[发明专利]工件加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种工件加工设备，特别是用于(机)加工金属工件或纤维增强式复合材料工件的加工设备。

背景技术

WO 2010/000457A1公开了一种工件加工设备，该工件加工设备包括工件定位装置和相关联的刀具定位装置。该工件定位装置包括工件支座枢转单元，该工件支座枢转单元以设计成使得工件支座可围绕三个或四个枢转轴线枢转。相关联的刀具定位装置包括刀具支座枢转单元，该刀具支座枢转单元设计成使得工作主轴单元可围绕一个或两个枢转轴线枢转。

发明内容

本发明的目的是提供一种设计简单的加工设备，该加工设备允许对工件进行灵活且精确的五面加工。

该目的通过一种工件加工设备实现，该工件加工设备包括用于定位待加工工件的工件定位装置，该工件定位装置包括：基架；工件支座(工件保持器)；工件支座枢转单元，该工件支座枢转单元布置在所述基架和所述工件支座之间，并且设计成使得所述工件支座能围绕至少五个枢转轴线枢转；用于围绕旋转轴线可旋转地驱动刀具的工作主轴单元，该工作主轴单元以这样的方式布置在一支架处，即，使得所述旋转轴线相对于水平的x方向倾斜一角度α，其中20°≤α≤70°，特别是30°≤α≤60°，并且特别是40°≤α≤50°。

由于工件定位装置包括具有至少五个枢转轴线的工件支座枢转单元，因此可以利用工件定位装置拾取待加工工件、定位待加工工件以便加工、并且最后将工件存放。该工件定位装置例如是机器人(自动机械)或工业机器人。工作主轴单元的旋转轴线相对于水平的x方向倾斜一角α，其中，角α在20°到70°的范围内，特别是在30°到60°的范围内，更特别地在40°到50°的范围。角α有利地等于45°。由于工作主轴单元相对于工件定位装置成一角度地布置在支架处，因此与工件定位装置的至少五个枢转轴线相结合就可以进行工件的五面加工。而且，工作主轴单元在支架上的刚性的-换句话说不可枢转的-倾斜布置使得枢转轴线的总数能保持最小。因此，该加工设备具有简单的设计，这又使成本最优化。

该加工设备特别适合于自动加工最大尺寸近似为200mm x 200mm x200mm并且最大重量为近似2kg的工件。该工件例如由诸如铁、铝或钛之类的金属材料或者由纤维增强的复合材料制成。

该加工设备中的工件支座枢转单元设计成使得第一枢转部件布置在所述基架处以便能围绕竖直枢转轴线枢转，这种工件加工设备确保了用于工件支座的大间隙，从而允许灵活地利用工件定位装置拾取和存放工件。有利的是，所述工件支座枢转单元以这样的方式设计，即所述第一枢转部件能围绕相关联的枢转轴线枢转360°。这确保了在工件加工设备装载工件时具有高度灵活性。工业机器人的第一枢转部件也称为旋转圆盘(圆盘传送件，carousel)。

该加工设备中的工件支座枢转单元以这样的方式设计，即所述工件支座能围绕至少两个特别是至少三个水平的枢转轴线枢转，这种加工设备允许工件灵活地定位。

该加工设备中的工件支座枢转单元以如下方式设计，即，第二枢转部件布置在第一枢转部件处，从而能围绕水平的第二枢转轴线枢转；第三枢转部件布置在所述第二枢转部件处，从而能围绕水平的第三枢转轴线枢转；并且第四枢转部件布置在所述第三枢转部件处，从而能围绕水平的第四枢转轴线枢转，这种加工设备确保了简单的设计。在工业机器人中，枢转部件也称为机械手(机械臂)或枢转臂。

该加工设备中的工件支座枢转单元以这样的方式设计，即，所述工件支座能围绕至少一个枢转轴线枢转，该至少一个枢转轴线能围绕水平枢转轴线枢转并且不总是水平的，这种加工设备确保了工件的灵活定位。所述枢转轴线例如可以垂直于水平的枢转轴线，从而与所述枢转轴线相交，因此工件支座能围绕其自身轴线枢转。另外，所述枢转轴线可以垂直于水平的枢转轴线，从而与所述枢转轴线不相交。

该加工设备中的工件支座枢转单元以这样的方式设计，即第五枢转部件布置在第四枢转部件处，从而能围绕第五枢转轴线枢转，其中第五枢转轴线垂直于第四枢转部件的第四枢转轴线，这种加工设备具有简单的设计。工件支座不可旋转且可拆卸地布置在第五枢转部件处。

该加工设备的第五枢转轴线不与第四枢转轴线相交，这种加工设备提供了侧向加工工件的简单方式。

该加工设备的工件支座是工件夹具，这种加工设备允许自动地拾取和存放工件。工件夹具例如以液压、气动的方式或通过电动马达致动。