本發(fā)明涉及一種類型的工具夾持器轉(zhuǎn)臺(tái)，該類型的工具夾持器轉(zhuǎn)臺(tái)包括：固定的基座本體，該固定的基座本體具有沿著縱向軸線(x-x)延伸的腔；工具夾持盤，該工具夾持盤能夠圍繞旋轉(zhuǎn)軸線沿兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向相對(duì)于固定的基座本體旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)軸線與所述縱向軸線(x-x)是同軸的并且是重合的，所述工具夾持盤安裝至沿著所述縱向軸線(x-x)延伸的軸的端部；第一圓柱環(huán)形本體，所述第一圓柱環(huán)形本體鍵連接至所述軸并且于所述軸上、僅可在第一軸向位置與第二軸向位置之間抵抗作用在所述第一圓柱環(huán)形本體與所述工具夾持盤之間的彈性裝置沿軸向自由滑動(dòng)；第二圓柱環(huán)形本體，所述第二圓柱環(huán)形本體也鍵連接至所述軸并且相對(duì)于所述軸旋轉(zhuǎn)，所述第二圓柱環(huán)形本體具有多個(gè)對(duì)稱的凸輪輪廓，該對(duì)稱的凸輪輪廓布置在所述第二圓柱環(huán)形本體的相對(duì)于所述工具夾持盤的近端的前表面的圓周上；鎖定構(gòu)件，該鎖定構(gòu)件用于在所述第一圓柱環(huán)形本體處于其第一軸向位置時(shí)將所述工具夾持盤相對(duì)于所述固定的基座本體進(jìn)行鎖定，并且用于在所述第一圓柱環(huán)形本體處于其第二軸向位置時(shí)解鎖所述工具夾持盤，所述第一圓柱環(huán)形本體具有多個(gè)凸輪從動(dòng)件，所述凸輪從動(dòng)件的前部與所述第二圓柱環(huán)形本體的相應(yīng)的對(duì)稱的凸輪輪廓相接合，由于所述第二圓柱環(huán)形本體的角位移，所述凸輪從動(dòng)件和所述凸輪輪廓引起所述第一圓柱環(huán)形本體在所述軸上沿兩方向的軸向移動(dòng)；電動(dòng)伺服電機(jī)，所述電動(dòng)伺服電機(jī)動(dòng)力學(xué)地連接至所述第二圓柱環(huán)形本體，以在與所述軸同軸的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上賦予第二圓柱環(huán)形本體角位移。

背景技術(shù)：

上述類型的工具夾持器轉(zhuǎn)臺(tái)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。

例如，如在it1,138,598中所述，其使用電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)通過適當(dāng)?shù)木哂型馆嗇喞臋C(jī)構(gòu)而將工具夾持盤從轉(zhuǎn)臺(tái)本體解鎖以及將工具夾持盤鎖定至轉(zhuǎn)臺(tái)本體以使工具夾持盤旋轉(zhuǎn)以便更換工具。

相同的電動(dòng)機(jī)還提供所述盤的角位移，以改變所使用的工具的位置。

因此，這些轉(zhuǎn)臺(tái)具有使用用于其操作的單一能源——即，電能——的優(yōu)點(diǎn)和使用用于所有運(yùn)動(dòng)的單一電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。

與其他類型的轉(zhuǎn)臺(tái)相比，這種轉(zhuǎn)臺(tái)具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，其中，電能用于給電機(jī)提供電力，電機(jī)致動(dòng)工具夾持盤旋轉(zhuǎn)以便更換工具，液壓能量或氣動(dòng)能量用來引起鎖定和解鎖構(gòu)件的構(gòu)件的啟用以鎖定以及解鎖工具夾持盤。

已知不鼓勵(lì)使用利用兩種不同類型的能量來致動(dòng)工具夾持器轉(zhuǎn)臺(tái)，因?yàn)檫@需要提供從能量源至轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行操作的機(jī)床的所有必要的通路。

然而，如在it1,138,598中所述的，這些現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)臺(tái)所使用的用以在轉(zhuǎn)臺(tái)到達(dá)新的工具位置時(shí)停止所述盤的角運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)包括銷釘，在所述盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)在銷釘?shù)那懊娲嬖谌笨跁r(shí)，所述銷釘卡入相應(yīng)的缺口中，并且由于缺口對(duì)應(yīng)于預(yù)期的工具位置，因此，電氣控制裝置賦予連接至銷釘?shù)碾姶盆F釋放指令。

