guān)具有指示功能。由傳感器產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)靥幚砜杀挥糜诜乐箠A緊 裝置與被加工的材料猛烈撞擊。
優(yōu)選地，機(jī)器包括相對(duì)于外部加工表面移動(dòng)刀架單元和相應(yīng)的移動(dòng)設(shè)備及相對(duì)于 刀架單元或相應(yīng)的移動(dòng)設(shè)備移動(dòng)夾緊裝置的控制和操作單元。
本發(fā)明的第二方面涉及一種根據(jù)權(quán)利要求13的方法。
特別地，本發(fā)明涉及的用于加工塊狀或平板狀材料的方法包括
a)布置加工表面并將被加工的塊狀或平板狀材料放置在加工表面上；
b)在加工表面上移動(dòng)被加工的塊狀或平板狀材料；
c)對(duì)所述塊狀或平板狀材料實(shí)施加工操作，
其中由用于加工塊狀或平板狀材料的機(jī)器實(shí)施所述步驟b)，該機(jī)器包括能夠相對(duì) 于所述加工表面平行或正交運(yùn)動(dòng)的刀架單元，以及機(jī)械手單元，該機(jī)械手單元繼而包括塊 狀或平板狀材料的夾緊裝置，并且其中刀架單元和機(jī)械手單元互相連接，并且
其中所述夾緊裝置能夠在第一非工作位置和第二工作位置之間移動(dòng)，第一非工作 位置遠(yuǎn)離塊狀或平板狀材料，第二工作位置最接近塊狀或平板狀材料；
特征在于步驟
d)在所述第一非工作位置和第二工作位置之間旋轉(zhuǎn)所述夾緊裝置。
特別地,步驟d)包括進(jìn)一步的步驟
dl)將刀架單元從第一工作位置旋轉(zhuǎn)到第二非工作位置，在第一工作位置刀具能 夠與塊狀或平板狀材料接合，在第二非工作位置刀具不能與塊狀或平板狀材料接合。
優(yōu)選地，夾緊裝置是氣動(dòng)型的并且步驟b)包括驅(qū)動(dòng)或停止夾緊裝置的步驟以分 別地保持或釋放塊狀或平板狀材料。
優(yōu)選地，夾緊裝置與刀架單元作為一個(gè)單元圍繞水平軸E-E旋轉(zhuǎn)。在這種情況下， 通過(guò)實(shí)施以下的步驟重定位塊狀或平板狀材料
-將夾緊裝置旋轉(zhuǎn)至相應(yīng)的第二工作位置并同時(shí)將刀架單元旋轉(zhuǎn)至相應(yīng)的第二非 工作位置；
-使夾緊裝置抵靠在加工表面上處于初始位置的塊狀或平板狀材料的表面；
-驅(qū)動(dòng)夾緊裝置以保持塊狀或平板狀材料；
-通過(guò)在平行和/或垂直于加工表面的方向上移動(dòng)夾緊裝置和/或使夾緊裝置繞 著豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)在加工表面上重定位塊狀或平板狀材料，及
-使夾緊裝置停止以在新的最終位置釋放塊狀或平板狀材料。
另一方面，機(jī)加工塊狀或平板狀材料預(yù)定的步驟有
-將刀架單元旋轉(zhuǎn)至相應(yīng)的第一工作位置并同時(shí)將夾緊裝置旋轉(zhuǎn)至相應(yīng)的第一非 工作位置；
-使得刀架單元的刀具抵靠位于加工表面上的塊狀或平板狀材料的表面；
-驅(qū)動(dòng)刀具并且如果需要使刀架單元移位。
根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器和方法的優(yōu)點(diǎn)還在于可被用于加工航海科學(xué)領(lǐng)域中制造船體、 龍骨和由玻璃纖維或類(lèi)似材料制造的結(jié)構(gòu)的模具。


通過(guò)下面優(yōu)選的實(shí)施例的說(shuō)明并且參考附圖，本發(fā)明更多的特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得 更明顯，優(yōu)選的實(shí)施例用于表示但不起限制作用。在附圖中
-圖1是根據(jù)本發(fā)明用于加工塊狀或平板狀材料的機(jī)器的示意性透視-圖2是圖1中所示機(jī)器的細(xì)節(jié)的示意性透視圖，涉及在第一形態(tài)的刀架單元，涉 及其移動(dòng)設(shè)備及夾緊裝置；
-圖3是圖1中所示機(jī)器的細(xì)節(jié)的示意性透視圖，涉及在第二形態(tài)的刀架單元，涉 及其移動(dòng)設(shè)備及夾緊裝置；
-圖4是圖1中所示機(jī)器的細(xì)節(jié)的示意性前視圖，涉及在第二形態(tài)的刀架單元和夾 緊裝置；
-圖5是圖4所示細(xì)節(jié)的示意性透視側(cè)視-圖6是圖4所示細(xì)節(jié)的示意性后視-圖7是圖1中所示機(jī)器的細(xì)節(jié)的示意性前視圖，涉及在第一形態(tài)的刀架單元和夾緊裝置;
