專利名稱：用于機(jī)床的托盤更換設(shè)備和包括托盤更換設(shè)備的機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)床的托盤更換設(shè)備和一種包括托盤更換設(shè)備的機(jī)床。
背景技術(shù)：
用于批量加工工件的程序控制的銑削和鉆孔機(jī)通常配備有托盤更換器，這使得能對工件快速更換，從而提高切削加工性能，同時(shí)減少停機(jī)時(shí)間。托盤在機(jī)床外配備有工件，并且可釋放地固定在一個(gè)托盤更換設(shè)備的托盤載體上。托盤通過托盤更換設(shè)備的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被定位于工件臺(tái)上，并且在降低運(yùn)動(dòng)后在該工件臺(tái)上被夾緊。托盤更換設(shè)備的托盤被通過提升運(yùn)動(dòng)的方式以及所得的鉤形或爪形托盤載體在托盤的外邊緣上的對應(yīng)凹進(jìn)處的接合被固定。圖1顯示了這種類型的機(jī)床I的基本結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，例如從EP2047946B1可獲知，它包括一個(gè)機(jī)座2，并包括滑動(dòng)件5，其中機(jī)座2上設(shè)置托盤更換設(shè)備4，其包括一個(gè)具有用于在托盤更換過程中握持托盤的爪14的更換裝置15，滑動(dòng)件5攜帶具有用于在工作主軸9上處理的夾緊工件的第一托盤7的工件臺(tái)6。設(shè)置一托盤載體12用于攜帶更換托盤(圖中未顯示)，包括將與第一托盤7交換的第二工件。導(dǎo)軌3安裝在機(jī)座2上，且滑動(dòng)件5可沿機(jī)座2在X方向上沿導(dǎo)軌3移動(dòng)。托盤更換設(shè)備4被設(shè)置在導(dǎo)軌3遠(yuǎn)離主軸9的一端上，并通過運(yùn)載臂11橫向固定在機(jī)座2上。電機(jī)13，其用于在X-Y工作平面中旋轉(zhuǎn)更換裝置15至180°用于更換托盤，該電機(jī)13直接安裝在更換裝置15的載體板上。如果固定至更換托盤上的工件，而不是被固定在第一托盤7上的工件將被工作主軸加工，則第一滑動(dòng)件5沿第一導(dǎo)軌3朝向托盤更換設(shè)備4移動(dòng)，直到達(dá)到交換位置，其中圓形臺(tái)6和托盤載體12之間的距離和位置被設(shè)置為使得托盤更換設(shè)備4的更換裝置15既可以接合第一托盤7也可以接合更換托盤。然后，通過提高更換裝置15，圍繞平行于Z軸方向的軸向旋轉(zhuǎn)更換裝置15并降低更換裝置15，該第一托盤7被更換托盤替換。然后滑動(dòng)件5沿導(dǎo)軌3向著主軸9移動(dòng)， 連同位于轉(zhuǎn)臺(tái)6上的更換托盤，這樣可以對更換托盤上夾著的工件進(jìn)行無阻礙的加工。圖2和圖3更詳細(xì)的顯示了在上述機(jī)床上的托盤更換程序的兩個(gè)階段。圖2顯示了一個(gè)階段，其中更換裝置15的爪元件14接合接收元件16，包括第一托盤7和一個(gè)第二托盤8 (更換托盤)。為了這個(gè)目的，圓形臺(tái)6和托盤載體12位于在更換位置中，也就是說，在一個(gè)相對于彼此的預(yù)定義的方向和距離。之后，第一托盤7通過更換裝置15與第二托盤8交換，也就是說，第二托盤8現(xiàn)在置于圓形臺(tái)6上而不是在第一托盤7上。這通過使更換裝置15關(guān)于軸D提升和旋轉(zhuǎn)，該軸D平行于Z軸方向定位。然后，更換裝置15在Z軸方向上再次被降低，以釋放第一托盤7和第二托盤8的爪元件14和相應(yīng)的接收元件16之間的有效連接。接著，更換裝置15再次繞其轉(zhuǎn)動(dòng)軸D轉(zhuǎn)動(dòng)到一個(gè)起始位置，以達(dá)到在圖3所示的階段。之后，滑動(dòng)件5可自托盤更換設(shè)備沿導(dǎo)軌3移動(dòng)離開，以便確保連接至第二托盤8的工件的順暢加工。發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到更換裝置15的尺寸在圖2和3中顯示的機(jī)床中在XY平面內(nèi)是比較大的。這個(gè)缺點(diǎn)特別歸因于這樣的事實(shí):電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器13被集成到更換裝置15自身中，該電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器13是必要的，以便在XY平面中關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸D轉(zhuǎn)動(dòng)更換裝置15。其結(jié)果是，在圖3顯示的托盤更換過程的階段中(也就是說在更換位置)，僅可能在有限的程度上根據(jù)需要相對于更換裝置15移動(dòng)圓形臺(tái)6，特別是以工件臺(tái)的平面為軸，這是在旋轉(zhuǎn)的圓形臺(tái)用于5-軸加工時(shí)的基本要求。不利的是，在圓形臺(tái)6可以旋轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)之前，滑動(dòng)件5首先必須沿托盤更換設(shè)備4的導(dǎo)軌3向工作主軸移動(dòng)，與工件臺(tái)一起移動(dòng)。然而，這需要時(shí)間并減少機(jī)床的可用工作空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種托盤更換設(shè)備和一種包括托盤更換設(shè)備的機(jī)床，利用它們可以克服上述問題。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，本發(fā)明提供了一種托盤更換設(shè)備，其具有如權(quán)利要求1或權(quán)利要求3所述的特征，并提供了一種具有如權(quán)利要求15所述的特征的機(jī)床。本發(fā)明的思想的有利的配置或發(fā)展可體現(xiàn)于從屬權(quán)利要求中。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，根據(jù)本發(fā)明的用于更換機(jī)床上的托盤的托盤更換設(shè)備包括更換裝置，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，和升降裝置，其中該更換裝置包括用于可釋放地將托盤更換設(shè)備連接至托盤的連接元件，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置用于轉(zhuǎn)動(dòng)包括在一個(gè)工作平面上的連接元件的更換裝置，該升降裝置用于升高和降低該更換裝置以及因此升高和降低工作區(qū)內(nèi)的工作平面。根據(jù)本發(fā)明，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置布置于工作區(qū)外。由于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置位于工作區(qū)以外，因此該更換裝置可以更緊湊地配置。還有可能旋轉(zhuǎn)和樞轉(zhuǎn)工件臺(tái)，托板之一安裝在該工作臺(tái)上而沒有限制，即使轉(zhuǎn)臺(tái)非常接近更換裝置。

