采用数控装置的型材加工中心的制作方法

专利名称:采用数控装置的型材加工中心的制作方法
本发明涉及的是采用数控装置的型材加工中心(对准、钻孔、攻丝、锪孔……)。
这类加工中心是大家所知道的，尤其按法国专利2，167，575的要求，这类中心包括用来支承每个型材的一个传送装置;一个由数控装置控制的电动拖架;由该拖架带动的一个用来夹住型材并使它沿X轴移动的夹爪;至少有一个老虎钳，用来把型材固定在加工装置上;一个固定在该装置上的支架;至少有一个加工工具和一些在固定台架上操纵的设备，其中有些是由数控装置控制的电动设备，用来使这些设备沿着处于一个平面内的Y轴和Z轴进行定位和加工进给，而该平面与X轴成某个角度，最好成直角。
要进行的加工往往是钻孔，如果要加工的型材是U型，1型等型材，可垂直于腹部和两翼钻孔，即在该型材的上面，则从上向下，在右面则向左，在左面则向右进行钻孔。
因此，大家所熟悉的加工中心包括有六个动作(三个定位，三个加工)的三个装置，带有三个钻头。固定支架是一个桥形架，它跨越传送装置并具有由一根横梁连接的两根立柱。一个由定位“驱动机构”(机械的、电动的、液压的、气动的或其它型式的)驱动的水平拖架可在横梁上移动。一个由钻孔进给“驱动机构”驱动的带钻头的垂直转动的联接轴可相对于拖架移动。一个由定位“驱动机构”(机械的、电动的、液压的、气动的或其它型式的)驱动的垂直拖架可沿每根立柱移动。一根由钻孔进给“驱动装置”驱动的带钻头的水平转动的联接轴可相对于该拖架移动。
定位“驱动机构”保证非常特殊的专门功能，因为它以相当小的功率按很宽的速度范围(快速前进，慢慢接近和精确停住)来移动。这些定位驱动装置有非常特殊的结构和工作特性。此外，它们由加工中心的数控装置来控制，数控装置按显示程序发出定位命令。位于拖架轨道上的位置传感器也发出到达位置的重要信号。数控计算单元把到达位置和显示位置进行比较。按比较时得到的偏差信号，由数控装置控制向相应拖架的“驱动装置”发送上述的命令起动，保持快速进给，开始慢慢接近，停住和锁紧。
钻孔进给“驱动机构”不受数控装置控制。它们直接受一个或几个转速探测器，力偶探测器，推力探测器等所控制，结果，与数控装置的显示程序无关，这导致减少运行的灵活性和存在更换工具时的死时间。另外，这些“驱动机构”保证与定位“驱动机构”的功能很不一样的专门功能，因为它涉及到在高功率下加工和在限定速度下进给钻头。因此，它们在结构上和功能上按照不同于定位“驱动机构”的方式进行设计。
本发明的目的是简化加工中心，一方面是为了降低成本，另一方面是为了增加自动化程度，一旦装入适合于选定制造循环的程序，可达到完全自动工作。
根据这样一个目的，按本发明的定位和加工进给手段只由一个加工装置构成，尤其按德国专利3，216，566的要求的为大家所熟悉的方法，该加工装置包括两个成十字形移动的可动部件，第一个部件相对于固定支架是可动的，第二个部件相对于第一个部件是可动的，这第二个可动部件带动一个至少装有一个工具的可进行定向加工的机头;此外，控制每个可动部件移动的“驱动机构”具有多种功能，尤其是，在定位时，能在低功率下，在很宽的速度范围内精确地前移，在加工时，能在高功率下以限定的速度进给。在执行专门的定位命令、专门的加工进给命令或组合命令的通用程序范围内，每个可动部件的驱动机构由数控装置有选择地进行控制，这就可使这个只具有两个可动部件和可定向机头的加工装置在选择接收到定位命令的那个部件和接收到加工进给命令的那个部件时，至少按型材的两个角平面进行加工。
因此，这种特殊的组合允许取消两个加工机头和四个运动;同时允许不仅在定位功能方面，而且在加工功能方面采用数字控制。
