加工块或板坯材料的机器的工具保持器单元，包括该单元的机器和加工块或板坯材料的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于加工块或板坯材料(200)的机器(100)的工具保持器单元(10)，工具保持器单元(10)在机器(100)的工作平面(102)上方为可移动的，待加工的块或板坯材料(200)放置于工作平面(102)上；其中工具保持器单元(10)包括：主轴(12)，圆形刀片(11)可安装于主轴(12)上；和联接组件(61)，联接组件(61)用于将第二加工工具(28、128)可移除地联接至主轴(12)的前自由端(12a)，联接组件(61)包括：a)工具保持器(50)，工具保持器(50)与第二加工工具(28、128)相关联，b)至少一个机械联接装置(63)，至少一个机械联接装置(63)提供有抵接关系协作元件(58、68)以使工具保持器(50)和主轴(12)彼此旋转地为一体的，和c)磁性类型的工具保持器(50)的第一轴向锁定元件，第一轴向锁定元件配置成在平移和在基本轴向方向上将工具保持器(50)可移除地锁定于主轴(12)上，d)基本圆柱形柄杆(57a)，基本圆柱形柄杆(57a)延伸自工具保持器(50)的自由端；e)柄杆(57a)的基本圆柱形外壳底座(67a)，基本圆柱形外壳底座(67a)轴向地位于主轴(12)中，或如果存在的话位于工具保持器联接元件(60)中，工具保持器联接元件(60)与主轴(12)的前自由端(12a)相关联，和f)工具保持器(50)的至少一第二轴向锁定元件(70)，至少一第二轴向锁定元件(70)配置成在平移和在基本轴向方向上将工具保持器(50)可移除地锁定于主轴(12)中，轴向锁定元件(70)在径向方向上为可平移移动的，以将柄杆(57a)可移除地锁定于相应外壳底座(67a)中。可移除地锁定于相应外壳底座(67a)中。可移除地锁定于相应外壳底座(67a)中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加工块或板坯材料的机器的工具保持器单元，包括该单元的机器和加工块或板坯材料的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于加工块或板坯材料的机器的工具保持器单元，特别地但非排外地，块或板坯材料为石材材料，诸如例如大理石和花岗石或非天然特性的类似材料。优选地，这些材料为板坯形式。
[0002]本专利技术还涉及一种包括此类工具保持器单元的用于加工块或板坯材料的机器，和一种用于加工块或板坯材料的方法，该方法可通过此类机器来实现。优选地，这些材料为板坯形式。
[0003]如本文所用，术语“加工”通常指示在材料件(块或板坯)所执行的任何操作，诸如切割、钻孔、铣削、修正、成形等。

技术介绍

[0004]用于加工块或板坯材料和特别石材材料的机器基本上包括工作台、工具保持器单元、工具保持器单元的移置设备以及驱动和控制单元；该工作台限定了工作平面，待加工的块或板坯放置于该工作平面上；加工工具(例如圆形刀片或铣刀)与该工具保持器单元相关联；该驱动和控制单元配备有合适操作者界面。
[0005]在本描述和附属权利要求书中，术语“移置设备”用于指示配置成引起工具保持器单元的任何移动的设备，无论平移或旋转移动。
[0006]工具保持器单元具有连接至其的多个供应管线，例如电气管线或用于将冷却流体进给至加工工具的管线。移置设备安装于水平桥架上，该水平桥架置于壁或其它竖直支撑结构上。在其它可能实施例中，移置设备可连接至拟人机器人或连接至适合于该目的的其它类型的机器。
[0007]桥架在相应支撑结构上为可移动的，并且移置设备沿着桥架为可移动的。这样，移置设备和工具保持器单元可沿着彼此垂直的两个轴线X和Y平行于工作平面移动。继而，移置设备可使工具保持器单元沿着垂直于工作平面的另一移置方向Z移动。为沿着移置方向X和Y两者以及沿着倾斜方向执行加工操作，还可预见的是使工具保持器单元绕着轴线Z(在实践中，竖直轴线)旋转，以根据不同角度相对于加工工具布置待加工的材料件(块或板坯)。
[0008]材料件所经受的加工操作可包括通过圆形刀片切割该材料，以及将通过额外加工工具(诸如不同类型和尺寸的钻头和铣刀)来执行的其它种类的加工操作(钻孔、修正、成形等)。
[0009]一般来说，这些额外工具安装于合适工具保持器上，该工具保持器通过合适联接组件与前述机器的工具保持器单元(承载圆形刀片)相关联。
[0010]特别地，工具保持器单元包括圆形刀片安装其上的主轴，并且前述工具保持器(承载不同额外工具)可移除地联接至前述主轴的前自由端。
[0011]为此，在已知机器中，工具保持器单元特别地配有机械联接装置，该机械联接装置
提供有抵接关系协作元件以使工具保持器和主轴彼此旋转地为一体的(例如，包括多个驱动桩和对应多个桩外壳底座)，并且提供有磁体，该磁体形成于工具保持器联接元件(与主轴相关联)中并且能够将工具保持器附连至联接元件。
[0012]这样，可能的是将不同额外工具(各自安装于相应工具保持器上)布置于合适存储装置中(例如，大体机架型)，该存储装置定位成靠近于机器；使得这些额外工具可根据加工操作(需在材料件上执行)从工具保持器单元进行迅速地组装/拆卸。
[0013]在用于加工块或板坯材料的近代机器中，已想到使前述工具保持器在工具保持器单元上的组装/拆卸操作自动化。
[0014]为此，必需的是以完美对准方式定位抵接关系协作元件，该抵接关系协作元件形成了前述机械联接装置(例如，桩相对于相应外壳底座)。
[0015]实现这种完美对准的特别有效方式公开于相同申请人名义的国际专利申请No.WO2013/008154中，该申请公开了工具保持器单元，其中联接组件包括具有北极性和南极性的多个磁体，这些磁体与主轴的前自由端和工具保持器的自由端相关联并且彼此适当地偏移。
[0016]由于这种配置，联接组件允许实现元件的有效自动自居中，这些元件构成了该联接组件，从而简化了用于定位和移动主轴的装置的结构，并且加速了工具保持器在工具保持器单元上的组装/拆卸操作。
[0017]近来并且由于生产和市场需求，越来越多地要求，工具保持器单元可允许(通过前述额外加工工具)材料相对于工作平面沿着横向方向的加工，从而生成相对于本额外工具的旋转轴线沿着横向方向的作用力。
[0018]这种加工类型的实例为材料的铣削操作，类似考虑还适用于这种类型的加工的一个例子是材料的铣削操作，相似考虑也适用于其它加工操作，其中应力相对于工具的旋转轴线沿着横向方向来施加。
[0019]申请人已发现，在这种类型的加工中(例如铣削加工)，生成了力，该力相对于额外工具的旋转轴线横向地起作用，该力在工具保持器和主轴(通常为锥形)之间的联接件上生成了倾斜力矩，该力矩倾向于使工具保持器和主轴的固定表面彼此分开。
[0020]申请人已观察到，利用由WO 2013/008154所公开的工具保持器单元，通常通过铣削操作所生成的力使得，仅磁体已能够抵消前述倾斜力矩并且确保工具保持器和主轴之间的正确联接。
[0021]然而，不可排除的是，出于各种原因，相对于工具的旋转轴线，工具保持器可需要耐受较高横向应力，甚至突然应力(例如，由于操作者的错误和/或磨损工具和/或材料的不连续性和/或定位期间的意外撞击，等等)。
[0022]事实上，申请人已发现，在沿着横向方向施加于工具上的较高应力的这些情形下，特别地在以渐进较大数值的工具在材料中的推进速度的加工操作中，工具保持器和主轴可首先稍微地彼此移动远离，从而引起离心旋转、振动和公差外加工，并且随着应力增加，甚至可发生工具保持器的完全分离。
[0023]明显地，出于经济原因(对于机器和对于所加工材料的损害)和尤其出于操作者安全的原因(鉴于相关于工具保持器单元的可能分离的风险，该工具保持器单元具有不可忽略重量，甚至在存在机器所配备的通常被动安全器具(例如，防碎屏障)的情况下)，该后者
情形应避免。

技术实现思路

[0024]申请人已发现，WO 2013/008154所公开的用于加工块或板坯材料的机器的工具保持器单元可得到改善，该改善在前述机械加工(通过工作工具来执行，该工作工具具有与主轴相同的旋转轴线，或与之平行的旋转轴线)期间为特别有用的，其中应力相对于工具的旋转轴线沿着横向方向起作用，即，应力相对于工具的纵向轴线沿着径向方向来施加(例如，铣削、平整、切口加工等)。
[0025]因此，申请人已意识到改善WO 2013/008154所公开的工具保持器单元的可能性，并且更具体地，提供一种用于加工块或板坯材料的机器的工具保持器单元，一种并入此类单元的机器以及一种用于加工块或板坯材料的方法的可能性；该工具保持器单元、机器和方法允许加工类型的扩展，该加工类型可甚至在存在高应力(甚至突然应力)的情况下由相同额外工具来正确地和安全地执行，该应力相对于本额外工具的旋转轴线沿着横向方向起作用。
[0026]特别地，根据第一方面，本专利技术涉及根据权利要求1所述的用于加工块或板坯材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于加工块或板坯材料(200)的机器(100)的工具保持器单元(10)，所述工具保持器单元(10)在所述机器(100)的工作平面(102)上方可移动，待加工的所述块或板坯材料(200)放置于所述工作平面(102)上，其中所述工具保持器单元(10)包括：
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主轴(12)，圆形刀片(11)可安装于所述主轴(12)上，和
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联接组件(61)，所述联接组件(61)用于将第二加工工具(28、128)可移除地联接至所述主轴(12)的前自由端(12a)，所述联接组件(61)包括：a)工具保持器(50)，所述工具保持器(50)与所述第二加工工具(28、128)相关联；b)至少一个机械联接装置(63)，所述至少一个机械联接装置(63)提供有抵接关系协作元件(58、68)以使所述工具保持器(50)和所述主轴(12)彼此旋转地为一体的；和c)所述工具保持器(50)的第一轴向锁定元件，所述第一轴向锁定元件配置成在平移和在基本轴向方向上将所述工具保持器(50)可移除地锁定于所述主轴(12)上，所述第一轴向锁定元件包括固定所述工具保持器(50)至所述主轴(12)的磁性固定装置；其特征在于，所述联接组件(61)还包括：d)基本圆柱形柄杆(57a)，所述基本圆柱形柄杆(57a)从所述工具保持器(50)的所述自由端延伸；e)所述柄杆(57a)的基本圆柱形外壳底座(67a)，所述基本圆柱形外壳底座(67a)轴向地位于所述主轴(12)中，或如果存在的话位于工具保持器联接元件(60)中，所述工具保持器联接元件(60)与所述主轴(12)的所述前自由端(12a)相关联；和f)所述工具保持器(50)的至少一第二轴向锁定元件(70)，所述至少一第二轴向锁定元件(70)配置成在平移和在基本轴向方向上将所述工具保持器(50)可移除地锁定于所述主轴(12)中，所述至少一第二轴向锁定元件(70)在径向方向上可平移移动，以将所述柄杆(57a)可移除地锁定于相应外壳底座(67a)中。2.根据权利要求1所述的工具保持器单元(10)，其中所述工具保持器(50)的所述至少一第二轴向锁定元件(70)包括安装于所述柄杆(57a)中的至少一个锁定球(70)，所述至少一个锁定球(70)根据命令在以下位置之间可径向移动：
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所述柄杆(57a)的收缩释放位置，其中所述至少一个锁定球(70)未从所述柄杆(57a)突出，和
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所述柄杆(57a)的抽出锁定位置，其中所述至少一个锁定球(70)从所述柄杆(57a)至少部分地突出并且至少部分地容纳于对应第一外壳底座(67b)中，所述第一外壳底座(67b)形成于所述柄杆(57a)的所述基本圆柱形外壳底座(67a)中。3.根据权利要求1或2所述的工具保持器单元(10)，其中所述工具保持器(50)包括所述工具保持器(50)的至少一第二轴向锁定元件(70)的驱动元件(72)，所述驱动元件(72)沿着所述工具保持器(50)的轴向方向可移动并且配置成从所述工具保持器(50)的外侧进行致动。4.根据权利要求2和3所述的工具保持器单元(10)，其中所述驱动元件(72)包括驱动杆(73)，所述驱动杆(73)在以下位置之间在轴向方向上可滑动地安装于所述工具保持器(50)中：
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所述柄杆(57a)的第一锁定位置，其中所述驱动杆(73)将所述至少一个锁定球(70)推压于所述抽出位置，其中所述锁定球(70)从所述柄杆(57a)至少部分地突出；和
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所述柄杆(57a)的第二释放位置，其中所述至少一个锁定球(70)处于所述收缩位置并且至少部分地容纳于所述驱动杆(73)中所形成的相应第二外壳底座(73a)中。5.根据权利要求4所述的工具保持器单元(10)，其中所述驱动杆(73)中所形成的锁定球(70)的所述第二外壳底座(73a)形成于所述驱动杆(73)的第一端部部分(73b)中。6.根据权利要求4或5所述的工具保持器单元(10)，其中所述驱动杆(73)可滑动地安装于贯穿空腔(52)中，所述贯穿空腔(52)居中地形成于所述工具保持器(50)中。7.根据权利要求4至6中任一项所述的工具保持器单元(10)，其中所述驱动元件(72)包括沿着推力方向起作用的弹性元件(74)，所述弹性元件(74)适于将所述驱动杆(73)保持于所述柄杆(57a)的所述第一锁定位置。8.根据权利要求7所述的工具保持器单元(10)，其中所述驱动元件(72)的所述弹性元件(74)为螺旋弹簧(74)，所述螺旋弹簧(74)安装于相应环形外壳底座(75)中，所述环形外壳底座(75)限定于所述工具保持器(50)中所形成的所述贯穿空腔(52)的内壁和所述驱动杆(73)的外壁之间的所述柄杆(57a)中。9.根据权利要求8所述的工具保持器单元(10)，其中所述螺旋弹簧(74)包括相对端部，所述相对端部在延伸自所述贯穿空腔(52)的内壁的第一环形肩部(75a)上起作用，并且相应地在延伸自所述驱动杆(73)的外壁的第二环形肩部(75b)上起作用。10.根据权利要求4至9中任一项所述的工具保持器单元(10)，其中所述工具保持器(50)的所述至少一第二轴向锁定元件(70)的驱动元件(72)包括致动头部(76)，所述致动头部(76)固定至所述驱动杆(73)的端部部分(73c)，所述端部部分(73c)相对于所述基本圆柱形柄杆(57a)的所述外壳底座(67a)在外部定位。11.根据权利要求10所述的工具保持器单元(10)，其中所述驱动元件(72)的所述致动头部(76)可滑动地安装于所述工具保持器(50)的圆柱形部分(57b)上，所述圆柱形部分(57b)与所述基本圆柱形柄杆(57a)相对。12.根据权利要求11所述的工具保持器单元(10)，其中所述驱动元件(72)的所述致动头部(76)通过固定元件(77)固定至所述驱动杆(73)的所述端部部分(73c)，所述端部部分(73c)相对于所述基本圆柱形柄杆(57a)的所述外壳底座(67a)在外部定位，所述固定元件(77)在贯穿狭槽(78b)中滑动地移动，所述贯穿狭槽(78b)形成于所述工具保持器(50)的所述圆柱形部分(57b)中。13.根据权利要求10至12中任一项所述的工具保持器单元(10)，其中所述驱动元件(72)的所述致动头部(76)包括外部凹陷部(53)，所述外部凹陷部(53)配置成接合所述致动头部(76)的操纵工具(80)。14.根据权利要求13所述的工具保持器单元(10)，其中所述操纵工具(80)包括提供有锥形端部部分(84)的臂部(82)，所述锥形端部部分(84)配置成接合所述驱动元件(72)的致动头部(76)的所述外部凹陷部(53)并且配置成以平移方式将所述驱动元件(72)的所述驱动杆(73)驱动朝向所述柄杆(57a)的所述第二释放位置。15.根据前述权利要求中任一项所述的工具保持器单元(10)，其中所述工具保持器(50)包括所述主轴(12)的所述前自由端(12a)处或如果存在的话所述工具保持器联接元件(60)处的联接凸缘(54)，所述工具保持器联接元件(60)与所述主轴(12)的所述前自由端(12a)相关联。