由于根據(jù)本發(fā)明旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的位置在工作區(qū)之外，它還能更好地防止在機(jī)床的操作期間積累的污垢和水。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是，在根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，所述更換裝置可獨(dú)立于旋轉(zhuǎn)壁移動(dòng)，該旋轉(zhuǎn)壁將工作區(qū)從用于托盤的準(zhǔn)備空間隔離，特別是因?yàn)闆]有電纜必須被設(shè)置通過旋轉(zhuǎn)壁，以便提供位于如在現(xiàn)有技術(shù)中的具有電源的更換裝置中的驅(qū)動(dòng)。優(yōu)選的是，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置和升降裝置被固定在工作區(qū)外，特別是工作區(qū)下面。在本文中，術(shù)語“工作區(qū)”具體是指一定的空間，該空間是托盤更換設(shè)備所需要的，以便進(jìn)行一個(gè)托盤更換過程。這包括在X-Y工作平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)和在Z軸方向上更換裝置的升降路徑。在另一種意義上，機(jī)床需要對于工件加工的整個(gè)工作區(qū)以便加工夾緊在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的工件，也就是說，用于移動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)和工作主軸的空間，可能還優(yōu)選另外地被術(shù)語“工作區(qū)”中包含/覆蓋起來。在一個(gè)特別有利的實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置和升降裝置定位為使得更換裝置可以向下“縮回”從工作平面退出，就是說該更換裝置的主要部件在構(gòu)造的尺寸方面，甚至整個(gè)更換裝置，可移動(dòng)出工件臺(tái)和更換托盤之間的空間之外，在機(jī)座上的水平的正常位置中的工件臺(tái)的下表面限定的平面之下。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于更換機(jī)床上的托盤的根據(jù)本發(fā)明的托盤更換設(shè)備包括更換裝置、用于轉(zhuǎn)動(dòng)該更換裝置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置和升降裝置，其中該更換裝置包括用于可釋放地將托盤更換設(shè)備連接至托盤的連接元件，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置包括連接元件，該升降裝置用于升高和降低該更換裝置。根據(jù)本發(fā)明，該升降裝置與該更換裝置可旋轉(zhuǎn)地接合，且旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)該升降裝置。在本文中，來自旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩經(jīng)過該提升裝置被傳送至該更換裝置。這種配置的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)是，沒有兩個(gè)用于升降裝置和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)柱，而是僅設(shè)置了一個(gè)，且這使得該托盤更換設(shè)備的結(jié)構(gòu)更簡單且更緊湊。特別是在與升降裝置和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置在工作區(qū)之下的排列相連接時(shí)，這樣的配置帶來主要構(gòu)造上的優(yōu)點(diǎn):重心向下的移動(dòng)，并且托盤更換設(shè)備可以簡單的方式安裝在機(jī)床上，該升降裝置和驅(qū)動(dòng)裝置優(yōu)選設(shè)置在機(jī)座的上平面下方，任選甚至部分在機(jī)座的下平面之下。在按照本發(fā)明的一個(gè)構(gòu)造上特別有利的實(shí)施例中，一個(gè)正齒輪被安裝到旋轉(zhuǎn)柱的外部，并且旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置包括與該正齒輪嚙合的小齒輪。該有效連接被配置為使得在小齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)(作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)馬達(dá)或液壓系統(tǒng)的結(jié)果)正齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，因此該旋轉(zhuǎn)柱圍繞其縱軸旋轉(zhuǎn)。以這種方式，驅(qū)動(dòng)裝置和升降裝置可以緊湊和高效的方式彼此結(jié)合。該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置例如可以包括一個(gè)伺服電機(jī)，使得復(fù)雜的液壓驅(qū)動(dòng)裝置對于旋轉(zhuǎn)更換裝置為多余的。有利的是，小齒輪與正齒輪在旋轉(zhuǎn)柱的升高和降低期間連續(xù)地有效連接。在這種方式中，有可能在任何中間位置(甚至在旋轉(zhuǎn)柱的提升過程中)轉(zhuǎn)動(dòng)更換裝置。在本文中，小齒輪的長度可以是例如大于旋轉(zhuǎn)柱的最大提升高度。該升降裝置可以包括一個(gè)加壓介質(zhì)缸，它在旋轉(zhuǎn)柱下面與旋轉(zhuǎn)柱同軸定位。在這種方式中，加壓介質(zhì)缸(用于加壓的流體等)的終端可長距離地向下移動(dòng)進(jìn)入機(jī)座中或在機(jī)座下，并且這使得連接更容易，因?yàn)樵跈C(jī)床的該區(qū)域中比機(jī)床的上部區(qū)域通常有更多的可用空間。

該旋轉(zhuǎn)柱有利地包括一個(gè)上部和一個(gè)下部，且正齒輪在該下部被固定至旋轉(zhuǎn)柱，且旋轉(zhuǎn)柱的上部的直徑大于旋轉(zhuǎn)柱的下部的直徑。以這種方式，一方面可以節(jié)省重量(作為旋轉(zhuǎn)柱的下部小直徑的結(jié)果，旋轉(zhuǎn)柱的該部分每單位長度的重量比旋轉(zhuǎn)柱的上部輕)，另一方面可以確保足夠精確地引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)柱(旋轉(zhuǎn)柱在上部區(qū)域中的大直徑使得能精確引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)柱)。有利的是，旋轉(zhuǎn)柱的上部的直徑制成為小于正齒輪的直徑，用于引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)柱的上部的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括一個(gè)止動(dòng)件，在旋轉(zhuǎn)柱位于最大提升位置時(shí)，或者略高于最大提升位置時(shí)，該正齒輪的上表面撞至該止動(dòng)件(或者連接至該正齒輪的滑動(dòng)層撞至該止動(dòng)件，這樣正齒輪本身可以毫無困難地在撞擊過程中旋轉(zhuǎn))。以這種方式，可以機(jī)械地限定最大提升邊界，且作為結(jié)果該升降裝置的電子控制系統(tǒng)可被簡化。一個(gè)適當(dāng)?shù)臎_擊傳感器可以任選地設(shè)置在該止動(dòng)件上，并且檢測沖擊。另外，這確保了最大提升邊界不是偶然地被超出。另外，可以設(shè)置一個(gè)止動(dòng)件，在旋轉(zhuǎn)柱在最小提升位置或稍低于該最小提升位置時(shí)正齒輪(或與其連接的滑動(dòng)層)撞至該止動(dòng)件的下表面。在這種情況下也任選設(shè)置沖擊傳感器。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該更換裝置包括:一個(gè)縱向元件，第一連接元件，和第二連接元件，該縱向元件在工作平面內(nèi)延伸，并且可在工作平面內(nèi)通過圍繞其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)柱而旋轉(zhuǎn)，該第一連接元件被設(shè)置于該縱向元件的第一末端上用于夾持第一托盤，并沿第一方向在工作平面內(nèi)延伸遠(yuǎn)離縱向元件，且第二連接元件被設(shè)置于該縱向元件的第二末端用于夾持第二托盤(更換托盤)并在工作平面內(nèi)在第二方向上延伸遠(yuǎn)離縱向元件，該第二方向與該第一方向相反。