用于精加工和/或检查工件的三维表面的机器和包括这种机器的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于精加工工件(5)、优选地涡轮机叶片或压缩机叶片的三维表面(8)的机器。该机器包括用于支撑工件的第一装置(10)和用于使至少一个精加工工具(15)运动的第二装置(20)。第二装置(20)包括头

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于精加工和/或检查工件的三维表面的机器和包括这种机器的系统


[0001]本专利技术属于用于精加工工件的三维表面的机器的生产范围，所述工件优选地为燃气涡轮机叶片或压缩机叶片。特别地，本专利技术涉及一种用于精加工和/或检查工件的三维表面的机器，并且涉及一种包括这种机器的自动化系统。

技术介绍

[0002]众所周知，三维表面的精加工操作代表工件在使用之前经历的最终切屑去除操作。特别地，该操作用于从尺寸和几何角度(形状和粗糙度)使工件的尺寸落入公差尺寸内。
[0003]在精密机械领域中，表面精加工、抛光和/或带打磨显然非常重要。直至21世纪初，这些操作都是手动进行的。为了克服与手动处理相关的技术限制(即，主要是为了提高生产率、减少生产时间成本)，已经开发了机器和/或加工组件，以保证最终产品质量的重复性和一致性。
[0004]在专利申请PCT/IB2007/053767中描述了这些机器的示例。特别地，该申请示出和描述了一种特别地用于涡轮机叶片或压缩机叶片的精加工的加工组件。这种组件包括用于支撑工件的装置，该装置为工件本身配置一个或多个运动自由度。该组件还包括用于支撑去除头和使去除头运动的结构，该去除头设置有用于从工件表面去除材料的工具。特别地，支撑结构为去除头配置多个运动自由度。
[0005]PCT/IB2007/053767中描述的组件还包括控制器件，该控制器件驱动支撑结构和支撑装置，以使得材料的去除总是沿大致垂直于所述三维表面的方向发生。
[0006]虽然容许实现最终产品的高质量，但是申请PCT/IB2007/053767中描述的组件在操作成本和应用可能性方面具有一些限制。特别地，工具更换操作是特别关键的方面，因为它们需要从去除头拆卸工具，而去除头保持连接至支撑其的支撑结构。这种需求转化为特别长的机器停机时间，这进而影响最终的生产成本。
[0007]除此之外，这一方面导致不可能将加工组件插入自动化系统中。换句话说，目前，涡轮机或压缩机的叶片或者其它类似产品的精加工是单独进行的操作，即：是在制造工件的自动化生产线(包括数控机床和/或操纵器)之外进行的操作。
[0008]因此，申请人已经确定需要一种新的技术解决方案来克服上述缺点。

技术实现思路

[0009]本专利技术目标的主要目的是提供一种用于精加工工件的三维表面的机器，所述机器容许克服上述缺点。
[0010]在该目的内，本专利技术的一个目标是提供一种容许消除或至少大大地限制与工具更换操作相关的时间且同时仍然保证高的最终质量的机器。
[0011]本专利技术的另一目标提供一种可以容易地插入至用于生产工件、特别地用于生产涡轮机叶片或压缩机叶片的自动化生产线中的机器。
[0012]最后但并非最不重要的是，本专利技术的一个目标是提供一种可靠的、易于以有竞争力的制造成本制造的机器。
[0013]申请人已经发现，通过将支撑精加工工具和/或控制传感器的操作头可移除地连接至沿多个轴线运动的头
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保持件框架，可以实现上面列出的目的和目标。特别地，申请人已经发现可以通过一种用于精加工和/或控制工件的三维表面的机器来实现预定目标，所述机器包括用于支撑所述工件的第一装置、和用于使所述三维表面的至少一个精加工工具运动的第二装置。这种第二装置包括用于头
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保持件框架的支撑和运动组件，其中所述头
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保持件框架支撑操作头，精加工工具和/或控制传感器安装在操作头上。支撑和运动组件为头
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保持件框架配置多个自由度。
[0014]根据本专利技术，操作头通过夹紧单元连接至头
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保持件框架，夹紧单元在启动模式下将工具
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保持件头在预定位置中锁定至头
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保持件框架，并且在停用模式下容许从所述预定位置移除所述工具
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保持件头。
[0015]与已知的解决方案相反，工具更换操作不是通过仅仅移除已经使用的工具来完成的，而是通过移除工具本身的整个支撑件(操作头)来完成的。在操作结束时，无论是精加工还是检查，夹紧单元的停用都容许快速地移除操作头，以用另一现成的操作头来更换该操作头，在该另一操作头上安装有后续处理或后续检查所需的工具或传感器。
[0016]因此，可以实现的主要优点是容许减少完成工具更换操作所需的时间，并且因此减少相关成本。此外，操作头在工作位置中的定位以及操作头的移除也可以通过操纵器或者在任何情况下通过自动化系统来执行。因此，根据本专利技术的机器可以插入自动化生产系统中。
附图说明
[0017]根据对本专利技术的优选但非排他性实施例的描述，进一步的特征和优点将变得更清楚，这些实施例在附图中以非限制性示例的方式示出，其中：
[0018]图1和2为根据本专利技术的用于精加工和/或检查工件的三维表面的机器的实施例的立体图，每个立体图都处于可能的操作构造；
[0019]图3为图1和2的机器的头
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保持件框架的详细视图；
[0020]图4为与图1和2的机器的构件组相关的立体图；
[0021]图5为与图4的构件组中的一些构件的可能实施例相关的立体图；
[0022]图6为根据本专利技术的机器的构件组的另一实施例的立体图；和
[0023]图7为图6的构件组中的两个构件的立体图。
具体实施方式
[0024]参考前述附图，根据本专利技术的机器总体上用附图标记1表示，并且用于精加工和/或检查工件的三维表面、优选用于精加工涡轮机叶片或压缩机叶片的表面。
[0025]表述“表面精加工(surface finishing)”通常旨在指所有那些机械上类似的操作，比如抛光、磨光或打磨，通常对工件进行这些操作以使工件本身的表面的尺寸和/或形状落入预定公差内。在本专利技术的范围内，术语“表面精加工”还包括可能的喷丸处理操作，该喷丸处理操作包括通过从喷嘴喷出的压缩空气的强烈喷射流使具有可变形状和成分的微
球体附着至工件表面。根据本专利技术的机器1包括支撑工件5的第一装置10。优选地，第一装置10为工件5配置多个自由度。
[0026]根据本专利技术的机器还包括用于支撑精加工工具15并使之运动的第二装置20，该精加工工具可以为例如磨带或磨轮和/或表面控制传感器。
[0027]根据本专利技术，第二装置20包括支撑和运动组件25，其支撑头
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保持件框架21(以下仅称为“框架21”)并使之运动。所述框架21继而支撑操作头22(也用表述“头22”表示)。出于本专利技术的目的，表述“操作头(operating head)”通常表示支撑/承载工件表面的精加工工具或控制工具的构件。
[0028]特别地，第二装置20为框架21配置多个自由度，并且因此在头22连接至框架21时为头22配置多个自由度。
[0029]根据本专利技术，头22通过夹紧单元30连接至框架21，该夹紧单元30在被启动(启动模式)时将头22在预定位置(以下也被称为工作位置)处牢固地锁定至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于精加工和/或检查工件(5)的三维表面(8)的机器(1)，所述机器包括用于支撑所述工件(5)的第一装置(10)、和用于使所述三维表面(8)的至少一个精加工工具(15)和/或检查传感器运动的第二装置(20)，其中所述第二装置(20)包括头
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保持件框架(21)的支撑和运动单元(25)，其中所述头
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保持件框架(21)支撑操作头(22)，所述精加工工具(15)和/或所述检查传感器安装在所述操作头上，并且所述支撑和运动单元(25)为所述头
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保持件框架(21)配置多个自由度，其特征在于，所述操作头(22)借助夹紧单元(30)连接至所述头
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保持件框架(21)，所述夹紧单元在启动模式下将所述操作头(22)在预定位置处锁定至所述头
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保持件框架(21)，并且在停用模式下，所述夹紧单元容许从所述预定位置移除所述操作头(22)。2.根据权利要求1所述的机器(1)，其中，所述夹紧单元(30)与所述头
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保持件框架(21)成一体并且包括多个第一连接元件(31)，所述多个第一连接元件被构造成与和所述操作头(22)成一体的第二连接元件(32)联接，其中随着所述第一连接元件(31)中的每一个与所述第二连接元件(32)中的对应第二连接元件联接而限定所述预定位置，其中所述夹紧单元(30)在被启动时将所述第一连接元件(31)约束至所述第二连接元件(32)，并且所述夹紧单元(30)在被停用时释放所述第二连接元件(32)，以容许所述操作头(22)与所述头
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保持件框架(21)分离。3.根据权利要求2所述的机器(1)，其中，所述第一连接元件(31)中的每一个由底座限定，呈销形状的所述第二连接元件(32)中的对应第二连接元件被插入所述底座内，并且所述夹紧单元(30)包括夹闭合器件，所述夹闭合器件被构造成在呈销形状的所述第二连接元件(32)被插入限定所述第一连接元件(31)的对应底座中时锁定所述第二连接元件，其中当所述夹紧单元(30)被启动时，所述夹闭合器件阻止所述销相对于对应底座的任何运动自由度，并且当所述夹紧单元(30)被停用时，所述夹闭合器件通过平移运动来释放所述销以容许移除所述操作头(22)，所述平移运动导致所述销脱离对应的底座。4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器(1)，其中，所述头
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保持件框架(21)包括连接在一起的第一板(211)和第二板(212)，以使得所述两个板(211，212)在大致垂直的平面上延展，其中所述第一板(211)连接至所述支撑和运动单元(25)，并且所述操作头(22)通过所述夹紧单元(30)连接至所述第二板(212)的内侧(212A)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的机器(1)，其中，所述操作头(22)包括基板(220)，所述基板包括第一部分(220A)和第二部分(220B)，所述第二部分从所述第一部分(220A)延展，以为所述基板(220)提供大致L形构造，其中所述基板(220)包括面对所述夹紧单元(30)的内表面(227A)和与所述内表面(227A)相反的外表面(227B)，其中在所述外表面(227B)上安装有从所述第二部分(220B)突出的支撑元件(225)，其中所述支撑元件支撑或限定所述精加工工具(15)或所述检查传感器的工作点。6.根据从属于权利要求3的权利要求5所述的机器(1)，其中，所述第二连接元件(32)以销的形式从所述基板(200)的所述内表面(227A)延展、优选从与所述第二部分(220B)相对应的区域延展。7.根据权利要求5或6所述的机器(1)，其中，在所述外表面(227B)上安装有容许所述精加工工具(15)旋转的旋转器件(18
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19)，其中所述精加工工具(15)呈磨带或磨轮的形式。
8.根据权利要求7所述的机器(1)，其中，所述精加工工具(15)为磨轮，并且所述旋转器件包括：
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在所述支撑元件(225)的悬臂端(225A)附近枢转的滚轮(19)，所述滚轮(19)限定所述磨轮的旋转轴线(101)；

【专利技术属性】
技术研发人员：科斯坦佐，
申请(专利权)人：玛雅动力系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：