专利名称：在旋转表面上实现环形工件自动对中的方法和装置的制作方法
^ 走转表面上实现环形工件自动对中的方法和装置 本发明涉及一种用于4^转表面上实现环形工件自动对中的方法，以及一个实;^该方法的装置。 背景絲^f;i^p工i更备中加工环形工件时，工^it常被夹^v^盘形的;^3^^'性卡 jLh。 il种用于:fex^i往卡盘的^^i殳备，通常是才A^人，精度通常铜艮低， 其中工件的;^中心通常与磁性卡盘的絲中心不一致。当环形工件安^卡JJi时，为使卡盘与环形工件的中心能^^#一 致，当然可以^^M复杂的传感和定位系统的高精度机器人，但是这:^M" 一非常昂贵的设备。W卜，环形^N艮少狄全圆形的，而是或多或少的椭圆形，这样，当环 形元件固定^t转磁性卡盘上时，即^^高精度的i^Mp件，WIWa该环形 部件定位成易于加工。JPl(M)43985/iHf了^t对中方法，包^个旋转磁性卡盘，上面安置了 一个环形工件，^iit^成向卡盘中心移动的驱动部件。测量仪器同时移动到一 个中心测量参考面，并在被测定^E败范围内时发送信号，于是驱动辦回 到规定位置。此时，测量仪器继续测量，并在数值不变化时，开始一研磨工序。 该方法被称做"自动的"，因此欣用测量仪器^制和监视对中过程。 发明内容本发明的目的是提出一种>|^^转表面上实,形工件自动对中的方法，所 ii^转表面具有一个旋转中心，同时为了防止工件由于在工件与用于在工件上 施加力的部件之间的摩擦力而无意地惟向旋转表面的外ii^，该方法包括下列 步骤而实现a) 虹#^壬意 ^^慢旋转的表面上；b) 通过在至少两个间隔位置与工件接触的指^L件为工件提供支撑件， 指^t件还具有一个朝向旋转表面的旋转中心径向延伸的二等辨分线；C)在二等^分线方向Jl^f拉回所述指^t件，直到^4t转表面的一个旋转中工件不被指^L件所影响，由此工件已经^fo寸中，并且工件的中心与 旋转面的旋转中心一致；和d)至少在所述间隔开的指状元件中的一个处布置装置，该装置用于在该 位置上抵消作用于工件上的摩擦力，否则该摩擦力将产生一个ft用于工件用于 A^:转面的中心径向朝夕bi^动工件的分力。本发明同样包^"个实现环形工件自动对中的装置，该装置限定^^f，漆 求9中。
下面，将参考图示在附图中的实施例来^^细,ii^明。图1显示了前面M的、^t转表面上环形物件的自动对中初始阶段时期才條本发明所述的M部分，图2是环形物体的自动对中的第^阶段的相应视图， 图3是环形物体的自动对中的第三个阶段的相应视图， 图4所械图相对于环形物体的xjyt转表面的旋转中心精确对中结絲段，和图5稍 >详细地图示了前面^的#^本发明所述的处于自动对中状 态的装置，图6显示了前面4l^2l的、才娥本发明所述的环形物^4^转表面上自动对 中初始阶段时期的替^X的部分。 *实施方式图1示意 _示了一个旋转表面1，该表面绕其旋转中心O緩ll旋转。该旋转表面1 M为一^^现有类型的磁性卡盘，但是同样可以^^^MH:型的用于轴向装夹的夹具装置。在卡JjL任意^ti一个^;u^中心a的坏形物 絲工件2，由于任意M该物絲工件，该贿中心通常偏离旋转表面i的旋 转中心o。在自动对中过程中，磁力^^在一^M^^平，由此当工件受到絲平^"f旋转面1的平面的作用力影响时允许工件2 ft^卡iLL可移动。为了实现工件2的对中，^R供了一个^^置3，该装置被i0^jt朝向^^ 离旋转表面1的旋转中心O而可径向移动，例M过一个未显示的往复驱动装 置和借助导向装置4的引导。才艮梧图l所示的示意图，该装置3被示为一具有辄形端面5的杆，该扼形端面面向旋转表面中心O,其端部是具有朝旋转表面l 的旋转中心0径向延伸的二等^分线的两个间隔开的指^L件6， 7。