16.根据权利要求15所述的工具保持器单元(10)，当从属于权利要求10时，其中所述致动头部(76)抵接所述工具保持器(50)的所述联接凸缘(54)，此时所述驱动元件(72)的所述驱动杆(73)处于所述柄杆(57a)的所述第一锁定位置。17.根据前述权利要求中任一项所述的工具保持器单元(10)，其中所述联接组件(61)还包括截头圆锥引导件(57)，所述截头圆锥引导件(57)共轴地延伸自所述工具保持器(50)；和对应截头圆锥底座(67)，所述截头圆锥底座(67)形成于所述主轴(12)的所述前自由端(12a)中，或如果存在的话形成于所述工具保持器联接元件(60)中，所述工具保持器联接元件(60)与所述主轴(12)的所述前自由端(12a)相关联。18.根据权利要求17所述的工具保持器单元(10)，其中所述基本圆柱形柄杆(57a)共轴地延伸自所述截头圆锥引导件(57)。19.根据前述权利要求中任一项所述的工具保持器单元(10)，其中固定所述工具保持器(50)至所述主轴(12)的所述磁性固定装置包括：c1)至少一个第一磁体(65、66)，所述至少一个第一磁体(65、66)布置于所述主轴(12)的所述前自由端(12a)处，或如果存在的话布置于工具保持器联接元件(60)处，所述工具保持器联接元件(60)与所述主轴(12)的所述前自由端(12a)相关联，和c2)至少第二磁体(55、56)，所述至少第二磁体(55、56)布置于所述工具保持器(50)的所述自由端处。20.根据权利要求19所述的工具保持器单元(10)，其中固定所述工具保持器(50)至所述主轴(12)的所述磁性固定装置包括：
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具有北极性的至少两个第一磁体(65)和具有南极性的至少两个第一磁体(66)，所述第一磁体(65、66)与所述主轴(12)的所述前自由端(12a)相关联，或如果存在的话与关联于所述主轴(12)的所述前自由端(12a)的所述工具保持器联接元件(60)相关联，并且以彼此交替方式周向地布置于所述前自由端(12a)处，或如果存在的话布置于所述工具保持器联接元件(60)处，和
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具有南极性的至少两个第二磁体(55)和具有北极性的至少两个第二磁体(56)，所述第二磁体(55、56)与所述工具保持器(50)的自由端相关联并且以彼此交替方式周向地布置于所述工具保持器(50)的所述自由端处。21.根据前述权利要求中任一项所述的工具保持器单元(10)，其中所述至少一个机械联接装置(63)的所述抵接关系协作元件(58、68)包括：
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多个驱动桩(58)，所述多个驱动桩(58)轴向地延伸自所述工具保持器(50)的所述自由端和所述主轴(12)的所述前自由端(12a)或如果存在的话所述工具保持器联接元件(60)的一者，所述工具保持器联接元件(60)与所述主轴(12)的所述前自由端(12a)相关联，和
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所述驱动桩(58)的对应多个外壳底座(68)，所述多个外壳底座(68)形成于所述工具保持器(50)的所述自由端和所述主轴(12)的所述前自由端(12a)或如果存在的话所述工具保持器联接元件(60)的另一者中，所述工具保持器联接元件(60)与所述主轴(12)的所述前自由端(12a)相关联。22.一种用于加工块或板坯材料(200)的机器(100)，所述机器(100)包括工作平面(102)和根据前述权利要求中任一项所述的工具保持器单元(10)，待加工的所述块或板坯材料(200)放置于所述工作平面(102)上。
23.根据权利要求22所述的机器(100)，所述机器(100)还包括处理单元(20)，所述处理单元(20)联接至所述工具保持器单元(10)并且提供有待加工的所述块或板坯材料(200)的抓持器具(21a)，其中所述抓持器具(21a)在相对于所述工作平面(102)远侧的第一非操作位置和相对于所述工作平面(102)近侧的第二操作位置之间为可移动的，所述抓持器具(21a)在所述第一非操作位置和所述第二操作位置之间为可旋转的。24.根据权利要求22或23中任一项所述的机器(100)，其中所述工具保持器单元(10)为根据权利要求14所述的，其中所述机器(100)还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：GMM股份公司，
类型：发明
国别省市：