用於工具機的碎屑和塵埃抽取裝置及使用該抽取裝置的工具機的製作方法

2023-07-08 05:39:06 1

專利名稱：用於工具機的碎屑和塵埃抽取裝置及使用該抽取裝置的工具機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於工具機的裝置，該裝置用於從工具機中抽取由於機加工操作而產生的碎屑和塵埃。
更具體地說，本實用新型涉及安裝在多軸線工具機的刀架上的碎屑和塵埃抽取裝置。
背景技術：
已有技術也有配備抽取碎屑和塵埃裝置的工具機，這些裝置包括在機加工過程中位於工具附近的吸入口。這種吸入口的一個缺點是由於被加工件的形狀和尺寸有時無法預知，吸入口放近機加工區域的程度受到限制。而且在一機加工循環中，往往要先後相繼使用多種不同尺寸的工具，當使用的工具有改變時吸入口本身的尺寸大小就無法和機器操作時的某些運動相配合。
顯然，上述缺點的直接後果是機加工所產生的碎屑和塵埃的除去的效率將是較差的，因為吸入口離開機加工區域的距離增加時吸入口的吸入力就將顯著降低。
上述缺點至少一部分在已有技術中已有所克服，由於在所採用的碎屑和塵埃抽取裝置中包括了一個安裝在機器中的可取下的抽取器罩子。罩子環繞著夾在心軸上的工具轉動。
採用了這種設置，在機加工中所產生的碎屑和塵埃可以較有效地被抽取。這一較好的效果是由於機器裝上了一種在工具更換前罩子被取下、新工具安裝上後再重新裝上罩子的新的自動系統，並且在罩子上配備了一組手動安裝的、可根據所使用的工具的長度加以選擇使用的可延長部分的結果。
雖然採用了這種辦法，上述缺點至少部分得到了克服，但這種辦法本身還是有一定的缺點的。
具體地說，採用可取下替換的抽取口罩子不僅要準備庫存來存儲不同尺寸的罩子以供所使用的工具選擇使用，而且還是不能解決因被加工工件的不可預計和/或變化的幾何形狀所產生的問題。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種用於工具機的碎屑及塵埃抽取裝置，該裝置不僅具有較好的功能而且實用而有效。
上述目的是根據本實用新型的碎屑和塵埃抽取裝置而實現的。具體來說，上述目的是通過這樣一種用於工具機的碎屑和塵埃抽取裝置，它配備有一支持主體以及至少一個工具夾主心軸，後者可繞軸線旋轉，它包括一抽取器罩子，其與主心軸相鄰近，該抽取器罩子提供接近機加工區域的一吸入口；流體連接裝置，通過該流體連接裝置抽取器罩子與抽取軸流體連通；碎屑和塵埃抽取裝置的特徵在於，該抽取器罩子相對於主心軸、沿著平行於主心軸的旋轉軸線的一預定方向是可移動的。
本實用新型另一方面還包括一工具機，它包括一碎屑和塵埃抽取裝置，該碎屑和塵埃抽取裝置配備有一支持主體以及至少一個工具夾主心軸，後者可繞軸線旋轉；所述碎屑和塵埃抽取裝置包括一抽取器罩子，其與主心軸相鄰近，該抽取器罩子提供接近機加工區域的一吸入口；流體連接裝置，通過該流體連接裝置抽取器罩子與抽取軸流體連通；所述工具機的特徵在於，該抽取器罩子相對於主心軸、沿著平行於主心軸的旋轉軸線的一預定方向是可移動的。
本實用新型的碎屑和塵埃抽取裝置可以移動到更靠近加工區域、而不管工件的不可預見的和/或可變的幾何形狀，以使碎屑和塵埃可以被有效除去，不會在罩子和工件之間產生任何意外衝擊。


下面將結合附圖對本實用新型以舉例的形式作詳細的敘述。
附圖中圖1是配備有本實用新型的碎屑及塵埃抽取裝置的工具機的一部分的立體圖；圖2是與圖1相同、但操作結構不同的工具機的一部分的立體圖；圖3是如圖1所示的工具機的一部分的細節的側視圖，其中局部剖視並且某些部分被省略以更好地示出其它部分；圖4是如圖1所示的工具機的一部分的細節的前視圖，其中局部剖視並且某些部分被省略以更好地示出其它部分；圖5及圖6是從兩個不同操作結構看過去的本實用新型裝置的示意性視圖，其中某些部分被省略以使其它部分看起來更為清楚。
具體實施方式
現在請參閱圖1及圖2，圖中編號1表示工具機的一部分。工具機及前述的工具機的一部分在整個說明過程中都不加區別地用編號1表示。
該工具機示出的目的是舉例說明本實用新型，本實用新型並不限於所示出的形式。所述工具機1是數控的多軸線類型的工具機。
該工具機是傳統形式的，因此不再加以贅述，它包括一底座(圖中未示出)，其上裝有一刀架2，刀架2可以相對於底座沿著多個定位軸線自由移動。