有利的是，第一連接元件和第二連接元件可各包括分別在第一方向或第二方向延伸離開縱向元件的相應(yīng)末端的第一部分，且每一個(gè)都包括鄰近對應(yīng)的第一部分并在一方向上從第一部分延伸離開的第二部分，其平行于縱向元件的縱向方向延伸(至少基本上)。可形成第一連接元件的第二部分，以便接合第一托盤，并形成第二連接元件的第二部分以接合第二托盤。這種類型的更換裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)在下文結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床的描述進(jìn)行說明。在一種有利的構(gòu)造中，該更換裝置是可關(guān)于垂直軸(Z軸方向)水平地在更換位置和起始位置之間來回移動(dòng)，在該更換位置縱向元件采用第一方向，且第一連接元件可接合第一托盤，第二連接元件可以接合第二托盤，而在起始位置，縱向元件采取相對于該第一位置旋轉(zhuǎn)的第二位置。在這種情況下，在起始位置確保了最大的圓形臺(tái)的移動(dòng)自由度。在第一托盤和在第二托盤(夾持位置)的接合和該接合的釋放可以是例如通過在更換裝置位于更換位置時(shí)在Z軸方向上升降更換裝置來進(jìn)行。在這方面，特 別有利的是在縱向元件從更換位置到起始位置之前和之后在Z軸方向上將更換位置設(shè)置為從更換位置通過升降裝置被降低。這樣，該更換裝置可以被完全移出工作區(qū)，特別是移出托盤之間的空間。然而，本發(fā)明并不限于這種類型的實(shí)施例，并且還可包括其他實(shí)施例，其中所述更換裝置設(shè)置為移動(dòng)至起始位置，其優(yōu)選構(gòu)成通過在X-Y平面內(nèi)的90 °旋轉(zhuǎn)進(jìn)行定位，在托盤被釋放后在任何所需的中間位置在Z軸方向上(也就是說在Z軸方向上更換裝置沒有最大降低值)。本發(fā)明還包括一種機(jī)床，其包括運(yùn)載第一托盤的工件臺(tái)，和托盤更換設(shè)備，該托盤更換設(shè)備包括用于接收更換托盤的托盤載體并且其被設(shè)置為用于在工件臺(tái)上將該更換托盤更換為第一托盤。該情況下，工件臺(tái)可在導(dǎo)軌上移動(dòng)，這些導(dǎo)軌被設(shè)置在機(jī)座上。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置和升降裝置可設(shè)置在機(jī)座的上平面以下或側(cè)向地安裝在機(jī)座上。在此情況下，托盤更換設(shè)備的外殼可以連接到機(jī)座的前端的接收結(jié)構(gòu)上或者側(cè)向固定在機(jī)座上，且旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置和升降裝置集成至該外殼中。在根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)中，工件臺(tái)成為樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)，其工作表面可以沿著Y軸方向上定向的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)用于工件的5-軸加工，該工具被夾緊在工件臺(tái)的工作表面上。在該情況下，樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)和托盤載體可相對于彼此以這樣的方式移動(dòng):樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)和托盤載體之間的距離被調(diào)整為使得更換裝置可以到達(dá)至第一托盤并在更換位置(接合位置)到達(dá)至第二托盤。該情況下，該更換裝置，樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)和托盤被相對于彼此設(shè)定尺寸并定位以使得第一托盤和/或更換托盤可以旋轉(zhuǎn)和/或樞轉(zhuǎn)而不碰撞更換裝置，如果它是在上述的起始位置。例如，在更換位置樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)和托盤彼此以這樣一種方式定位:第一托盤的中心和第二托盤的中心分別從與旋轉(zhuǎn)柱的旋轉(zhuǎn)軸相交的軸線等距離定位且該旋轉(zhuǎn)柱平行于工件臺(tái)的移動(dòng)方向延伸。這使得能夠在機(jī)床的邊緣上設(shè)置托盤載體，最大化用于樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)的可用工作空間并簡化使用者使用托盤載體的操作。在這種類型下，更換裝置的上述結(jié)構(gòu)是特別有利的，因?yàn)楸M管第一托盤和第二托盤相對于旋轉(zhuǎn)柱的旋轉(zhuǎn)軸相互抵消，但連接元件的第二部分的每一個(gè)總是平行于工件臺(tái)的移動(dòng)方向接合至第一 /第二托盤，且由于靜力學(xué)的原因這是特別有利的，特別是如果第一 /第二托盤的相應(yīng)的結(jié)合裝置被相對于托盤的中心中心地設(shè)置于托盤的邊緣上，其中連接元件的第二部分接合至該結(jié)合位置?？v向元件可以以這樣一種方式設(shè)置:當(dāng)樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)在縱向元件的起始位置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，樞轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)的下表面和縱向元件的區(qū)域之間的最小距離小于第一連接元件的第一部分的第一末端和第二末端之間的距離或小于第二連接元件的第一部分的第一末端和第二末端之間的距離，其中縱向元件位于第一連接元件和第二連接元件之間。換言之，樞轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)的下表面可最終在一個(gè)區(qū)域中比在樞轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)的下表面的其他區(qū)域中時(shí)降低，其中該區(qū)域在樞轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與第一連接元件和第二連接元件之間的縱向元件的區(qū)域相對，因?yàn)閷τ谠谠搮^(qū)域中旋轉(zhuǎn)比在更換裝置的區(qū)域中有更多的可用空間，其中，第一連接元件或第二連接元件從縱向元件朝向樞轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)突出。更換裝置的外形可以被設(shè)置為使得樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，在縱向元件在起始位置時(shí)，和當(dāng)樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)的下表面和縱向元件之間的距離在縱向元件在第一連接元件和第二連接元件之間的區(qū)域中是最小時(shí)，更換裝置的至少部分的側(cè)向外形大致對應(yīng)于樞轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)的下表面的外形。換言之，樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)的下表面合適地適合于更換裝置的側(cè)向輪廓，以這樣一種方式，樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)和更換裝置之間的空間被最佳地使用(被樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)填充)。