定位工件的夹紧装置、带夹紧装置的机床及工件定位方法
【专利摘要】本申请公开了用于定位工件的夹紧装置、具有夹紧装置的机床及定位工件的方法。其中，夹紧装置包括两个夹紧元件和为各夹紧元件设置的且为伺服驱动器形式的定位驱动器。为迁移至操作状态中，各夹紧元件可首先借助于定位驱动器被一起朝向彼此移动至夹紧开始位置中。该位置中，各夹紧元件不施加力到布置在各夹紧元件之间的工件外侧，或它们施加在量值方面小于在操作状态中由各夹紧元件施加在工件上的夹紧力的力。从夹紧开始位置开始，各夹紧元件借助于定位驱动器被朝向彼此推动并被迁移至操作状态中。为操作该夹紧装置，使用根据一方法编写的计算机程序，相应的控制命令在该方法的范围内被生成。用于生成控制命令的编码装置提供于计算机程序产品中。
【专利说明】定位工件的夹紧装置、带夹紧装置的机床及工件定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于相对于加工工件用的机床的加工装置定位工件的夹紧装置，其具有两个夹紧元件并具有定位驱动器，所述定位驱动器是为各夹紧元件设置的并且是以伺服驱动器的形式，并且至少一个夹紧元件可以借助于所述定位驱动器被相对于另一个夹紧元件移动，并且各夹紧元件因此可以借助于所述定位驱动器被朝向彼此移动至操作位置中并被迁移到操作状态中，在所述操作状态中，当工件被布置在各夹紧元件之间时，由于各夹紧元件彼此相反地位于所述工件上并且均沿着各自的夹紧力的作用线施加夹紧力至所述工件的外侧的事实，各夹紧元件将所述工件夹紧在它们之间。
[0002]本发明又涉及具有这种夹紧装置的机床，并涉及用于相对于加工工件用的机床的加工装置定位工件的方法，该方法利用这种夹紧装置执行。
[0003]最后，本发明还涉及用于操作上述类型的夹紧装置的计算机程序、用于编写这种计算机程序的方法、以及用于执行所述的用于编写计算机程序的方法的计算机程序产品。
【背景技术】
[0004]一般类型的现有技术公开于DElO 2010 003 807A1中。该出版物描述了一种管件加工机，其具有用于夹紧待加工管件的夹紧卡盘。所述夹紧卡盘具有夹紧卡爪，各夹紧卡爪借助于电的、气动的或液压的执行器在所述夹紧卡盘的夹紧中心的径向方向上从非操作位置被移动至操作位置中，在所述操作位置中，各夹紧卡爪将布置在它们之间的管件夹紧。各夹紧卡爪上的压力传感器用来调节在所述操作位置中由各夹紧卡爪施加在所述管件上的力。
【发明内容】
[0005]本发明的目标是容许特别柔和地夹紧要在机床上进行加工的工件。
[0006]该目标根据本发明通过根据权利要求1所述的夹紧装置，根据权利要求11所述的机床，根据权利要求12所述的方法，根据权利要求13所述的计算机程序，根据权利要求14所述的用于编写计算机程序的方法，以及根据权利要求15所述的计算机程序产品被实现。
[0007]在本发明的情形中，用于定位工件的夹紧装置的两个夹紧元件到操作状态中的迁移被分成至少两个阶段。各夹紧元件首先借助于根据本发明的夹紧装置的定位驱动器被朝向彼此移动至夹紧开始位置中。在所述夹紧开始位置中，各夹紧元件并不施加力到待夹紧的工件或者它们仅施加相较于夹紧力在量值方面被减小的力。由于根据本发明的夹紧装置的定位驱动器是以伺服驱动器的形式并且因此具有用于产生各夹紧元件的移动的一个或多个电子控制的驱动电机，各夹紧元件能够以很高的精度到达所述夹紧开始位置。
[0008]各夹紧元件的夹紧开始位置以如下方式进行选择:使得由各夹紧元件施加在待夹紧工件上的太大的力被确定地排除。这在以下任何情况下被确保:一方面当在被移动至夹紧开始位置中的各夹紧元件和待夹紧工件之间存在间隙时、或另一方面当位于夹紧开始位置中的各夹紧元件在没有力的情况下接触待夹紧工件的外侧时。为各夹紧元件选择相应的夹紧开始位置，尤其是在特别敏感的工件、例如薄壁的和因此可容易变形的管件将被夹紧的情况下。
[0009]然而，此外还可以想象各夹紧元件的如下夹紧开始位置，其中各夹紧元件均沿着在所述操作状态中由各夹紧元件施加的夹紧力的作用线施加相对低的力至待夹紧工件。这一夹紧开始位置根据本发明尤其是在待夹紧工件具有足够的刚度并且因此经得住由被移动至所述夹紧开始位置的各夹紧元件施加的力而没有不合需要地变形的时候被提供。