-圖8是圖4所不細(xì)節(jié)的不意性后視圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)本發(fā)明在圖1中，附圖標(biāo)記100整體地指示出一種用于加工塊狀或平板狀材料的機(jī)器，材料特別是但并非全部是石材。
示出工作臺(tái)101,所述工作臺(tái)限定加工表面102。如示例所示，工作臺(tái)可被固定，或者被馬達(dá)帶動(dòng)并能夠繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。通常，工作臺(tái)101不是機(jī)器100的一部分；可替代地， 工作臺(tái)101是機(jī)器100的一部分。使用附圖標(biāo)記200指示待加工的平板狀材料。
通常，機(jī)器100包括刀架單元10、相關(guān)移動(dòng)設(shè)備I和支撐結(jié)構(gòu)104。
支撐結(jié)構(gòu)104具有使得刀架單元10和相關(guān)移動(dòng)設(shè)備I懸在加工表面102上方的功 能，平板200位于加工表面上。在附圖示出的實(shí)施例中，支撐結(jié)構(gòu)104包括端部位于壁106 或其它等同支撐結(jié)構(gòu)上的梁105，支撐結(jié)構(gòu)104在垂直于梁105本身的方向上延伸。支撐結(jié) 構(gòu)104還至少包括元件105和106。
移動(dòng)設(shè)備I包括適于在梁105上平行于軸X運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)小車(chē)2及軸3。如圖8所 示在軸3的下端具有叉形體13，刀架單元10固定連接至叉形體13，在軸3的上端處具有、 優(yōu)選地以零間隙具有齒輪減速器4。移動(dòng)設(shè)備I還至少包括部件2、3、13。
由于線性驅(qū)動(dòng)器5固定連接至軸3的上端，例如固定連接至減速器4并且連接至 小車(chē)2，所以軸3能夠沿著軸Z移動(dòng)。設(shè)備I還具有向著刀架單元10引導(dǎo)供應(yīng)線路6的作 用。
供應(yīng)線路6優(yōu)選地包括至少一條電源線和至少一條液體供應(yīng)線，液體如用于在操 作過(guò)程中冷卻加工刀具11的水。優(yōu)選地，軸3是中空的，供應(yīng)線路6位于相應(yīng)的內(nèi)腔中。
優(yōu)選地，移動(dòng)設(shè)備I被設(shè)置為還移動(dòng)刀架單元10圍繞軸Z轉(zhuǎn)動(dòng)。由中間接入減速 器4的馬達(dá)操作的這種轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)箭頭W指示。
移動(dòng)設(shè)備I能沿著梁105移動(dòng)，且梁105能夠平行于壁106延伸的方向移動(dòng)。因 此移動(dòng)設(shè)備I并且以其刀架單元10能夠沿著分別地用X和Y表示并互相垂直的兩個(gè)軸線 平行于加工表面102移動(dòng)，如前所述，移動(dòng)設(shè)備可平行于軸Z移動(dòng)并可圍繞該軸線旋轉(zhuǎn)。
刀架單元10具有與其連接的加工刀具11。作為一個(gè)示例,此處示出的加工刀具 11呈盤(pán)式刀具的形式來(lái)實(shí)施切割操作，但加工刀具11可以為其它任何已知的加工刀具，例 如槽銑刀、砂輪等。
參考附圖2-8，刀架單元10主要包括電主軸12，適于與加工刀具11連接使其旋 轉(zhuǎn)。電主軸12又通過(guò)馬達(dá)17驅(qū)動(dòng)。優(yōu)選地，電主軸12被移動(dòng)設(shè)備I的支撐體13支撐，支 撐體13固定連接至軸3。具體地，電主軸12通過(guò)旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)15被支撐，以能夠圍繞相應(yīng)的垂直 于豎直軸Z的旋轉(zhuǎn)軸E-E旋轉(zhuǎn)。實(shí)踐中，電主軸12和刀具11可相對(duì)于支撐體13轉(zhuǎn)動(dòng)。在 該情況下，刀架單元10能夠圍繞軸線E-E旋轉(zhuǎn)(另一方面支撐體13不圍繞同一軸線E-E旋 轉(zhuǎn))。優(yōu)選地，支撐體13與軸3作為一個(gè)單元繞軸Z旋轉(zhuǎn)。刀架單元還至少包括元件11、12、14、15、17，但不包括支撐體13，支撐體13是移動(dòng)設(shè)備的一部分。