升降裝置可包括一個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，該引導(dǎo)結(jié)構(gòu)在更換裝置直接下方的區(qū)域引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)柱，該引導(dǎo)結(jié)構(gòu)被斜切或包括朝向樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)上的凹部，以這樣的方式進(jìn)行:從朝向更換裝置的末端起始的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，向下朝樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)加寬，該樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中能夠移動(dòng)通過斜切的區(qū)域或凹部。這樣，用于轉(zhuǎn)動(dòng)的其他空間可以用于樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)，通過引導(dǎo)結(jié)構(gòu)對旋轉(zhuǎn)柱的引導(dǎo)的質(zhì)量不會(huì)有顯著減損，因?yàn)樵谄渌魏我粋?cè)上沒有設(shè)置斜切處/凹部，且這對于高質(zhì)量的指導(dǎo)是足夠的。在樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)和更換裝置之間的協(xié)作(在該樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)和更換裝置中沒有碰撞，不管該樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)在該更換裝置的起始位置處旋轉(zhuǎn))在上述實(shí)施例中描述的優(yōu)點(diǎn)同樣適用于托盤載體和更換裝置之間的協(xié)作， 只要托盤載體制成可繞Y軸方向旋轉(zhuǎn)，且這可為有利的，例如能容易地用工件裝配該托盤載體。


本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)將使用優(yōu)選實(shí)施例在下文參考附圖更詳細(xì)地進(jìn)行解釋，其中:圖1是包括托盤更換設(shè)備的傳統(tǒng)機(jī)床的示意性主視圖；圖2是傳統(tǒng)機(jī)床上的托盤更換過程的第一階段的示意圖；圖3是傳統(tǒng)機(jī)床上的托盤更換過程的第二階段的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的托盤更換設(shè)備的示意性截面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的托盤更換設(shè)備的示意性截面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床的包括托盤更換設(shè)備的一部分在托盤更換過程的第一階段中的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床的包括托盤更換設(shè)備的一部分在托盤更換過程的第二階段中的示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床的部分在托盤更換過程的第一階段中的示意性俯視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床在樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)過程中的示意性俯視圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床的一部分在托盤更換過程的第一階段中的示意性俯視圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的更換裝置的示意性俯視圖。在附圖中，用相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同或相互對應(yīng)的區(qū)域，組件或部件組。
具體實(shí)施例方式圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的托盤更換設(shè)備40的示意性橫截面圖。該托盤更換設(shè)備40包括:用于可釋放地將該托盤更換設(shè)備40連接至托盤的更換裝置15 ;連接到更換裝置15的旋轉(zhuǎn)柱17，該更換裝置15可在工作平面18內(nèi)通過圍繞其縱軸A轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)柱17進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置19，其與旋轉(zhuǎn)柱17有效連接并且通過該連接旋轉(zhuǎn)柱17可繞其縱軸A旋轉(zhuǎn)；以及用于升高和降低旋轉(zhuǎn)柱17的升降裝置20，以此升高和降低更換裝置15，從而升高和降低工作區(qū)21內(nèi)的工作平面18。該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置19和升降裝置20位于工作區(qū)21之外。由于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置19和升降裝置20位于工作區(qū)21以外，所述更換裝置可以做得緊湊，而這反過來又意味著能夠移動(dòng)該機(jī)床的圓形臺(tái)，其中包括待加工的工件的托盤放置于該圓形臺(tái)上，不受限制地，特別是對其旋轉(zhuǎn)和樞轉(zhuǎn)，在該過程中即使圓形臺(tái)本身非常近地靠近更換裝置15其也不會(huì)碰撞更換裝置15，作為對于在例如更換位置的情況，位于圓形臺(tái)上的托盤位于該位置，該托盤被另一個(gè)位于托盤載體上的托盤替換。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置19和升降裝置20位于工作區(qū)21之下。或者，有可能橫向地或者在工作區(qū)21之上設(shè)置旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置19和升降裝置20。在本文中，工作區(qū)具體是指一定空間，托盤更換設(shè)備40需要該空間用于進(jìn)行托盤更換過程。從圖4中可以看出，在旋轉(zhuǎn)柱17通過升降裝置向上或向下移動(dòng)時(shí)更換裝置15的工作平面18向上(18’)和向下(18〃 )移動(dòng)。在此情況下，位置18’對應(yīng)與升高托盤(與托盤7、8接合的更換裝置15 ;不與樞轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)6和托盤載體12接合的托盤7，8)，位置18對應(yīng)于降低托板(更換裝置15與托盤7,8接合；托盤7,8與樞轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)6和托盤載體12接合)，且位置18"對應(yīng)于縮回離開托盤之間的空間(更換裝置15不與托盤7，8接合；托盤7，8與樞轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)6和托盤載體12接合)。在本實(shí)施例中，升降裝置20是液壓控制元件且旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置19作為伺服電機(jī)的形式。然而，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置19和升降裝置20也可以均被配置為電動(dòng)或液壓單元。從圖5的實(shí)施例可以看出，一個(gè)正齒輪22可以連接到旋轉(zhuǎn)柱17的外側(cè)，且旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置19可包括與正齒輪22嚙合的小齒輪23。