本发明专利技术涉及一种换刀装置（１），其具有换刀机械手（２）以及升降和回转执行机构（３），该升降和回转执行机构可以利用第一直接驱动装置（４）驱动用于产生直线运动以及可以利用第二直线驱动装置（５）驱动用于产生旋转运动，其中第一和第二直线驱动装置（４，５）具有一个共同的转子，该转子作为升降和回转执行机构（３）使用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种换刀装置，具有换刀枳4戒手以及升降和回转才丸 行机构，后者可以用第一直接驱动装置驱动用于产生直线运动并且 利用第二直线驱动装置驱动用于产生旋转运动。
技术介绍
换刀装置也称为换刀器，设计用于更换在加工中心、机床或生 产机器上的刀具。换刀装置是一种机械装置，用于自动地更换刀具或者耳又决于工序的辅助装置，如测量纟笨头、枳4成手或者塞头见 (Messdorn),其中，将刀具从刀具库中更换装到加工主轴或类似装置 里，反之亦然。更换过程例如用单枳i械手或者双才几械手进行，其中 换刀时间7于于力口工中心的力口工时间有直4妄影响。刀具的更换基本上通过一种升降运动和回转运动的组合来实 现。为了保持辅助时间，尤其是换刀时间尽量的少，对于换刀器来 说必须要有具有小的惯性质量的动态和刚性的定位驱动。众所周知，换刀器通过独立的马达(电的、气动的、液压的) 或者通过月牙板借助于盘形凸轮来驱动。但是利用传统的技术，高 要求的动态性能必然导致高磨损并进而导致较低的可用性。由DE 10 2005 019 112 Al已知了 一种具有混合,兹阻电4几的组 合驱动装置，其中设置有直线驱动装置和旋转驱动装置，并且两个 驱动装置中的至少 一 个装置i殳计成混合》兹阻电才几。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种换刀装置，用于快速而动态地更换 刀具。该目的通过权利要求1的特征来实现。有利的改进方案在从属 权利要求中提出。根据本专利技术的换刀装置具有升降和回转执行机构，用于执行升 降和回转运动。升降和回转扭j于才几构可以^f昔助于两个直4妄驱动装置驱动，其中设置有第一直接驱动装置，用于产生直线运动(升降运 动)并且设置有第二直接驱动装置，用于产生旋转运动(回转运动)。 升降和回转执行机构被这样地设计，即利用第二直接驱动装置即可 执行回转运动又可执行旋转运动，也就是说旋转大于360°。第一直接驱动装置被设计成螺线管直线电机，也就是说具有螺 线管线圈的直线电4几，该螺线管线圈也#1称为环形或圆柱形线圏， 而第二直线驱动装置则被设计成扭矩电机或转矩电机。根据本专利技术第一和第二直接驱动装置具有一个共同的转子，也 称为反应部件，其中转子同时就是升降和回转执行机构。通过本专利技术，将用于升降运动的螺线管直线电机与用于实现回 转运动的扭矩电机结合。同时，两个执行器共同使用一个反应部件 (转子)，该反应部件被有利地设计成空心轴的形状。升降和回转轴可以相互独立地运动。在二个轴上^f吏用直4妄驱动装置才是高了动态 特性和动态抗干扰性。显地减少换刀器的各个轴的惯性质量并同时提高机械的刚度。因为转子或反应部件有利地i殳计成空心轴的形状，因此可以通 过气动或液压供应管路为换刀机械手供应介质，这些介质对于换刀 机械手(换刀钳)和/或刀具的进行来说是必要的，供应管路则穿过 空心的转子。尤其是在升降和回转执行器的与换刀机械手相对的端 部上设置有一个旋转穿引件，穿过它使管路从外面？ I入升降和回转 执行器中。转子也就是升降和回转执行器具有 一 种磁阻轮廓 (Reluktanzprofil )，该》兹阻l仑廓具有均匀地分布在圆周方向和轴向 方向上的齿和槽，其中，转子在其整个轴向延伸上形成一致的构造。 相应地，转子没有用于产生》兹场的主动装置并且只是设计成反应部 件，它具有用于引导磁场的装置，例如由铁或钢制成。这种类型的 反应部件可以廉1"介而简单地进4亍加工制造。在转子的磁场轮廓的槽中有利地布置了非铁材料，从而转子具 有基本平滑的表面。这些槽被平滑地封闭，从而转子或升降和回转 4丸行器如气动缸或液压缸得以支承和密封。因此升降和回转4丸行器 同时可以用作为直接驱动装置的导向件，例如滑动导向件或者球轴 套。因此减少了结构方面的费用，这是因为由于取消了传动装置和 离合器而存在较少的才几械部件。每个直接驱动装置具有一个定子部件，也就是说存在有第一和 第二定子部件。二个定子部件构成一个定子单元，其中定子单元与机器机架固定连接。可选地，定子单元也可以具有外壳，通过该外壳4吏定子单元与才几器才几架连"l妄。因为在定子单元上连4妄有用于直才妄 驱动装置的连4妄线^各，因此连4妄线^各不必与定子单元一起随同运 动，因而进一步提高了换刀装置的动态性能。每个定子部件具有一个单相或多相的绕组。尤其是分别设置有 三相的绕组，用于连4妄三相交流电网。第一直4妄驱动装置的第一定 子部件的绕组用于产生直线运动或升降运动，该绕组螺线管线圏， 也称之为圓柱形线圈或环形线圈而构成。第二定子部件的绕组借助 于已知的集中式的或者分布式的绕组构成。在本专利技术的另一个设计方案中，在每个定子部件上除了绕组之 外还设有永磁铁。因此，每个定子部件具有二个主动装置用来产生 磁场，因而可以实现较高的磁力线密度。因此，这是尤其有利的， 因为转子没有用于产生磁场的主动装置。对于升降和回转执行器可以根据所要更换刀具的大小提出对于力和/或力矩的不同的要求。力或力矩可以有利地通过i殳置另外的定子部件来调整，尤其是通过并^L多个定子部件可以才艮据比例缩方文力矩，也就是说，在设置另外二个定子部件时(从而总其存在四个 定子部件)，力矩就翻番。在直线直接驱动装置中已知采用了一种气动的或液压的重量 平衡装置，用于使驱动装置在运行时卸荷并用于在有运行干扰时保 证安全。根据本专利技术的换刀装置的升降和回转执行器可以方便地扩压缸的活塞并起作用。缸的压力腔直接连接至储能器。封闭系统的 压力被调节到如此高，即对重力进行补偿。在缸和储能器中的系统 容积大小被如此设计，即由于活塞杆升降运动引起的容积的变化只 31起相对于调整设定的系统压力的较小的压力变化。才艮据本专利技术的换刀装置动态而快速地工作并JU殳计成坚固的 和基本无磨损的，这是因为通过设置直接驱动装置以及结构-实现了具有直接的力和力矩传递的非常紧凑的升降和回转 部件，而没有枳4戒的、容易磨损的传递构件，-由于采用了一个共同的反应部件使二个驱动装置(调整构 件)的惯性质量很小，-由于采用具有高的机械固有频率的空心轴的反应部件而获 得了高的机械刚性和驱动刚性。换刀装置也称为换刀器，设计用于更换在加工中心、机床或生 产机器上的刀具或者也作为刀具损坏监控系统的集成的驱动装置， 以及用于另外类似的机床应用，在这些应用中，以圓柱形执行器为 基础的集成的升降和回转驱动装置在结构方面和驱动纟支术方面确 保了明显的优点。附图说明在以下描述中结合附图才艮据实施例对本专利技术的其它特和细 节进行详细描述。同时，在各个变体中描述的特征和关系在原则上 老卩可以应用于所有的实施例。图中示出图1是根据本专利技术的换刀装置的第一设计方案；图2是根据本专利技术的换刀装置的第二设计方案；图3是升降和回转执行器(转子)的一个设计方案图4是具有定子单元的升降和回转执行器的原理图；图5是具有多个定子部件的升降和回转执行器的原理图。具体实施方式图1示出了根据本专利技术的换刀装置1的第一设计方案。换刀装 置具有换刀积4戒手2和用于实施升降和回转运动的升降和回转执4亍 器3。升降和回转执行器3可以借助于二个直接驱动装置4， 5驱动， 其中，第一直接驱动装置4用于产生直线运动(升降运动)以及第 二直接驱动装置5用于产生旋转运动(回转运动)。升降和回转执 行器3的运动本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种换刀装置（１），具有换刀机械手（２）以及升降和回转执行器（３），所述升降和回转执行器可利用第一直接驱动装置（４）驱动用于产生直线运动并且可利用第二直接驱动装置（５）驱动用于产生旋转运动，其特征在于，所述第一直接驱动装置（４）和所述第二直接驱动装置（５）具有一个共同的转子，所述转子作为所述升降和回转执行器（３）使用。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：泽利科贾杰蒂克，马克西米利安克劳斯，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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