按特别先进的实现方式，第一个可动部件处在水平移动轴上，第二个可动部件处在垂直移动轴上;此外，可定向机头可以是一个带有两个两个互相垂直的整体转动的四个联接轴的刀架。
如果要实施的钻孔加工与移动轴平行，则可以这样来组织数字控制，使得第一个和第二个可动部件可以分别地进行控制，一个受定位命令，另一个受加工进给命令的控制。
如果相对于移动轴呈倾斜加工，则这样来组织数控，使得两个可动部件中至少有一个可以按照加工行程出发位置计算确定的定位命令所控制，使得两个部件都可以按照由加工行程的倾斜度决定的协调的加工进给命令所控制。
由于数控装置可对两个可动部件独立地或互相关联地进行控制，只要以特殊方法使这些可动部件和可定向的机头动作时，还可实现其它功能。
第一个补充功能是在要加工的型材中确定一个参考假想平面，相对于该平面的加工标高应由数控装置来测量;到目前为止，该加工中心包括有一根电的或其它的探尺，该探尺相对于一个水平钻孔联接轴的支座来固定。因为探尺与型材的翼之间的距离是用来接受截面比较大的型材的，因此，该距离是恒定的，且是最大的。只要加工大的型材，这不是缺点，因为位置移动探测在靠近翼和腹部的园形接头处进行。但如果加工小的型材，这便是一个缺点，因为探测在离翼部太远处进行，而且可能会产生损害加工工具定位精度的误差。为了对这一弊端进行补救，必须按加工过程中型材的截面来调整探尺的位置。一些加工中心借助手动调节来提供这种能力，这增加了死时间和阻碍了中心的完全自动化。
按照本发明的加工中心允许在数控装置控制下以完全自动化的方式实现这种调整。为此，可收起的探尺借助旋转臂与第二个可动部件相连，允许从右边或左边探测，结果是按照程序，由数控装置应用定位命令控制的第一个可动部件把探尺引向型材两翼最适于测量的距离上，而由数控装置应用定位命令控制的第二个可动部件把探尺引向与型材腹部相接触，接触标高由数控装置的计算单元采集，以便确定以后由定位命令规定的测量起始点。然后，探尺被收起，两个可动部件由数控装置控制进行定位和加工，以执行一个新的加工循环。
第二个补充功能在于工具实际长度的探测和由数控装置控制下自动进行存贮。
到现在为止，在每次更换工具时，数控定位命令都考虑工具的实际长度，在工具是钻头时尤其如此。为了测量这个长度，使用一根装在带钻头的一个成套工具上的电探尺和手动把携带钻头的拖架移动到接触，这是大家所熟悉的，测得的长度存贮在定位数控装置计算单元中。但这个循环不是自动的，且有时引起很长的死时间。
按照本发明的加工中心能在数控装置控制下完全自动地测量这一长度并存入存贮器。
为此，本发明使用的装置包括有上述的探尺，加工中心的数控装置可以使带有钻头的机头定向，可以通过按特殊的加工进给命令控制的第二个可动部件对着探尺来带动机头，可以通过按特殊的定位命令控制的第一个可动部件把机头移向探尺，以便一接触便测量出相对于标记工具或无工具的行程差。
第三个补充功能是自动更换工具。到目前为止，更换装置是完整的和独立的;应该把它连接到数控中心的加工装置上来使它起动。通过这第三个功能，可以把更换装置限定为料仓以及就地拆卸和重装的工具。所有其它装置都是加工中心的装置，通过加工中心本身及其数控装置实现了自动化。
按照本发明的加工中心，包括一个工具料仓，里面布置一些格子，这些格子被布置成使得它们的列方向和行方向平行于第一个和第二个可动部件的轴线。可定向机头的转动联接轴上装有用松开的，自由滑动的联轴套来自动抓取工具的夹头，料仓与分别在锁住和松开位置上摆动的梳状板配合，梳状板与一个驱动机构(如螺旋撑杆)相连，当梳状板与上述可动部件配合时，梳状板可以推开选定联接轴的夹头的联轴套，在数控装置应用分配给两个可动部件的定位特殊命令而进行的控制下，上述可动部件把这个联接轴引到对着选定的料仓格子的地方，以便在这里放置或取出工具，并使联接轴靠近或远离梳状板。