當(dāng)小齒輪23被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置19，正齒輪22旋轉(zhuǎn)時(shí)，因此，旋轉(zhuǎn)柱17圍繞其縱軸A旋轉(zhuǎn)。以這種方式，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置19和升降裝置20彼此可以緊湊的方式組合，而不容易出現(xiàn)故障。在本實(shí)施例中，該小齒輪由伺服電機(jī)31驅(qū)動(dòng)，該伺服電機(jī)31位于小齒輪23下方，并經(jīng)端子34供給電力。因?yàn)橛兴欧?qū)動(dòng)器31，因此在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備 中可以根據(jù)需要選擇起始位置，并且這形成了對于液壓驅(qū)動(dòng)器的主要優(yōu)勢。該升降裝置20包括一個(gè)起重缸32，該起重缸32被設(shè)置在旋轉(zhuǎn)柱17下面并與之同軸，并能夠升高和降低旋轉(zhuǎn)柱17。為了這個(gè)目的，經(jīng)對應(yīng)的流體管線33向起重缸32供給壓縮的流體。以這種方式，起重缸32的流體管線33(用于壓縮的流體等)可以長距離向下移動(dòng)至機(jī)座中或至機(jī)座2之下，這使得更容易連接流體管線33，因?yàn)橛糜谠撃康脑跈C(jī)床10的該區(qū)域通常比機(jī)床10的上部區(qū)域有更多的可用空間。在圖5所示的實(shí)施例中，小齒輪23的長度L大于旋轉(zhuǎn)柱17的最大提升高度H。在這種方式中，小齒輪23在旋轉(zhuǎn)柱17的升高和降低過程中以不間斷的方式與正齒輪22有效連接。在如圖5所示的階段中，正齒輪22與小齒輪23最上部有效連接(這個(gè)位置可用于允許更換裝置15能結(jié)合于托盤7，8中)。如果旋轉(zhuǎn)柱17自該階段最大程度地降低，則正齒輪22將與小齒輪23的最低部有效連接，如標(biāo)號(hào)35所表示的(這個(gè)位置可以用于更換裝置15釋放托盤7，8并因此使更換裝置15在夾緊位置和起始位置之間旋轉(zhuǎn))。因此，有可能在任何升高和降低階段使旋轉(zhuǎn)柱17圍繞其縱軸A旋轉(zhuǎn)，并且這使得更換裝置15能非常靈活地工作，即使有不同的托盤尺寸?；蛘?，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置19可結(jié)合至升降裝置20以這樣方式:它與旋轉(zhuǎn)柱17—起向上移動(dòng)和向下移動(dòng)。在這種情況下，小齒輪23的長度可最終為較小的。在本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置19和升降裝置20位于機(jī)座之下，且托盤更換設(shè)備安裝于該機(jī)座上。旋轉(zhuǎn)柱17有利地包括一個(gè)上部50和一個(gè)下部51，正齒輪22在下部51被固定至旋轉(zhuǎn)柱17，且旋轉(zhuǎn)柱17的上部的直徑D50大于(非恒定)旋轉(zhuǎn)柱17的下部51的直徑D51。以這種方式，一方面重量可以節(jié)省重量(因?yàn)樾D(zhuǎn)柱17的下部51的較小的直徑D51，旋轉(zhuǎn)柱17的該部分在 每單位長度上比旋轉(zhuǎn)柱17的上部D50輕)，且另一方面，確保了旋轉(zhuǎn)柱17的足夠精確的導(dǎo)引(旋轉(zhuǎn)柱17在上部區(qū)域50的大直徑D50使得旋轉(zhuǎn)柱17能夠在Z軸方向上精確導(dǎo)引，很少出現(xiàn)在X-Y方向(旋轉(zhuǎn)柱17的上部區(qū)域50的高的機(jī)械剛性的)。有利的是，旋轉(zhuǎn)柱17的上部50的直徑D50制成為小于正齒輪22的直徑D22，其中用于引導(dǎo)的旋轉(zhuǎn)柱17的上部50的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)53包括一止動(dòng)件54，其中在旋轉(zhuǎn)柱17位于最大提升位置時(shí)，或者略高于最大提升位置時(shí)，正齒輪22的上表面55撞至該止動(dòng)件54 (或者連接至該正齒輪22的滑動(dòng)層撞至該止動(dòng)件54，這樣正齒輪22本身可以在撞擊過程中毫無困難地旋轉(zhuǎn))。以這種方式，可以機(jī)械地限定最大提升邊界，且作為結(jié)果升降裝置20的電子控制系統(tǒng)可被簡化。一個(gè)適當(dāng)?shù)臎_擊傳感器(未顯示)可以設(shè)置在該止動(dòng)件54上，并且檢測正齒輪22的沖擊。另外，這確保了不會(huì)偶然地超出最大提升邊界。另外，可以設(shè)置一個(gè)止動(dòng)件56，在旋轉(zhuǎn)柱17在最小提升位置或稍低于該最小提升位置時(shí)正齒輪22 (或與其連接的滑動(dòng)層)撞至該止動(dòng)件57的下表面。在這種情況下也任選設(shè)置沖擊傳感器。圖6至9通過實(shí)例的方式顯示了如何將圖4和5中顯示的托盤更換設(shè)備40集成至機(jī)床中。在圖6至9中顯示的機(jī)床10包括:根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的托盤更換設(shè)備40 ;用于接收第一托盤7的圓形臺(tái)6 ;用于接收第二托盤8 (更換托盤)的托盤載體12 ;和導(dǎo)軌3，樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)6和托盤載體12相對于彼此沿著該導(dǎo)軌3移動(dòng)。樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)6和托盤載體12被具體設(shè)置與更換位置(如6，7，8和9所示)，且在該位置樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)6和托盤載體之間的距離設(shè)置為使得在夾持位置(參照圖6，7和8)，更換裝置15可以接合至第一托盤7和第二托盤8。圖7顯示在接合至第一托盤7和第二托盤8 (在該階段更換裝置15可以在第一托盤7之下旋轉(zhuǎn)并進(jìn)入第二托盤8)之前在更換位置的更換裝置15，并且圖6顯示在接合至第一托盤7和第二托盤8期間在更換位置的更換裝置15。從而實(shí)現(xiàn)與第一托盤7和第二托盤8的接合，從如圖7所示的階段開始，升降裝置20被控制為使得旋轉(zhuǎn)柱17向上移動(dòng)(圖6)。隨后，在這樣一種方式中，更換裝置15圍繞軸線A旋轉(zhuǎn)(通過180° )。隨后，升降裝置20被控制為使得旋轉(zhuǎn)柱17向下移動(dòng)，并且作為結(jié)果托盤7，8被放回到(周圍其他方式)在轉(zhuǎn)臺(tái)6和托盤載體12 (類似于圖7)上。圖6和7顯示旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)19被定位在機(jī)座2的平面下方。它由托盤更換設(shè)備殼體39運(yùn)載,該托盤更換設(shè)備外殼39被連接到機(jī)臺(tái)的前端。如圖8和9所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，更換裝置15包括縱向元件24，該縱向元件24在工作平面18內(nèi)延伸，并且可在工作平面18內(nèi)通過轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)柱17圍繞其縱軸A旋轉(zhuǎn)，用于夾持第一托盤7的第一連接元件(爪部件26)被設(shè)置于縱向元件24的第一末端25上，并從縱向元件24在工作平面18內(nèi)沿著第一方向Yl延伸離開，且用于夾持第二托盤8第二連接元件(爪元件28)設(shè)置于縱向元件24的第二末端27上，并工作平面18內(nèi)從縱向元件24沿第二方向Y2延伸離開，其與第一方向Yl相反?？