当环形 工件已经随意醒絲面1上时，开始緩慢旋转，在工件2已叙目对于装置3 定位时，使得工件由装置3的指^t件6， 7支撑，所述的指^L件6， 等^M方向J^Wt,直到工件2 ^t转表面1的一旋转周内不受指状 元件6， 7的影响。当工件2已经位于不是;f膝易与装置3的指^it件6， 7接触的位置时， 装置3首先向旋转表面1的旋转中心O径向前进，并且当4^^置3的旨物5 的两个指^L件6， 7中的任意一个在前ite动中到iiX件2的外^^表面时， 装置3 ^5WH吏两个指^L件6， 7都在间隔开位置处接触工件的外包络表面， 从而使工件受这两个间隔开的力的作用，这两个力都，緩慢旋转的表面1的 方向上作用。^E，装置3的前i^t动用于推动工件2， ^N^亥运动直到工件2已经 被梅)W腿的位置，以致它的中心A已经^^过并已^lii^转表面1的旋转中 心O，如图2所示。当已经到ii该位置，4W^置的前i^t动停止，JUm^置3开烚艮'艮收 缩，如图3所示。当旋转表面1继续緩慢旋转并相对于图1和2所示位置产生 了一个180。旋转时，工件2通iill慢鄉的M 3的动作向旋转表面1的中心 ()^皮推回，此时装置3通过其两个间隔的指^L件6， 7来^iL撑工件的作用。线已可以看出在图1， 2中与图3所示位置之间旋转表面1所做的180°^动。工件2已经完糾中时，使得其政中心A与旋转表面1的旋转中心0^ 持一致，如图4所示，^i^置3继续退下或收缩，推ii^置的指:t^L件6， 7 将^4^触工件表面，因此工件###在定心位置处。在该位置时，磁性卡盘 的保持力可以转M—个强大的夹持力，因jHlX件已可以进^W加工，比如 研磨或车削加工。通itit种方式就可以在不使用测量仪器和/或计算装置的情况下，实5^形 物体的精确对中。在图5中，^>^细地显示了旋转表面1,其可围绕中心O旋转， 一个环 形部件或工件2任意紅> ^^转.表面1上，因此工件2的中心A很可能偏离旋转表面1的旋转中心O,因此当旋转表面1绕中心O旋转时，工件2将产生一个摆 动。推ii^置3形成为一个推ff，在朝向旋转表面1的旋转中心的端有一具有 两个分隔开的指^L件6， 7的辆状物形端5，该^ii^置以导引的方i^朝向 和远离旋转表面1的旋转中心O径向地可移动。该#^^置3的功能与图14所 示部件的功食M目同。当环形工倾然树中并因此而摆动时，如图5所示的实施例，^ii^置 3或支^^置3扭动期间将首先用指^L件7接触工件，并JL(fe最初接触时， 由于摩擦力以及指^L件与工件外表面的石雄的角度，工件可能受到一"吏其 向外4t转的分力。为了使工件免于受到这种将会削弱其对中功能的作用力，至少希望把首先 接触工件的指状元件的g力设计得尽量小。为实现这一点，如图5所示，在 指;J^t件的^iU—个回转轮8或一个盘状物，一^Nt^带或勤以物，并且 驱动其在一个方向Ji^转，从而在指;1^L件7与工件2上产生一个員力分力， 用来，工件与指;^L件6， 7的接触。如果要对中的环形工件直樹艮大，则接)liiL件的端^iL间的距离需^f艮 大，从而使4m^置也变得很大，因W目对于旋转表面将占^-"个非常大的空 间，才f^图1到5的实施例所示的方案不太适合于非常大型的环形工件的自动 对中。图6显示了一个旋转表面1，该表面^t转中心0緩慢旋转。该旋转表面1 M为一个^T类型的磁性卡盘，但是同样可以^^* :型的用于轴向装夹 的夹具装置。在该卡iLL任意;^ 了 一个^/Uf中心A的环形物M工件2 ， 由于任意妙该物体，该几何中心通常会條离旋转表面l的旋转中心O。在自 动对中过程中，磁力维持在一^N^f^7JC平，当工件2受到大体平^f"旋转面l 的平面的力影响时，在卡jLh可以移动。