[0010]在任何情形中，各夹紧元件借助于根据本发明的夹紧装置的定位驱动器被从所述夹紧开始位置开始朝向彼此推动，并且因此被迁移至所述操作状态中。在它们迁移至所述操作状态中的该最后阶段，各夹紧元件也由伺服驱动器形式的定位驱动器以很高的定位精度驱动。借助于伺服驱动器形式的定位驱动器，尤其可以得到保证的是，由各夹紧元件施加在待夹紧工件上的夹紧力柔和地、也就是说连续地且相对缓慢地增大。这样可靠地防止了各夹紧元件施加过度的力到待夹紧工件上。
[0011]两个相互关联的夹紧元件形成夹紧元件对并且优选地由单一驱动电机同步地且在相反方向上一起驱动。
[0012]根据本发明的夹紧装置的自动化和根据本发明的用于定位工件的方法的自动化借助于根据本发明的计算机程序被实现。根据本发明的计算机程序在所述夹紧装置的数字控制装置上运行，所述数字控制装置适宜地控制为各夹紧元件设置的定位驱动器。
[0013]根据本发明的所述计算机程序通过根据权利要求14的方法根据特定的应用被编写。使用了如在权利要求15中所述的计算机程序产品。所述计算机程序产品尤其使用户能够就地生成所述计算机程序，用于对根据本发明的夹紧装置的和对根据本发明的定位工件用的方法的与应用有关的控制。
[0014]在各独立权利要求中描述的本发明的【具体实施方式】将由从属权利要求2至10而变得明显。
[0015]根据权利要求2，在根据本发明的所述夹紧装置的优选实施方式中被提供的是，各夹紧元件可以被移动至夹紧开始位置中，该位置中，在各夹紧元件这一方和所述待夹紧工件这另一方之间沿着在所述操作状态中由各夹紧元件施加的夹紧力的作用线存在间隙。因为在所述夹紧开始位置中，两个相互对立的夹紧元件的至少之一相应地保持距所述待夹紧工件的距离，各夹紧元件的夹紧开始位置可以被相对粗略地调节并且至少在狭窄的范围内变化。对各夹紧元件移动至夹紧开始位置中的控制因此可以以相对低的费用被执行。然而，对各夹紧元件的夹紧开始位置的精确确定是必需的，因为各夹紧元件的夹紧开始位置形成了用于各夹紧元件迁移至所述操作状态中的基础。根据权利要求2，所述操作状态被建立，在于各夹紧元件借助于伺服驱动器形式的定位驱动器被以高的精度朝向彼此移动至与所述操作状态相关联的操作位置中。
[0016]为使相对于加工装置定位工件所需的时间最少，在本发明的另一实施方式中被提供的是，两个夹紧元件移动至所述夹紧开始位置中是以高于各夹紧元件从所述夹紧开始位置移动至所述操作位置中的速度被执行的(权利要求3)。
[0017]不同的参数可以被用于控制或调节为根据本发明的夹紧装置的各夹紧元件设置的定位驱动器。根据权利要求4，在根据本发明的夹紧装置的有利实施方式中，各夹紧元件的定位驱动器具有控制装置，其以取决于力和/或取决于位置的方式控制定位驱动器以便将各夹紧元件移动至夹紧开始位置中和/或以便将各夹紧元件迁移至所述操作状态中。
[0018]在很多应用中，借助于夹紧装置夹紧的工件要相对于所关联的机床的加工装置被移动。与该背景相反，根据权利要求5的本发明的实施方式提供的是，夹紧装置的各夹紧元件被设置在可动的、优选可旋转的承载结构上。
[0019]为了该装置作为整体在结构上的简单形式的缘故，在本发明的另一优选实施方式中被提供的是，所述定位驱动器的至少一部分，尤其是所述定位驱动器的伺服电机，与各夹紧元件一起被设置在所述可动的承载结构上(权利要求6，7)。定位驱动器的所述构件，任选地所述定位驱动器的伺服电机或复数个伺服电机，在这种情况下布置在将被驱使的各夹紧元件的紧邻处。在最后提及的情况中，所述承载结构形成结构单元，所述结构单元除了包括该实际的夹紧系统，还包括相关联的驱动系统。
[0020]因为很多原因有利的是，在本发明的另一实施方式的情形中的定位驱动器为具有气动伺服电机的气动伺服驱动器的形式，其尤其具有气动活塞-气缸单元(权利要求8)。各气动伺服电机，尤其是各气动活塞-气缸单元，已被发现在很多应用中为可精密控制的和坚固的驱动单元。所需的作为压力介质的压缩空气可以容易地被提供并且可以被供应至所述气动伺服电机而不存在问题，即使是在其中气动伺服电机被布置于根据本发明的夹紧装置的可动的承载结构上并且在所述夹紧装置的操作期间相对于静止的压缩空气发生器移动的情况中。