另外，通过下面详细叙述可以看到本发明的各种其它特点和优点。
在附图中，表示出了本发明目的的实现方式，它只作为一个例子，并不受例子的限制。
图1是按照本发明的型材钻孔中心的侧视图。
图2是沿图1中Ⅱ-Ⅱ线具有放大比例的剖视图。
图3是沿图2中Ⅲ-Ⅲ线的可定向的钻孔机头的剖面图。
图4～7是类似于图2的视图。当分别对平行于数控轴(移动轴)的型材的左翼、腹部和右翼钻孔时，以及相对于这些数控轴进行倾斜钻孔时，这些视图表示了两个可动部件和可定向机头在数控装置的定位命令和加工进给命令控制下所进行的运动。
图8是沿图2中Ⅷ-Ⅷ线的俯视图。它表示了相对于某个型材确定垂直定位原点的探尺。
图9A～9D是沿图2中Ⅸ-Ⅸ线所取的放大比例的视图。图中表示了更换工具步骤的概况。
图10是沿图9的Ⅹ-Ⅹ线所取的缩小比例的俯视图。图中示出了工具更换器的梳状板，它可以把工具锁住在加工联接轴上或从该轴上松开，该联接轴可由数控装置带到对着料仓的选定格子处。
图11是一种可与上述梳状板配合的钻孔夹头的剖视图。该夹头在上半剖面和下半剖面中分别处于松开位置和锁住位置。
图中示出的钻孔中心包括一个带有辊轮的传动装置1，辊轮1用来支撑要钻孔的每根型材2。借助带有钳子4的电动拖架3，该型材可沿着它的水平方向轴X移动，钳子4用来紧紧抓住上述型材的端部，以使传输型材时不产生滑动。拖架3的运动由一台电动机通过一个齿轮、齿条装置来带动，齿轮齿条装置还可保证位置的精确测量。该电动机由加工中心的数控装置来控制，该装置的存贮器中装有X轴向的定位命令。因此，该中心有一根数轴X，由于这根轴，型材2可以相对于钻孔装置6上的钻头5.1非常精确地定位，上述型材即穿过钻孔装置6进行移动。
钻孔装置6包括一个固定支架7，支架7主要由一根横梁8组成，横梁8延伸到传动装置1的上面并和它的轴X成正交。在本例中，横梁由两根立柱9、10用箱形结构支撑，两者拥有传动装置和夹具11。该夹具包括有一个固定钳口12和一个由X轴的数控装置控制的夹紧活动钳口13，这些钳口呈V形，这是为了给带动钻头5的可动全套工具留下通道和为了在可动全套工具的两侧夹紧型材2。
横梁8有由两根轨道14、15组成的一组导轨，在本例中，这两根轨道是园形棒。导轨用来沿横向轴Y引导拖架16平移，为此，拖架16装有轴承14a、15a，可以用轴瓦轴承、滚珠轴承或其他类型的轴承。为使拖架16移动，拖架包括一台驱动齿轮18的电动机17，齿轮18与固定在横梁8上的齿条19啮合，驱动装置或“驱动机构”17～19还保证精确测量位置。电动机17由加工中心的数控装置控制，数控装置的存贮器中存有Y轴的定位命令和沿同一根轴的钻孔进给命令。这样，加工中心有一根数轴Y，不是专用的，而是具有多种用途的，因为在数控装置通用程序范围内，它只服从定位命令，或者只服从钻孔进给命令，或者服从其它后面要叙述的特殊命令，例如为了确定任何一根型材的测量原点，为了测量所用钻头的真实长度，为了更换钻头等等的特殊命令。因此，电动机17具有一些使功率与精度相结合的特性，使很宽的速度范围与很大的运转灵活性等相结合的特性。
拖架16有一导轨20，用来引导滑架21沿Z垂直轴移动。为了这种移动，滑架21有一电动机22，电动机驱动与固定在拖架16上的齿条24啮合的齿轮23。滑架21的电动机22拥有与拖架16的电动机17相同的一般特性;此外，驱动装置22～24或“驱动机构”由Z轴控制。在数控装置的通用程序范围内，Z轴服从Z方向的定位命令或服从钻孔进给命令，或其它前面提及的特殊命令。