由于工具夾持盤的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性，在選定的停止位置周圍產(chǎn)生沖擊和隨之而來的振蕩，這種沖擊限制旋轉(zhuǎn)速度，因此，需要在任何情況下提供阻尼構(gòu)件，這增加了轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性并增加成本。

特別地，旋轉(zhuǎn)速度的限制涉及較長(zhǎng)的工具定位時(shí)間，這將影響加工時(shí)間。

為了減少工具定位時(shí)間并且提高機(jī)器的生產(chǎn)量，現(xiàn)有技術(shù)中已開發(fā)出配備有液壓鎖定和解鎖系統(tǒng)的伺服控制的轉(zhuǎn)臺(tái)。

然而，盡管這些技術(shù)方案已證明在操作上有一定效率，但其成本效益仍然較低，因?yàn)樗麄冃枰獌蓚€(gè)能源供應(yīng)模式：用于旋轉(zhuǎn)的電源和用于鎖定和解鎖工具夾持盤的液壓源。

提供兩種能源供應(yīng)模式涉及一些連接至機(jī)站的分布連線的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，并且還涉及散熱問題。

例如，在wo2009/012875中描述的，為了使用單一的能源——特別是電力，并且為了簡(jiǎn)化用于在改變工具位置時(shí)停止工具夾持盤的機(jī)構(gòu)，已經(jīng)建議使用兩個(gè)電動(dòng)伺服電機(jī)，即，第一電機(jī)用于所述盤的角位移運(yùn)動(dòng)以改變工具位置以及第二伺服電機(jī)用于通過凸輪構(gòu)件進(jìn)行的用以鎖定和解鎖工具夾持盤的運(yùn)動(dòng)。

然而，如在wo2009/012875中描述的，第二伺服電機(jī)的使用意味著除了用于所述盤的角運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)所需的那些裝置之外，該第二伺服電機(jī)必須配備有自己的電子控制/命令裝置，這將顯著地增加轉(zhuǎn)臺(tái)的成本，并且也將轉(zhuǎn)臺(tái)暴露于可能的故障，例如其部件的失效或錯(cuò)誤操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提供一種如下的工具夾持器轉(zhuǎn)臺(tái)：該工具夾持器轉(zhuǎn)臺(tái)采用的電動(dòng)伺服電機(jī)設(shè)計(jì)成用于盤的角位移以改變工具位置并且用于鎖定及解鎖工具夾持盤，而不受上述現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)臺(tái)所遇到的缺點(diǎn)的影響。

本發(fā)明的另一目的是提供一種如下的技術(shù)布置：該技術(shù)布置用于鎖定和解鎖轉(zhuǎn)臺(tái)的工具夾持盤，一旦解鎖該盤，該技術(shù)布置可以提供對(duì)電動(dòng)伺服電機(jī)的在盤位移速度方面的性能的優(yōu)化利用，而不會(huì)增加轉(zhuǎn)臺(tái)的整體成本并且不會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的操作可靠性造成負(fù)面影響。

如下文更詳細(xì)地說明的這些及其他目的通過在如權(quán)利要求1中所述的工具夾持器轉(zhuǎn)臺(tái)而得以實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

現(xiàn)在將參照本發(fā)明的以示例性且非限制性的方式給出并于附圖中示出的特定的優(yōu)選實(shí)施方式來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，在附圖中：

圖1示出本發(fā)明的轉(zhuǎn)臺(tái)的縱向截面，其中，工具夾持盤相對(duì)于固定的基座本體處于鎖定狀態(tài)；

圖2示出本發(fā)明的轉(zhuǎn)臺(tái)的縱向截面，其中，工具夾持盤相對(duì)于固定的基座本體處于解鎖狀態(tài)并且能夠自由旋轉(zhuǎn)以改變工具位置；

圖3示出沿著圖1的線iii-iii截取的部分橫截面的視圖，該部分橫截面橫穿工具夾持盤的旋轉(zhuǎn)軸線；

圖4示出沿著圖1的線iv-iv截取的部分橫截面的視圖，該部分橫截面橫穿旋轉(zhuǎn)軸線x-x，其中，轉(zhuǎn)臺(tái)處于鎖定位置；

圖5示出沿著圖2的線iv-iv截取的與圖4中的部分橫截面相似的部分橫截面的視圖，其中，轉(zhuǎn)臺(tái)被解鎖并且適用于改變工具位置；

圖6示出在轉(zhuǎn)臺(tái)處于鎖定位置的狀態(tài)下、于第一圓柱環(huán)形本體的凸輪輪廓和第二圓柱環(huán)形本體的凸輪從動(dòng)件的附近截取的位置的直線展開視圖；