在此處描述的實(shí)施例中，刀架單元10包括馬達(dá)14，用于圍繞旋轉(zhuǎn)軸線E-E移動(dòng)電 主軸12，以相對(duì)于軸3改變電主軸12的傾斜角度。以這種方式,加工刀具11可根據(jù)另外的 移動(dòng)方向被移動(dòng)，在附圖中用R表示，以容易地加工如斜切口或異型。
取決于環(huán)境，如附圖、特別在圖4中所示，加工刀具11可至少部分地被保護(hù)罩16 覆蓋。
機(jī)器100包括機(jī)械手單元20，該機(jī)械手單元20具有相對(duì)于加工表面102保持平 板200懸吊的功能，從而允許平板被重定位。在附圖所示的實(shí)施例中，機(jī)械手單元20是氣 動(dòng)型的機(jī)械手單元并包括設(shè)有一個(gè)或多個(gè)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)的吸盤(pán)的夾緊裝置，以能夠在初始的非 工作位置和最終的工作位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)，在初始的非工作位置中不管軸3在什么位置吸盤(pán)都 不與平板200接合，在最終的工作位置中當(dāng)軸3沿著同一平板200的軸Z下降時(shí)吸盤(pán)與平 板200的上表面接觸。
在一個(gè)附圖沒(méi)有示出的實(shí)施例中，機(jī)械手單元20的夾緊裝置包括板21和形成在 該板中的吸盤(pán)。板21鉸接或可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接至移動(dòng)設(shè)備1，例如連接至移動(dòng)設(shè)備I的外保護(hù) 罩或直接地連接至支撐體13。
優(yōu)選地，如圖1-8所示，特別地在圖4-7中，機(jī)械手單元20的夾緊裝置包括板21 和相應(yīng)的吸盤(pán)，板21被牢固地固定至鋁刀架單元10并可與刀架單元10圍繞軸E-E轉(zhuǎn)動(dòng)。 參考圖4和5，在示出的示例中，板21被用螺釘固定至覆蓋刀具11的罩16。
如圖1、2、7所示，板21的第一非工作位置是豎直的，其對(duì)應(yīng)于刀具11的工作位 置，刀具11保持面向平板200的上表面；如在其余的附圖中所示，板21的第二工作位置是 水平的并垂直于軸3，其對(duì)應(yīng)于刀具11的非工作位置，刀具11保持平行于平板200的上表 面。
刀架單元10的轉(zhuǎn)動(dòng)及因此夾緊裝置20的轉(zhuǎn)動(dòng)優(yōu)選地在大約0°到大約90°之間 變化。優(yōu)選地，如附圖中示出的情形，實(shí)施轉(zhuǎn)動(dòng)的馬達(dá)14至少部分地與旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)15的至少一 部分結(jié)合。優(yōu)選地，馬達(dá)14是無(wú)刷馬達(dá)。而且，馬達(dá)14優(yōu)選地包括減速器(圖中沒(méi)有示 出)。
由板21和一個(gè)或多個(gè)墊圈限定吸盤(pán)，墊圈在板21表面上限定出一個(gè)或多個(gè)區(qū)域 (該表面可平行地面向平板200的上表面)。墊圈截取的區(qū)域具有封閉的周邊，例如圓形、 矩形或不同的形狀。
根據(jù)圖7，機(jī)械手單元20的板21包括兩個(gè)插入到適合的槽內(nèi)的墊圈22和23，所 述槽在同一板21的材料內(nèi)形成。墊圈22和23截?cái)喟?1表面的基本為矩形的部分。機(jī)械 手單元還包括一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口到上述部分中的吸氣管26。而且，在板21的表面上形成表面 槽25，該表面槽25用吸氣管26的吸嘴24連接表面的不同點(diǎn)。
當(dāng)板21在工作位置且因此處于水平，且其被移動(dòng)設(shè)備I帶動(dòng)成抵靠平板200的上 表面時(shí)，空氣通過(guò)管26的抽吸導(dǎo)致由平板200自身、墊圈22、23和板21限定的體積內(nèi)的抽 空。該抽空被調(diào)節(jié)以得到有效的吸盤(pán)效果從而允許平板200與刀架單元10 —起沿著軸Z 被提聞。