拖架16和滑架21构成了两个成十字形的可动部件，它们的运动由数轴Y和Z控制，Y轴和Z轴有选择地服从上述存贮的定位命令和钻孔进给命令。通用程序使这些数轴可动以便获得后面要描述的运行顺序。
最后，滑架21装有一个可定向钻孔的机头25，在本例中，机头25有4个钻头联接轴26.1～26.4，它们径向伸展开并互相垂直。这些联接轴装有用来装钻头5.1～5.4的夹头27(图11)。所有联接轴由一个主动的锥形齿轮28驱动作同步转动，齿轮28和固定在联接轴(图3)上的锥形齿轮29恒定接触;齿轮28并与固定在滑架21上的变速电动机组30连接。
此外，机头箱31借助园柱形轴颈32可相对于滑架21转动，轴颈32与齿轮28的主轴33同心。机头箱31的方向能使选定的钻头5.1转到相对于型材2具有最佳位置，机头箱31的转动由链轮34控制，链轮34通过链条35连到由电动机37带动的链轮36上。该装置是一个“驱动机构”，电动机37的供电由数控装置应用其通用程序来控制，该程序也确定电动机组30的转速。数控装置与位置探测器38配合，探测器38对着在链轮34上的滑道39布置，使能确定机头25达到的真实角度位置。当这个角度位置是通用程序所显示的位置时，一个图中未示出的制动器挡住了该机头。
这样，加工中心仅包括一个沿Y轴移动的水平可动拖架16，一个沿Z轴移动的垂直可动滑架21和一个可定向的带联接轴的机头25。数控装置控制这三个运动，就如按图4～7中所描述的那样，使Y和Z两根数轴在执行循环的通用命令的同时能不加区别地服从定位特殊命令，钻孔进给特殊命令或其它命令。
在由图4～6所说明的例子中，表示在具有1型截面，即有右翼2d，左翼2g和中间为腹部2m的型材2上进行钻孔，这种钻孔只用一套可动工具16、21、25便可进行。为便于解释，本例只使用钻头5.1，它只相应于一个钻孔直径。
在执行通用程序时，拖架16放在型材2的左边，以便从所述型材的左翼2g进行钻孔(图4)。机头25进行定向并加以固定，以使钻头5.1在水平面内指向右边。服从数轴Z的定位命令P的滑架21向上或向下移动以便找到钻孔的高度，当精确地到达钻孔位置时，便固定住。然后，服从数轴Y的钻孔进给命令T的拖板16向右进给。当钻头5.1转动时，使用通用命令，通过这些命令，选择适当速度。钻孔结束时，拖架16后退直到钻头5.1完全退出。如果在由X轴确定的该加工平面中没有其它的孔接着要钻，则该循环通过在腹部2m中寻找钻孔而继续进行。
在执行通用程序时，为了使机头25的所有钻头5脱开型材2，滑架21上升。如图5所示，为了使钻头5.1垂直并指向下方，机头25绕轴旋转，它的钻头5继续转动。服从数轴Y的定位命令P的拖架16向右移动，当由探测器探测到的到达位置与显示位置相符时，拖架便固定住。然后，服从数轴Z的钻孔进给命令T的滑架21向下移动，当钻头5.1完全穿透孔时，滑架停住并向上移动。如果在由X轴确定的加工平面中(图4～6)没有其它的孔接着要钻，该循环便通过沿着右翼2d中寻找钻孔而继续进行。
在执行通用程序时，滑架21继续向上，拖架16重新向右移动，使机头25脱开型材2。如图6所示，机头25绕轴旋转，它的钻头5继续转动，使钻头5.1呈水平方向，并被引向左面。服从数轴Z的定位命令P的滑架21向下或向上移动，直到通过快速进给和慢慢精确寻找达到钻孔高度，然后固定住。服从数轴Y的钻孔进给命令T的拖架16向左进给，而钻头5.1以数控装置的通用命令选择确定的适当速度转动。钻孔结束时，拖架16后退直到钻头完全脱开。如果在X平面中没有其它孔接着要钻，则由16、21、25组成的可动装置此时成为重新待命状态，通成型材2从夹具11中松开，再沿数轴X移动并重新夹紧，可动装置就在另一个横向平面中进行一次新的循环。
在上述循环中，机头25只用一个钻头5.1工作，因此，一切都像上述机头只包括一个钻孔联接轴那样进行，但能绕轴转动，每次转动90°，以便使钻头呈现上述三个位置中的任何一个向右、向下、向左。
在所述例子中，机头包括可以装四个不同钻头5.1～5.4的四个联接轴26.1～26.4。在这种情况下，为了从一个钻孔阶段转到另一个阶段(图4～5或5～6)，机头的转动不仅要考虑钻头的新方向，而且在刚刚结束的阶段中还要考虑为将要到来的新阶段选定钻头的方向。这是用来命令和控制作适当旋转的数控程序的通用命令。
在所述例子中，由于拖架16和滑架21的走向互相垂直，机头25总是按90°顺序旋转。但如果这两个可动部件16、21按不同角度交叉，机头的转动受这个角度控制，以使选定的钻头5垂直于要钻孔的零件就位。
更通常的情况是，不管可动部件16、21有怎样的交叉角度，总是可以倾斜钻孔;例如由图7可得出，可以垂直于V型型材2的倾斜翼钻孔。在这种情况下，数控计算单元确定可定向的机头25的旋转轴应处的A点，以便在机头按型材的翼21的角“a”定向后使选定的钻头5.1在沿着轴向进给的同时，在该平面上的预定点对翼钻孔。在计算单元确定点A相对于传动装置1的参考平面的座标Y0和Z0之后，数轴Y把拖架16移到精确地达到的标高Y0，数轴Z把滑架21移到达到的标高Z0。数轴Y和Z服从由计算单元确定的定位命令Py和Pz。
在机头25定向到角“a”时，数轴Y和Z应当控制拖架16和滑架21，以使它们协调地按规律 (△Z)/(△Y) ＝tga＝ (Vz)/(Vy) 进给。数轴Y和Z已经服从由计算单元确定的钻孔进给命令Ty和Tz，进给一直在尽可能小的规律的间隔内由重复测量Y和Z的位置探测器进行控制，例如其间隔值为1/100毫米，这样，这些进给能经常得到修正。
在可动部件16、21和25，以及对它们进行控制(也通过通用命令进行数控)的主要数轴Y和Z投入工作时，加工中心允许实现其它的一些功能。
其中的三个功能在随后的非限制性例子中叙述，分别参照图2和8;2;2，9A～9D，10和11。
第一个补充功能是在要钻孔的型材2中确定一个假想的参考平面40(图2)，相对于该平面确定钻孔标高，并应由数轴Z测量。从该参考平面40到传动装置1的滚动平面41的距离依型材2的截面而定，型材的标准尺寸被存贮起来。但由于型材不是完全笔直的和由于钻孔应该以很高精度进行，所以，规定在钻孔中心中要探测型材腹部2m的上表面42和从水平标高减去该腹部的一半厚度，以使得到要存入存贮器的数轴Z的测量基点。
钻孔中心包括探尺43，它最好采用电动型式并可缩进箱子44中，被缩进的位置以实线表示，使用位置以虚线表示。按照本发明，臂45的一端有一个箱子44，另一端借助轴46相对于垂直滑架旋转装配。臂45可以占与支架的横梁8平行的成直线的两个位置。在图2和图8上用实线表示的一个位置中，臂45被导向右边以使可动装置在图4所示的位置时，探尺43最多能在靠近型材的左翼2g处探测，当在图8上用虚线所示的相反位置时，臂45被导向左边，以使可动装置在图6所示的位置时，探尺43最多能在靠近型材的右翼2d处探测。为了使臂45从一个位置到达另一个位置，设置有由电动机组成的“驱动机构”，电动机的主动轴连到链轮48上，链轮由链条49连到另一个链轮50上，该链轮固定在臂45的轴46上。
当在型材的左翼2g上钻孔时，数控通用命令使臂45位于图2和8所示出的位置。为使探尺43最多能在连接左翼2g和腹部2m的园弧附近探测，能辨识出要钻孔的型材2的截面的这些相同的通用命令在存贮器中存贮从探尺43到夹具11的固定钳口12的距离。既然这个距离已知，数轴Y使通过允许把拖架16移到探尺43已到达选定位置的定位特殊命令来得悉该距离。然后，一些定位特殊命令也被加到Z轴上，使滑架21向下。探尺43伸出时，当它一与腹部2m的表面42接触时，它使向数控计算中心发出一个电信号，以便计算中心利用这个信号来确定在按图4的钻孔阶段期间要进行测量的原点。在存贮这一测量原点时，探尺43被收起，钻孔装置16、21、25如图4所指出的那样工作。当按照图6进行的钻孔阶段时，在靠近右翼2d处同样探测测量点。但臂45在图8虚线所示的相反方向上伸展。
第二个补充功能在于探测钻头的真实长度以及在数控装置控制下自动进行存贮。为此，正如由图2所见到的那样，电探尺51以滑动方式装在箱子52中的缓冲器上，箱子借助支承52a固定在横梁8的端部。探尺51可平行于该横梁移动。因此，数控装置的特定通用命令使机头25定向，使得要测量的钻头水平地向右延伸，而数控装置的存贮器处于流通状态以便采集与该钻头有关的以后的测量数据。对这种测量长度的功能来说，在数轴Z上应用加工进给特殊命令，该命令引起滑架21垂直移动，移动到选定的钻头达到探尺51的标高。最后，在数轴Y上应用定位特殊命令使拖架16向右移动，并对移动进行倒计数，例如，这种倒计数是与联接轴中没有钻头或与联接轴中的标记钻头相对应的原点比较进行的。当探尺51在此种情况下发出接触信号时，所得到的测量值相应于所用的钻头长度。相应地，由数控装置的存贮器采集这个长度，以便确定图4～7所示的加工阶段中的定位行程。
第三个补充功能是自动更换工具。当采用钻孔中心的可动装置16、21和25以及有关的数控装置进行动作时，便简化了更换器。
更换器包括料仓53(图2，9A～9D)，用来接带有锥形尾部54和中间凸缘55的钻头和其它工具。料仓53是一块与固定垂直边56相连的水平板，板限定了孔眼57的范围，钻头5通常布置在这些孔眼中，以使这些钻头靠凸缘55而下部悬空地搁在上述板上。孔眼57构成了一些格子，这些格子的垂直轴平行于数轴Z，这些孔眼在平行于数轴Y的直线方向一个一个地排开。
料仓53准备用来与加工中心的可动装置16、21、25相连，加工中心的机头25的转动联接轴26.1～26.4的夹头27是一种可不停止转动来自动锁紧和自动松开的夹头。作为例子，在图11上示出了一个这种型式的夹头。它包括一个具有槽59的空心体58，槽59用来旋转钻头5的尾部54。控制联轴套61借助滚珠轴承60以不规则转动和自由移动的方式装到空心体58上。联轴套61限定了一个园柱形镗孔62和一个扩锥形镗孔63，为两个通过空心体58的径向间隙压紧的滚珠64和65形成作用面。当控制联轴套61处在锁紧位置时(图11的下半部)，滚珠64和65通过作用面62和63被推向中心，并嵌到尾部54的槽66和67中。以保证尾部和空心体58的联接。相反，当联轴套61处在脱开位置时(图11的上半部)，滚珠64和65受到离心力，也可能受到对着锥面63的弹力的作用从槽66和67中脱出，这样就不再保证上述的联接。为了从锁住位置到达松开位置。在锁紧的相反方向即沿箭头F所指的方向轴向移动联轴套61就可以了。为了产生这种移动，联轴套61有一凸缘68。
