[发明专利]多轴机床的改进

说明书

本发明为机械式多轴机床提供某些另外的改进。这些改进包含：(1)允许主轴彼此独立地围绕它们各自的轴线相对于构件旋转，(2)提供一种用于确定构件相对于框架的角度位置的低成本的然而高效的传感器装置，而无需使用昂贵的编码器或类似物，(3)相对于框架更精确地安装可旋转构件，以及(4)在所述框架上提供零无效行程工具滑动件，用于对工件施加作用。

本申请是名称为“多轴机床的改进”、国际申请日为2019年2月28日、国际申请号为PCT/US2017/028877、国家申请号为201780053126.7的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体涉及机床，更具体地，涉及可对机械式多轴机床进行的各种改进，以改进它们的性能。所述改进特别适用于，但不限于，与多轴自动螺丝机一同使用。

背景技术

自动螺丝机为一种用于由棒料机械加工各种部件的机床。棒料可具有圆形、正方形或多边形横截面，并且可被以大约10至12英尺的轴向长度供应至螺丝机。螺丝机通常具有可旋转地安装于支撑框架上的头部。所述头部能围绕头部轴线可控制地转位通过多个顺次的角度位置。多个圆形地相间隔的主轴组件安装于所述头部上，用于围绕头部轴线与头部一同旋转，以及用于围绕各个单独的主轴组件轴线相对于头部旋转。成段的棒料被轴向地供应至每个主轴组件，并且围绕头部轴线与头部组件一同旋转。因此，可旋转的头部以及供应至各个主轴组件的棒料在外观上有点类似于加特林枪。螺丝机适于在棒料的悬臂长度(亦即，工件)上执行各种机械加工操作，所述棒料的悬臂长度在头部的各个角度位置处由主轴组件夹头保持并延伸超过主轴组件夹头。

每个主轴组件通常具有可旋转地安装于头部上的外主轴，并且沿它自己的单独的主轴组件轴线伸长。多个主轴组件轴线平行于头部轴线。每个外主轴具有面向内且面向前的截头圆锥形凸轮表面。内主轴布置于外主轴内，用于围绕相关联的主轴组件轴线与外主轴一同旋转，并且被安装成用于相对于相关联的外主轴的有限的轴向运动。主轴运动装置或机构被操作地布置成在内主轴上施加力，以可控制地使内主轴相对于外主轴沿一个轴向方向运动。夹头安装于内主轴上以与该内主轴一同运动。所述夹头具有从主体向前延伸的多个指状物。这些指状物具有成角度地分段的面向外且面向后的截头圆锥形凸轮表面，这些截头圆锥形凸轮表面接合相关联的外主轴上的面向内的凸轮表面。每个指状物具有垫，当内主轴相对于外主轴沿这样的一个轴向方向运动时，所述垫适于径向向内运动以接合棒料的贯入料部分。当主轴运动机构释放施加于内主轴上的力时，内主轴相对于相关联的外主轴沿相反的轴向方向运动，并且允许夹头指状物朝向它们的原始位置径向向外运动(亦即，回弹)，以使得夹头垫将与棒料分离并释放棒料。

进给管布置于每个内主轴内，用于围绕相关联的主轴组件轴线旋转，以及用于相对于其进行轴向运动。进给管具有多个进给指状物，所述进给指状物适于接合进给管内的一段贯入棒料。提供进给管运动装置或机构，用于选择性地使进给管以及进给指状物相对于内主轴沿轴向方向(亦即，向前和向后)选择性地往复运动。进给管的这样的运动与夹头的操作相协调，以使得当夹头指状物已经径向地远离工件运动以使得夹头打开时，进给指状物可使棒料向前朝向并通过夹头前进。当夹头闭合时，进给管远离夹头向后运动，其中进给指状物沿保持于闭合的夹头中的棒料滑动。

一种特定的类型的螺丝机为五轴自动螺丝机。为Brinkman Products，Inc.，167Ames Street，Rochester，New York 14611以及相同地址的总公司Davenport Machine，Inc的注册商标。最初的机器是在19世纪末20世纪初开发的。许多早期版本的以及再制造的机器至今仍在使用，并且全新的机器也在销售中。