機(jī)械手單元20還包括一個(gè)或多個(gè)閥27，所述閥截止空氣沿吸氣管26的流動(dòng)。抽 吸優(yōu)選地通過(guò)泵或通過(guò)文氏管系統(tǒng)產(chǎn)生，其可以是機(jī)械手單元自身的外部或一部分(沒(méi)有示出)，管26與其連接。截止閥27優(yōu)選是電動(dòng)閥并且它們每個(gè)都可彼此地被單獨(dú)操作以只 在其中的一個(gè)吸盤(pán)中引起抽空，例如在由墊圈22限定的吸盤(pán)中，或者在兩者中。電動(dòng)閥被 示為在板21的外部，但可替代地它們可被設(shè)置在板21自身上或與其連接的空間內(nèi)，或設(shè)置 在刀架單元10的罩16上。
機(jī)器100還包括配有操作界面的操作和控制單元103 (圖1)。單元103按程序驅(qū) 動(dòng)移動(dòng)設(shè)備1、刀架單元10和夾緊裝置20。
現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的用于加工塊狀或平板狀材料的優(yōu)選實(shí)施例的方法，能夠 通過(guò)上面描述的機(jī)器100實(shí)施所述方法。
此方法主要地包括將待加工的塊狀或平板狀材料布置在加工表面102上的步驟 及然后移動(dòng)與刀架單元10連接的加工刀具11以在塊狀或平板200材料上實(shí)施加工的步 驟。通過(guò)前面描述的刀架單元10的移動(dòng)設(shè)備I實(shí)施該移動(dòng)步驟。
方法還包括在加工表面102上改變塊或平板200的位置的步驟，也就是，重定位塊 或平板200的步驟。通過(guò)機(jī)械手單元20實(shí)施該步驟。
當(dāng)需要重新定位平板狀材料200時(shí)，單元103驅(qū)動(dòng)機(jī)械手單元20，其初始為圖1_2 和7-8所示的形態(tài)。刀具11相對(duì)于平板200被升高，朝向平板，而板21豎直并且不與平板 200接觸。相對(duì)于移動(dòng)設(shè)備的支撐體13，刀具11沿著軸Z占據(jù)一定的位置。
機(jī)械手單元20被驅(qū)動(dòng)，使夾緊裝置，即板21和相應(yīng)的吸盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入工作位置，相 對(duì)于平板200水平并最接近，如圖3-6所示。優(yōu)選地，一旦被旋轉(zhuǎn)，板21占據(jù)刀具11之前 相對(duì)于移動(dòng)設(shè)備I的支撐體13沿著軸Z的位置。
控制單元103控制移動(dòng)設(shè)備I帶動(dòng)板21抵靠平板200，至少部分地壓縮墊圈22、 23。同一單元103控制閥27打開(kāi)以獲取空氣的抽吸并相對(duì)于平板200的重量產(chǎn)生用以獲 得有效的吸盤(pán)效果所需要的抽空。在這種結(jié)構(gòu)下，由于抽空，平板保持固定地連接至板21， 且其被移動(dòng)設(shè)備I移動(dòng)至新的位置，基于X、Y、Z坐標(biāo)和基于單元103中編程的圍繞軸Z的 旋轉(zhuǎn)而預(yù)定該位置。
當(dāng)重新定位平板完成后，控制單元關(guān)閉閥27。因而，在板21的吸盤(pán)內(nèi)的壓力恢復(fù) 并且平板被釋放；板21然后與平板200分離，機(jī)械手單元20可從平板被移走并被停止。
機(jī)械手單元20的停止預(yù)見(jiàn)了繞軸線E-E的轉(zhuǎn)動(dòng)使板21回到上述初始位置，與此 同時(shí)將板21定位為待用。
有利地，通過(guò)簡(jiǎn)單地使用同一 X、Y、Z參考系和相應(yīng)算法能夠在不損害控制單元 103的計(jì)算的情況下可重新定位平板200，而不需要支撐機(jī)械手單元的獨(dú)立結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種用于加工塊或平板狀材料(200)的機(jī)器(100),包括 a)刀架單元(10)，所述刀架單元(10)能夠在外部加工表面(102)上方相對(duì)于所述加工表面(102)在平行方向和正交方向上移位； b)機(jī)械手單元(20)，所述機(jī)械手單元(20)聯(lián)接至所述刀架單元(10)，并且包括待被加工的塊或平板狀材料(200)的夾緊裝置(21，22，23)； 其中所述夾緊裝置(21，22，23)能夠在遠(yuǎn)離所述加工表面(102)的第一非工作位置和接近所述加工表面的第二工作位置(102)之間移動(dòng)； 其特征在于，所述夾緊裝置(21，22，23)能夠在所述第一非工作位置和所述第二工作位置之間旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器(100)，其中所述刀架單元(10)能夠沿著兩個(gè)軸X和Y移動(dòng)，所述軸X和Y被布置為相互正交并與所述加工表面(102)相平行，且所述刀架單元能夠沿與所述軸X和Y相正交的軸Z移動(dòng)，并且所述夾緊裝置(21，22，23)能夠圍繞與所述軸Z相正交的軸E-E旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器(100)，還包括所述刀架單元(10)的移動(dòng)設(shè)備(1)，和所述加工表面(102)上方的、所述移動(dòng)設(shè)備(I)和所述刀架單元(10)的支撐結(jié)構(gòu)(104)，并且其中所述夾緊裝置(21，22，23)固定地聯(lián)接至所述刀架單元(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器(100)，其中所述刀架單元(10)又被鉸接至相應(yīng)的移動(dòng)設(shè)備(I)，并能夠在工作位置和第二非工作位置之間旋轉(zhuǎn)，在所述工作位置中刀具(11)能夠與正被加工的所述塊或平板(200)相互作用且所述夾緊裝置(21，22，23)位于相關(guān)的第一非工作位置中，在所述第二非工作位置中所述刀具(11)不能夠與所述塊或平板(200)相互作用且所述夾緊裝置(21，22，23)位于相關(guān)的第二工作位置中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器(100)，其中所述夾緊裝置(21，22，23)和所述刀架單元(10)在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中畫(huà)出相應(yīng)圓弧。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的機(jī)器(100)，其中所述夾緊裝置(21，22，23)的旋轉(zhuǎn)角度包含在0°到90°的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任一項(xiàng)所述的機(jī)器(100)，其中所述刀架單元(10)能夠繞所述軸Z旋轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任一項(xiàng)所述的機(jī)器(100)，其中所述夾緊裝置(21，22，23)是氣動(dòng)的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)器(100)，其中所述夾緊裝置包括至少一塊板(21)，所述板(21)設(shè)有至少一個(gè)吸盤(pán)(21，22 ;21，23)，并且所述機(jī)械手單元(20)包括在每個(gè)吸盤(pán)內(nèi)開(kāi)口的一個(gè)或多個(gè)吸氣管(26)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機(jī)器(100)，其中所述機(jī)械手單元(20)包括一個(gè)或多個(gè)截止所述吸氣管(26)的閥(27)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的機(jī)器(100)，其中所述閥(27)是能夠被外部的操作和控制單元操作的電動(dòng)閥。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求1-11中的任一項(xiàng)所述的機(jī)器(100)，包括操作和控制單元(103)，用于控制所述刀架單元(10)和所述移動(dòng)設(shè)備(I)的相對(duì)于所述外部加工表面(102)的運(yùn)動(dòng)以及所述夾緊裝置(21，22，23)的運(yùn)動(dòng)。