v向元件24的長度29與縱向元件24的寬度30的比優(yōu)選在3.5至1.5的范圍內(nèi)。根據(jù)該比例的更換裝置15的形狀還有助于能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)圓形臺(tái)6，即使它是位于更換位置，具有托盤更換設(shè)備40的托盤載體12，如在下面的描述。因此，為保證圓工作臺(tái)6的最大可移動(dòng)性，在本實(shí)施例中更換裝置15可在更換位置和起始位置之間來回移動(dòng)(夾持位置)(參見圖8)，在該更換位置縱向元件24采取第一方向(約平行于X軸方向)，第一爪元件26可接合至第一托盤7且第二爪元件28可接合至第二托盤8，在該起始位置(參見圖9)縱向元件24采取垂直與第一方向的第二位置(大致平行于Y軸方向)，且第一爪元件26和第二爪元件28釋放相應(yīng)的板7，8。用于此目的，更換裝置15初始從圖5中的位置22通過升降裝置20向下移動(dòng)。在到達(dá)最低位置35(參照圖5)后，縱向元件24隨后旋轉(zhuǎn)經(jīng)過90°到達(dá)起始位置。這是可能的，特別是因?yàn)樾D(zhuǎn)柱和升降柱相互結(jié)合且包括傳輸?shù)尿?qū)動(dòng)裝置設(shè)置于托盤更換設(shè)備的工作區(qū)外。在這種情況下在起始位直時(shí)確保了圓形臺(tái)6的最大移動(dòng)自由度，在圖9中可以看出:在圖9中，圓形臺(tái)6在X-Z平面內(nèi)在更換位置樞轉(zhuǎn)，而不會(huì)與更換裝置15碰撞。因此，在每個(gè)托盤交換過程之后更換裝置15可以有利地被移動(dòng)·到起始位置，隨即，可以開始對樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)6上的工具進(jìn)行加工，而不必出于此目的水平替換它。在圖6至9中公開實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置19和升降裝置20位于機(jī)座2的上平面之下?；蛘撸D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置19和升降裝置20也可設(shè)置于機(jī)座2的側(cè)面。另外，在圖6至9中公開的實(shí)施例中，托盤更換設(shè)備40剛性地連接到機(jī)座2。然而，可替換地，托盤更換設(shè)備40可以被設(shè)置為可沿床座上的導(dǎo)軌移位。如圖10和圖11所示，第一連接元件(爪元件)26和第二連接元件(爪元件)28可以有利地每一個(gè)包括分別沿第一方向Xl或第二方向X2延伸遠(yuǎn)離縱向元件24的對應(yīng)末端25、27的第一部分60，且每個(gè)包括第二部分61，該第二部分鄰近相應(yīng)的第一部分60并沿方向Yl，Y2從其向外延伸，其平行于縱向元件24的縱向方向延伸(在本文中，涉及縱向元件24的起始位置的方向，通過與圖8對比(更換位置))。可以形成第一連接元件26的第二部分61，以便接合至第一托盤6，并可以形成第二連接元件28的第二部分61’以便接合至第二托盤8(反之亦然)。在下面結(jié)合對于根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床10的描述闡述該類型的更換裝置15的結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。
例如,樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)6和托盤載體12相對于彼此在更換位置以一定方式定位以使第一托盤6的中心Zl和第二托盤8的中心Z2各自與軸AA等距離定位，該軸AA與旋轉(zhuǎn)柱17的旋轉(zhuǎn)軸A相交且其平行于樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)6的移動(dòng)方向X延伸。這使得能夠在機(jī)床10的邊緣區(qū)域中根據(jù)Y方向設(shè)置托盤載體12，使得用于樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)6的可用工作區(qū)最大化并使得對使用者訪問托盤載體12簡化。在這種類型的情況下，更換裝置15的上述結(jié)構(gòu)是特別有利的，因?yàn)椋M管第一托盤6和第二托盤8相對于旋轉(zhuǎn)柱17的旋轉(zhuǎn)軸A的相互抵消，但連接元件26，28的第二部分61,61'的每一個(gè)總是平行于工件臺(tái)6的移動(dòng)方向X接合至第一 /第二托盤6，8，且由于靜力學(xué)的原因這是特別有利的，特別是如果第一 /第二托盤6，8的相應(yīng)的結(jié)合裝置62(參見圖9)被相對于托盤6，8的中心Z1，Z2中心地設(shè)置于托盤6，8的邊緣上，其中連接元件26，28的第二部分61，61’接 合至該位置?？v向元件24可以以這樣的方式設(shè)置:當(dāng)樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)6在縱向元件24的起始位置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，樞轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)6的下表面63和縱向元件24的區(qū)域64之間的最小距離Dmin小于第一連接兀件26的第一部分61的第一末端65和第二末端66之間的距離或小于用于第二連接元件28的對應(yīng)距離，其中縱向元件24位于第一連接元件26和第二連接元件28之間。換言之，樞轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)6的下表面63可最終在一個(gè)區(qū)域67中比在樞轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)6的下表面63的其他區(qū)域中時(shí)降低，其中該區(qū)域67在樞轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與第一連接元件26和第二連接元件28之間的縱向元件24的區(qū)域64相對，因?yàn)閷τ谠谠搮^(qū)域64中旋轉(zhuǎn)比在更換裝置15的區(qū)域68中有更多的可用空間，其中，第一連接元件26或第二連接元件68從縱向元件24朝向樞轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)6突出。更換裝置15的輪廓可以被設(shè)置為使得樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)6的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，在縱向元件24在起始位置時(shí)，和當(dāng)樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)6的下表面和縱向元件24之間的距離在縱向元件24在第一連接元件26和第二連接元件28之間的區(qū)域64中是最小時(shí)(即對應(yīng)于Dmin)，更換裝置15的至少部分的側(cè)向輪廓大致對應(yīng)于樞轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)6的下表面63的輪廓。換言之，樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)6的下表面63合適地適用于更換裝置15的側(cè)向輪廓，以這樣一種方式，樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)6轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)6和更換裝置之間的空間69被最佳的使用(被樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)6填充)。