为实施工件2的对中，提供了一个第一接触元件13，该元件可在朝向和远 离旋转表面1的旋转中心O移动，例4魂过一个未显示的往复驱动装置和借助 导向装置的引导，来接触环形工件2的外表面。第一接触元件13诏M可在图示的直线箭头13'的方向Ji^多动，^i^， ^是必需地，其连接到WLh的一个(未图示)^^t动系絲分离的滑动 系皿由该才;uW动系统或分离的滑动系，怍，其中旋转表面l形成用于工件2的^盘。这种机床舰为，餅一U—个2+2糾勒娥胁床。 这种装置同样包^"个第^^触元件14，用于扭离第一接触元件13与 工件之间的接触位置充分分离的位I^t接触环形工件2的夕卜表面，第Jl^触元 件14在图示的直线箭头14' ^i方向上同样以往复运动的方^动，同时，该第 ^^触元件14M为，^一定连接到;MUi的另一个(未图示)Wfe骨动系 统并由*^，其中，旋转表面1形成一个用于工件2的卡盘。换句^i兌，接 触元件可连接至一个单独的滑动系统并由^ft 。当环形工件已经任意^i^4面l上时，表面l开始緩慢旋转，当工件2 已對目对于接触元件13和14定位时，工件由接触元件支撑，元件i^^f径向收 缩，直到工件2^^转表面1的一个旋转周期内不受接触元件13， 14的影响。 当工件2已^tj:完毕，即它已经不是m^易与接触元件13， 14接触时， 接触元件13, 14首先朝旋转表面1的旋转中心0以相U向同时前进，当这两 个接触元件13， 14中的任意一个在前艇动中到虹件2的夕卜表面时，工絲 动，并且两个接触元件13， 14##在间船置处接触工件的夕卜表面，从而使工 件受这两个间隔开的力的作用，这两个力，緩漫旋转的表面1的旋转中心O 方向作用。^i!S， "^触元件13， 14的前i^t动用于推动工件2，辦该运动直到该 工件2已经被辦M腿的位置，以致它的中心A已经越过并已经超it^转表面l 的旋转中心O。当已魁ij达该位置时，停jL^触元件13， 14的前般动，接触元件13， 14开始慢Ji^撤。当旋转表面1继续緩漫旋转时，通过接触元件13， 14的緩隄 后撤动作，工件2将向旋转表面1的中心0^回，接触元件13， 145MEit过两 个间隔开的接触位JJMl撑工件。当工件2已您寸中使得其;i^r中心A与旋转表面1的旋转中心0##—致，接触元件3， 4继续退下或退回，接触元件13， 14将;f^^触工件表面，因此 工件###在其中心位置处。在该位置处磁性卡盘的^力可以转M—强大 的夹持力，因jH^件已可以承受才^WpX^作，比如磨削或车削加工。通iiit种方式就可以在无需偵月测量仪器和/或计算装置的情况下,实, 形物体的l-^(t确的对中。200710300788.8说明书第6/6页当工件仍然树中，并因此产生摆动时，接触元件13扭动期间将首先;sjyt到工件的夕卜表面，并JL^最初^^触工件时，由于摩擦力以及:^于所述接 触元件》jyt工件外表面的角度可食fei^工^-分力，^Plf吏环形工件向外4t转。为了使工件免于受到这种将会削弱其对中功能的不希望的力，至少希望最 ^b^触工件的接触元件13应设计成具有这样的摩擦力，即摩擦力的合力可^ 形工件推向旋转表面的中心。为.实 :个，在接触元件13上iU了一个回转轮15或一个盘状物，其应被驱动在险15与工件2之间产生一个摩擦力分力的一方 向上旋转，用来维持工件与接触元件13的轮15的接触。第二接触元件14可能 也iU—装置，例—个自由回转轮或-HHt^带16，其同样可以被驱动。本发明并不限于附图中所图示的以及用附图才科己所描述的实施例，但是， 在所附的权利要求的范围之内^^T修錄变型都是可能的。
权利要求