圖7示出在轉(zhuǎn)臺(tái)處于解鎖位置并適于旋轉(zhuǎn)以改變工具位置的狀態(tài)下、于第一圓柱環(huán)形本體的凸輪輪廓和第二圓柱環(huán)形本體的凸輪從動(dòng)件的附近截取的位置的直線展開的視圖；

圖8示出本發(fā)明的改進(jìn)的實(shí)施方式中的轉(zhuǎn)臺(tái)的縱向截面，在該改進(jìn)的實(shí)施方式中，在工具夾持盤相對(duì)于固定的基座本體處于鎖定狀態(tài)的狀態(tài)下，電動(dòng)伺服電機(jī)偏離工具夾持盤的軸；

圖9示出與圖1中的轉(zhuǎn)臺(tái)相似的轉(zhuǎn)臺(tái)的縱向截面，區(qū)別在于，連接至工具夾持盤的軸的第一圓柱環(huán)形本體于第一圓柱環(huán)形本體的前部處聯(lián)接至第二圓柱環(huán)形本體的端部。

具體實(shí)施方式

參照上述附圖，數(shù)字1表示轉(zhuǎn)臺(tái)的固定的基座本體，所述基座本體限定沿縱向軸線x-x延伸的內(nèi)腔2，所述縱向軸線x-x與軸3的旋轉(zhuǎn)軸線重合，軸3的端部4處固定有工具夾持盤5，該工具總體上表示為5a。

如圖所示，軸3優(yōu)選地具有軸向的腔3a，腔3a用于使設(shè)計(jì)用以致動(dòng)工具夾持盤5上的任何常規(guī)的旋轉(zhuǎn)工具或機(jī)械設(shè)備的電傳動(dòng)裝置、液壓傳動(dòng)裝置、氣動(dòng)線路傳動(dòng)裝置或機(jī)械傳動(dòng)裝置通過。

如下文中更詳細(xì)地描述的，電動(dòng)機(jī)——即，電動(dòng)伺服電機(jī)6——在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上控制軸3以移動(dòng)工具夾持盤5，根據(jù)本發(fā)明，電動(dòng)伺服電機(jī)6還用于解鎖工具夾持盤5并且隨后在工具夾持盤5角移位至不同的工具位置時(shí)將工具夾持盤5鎖定。

轉(zhuǎn)臺(tái)包括用于在工具的任意工作位置處穩(wěn)定地定位轉(zhuǎn)臺(tái)的鎖定構(gòu)件。

如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，這些鎖定構(gòu)件包括：第一齒環(huán)或齒輪10，所述第一齒環(huán)或齒輪10由環(huán)形本體11承載，所述環(huán)形本體11剛性地連接至轉(zhuǎn)臺(tái)的基座本體1；第二齒環(huán)或齒輪12，第二齒環(huán)或齒輪12與第一齒環(huán)或齒輪10同軸并且由具有中央開口13a的中間板13承載，在背向工具安裝面的一側(cè)上，中間板13剛性地連接至工具夾持盤5；以及表示為14的第三齒環(huán)或齒輪。

齒環(huán)14由第一圓柱環(huán)形本體15承載，第一圓柱環(huán)形本體15與軸3是同軸的并能夠在軸3上軸向地移動(dòng)，但是，由于鍵槽接合而阻止第一圓柱環(huán)形本體15旋轉(zhuǎn)。齒環(huán)14以使得在所述第一圓柱環(huán)形本體15軸向移位在轉(zhuǎn)臺(tái)鎖定位置中時(shí)與齒環(huán)10和齒環(huán)12相接合的徑向范圍面向齒環(huán)10和齒環(huán)12。