升降裝置20可包括一個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)70，該引導(dǎo)結(jié)構(gòu)70在更換裝置15直接下方的區(qū)域引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)柱17，該引導(dǎo)結(jié)構(gòu)70被斜切或包括朝向樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)6上的凹部71，以這樣的方式進(jìn)行:從朝向更換裝置15的末端起始的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)70，向下朝樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)6加寬，該樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)6在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中能夠移動(dòng)通過斜切的區(qū)域或凹部71。在這種方式中，用于轉(zhuǎn)動(dòng)的額外的空間可以用于樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)6，通過引導(dǎo)結(jié)構(gòu)70對旋轉(zhuǎn)柱17的引導(dǎo)的質(zhì)量不會(huì)有顯著減損，因?yàn)樵谄渌魏我粋?cè)上沒有設(shè)置斜切處/凹部，且這對于高質(zhì)量的指導(dǎo)70是足夠的。如果托盤載體12同樣是可樞轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)的形式，則在該情況下上述內(nèi)容也同樣適用。
權(quán)利要求
1.用于更換機(jī)床上的托盤的托盤更換設(shè)備(40)，包括: 更換裝置(15)，包括用于可釋放地將所述托盤更換設(shè)備(40)連接至托盤(7，8)的連接元件(26，28)； 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(19)，用于在工作平面(18)內(nèi)旋轉(zhuǎn)包括連接元件(14a;14b)的所述更換裝置(15)； 升降裝置(20)，用于在工作區(qū)(21)內(nèi)升高和降低所述更換裝置(15)因此能升高和降低所述工作平面(18)， 其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(19)設(shè)置于所述工作區(qū)(21)之外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的托盤更換設(shè)備(40)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(19)和所述升降裝置(20)的至少一部分安裝于所述工作區(qū)(21)之下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的托盤更換設(shè)備(40)，其特征在于，所述升降裝置(20)可旋轉(zhuǎn)地與所述更換裝置(15)結(jié)合并且所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(19)使所述升降裝置(20)旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中任一項(xiàng)所述的托盤更換設(shè)備(40)，其特征在于，所述升降裝置(20)包括旋轉(zhuǎn)柱(17)，其中正齒輪(22)連接至所述旋轉(zhuǎn)軸的外面，且所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(19)包括小齒輪(23)，所述小齒輪(23)以如下方式有效地連接至所述正齒輪(22):在所述小齒輪(23)被所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(19)旋轉(zhuǎn)時(shí)所述正齒輪(22)轉(zhuǎn)動(dòng)因此所述旋轉(zhuǎn)柱(17)圍繞其縱軸(A)旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的托盤更換設(shè)備(40)，其特征在于，所述升降裝置(20)包括加壓介質(zhì)缸(32)，該加壓介質(zhì)缸(32)在旋轉(zhuǎn)柱(17)之下并與所述旋轉(zhuǎn)柱(17)同軸定向。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的托盤更換設(shè)備(40)，其特征在于，在每個(gè)升降位置所述小齒輪(23)與所述正齒輪(22)嚙合。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的托盤更換設(shè)備(40)，其特征在于，所述小齒輪(23)的長度(L)大于旋轉(zhuǎn)柱(17)的最大提升高度(H)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的托盤更換設(shè)備(40)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)柱(17)包括上部(50)和下部(51)，所述正齒輪(22)在所述下部(51)固定至所述旋轉(zhuǎn)柱(17)且所述旋轉(zhuǎn)柱(17)的上部(50)的直徑(D50)大于所述旋轉(zhuǎn)柱(17)的下部(51)的直徑(D51)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的托盤更換設(shè)備(40)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)柱(17)的上部(50)的直徑(D50)制成為小于所述正齒輪(22)的直徑(D22)，且其中用于引導(dǎo)所述旋轉(zhuǎn)柱(17)的上部(50)的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(53)包括止動(dòng)件(54)，其中所述正齒輪(22)的上表面(55)在旋轉(zhuǎn)柱(17)位于最大提升位置或略高于最大提升位置時(shí)撞至該止動(dòng)件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的托盤更換設(shè)備(40)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(19)包括伺服電機(jī)(34)，且所述伺服電機(jī)(34)的縱軸與所述旋轉(zhuǎn)柱平行設(shè)置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的托盤更換設(shè)備(40)，其特征在于，所述更換裝置(15)包括縱向元件(24)，所述縱向元件(24)在工作平面(18)內(nèi)延伸，并且所述縱向元件(24)可在工作平面(18)內(nèi)圍繞所述旋轉(zhuǎn)柱(17)的縱軸(A)轉(zhuǎn)動(dòng)，且其中第一連接元件(26)被設(shè)置于所述縱向元件(24)的第一末端上用于夾持第一托盤(7)，并在所述工作平面(18)內(nèi)沿第一方向(Yl)延 伸遠(yuǎn)離所述縱向元件(24)，且其中第二連接元件(28)被設(shè)置于縱向元件(24)的第二末端(27)上用于夾持第二托盤(8)并在所述工作平面(18)內(nèi)沿第二方向(Y2)延伸遠(yuǎn)離縱向元件(24)，所述第二方向與所述第一方向相反。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的托盤更換設(shè)備(40)，其特征在于，所述更換裝置(15)可在更換位置和起始位置之間來回移動(dòng)，在所述更換位置所述縱向元件(24)采取第一方向，且在所述更換位置所述第一連接元件(26)可接合第一托盤(7)，且第二連接元件(28)可接合第二托盤(8)，在起始位置，所述縱向元件(24)采取相對于第一方向圍繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二方向。