該機器1還包括驅動裝置(圖中未示出)，及圖中用編號3表示的一計算機主控單元(圖中用一塊體3作示意性示出)，它將引導刀架2沿著上述軸線的運動並且在編程入計算機主控制單元3的數據的基礎上控制工具4的旋轉。
刀架2包括一支持主體5，該支持主體5用於支持其上安裝工具的主心軸6。該支持主體5可以相對於刀架2繞著一軸線102作樞轉。
主心軸6繞著一機加工軸線101旋轉並且由一圖中未示出的適當的驅動裝置加以驅動，以轉動夾在如圖5及圖6所示主心軸6上的工具4，並對被加工件7進行機加工操作，如圖5及圖6所示。
工具機1包括一碎屑及塵埃抽取裝置8，用以除去當工具對被加工工件進行機加工步驟而在加工過程中所產生的碎屑及顆粒。
該裝置8包括一抽取器罩子9，它如圖5及圖6所示的置於主心軸6附近並在鄰近機加工區域11提供一吸入口10。
從圖1及圖2可以看出，提取器罩子9包括一圓筒形管狀件12，它可滑動地嚙合支持主體5的圓筒形部分5a。
該主心軸6被圓筒形管狀件12同軸地納入套中。
抽吸器罩子9還包括一裙部13，該裙部用彈性或耐碰撞材料製成，並位於吸入口10的周邊緣周圍。在附圖的例子中，裙部13是由合成刷14組成的。
如圖4所示，還有一個線性驅動器15安裝在支持主體5上面，該線性驅動器15包括一與支持主體5牢牢地相連的固定部分16，以及一可沿著平行於主心軸的旋轉軸線101的方向201可延伸的可移動部分17。在固定件16外面，緊固於該可移動部分17的一端17a的是一與平移件19相連的託架18，該平移件19與抽取器罩子9工作相聯。
如圖3所示，該平移件包括一中空杆20，一可在中空杆20內滑動、並牢牢地與抽取器罩子9的圓筒形管狀件12相連的一長杆21。它還包括一置於中空杆20內的彈簧22，它設置在中空杆20及長杆21之間並在其間工作。
每一中空杆20和長杆21在一共同的縱向軸線103上對齊。
現在請參閱圖3及圖4.該刀架2還包括安裝在支持主體5的線性滾珠軸承23，它們沿著前述軸線103的方向被前後串列地安排著，該平移件19、更確切地說是平移件19的中空杆20，與它可滑動地嚙合著。
該線性滾珠軸承23用作該平移件19的引導件24。
該平移件19以及上述引導件24相結合而建立抽取器罩子9的線性引導件25。
在附圖中所示的碎屑和塵埃抽取裝置8的較佳實施例包括兩個平移件19，它們位於抽取器罩子9的圓筒形管狀件12的兩側上的直徑相對位置，兩者之中，只有一個是與線性驅動器15工作相連的。
該線性驅動器15與線性引導裝置25相結合而為裝置8提供一運動引發裝置26，通過它，該抽取器罩子9可以沿著上述方向201平行於主心軸6的旋轉軸線101向前後移動。
該抽取器罩子9可以至少在圖1所示的縮進的第一極限位置和多個延伸位置之間沿著上述方向201移動。在所述第一極限位置上，主心軸6外露，因此可以更換工具。所述多個延伸位置之一作為例子示於圖2之中。此時，主心軸6及至少工具4的一部分(圖2中未示出)被抽取器罩子9所橫向地圍住。
這樣，每當提取器罩子9縮到第一極限位置時，該吸入口10將軸向地位於主心軸6附近，而當罩子9佔據一第二延伸位位置時，吸入口10可以提供給被加工工件7的側面如圖5及圖6所示。
該碎屑及塵埃抽取裝置8還包括一常見的空氣抽吸軸，在圖4中它用一塊狀體28示意地表示，後者用一管道29與抽取器罩子流體連通。
該管道29包括一第一段30，此第一段30的第一端30a與支持主體5牢牢地相連，從而可與支持主體5一道繞上述軸線102作樞轉。該第一段30還有一第二端30b，其中第二段31的第一端31a可以滑動地插入。管道29的第二段31具有一彎頭，並且超過此彎頭時，一第二端31b在吸熱口10附近的一點與抽取器罩子9相連。
該管道29還有一第三段，它在圖4中用編號32表示。該第三段從第一段30的第一端30a延伸以與抽吸軸28相連。
管道29的第一段和第二段30及31是可伸縮地彼此相連的。它們可響應罩子9的移動沿上述方向201延伸(伸出)及縮進，並且，在罩子9相對於主心軸6移動期間保持相連不變。
管道29的三段30，31，32相結合以為碎屑及塵埃抽取裝置8在罩子9及抽吸軸28之間提供流體連接裝置33。
如附圖中所示，該裝置8還包括諸探測器34，它們安裝在吸入口10附近的製取器罩子9上，通過諸探測器34，可以檢測出相對於被加工(工)件7的輪廓27的吸入口的位置。