13.一種用于加工塊或平板狀材料的方法，所述方法包括 步驟a)布置加工表面(102)并將待被加工的塊或平板(200)放置在所述加工表面(102)上； 步驟b)使正被加工的所述塊或平板(200)在所述加工表面(102)上移位； 步驟c)對(duì)所述塊或平板(200)實(shí)施加工操作， 其中通過(guò)用于加工塊或平板狀材料(200)的機(jī)器(100)實(shí)施所述步驟b)，所述機(jī)器(100)包括刀架單元(10)，所述刀架單元(10)能夠相對(duì)于所述加工表面(102)平行和正交地運(yùn)動(dòng)，以及機(jī)械手單元(20)，所述機(jī)械手單元(20)又包括所述塊或平板(200)的夾緊裝置(21，22，23)，以及 其中所述刀架單元(10)和所述機(jī)械手單元(20)互相聯(lián)接，以及其中所述夾緊裝置(21，22，23)能夠在第一非工作位置和第二工作位置之間移動(dòng)，所述第一非工作位置遠(yuǎn)離所述塊或平板(200)，所述第二工作位置接近所述塊或平板(200)；其特征在于，所述方法包括 步驟d)在所述第一非工作位置和所述第二工作位置之間旋轉(zhuǎn)所述夾緊裝置(21，22，23)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述步驟d)包括 步驟dl)將所述刀架單元(10)從第一工作位置旋轉(zhuǎn)到第二非工作位置，在所述第一工作位置中所述刀架單元(10)的刀具(11)能夠與所述塊或平板(200)接合，在所述第二非工作位置中所述刀具(11)不能與所述塊或平板(200)接合。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求13-14中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述夾緊裝置(21，22，23)是氣動(dòng)的，并且所述步驟b)包括如下步驟驅(qū)動(dòng)或停止所述夾緊裝置(21，22，23)用于相對(duì)于同一夾緊裝置(21，22，23)分別地保持或釋放所述塊或平板(200)。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求13-15中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述夾緊裝置(21，22，23)在圍繞水平軸E-E旋轉(zhuǎn)期間被固定至所述刀架單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，包括如下步驟 -在相應(yīng)的第二工作位置旋轉(zhuǎn)所述夾緊裝置(21，22，23)并同時(shí)在相應(yīng)的第二非工作位置旋轉(zhuǎn)所述刀架單元(10)； -使所述夾緊裝置(21，22，23)抵靠所述塊或平板(200)的表面，所述塊或平板(200)在初始位置中位于所述加工表面(102)上； -驅(qū)動(dòng)所述夾緊裝置(21，22，23)以保持所述塊或平板(200)； -通過(guò)使所述夾緊裝置(21，22，23)在與所述加工表面(102)平行和/或正交的方向上移位和/或使所述夾緊裝置(21，22，23)繞著豎直方向旋轉(zhuǎn)，在所述加工表面(102)上重布置所述塊或平板(200)，及 -停止所述夾緊裝置(21，22，23)以在新的最終位置中釋放所述塊或平板(200)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述步驟c)包括如下步驟 -在相應(yīng)的第一工作位置旋轉(zhuǎn)所述刀架單元(10)并同時(shí)在相應(yīng)的第一非工作位置旋轉(zhuǎn)所述夾緊裝置(21，22，23)； -使所述刀架單元(10)的刀具(11)抵靠位于所述加工表面(102)上的所述塊或平板(200)的表面；-驅(qū)動(dòng)所述刀具( 11)，并且如果需要使所述刀架單元(10)移位。
全文摘要
一種用于加工塊或平板狀材料(200)的機(jī)器(100)，包括a)在外部加工表面(102)上方相對(duì)于加工表面(102)在平行和正交方向上能夠移位的刀架單元(10)；b)連接至所述刀架單元(10)的機(jī)械手單元(20)，其包括待加工的塊或平板狀材料(200)的夾緊裝置(21，22，23)；其中所述夾緊裝置(21，22，23)能夠在遠(yuǎn)離加工表面(102)的第一非工作位置和接近加工表面(102)的第二工作位置(102)之間移動(dòng)；其特征在于所述夾緊裝置(21，22，23)能夠在所述第一非工作位置和所述第二工作位置之間旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)B23D45/02GK103038012SQ201180024612
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者路易吉·瓜佐尼 申請(qǐng)人:Gmm股份公司