工件加工机和由多个工件加工机构成的机械装置

摘要

带有机架(2,10,12)的工件加工机(1)，该机架至少由底侧的基底件(2)构成，在其处布置有至少一个垂直定向的顶部件(10)，其中，一个或多个加工主轴(25,25a,26,26a)实施至少一个被夹紧在至少一个工件夹具(20)中的工件(21a-f)的加工，其中，加工机(1)的机架(2,10,12)被模块化地组装且由至少三个仅重量加载地彼此叠加的部分构成，即基底件(2)、放到其上的中间件(12)和被放到中间件(12)上的顶部件(10)。

权利要求

1.带有机架(2,10,12)的工件加工机(1)，所述机架至少由底侧的基底件(2)构成，在其处布置有至少一个垂直定向的顶部件(10)，其中，一个或多个加工主轴(25,25a,26,26a)实施至少一个被夹紧在至少一个工件夹具(20)中的工件(21a-f)的加工，其特征在于，所述加工机(1)的机架(2,10,12)被模块化地组装且由至少三个仅重量加载地彼此叠加的部分构成，即基底件(2)、放到其上的中间件(12)和被放到所述中间件(12)上的顶部件(10)。

2.根据权利要求1所述的工件加工机(1)，其特征在于，所述机架的至少三个模块化组装的部分(2,10,12)由带有高密度的大块材料构成。

3.根据权利要求1或2所述的工件加工机(1)，其特征在于，所述至少三个部分(2,10,

12)由大块的天然石料、尤其花岗石和/或人造石构成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的工件加工机(1)，其特征在于，所述基底件(2)构造成带有矩形横截面的呈矩形的长方体，所述中间件(12)构造成呈L形的成型件且所述顶部件(10)构造成倒棱的呈方形的部分。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的工件加工机(1)，其特征在于，所述机架的至少三个部分(2,10,12)仅基于以相应的自重的加载被无连接装置地组装。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的工件加工机(1)，其特征在于，为了构造由多个类似的工件加工机(1)构成的机械装置(40)，所述基底件(2)延伸经过多个加工机(1)且构成单个的连续的长方体，在其上放置所述中间件(12)和被放在所述中间件(12)上的顶部件(10)。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的工件加工机(1)，其特征在于，为了构造由多个类似的工件加工机构成的机械装置(40)，各个WS加工机的各个基底件(2)彼此机械地相联接，且/或同样地所述顶部件(10)和/或所述中间件(12)通过连接装置彼此相连接。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的工件加工机(1)，其特征在于，为了构造由多个类似的工件加工机构成的机械装置(40)所述工件加工机的机架(2,10,12)在直线上相邻或并排或背对背或对角线地彼此连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的工件加工机(1)，其特征在于，所述工件夹具(20)布置在所述顶部件(10)处且所述加工主轴(25,25a,26,26a)布置在所述底部件(2)处。

10.根据权利要求9所述的工件加工机(1)，其特征在于，所述工件夹具(20)在水平轴线上定向且由大约呈立方体或多边形的物体构成，在其上多个工件可被夹紧。

11.根据权利要求9或10所述的工件加工机(1)，其特征在于，所述多边形的工件夹具(20)可旋转地在水平的转动轴线(22)上被支撑在所述顶部件(10)处且在导轨的区域中在水平方向上可移动。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的工件加工机(1)，其特征在于，所述一个或多个加工主轴(25,25a,26,26a)与在该处被可旋转地容纳的刀具一起布置在所述基底件(2)处且在Y向(24)上在相关联的导轨处可移动。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的工件加工机(1)，其特征在于，所述工件夹具(20)被悬挂地固定在布置在所述顶部件(10)处的L形梁(27)处，其可在水平定向的导轨(29)中行进。

14.根据权利要求1至12中任一项所述的工件加工机(1)，其特征在于，所述工件夹具(20)被悬挂地固定在布置在所述顶部件(10)处的L形梁(27)处，其构造成直线梁(27a)且所述导轨(29a)被悬挂地固定在所述顶部件(10)的底面处。