諸探測器34是傳統的探測器，因此在此不再贅述。這些探測器最好是由近程和/或遠程探測器組成。提取器罩子9的運動引發裝置26以及上述諸位置探測器34(如果有的話)與工具機1的計算機主控制單元3是互連的。
請參閱圖1，在操作時，當機罩9的圓筒形管狀件12處於第一位置時，它被縮進並且通過類似類型的定位裝置(圖中未示出)，將一工具直接或者通過適當的工具夾(圖中未示出)夾到主心軸6上。
在圖5及圖6中用編號4表示的工具現在由主控制單元3賦與在刀架(刀夾)2中及支持主體5中引發的運動並且具有接近一由被加工工件7佔據的預定機加工區域11的一位置。
按照該碎屑及塵埃抽取裝置8的第一操作方法，當一給定工具4裝在主心軸6上時，主控制單元3將檢測出工具4的軸向尺寸，也就是說，沿著主心軸旋轉軸線101測出它的長度。然後驅動運動引發裝置26以移動圓筒形管狀件12並將吸入口帶進一預定的最佳位置。
除了工具4的軸向尺寸以外，其它參數也可以通過主控制單元評定，目的是為提取器罩子9選擇最有利的位置；有關參數可以是例如工具的類型，主心軸的速度，材料情況等等。
更確切地說，根據參數或檢測到的參數，該線性驅動器15將被主控制單元驅動並且使可移動部件17沿著移動的方向201延伸，從固定部件16伸(凸)出一設定的距離；這樣，可移動部件17的線性運動就通過託架18傳遞給平移件19的該中空杆20。
該中空杆20在線性滾珠軸承23內滑動，通過設置在中間的彈簧22的作用把長杆21朝箭頭301的方向(見圖2及圖3)拉動。
因為長杆21是和圓筒形管狀件12的伸出部分在工作上相連的，因此它也被朝箭頭301的方向拉動，從而使抽取器罩子9延伸並位於前述諸第二位置之一的位置上。
根據碎屑及塵埃抽取裝置8的另一操作方法，罩子9的沿著預定方向201的運動是由主控制單元3使用從被加工工件7的輪廓所得出的數據加以引導的。
被加工工件7的輪廓可以很快地(瞬時地)通過前述諸探測器34由主控制單元3檢測出來。或者可以事先做好一張輪廓27的圖，使用傳統的工具機設置步驟把它編程入主控制單元3之中。
在第一個方法中，涉及到使用諸探測器34，這些探測器34的功能是，一旦製取器罩子移動到接近加工工件7時，它就基本上以連續的方式監控罩子9相對於被加工工件7的輪廓27的位置，並相應地提供一輸入給主控制單元3。該主控制單元的響應是調節罩子9的位置以避免它和被加工工件7相接觸，與此同時，保持吸入口10接近被加工工件7從而使碎屑及塵埃的抽取動作的效果最佳化。
在第二個方法中，涉及到把被加工工件的輪廓27及機加工循環編程進主控制單元3，提取器罩子9沿主心軸6的旋轉軸線101的位置的調節由主控制單元3完成而不探測罩子9和被加工工件7的相對位置，事實上，只是罩子9及主心軸6的相對位置是被監控的。位置監控是用電子方法探測線性驅動器15的位置來完成的。
在該第二種方法的情況下，編號27既表示被加工工件7的毛坯的輪廓，也表示在機加工中的被加工工件7的輪廓。換句話說，抽取器罩子9相對於主心軸6的位置將隨被加工工件7毛坯的形狀的變化(例如如圖5所示)以及隨工具4所取的路徑的變化而被調節的(例如如圖4所示)。
諸探測器34也可以用於上述的第二方法中，以進行控制及提供安全。也就是說，不影響罩子9的運動但確保抽取器罩子9及被加工工件7之間不發生意外的接觸，例如，在主控制單元3在輪廓27的編程萬一檢測到了差錯的時候不發生意外的接觸。
按照本實用新型，工具機1可以安裝任何類型的工具，對本實用新型可以用的工具沒有任何限制，但最有利的工具是供銑削、鑽孔、鏜孔、鍃孔(刮孔口平面)、攻絲、仿形、尖底鍃孔等操作用的工具。
本實用新型用於抽取器罩子9的吸入口10周圍的、由彈性材料製成的裙部13以及在本例中的一個由合成刷14製成的裙部確保了在罩子9及被加工工件7之間發生意外接觸時，罩子9及被加工工作7都不會受到任何損傷。對此，本實用新型還用的彈簧22，在罩子9和被加工工作7之間發生意外接觸時它也有重要作用，彈簧22可以緩衝將在罩子中引起運動的平移件19的移動。簡言之，在中空杆20及長杆21之間有了彈簧22之後，上述意外接觸所產生的碰撞將不會猛烈地被傳送到線性驅動器15或工具機1的部件上。
此外，彈簧22還可以在鑽孔操作時提供另一個有用的功能。當通過滑動長杆21產生的張力或拉力迫使抽取器罩子9與被加工工件7的表面相接觸時，彈簧22可以確保在吸入口10和機加工區域27之間能保持一最短的距離。即使在主心軸6沿著它的旋轉軸線101的饋給運動期間也是如此。
在本實用新型的碎屑和塵埃抽取裝置8的其它未圖示的實施例中，抽取器罩子9包括兩個或更多的圓筒形管狀件，它們可伸縮地安裝在一起，從而它們可沿著平行於工具的旋轉軸線的前述方向201前伸或後退。
在本實用新型的其它沒有示出的變型中，該管狀件或抽取器罩子9可以具有任何給定形狀，不一定要用圓筒形的。
此外，線性驅動器15也可以包括一無刷類型的電動馬達。
權利要求1.一種用於工具機的碎屑和塵埃抽取裝置，它配備有一支持主體(5)以及至少一個工具夾主心軸(6)，後者可繞軸線(101)旋轉，它包括一抽取器罩子(9)，其與主心軸(6)相鄰近，該抽取器罩子(9)提供接近機加工區域(11)的一吸入口(10)；流體連接裝置(33)，通過該流體連接裝置(33)抽取器罩子(9)與抽取軸(28)流體連通；其特徵在於，該抽取器罩子(9)相對於主心軸(6)、沿著平行於主心軸(6)的旋轉軸線(101)的一預定方向(201)是可移動的。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，抽取器罩子(9)至少可以在縮進的第一極限位置和一延伸的第二位置之間移動，在該第一極限位置，主心軸(6)向外露出，可以用於更換工具，在延伸的第二位置，主心軸(6)以及安裝在主心軸(6)上的工具(4)的至少一部分被罩子(9)橫向地圍住。
3.如權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於，它包括一運動引發裝置(26)，通過此運動引發裝置(26)，抽取器罩子(9)沿著預定的方向(201)移動。
4.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，該運動引發裝置(26)包括至少一個線性驅動器(15)，它有一與支持主體(5)剛性相連的固定部分(16)以及一與抽取器罩子(9)工作相連的可延伸部分(17)。
5.如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，該運動引發裝置(26)包括與抽取器罩子(9)相關聯的線性引導裝置(25)，它提供至少有一個引導件(24)與支持主體(5)剛性連接，以及至少一個平移件(19)與罩子(9)工作相連，並且該平移件(19)可滑動地與該引導件(24)相連。
6.如權利要求4所述的裝置，其特徵在於，該運動引發裝置(26)包括與抽取器罩子(9)相關聯的線性引導裝置(25)，它提供至少有一個引導件(24)與支持主體(5)剛性連接，以及至少一個平移件(19)與罩子(9)工作相連，並且該平移件(19)可滑動地與該引導件(24)相連。
7.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於，該引導件(24)是一線性滾珠軸承(23)。
8.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，該引導件(24)是一線性滾珠軸承(23)。
9.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於，該平移件(19)包括一中空杆(20)，後者可滑動地嚙合該引導件(24)，還有一長杆(21)，其可在該中空杆(20)內滑動並與軸取器罩子(9)牢牢地相連，還包括彈簧裝置(22)，該彈簧裝置可操作地設置在中空杆(20)和長杆(21)之間。
10.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，該平移件(19)包括一中空杆(20)，後者可滑動地嚙合該引導件(24)，還有一長杆(21)，其可在該中空杆(20)內滑動並與軸取器罩子(9)牢牢地相連，還包括彈簧裝置(22)，該彈簧裝置可操作地設置在中空杆(20)和長杆(21)之間。
11.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，該平移件(19)包括一中空杆(20)，後者可滑動地嚙合該引導件(24)，還有一長杆(21)，其可在該中空杆(20)內滑動並與軸取器罩子(9)牢牢地相連，還包括彈簧裝置(22)，該彈簧裝置可操作地設置在中空杆(20)和長杆(21)之間。
12.如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，該平移件(19)包括一中空杆(20)，後者可滑動地嚙合該引導件(24)，還有一長杆(21)，其可在該中空杆(20)內滑動並與軸取器罩子(9)牢牢地相連，還包括彈簧裝置(22)，該彈簧裝置可操作地設置在中空杆(20)和長杆(21)之間。
13. 如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，流體連接裝置(33)包括一管道(29)，後者與抽取器罩子(9)相連，並具有至少兩段(30，31)，它們彼此可伸縮地相連，從而可以伸縮以適應抽取器罩子(9)沿著預定方向(201)的移動。
14.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，該抽取器罩子(9)包括一管狀件(12)，後者可滑動地納入套住支持主體(5)的一部份(5a)。
15.如權利要求14所述的裝置，其特徵在於，該管狀件(12)具有圓筒形形狀並且可滑動地嚙合支持主體(5)的一圓筒形部分(5a)。
16.如權利要求15所述的裝置，其特徵在於，該圓筒形管狀件(12)與主心軸(6)同軸地設置。
17.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，抽取器罩子(9)在圍繞吸入口(10)的周緣處具有一裙部(13)，該裙部是由有彈性或耐碰撞的材料製成的。
18.如權利要求17所述的裝置，其特徵在於，該裙部(13)是用合成的刷子(14)製成的。
19.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，它包括在吸入口(16)附近的一裝置(34)，通過該裝置探測相對於被加工工件(7)的輪廓(27)的吸入口(10)的位置。
20.如權利要求19所述的裝置，其特徵在於，探測裝置(34)包括近程探測器。
21.如權利要求19所述的裝置，其特徵在於，探測裝置(34)包括遠程探測器。
22.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，在一工具機中，包括一計算機主控制單元(3)，其中，運動引發裝置(26)與主控制單元(3)互鎖。
23.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，抽取器罩子(9)包括至少兩個管狀件，它們彼此可伸縮地相連，其中至少一個管狀件能夠沿著預定的方向(201)運動。
24.一工具機，它包括一碎屑和塵埃抽取裝置(8)，該碎屑和塵埃抽取裝置配備有一支持主體(5)以及至少一個工具夾主心軸(6)，後者可繞軸線(101)旋轉；所述碎屑和塵埃抽取裝置(8)包括一抽取器罩子(9)，其與主心軸(6)相鄰近，該抽取器罩子(9)提供接近機加工區域(11)的一吸入口(10)；流體連接裝置(33)，通過該流體連接裝置(33)抽取器罩子(9)與抽取軸(28)流體連通；所述工具機的特徵在於，該抽取器罩子(9)相對於主心軸(6)、沿著平行於主心軸(6)的旋轉軸線(101)的一預定方向(201)是可移動的。
專利摘要本實用新型涉及一種用於工具機的碎屑和塵埃抽取裝置及使用該抽取裝置的工具機。該碎屑和塵埃抽取裝置配備有一支持主體(5)以及至少一個安裝工具的主心軸(6)，該主心軸能繞軸線(101)旋轉，還包括一與貼近主心軸(9)相鄰近的抽取器罩子(9)，該抽取器罩子提供接近機加工區域(11)的一吸入口(10)；流體連接裝置(33)，通過該流體連接裝置(33)抽取器罩子(9)與抽取軸(28)流體連通。該抽取器罩子(9)相對於主心軸(6)、沿著平行於主心軸(6)的旋轉軸線(101)的一預定方向(201)是可移動的。本實用新型的碎屑和塵埃抽取裝置可以移動到更靠近加工區域、而不管工件的不可預見的和/或可變的幾何形狀，以使碎屑和塵埃可以被有效除去，不會在罩子和工件之間產生任何意外衝擊。
文檔編號B23Q11/00GK2912902SQ20052001183
公開日2007年6月20日 申請日期2005年4月15日 優先權日2004年4月16日
發明者M·費拉裡, S·佛萊蒂 申請人:Jobs股份公司