[0021]所述气动活塞-气缸单元在根据本发明的夹紧装置的可动承载结构上的布置尤其被推荐与用于控制和调节所述气动活塞-气缸单元的个别的或全部的构件相组合。如果所述气动活塞-气缸单元与相关联的控制和调节系统都位于所述夹紧装置的可动承载结构上，那么所述控制和/或调节系统的所述各构件和将被控制或调节的活塞-气缸单元之间的路径长度因此被最小化。例如，压力损失可以如此很大程度地得以避免。
[0022]根据权利要求9，在本发明的另一优选实施方式中被提供的是，根据本发明的夹紧装置的定位驱动器的数字控制装置具有靠近所述定位驱动器的装置部分和远离所述定位驱动器的装置部分。所述数字控制装置的远离所述定位驱动器的装置部分定义至少一个操作模式，所述数字控制装置的靠近所述定位驱动器的装置部分根据所述至少一个操作模式控制所述定位驱动器，以便将夹紧装置的各夹紧元件移动到所述夹紧开始位置中和/或以便将各夹紧元件迁移至所述操作位置中。对所述定位驱动器的数字控制装置的所述分拆根据本发明尤其是在下列情况中被提供:其中所述定位驱动器的将利用数字控制被调节的电机(一或多个)与各夹紧元件一起被布置于可动的承载结构上。在本发明的优选实施方式中，所述数字控制装置的靠近所述定位驱动器的装置部分于是同样地被设置在所述可动的承载结构上。所述可动的承载结构因此不仅装备有为夹紧工件所需的设备，而且另外装备有为夹紧工件所需的控制和调节智能。在所描述类型的各情形中，所述数字控制装置的远离所述定位驱动器的装置部分优选被布置为远离所述可动的承载结构。根据本发明的夹紧装置的定位驱动器的整个数字控制装置可以被集成到设有所述夹紧装置的机床的更高级的机器控制系统中。可由所述数字控制装置的远离所述定位驱动器的装置部分指定的各操作模式为，例如，所述夹紧装置的各夹紧元件的力控制的或者位移控制并因而位置控制的作动。在由远离所述定位驱动器的装置部分指定的所述模式的基础上，所述数字控制装置的靠近所述定位驱动器的装置部分对为各夹紧元件设置的所述定位驱动器进行控制。各控制信号在所述数字控制装置的远离所述定位驱动器的装置部分和所述数字控制装置的靠近所述定位驱动器的装置部分之间的传输可以以有线的方式或者以使用遥测系统的无接触方式进行。
[0023]在本发明的另一优选实施方式的情形中，根据本发明的夹紧装置的所述定位驱动器具有带存储器的数字控制装置，各夹紧元件的夹紧开始位置可以优选通过示教操作被存储在所述存储器中(权利要求10)。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]本发明将在下面借助于通过实例给出的示意性描绘图更详细地进行说明。图中:
[0025]图1示出了处于初始状态中的用于在管件加工机上定位管件的夹紧装置的透视图，其具有包括四个夹紧卡爪的夹紧卡盘，
[0026]图2在平面图中示出了根据图1的夹紧装置，
[0027]图3示出了根据图1和2的在没有夹紧卡爪的情况下的夹紧装置，
[0028]图4示出了根据图1和2的夹紧装置在图1中的箭头IV的方向上的视图，
[0029]图5示出了根据图1和2的夹紧装置在图1中的箭头V的方向上的视图，
[0030]图6示出了根据图1和2的夹紧装置在图1中的箭头VI的方向上的视图，以及
[0031]图7示出了根据图1至6的其中夹紧卡盘处于操作状态中的夹紧装置。
【具体实施方式】
[0032]根据图1，夹紧装置I为用于管件加工的机床2的一部分。夹紧装置I用来相对于加工装置、在示出的实例中相对于机床2的激光切割头3定位管件。
[0033]为此目的，夹紧装置I具有夹紧卡盘4，所述夹紧卡盘在本例中是四爪卡盘的形式并且因此包括作为夹紧元件的共计四个夹紧卡爪5 (还见图2)。这些夹紧卡爪5被彼此相反地成对设置并且从而形成两个夹紧卡爪对5/1、5/2。夹紧卡爪5中的每个包括辊状的夹持本体6、可旋转地支撑夹持本体6的夹持本体保持器7、和导向滑块8。