15.一种机械装置(4)，特征在于多个彼此相连接的工件加工机(1)。

说明书

工件加工机和由多个工件加工机构成的机械装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种工件加工机(WS加工机)和一种由多个WS加工机构成的机械装置。

背景技术

[0002] 以EP 2 310 166 B1和EP 0 883 456 B1已知一种WS加工机，其具有带有向内敞开的机架的在外围封闭的呈框架状的构架。机架相应地在外围被全面封闭且在由此构成的内部的框架开口中布置有若干悬挂式布置的加工主轴，其相应地关联有被旋转驱动的刀具主轴。此外存在可在三个轴线上移动的工件夹具，其水平地定向且待加工的工件被夹紧在其上。

[0003] 工件夹具可三轴平移地移动且然而不被固定在机架处。

[0004] 而是其伸入穿过机架的中心开口且以分开的固定件与机架的底侧的基座相连接。

[0005] 利用工件更换器的与机架分开的固定存在如下缺点，即，在这样的机架的制造和装配的情形中关联有高的结构成本。

[0006] 其存在另外的缺点，即，这样的已知的WS加工机的机架在加工期间经受强烈振动，因为所有加工主轴悬挂在机架的顶部件处且对着与机架分开布置的工件夹具工作，这与在工件加工的情形中的精确性的问题相关联。

[0007] 为了加工工件如下是必要的，即，在垂直的轴线上升高和降低且同时同样在水平的轴线上移动各个加工主轴，这与长的加工时间相关联，因为加工主轴的X-Y移动与高的结构成本相关联。

[0008] 因为此类导向滑架须被精确引导，调整运动由于所要求的精确性是缓慢的且其形成在导向滑架的引导和控制的情形中的高的机械成本。

[0009] 移动质量在已知的机架的情形中不均匀地分布，因为并排布置的加工主轴的所有质量布置在自身封闭的机架的上部的基部支腿(Basisschenkel)中， 而工作台的质量与机架分开地布置在与机架相连接的基座中且具有明显较小的质量。

[0010] 因此存在在机架中的不期望的振动的缺点。在导向滑架的用于引导加工主轴的快速行进运动的情形中形成高的质量加速度且由此形成在各个加工轴之间的不同的力，其由控制技术难以掌控。

[0011] 另外的缺点是，加工主轴悬挂地布置且对着平躺在水平桌面上的工件夹具工作，从而存在如下缺点，即，在该处淤积很难被移除的切屑。

[0012] 以US2012/0107064 A1已知一种在横截面上呈L形的机架，在其中在呈方形的底部基座上布置有垂直定向的顶部件。在顶部件处，多个加工主轴悬挂地布置且对着布置在底部件上的工件夹具被可移动地驱动。

[0013] 关于顶部件和底部件的构造形式和其相互的连接，由上述文献不可得悉信息。此外，关于EP 2 310 166 B1所说明的相同缺点适用。

[0014] 以DE 202 02 786 U1的对象已知另一WS加工机，在其中在机架的顶部件中布置有垂直向下指向的加工主轴。该顶部件构造成滑架，其在底侧的底部件上被可移动地驱动。

[0015] 因此存在如下缺点，即，加工主轴的运动须在垂直的方向上且在对此竖立的方向上以及在Y向上实现，由此非常高的质量须在加工机的基座的顶部件处被移动。惯性加速度尤其在X轴线和在Y轴线上形成，这是不期望的。

发明内容

[0016] 因此，本发明基于如下目的，即，如此地改进根据EP 2 310 166 B1或EP 0883 456 B1的WS加工机，即，可实现工件的高速加工、存在较小的行进距离且可实现顶置式加工，从而确保如下，即，切屑向下落到下面敞开的机床中且不堆放在工件夹具上。