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的托盤更換設(shè)備(40)，其特征在于，所述更換裝置(15)設(shè)置為在縱向元件(24)自所述更換位置旋轉(zhuǎn)至所述起始位置之前或之后通過所述升降裝置從所述更換裝置在Z軸方向上被降低。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的托盤更換設(shè)備(40)，其特征在于，所述第一連接元件(26)和所述第二連接元件(28)各包括分別沿第一方向(Yl)或第二方向(Y2)延伸遠(yuǎn)離縱向元件(24)的第一部分(60)，且每個(gè)包括第二部分(61)，所述第二部分￠1)鄰近對應(yīng)的第一部分￠0)并沿一方向從所述第一部分￠0)向外延伸，所述第二部分￠1)至少基本平行于所述縱向元件(24)的縱向方向延伸，形成所述第一連接元件(26)的第二部分(61)以接合第一托盤(7)，并形成所述第二連接元件(28)的第二部分出1’)以接合第二托盤⑶。
15.—種機(jī)床(10),其特征在于,包括運(yùn)載第一托盤(7)的工件臺(tái)(6),和根據(jù)權(quán)利要求i至14中任一項(xiàng)所述的托盤更換設(shè)備(40)，該托盤更換設(shè)備(40)包括用于接收更換托盤⑶的托盤載體(12)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的機(jī)床(10)，其特征在于， 其中所述工作臺(tái)為樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)(6)的形式， 其中所述樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)(6)和托盤載體(12)可相對于彼此移動(dòng)至更換位置，在所述更換位置所述樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)(6)和托盤載體(12)之間的距離被調(diào)節(jié)為使得所述更換裝置(15)可接合所述第一托盤(7)和所述第二托盤(8)，且 其中所述更換裝置(15)，所述樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)和所述托盤被設(shè)計(jì)尺寸并定位為使得所述第一托盤(7)和/或所述更換托盤(8)可在其位于起始位置時(shí)被旋轉(zhuǎn)和/或樞轉(zhuǎn)而不會(huì)撞擊所述更換裝置(15)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的機(jī)床(10)，其特征在于，所述第一托盤(7)的中心(Zl)和所述第二托盤(8)的中心(Z2)每個(gè)從與所述旋轉(zhuǎn)柱(17)的旋轉(zhuǎn)軸(A)相交的軸(AA)等距離隔開且所述軸(AA)平行于工件臺(tái)(6)的移動(dòng)方向(X)延伸。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的機(jī)床(10)，其特征在于，所述縱向元件(24)設(shè)置為使得在所述樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)(6)在縱向元件(24)的起始位置樞轉(zhuǎn)時(shí)，所述樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)(6)的下表面￠3)和縱向元件(24)在所述第一連接元件(26)和所述第二連接元件(28)之間的區(qū)域(64)之間的最小距離(Dmin)小于所述第一連接元件的第一部分的第一末端(65)和第二末端￠6)之間的距離(D)，或者小于所述第二連接元件(28)的第一部分的第一末端和第二末端之間的距離。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的機(jī)床(10)，其特征在于， 所述更換裝置(15)的外形設(shè)置為使得在所述樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)(6)的樞轉(zhuǎn)過程中，在縱向元件(24)在起始位置時(shí)且當(dāng)所述樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)￠)的下表面￠3)和縱向元件(24)之間的距離在所述縱向元件(24)在所述第一連接元件(26)和第二連接元件(28)之間的區(qū)域中為最小(Dmin)時(shí),更換裝置的至少部分的側(cè)向外形大致對應(yīng)于所述更換裝置(15)的側(cè)向外形的至少一部分基本對應(yīng)于所述樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)￠)的下表面￠3)的外形。
20.根據(jù)權(quán)利要求16至19中任一項(xiàng)所述的機(jī)床(10)，其特征在于，所述升降裝置(20)包括引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(70)，該引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(70)在所述更換裝置(15)直接下方的區(qū)域中引導(dǎo)所述旋轉(zhuǎn)柱(17)，所述引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(70)被斜切或包括朝向所述樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)(6)的一側(cè)上的凹部(71)，這樣使得從朝向更換裝置(15)的末端起始的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(70)向下朝所述樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)(6)加寬，所述樞轉(zhuǎn)圓形臺(tái)(6)在樞轉(zhuǎn)過程中能夠移動(dòng)通過所述斜切的區(qū)域或凹部(71)。
21.根據(jù)權(quán)利要求15至20中任一項(xiàng)所述的機(jī)床(10)，其特征在于， 包括機(jī)座⑵， 其中所述導(dǎo)軌(3)設(shè)置于所述機(jī)座(2)上，且所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(19)和所述升降裝置(20)橫向地設(shè)置于所 述機(jī)座上和/或在所述機(jī)座(2)的平面之下。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于機(jī)床的托盤更換設(shè)備(40)，包括更換裝置(15)，其包括用于可釋放地將托盤更換設(shè)備(40)連接至托盤(7，8)的連接元件(26，28)；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(19)，其用于在工作平面(18)內(nèi)旋轉(zhuǎn)包括連接元件(14a；14b)的更換裝置(15)；和升降裝置(20)，其用于在工作區(qū)(21)內(nèi)升高和降低更換裝置(15)因此能升高和降低工作平面(18)。根據(jù)本發(fā)明，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(19)設(shè)置于該工作區(qū)(21)外。
文檔編號(hào)B23Q1/66GK103240637SQ20131004783
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月6日
發(fā)明者博恩德·莫德, 羅伯特·榮格 申請人:德克爾馬霍普夫龍滕有限公司