[0034]借助于伺服驱动器形式的定位驱动器9，夹紧卡爪对5/1的夹紧卡爪5可以沿着夹紧轴线10/1相对于彼此被定位、并且夹紧卡爪对5/2的夹紧卡爪5可以沿着夹紧轴线10/2相对于彼此被定位。定位驱动器9的定位驱动器单元9/1用来驱使夹紧卡爪对5/1的夹紧卡爪5。以一致的方式，定位驱动器9的定位驱动器单元9/2被设置用于驱使夹紧卡爪对5/2的夹紧卡爪5。由各夹紧卡爪5施加在待夹紧管件上的力的作用线在夹紧轴线10/1、10/2的方向上延伸，由夹紧卡爪对5/1、5/2的各夹紧卡爪5施加在所述的管件上的力在相反方向上被指向彼此并且在量值和作用线方面与彼此相当。
[0035]定位驱动器9为气动伺服驱动器的形式。作为驱动电机，定位驱动器单元9/1包括气动活塞-气缸单元U、并且定位驱动器单元9/2包括气动活塞-气缸单元12。
[0036]定位驱动器9的控制和/或调节装置13与两个定位驱动器单元9/1、9/2相关联。控制和/或调节装置13以常规方式包括压力调节单元14以及阀单元15。压力调节单元14和阀单元15 —起确保必要的压力可在活塞-气缸单元11、12的双动式气缸处在两个气缸内腔中得到。
[0037]为了该目的，压力调节单元14和阀单元15由控制和/或调节装置13的数字控制装置16控制。数字控制装置16包括靠近定位驱动器的装置部分16/1和远离定位驱动器的装置部分16/2，并且被集成至机床2的更高级的数字机器控制系统17中。
[0038]虽然数字控制装置16的靠近定位驱动器的装置部分16/1与定位驱动器9的气动活塞-气缸单元11、12，压力调节单元14和阀单元15 —起被安装在夹紧装置I的承载结构18上，但远离定位驱动器的装置部分16/2被设置在远离承载结构18处并从承载结构18分离开。承载结构18可围绕夹紧装置I的旋转轴线19在双头箭头20的方向上旋转。承载结构18围绕旋转轴线19的旋转运动也由数字机器控制系统17控制。各夹紧卡爪对5/1、5/2被沿着旋转轴线19互相偏置。承载结构18的旋转轴线19被两个夹紧轴线10/1、10/2相交。承载结构18的旋转轴线19由此延伸穿过夹紧卡爪对5/1的夹紧中心21 (图5，6)和夹紧卡爪对5/2的夹紧中心22 (图4)两者。
[0039]定位驱动器9的压缩空气源24的压力发生器23 (未在图1中详细示出)同样在空间上从夹紧装置I的承载结构18分离开。在承载结构18围绕旋转轴线19做旋转运动的情况下，而且在同样可能的承载结构18沿着该旋转轴线做平移运动的情况下，压力发生器23保持固定。压力发生器23被连接至定位驱动器9的气动构件，这些气动构件通过常规构造的旋转馈入装置(rotary feedthrough)(未示出)安置在承载结构18上。
[0040]图1示出了处于初始状态中的夹紧装置I。夹紧卡盘4开到最大，并且各夹紧卡爪对5/1、5/2的相互关联的夹紧卡爪5被沿着各自的夹紧轴线10/1、10/2以最大距离从彼此间隔开。为夹紧要在机床2的激光切割头3处进行加工的管件，夹紧装置I的定位驱动器9的活塞-气缸单元11、12以受调节的方式从根据图1的情况开始被驱使。
[0041]如在图3中可见，气动活塞-气缸单元11的活塞杆25与第一调节环26铰接。第一调节环26与旋转轴线19同心地安装在承载结构18上并且可围绕旋转轴线19旋转。活塞杆25的铰接点设置在第一调节环26的连接元件27上。在第一调节环26上，连接元件28与连接元件27在直径方向上相反地被设置。连接元件27在调节环那一侧具有连接元件槽29，并且连接元件28在调节环那一侧具有连接元件槽30。控制销(未在各图中示出)在连接元件槽29中被形状配合地驱动，该控制销又从各图中夹紧卡爪对5/1的上夹紧卡爪5的导向滑块8的后侧突出。以一致的方式，连接元件28的连接元件槽30引导各图中夹紧卡爪对5/1的下夹紧卡爪5的导向滑块8的后侧上的控制销(同样未示出)。
[0042]如果气动活塞-气缸单元11以受调节的方式被驱使并且该气动活塞-气缸单元的活塞杆25在其纵向方向上相应地移动，那么，第一调节环26，包括设于其上的连接元件27、28，被围绕承载结构18的旋转轴线19旋转。这伴随有设于夹紧卡爪对5/1的各夹紧卡爪5的导向滑块8后侧上的控制销在连接元件槽29、30中的位移。而这又导致夹紧卡爪对5/1的各夹紧卡爪5沿着夹紧轴线10/1在相反方向上移动。在这些移动期间，夹紧卡爪对5/1的各夹紧卡爪5在承载结构18的各导向臂31、32上被导向。
[0043]以一致的方式，夹紧卡爪对5/2的各夹紧卡爪5沿着夹紧轴线10/2被定位。
[0044]气动活塞-气缸单元12为了该目的与第二调节环34上的活塞杆33铰接，该第二调节环又被可旋转地安置在承载结构18上并且可以借助于气动活塞-气缸单元12围绕夹紧装置I的旋转轴线19被旋转。第二调节环34的旋转运动由设于其上的连接元件35、36并由各控制销转换成夹紧卡爪对5/2的各夹紧卡爪5沿着夹紧轴线10/2在相反方向上的直线运动，所述控制销被设于夹紧卡爪对5/2的各夹紧卡爪5的导向滑块8的后侧上并且接合在各连接元件35、36的连接元件槽37、38中。承载结构18的导向臂39、40用来沿着夹紧轴线10/2导向夹紧卡爪对5/2的各夹紧卡爪5。
[0045]在夹紧要相对于机床2的激光切割头3进行定位的管件时的顺序明确地依赖于特定的应用。
[0046]对于定位驱动器9的操作模式，待夹紧的管件的壁厚度及由此得到的壁刚度和/或其截面尺寸具有特别的重要性。
[0047]依赖于待夹紧管件的壁刚度，定位驱动器9的数字控制装置16的远离定位驱动器的装置部分16/2定义了用于定位驱动器9、特别是用于气动活塞-气缸单元11、12的操作模式。定位驱动器9，或活塞气缸单元11、12，根据该操作模式由数字控制装置16的靠近定位驱动器的装置部分16/1控制。各控制信号在数字控制装置16的远离定位驱动器的装置部分16/2和数字控制装置16的靠近定位驱动器的装置部分16/1之间的必需的传输，在所示的实例中借助于常规的遥测系统并因此以无接触的方式被实现。
[0048]为夹紧厚壁的管件，数字控制装置16的远离定位驱动器的装置部分16/2为靠近定位驱动器的装置部分16/1指定“用最大的力夹紧”的操作模式。在该操作模式中，夹紧装置I的定位驱动器9只是力控制的(force-controlled)。
[0049]在由远离定位驱动器的装置部分16/2指定的模式的基础上，靠近定位驱动器的装置部分16/1以使得气动活塞-气缸单元11、12被以最大的压力操作的方式控制该控制和/或调节装置13的压力调节单元14和阀单元15。因此，由气动活塞-气缸单元11驱动的夹紧卡爪对5/1的各夹紧卡爪5和由活塞-气缸单元12驱动的夹紧卡爪对5/2的各夹紧卡爪5，分别在相反方向上朝向夹紧中心21或夹紧中心22从根据图1的它们的初始位置以最大的速度同等地快速移动。依赖于待夹紧管件的截面几何形状，夹紧卡爪对5/1的各夹紧卡爪5与夹紧卡爪对5/2的各夹紧卡爪5同时或者不同时接触待夹紧管件。如果一个夹紧卡爪对5/1、5/2的各夹紧卡爪5已经到达管件壁的外侧，这通过在关联的气动活塞-气缸单元11、12处的压力增大而可觉察。借助于常规的压力传感器测量的气动活塞-气缸单元11、12处的压力，是对由所述的夹紧卡爪对5/1、5/2的相互对立的夹紧卡爪5沿着夹紧轴线10/1或夹紧轴线10/2施加到待夹紧管件外侧的力的总量的测量。
[0050]一在气动活塞-气缸单元11、12处检测到压力增大的开始，数字控制装置16的靠近定位驱动器的装置部分16/1就通过适当地控制压力调节单元14和阀单元15来确保气动活塞气缸单元U、12处的压力缓慢地增大到最大值,该最大值被存储在靠近定位驱动器的装置部分16/1中并且依赖于待夹紧管件的刚度。由于在活塞气缸单元11、12处的缓慢的压力增大，各夹紧卡爪对5/1、5/2的夹紧卡爪5起初仅施加低的力到待夹紧管件。因此，每个夹紧卡爪对5/1、5/2的各夹紧卡爪5能够沿着各自的夹紧轴线10/1、10/2定心管件，而不会被另一个夹紧卡爪对5/1、5/2阻挡。最大压力不会在气动活塞-气缸单元11、12处建立直到待夹紧管件已被沿着两个夹紧轴线10/1、10/2定心为止。
[0051]由于在气动活塞-气缸单元11、12处的最大压力，各夹紧卡爪对5/1、5/2的夹紧卡爪5施加指定的夹紧力到布置在它们之间的管件。如果最大压力已经在气动活塞-气缸单元11、12处达到并且夹紧力因此已经在各夹紧卡爪对5/1、5/2的夹紧卡爪5处达到，那么各夹紧卡爪对5/1、5/2的夹紧卡爪5就处于它们的操作状态中，此时它们将所述的管件夹紧在它们之间。通过沿着旋转轴线19移动夹紧装置I并且通过围绕旋转轴线19旋转夹紧装置1，固定于夹紧装置I中的管件于是可以相对于机床2的激光切割头3被定位或被移动。
[0052]如果夹紧装置I中的待夹紧工件是薄壁的并因而可容易变形的管件，那么数字机器控制系统17、或远离定位驱动器的数字控制装置16的装置部分16/2，为定位驱动器9指定“软接触”的操作模式。在该操作模式中，定位驱动器9可以被部分地位移控制(displacement-controlled)并因而被位置控制(posit1n-controlled)以便将各夹紧卡爪对5/1、5/2的夹紧卡爪5迁移至操作状态中。
[0053]以根据图1的夹紧卡盘4的初始状态开始，在“软接触”操作模式中，定位驱动器9的控制和调节装置13的压力调节单元14和阀单元15起初以如下方式由数字控制装置16的靠近定位驱动器的装置部分16/1控制:使得最大压力存在于气动活塞-气缸单元11、12处并且因此，气动活塞-气缸单元11的活塞杆25和气动活塞-气缸单元12的活塞杆33，从根据图3的情况开始，以最大的速度移动到相应的气缸外。因此，气动活塞-气缸单元11、12起初以最大的速度朝向夹紧中心21、22驱动它们相关联的夹紧卡爪对5/1、5/2的夹紧卡爪5。单独的夹紧卡爪对5/1、5/2的夹紧卡爪5 —到达沿着夹紧轴线10/1、10/2的一位置，各夹紧卡爪对5/1、5/2的夹紧卡爪5的快速移动就终止，所述位置例如通过示教操作而被存储在数字控制装置16的靠近定位驱动器的装置部分16/1中、并且依赖于待夹紧管件的沿着夹紧轴线10/1、10/2的截面尺寸。这些夹紧卡爪位置已经达到的事实借助于常规构造的行程测量系统(未示出)被检测，所述行程测量系统被设于气动活塞-气缸单元11、12上并且测量活塞杆25、33相对于相关联的气缸的伸展长度。
[0054]各夹紧卡爪对5/1、5/2的夹紧卡爪5在它们沿着夹紧轴线10/1或夹紧轴线10/2快速移动的末尾朝向彼此移动到的位置就是各自的夹紧开始位置。
[0055]在所示的实例中，当各夹紧卡爪对5/1、5/2的夹紧卡爪5采取它们的夹紧开始位置时，它们还处在沿着夹紧轴线10/1、10/2距待夹紧管件外侧的小距离处。替代地，以使得各夹紧卡爪5没有力但也没有间隙地接触待夹紧管件外侧的方式选择夹紧卡爪5的夹紧开始位置是可能的。在这两种情况中，夹紧卡爪到夹紧开始位置中的移动都只是位移控制的或位置控制的。
[0056]在夹紧开始位置中的各夹紧卡爪5在夹紧中心21、22的方向上向待夹紧管件施加低的力也是可以想象的。在这种情况中，夹紧卡爪5到夹紧开始位置中的移动已经是力控制的了。如果在气动活塞-气缸单元11、12处的压力达到各夹紧卡爪5向待夹紧管件施加该指定的低力时的值，那么这表明各夹紧卡爪5已经达到夹紧开始位置。
[0057]如果各夹紧卡爪5的夹紧开始位置以如下方式被选择:使得一方面在待夹紧工件和各夹紧卡爪5之间沿着夹紧轴线10/1、10/2仍存在小间隙、或者如果另一方面在夹紧开始位置中的各夹紧卡爪5没有力但同时也没有间隙地接触待夹紧管件的外侧，那么将各夹紧卡爪5迁移到操作状态中的仅仅后来的最后阶段是力控制的。
[0058]当各夹紧卡爪5已经达到指定的夹紧开始位置时，气动活塞-气缸单元11、12处的压力被缓慢和连续地增大。如果在夹紧开始位置中的各夹紧卡爪5仍处在距待夹紧工件的一距离处，那么由于存在于气动活塞-气缸单元U、12处的压力的增大，单独的夹紧卡爪对5/1、5/2的各夹紧卡爪5沿着夹紧轴线10/1、10/2在相反方向上移动，直至它们进入与待夹紧管件外侧的接触。在气动活塞-气缸单元11、12处的连续的压力增大导致由目前基本上静止的各夹紧卡爪5施加在管件上的力增大，直至夹紧力被达到，该夹紧力的量值依赖于待夹紧管件的刚度而被存储在数字控制装置16的靠近定位驱动器的装置部分16/1中。当该夹紧力被达到时，或者当与该夹紧力相关联的压力在气动活塞-气缸单元11、12处被达到时，各夹紧卡爪5便处于操作状态中并且夹紧装置I的定位驱动器9被停止。
[0059]如果在夹紧开始位置中，各夹紧卡爪5已经在没有力或施加了低的力的情况下接触待夹紧管件的外侧，那么在活塞-气缸单元11、12处的压力增大立即导致由各夹紧卡爪5沿着夹紧轴线10/1、10/2施加在待夹紧管件上的力的建立或增大。在这些情况中，气动活塞-气缸单元11、12处的压力传感器一检测到与夹紧力相关联的压力已被达到，定位驱动器9也就被停止工作。
[0060]图7示出了其中各夹紧卡爪5被迁移至操作状态中的夹紧装置I。两个夹紧卡爪对5/1、5/2的夹紧卡爪5分别施加指定的夹紧力至管件41，该管件41未被详细示出。管件41具有点对称的矩形截面，该管件的纵向轴线延伸穿过其对称中心。该管件的纵向轴线与夹紧装置I的旋转轴线19重合。
【权利要求】
1.用于相对于加工工件(41)用的机床(2)的加工装置(3)定位工件(41)的夹紧装置，其具有两个夹紧元件(5)并具有定位驱动器(9)，所述定位驱动器是为各夹紧元件(5)设置的并且是以伺服驱动器的形式，并且至少一个夹紧元件(5)能够借助于所述定位驱动器被相对于另一个夹紧元件(5)移动，并且各夹紧元件(5)因此能够借助于所述定位驱动器被朝向彼此移动并被迁移到操作状态中，在所述操作状态中，当工件(41)被布置在所述各夹紧元件(5)之间时，由于所述各夹紧元件(5)彼此相反地位于所述工件(41)上、并且均沿着各自的夹紧力的作用线(10/1、10/2)施加夹紧力至所述工件(41)的外侧的事实，所述各夹紧元件(5)将所述工件(41)夹紧在它们之间， 其特征在于， 在所述各夹紧元件(5)被迁移至所述操作状态中时，它们能够首先借助于所述定位驱动器(9)被朝向彼此移动至夹紧开始位置中，在所述夹紧开始位置中，当工件(41)被布置在所述各夹紧元件(5)之间时，各夹紧元件(5)并不施加力到所述工件(41)的外侧、或沿着各自的夹紧力作用线(10/1、10/2)施加在量值方面小于各自的夹紧力的力，并且， 所述各夹紧元件(5)能够借助于所述定位驱动器(9)从所述夹紧开始位置开始被朝向彼此推动并且因此被迁移至所述操作状态中。
2.根据权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，在移动至所述夹紧开始位置中的各夹紧元件(5)这一方和布置在各夹紧元件(5)之间的工件(41)这另一方之间沿着各夹紧力的作用线(10/1、10/2)存在间隙，并且，所述各夹紧元件(5)能够借助于所述定位装置(9)从所述夹紧开始位置开始被朝向彼此移动至与各夹紧元件(5)的操作状态相关联的操作位置中。
3.根据权利要求2所述的夹紧装置，其特征在于，各夹紧元件(5)能够借助于所述定位驱动器(9)被移动至所述夹紧开始位置中所用的速度，在量值方面大于各夹紧元件(5)能够借助于所述定位驱动器(9)从所述夹紧开始位置开始被移动至所述操作位置中所用的速度。
4.根据在前权利要求中任一项所述的夹紧装置，其特征在于，所述定位驱动器(9)具有控制和/或调节装置(13)， 借助于所述控制和/或调节装置，为将各夹紧元件(5)移动至所述夹紧开始位置中和/或为将各夹紧元件(5)迁移至所述操作状态中，所述定位驱动器(9)能够依赖于由各夹紧元件(5)沿着各夹紧力的作用线(10/1、10/2)施加到所述工件(41)的所述力的量值被控制和/或调节，和/或 借助于所述控制和/或调节装置，为将各夹紧元件(5)移动至所述夹紧开始位置中和/或为将各夹紧元件(5)迁移至所述操作状态中，所述定位驱动器(9)能够依赖于在各夹紧元件(5)的相对运动期间各夹紧元件(5)采取的位置被控制和/或调节。
5.根据在前权利要求中任一项所述的夹紧装置，其特征在于，各夹紧元件(5)被设于承载结构(18)上，所述承载结构是可动的，优选可围绕旋转轴线(19)旋转的。
6.根据权利要求5所述的夹紧装置，其特征在于，所述定位驱动器(9)的至少一部分与各夹紧元件(5) —起被设于所述可动的承载结构(18)上。
7.根据权利要求6所述的夹紧装置，其特征在于，作为所述定位驱动器(9)的一部分，所述定位驱动器(9)的伺服电机与各夹紧元件(5) —起被设于所述可动的承载结构(18)上。
8.根据在前权利要求中任一项所述的夹紧装置，其特征在于，所述定位驱动器(9)为具有气动伺服电机的气动伺服驱动器的形式，并且所述气动伺服电机优选具有气动活塞-气缸单元(11、12)。
9.根据在前权利要求中任一项所述的夹紧装置，其特征在于，所述定位驱动器(9)具有数字控制装置(16)，所述数字控制装置具有靠近所述定位驱动器的装置部分(16/1)和远离所述定位驱动器的装置部分(16/2)，其中所述数字控制装置(16)的远离所述定位驱动器的装置部分(16/2)定义至少一个操作模式，所述数字控制装置(16)的靠近所述定位驱动器的装置部分(16/1)根据所述至少一个操作模式控制所述定位驱动器(9)，以便将各夹紧元件(5)移动至所述夹紧开始位置中和/或以便将各夹紧元件(5)迁移至所述操作状态中。
10.根据在前权利要求中任一项所述的夹紧装置，其特征在于，所述定位驱动器(9)具有数字控制装置(16)，并且，各夹紧元件(5)的夹紧开始位置能够优选通过示教操作被存储在所述定位驱动器(9)的数字控制装置(16)中。
11.用于加工工件的机床，其具有用于加工工件(41)的加工装置(3)并具有夹紧装置(1)，工件(41)能够借助于所述夹紧装置被相对于所述加工装置(3)定位，其特征在于，所述夹紧装置(I)被构造为根据在前权利要求中任一项所述的夹紧装置。
12.用于相对于加工工件(41)用的机床(2)的加工装置(3)定位工件(41)的方法，所述方法利用根据权利要求1至10中任一项所述的夹紧装置(I)执行，其中各夹紧元件(5)借助于以伺服驱动器形式的定位驱动器(9)被朝向彼此移动并且因此被迁移至操作状态中，在所述操作状态中，当工件(41)被布置在各夹紧元件(5)之间时，由于各夹紧元件(5)彼此相反地位于所述工件(41)上、并且均沿着各自的夹紧力的作用线(10/1、10/2)施加夹紧力至所述工件(41)的外侧的事实，各夹紧元件(5)将所述工件(41)夹紧在它们之间， 其特征在于， 在迁移至所述操作状态中时，各夹紧元件(5)首先借助于所述定位驱动器(9)被朝向彼此移动至夹紧开始位置中，在所述夹紧开始位置中，当工件(41)被布置在各夹紧元件(5)之间时，各夹紧元件(5)并不施加力到所述工件(41)的外侧、或沿着各自的夹紧力的作用线(10/1、10/2)施加在量值方面小于各自的夹紧力的力，并且， 各夹紧元件(5)借助于所述定位驱动器(9)从所述夹紧开始位置开始被朝向彼此推动并因此被迁移至所述操作状态中。
13.用于操作根据权利要求1至10中任一项所述的夹紧装置(I)的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序包括用于为各夹紧元件(5)设置的定位驱动器(9)的各控制命令，所述各控制命令导致当所述计算机程序在所述夹紧装置(I)的数字控制装置(16)上运行时，根据权利要求12所述的方法被执行。
14.用于编写根据权利要求13所述的计算机程序的方法，其特征在于，用于为各夹紧元件(5)设置的定位驱动器(9)的各控制命令被生成，所述各控制命令导致当所述计算机程序在所述夹紧装置(I)的数字控制装置(16)上运行时，根据权利要求12所述的方法被执行。
15.计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品具有复数个编码装置，当所述计算机程序产品在数据处理系统上操作时，所述编码装置适于执行根据权利要求14所述的方法的所有步骤。
【文档编号】B23Q15/22GK104289733SQ201410334920
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2013年7月17日
【发明者】B·林德, T·波普, B·盖泽 申请人:通快机床两合公司