[0017] 为了实现所提出的目的，本发明的特征在于权利要求1的技术理论。

[0018] 本发明的技术理论的优点是，WS加工机允许高速加工，其中，存在大于每分钟100000转的主轴旋转。

[0019] 利用这样的WS加工机，尤其小型电子设备(例如智能手机)的金属外壳框架被切削加工。这样的外壳框架具有例如在50mmx100mm范围中的尺寸。

[0020] 本发明的特征是，加工机的构架被模块化地组装且优选由至少三个仅重量加载地彼此叠加的部分构成，即基底件、放到其上的中间件和放到中间件上的顶部件。

[0021] 通过加工机的构架的该模块化构造得出如下主要优点，即，这三个部分可任意更换且可容易替换。

[0022] 在本发明的一种优选的设计方案中作如下设置，即，所有三个部分由带有高单位体积重量的材料构成。这样的单位体积重量大约与大块石料的单位体积重量相符。这样的石料可以是天然石料，例如花岗石。

[0023] 花岗石由于其高的阻力、硬度和耐候性且由于其良好的可研磨和抛光性在建筑行业中具有重大的经济意义，然而同样被使用在机械工程、模具制造和用于测量设备的特殊领域中。

[0024] 花岗石在其化学和矿物成分上与火山流纹岩相符。花岗石通常大块地出现且可通过水平和垂直延伸的岩缝(其是在岩石中或者在山脉中由于构造应力形成的精细的分割面)被划分成块。

[0025] 在一种优选的设计方案中作如下设置，即，构架的所有三个部分由花岗石构成且相应地由大块的花岗石块构成，这些花岗石块如此地具有特别优选的造型，即，基底件大致构造成带有矩形横截面的呈矩形的长方体、中间件构造成呈L形的成型件且顶部件构造成倒棱的同样呈方形的部分。

[0026] 在一种优选的设计方案中，基底件具有大约120cmx70cmx50cm的尺寸，而顶部件大约具有相同的尺寸且连接两个部分的呈L形的中间件具有在30cm壁厚的情形中的大约170cm的尺寸。

[0027] 所有三个部分的特征相应地是较重的构造，从而使得此类加工机的构架达到大约800kg至2顿的总重量。其于是是优选由花岗石构成的天然石块，其具有在2800kg/m3的根据EN 1936的示例的毛密度的情形中的高单位体积重量。

[0028] 因此实现如下优点，即，WS加工机的构架仅通过以各个模块的自重的加载被组装且不需要在模块之间的连接元件。

[0029] 因此，在构架的模块处布置的功能元件和加工元件可较轻地(带有较少自重地)设计，因为其以合适的连接与加工机的构架的较重的模块相连接。 由于模块的高自重和带有较少自重的功能元件和加工元件的使用，在金属工件的切削加工的情形中在构架的各个模块中不形成或仅形成可忽略的如在现有技术的情形中迄今未知的那样的振动。因此可实现带有迄今未知的精度的工件的高速加工。

[0030] 在本发明的另一设计方案中作如下设置，即，三个模块化层叠的部分不是由天然石料(例如花岗石)构成，而是由人造石构成。这样的人造石可以是浇筑的混凝土或由混凝土和可硬化的塑料构成的组合。

[0031] 可硬化的塑料为了提高单位体积重量可被混合以石粉，以便于在高毛密度的情形中实现高的单位体积重量，从而同样以该方式获得与在天然石料的情形中类似的毛密度和类似的单位体积重量。

[0032] 在第三种设计方案中可作如下设置，即，机架的上述部分由在高毛密度的情形中带有高的单位体积重量的浇注材料构成，例如浇灌混凝土、铸造金属或类似物。

[0033] 所有实施方式的特征相应地是加工机的构架的模块化组装，且模块仅重量加载地彼此相叠地安放且在这些部分之间的连接装置是丝毫没有必要的，因为彼此相叠地安放的部分的自重足以将这些部分防止移动地彼此堆叠。因此可实现由多个模块构成的由多个WS加工机组成的设施的快速拆卸或改装。