通過利用凸輪輪廓17可獲得：抵抗多個(gè)彈簧16，第一圓柱環(huán)形本體15進(jìn)行軸向位移并因此致動(dòng)鎖定構(gòu)件以便這些鎖定構(gòu)件從如圖1中所示的鎖定位置移位到如圖2中所示的解鎖位置以及從所述解鎖位置移位到所述鎖定位置，其中，凸輪輪廓17由第二圓柱環(huán)形本體20承載在前部處并且與凸輪從動(dòng)件接合，該凸輪從動(dòng)件例如呈借助于銷19而安裝至所述第一圓柱環(huán)形本體15的輥18的形式。第二圓柱環(huán)形本體20也安裝至軸3并且能夠繞軸線x-x旋轉(zhuǎn)。

為此，第二圓柱環(huán)形本體20通過多個(gè)外周布置的螺釘23而連接至伺服電機(jī)6的軸22的法蘭端部21。

呈盤形彈簧24的形式的預(yù)加載的軸向偏置構(gòu)件被置于所述第二圓柱環(huán)形本體20與傳動(dòng)軸22的法蘭端部21之間并且抵接形成在所述軸3內(nèi)的軸向肩部25。

在所示的示例中，所述盤形彈簧與工具夾持盤5的所述軸3是同心的，并且盤形彈簧的預(yù)載力可以通過插入呈墊片26和止推軸承27的形式的隔件進(jìn)行調(diào)節(jié)。

特別參照?qǐng)D6和圖7，應(yīng)當(dāng)指出的是，第二圓柱環(huán)形本體20的凸輪輪廓——總體上表示為17——包括平面部分17a和多個(gè)腔17b，每個(gè)腔17b具有平底17c并且凹入凸輪輪廓的平面部分的平面以下。每個(gè)腔的側(cè)面17d是傾斜的并關(guān)于平底的中心線對(duì)稱，并且側(cè)面17d連接至平面部分17a。

凸輪從動(dòng)元件——即，輥18——優(yōu)選地布置在第一圓柱環(huán)形本體15上，優(yōu)選地在等邊三角形的頂點(diǎn)處，或者替代性地在具有與凸輪輪廓17的那些腔17b相同的布置的正六邊形的頂點(diǎn)處。如圖6所示，當(dāng)這些元件在其前部與凸輪輪廓17的相應(yīng)的平面部分17a接合時(shí)，這些元件保持第一圓柱環(huán)形本體15抵抗彈簧16沿軸向朝工具夾持盤5偏移，并且使齒輪14插入前方的齒輪10和齒輪12，而第二圓柱環(huán)形本體20通過止推軸承27、隔件26和盤形彈簧24而被沿軸向偏置抵靠肩部25。

因此，如圖1所示，工具夾持盤在盤形彈簧24的預(yù)載力的作用下處于其鎖定位置。

相反，當(dāng)?shù)诙A柱環(huán)形本體20響應(yīng)伺服電機(jī)6的命令而沿如圖6和圖7的箭頭所示的任一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二圓柱環(huán)形本體20圍繞軸3進(jìn)行角移位，并且輥18水平移動(dòng)至相應(yīng)的腔17b并沉向底部以與側(cè)面17d接觸，從而允許第一圓柱環(huán)形本體15在彈簧16的作用下沿軸向移動(dòng)。

這種軸向移動(dòng)使齒輪14脫離齒輪10和齒輪12，從而釋放工具夾持盤5以使工具夾持盤5可以自由地進(jìn)行角移動(dòng)以改變工具位置，正如上文所述的。

參照?qǐng)D4和圖5，應(yīng)當(dāng)指出的是，第二圓柱環(huán)形本體20在面向第一圓柱環(huán)形本體15的前表面上具有肋28，所述肋28沿軸向突出朝向工具夾持盤5并且在圓周的給定的弧度β上延伸。

同樣地，聯(lián)接至與工具夾持盤5相連的軸3的第一圓柱環(huán)形本體15具有前肩部29，所述前肩部29面向第二圓柱環(huán)形本體20并且在圓周的給定的弧度α上延伸，第一圓柱環(huán)形本體15的前肩部29的圓周在徑向上與第二圓柱環(huán)形本體20的肋28的圓周在未被該肋28占用的圓周弧度中重合。

所述肋28的圓周端部30和31以及所述肩部29的圓周端部32和33限定各自的抵接部，當(dāng)上述抵接部接合在一起時(shí)，所述抵接部適用于將由伺服電機(jī)6產(chǎn)生的角位移傳遞至所述軸3，并且因此傳遞工具夾持盤5的角運(yùn)動(dòng)來改變工具位置。