1.一种在旋转表面(1)上实现环形工件(2)自动对中的方法，所述旋转表面具有一旋转中心(O)，该方法包括下列步骤a)把工件(2)任意放置在缓慢旋转的表面(1)上；b)借助一第一接触元件(6；13)和一与所述第一接触元件间隔开的第二接触元件(7；14)来对工件(2)施加支撑，所述两个接触元件单独接触工件，并以受引导的往复方式朝向和离开旋转表面(1)的旋转中心(O)同步可运动；c)逐渐拉回所述第一和第二接触元件(6，7；13，14)而离开旋转表面(1)的旋转中心(O)，直到所述工件(2)在旋转表面(1)的一个转圈中不受接触元件(6，7；13，14)的影响，由此所述工件(2)已经被对中，并且所述工件(2)的中心(A)与旋转表面(1)的旋转中心(O)一致；和d)至少在一个所述间隔开的接触元件(6，7；13，14)中的一个处，布置用于抵消在该位置上作用于工件(2)上的摩擦力的装置(8；15，16)，否则该摩擦力将产生一作用于工件(2)上用于使其从旋转表面(1)的旋转中心(O)径向向外运动的分力。
2. 如4WJ要求1所述的方法，该方法包^f吏用作为所^一和第二接触 元件的指^t件(6, 7)，所述指^ L件(6， 7)至少在两个间隔开的位置接 触所iiX件并絲一向旋转表面(1)的旋转中心(O)径向延伸的二等^分 线；4^等^^賴的方向Jii^f拉回所述指^L件(6， 7)，直到所i^X件 (2) ^L^转表面(1)的^h杯團中不受指^t件(6， 7)的影响，并結至少 所述间隔开的指^L件(6， 7)中的一个处设置用于抵消在该位置上作用于工 件(2)的^^力的^X (8)。
3. :N5U'漆求1所述的方法，其中，该方法包4^吏用第一接触元件(13) 和第Jl^触元件(14)，这两个元件^P^独接触所iiX件，并且以被引导的往 复方式朝向和远离他比以JS^朝向和离开旋转表面(1)的旋转中心(O)而单 独并同步地可运动；至少在所述间隔开的接触元件(13， 14)中的一个处布置 用于抵消在该位置作用于工件(2)上的#力的^^ (15, 16)。
4. dH5U'要求1到3中任意一项所述的方法，其中，在步D和b)之 后，絲步D和d)之前进一步包括，通顺述接触元件(6, 7; 13, 14)向旋转中心推工件(2)以致工件(2)的中心(A)已通it^转表面(1)的旋 转中心(O)。
5. 4^ij要求2或4所述的方法， 絲棘于，^ I一个被引导的、可移动的4^^置(3)用于在工件(2) Ji^a支撑 和/或推力，所述4W^置具有一支撑至少两个间隔开的指^L件(6， 7)的扼 形物(5)。
6. :HX^'J^求1到5中任意一项所述的方法， 絲絲于，所述接触元件(6， 7; 13， 14)中的至少一^HU有或设计为一个被旋转 区动的轮(8， 15), —个盘状物或一个被驱动带(16)以用作抵消在所述接 触元件(7， 13, 14)中的至少一#工件(2)之间的a力的装置。
7. :H5U'J^求6所述的方法， 絲摊于，所述两个接触元件(6， 7; 13, 14)嘲嗜被驱动轮(8; 15)或带(16)。
8. :ft^M，J^"求7所述的方法， 絲棘于，所述轮(8; 15)或带(16) W目反的旋转方向上被驱动。
9. ^ft用于以^U'决求l中所述的方法^jMt转表面(1)上实^T、形工件 (2)自动对中的装置，包^HSM^绕中心(0);^转的^^面(1);支撑和 /或4^^置(3; 13， 14)，该4tt^置iS^在与旋转表面的中心(O)相交 的方向上往复地可移动， i絲棘于，所述支撑和/或4^t置i5^有至少两个间隔开的接触元件(6, 7; 13， 14)， 该两个间隔开的接触元^H5^r"^^触所述环形工件(2)的外表面，从而交 替支撑工件，在所述接触元件(6， 7; 13， 14)的前舰动中朝向且4^转表 面(1)的旋转中心(O) 0卜推所iiX件，絲所述支撑和/或4^i^置的返回 运动中使工件i^向夕Nt动。
10. 如权利要求9所述的装置， 絲絲于，所述支撑和/或^ii^置(3)在其端部iU有所述接触元件(6, 7)，所 述接触元件形成为间隔开的指^L件。
11. :HWJ要求10所述的装置， 絲絲于，在所述^i^置(3)的所述指^iL件(6， 7)中的至少一个上^^有用 于抵消在环形工件(2)与所述指^L件(6， 7)之间^触时环形工件(2)与 所述指^L件(6， 7)之间作用的雜力的装置。
12. 4如慎求11所述的装置， 絲絲于，所i^于抵消^^力的装置为一个旋^^皮驱动轮(8)或^C驱动带。
13. :H5U'J要求10到12中任意一项所述的装置，两个指^L件(6， 7) Ji^iM了单a^驱动的轮或带。
14. -#以^']^求3所^法的^|^^转表面(1)上实,形工件(2) 的自动对中的M，包^-MS^^中心(O)旋转的表面(1); 一第一接 触元件(3)，其i^^可相对旋转表面的中心(O)径向的方向上往复地可运 动；和一第^^触元件(4)，其iU成可相对旋转表面的中心(O)径向的方 向上往复地可运动，用于支撑和/iUM斤iix件(2),絲棘于，所錄"-^第>=^件(3， 4) i5^^两个间隔开的位^h接触所i^形 工件(2)的夕卜表面以用来交替支撑工件，^Ei斤述接触元件(3， 4)的前itit动 中^件推向及^it^it^转表面(1)的旋转中心(O)，在接触元件(3， 4) 的返回运动中使工件i^向夕hi4动。
15. ^J5U鹏14所述的装置， 絲絲于，在所述接触元件(3， 4)中的至少一个上i^X有用于抵消^f、形工件(2) 与所述接触元件(3, 4)之间接触时环形工件(2)与所述接触元件(3, 4)之 间作用的;*^力的絮>置(5， 6)。
16. :N5U'j要求15所述的装置， 絲棘于，所述iU用于抵消絲力的装置为一旋^l皮驱动轮(5 )或-^皮驱动带(6 )。
17. :WWJ要求14到16中任意一项所述的装置， 絲錄于，两个接触元件(3, 4) ^iM有单^f封皮驱动的轮(5)或被驱动带(6)。
18. d^5U，J^求9到17中任意一项所述的装置， 膽絲于，所ii^t转表面(1)为一个>^性卡盘，所i^置用于4Wl加工所述工件 (2)之前将环形工件(2)以精确对中位置定位于卡iLL。
19. :N5U'J要求9到18中任意一项所述的装置， 絲絲于，所述接触元件(6， 7; 13， 14)连接到一个才;i^加工滑动系絲WLh的作.
全文摘要
一种在旋转表面上实现环形工件自动对中的方法及装置，旋转表面包括旋转中心，包括步骤把工件任意放置在缓慢旋转的旋转表面上；设置第一接触元件和与第一接触元件间隔开的第二接触元件以支撑工件，两个接触元件单独接触工件，并以往复引导方式在朝向和离开旋转表面的旋转中心方向上同时可运动；在逐渐撤回所述第一和第二接触元件远离旋转表面的旋转中心，直到工件在旋转表面的旋转周期中不受接触元件的影响，此时工件已经对中，并且工件中心与旋转表面的旋转中心一致；至少在间隔开的接触元件中的一个处布置用于抵消在该位置上作用于工件的摩擦力的装置，否则该摩操力将产生作用于工件上使其从旋转表面的旋转中心径向向外运动的分力。
文档编号B23Q3/18GK101239441SQ200710300788
公开日2008年8月13日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年1月5日
发明者H·博斯泰特, J·卡明斯基, P·卡拉斯, S·赫格内斯 申请人:Skf公司