[0034] 通过根据本发明的加工机的模块化构造得出如下另外的优点，即，这样的加工机可被模块化地放在一起以便于如此地构成组装的机械装置，在其中构架的各个模块被放在一起且因此构成用于多个WS加工机的连续的组装的机架。

[0035] 根据本发明的机械装置相应地由加工机的多个类似基座构成，其中，相应的加工机绝对无须解决方案必要地同样具有相同的功能件。

[0036] 其仅取决于如下，即，机械装置的基座相同地构造且在此在一种实施方式中重要的是，机械装置由此构成，即，机械装置的基底件延伸通过多个加工机且构成唯一的长方体，而在基底件上安放有中间件和放在中间件上的顶部件。

[0037] 因此，在连续的基底件上(其可具有例如20米的长度)可安放多个中间件 和顶部件，从而使得机械装置由连续的基底件和由多个彼此相互间隔地布置的且被安在基底件上的中间件和顶部件构成。

[0038] 相比各个加工机(其同样模块化地可与彼此分开的基底件被放在一起)存在如下优点，即，存在重量降低，因为基座的各个质量相互结合且由此得出带有延伸经过多个加工机的底部基座的特别低振动的较重的机器。

[0039] 因为基底件构成连续的部分(其延伸经过多个加工工位且在其上无连接装置地安放有中间件和顶部件)，所以中间件和顶部件的重量可被降低，因为存在优选由天然石料构成的低振动的较重的基底件。该基底件相应地构成用于若干被放在该处的加工机的基座。

[0040] 在另一设计方案中可作如下设置，即，各个WS加工机的各个基底件彼此机械联接，以便于因此同样构成连续的基底件，其各个部分然而通过机械的连接装置彼此相联接。

[0041] 在另一设计方案中可作如下设置，即，同样地顶部件彼此通过连接装置相连接且/或同样地中间件。

[0042] 在本发明的一种优选的设计方案中此外作如下设置，即，各个WS加工机不在与连续的基底件的一个直线上定向，而是其同样可对角线地彼此相连接(也就是说背对背)，其中，相应的基底件和相应的顶部件可彼此相连接，以便于因此使得总共4个WS加工机的4件组合成为可能。

[0043] 显然，除了该4件组合之外同样还可构成其它的组合设计(例如6件组合)或构成加工机的经由两个块件(层)延伸的彼此相叠的基座。

[0044] 在所有实施方式的情形中如下是相应重要的，即，至少三个高重量加载的基座件(基底件、中间件和顶部件)被模块化地彼此相叠放置且构成加工机的唯一的基座且另外的加工机的多个另外的基座被排列、彼此成角度地联接或可在高度上被堆叠。

[0045] 在本发明的一种优选的设计方案中作如下设置，即，用于容纳待加工的工件的工件夹具布置在顶部件处。

[0046] 如下被优选，当工件夹具在水平的轴线处定向且工件夹具总地由大约呈立方体的或多边形的物体构成时，其中，物体的各个面构造成用于在该处待容纳的工件的支承面或支撑面。

[0047] 此外如下被优选，当此类支撑面不仅适合用于支撑唯一的工件，而且适合用于支撑多个平行地并排布置的工件时，其中，在一种优选的实施例中借助之后的附图工件夹具还构造成用于相关联的工件的8重工件夹具。

[0048] 对此本发明不受限制。如果呈立方体的工件夹具构造有多于六个的立方体面，显然同样地多个支撑面和加工面可构造用于待保持在该处的工件。

[0049] 在一种优选的设计方案中作如下设置，即，多边形的工件夹具被可转动地支撑在顶部件处的水平的轴线上且在导轨的区域中在水平方向上可移动。该水平方向是X轴线，而转动轴线是所谓的B轴线。

[0050] 在该实施方案的改进方案中此外优选如下，当带有在该处可转动地被容纳的主轴状的刀具的一个或多个加工主轴布置在基底件处且在Y向上在相关联的导轨处可移动。

[0051] 因此存在如下优点，即，质量加速度(其在工件的高速加工的情形中在工件夹具的区域中形成)被由高重量的顶部件承受且一个或多个加工主轴的质量加速度被由高质量的基底件承受。

[0052] 在中间件处未布置有功能元件，从而其仅产生在高重量的顶部件与高重量的基底件之间的连接。

[0053] 因此存在如下优点，即，功能元件(例如工件夹具)仅在导轨中被移动且顶部件自身无须被移动，例如相对先前所提及的DE 202 02 786 U1，在其中功能元件被固定在相对轻重量的顶部件处，其顶部件在导轨中须可移动，这不允许高重量的顶部件。因此加工精度被影响。

[0054] 此处使用本发明，其作如下设置，即，顶部件通过其自重自身安放在基底件上且工件元件自身可移动地布置在顶部件处，而顶部件自身不被移动。

[0055] 在优选的第一种设计方案中可作如下设置，即，工件夹具被悬挂地固定在布置在顶部件处的L形梁处，其L形梁可在水平定向的导轨中行进，而在第二实施例中可作如下设置，即，L形梁构造成直线梁且导轨被悬挂地固定在顶部件的底面处。

[0056] 本发明的发明对象不仅由各个专利权利要求的对象得出，而且由各个专利权利要求彼此的组合得出。

[0057] 所有在附件(包含摘要)中所公开的内容和特征、尤其在附图中示出的空 间构造被作为本发明重要的被要求保护，只要其单独地或组合地相对现有技术是新的。

[0058] 如果各个对象被认为“发明重要的”或“重要的”，这不意味着，这些对象必须构成独立权利要求的对象。这仅通过独立专利权利要求的相应适用的文本来确定。

附图说明

[0059] 下面，借助仅示出一种实施途径的附图对本发明作进一步说明。在此，由附图和其说明得悉本发明的另外的发明重要的特征和优点。

[0060] 图1：显示了朝向WS加工机的俯视图，

[0061] 图2：显示了WS加工机的第一种实施方式的侧视图，

[0062] 图3：显示了WS加工机的第二种实施方式的侧视图，

[0063] 图4：显示了基底件的透视图，

[0064] 图5：显示了中间件的透视图，

[0065] 图6：显示了顶部件的透视图，

[0066] 图7：显示了WS加工机的透视图，

[0067] 图8：显示了由多个加工机根据图7组装的机械装置，

[0068] 图9：显示了朝向根据图8的装置的俯视图，

[0069] 图10：显示了带有对角线放置的加工机的相对图9变换的实施方式。

具体实施方式

[0070] 在图1-3中示出了WS加工机1，其大致由呈方形的基底件2(参见图4)构成，该基底件具有前面3、相对的后面4以及两个彼此相对的端面5,6。基底件2构成上部的遮盖面7，其作为承重面或支承面9适合用于呈L形成型的中间件12的重量加载的安放。

[0071] 中间件2以高的表面压力和重量加载安放在未进一步示出的承重面上的底面8上。

[0072] 在呈L形的中间件12上安放有同样高重量加载的顶部件10。

[0073] 顶部件10由图6得悉且由大约呈方形的部分构成，该部分出于重量原 因设有在其中材料被移除的斜面36。

[0074] 如下是重要的，即，在顶部件11的正面处在水平方向上延伸的导轨29构造用于滑动支承未进一步示出的导向滑架或被固定，其中，在这些导轨(参见图7)处L形梁27在X轴线(参考标记28)上可移动地布置。由图2可得悉如下，即，工件夹具20适合用于容纳多个工件，如这在图1中示出的那样。大约呈立方体构造的工件夹具20的每个加工面可容纳两个彼此平行地并排布置的工件21a,21b，其中，所有立方体面被占据，从而可总地加工工件21a-21f。

[0075] 每个平行地并排布置的工件21a和b的加工总是同时实现。正如工件21c和e以及工件21f和g的加工那样。

[0076] 在工件夹具20的未附图示出的另外的平面上还夹紧有另外的工件。

[0077] 工件夹具20在转动轴线22上被可旋转地驱动和控制，这在箭头方向23上以B轴线表示。

[0078] 基底件2具有靠后的空隙11，在其中布置有控制装置、开关盒和其它功能。

[0079] 呈L形的中间件12具有较长的支腿13和较短的支腿14，其材料两层地彼此相连接。

[0080] 图3作为用于根据图2的悬挂地构造的L形梁27的备选方案显示了直线梁27a，其中，附属于此的导轨29a被直接固定在顶部件10的底面处。总体而言得出如下优点，即，通过中间件12的L形进行在空隙11的区域中的整个加工过程。

[0081] 因此产生顶部件在呈L形的中间件12上的特别稳定的支撑且同时产生重量有利的布置。

[0082] 图1同样还结合其它图显示了如下，即，一个或多个平行地并排布置的加工主轴24靠近地在基底件的侧面处在导轨30的区域中可行进地布置，其中，每个加工主轴25,25a相应地支撑被旋转地驱动的刀具主轴26,26a。

[0083] 因此，加工主轴26,26a在下落方向24(Y轴线)上可在基底件2处行进。

[0084] 图7显示了如下，即，每个刀具主轴26,26a通过各一个驱动马达33,33a被驱动。

[0085] 此外可辨认出如下，即，用于夹紧各个工件21a-f的夹紧装置34布置在L形梁27处。

[0086] 备选地，该夹紧装置34同样可被固定在直线梁27a处。

[0087] 图8显示了机械装置40，其由多个并排地顺序排列的加工机构成。

[0088] 在该实施方式的情形中重要的是，基底件12材料二层式地连续构造且构造连续的可高负荷的支承座35，在其上彼此间隔地安放有各个呈L形轮廓的中间件12。

[0089] 因此实现在较小质量加速度力的情形中的高负荷的组合，且由于大块的连续的基底件2，中间件12和顶部件10的质量还可被进一步降低且在此选择相比相对在根据图1至7的独立方案中工作的WS加工机1的情形中更小的尺寸。

[0090] 图9显示了朝向根据图8的俯视图，在其中可辨认出如下，即，各个工件容纳部20a-20d处在对齐的直线中且同样地加工主轴25,25a-25d，从而同样地鉴于模块化依次排列的加工机1的控制显著简化。作为带有连续的支承座35的连续的基底件35的布置的替代，各个基底件同样可利用常见的连接装置彼此相连接。

[0091] 图6还显示了如下，即，顶部件10出于重量原因可具有斜面36。

[0092] 附图标记列表

[0093] 1 WS加工机

[0094] 2 基底件

[0095] 3 前面

[0096] 4 后面

[0097] 5 (2的)端面

[0098] 6 (2的)端面

[0099] 7 (2的)遮盖面

[0100] 8 底面

[0101] 9 支承面

[0102] 10 顶部件

[0103] 11 空隙

[0104] 12 中间件

[0105] 13 (12的)左支腿

[0106] 14 (12的)右支腿

[0107] 15 横向边缘

[0108] 16 纵向边缘

[0109] 17 正面

[0110] 18 (10的)支承面

[0111] 19 (12的)正面

[0112] 20 工件夹具

[0113] 21 工件a-f

[0114] 22 转动轴线

[0115] 23 箭头方向(B轴线)

[0116] 24 行进轴线(Y轴线)

[0117] 25 (2的)加工主轴

[0118] 25a (2的)加工主轴

[0119] 26 2刀具主轴26a

[0120] 27 L形梁27a直线梁

[0121] 28 X轴线

[0122] 29 导轨29a

[0123] 30 (2中的)导轨

[0124] 31

[0125] 32

[0126] 33 上升马达33a

[0127] 34 (用于WS支架的)夹紧装置

[0128] 35 (通过7构成的)支承座

[0129] 36 斜面

[0130] 37

[0131] 38

[0132] 39

[0133] 40 机械装置。