如圖所示，參見圖5，一旦第二圓柱環(huán)形本體20經(jīng)歷了順時(shí)針的角位移，則圓周端部30抵接圓周端部32，并且將允許第一圓柱環(huán)形本體15軸向移動(dòng)并使前齒輪14從齒輪10和齒輪12被釋放，并且將工具夾持盤5設(shè)置成解鎖狀態(tài)，以便工具夾持盤5可以旋轉(zhuǎn)以改變工具位置。

在第二圓柱環(huán)形本體20的逆時(shí)針方向的角位移的情況下，肋28的端部31將抵接肩部29的端部33，從而允許盤5在已解鎖時(shí)進(jìn)行角位移。

第一圓柱環(huán)形本體15具有至少一個(gè)外圍腔——表示為34，所述外圍腔與于輔助管狀軸36的端部處形成的至少一個(gè)齒35相接合。

腔34和齒35相互接合并以可旋轉(zhuǎn)的方式接合并且能夠進(jìn)行相對(duì)的軸向平移。

在圖1的示例中，輔助管狀軸36定向成與工具夾持盤5的軸3的軸線x-x同軸并且與伺服電機(jī)6軸22同軸。

電磁制動(dòng)器——總體上表示為38——可以是摩擦制動(dòng)器或優(yōu)選地為具有前齒的制動(dòng)器，所述電磁制動(dòng)器例如借助于常規(guī)的螺釘——表示為39——而安裝至軸36的與具有齒35和腔34的端部相反的端部37。

當(dāng)啟用此制動(dòng)器時(shí)，該制動(dòng)器鎖定軸36的旋轉(zhuǎn)并因此通過齒35和腔34來保持第一圓柱環(huán)形本體15處于鎖定的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而還鎖定軸3的任何角位移以及工具夾持盤5的任何角位移。

相反，當(dāng)關(guān)閉該電磁制動(dòng)器時(shí)，在腔34與齒35接合的狀態(tài)下，軸36可以自由旋轉(zhuǎn)，并且第一圓柱環(huán)形本體15也可以自由旋轉(zhuǎn)。

上面的描述清楚地表明，單一的電動(dòng)伺服電機(jī)6能夠解鎖工具夾持盤5，并且一旦工具夾持盤5解鎖，單一的電動(dòng)伺服電機(jī)6能夠通過肋28與肩部29之間的同時(shí)的前部接合來賦予工具夾持盤5所需的角位移，以使工具夾持盤5到達(dá)不同的工具位置。這是可能的，因?yàn)殡姶胖苿?dòng)器38被關(guān)閉并且軸3可與第二圓柱環(huán)形本體20共同旋轉(zhuǎn)，第二圓柱環(huán)形本體20在先地解鎖了通過作用于第一圓柱環(huán)形本體15來鎖定工具夾持盤的齒輪14、10和12。

一旦到達(dá)了新的工具位置并且已經(jīng)啟用電磁制動(dòng)器38，則伺服電機(jī)6反轉(zhuǎn)其旋轉(zhuǎn)方向并賦予第二圓柱環(huán)形本體29角位移，第二圓柱環(huán)形本體20的凸輪輪廓17與第一圓柱環(huán)形本體15的凸輪從動(dòng)件輥18相互作用，從而僅引起所述第一圓柱環(huán)形本體15的朝向工具夾持盤5的軸向位移，將齒輪14插入到前齒輪10和12中并引起工具夾持盤5再次被鎖定。

能夠?qū)D(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)修改，包括伺服電機(jī)6的位置，類似于圖8的示例，在具有減速裝置的傳動(dòng)單元的干涉下，伺服電機(jī)6可以相對(duì)于工具夾持盤5的軸3的軸線x-x偏移并且優(yōu)選地定向成平行于軸線x-x。

此外，如圖9中所示，連接至轉(zhuǎn)臺(tái)的軸3的第一圓柱環(huán)形本體15可以形成為不具有面向第二圓柱環(huán)形本體20的前肩部29，并且第二圓柱環(huán)形本體20可以形成為不具有肋28。

通過這樣的結(jié)構(gòu)，由于第一圓柱環(huán)形本體15的輥18與第二圓柱環(huán)形本體20的凸輪輪廓17之間的接合，由伺服電機(jī)6引起的角位移被直接傳遞至工具夾持盤的軸3。

未示出的其他結(jié)構(gòu)修改可能涉及盤形彈簧24的位置及其預(yù)加載條件，而不背離如上文描述的和下文要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍。