TWI775889B - 旋轉傳送轉位機及使用該旋轉傳送轉位機之機械加工方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種旋轉轉位傳送機(1、100、1000)，其包括：一機器框架(2)；一旋轉台(3)，其經支撐於該機器框架(2)上，以圍繞一轉位軸(Y1)旋轉；至少一個工件承載心軸(4、104)，其包括：一中空軸件，其用於在其中接納一工件(P)；及一夾箝裝置(6)，其用於夾箝插入該中空軸件中之該工件(P)。該夾箝裝置(6)包括一筒夾(7)，該筒夾(7)經耦合至該工件承載心軸(4、104)。該工件承載心軸(4、104)安裝於該旋轉台(3)上，且該至少一個工件承載心軸(4、104)之該中空軸件及該筒夾(7)經連接用於圍繞一心軸旋轉軸(Y2)聯合旋轉。該機器進一步包括：至少一個支撐件(8)，其靠近該旋轉台(3)設置於固定位置中；至少一個機械加工站(9)，其具有支撐於該支撐件(8)上之至少一個機械加工單元(16、17、18)以允許機械加工夾箝於該筒夾(7)中之該工件(P)；至少一個驅動馬達(11、111)，其用於圍繞該心軸旋轉軸(Y2)旋轉該中空軸件及該筒夾(7)，該至少一個驅動馬達(11、111)安裝於該旋轉台(3)上。進一步提供一轉位裝置(23)，其安裝於該機器框架(2)上且包括用於旋轉轉位該旋轉台(3)以將該至少一個工件承載心軸(4、104)定位於一各自加工站處之轉位構件。該驅動馬達(11、111)及轉位裝置(23)之該安裝及操作係使得允許自兩個軸向相對之機械加工方向且自一徑向機械加工方向機械加工夾箝於該筒夾(7)中之該 工件(P)。

Description

旋轉傳送轉位機及使用該旋轉傳送轉位機之機械加工方法

本發明係關於旋轉傳送轉位機之領域。

特定言之，本發明係關於一種根據技術方案1之序文之旋轉傳送轉位機。

例如，在揭示一垂直多心軸車床之US 4351096中描述一已知類型之旋轉傳送轉位機。

此已知類型之機器通常具備一轉位台，工件心軸經固定於該轉位台上。工件心軸一般具備用於夾箝工件之夾箝裝置。夾箝裝置可經提供為固定或旋轉筒夾，此取決於待夾箝之工件之形狀。

藉由具備加工刀具之加工站圍繞該台，該等加工刀具定位於固定至各自站之定位單元上。加工站相對於旋轉台固定。在各站中，根據特定需求機械加工夾箝在工件心軸中之工件。

當需要使一工件圍繞其軸旋轉時，為了其恰當機械加工，藉由作為該站之部分且固定至該站之一馬達驅動各自工件心軸。

提供用於將站中之固定馬達耦合至台工之心軸之構件，以允許旋轉工件心軸及因此工件所需之扭力之傳動。

耦合構件通常包括軸向、向上或向下移動以與工件心軸耦 合之一外部心軸。

外部心軸及定位裝置之軸件具有重合旋轉軸。固定馬達具備一驅動齒輪。

此一配置之一第一缺點在於在定位及扭力傳動兩者方面之一精確耦合係困難且相對高成本的。

另一缺點在於，在操作中，在台定位及轉位之後，站中之固定馬達必須耦合至安裝於台上之心軸，此需求增大機器之操作週期之持續時間。

另一缺點在於待加工件必須提供為坯料。

為此，一棒材事先被切割成坯料，該等坯料此後被饋送至心軸。

若零件之一外部形狀必須經完全機械加工，則存在兩個選項：第一選項係提供必須在具有夾箝通常所需之額外材料長度的情況下機械加工之零件。此額外長度必須在之後被分離，且因此產生因分離而獲得之廢料，此係涉及經濟效益的。

第二選項係僅部分機械加工處於一第一夾箝位置中之零件。接著，將零件翻轉且夾箝於一第二位置中以完成機械加工週期。

在此情況中，缺點在於加工週期較長，可能需要一補充機械加工單元。加工精確度亦可歸因於重複操作(諸如轉位)之需求而受損。

在已知機器結構中，在其中需要旋轉工件之站處可提供且通常提供僅多達兩個機械加工單元。此等機械加工單元軸向(自上方或下方，此取決於旋轉工件心軸之哪一側)或徑向執行其等之操作。

此等機器之一缺點涉及其等操作。由於驅動馬達經固定至加工站，故每當台移動至一新的轉位位置時，必須停止工件心軸之旋轉。接著發生的旋轉加速及減速時間負面影響加工週期之總持續時間。

從所有前述內容可知，雖然已知旋轉傳送機在一定程度上係有效的，但其等仍具有缺點。

本發明之目標係克服已知機器之上文陳述及另外其他缺點。

在此目標內，本發明之一目的係藉由節省馬達及心軸耦合/解耦及加速/減速之時間而縮短旋轉傳送機之加工週期之持續時間。

本發明之另一目的係允許該工件之一更多功能之機械加工。

本發明之又一目的係減少機械加工一工件所需之加工站及機械加工單元之總數，其中加工週期時間的隨之而來的縮短欲藉由在旋轉該工件的同時從三個方向執行機械加工之可能性而達成。

本發明之一進一步目的係使用標準加工單元執行複雜機械加工。

本發明之又一目的係實現不僅使用坯料作為工件，而且使用棒材。

此目標及將在下文中更佳瞭解之此等及其他目的藉由根據隨附技術方案1之一旋轉轉位傳送機且藉由根據技術方案20之使用該旋轉轉位傳送機之一方法達成。

本發明之進一步有利態樣在附屬技術方案中陳述，其等之 標的物在單獨採用或與其他隨附技術方案之標的物組合採用時係本發明之部分。

將從根據本發明之一旋轉轉位傳送機及其之一使用方法之較佳但非排他性實施例之描述更佳理解本發明之進一步特徵及優勢，該等實施例在隨附圖式中藉由非限制性實例繪示，其中：

1:旋轉轉位傳送機

2:機器框架

3:旋轉台

4:工件承載心軸

6:夾箝裝置

7:筒夾

8:支撐件

9:機械加工站

11:驅動馬達

12:夾箝致動裝置

13:馬達軸件

14:運動傳動構件

15:軸環座

16:機械加工單元

17:機械加工單元

18:機械加工單元

19:刀具心軸

20:刀具心軸

21:刀具心軸

22:裝載/卸載站

23:轉位裝置

28:內部圓錐形部分

29:外圓錐形部分

30:柱

31:徑向架

71:內筒夾

72:外筒夾

73:固定棒

81:固定構件

82:固定環

83:支撐件

84:圓盤

84A:穿孔

85:第一Hirth環

86:第三Hirth環

87:第二Hirth環

88:液壓活塞

89:台Hirth環組

91:切割站

93:切割刀具

95:工件心軸

96:三軸CNC驅動單元

97:刀具

100:旋轉轉位傳送機

101:外部棒材裝載器

104:工件承載心軸

111:驅動馬達

113:馬達軸件

114:運動傳動構件

231:主機器支撐件

232:柱

233:凸緣

234:定子

235:棒

237:轉位台

238:螺絲

239:角度量測系統

1000:旋轉轉位傳送機

2310:活塞外殼

2311:管

2312:凸緣

2313:浮動Hirth環

2314:軸承

2315:軸承

2316:垂直軸承

2317:固定Hirth環

2318:旋轉Hirth環

Y1:轉位軸

Y2:心軸旋轉軸

Y3:軸件旋轉軸

圖1係根據本發明之一旋轉轉位機之一第一實施例之一透視圖；圖2係圖1之機器之部分之一側視圖；圖3係沿著圖2之線A-A取得之圖1之機器之一剖視平面圖；圖4及圖5係圖3中展示之機器之放大細節圖；圖6係圖1之機器之一部分之一透視圖；圖7係圖6中之機器部分之一放大細節圖；圖8係圖1之機器之一心軸總成之一剖視平面圖；圖9係圖8之心軸總成之一仰視圖；圖10係根據本發明之一旋轉轉位機之一第二實施例之一透視圖，展示有一裝載單元之部分；圖11係圖10之機器之一機械加工站之一正視圖；圖12係圖10之機器之一機械加工站之一部分橫截面側視圖。

圖13係圖10之機器之一機械加工站之一側視圖；圖14係根據本發明之一旋轉轉位機之一第三實施例之一透視圖；圖15係圖14之機器之一橫截面正視圖；圖16係圖14之機器之旋轉台之一俯視平面圖； 圖17係展示根據本發明之旋轉轉位機之所有實施例共同之結構特徵之一機器之一側視圖；圖18係如在圖17中展示之機器之一細節之一部分橫截面視圖；圖19展示根據本發明之機器之一單元穩定裝置。

根據本發明之機器之較佳實施例僅出於繪示性目的在下文中揭示(如在附圖中展示)且不旨在將本發明限制於此等特定實施例。

使用術語「例如」、「等」及「或」指示此等術語指代之特徵被視為本發明之較佳或可能的非排他性工作實例，除非另有指定。

使用術語「包含」或「包括」將被解釋為「包含/包括，但不限於」，除非另有指定。

指示(諸如「垂直」及「水平」、「上」及「下」)在無其他規範的情況下將被理解為指代圖中繪示且根據其等在本技術中具有之已知含義之各種總成零件或操作條件之配置。

在所有附圖中，相同元件符號用於在不同實施例中指示相同、對應零件。

在附圖中，展示根據本發明之一旋轉轉位傳送機之三個實施例，分別指示為1、100及1000。

在所揭示之實施例1、100、1000之各者中之根據本發明之旋轉轉位傳送機之共同特徵部至少為一機器框架2及一旋轉台3。旋轉台3經支撐於機器框架2上，以圍繞一轉位軸Y1旋轉。

亦進一步提供至少一個工件承載心軸4、104，其包括：一中空軸件，其用於在其中接納一工件P；及一夾箝裝置6，其用於夾箝插入 中空軸件中之工件P。

夾箝裝置6包括一筒夾7，該筒夾7經耦合至工件承載心軸4、104，該工件承載心軸4、104繼而安裝於旋轉台3上。

工件承載心軸4、104之軸件及筒夾7經連接用於圍繞一心軸旋轉軸Y2聯合旋轉。

根據本發明之旋轉轉位傳送機1、100、1000進一步包括靠近該旋轉台3設置在固定位置中之至少一個支撐件8，固定位置設定一加工站。

進一步提供至少一個機械加工站9，其具有支撐於支撐件8上之至少一個機械加工單元16、17、18，以允許在加工站機械加工夾箝於筒夾7中之工件P。

為圍繞心軸旋轉軸Y2旋轉工件承載心軸4、104之軸件及筒夾7，提供至少一個驅動馬達11、111。驅動馬達11、111有利地在旋轉台3上安裝於一位置中，以致允許自兩個軸向相對之機械加工方向且自一徑向機械加工方向機械加工夾箝於筒夾7中之工件P。驅動馬達之安裝位置可根據機器1、100、1000相對於工件承載心軸4、104之構形選擇(例如，在其側、在其後部及/或在其上方)。

藉由安裝於機器框架2上之一轉位裝置23在機器1、100、1000中提供轉位。轉位裝置包括用於旋轉台3之旋轉轉位以將至少一個工件承載心軸4、104定位於一各自加工站處之轉位構件。

轉位構件可在用於旋轉台3之旋轉轉位之一操作轉位配置中致動。轉位構件可在一非操作配置中進一步致動，其中該等轉位構件允許自兩個軸向相對之機械加工方向且自一徑向機械加工方向機械加工夾箝 於筒夾7中之工件P。可(例如)藉由轉位傳送機之一致動馬達而進行轉位構件之致動。

較佳地，根據本發明之所有實施例，轉位軸Y1係垂直的，而心軸旋轉軸Y2係垂直的(如在機器1之第一實施例中)或水平的(如在機器100之第二實施例中)。

當提供超過一個工件承載心軸4、104時，各自心軸旋轉軸Y2可針對所有心軸係垂直的(如在機器1之第一實施例中)或水平的(如在機器100之第二實施例中)。同樣地，如在機器1000之一第三實施例中，可提供具有一垂直心軸旋轉軸Y2之(若干)工件承載心軸4及具有一水平心軸旋轉軸Y2之(若干)工件承載心軸104。

在另一實施例中，一些或所有之工件承載裝置可為固定的，即，不可旋轉。

根據本發明之旋轉轉位傳送機1、100、1000可進一步包括一夾箝致動裝置12，諸如彈簧構件及/或液壓筒，或用於致動筒夾7之夾箝動作之其他適當、已知致動構件(圖8、圖9)。此一夾箝致動裝置12可安裝於台3上抑或設置在一專用外部(相對於台3)裝載/卸載站22處，如在圖6、圖7中展示。裝載/卸載站22可(較佳地但非排他地)靠近台3設置，例如耦合至機器之框架2。

較佳地，例如當(若干)工件承載心軸4係垂直的(圖6、圖7)時，夾箝致動裝置經設置在一專用裝載/卸載站22處(相對於台3在外部)，而當(若干)工件承載心軸104係水平的時，夾箝致動裝置可包括在相同心軸(例如，一彈簧)中。

現轉至設置在旋轉轉位傳送機1、100、1000之所有實施例 中之驅動馬達11、111，在一較佳但非排他性實施例中，其可包括一可旋轉馬達軸件13、113，該可旋轉馬達軸件13、113具有實質上平行於心軸旋轉軸Y2(其係垂直或水平的)之一軸件旋轉軸Y3。

運動傳動構件14、114經設置於馬達軸件13、113與工件承載心軸4、104之間以用於將一馬達扭力自馬達軸件13、113傳動至工件承載心軸4、104。

例如，適當運動傳動構件14、114可包括皮帶及滑輪(其等既精確又安靜)，或有齒齒輪傳動或其他適當類似/等效傳動構件。

現參考工件承載心軸4，在圖8及圖9中展示其之一有利實施例。

工件承載心軸104可具備用於致動一可移動筒夾之彈簧負載拉桿。

工件承載心軸4、104具備一軸環座15，該軸環座15較佳地可在旋轉台3之相對側之間垂直及/或水平延伸。一穿孔經設置在軸環座15中以允許由筒夾7夾箝之一工件P保持可自旋轉台3之兩個相對側接達。

此有利地允許藉由一機械加工站9自軸向相對機械加工方向在工件P之各自區處機械加工。

現參考圖8及圖9，一軸環座15在其中展示為具備一內部圓錐形部分28，而筒夾7包括一內筒夾71及圍繞內筒夾71之一外筒夾72，該外筒夾72接觸待固持之工件。

外筒夾72包括一外圓錐形部分29，一旦兩個元件(筒夾及軸環座)經軸向耦合，該外圓錐形部分29便與內部圓錐形部分28協作以判定待施加在工件上之一徑向夾箝力。

較佳地藉由作為外筒夾72之部分且自軸環座15之一個側突出之固定棒73(允許其被軸向拉動或推動以獲得圓錐形部分28、29之相互鎖定或解鎖以夾箝或釋放工件)而獲得筒夾7與軸環座15之間的強制耦合。

當根據圖8及圖9製作工件心軸4時，裝載/卸載站22至少具備用於推動或拉動固定棒73以夾箝/釋放工件之操作構件。

機械加工站9具有較佳地固定安裝於機器框架2本身上之支撐件8(如在圖1至圖3、圖10、圖14、圖15及圖17中展示)，使得促進定位及轉位且機器具有一自含型結構。

較佳地且非排他性地，機械加工站9包括至少第一、或第一及第二、或第一及第二及第三或更多機械加工單元16、17、18(圖1、圖12及圖15)。各機械加工單元16、17、18至少具備用於固持至少一各自刀具之一各自刀具心軸19、20、21。

然而，可提供更少之機械加工單元，若此為特定機器所需。

第一機械加工單元16及第二機械加工單元17之刀具心軸19、20經定位於該旋轉台3之相對側處以實質上面向彼此，藉此允許自實質上平行於或在必要時垂直於心軸旋轉軸Y2之相對機械加工方向機械加工工件P。

例如，如在附圖中，提供實質上在工件承載心軸4、104上方之一第一機械加工單元16及實質上在工件承載心軸4、104下方之一第二機械加工單元17。此允許在各站9處自頂部且自底部機械加工工件。

第三機械加工單元18之刀具心軸21相對於心軸旋轉軸Y2徑向配置，以在各站9處提供工件之一第三機械加工方向。

較佳地，一或多個機械加工單元16、17、18可為一CNC、一機械或一液壓驅動單元。仍較佳地，一或多個機械加工單元16、17、18可具有一個至四個機械加工軸。

一般言之，支撐工件之台3可藉由具有或無齒輪傳動之一CNC驅動馬達或藉由一扭力馬達旋轉且連續定位。轉位步驟可藉由使用轉位構件而係離散的，或藉由使用一煞車系統或藉由僅由馬達扭力將台固持在適當位置中而係連續的。因此，在機器操作期間，台經逐步旋轉且轉位，以使該工件移動穿過不同操作站9，從而圍繞旋轉台3本身。

為允許一更多功能機械加工，第一刀具心軸19、第二刀具心軸20及第三刀具心軸21中之至少一者且較佳地係各者可經提供以可配置於用於沿著相對於該第二軸Y2傾斜之一機械加工方向機械加工工件P之一傾斜位置中。

可藉由使一或多個刀具心軸19、20、21傾斜或藉由使整個機械加工單元16、17、18傾斜而設置心軸傾斜位置。

如在附圖中展示，提供複數個工件承載心軸4、104、複數個驅動馬達11、111、複數個站支撐件8及複數個機械加工站9，其等皆如在上文描述。驅動馬達11、111之各者經支撐於旋轉台3上。

在所有實施例1、100、1000中，旋轉轉位傳送機較佳地包括一旋轉轉位裝置23，該旋轉轉位裝置23可安裝於機器框架2之一頂部面上，以可圍繞轉位軸Y1旋轉(圖1至圖3、圖10、圖14、圖15及圖17)。

根據本發明，旋轉轉位裝置23經設計用於旋轉台3之轉位以用於將工件承載心軸4、104精確定位在各自加工站處以用於機械加工夾箝於各自筒夾7中之工件P。

轉位裝置23以及驅動馬達11、111如揭示般安裝，且使得其等在其等之閒置狀態中或在操作中不干擾自兩個軸向相對機械加工方向且自一徑向機械加工方向機械加工夾箝在一筒夾7中之一工件P。

雖然各種類型之轉位裝置在技術中已知且可用於本發明之機器1、100、1000中，但在下文中，將參考圖18描述一台定位及轉位裝置之一較佳、非排他性實施例之一實例。

定位及轉位裝置之主要任務係藉由一馬達/齒輪馬達而快速預定位台接著進行一精確定位，從而達成最終台定位以及其剛性夾箝。

精確台位置及夾箝剛性對機械加工藉由工件夾箝裝置固定於台上之工件係不可或缺的。

在此處描述之實施例中，定位及轉位裝置23包括經固定至一主機器支撐件231之一柱232及轉位構件。

在一例示性、非排他性實施例中，轉位構件可包括一凸緣2312，一浮動Hirth環2313經附接至凸緣2312以用於與耦合至旋轉台3之一旋轉Hirth環2318且與連接至主機器支撐件231之一固定Hirth環2317協作。凸緣2312可針對垂直移動致動以提供浮動Hirth環2313與旋轉Hirth環2318及固定Hirth環2317之接合或脫離。

更特定言之，提供經附接至柱232且因此亦固定之一凸緣233。

一扭力馬達之一定子234及(例如)一液壓活塞之棒235經附接至凸緣233且因此亦係固定的。

扭力馬達之定子藉由螺絲238附接至轉位台237。

因此，馬達之旋轉實現轉位台237之定位。

一角度量測系統239實現轉位台位置之一讀取且亦用作藉由一馬達控制之定位回饋。下文描述之扭力馬達及安裝軸承2314、2315、2316之剛性不足以允許機械加工夾箝於台3上之零件，因此必須執行一台轉位。

為執行轉位動作，轉位裝置可包括(例如)如下文描述之一三重Hirth冠。

其他適當系統亦可配合恰當配置(諸如轉位螺栓、轉位楔子或其他)使用。

一活塞外殼2310在活塞被致動時因固定棒235而垂直移動。外殼2310經附接至一管2311，該管2311經聯合連接至一凸緣2312。

凸緣2312具有孔，柱232透過該等孔附接至主機器支撐件231。

浮動Hirth環2313經附接至凸緣2312之下面。

環2313必須具有六個自由度以便在夾箝程序期間避免其他兩個Hirth環之任何變形。

轉位台237藉由軸承2314及2315徑向導引。兩個軸承必須具有小徑向間隙以便在轉位期間允許較小之平面移動。

轉位台亦具有垂直軸承2316，該垂直軸承2316在台藉由相互連接(例如，焊接或螺合在一起)之管2311及凸緣2312抬起時允許台之旋轉。

旋轉Hirth環2318經附接至轉位台之一下側，而固定Hirth環2317經附接至主機器支撐件231。

在轉位台旋轉之前，活塞抬升經連接凸緣2312，且因此， 浮動Hirth環2313與其他兩個環脫離，且軸承2316抬升轉位台。

馬達及量測系統239允許將轉位台定位於預期位置中。

在已到達該位置之後，活塞向下推動圓筒2311及凸緣2312。

因此，向下推動浮動Hirth環2313，且所有其之齒與固定Hirth環2317及旋轉Hirth環2318之齒恰好且同時配合。

Hirth環具有對稱放置在冠圓周上之大量齒。其等之對準確保冠中心之一精細、精確平面定位及旋轉環2318關於固定環2317之一精確角度定位。固定Hirth環2317具有一徑向突出部，推動旋轉環2318抵靠徑向突出部。

故，在夾箝構形中，活塞夾箝力將旋轉Hirth環2318夾箝在浮動Hirth環2313與固定Hirth環2317之間。如此，轉位台之軸向剛性以及角度剛性可為極高的。

上文描述之轉位裝置之結構及操作適用於避免與其中藉由較佳地沿著三個加工方向作用之機械加工單元機械加工工件之加工區域之任何干擾。

特定言之，轉位裝置23沿著機器之中央部分、相對於其中執行夾箝於筒夾7中之工件P之機械加工之區域徑向內部且在該區域下方配置。

根據本文中揭示之本發明之機器1、100、1000之所有三個較佳實施例共同之另一可選特徵，站支撐件8藉由複數個固定構件81固定於圓柱形框架2上。

參考圖19，其展示根據第二實施例之機器1之特徵。亦可 在根據實施例1或1000之機器中提供相同之此等特徵。

圖19展示視情況設置在根據本發明之機器上之一單元穩定裝置。

提供將支撐機械加工站9之站支撐件8固定耦合至框架2之固定構件81(見圖17)。

為改良結構剛性且避免歸因於應力(諸如熱、慣性或振動應力)之機器扭曲，提供實質上平行於台3且在台3上方之一固定環82。

固定環82較佳地固定至機器框架2以防止其中心之任何可能的偏移。

站9進一步具備固定至環82之額外支撐件83。

當驅動馬達11、111設置在台3上時，在操作中，其等隨著台3聯合轉動。因此，連接至驅動馬達11、111之控制、資料及/或電纜線必須在環82內側傳遞。

因此，在此情形中，無法將此環82與柱30直接連接，該柱30係框架2之部分或固定至框架2。

為提供安全之纜線連接至馬達，具有適用於允許馬達纜線穿過其中之穿孔84A之一圓盤84經固定至台3。

此外，穩定裝置之一第一Hirth環85經附接至圓盤84。

台3、圓盤84及第一Hirth環85與台3連接且隨台3旋轉。

穩定裝置之一第二Hirth環87經連接至由支撐件83連接至站9之環82。

在環82上設置複數個夾箝構件(例如，液壓活塞88)，其等經調適以一旦台已到達預期位置且已鎖定一台Hirth環組89，便將一第三 Hirth環86夾箝至其他兩個Hirth環85及87。

如此，提供圓柱形框架、台與機械加工單元之間的固定及剛性連接之一鏈。

特定參考根據本發明之機器之第一實施例，該驅動馬達11或各驅動馬達11安裝於旋轉台3上，其中可旋轉馬達軸件13具有垂直於且平行於該轉位軸Y1及該心軸旋轉軸Y2兩者之軸件旋轉軸Y3。

在一較佳實施例中，旋轉台3實質上係圓形的，且具備自台3之中心圓形部分徑向突出之徑向架31(圖14及圖16)。台3經耦合至實質上圓柱形之框架2。

較佳地，為在操作期間允許工件之一更簡易機械加工，且實現一更佳之排屑，在各徑向架31處設置一各自心軸4，該各自心軸4經安裝使得各自心軸自台3之中心圓形部分突出。

此可藉由使各自心軸4朝向一對應站9移位而達成。

工件承載心軸4經設置為在台3上等角隔開，彼此成相同角度(例如，當提供八個心軸4時，其等彼此成45度)。

至於實施例1，以及本文揭示之其他實施例，將注意，工件旋轉不需要在站之間停止，因此節省加工週期時間。

此外，可在每一站中同時自三個方向機械加工一工件，其中工件亦需要旋轉或角定位。由於此機制，可在相較於技術中已知之生產線更少之站中機械加工相同零件。

可在機械加工操作期間旋轉工件，從而滿足高同心度需求且不漏失機械加工單元。

此外，相對於具有不同馬達配置之已知機器節省馬達及工 件心軸耦合/解耦必要之時間。

現參考圖10至圖13以描述根據本發明之一第二實施例之旋轉轉位傳送機100。

機器1(圖1)與機器100(圖10)之間的主要差異在於機器100之工件承載心軸104沿著其徑向方向水平安裝於旋轉台3上，其之各自心軸旋轉軸Y2相對於轉位軸Y1係垂直的之事實。

因此，該驅動馬達111或各驅動馬達111安裝於旋轉台3上，其中可旋轉馬達軸件113具有水平且平行於心軸旋轉軸Y2之軸件旋轉軸Y3，如在圖12中更佳展示。

機器100因此係能夠在一較佳短棒材上直接加工之一傳送機。短棒材僅自心軸突出達適於特定必要機械加工而無非所要振動之一程度，如其出現於一多心軸車床中。

馬達111可為(例如)一CNC馬達。

較佳地，提供用於機械鎖定心軸104之一外部鎖定裝置，以用於在機械加工期間(例如，在工件表面上之軸向狹槽之機械加工期間)在需要時將心軸軸件(及因此工件)固定於適當位置中。此允許達成更高定位可重複性及剛性。

機器100可具備一外部棒材裝載器101。在操作中，一棒材(三或四米長)經水平引入心軸104中且夾箝於其中。

接著切割棒材以獲得一工件(呈一短棒材形式)，該工件保持由對應心軸104夾箝。因此，工件相對於原始棒材之減小長度允許更高旋轉速度而無非所要振動。

經提供用於機械加工之短棒材亦可在機器外部之裝置上預 切割。

一棒材之轉動一般允許工件之外側輪廓及一個面之完整機械加工。

較佳地，一切割站91設置在機器100上。切割站91(圖13)經設置於相對於台3之固定位置上，其藉由支撐件8安裝於框架2上。

切割站91包括一切割刀具93，該切割刀具93具有至少一軸向定位軸及一徑向機械加工軸。

在機械加工週期結束時，藉由一切割刀具93自棒材切割工件。提供一進一步工件心軸95，其在操作中與工件承載心軸104同步轉動且夾箝工件/預機械加工棒材端。

工件心軸95在藉由切割刀具93執行之切割階段期間及之後固持工件之一個端。

較佳地，工件心軸95藉由一三軸CNC驅動單元96固持且實現藉由切割操作產生且因此無法接達進行機械加工之工件面之機械加工。

旋轉或固定的額外刀具97可較佳地設置在切割站91上，(例如)用於對由額外工件心軸95固持之工件執行之轉動或研磨/鑽孔操作。

刀具97可較佳地使用一標準化刀具介面固定於切割站91上。

為開始一新的週期，可藉由一外部單元(另外提供)自心軸之前鼻部將呈一短棒材形式之工件拉出且抽出達一所需長度。

一旦短棒材被完全機械加工，短棒材之剩餘部分便必須自心軸移除，使用(例如)用於將短棒材定位在機械加工位置中之相同外部單 元將剩餘部分自前鼻部拉出。一旦工件心軸係空的，便可將一新的棒材饋送至心軸中。

如此，可自在心軸中轉動之一短棒材機械加工工件。短棒材係源自標準長度之棒材產生之短棒材。不需要額外位置改變操作，且僅保留極少廢料材料，諸如由短棒材之末端區域或長棒材之末端區域構成之廢料。

亦可執行轉動機械加工操作以及界定角位置中之鑽孔及研磨操作。

在徑向鑽孔操作之情況中，可使用兩個獨立、徑向加工單元在各站中機械加工工件。

同時，一第三軸向加工單元可機械加工工件。

由於使用標準、長棒材之可能性，減少預機械加工操作及相關成本。

機械加工呈夾箝於心軸中之短棒材之形式之工件大幅減少振動且因此可達到比多心軸車床中更高之RPM。

筒夾旋轉不必在站之間停止。

根據本發明之機器在操作上比一多心軸車床更動態，此係歸因於心軸中短棒材之使用(更少慣性)。

現參考如在圖14至圖16中繪示之本發明之機器1000之第三實施例，旋轉轉位傳送機1000包括安裝於該旋轉台3上之至少一個垂直承載心軸4及一個水平工件承載心軸104。垂直工件承載心軸4及水平工件承載心軸104可圍繞分別係垂直及水平的其等之心軸旋轉軸Y2、X2旋轉。

較佳地，若如同在當前揭示之非限制性實施例中，提供超 過一個垂直工件心軸4及超過一個水平工件心軸104，則其等在台3上按彼此等距隔開之角位置交替。

例如當在相同台3上設置八個垂直工件心軸4及八個水平工件心軸104時，各垂直工件心軸4相對於兩個相鄰水平工件心軸104以22.5度角度隔開。

在所展示之實施例中，驅動馬達11、111(該垂直工件承載心軸4及該水平工件承載心軸104各一個)皆支撐於旋轉台3上。

在另一、未展示但輕易可設想之配置中，用於在旋轉中驅動水平工件承載心軸104之驅動馬達111可支撐於該旋轉台3上，且用於在旋轉中驅動垂直工件承載心軸4之驅動馬達可安裝於該旋轉台3外部。

由於機器1000具有類似於組合在一起之機器1及100之特徵之特徵，故為簡潔起見，此等特徵將不在此處再次描述。

機器1000之構形允許僅在同一機器中自棒材預機械加工件且從三側同時機械精加工。

根據本發明，提供一種機械加工方法，其包括下列步驟：a- 一裝載步驟，其中將一棒材插入一水平工件承載心軸104中且將其切割以提供至少一個工件；b- 一轉位旋轉步驟，其用於將旋轉轉位機1000之旋轉台3旋轉達對應於兩個機械加工站9之間的角度之兩倍之一角度以將一工件承載心軸4、104定位於該機械加工站；c- 一機械加工步驟，其中在於步驟b到達之機械加工站9中機械加工夾箝於水平工件承載心軸中之工件；d- 視情況重複步驟b及c多達安裝於機器1000中之加工站9 之總數除以二減一次；e- 藉由切除經機械加工棒材端將工件自一水平工件承載心軸104傳送至一垂直工件承載心軸4；f- 一轉位旋轉步驟，其用於將旋轉轉位機1000之旋轉台3旋轉達對應於兩個機械加工站9之間的角度之兩倍之一角度；g- 一機械加工步驟，其中在於步驟f到達之機械加工站9中機械加工夾箝於垂直工件承載心軸中之工件；h- 視情況重複步驟f及g多達安裝於機器1000中之加工站9之總數除以二減一次；i- 一卸載步驟，其中自垂直工件承載心軸4抽出工件。

在步驟i，視情況而言，執行工件之一初步切割。

如此，出於簡化本發明的目的參考一單一工件，執行該工件之一第一及一第二機械加工步驟：即，在裝載步驟(步驟a)之後，第一步驟包括在所有奇數(或偶數)位置機械加工站9處在水平心軸104中機械加工處於一水平位置中之工件；在第一步驟之後，執行第二機械加工步驟，其包括在奇數(或偶數)機械加工站9處在所有垂直心軸4處機械加工處於一垂直位置中之工件。

視情況而言，可執行一工件傳送，其中除提及之切除(步驟e)外，未執行機械加工步驟c。

較佳地在機器1000之每一站9處同時執行機械加工操作。

較佳地，一第一步驟中之機械加工主要藉由固定刀具及旋轉心軸執行，而一第二步驟中之機械加工主要藉由旋轉刀具及轉位工件完成。

如此，提供已經針對機器1及100論述之兩個優點。仍進一步，實現在第一及第二階段兩者中之自三個不同方向之機械加工及用於轉動或定位之同時工件旋轉，此為生產程序賦予靈活性及生產力。

此外，可僅在一個機器而非兩個或兩個以上機器中機械加工非常複雜之零件，從而避免半成品零件處置。

因此，所構想之本發明允許數種修改及變化，其等之全部皆在隨附發明申請專利範圍之範疇內。再者，可藉由其他、技術等效之元件替換所有細節。

實際上，所採用之材料(前提是其等與特定用途相容)以及附隨的尺寸及形狀可係根據要求且根據現有技術之任何者。

在任何發明申請專利範圍中所提及之技術特徵後接參考符號的情況下，已為了增加發明申請專利範圍之可理解性的唯一目的而包含彼等參考符號，且因此此等參考符號對由此等參考符號以實例方式識別之各元件之解釋無任何限制作用。

2:機器框架

3:旋轉台

4:工件承載心軸

8:支撐件

9:機械加工站

11:驅動馬達

16:機械加工單元

17:機械加工單元

18:機械加工單元

23:轉位裝置

31:徑向架

82:固定環

83:支撐件

104:工件承載心軸

111:驅動馬達

1000:旋轉轉位傳送機

Y1:轉位軸

Claims (18)

1. 一種旋轉轉位傳送機，其包括：一機器框架；一旋轉台，其經支撐於該機器框架上，以圍繞一轉位軸旋轉；至少一個工件承載心軸，其包括：一中空軸件，其用於在其中接納一工件；及一夾箝裝置，其用於夾箝插入該中空軸件中之該工件，其中該夾箝裝置包括一筒夾，該筒夾經耦合至該工件承載心軸，其中該工件承載心軸安裝於該旋轉台上，及其中該至少一個工件承載心軸之該中空軸件及該筒夾經連接以圍繞一心軸旋轉軸聯合旋轉；至少一個支撐件，其靠近該旋轉台設置於固定位置中，該固定位置設定一加工站；至少一個機械加工站，其具有支撐於該支撐件上之至少一個機械加工單元以允許在該加工站處機械加工夾箝於該筒夾中之該工件；至少一個驅動馬達，其用於圍繞該心軸旋轉軸旋轉該中空軸件及該筒夾；及一轉位裝置，其安裝於該機器框架上且包括用於該旋轉台之旋轉轉位以將該至少一個工件承載心軸定位於一各自該加工站處之轉位構件，其中該至少一個驅動馬達在該旋轉台上安裝於一位置中，以致允許自兩個軸向相對之機械加工方向且自一徑向機械加工方向機械加工夾箝於該筒夾中之該工件，且其中該等轉位構件係可在用於旋轉轉位該旋轉台之一操作轉位配 置中及在一非操作配置中致動，在該非操作配置中該等轉位構件允許自兩個軸向相對之機械加工方向且自一徑向機械加工方向機械加工夾箝於該筒夾中之該工件，其中該驅動馬達包括具有實質上平行於該心軸旋轉軸之一軸件旋轉軸之一可旋轉馬達軸件，運動傳動構件經設置於該馬達軸件與該工件承載心軸之間以用於將來自該馬達軸件之一馬達扭力傳動至該工件承載心軸，其中該工件承載心軸具備一軸環座，該軸環座在該旋轉台之相對側之間垂直及/或水平延伸，一穿孔經設置於該軸環座中以用於允許可自該旋轉台之該等相對側兩者接達由該筒夾夾箝之一工件，藉此允許自軸向相對之機械加工方向機械加工該工件。
2. 如請求項1之旋轉轉位傳送機，其中該轉位軸係垂直的且該心軸旋轉軸係垂直或水平的。
3. 如請求項1之旋轉轉位傳送機，其包括一夾箝致動裝置，用於致動該筒夾之夾箝動作。
4. 如請求項1或2之旋轉轉位傳送機，其中該至少一個支撐件經固定安裝於該機器框架上。
5. 如請求項1或2之旋轉轉位傳送機，其中該機械加工站包括至少一第一機械加工單元、一第二機械加工單元及一第三機械加工單元，各機械加 工單元具備用於固持至少一個各自刀具之至少一個各自刀具心軸或固定刀具固持器，該第一機械加工單元及一第二機械加工單元之該等刀具心軸定位於該旋轉台之相對側處以實質上彼此面向以允許自實質上平行於該心軸旋轉軸之相對機械加工方向機械加工該工件，該第三機械加工單元之該刀具心軸經設置為相對於該心軸旋轉軸為徑向的。
6. 如請求項5之旋轉轉位傳送機，其中該第一、第二及第三刀具心軸或固定刀具固持器間之至少一者可配置於一傾斜位置中以用於沿著相對於該第二軸傾斜之一機械加工方向機械加工該工件。
7. 如請求項3之旋轉轉位傳送機，其進一步包括具備該夾箝致動裝置之一裝載/卸載站，該裝載/卸載站靠近該旋轉台設置於固定位置中。
8. 如請求項1或2之旋轉轉位傳送機，其包括複數個工件承載心軸、複數個驅動馬達、複數個站支撐件及複數個機械加工站以及複數個機械加工單元，該等驅動馬達之各者經支撐於該旋轉台上。
9. 如請求項1或2之旋轉轉位傳送機，其中該等轉位構件包括一凸緣，一浮動Hirth環經附接至該凸緣以用於與耦合至該旋轉台之一旋轉Hirth環且與連接至一主機器支撐件之一固定Hirth環協作，其中該凸緣可經致動用於垂直移動以提供該浮動Hirth環與該旋轉Hirth環及該固定Hirth環之接合或脫離。
10. 如請求項8之旋轉轉位傳送機，其中該等工件承載心軸沿著其徑向方向水平安裝於該旋轉台上，其之該等各自心軸旋轉軸相對於該轉位軸係垂直的。
11. 如請求項1之旋轉轉位傳送機，其中該驅動馬達或各驅動馬達安裝於該旋轉台上，其中該可旋轉馬達軸件具有水平且平行於該心軸旋轉軸之該軸件旋轉軸。
12. 如請求項1之旋轉轉位傳送機，其中該驅動馬達或各驅動馬達安裝於該旋轉台上，其中該可旋轉馬達軸件具有該軸件旋轉軸，該軸件旋轉軸係垂直的，且平行於該轉位軸及該心軸旋轉軸兩者。
13. 如請求項1或2之旋轉轉位傳送機，其包括安裝於該旋轉台上之至少一個垂直工件承載心軸及一個水平工件承載心軸，該垂直工件承載心軸及該水平工件承載心軸可圍繞分別垂直及水平之其等之心軸旋轉軸旋轉。
14. 如請求項13之旋轉轉位傳送機，其包括驅動馬達，該垂直工件承載心軸及該水平工件承載心軸各一個，該等驅動馬達支撐於該旋轉台上。
15. 如請求項13之旋轉轉位傳送機，其包括驅動馬達，該垂直工件承載心軸及該水平工件承載心軸各一個，其中用於在旋轉中驅動該水平工件承載心軸之該中空軸件及筒夾之該驅動馬達支撐於該旋轉台上且用於在旋轉中驅動該垂直工件承載心軸之該中空軸件及筒夾之該驅動馬達安裝在該旋 轉台外部。
16. 如請求項1或2之旋轉轉位傳送機，其經構形使得筒夾在該等加工站間的該旋轉台之逐漸旋轉移動及該等工件承載心軸在該等各自加工站處之轉位期間保持主動旋轉。
17. 如請求項5之旋轉轉位傳送機，其經構形以允許藉由三個機械加工單元同時或循序在各該加工站中機械加工一工件。
18. 一種使用如請求項1至17中任一項之一旋轉轉位機之機械加工方法，該方法包括下列步驟：a- 一裝載步驟，其中將一棒材插入一水平工件承載心軸中且將其切割以提供至少一個工件；b- 一轉位旋轉步驟，其用於將該旋轉轉位機之一旋轉台旋轉達對應於兩個機械加工站之間的角度之兩倍之一角度以將一工件承載心軸定位於該機械加工站；c- 一機械加工步驟，其中在於步驟b到達之該機械加工站中機械加工夾箝於該工件承載心軸中之該工件；d- 視情況重複步驟b及c多達安裝於該機器中之該等加工站之總數除以二減一次；e- 將該工件自一水平工件承載心軸傳送至一垂直工件承載心軸；f- 一轉位旋轉步驟，其用於將該旋轉轉位機之該旋轉台旋轉達對應於兩個機械加工站之間的該角度之兩倍之一角度； g- 一機械加工步驟，其中在於步驟f到達之該機械加工站中機械加工夾箝於該工件承載心軸中之該工件；h- 視情況重複步驟f及g多達安裝於該機器中之該等加工站之該總數除以二減一次；及i- 一卸載步驟，其中自該垂直工件承載心軸抽出該工件。

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