更换器的料仓53与摆动梳状板69(图10)配合，梳状板的齿被凹槽71隔开。为了松开钻头5，必须把联轴套61嵌入选定的凹槽71中，把与该凹槽相邻的齿对着该联轴套的凸缘68并把它稍稍抬起，而空心体58则转到固定标高。梳状板69装配成在它的中间区域绕轴72旋转，轴72由固定轴承73支承。这些轴承布置成使得梳状板的凹槽始终对着料仓的孔眼或格子57。在与齿相反的另一端，梳状板连到一动作机构上，如螺旋撑杆74，它的滑动元件园柱体和活塞的轴和梳状板端部的轴75和固定立柱(图2，9A～9D和10)上的轴76铰接。动作机构74使梳状板69绕轴旋转，以使它或者处于底部的倾斜位置，(图9A和9D)，或者处于上部的倾斜位置(图9B和9C)。
下面参照图9A～9D叙述一下工具的自动更换动作，在这些图中，夹头27，工具5，料仓53和梳状板69以最易于理解的顺序表示。因此，工具的凸缘55和联轴套的凸缘68未示出，而在关于更换工具所进行的循环的陈述中指出。
数据装置通用程序的更换工具的特殊命令选择要更换的钻头5C和应该放置该钻头的料仓53的格子57C。这些特殊命令使机头25动作以便把钻头5C的联接轴26放置在靠近下部的垂直位置，这些命令还使梳状板69转动以使它处于低位(图9A)。这些相同的特殊命令发送到数轴Y和Z，以便把拖架16移到使钻头5C对着格子57C，并把滑架21移到使钻头5C嵌进格子57C中;在后面那个位置中，夹头27C的联轴套61的凸缘62与梳状板靠近。
特殊命令使梳状板动作而向高位旋转(图9B)。滑架21不动时，联轴套61向上，夹头27C松开钻头5C。
特殊命令重新对数轴Y和Z起作用，使滑架21上升，拖架16向放置着要装配的新工具5m的格子57m移动，滑架21降下。
夹头27C的联轴套61的凸缘62在高位(图9C)碰到梳状板69，滑架21和空心体58相对于固定联轴套向下，直到完成松开;在该位置，空心体58压在要装配的新工具5m的锥形尾部上。
特殊命令使梳状板69动作，使它向低位转动(图9D)。联轴套61降下并把夹头27C锁紧在工具5m上。
重新向数轴Y和Z发出特殊命令，以便升高滑架21和把拖架16移向型材2。
本发明不受上面详细叙述的实施形式所限制，因为只要不出本发明的范围，可对它们进行各种修改。特别是能够进行钻孔以外的其他加工。
权利要求
1.采用数控装置的型材的点加工中心，该中心包括有一个传送装置(1)，用来支撑每个型材(2)；一个由数控装置控制的电动拖架(3)；一个由拖架携带的夹爪(4)，用来抓住型材并使它沿X轴移动；至少一个夹具(11)，用来把型材固定在加工装置上；一个固定支架(7)位于该加工装置上；至少一个加工工具(5)和一些在固定支架上导向的设备，导向设备中有些是由数控装置控制的电动设备，用来使这些工具沿着处于一个平面内的Y轴和Z轴进行定位和加工进给，而该平面与X轴成某个角度，最好成直角，该加工中心的特点是上述设备只由一个加工装置构成，该装置包括两个呈十字形移动的可动部件(16、21)，第一个部件(16)可相对于固定支架(7)移动，第二个部件(21)可相对于第一个部件(16)移动，这第二个可动部件(21)携带一个可定向的加工机头(25)，机头(25)上至少装一个工具(5)；控制每个可动部件(16、21)移动的“驱动机构”(17、22)是多功能的，特别是在定位时，能以很低的功率，在很宽的速度范围内精确地前移，或者在加工时，能以很高的功率，以限定的速度进给，每个可动部件的“驱动机构”，在主要为了执行定位专用命令、加工进给专用命令或组合命令的通用程序范围内由数控装置有选择地进行控制，这就可使这个只具有两个可动部件和可定向机头的加工装置在选择接收到定位命令的那个部件和接收到加工进给命令的那个部件时，至少按型材(2)的两个角平面(2g、2m、2d)进行加工。
2.按照权利要求
1的加工中心，其特点是第一个可动部件(16)沿水平轴移动，第二个可动部件(21)沿垂直轴移动。
3.按照权利要求
2的加工中心，其特点是可定向的机头(25)是一个具有两个两个互相垂直的四个加工联接轴(26.1～26.4)的刀架，可整体转动。
4.按照权利要求
1～3中任何一条的加工中心，其特点是第一个和第二个可动部件(16.21)可以不加区别地接受控制，其中一个受定位命令控制，另一个可受加工进给命令控制。
5.按照权利要求
1～3中任一条的加工中心，其特点是两个可动部件(16，21)中至少有一个可以受由加工过程起动位置计算确定的定位命令所控制，而两个可动部件(16和21)都可以受加工过程的倾斜度确定的协调的加工进给命令所控制。
6.按权利要求
1～3中任一条的加工中心，该中心包括一个可收起的探尺(43)，它连在支撑加工联接轴的那部分之后，并通过与型材接触来探测假想的参考表面，相对于该表面取加工标高，其特点是可收起的探尺(43)借助旋转臂(45)连到第二个可动部件(21)上，可从左面或右面进行探测，结果是，按照程序，由数控装置按照定位命令控制的第一个可动部件(16)把探尺引向型材(2)的两翼(2g、2d)最适于测量的距离上，而由数控装置应用定位命令控制的第二个可动部件(21)把探尺引向与型材腹部(2m)相接触，接触标高由数控装置的计算单元采集以便确定以后由定位命令规定的测量起始点，然后探尺被收起，两个可动部件由数控装置控制进行定位和加工，以执行一个新的加工循环。
7.按照权利要求
1～3中任一条的加工中心，其特点是该中心包括有一个每次更换工具时测量和存贮工具的真实长度的设备。该设备包括一个电探尺(51)，装在缓冲器(52)的固定位置上，数控装置可使带工具的机头(25)定向，并通过按照加工进给特殊命令控制的第二个可动部件(21)把它引到对着探尺(51)，通过按定位特殊命令控制的第一个可动部件(16)把它移向探尺(51)，以便一接触便可测量出相对于标记工具或无工具的行程差。
8.按照权利要求
1～3中任一条的加工中心，其特点是该中心包括一个工具料仓(53)，里面布置一些格子(57)，这些格子被布置成使得它们的列方向和行方向平行于第一个和第二个可动部件(16、21)的轴线。可定向机头(25)的转动联接轴(26)上装有用脱汗的、自由滑动的联轴套61自动抓取工具的夹头(27)，料仓(53)与分别在锁住和脱开位置上摆动的梳状板(69)配合，梳状板与一个驱动机构(如螺旋撑杆74)相连，当梳状板与上述可动部件配合时，梳状板可推开选定联接轴的夹头的联轴套。在数控装置应用分配给两个可动部件的定位特殊命令而进行的控制下，上述可动部件把这个联接轴引到对着选定的料仓格子处，以便在这里放置(57C)或取出(57m)工具(5)，并使联接轴靠近或远离梳状板。
9.按照权利要求
8的加工中心，其特点是料仓(53)的格子(57)和梳状板(69)的凹槽(71)按平行于上述第二个可动部件(21)的轴线定向，并按平行于第一个可动部件(16)的轴线排列，因为数控装置在存贮器中存有用来寻找格子的第一个可动部件的定位命令和用来锁住和脱开工具的第二个可动部件和梳状板的定位命令。
专利摘要
采用数控装置的型材加工中心包括传动装置；电动拖架，把传动装置上的型材(2)沿着数轴向固定支架(7)移动；和1个夹具(11)。
文档编号B23Q5/00GK85106337SQ85106337
公开日1987年2月18日 申请日期1985年8月23日
发明者弗朗西斯·安德鲁西 申请人:普罗马特工业公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan