СИСТЕМА СОЕДИНЕНИЙ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С ШПИНДЕЛЬНЫМ УСТРОЙСТВОМ СТАНКА Российский патент 2020 года по МПК B23B37/00 B23Q5/54 

Описание

Настоящее изобретение относится к системе и/или системе соединений для использования с шпиндельным устройством станка.

Уровень техники

Известный уровень техники раскрывает станки, которые могут быть использованы как для обработки заготовки посредством удаления материала, так и для обработки заготовки посредством осаждения материала.

DE 10 2013 224 649 А1 описывает станок, содержащий устройство управления станком, станину станка, стол для закрепления заготовок, инструментальную державку, предпочтительно выполненную в соответствии со стандартом, множество осей линейного перемещения и/или вращения для регулирования относительного положения между столом для закрепления заготовок и инструментальной державкой, инструментальный магазин для одного или нескольких инструментов для удаления материала, в частности режущих инструментов, механизм замены инструментов для автоматического перемещения инструментов между инструментальной державкой и инструментальным магазином, головку для сварки наплавлением, которая может быть вставлена в инструментальную державку, и устройство хранения для хранения головки для сварки наплавлением за пределами инструментальной державки.

WO 2014/013247 А2 описывает станок, который приспособлен для проведения электрического тока источника энергии через обрабатывающую головку к заготовке, причем упомянутый станок содержит зажимной механизм для приема упомянутой обрабатывающей головки или другой обрабатывающей головки периодически, чтобы осуществлять обработку заготовки. Обрабатывающая головка содержит один или несколько механизмов проведения электрического тока, которые приспособлены для направления источника энергии к заготовке, и устройство обеспечения обрабатывающей головки, где упомянутая обрабатывающая головка может снабжаться одной средой или несколькими средами при использовании для того, чтобы обеспечить возможность обработки заготовки, причем упомянутое устройство обеспечения обрабатывающей головки позволяет подавать упомянутую среду или среду в обрабатывающую головку, когда обрабатывающая головка соединена с упомянутым зажимным механизмом. Упомянутый станок содержит также по меньшей мере один механизм, который приспособлен для соединения устройства обеспечения снабжения с упомянутым устройством обеспечения обрабатывающей головки таким образом, что когда оба устройства обеспечения соединены, упомянутая среда поступает в обрабатывающую головку.

Для специальных видов механической обработки или используемых специальных материалов предпочтительно, если обрабатывающая головка, используемая для данной обработки, дополнительно снабжается энергией снаружи. Вследствие разных размеров разных обрабатывающих головок, при замене обрабатывающей головки для операции обработки резанием обрабатывающей головкой для сварки наплавлением возникает проблема, при этом устройство для электропитания, которое требуется для обрабатывающей головки для операции обработки резанием, а не для обрабатывающей головки для сварки наплавлением, стоит на пути обрабатывающей головки для сварки наплавлением, так что препятствует смене двух обрабатывающих головок.

Целью настоящего изобретения является создание универсальной, компактной и не требующей больших затрат системы интерфейса инструмента или системы интерфейса соединений для станков, которая предпочтительно может быть использована не требуя очень большого пространства и затрат и предпочтительно с синергетическими эффектами относительно эффективной передачи энергии и сигналов и/или снабжения и предпочтительно эффективной, быстрой и гибкой замены инструментов и точного совмещения инструмента и обрабатывающей головки, в частности при использовании гибридных станков, в которых по выбору кроме обычной операции обработки резанием, могут быть предусмотрены дополнительные возможности обработки, такие как интерфейсные блоки инструмента, которые содержат электрические нагрузки и которые используются, например, в ультразвуковой обработке, и/или в сочетании с головками для обработки посредством осаждения материала для осаждения материала на станке, обычно приспособленном для удаления материала.

Таким образом, дополнительной целью настоящего изобретения является создание системы соединений для станка, посредством которой в одной и той же державке обрабатывающей головки могут быть размещены разные интерфейсы инструментов или обрабатывающие головки, в результате чего можно эффективно, экономично и не занимая много пространства осуществлять не только обработку заготовок посредством удаления материала или обработку резанием, но и обработку заготовок посредством осаждения материала, например сварку наплавлением, без каких бы то ни было ограничений.

Сущность изобретения

В соответствии с одним аспектом изобретения, для достижения вышеупомянутой цели предлагаются система для использования в шпиндельном устройстве станка по п.1 и/или интерфейсный блок соединений для использования в такой системе по п.16 и блок передачи энергии для использования в такой системе по п.17. Зависимые пункты и/или комбинации зависимых пунктов относится к предпочтительным вариантам осуществления.

Один аспект изобретения предлагает систему для использования в шпиндельном устройстве станка.

Упомянутая система может содержать блок передачи энергии, содержащий блок передающей катушки для бесконтактной передачи электроэнергии в блок приемной катушки интерфейсного блока инструмента. Упомянутый интерфейсный блок инструмента может содержать блок приемной катушки, электрическую нагрузку и/или элемент интерфейса инструмента для размещения упомянутого интерфейсного блока инструмента в инструментальной державке рабочего шпинделя упомянутого шпиндельного устройства. При необходимости, можно предусмотреть множество блоков передачи энергии, имеющих разные размеры для множества интерфейсных блоков инструмента, имеющих разные размеры, при этом соответствующий соединительный элемент упомянутых блоков передачи энергии предпочтительно изготовлен одинаково с целью соединения с одним интерфейсным блоком соединений.

Упомянутая система может содержать интерфейсный блок соединений, содержащий элемент корпуса интерфейса, закрепленный на шпиндельном устройстве, и второй соединительный элемент, причем упомянутый второй соединительный элемент предпочтительно приспособлен для соединения с первым соединительным элементом упомянутого блока (блоков) передачи энергии посредством разъемного соединения.

В соответствии с предпочтительным примерным вариантом осуществления, упомянутые первый и второй соединительные элементы предпочтительно могут содержать в каждом случае один или несколько элементов разъемного соединения, предпочтительно таким образом, что упомянутый один или несколько элементов разъемного соединения первого соединительного элемента и упомянутый один или несколько элементов разъемного соединения второго соединительного элемента приспособлены для осуществления разъемного соединения для разъемного прикрепления первого соединительного элемента к второму соединительному элементу.

В соответствии с предпочтительным примерным вариантом осуществления, упомянутые первый и второй соединительные элементы предпочтительно могут содержать соответственно соединяемые электрические контактные сегменты, предпочтительно для осуществления электрического соединения между первым и вторым соединительными элементами, когда первый соединительный элемент разъемно прикреплен к второму соединительному элементу.

В соответствии с предпочтительным примерным вариантом осуществления, упомянутый первый соединительный элемент предпочтительно может содержать электрические обмотки, которые электрически соединяют упомянутый блок передающей катушки блока передачи энергии предпочтительно с упомянутыми электрическими контактными сегментами первого соединительного элемента.

В соответствии с предпочтительным примерным вариантом осуществления, упомянутый второй соединительный элемент предпочтительно может содержать электрические обмотки, которые электрически соединяют упомянутые электрические контактные сегменты второго соединительного элемента предпочтительно с элементами электрического соединения, расположенными в элементе корпуса интерфейса интерфейсного блока соединений, для подсоединения внешних электрических обмоток.

В соответствии с предпочтительным примерным вариантом осуществления, упомянутый интерфейсный блок соединений предпочтительно может содержать блокировочный механизм с электрическим, гидравлическим и/или пневматическим управлением для разблокирования и/или блокирования упомянутого разъемного крепления между первым и вторым соединительными элементами.

В соответствии с предпочтительным примерным вариантом осуществления, упомянутый интерфейсный блок соединений предпочтительно может содержать элементы электрического, гидравлического и/или пневматического соединения, которые расположены на упомянутом элементе корпуса интерфейса, для управления упомянутым блокировочным механизмом.

В соответствии с предпочтительным примерным вариантом осуществления, упомянутый элемент корпуса интерфейса интерфейсного блока соединений предпочтительно выполнен с возможностью прикрепления к шпиндельному устройству посредством винтового соединения.

В соответствии с предпочтительным примерным вариантом осуществления, упомянутая система, дополнительно или в качестве альтернативы, может также содержать держатель соединительного элемента, который может быть прикреплен к станку и содержит опору соединительного элемента для удерживания упомянутого блока передачи энергии, когда первый соединительный элемент блока передачи энергии отсоединяют от второго соединительного элемента интерфейсного блока соединений.

В соответствии с предпочтительным примерным вариантом осуществления, упомянутая система, дополнительно или в качестве альтернативы, может содержать переходник соединительного элемента, содержащий третий соединительный элемент, который предпочтительно приспособлен для соединения, предпочтительно аналогично первому соединительному элементу блока передачи энергии, с вторым соединительным элементом интерфейсного блока соединений посредством разъемного соединения, когда первый соединительный элемент блока передачи энергии отсоединен от второго соединительного элемента интерфейсного блока соединений.

В соответствии с предпочтительным примерным вариантом осуществления, упомянутые третий и второй соединительные элементы предпочтительно могут содержать в каждом случае один или несколько элементов разъемного соединения, предпочтительно таким образом, что упомянутый один или несколько элементов разъемного соединения третьего соединительного элемента, предпочтительно с упомянутым одним или несколькими элементами разъемного соединения второго соединительного элемента, приспособлены для осуществления разъемного соединения для разъемного прикрепления третьего соединительного элемента к второму соединительному элементу.

В соответствии с предпочтительным примерным вариантом осуществления, упомянутый третий соединительный элемент предпочтительно может содержать крепежный элемент на стороне, противоположной упомянутым элементам разъемного соединения, для разъемного соединения с вторым соединительным элементом, для разъемного прикрепления к другому крепежному элементу, который предпочтительно выполнен с возможностью прикрепления к устройству для обработки посредством осаждения материала, которое может быть размещено в инструментальной державке упомянутого рабочего шпинделя шпиндельного устройства.

В соответствии с предпочтительным примерным вариантом осуществления, упомянутая система, дополнительно или в качестве альтернативы, может содержать интерфейсный блок инструмента с блоком приемной катушки.

В соответствии с предпочтительным примерным вариантом осуществления, упомянутый интерфейсный блок инструмента предпочтительно может содержать элемент инструментальной державки на стороне, противоположной упомянутому элементу интерфейса инструмента, для размещения инструмента.

В соответствии с предпочтительным примерным вариантом осуществления, упомянутый интерфейсный блок инструмента предпочтительно может содержать в качестве электрической нагрузки вибрационный привод, который предпочтительно приспособлен для возбуждения вибраций упомянутого интерфейсного блока инструмента, в частности предпочтительно в ультразвуковом частотном диапазоне.

Другой аспект изобретения предлагает интерфейсный блок соединений для использования в вышеописанной системе для использования с шпиндельным устройством станка. Упомянутый интерфейсный блок соединений предпочтительно содержит элемент корпуса интерфейса, который может быть закреплен на шпиндельном устройстве, и второй соединительный элемент, который приспособлен для соединения с первым соединительным элементом блока передачи энергии упомянутой системы посредством разъемного соединения.

Другой аспект изобретения предлагает блок передачи энергии для использования в вышеописанной системе для использования в шпиндельном устройстве станка. Упомянутый блок передачи энергии предпочтительно содержит блок передающей катушки для бесконтактной передачи электроэнергии в блок приемной катушки интерфейсного блока инструмента, который включает в себя блок приемной катушки, электрическую нагрузку и элемент интерфейса инструмента для размещения интерфейсного блока инструмента в инструментальной державке рабочего шпинделя шпиндельного устройства и/или первый соединительный элемент, который приспособлен для соединения с вторым соединительным элементом интерфейсного блока соединений упомянутой системы посредством разъемного соединения.

Предлагаются другие дополнительные аспекты настоящего изобретения: шпиндельное устройство для использования на станке, на котором закреплен интерфейсный блок соединений в соответствии с вышеописанным аспектом или интерфейсный блок соединений вышеописанной системы, и станок, содержащий такое шпиндельное устройство.

Таким образом, описана универсальная, компактная и не требующая больших затрат система интерфейса инструмента и/или система интерфейса соединений для станков, которая может быть использована не требуя очень большого пространства и затрат и предпочтительно с синергетическими эффектами относительно эффективной передачи энергии и сигналов и/или снабжения и предпочтительно эффективной, быстрой и гибкой замены инструментов и точного совмещения инструмента и обрабатывающей головки, в частности при использовании для гибридных станков, в которых по выбору кроме обычной операции обработки резанием, могут быть предусмотрены дополнительные возможности обработки, такие как интерфейсные блоки инструмента, которые содержат электрические нагрузки и которые используются, например, в ультразвуковой обработке, и/или в соединении с головками для обработки посредством осаждения материала для осаждения материала на станке, обычно приспособленном для удаления материала.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 показывает примерный перспективный вид станка в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

Фиг.2А-2Е показывают примерные варианты осуществления каретки шпиндельной бабки в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

Фиг.3 показывает примерный перспективный подробный вид инструментальной державки рабочего шпинделя в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

Фиг.4 показывает примерный перспективный вид шпиндельного устройства в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

Фиг.5А и 5В показывают примерные перспективные подробные виды шпиндельного устройства в соответствии с фиг.4, содержащего вставленный интерфейсный блок инструмента;

Фиг.6А и 6В показывают примерные перспективные подробные виды шпиндельного устройства в соответствии с фиг.4 без вставленного интерфейсного блока инструмента;

Фиг.7А-7С показывают примерные перспективные подробные виды системы соединений инструмента в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

Фиг.8А и 8В показывают примерные перспективные подробные виды интерфейсного блока инструмента системы соединений инструмента в соответствии с фиг.7А-7С;

Фиг.9А и 9В показывают примерные перспективные подробные виды системы соединений инструмента в соответствии с фиг.7А-7С без интерфейсного блока инструмента;

Фиг.10А и 10В показывают в каждом случае примерные перспективные подробные виды интерфейсного блока соединений и блока передачи энергии системы соединений инструмента в соответствии с фиг.7А-7С;

Фиг.11А и 11В показывают примерные перспективные подробные виды блока передачи энергии в соответствии с фиг.10В, а фиг.11С показывает примерный вид снизу блока передачи энергии в соответствии с фиг.10В;

Фиг.12А показывает примерный перспективный вид блока передачи энергии в соответствии с вариантом осуществления изобретения, а фиг.12В показывает примерный перспективный вид блока передачи энергии в соответствии с фиг.12А в держателе соединительного элемента;

Фиг.13А-13D показывают примерные подробные виды шпиндельного устройства в соответствии с фиг.4 с вставленным устройством осаждения материала в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

Фиг.14 показывает примерный перспективный подробный вид шпиндельного устройства в соответствии с фиг.4 без вставленного устройства осаждения материала;

Фиг.15А и 15В показывают примерные перспективные подробные виды переходника соединительного элемента системы соединений инструмента в соответствии с вариантом осуществления изобретения; и

Фиг.16 показывает примерный перспективный вид устройства нанесения материала в соответствии с фиг.13А-13D.

Подробное описание чертежей и предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения

Примеры и варианты осуществления настоящего изобретения подробно описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. При этом одинаковые или аналогичные элементы могут быть обозначены одинаковыми ссылочными позициями, а в некоторых случаях также разными ссылочными позициями. Отмечается, что настоящее изобретение никоим образом не ограничено описанными ниже вариантами осуществления и их элементами, а также включает в себя модификации данных вариантов осуществления, в частности те, которые образованы посредством модификаций элементов описанных примеров и/или посредством объединения отдельных или нескольких элементов описанных примеров на основе объема независимых пунктов формулы изобретения.

Фиг.1 показывает примерный перспективный вид станка 100 в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

В качестве примера, станок 100 содержит станину 110 станка, на которой расположен, например, поворотный стол 120, который содержит вращающийся стол 130, который вращательно закреплен на поворотном столе 120 и на котором зажата, например, заготовка WS для обработки на станке 100.

В качестве примера, станок 100 содержит две оси управляемого вращения для вращения заготовки WS, зажатой на вращающемся столе 130, например, вокруг оси поворота, которая расположена горизонтально относительно станины 110 станка и вокруг которой поворотный стол 120 может поворачиваться на станине 110 станка, и вокруг оси вращения, которая расположена вертикально относительно поворотного стола 120 и вокруг которой вращающийся стол 130 может вращаться на поворотном столе 120.

В данном примерном варианте осуществления, ось вращения вращающегося стола 130 не полностью неподвижна относительно станины 110 станка, а поворачивается, когда поворотный стол 120 поворачивается. В других вариантах осуществления изобретения, можно предусмотреть только одну, больше двух или также не предусматривать оси вращения и/или поворота. В других вариантах осуществления можно также предусматривать независимые оси поворота и/или вращения, например, в том смысле, что одна ось вращения и/или ось поворота вращает заготовку, а другая ось вращения и/или ось поворота вращает инструмент и/или шпиндельную головку.

В качестве примера, станок 100 содержит также подвижный рабочий орган, содержащий первую каретку 140, которая расположена на задней стойке станины 110 станка и приспособлена для направления на продольных направляющих каретки, закрепленных на стойке станка. На продольных направляющих каретки, первая каретка 140, например, выполнена с возможностью прямолинейного перемещения горизонтально в направлении оси Х станка 100 (на фиг.1 в направлении, проходящем горизонтально спереди назад).

На передней стороне первой каретки 140, например, расположены горизонтально расположенные поперечные направляющие каретки, на которых вторая каретка 150 может перемещаться прямолинейно, например, в направлении оси Y станка 100, например, горизонтально и поперек или перпендикулярно направлению оси Х первой каретки 140 (на фиг.1 в направлении, расположенном горизонтально слева направо).

Передняя сторона второй каретки 150 удерживает шпиндельную головку, содержащую корпус 160 шпиндельной головки. Шпиндельная головка способна, например, перемещаться прямолинейно вертикально, например, в направлении оси Z станка 100, т.е. в частности например в каждом случае поперек и/или перпендикулярно направлениям осей Х и Y.

Рабочий шпиндель шпиндельного устройства 170 расположен на нижней стороне шпиндельной головки, при этом корпус 160 шпиндельной головки и его ось шпинделя расположены, например, вертикально и в частности, например, параллельно направлению оси Z.

В варианте осуществления, соответствующем фиг.1, в качестве примера, предусмотрены три линейные оси с независимым управлением (например, управляемые посредством устройства управления (не показанного) на средстве управления станка с числовым управлением, по выбору с блоком ЧПУ (числового программного управления) или блоком управления посредством программируемого логического контроллера (Programmable Logic Controller - PLC), по выбору на основе программ ЧПУ и/или управляющих команд, вводимых вручную через панель управления станка 100). В качестве примера, все три линейные оси способны перемещать независимо друг от друга или одновременно инструмент, размещенный на рабочем шпинделе шпиндельного устройства 170 активным образом по отношению к положению заготовки WS, зажатой на вращающемся стол 130.

В другом варианте осуществления, можно предусмотреть одну, две или больше трех выполненных с возможностью независимого перемещения линейных осей и/или можно также предусмотреть одну, две, три или более линейных осей для перемещения заготовки и/или вращающегося стола 130 и/или поворотного стола 120.

Кроме того, станок 100 содержит, например, инструментальный магазин 180, который приспособлен для подачи множества инструментов, интерфейсов инструментов и/или инструментов с интерфейсами инструментов. Например, инструментальный магазин 180 выполнен в виде цепного магазина, однако могут быть также предусмотрены другие типы инструментальных магазинов, такие как полочные магазины или колесные магазины и др.

Кроме того, станок 100 содержит, например, устройство 190 замены инструмента, выполненное с возможностью прямолинейного перемещения между положением замены инструмента рабочего шпинделя шпиндельного устройства 170 и положением извлечения инструмента и/или положением вставки инструмента инструментального магазина 180. Устройство 190 замены инструмента приспособлено для извлечения инструмента из инструментального магазина 180 в положении извлечения инструмента и/или положении вставки инструмента инструментального магазина 180, чтобы подавать данный инструмент в рабочий шпиндель при замене инструмента и подавать в инструментальный магазин 180 удаленный инструмент в положении замены инструмента из рабочего шпинделя шпиндельного устройства 170 при замене инструмента.

Устройство 190 замены инструмента предпочтительно содержит по выбору двойной захват, который выполнен с возможностью поворота для удерживания или приема двух инструментов или интерфейсов инструментов, по выбору захватным элементом для приема инструмента из шпинделя или инструментального магазина и другим захватным элементом с инструментом, который должен быть вставлен в рабочий шпиндель и/или инструментальный магазин.

На стороне станины 110 станка, которая противоположна инструментальному магазину 180, станок 100 в соответствии с фиг.1, в качестве примера, содержит также устройство 230 осаждения материала системы 200 обработки посредством осаждения материала, причем упомянутое устройство 230 осаждения материала выполнено с возможностью вставки, зажатия и/или принятия в рабочий шпиндель шпиндельного устройства 170 и удерживания, например, на третьей каретке 220.

Третья каретка 220 способна перемещаться, например, горизонтально прямолинейно по направляющей 210 скольжения и приспособлена для перехода на рабочий шпиндель шпиндельного устройства 170, для того чтобы вставлять, зажимать и/или принимать устройство 230 осаждения материала в рабочем шпинделе шпиндельного устройства 170, в частности вместо инструмента WZ и/или интерфейса инструмента из инструментального магазина 180.

В то время как инструментальный магазин 180 способен в основном подавать инструменты для удаления материала или в частности инструменты для обработки резанием, такие как фрезерные головки или сверла, которые могут быть использованы для удаления и/или в частности срезания материала с заготовки WS, зажатой на вращающемся столе 130, система 200 обработки посредством осаждения материала приспособлена, в качестве примера, для осаждения материала на заготовке WS, зажатой на вращающемся столе 130, посредством устройства 230 осаждения материала.

При этом система 200 обработки посредством осаждения материала предпочтительно может содержать обрабатывающий блок с лазерной головкой в качестве устройства 230 осаждения материала. Устройство 230 осаждения материала приспособлено для осаждения материала, например, сварки наплавлением, на заготовку WS, зажатую на вращающемся столе 130. Примерный металлорежущий станок с лазерной головкой описан в качестве более конкретного примера устройства 230 осаждения материала для сварки наплавлением, например, в DE 10 2013 224 649 А1.

На фиг.1 гибкое кабельное электропитание системы 200 обработки посредством осаждения материала или устройства 230 осаждения материала обеспечивается, например, посредством линии 223 питания. В частности, линия 233 питания по выбору содержит линии электропитания для подачи электроэнергии в устройство 230 осаждения материала (например, подачи энергии в сварочную головку для сварки наплавлением или лазерную головку, при этом система контроля технологического процесса содержит один или несколько датчиков и/или измерительных устройств и/или камеру для визуального контроля технологического процесса) и/или электрические сигнальные линии для передачи сигналов управления или обратной связи и/или для сбора данных для обработки, в частности, например, сигналов датчиков, сигналов измерений и/или выходного видеосигнала.

Фиг.2А-2Е показывают примерные варианты осуществления каретки 171 шпиндельной бабки шпиндельного устройства 170 в соответствии с вариантом осуществления изобретения (например, в соответствии с примерным вариантом осуществления для использования на примерном станке 100 в соответствии с фиг.1 под корпусом 160 шпиндельной головки). Фиг.2А показывает в качестве примера вид спереди каретки 171 шпиндельной бабки, фиг.2В показывает в качестве примера вид сзади каретки 171 шпиндельной бабки, фиг.2С показывает в качестве примера вид сбоку каретки 171 шпиндельной бабки и фиг.2D и 2E показывают в качестве примера перспективные виды каретки 171 шпиндельной бабки.

Каретка 171 шпиндельной бабки шпиндельного устройства 170 удерживает рабочий шпиндель 172, который содержит инструментальную державку 173 (или державку 173 интерфейса инструмента) для приема или зажима инструмента или интерфейса инструмента в рабочем шпинделе 172. На фиг.2А-2Е, например, блок 310 интерфейса инструмента размещен и/или зажат в инструментальной державке 173 и более подробно описан ниже.

Однако инструментальная державка 173 в основном и преимущественно приспособлена для приема и/или зажима интерфейса инструмента таким образом, что интерфейс инструмента, принятый и/или зажатый в инструментальной державке 173, и/или инструмент, прикрепленный, зажатый или удерживаемый в ней, может быть приведен во вращение, чтобы обеспечивать перемещение для механической обработки в рабочем шпинделе 172. Для приведения во вращение рабочего шпинделя 172 шпиндельное устройство 170 предпочтительно содержит электродвигатель шпинделя или привод шпинделя (не показанный), который предпочтительно размещен в или на каретке 171 шпиндельной бабки.

В качестве примера, направляющие 174 скольжения расположены на задней стороне каретки 171 шпиндельной бабки. На этих направляющих 174 скольжения, каретка 171 шпиндельной бабки может удерживаться, например, с возможностью вертикального и прямолинейного перемещения на вторых инструментальных салазках 150 (см. фиг.1, здесь каретка 174 шпиндельной бабки может быть размещена в корпусе шпиндельной головки).

Около или рядом с рабочим шпинделем 172 и инструментальной державкой 173, на нижней стороне каретки 171 шпиндельной бабки расположена система 300 соединений инструмента, содержащая блок 320 передачи энергии и интерфейсный блок 330 соединений. В качестве примера, интерфейсный блок 310 инструмента здесь также отнесен к системе 300 соединений инструмента.

Инструментальная державка 173, например, приспособлена для приема или зажима интерфейсов инструментов полого конуса хвостовика или типа интерфейса полого конуса хвостовика. При этом в других вариантах осуществления, инструментальная державка 173, дополнительно или в качестве альтернативы, способна принимать или зажимать интерфейсы инструментов другой формы, такие как крутые конусы и/или конусы Морзе.

Фиг.3 показывает примерный перспективный подробный вид инструментальной державки 173 рабочего шпинделя 172 в соответствии с вариантом осуществления изобретения, например, в соответствии с фиг.2А-2Е. Фиг.4 показывает примерный перспективный вид шпиндельного устройства 170 в соответствии с вариантом осуществления изобретения, например, шпиндельного устройства 170, который выполнен с возможностью прикрепления к каретке 171 шпиндельной бабки в соответствии с фиг.2А-2Е.

В качестве примера, шпиндельное устройство 170 содержит корпус 175 шпинделя, в котором может быть размещен, например, привод шпинделя или электродвигатель шпинделя, и монтажную раму 176, которая закреплена на корпусе 175 шпинделя, например, на стороне инструментальной державки 173 и выполнена, например, в виде кольцеобразной монтажной рамы, при этом шпиндельное устройство 170 может быть прикреплено к или установлен на, например, каретке 171 шпиндельной бабки.

В качестве примера, интерфейсный блок 330 соединений системы 300 соединений инструмента предпочтительно установлен неподвижно и рационально зафиксирован около или рядом с рабочим шпинделем 172 инструментальной державки 173, например, посредством неподвижного винтового соединения. Блок 320 передачи энергии системы 300 соединений инструмента установлен предпочтительно разъемно и предпочтительно неподвижно и зафиксирован от вращения на интерфейсном блоке 330 соединений, например, посредством разъемного соединения с защелкой.

В качестве примера, блок 320 передачи энергии системы 300 соединений инструмента в соответствии с фиг.3 и 4 содержит соединительный элемент 321, который установлен на интерфейсном блоке 330 соединений предпочтительно разъемно и предпочтительно неподвижно и зафиксирован от вращения. В качестве примера, элемент 322 держателя катушки расположен на стороне соединительного элемента 321, которая противоположна интерфейсному блоку 330 соединений, причем упомянутый элемент держателя катушки удерживает, например, блок 323 передающей катушки, который размещает передающую катушку и/или сегмент 324 передающей катушки.

В качестве примера, интерфейсный блок 310 инструмента содержит корпус 311 интерфейса инструмента, который, например, размещается в инструментальной державке 173 рабочего шпинделя 172 и выполнен, например, в виде полого конуса хвостовика или секции полого конуса хвостовика. Кроме того, интерфейсный блок 310 инструмента на стороне, противоположной корпусу 311 интерфейса инструмента, содержит также участок 313, принимающий инструмент, для приема или зажима инструмента, такого как фрезерная головка или сверло. Интерфейсный блок 310 инструмента между участком 313 размещения инструмента и корпусом 311 интерфейса инструмента, содержит, например, блок 312 приемной катушки, который может размещать приемную катушку 314.

Фиг.5А и 5В показывают примерные перспективные подробные виды шпиндельного устройства 170 в соответствии с фиг.4 с вставленным интерфейсным блоком 310 инструмента. Система 300 соединений инструмента с интерфейсным блоком 330 инструмента и блоком 320 передачи энергии размещена на или около рабочего шпинделя 172 и/или инструментальной державки 173 таким образом, что сегмент 324 передающей катушки блока 323 передающей катушки расположен над или по меньшей мере частично над приемной катушкой 324 блока 312 приемной катушки интерфейсного блока 310 инструмента, если смотреть в аксиальном направлении относительно оси шпинделя. Это в частности означает, что приемная катушка 324 блока 312 приемной катушки и передающая катушка и/или сегмент 324 передающей катушки блока 323 передающей катушки перекрываются или частично перекрываются, если смотреть в аксиальном направлении относительно оси шпинделя, когда они расположены или зажаты в инструментальной державке 173 рабочего шпинделя 172.

При этом блок 312 приемной катушки и блок 323 передающей катушки установлены в данном положении относительно друг друга таким образом, что между блоком 312 приемной катушки и блоком 323 передающей катушки предусмотрен воздушный зазор, так что при приведении в движение посредством рабочего шпинделя 172, интерфейсный блок 310 инструмента, размещенный или зажатый в инструментальной державке 173, способен беспрепятственно вращаться вокруг оси шпинделя без контакта или трения с неподвижным блоком 320 передачи энергии, при этом можно передавать электроэнергию и/или электрические сигналы бесконтактным способом посредством передачи магнитной энергии по аналогии с трансформатором через упомянутый воздушный зазор между блоком 312 приемной катушки и блоком 323 передающей катушки.

Это в частности предпочтительно тогда, когда интерфейсный блок 310 инструмента содержит одну или несколько электрических нагрузок, которые будут или должны снабжаться электроэнергией во время обработки заготовки WS и/или в частности во время вращательного движения интерфейсного блока 310 инструмента с приводом от шпинделя.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, интерфейсный блок 310 инструмента предпочтительно содержит один или несколько приводимых в движение исполнительных механизмов и/или один или несколько считываемых датчиков (например, датчиков температуры, датчиков вибрации или электрических, оптических или индуктивных датчиков предотвращения столкновений), которые могут снабжаться электроэнергией через бесконтактное электромагнитное соединение между блоком 312 приемной катушки интерфейсного блока 310 инструмента и блоком 323 передающей катушки блока 320 передачи энергии для энергоснабжения и/или которые способны передавать обратно сигналы электрических датчиков или сигналы управления и/или другие сигналы обратной связи из интерфейсного блока 310 инструмента через бесконтактное электромагнитное соединение между блоком 312 приемной катушки интерфейсного блока 310 инструмента и блоком 323 передающей катушки блока 320 передачи энергии.

В особенно предпочтительных вариантах осуществления, интерфейсный блок 310 инструмента содержит один или несколько вибрационных исполнительных механизмов и/или колебательных приводов для генерирования вибраций/колебаний в аксиальном и/или радиальном направлении относительно оси шпинделя и/или оси интерфейса инструмента, в частности предпочтительно в ультразвуковом частотном диапазоне, например, для ультразвуковой обработки, если вращение инструмента для механической обработки совмещается с вибрациями или колебаниями в ультразвуковом диапазоне. Для этой цели, например, могут быть использованы пьезоактюаторы и/или пьезоэлементы для управления или управления с обратной связью генерированием вибраций и/или колебаний. В этой связи сделана ссылка в частности на инструменты, инструментальные узлы и способы обработки, описанные в DE 10 2009 008 227 А1, DE 10 2012 210 254 А1 и DE 10 2013 210 199 А1.

Фиг.6А и 6В показывают примерные перспективные подробные виды шпиндельного устройства 170 в соответствии с фиг.4 без вставленного интерфейсного блока 310 инструмента. В качестве примера, фиг.6А и 6В показывают, что, например, блок 323 передающей катушки блока 320 передачи энергии не образует полную окружность с сегментом 324 передающей катушки, а выполнен в виде сегмента делительной окружности, который установлен или размещен только на одной стороне инструментальной державки 173 рабочего шпинделя 172. Таким образом, преимущество состоит в том, что, с одной стороны, блок 320 передачи энергии может быть выполнен так, чтобы не занимать много пространства и без больших затрат, с сегментом 324 передающей катушки, а с другой стороны, пространство вокруг инструментальной державки 173 может быть сохранено свободным несмотря на блок 320 передачи энергии с сегментом 324 передающей катушки. Таким образом, рабочий шпиндель 172 и инструментальная державка 173 хорошо видны и введение интерфейса инструмента упрощается, даже если блок 320 передачи энергии с сегментом 324 передающей катушки расположен или закреплен на рабочем шпинделе 172.

Фиг.7А-7С показывают примерные перспективные подробные виды системы 300 соединений инструмента в соответствии с вариантом осуществления изобретения. В качестве примера, она содержит вышеописанные блоки, включая интерфейсный блок 310 инструмента, блок 320 передачи энергии и интерфейсный блок 330 соединений.

Фиг.8А и 8В показывают примерные перспективные подробные виды интерфейсного блока 310 инструмента системы 300 соединений инструмента в соответствии с фиг.7А и 7С, а фиг.9А и 9В показывают примерные перспективные подробные виды системы 300 соединений инструмента в соответствии с фиг.7А-7С без интерфейсного блока 310 инструмента.

Фиг.7А и 8А показывают нижнюю сторону блока 312 приемной катушки интерфейсного блока 310 инструмента, где можно видеть приемную катушку 314, которая проходит, например, кольцеобразно и, например, по всей окружности вокруг оси интерфейса инструмента и/или в корпусе блока 312 приемной катушки. Таким образом, предпочтительно гарантируется, что блок 312 приемной катушки может непрерывно оставаться в бесконтактном соединении с блоком 323 передающей катушки блока 320 передачи энергии, который выполнен только в виде сегмента или сегмента делительной окружности во время вращения интерфейсного блока 310 инструмента с приводом от шпинделя.

Фиг.7А-7С и 8А-8С показывают также, что интерфейсный блок 310 инструмента, например, образует по периметру корпуса 311 интерфейса инструмента, захватный паз 311а, при этом упомянутый захват или захватный участок устройства смены инструмента или захват устройства 190 смены инструмента в соответствии с фиг.1 способен захватывать интерфейсный блок 310 инструмента для замены инструмента в рабочем шпинделе 172, например, чтобы заменить интерфейсный блок инструмента другим инструментом или другим интерфейсным блоком 310 инструмента.

В качестве примера, интерфейсный блок 330 соединений содержит соединительный элемент 331, который может быть соединен с соединительным элементом 321 блока 320 передачи энергии и/или упомянутый соединительный элемент 321 блока 320 передачи энергии может быть закреплен предпочтительно разъемно и предпочтительно неподвижно и зафиксирован от вращения.

Кроме того, интерфейсный блок 330 соединений дополнительно содержит, например, элемент 332 корпуса интерфейса, расположенный на стороне, противоположной соединительному элементу 331, для прикрепления к шпиндельному устройству 170 и/или каретке 171 шпиндельной бабки, причем крепежные элементы 333 прикреплены к элементу 332 корпуса интерфейса на стороне, обращенной от соединительного элемента 321, для неподвижного и зафиксированного от вращения прикрепления (например, посредством винтовых соединений) к шпиндельному устройству 170 и/или рабочему шпинделю 172, к участку соединительной рамы 176 шпинделя рядом с рабочим шпинделем 172 или к участку каретки 171 шпиндельной бабки рядом с рабочим шпинделем 172.

Кроме того, на элементе 332 корпуса интерфейса интерфейсного блока 330 соединений сбоку размещено множество соединений или соединительных элементов 334. Соединительные элементы 334 обеспечивают, например, внешнее соединение линий передачи электрических сигналов и/или линий электропитания через подсоединенные соединительные элементы с передающей катушкой 324 блока 323 передающей катушки для снабжения электроэнергией интерфейсного блока инструмента и/или для ввода и/или вывода сигналов управления, управления с обратной связью и/или сигналов датчиков. Кроме того, могут быть предусмотрены гидравлические и/или пневматические соединения, например, когда в некоторых вариантах осуществления соединение соединительных элементов 321 и 331 блока 320 передачи энергии и интерфейсного блока 330 соединений может переключаться, например, пневматическим и/или гидравлическим способом между заблокированным или зафиксированным состоянием соединения и разблокированным или расфиксированным состоянием соединения. В других вариантах осуществления управление таким переключаемым разблокированием или блокированием соединительных элементов может также осуществляться электрическим способом.

Фиг.10А и 10В показывают примерные перспективные подробные виды интерфейсного блока 330 соединений и блока 320 передачи энергии системы соединений инструмента в соответствии с фиг.7А-7С в отсоединенном или высвобожденном состоянии. Фиг.10В показывает вышеописанный блок 320 передачи энергии с соединительные элементом 321 блока 320 передачи энергии (который может быть подсоединен или разъемно прикреплен к или с соединительным элементом 331 интерфейсного блока 330 соединений), элементом 322 держателя катушки, блоком 323 передающей катушки и сегментом 324 передающей катушки.

Фиг.10А показывает вышеописанный интерфейсный блок 330 соединений с крепежными элементами 333, элементом 332 корпуса интерфейса и соединительным элементом 331 интерфейсного блока 330 соединений (который может быть соединен или разъемно прикреплен к или с соединительным элементом 321 блока 320 передачи энергии).

На нижней стороне соединительного элемента 331 интерфейсного блока 330 соединений, соединительный элемент 331 содержит соединительный участок 331а для подсоединения или разъемного прикрепления к соединительному элементу 321 блока 320 передачи энергии. Соединительный участок 331а содержит, например, множество отверстий 331b соединительного участка (например, для приема крепежных элементов для подсоединения или разъемного прикрепления к соединительному элементу 321 блока 320 передачи энергии) и, например, контактные приемные отверстия 331с, расположенные между отверстиями 331b соединительного участка (например, для электрических контактных соединений для линий передачи электрических сигналов и/или электропитания с блоком 323 передающей катушки блока 323 передачи энергии).

Фиг.11А и 11В показывают примерные перспективные подробные виды блока 320 передачи энергии в соответствии с фиг.10В, а фиг.11С показывает примерный вид снизу блока 320 передачи энергии в соответствии с фиг.10В. В качестве примера, показано, что соединительный элемент 322 прикреплен к элементу 322 держателя катушки посредством винтового соединения с использованием, например, четырех винтов (см. фиг.11В и 11С), а блок 323 передающей катушки прикреплен к элементу 322 держателя катушки посредством винтового соединения с использованием, например, одного винта (см. фиг.11А и 11В).

На верхней стороне соединительного элемента 322 блока 320 передачи энергии, соединительный элемент 322 содержит соединительный участок 321в для подсоединения и/или разъемного прикрепления к соединительному элементу 331 интерфейсного блока 330 соединений. Соединительный участок 321а содержит, например, множество отверстий 321b соединительного участка (например, для приема крепежных элементов для подсоединения и/или разъемного прикрепления к соединительному элементу 331 интерфейсного блока 330 соединений) и, например, контактные опорные отверстия 321с, расположенные между отверстиями 321b соединительного участка (например, для электрических контактных соединений для линий передачи электрических сигналов и/или электропитания с блоком 323 передающей катушки).

Соединительные участки 321а и 331а предпочтительно образованы в соответствии друг с другом в виде системы разъемных соединений, причем соответствующие отверстия 321b и 331b соединительных участков соответственно содержат предпочтительно механические элементы разъемного соединения, а контактные опорные отверстия 321с и 331с соответственно содержат предпочтительно электрические элементы разъемного соединения.

В некоторых вариантах осуществления, отверстия 321b соединительного участка соединительного элемента 321 блока 320 передачи энергии могут содержать, например, механически охватываемые элементы разъемного соединения, а отверстия 331b соединительного участка соединительного элемента 331 интерфейсного блока 330 соединений могут содержать соответствующие механически охватывающие элементы разъемного соединения.

В других вариантах осуществления, отверстия 321b соединительного участка соединительного элемента 321 блока 320 передачи энергии могут содержать, например, механически охватывающие элементы разъемного соединения, а отверстия 331b соединительного участка соединительного элемента 331 интерфейсного блока 330 соединений могут содержать соответствующие механически охватываемые элементы разъемного соединения.

Возможны также смешанные комбинации, в которых отверстия 321b соединительного участка соединительного элемента 321 блока 320 передачи энергии содержат, например, механически охватывающие и механически охватываемые элементы разъемного соединения, а отверстия 331b соединительного участка соединительного элемента 331 интерфейсного блока 330 соединений содержат механически охватываемые и охватывающие элементы разъемного соединения.

По аналогии, отверстия 321с контактодержателя могут также содержать электрически охватываемые и/или охватывающие элементы разъемного соединения, а отверстия 331с контактодержателя могут содержать соответствующие электрически охватывающие и/или охватываемые элементы разъемного соединения.

Фиг.12А показывает примерный перспективный вид блока 320 передачи энергии в соответствии с вариантом осуществления изобретения, а фиг.12В показывает примерный перспективный вид блока 320 передачи энергии в соответствии с фиг.12А в опоре 341 соединительного элемента держателя 340 соединительного элемента.

На фиг.12А и 12В соединительный участок 321а соединительного элемента 321 блока 320 передачи энергии содержит, например, механически охватываемые элементы 321е разъемного соединения в отверстиях соединительного участка. Данные элементы 321е разъемного соединения (например, крепежные болты 321е) выполнены, например, в виде стопорных болтов для разъемного соединения с защелкой с соединительным элементом 331 интерфейсного блока 330 соединений. Кроме того, на фиг.12А и 12В, например, электрически охватываемые контактные элементы разъемного соединения расположены в отверстиях контактодержателя соединительного элемента 321 блока 320 передачи энергии.

Соединительный элемент 321 также содержит расположенные сбоку удерживающие участки 321f. В соответствии с фиг.12В, соединительный элемент 321 выполнен с возможностью удерживания или подачи через удерживающие участки 321f опоры 341 соединительного элемента держателя 340 соединительного элемента. Например, такой держатель 340 соединительного элемента может быть предусмотрен в станке 100 для хранения или подачи блока 320 передачи энергии, если только он не состыкован или соединен с интерфейсным блоком 330 соединений.

Например, предпочтительно предусматривать нескольких разных блоков 320 передачи энергии в соответствующих держателях 340 соединительного элемента, например, для разных вариантов применения по выбору с блоками 323 передающей катушки, имеющими разные размеры и/или разные диаметры катушки (например, для интерфейсных блоков 310 инструментов разными или имеющими разные размеры корпусами 311 интерфейса инструмента) и/или блоками 312 приемной катушки, имеющими разные размеры и/или разные диаметры катушки. Разные блоки 320 передачи энергии все предпочтительно содержат одинаково образованный соединительный элемент 331, приспособленный для состыковки или соединения, например, предпочтительно с одинаковым интерфейсным блоком 330 соединений. Это предпочтительно обеспечивает по выбору автоматическую замену блока 320 передачи энергии в соответствии с возможными желаемыми заменами интерфейсных блоков 310 инструментов.

Кроме того, блок 320 передачи энергии может храниться в промежуточном положении предпочтительно просто в держателе 340 соединительного элемента, когда вместо интерфейсного блока 310 инструмента будут вставлять обычный инструмент посредством устройства 190 смены инструмента в рабочем шпинделе 172 или даже когда возможное устройство 230 осаждения материала системы 200 обработки посредством осаждения материала будет использоваться в инструментальной державке 173 рабочего шпинделя 172.

При этом в станке 100 может быть предпочтительно предусмотрен управляемый манипулятор или робот для перемещения материалов, по выбору с захватывающим устройством, которое приспособлено для удаления или сброса, по желанию автоматически, блока 320 передачи энергии в держателе 340 соединительного элемента и/или для приема, по желанию автоматически, блока 320 передачи энергии, состыкованного или соединенного и разъемно прикрепленного к интерфейсному блоку 320 соединений и/или для состыковки или соединения, по выбору в автоматически разъемном соединении, блока 320 передачи энергии с интерфейсным блоком 330 соединений.

Фиг.13А-13D показывают в качестве примера перспективные подробные виды шпиндельного устройства 170 в соответствии с фиг.4 с вставленным устройством 230 осаждения материала в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Устройство 230 осаждения материала содержит корпус 231 обрабатывающей головки, который удерживает обрабатывающую головку 232 для осаждения материала, которая содержит, например, насадку для осаждения материала на заготовку. В качестве примера, обрабатывающая головка 232 для осаждения материала выполнена в виде лазерной головки, которая приспособлена для нанесения материала на поверхность заготовки посредством сварки наплавлением, при этом металлический порошок наносится на поверхность заготовки через упомянутую насадку обрабатывающей головки 232 для осаждения материала и соединяется с поверхностью посредством сварки с использованием лазерного луча. В этой связи опять сделана ссылка на обрабатывающие головки и способы обработки посредством сварки наплавлением, описанные в DE 10 2013 224 649 А1.

Для снабжения обрабатывающей головки 232 для осаждения материала, например, электроэнергией, сигналами управления, материалом для осаждения, например, в виде металлического порошка и газом под давлением, чтобы предотвратить окисление подаваемого порошка во время сварки наплавлением, и для подачи упомянутого порошка из насадки обрабатывающей головки 232 для осаждения материала, линию 232 питания прикрепляют к устройству 230 осаждения материала и соединяют с обрабатывающей головкой 232 для осаждения материала.

На фиг.13А-13D, устройство 230 осаждения материала расположено, например, в рабочем шпинделе 172 шпиндельного устройства 170. Упомянутые чертежи показывают интерфейсный блок 330 соединений, прикрепленный к шпиндельному устройству 170 в соответствии с вышеописанными вариантами осуществления, и его соединительный элемент снабжен другим соединительным элементом переходника 350 соединительного элемента для устройства 230 осаждения материала.

Фиг.14 показывает примерный перспективный подробный вид шпиндельного устройства 170 в соответствии с фиг.4 без вставленного устройства 230 осаждения материала. Данный чертеж показывает переходник 350 соединительного элемента для устройства 230 осаждения материала в положении разъемного прикрепления соединительных элементов, соединенных или состыкованных с соединительным элементом 333 вышеупомянутого интерфейсного блока 330 соединений, при этом переходник 350 соединительного элемента содержит соединительный элемент 351 по аналогии с соединительным элементом 321 вышеописанного блока 320 передачи энергии.

Фиг.15А и 15В показывают в качестве примера перспективные подробные виды переходника 350 соединительного элемента системы 300 соединений инструмента в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Соединительный элемент 351 переходника 350 соединительного элемента содержит боковые удерживающие участки 351а по аналогии с соединительным элементом 321 вышеописанного блока 320 передачи энергии, при этом переходник 350 соединительного элемента выполнен с возможностью приема и подачи в опоре 341 соединительного элемента держателя 340 соединительного элемента по аналогии с блоком 320 передачи энергии в соответствии с фиг.12В. Соединительный элемент 351 переходника 350 соединительного элемента содержит также крепежные болты 353 в качестве элементов разъемного соединения, например, по аналогии с блоком 320 передачи энергии в соответствии с фиг.12А. В других вариантах осуществления здесь могут быть предусмотрены охватываемые и/или охватывающие элементы разъемного соединения в соответствии с конфигурацией интерфейсного блока 330 соединений.

На стороне, противоположной крепежным болтам 353, соединительный элемент 351 переходника 350 соединительного элемента содержит, например, другой крепежный элемент 352 (например, выполненный в виде механически охватываемого элемента разъемного соединения) для разъемного соединения с соответствующим крепежным элементом 360 системы 300 соединений инструмента (см. фиг.16). Крепежные элементы 352 и 360 также выполнены предпочтительно в виде соответствующих совмещающихся элементов разъемного соединения.

Фиг.16 показывает примерный перспективный вид устройства 230 осаждения материала в соответствии с фиг.13А-13D. Упомянутое устройство содержит, как было описано выше в качестве примера, обрабатывающую головку 232 для осаждения материала, содержащуюся в корпусе 231 обрабатывающей головки и подсоединенную линию 233 питания. Кроме того, корпус 231 обрабатывающей головки содержит или удерживает корпус 234 интерфейса инструмента на стороне, противоположной обрабатывающей головке 232 для осаждения материала, причем упомянутый корпус интерфейса инструмента выполнен, например, в виде участка интерфейса полого конуса хвостовика.

Инструментальная державка 173 рабочего шпинделя 172 приспособлена, по аналогии с державкой корпуса 311 интерфейса инструмента интерфейсного блока 310 инструмента, для приема и зажима корпуса 234 интерфейса инструмента устройства 230 осаждения материала. Крепежный элемент 360 системы 300 соединений инструмента установлен на или по выбору прикреплен посредством винтового соединения к корпусу 231 обрабатывающей головки на стороне, противоположной обрабатывающей головке 232 для осаждения материала, рядом или около корпуса 234 интерфейса инструмента.

Когда устройство 230 осаждения материала размещено или зажато посредством корпуса 234 интерфейса инструмента в инструментальной державке 173 рабочего шпинделя 172 (см. фиг.13А-13D), крепежные элементы 360 и 252 соединены друг с другом, например, посредством неподвижного разъемного соединения с тугой посадкой, которое расположено поперек оси шпинделя.

Благодаря этому, когда устройство 230 осаждения материала вставляют в рабочий шпиндель 172, можно одновременно получать предпочтительно точное и идеальное установочное положение устройства 230 осаждения материала, которое может быть установлено в инструментальную державку 173 рабочего шпинделя 182 теоретически за счет вращательно симметричного интерфейса инструмента и/или вращательно симметричного полого конуса хвостовика в разных угловых положениях, но за счет второго соединения крепежных элементов 360 и 352 устанавливается в одном единственном угловом положении.

Кроме того, упомянутое второе соединение крепежных элементов 360 и 252 предпочтительно стабилизирует ориентацию устройства 230 осаждения материала даже при быстром перемещении шпиндельной бабки 171 в горизонтальном направлении (т.е., например, в направлениях оси Х и оси Y каретки станка 100) и таким образом предпочтительно предотвращает закручивание устройства 230 осаждения материала при быстром перемещении шпиндельной бабки 171 в горизонтальном направлении и возможные нежелательные пульсирующие колебания устройства 230 осаждения материала вокруг оси шпинделя.

Таким образом, описана универсальная, компактная и не требующая больших затрат система интерфейса инструмента или система интерфейса соединений для станков, которая может быть использована в частности не требуя очень большого пространства и затрат и предпочтительно с синергетическими эффектами относительно эффективной передачи энергии и сигналов или снабжения и предпочтительно эффективной, быстрой и гибкой замены инструментов и точной ориентации инструмента и обрабатывающей головки, в частности при использовании для гибридных станков, в которых по выбору кроме обычной обработки резанием, могут быть предусмотрены дополнительные возможности обработки, такие как интерфейсные блоки инструмента, которые содержат электрические нагрузки и которые используются, например, в ультразвуковой обработке, и/или в соединении с головками для обработки посредством осаждения материала для осаждения материала на станке, обычно приспособленном для удаления материала.

Перечень ссылочных позиций

100 станок

110 станина станка

120 поворотный стол

130 вращающийся стол

140 первая каретка

150 вторая каретка

160 корпус шпиндельной головки

170 шпиндельное устройство

171 каретка шпиндельной бабки

172 рабочий шпиндель

173 инструментальная державка

174 направляющие скольжения шпинделя

175 корпус шпинделя

176 монтажная рама

180 инструментальный магазин

190 устройство смены инструмента

200 система обработки посредством осаждения материала

210 направляющая скольжения

220 третья каретка

230 устройство осаждения материала

231 корпус обрабатывающей головки

232 обрабатывающая головка для осаждения материала

233 линия питания

234 корпус интерфейса инструмента

300 система соединений инструмента

310 блок интерфейса инструмента

311 корпус интерфейса инструмента

311а захватный паз

312 блок приемной катушки

313 участок инструментальной державки

314 приемная катушка

320 блок передачи энергии

321 соединительный элемент

321а соединительный участок

321b отверстия соединительного участка

321c отверстия контактодержателя

321d контактные соединения

321e крепежные болты

321f удерживающие участки

322 элемент держателя катушки

323 блок передающей катушки

324 сегмент передающей катушки

330 интерфейсный блок соединений

331 соединительный элемент

331а соединительный участок

331b отверстия соединительного участка

331с отверстия контактодержателя

332 элемент корпуса интерфейса

333 крепежные элементы

334 соединительные элементы

340 держатель соединительного элемента

341 опора соединительного элемента

350 переходник соединительного элемента

351 соединительный элемент

352 крепежный элемент

353 крепежный болт

360 крепежный элемент

WS заготовка

WZ инструмент.

Система содержит блок 320 передачи энергии с блоком 323 передающей катушки для бесконтактной передачи электроэнергии в блок 312 приемной катушки интерфейсного блока 310 инструмента с электрической нагрузкой и участком 311 интерфейса инструмента для размещения в инструментальной державке 173 рабочего шпинделя 172 шпиндельного устройства 170, и интерфейсный блок 330 соединений, содержащий элемент 332 корпуса интерфейса, выполненный с возможностью прикрепления к шпиндельному устройству 170, и второй соединительный элемент 331, который приспособлен для соединения с первым соединительным элементом 321 блока 320 передачи энергии посредством разъемного соединения. Достигается расширение технологических возможностей за счет возможности сочетания обработки резанием с осаждением материала, например посредством сварки. 5 н. и 14 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Система интерфейса соединений для использования со шпиндельным устройством (170) станка (100), содержащая:

- блок (320) передачи энергии, содержащий блок (323) передающей катушки для бесконтактной передачи электроэнергии в блок (312) приемной катушки интерфейсного блока (310) инструмента, который включает в себя блок (312) приемной катушки, электрическую нагрузку и участок (311) интерфейса инструмента для приема интерфейсного блока (310) инструмента на инструментальной державке (173) рабочего шпинделя (172) шпиндельного устройства (170), и

- интерфейсный блок (330) соединений, содержащий элемент (332) корпуса интерфейса, выполненный с возможностью прикрепления к шпиндельному устройству (170), и второй соединительный элемент (331), выполненный с возможностью связи с первым соединительным элементом (321) блока (320) передачи энергии посредством разъемного соединения.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что первый и второй соединительные элементы (321, 331) каждый содержит один или несколько элементов разъемного соединения, так что упомянутый один или несколько элементов разъемного соединения первого соединительного элемента (321) выполнены с упомянутым одним или несколькими элементами разъемного соединения второго соединительного элемента (331) для осуществления разъемного соединения для разъемного прикрепления первого соединительного элемента (321) ко второму соединительному элементу (331).

3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что первый и второй соединительные элементы (321, 331) каждый содержит выполненные с возможностью взаимного соединения электрические контактные участки для осуществления электрического соединения между первым и вторым соединительными элементами (321, 331), когда первый соединительный элемент (321) разъемно прикреплен к второму соединительному элементу (331).

4. Система по п.3, отличающаяся тем, что первый соединительный элемент (321) содержит электрические обмотки, которые электрически соединяют блок (323) передающей катушки блока (320) передачи энергии с электрическими контактными участками первого соединительного элемента (321).

5. Система по п.3 или 4, отличающаяся тем, что второй соединительный элемент (331) содержит электрические обмотки, которые электрически соединяют электрические контактные участки второго соединительного элемента (331) с элементами (334) электрического соединения, расположенными на элементе (332) корпуса интерфейса интерфейсного блока (330) соединений для соединения внешних электрических обмоток.

6. Система по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что интерфейсный блок (330) соединений содержит блокировочный механизм, выполненный с возможностью электрического, гидравлического или пневматического управления, для разблокирования и блокирования упомянутого разъемного крепления между первым и вторым соединительными элементами (321, 331).

7. Система по п.6, отличающаяся тем, что интерфейсный блок (330) соединений содержит элементы (334) электрического, гидравлического или пневматического соединения, расположенные на элементе (332) корпуса интерфейса для управления упомянутым блокировочным механизмом.

8. Система по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что элемент (332) корпуса интерфейса интерфейсного блока (330) соединений выполнен с возможностью прикрепления к шпиндельному устройству (170) посредством винтового соединения.

9. Система по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что она имеет держатель (34) соединительного элемента, который выполнен с возможностью прикрепления к станку (100) и содержит опору (341) соединительного элемента для удерживания блока (320) передачи энергии, когда первый соединительный элемент (321) блока (320) передачи энергии отсоединен от второго соединительного элемента (331) интерфейсного блока (330) соединений.

10. Система по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что она имеет переходник (350) соединительного элемента, который содержит третий соединительный элемент (351), выполненный с возможностью связи посредством разъемного соединения со вторым соединительным элементом (331) интерфейсного блока (330) соединений по аналогии с первым соединительным элементом (321) блока (320) передачи энергии, когда первый соединительный элемент (321) блока (320) передачи энергии отсоединен от второго соединительного элемента (331) интерфейсного блока (330) соединений.

11. Система по п.10, отличающаяся тем, что третий и второй соединительные элементы (351, 331) каждый содержит один или несколько элементов разъемного соединения, так что совместно с упомянутым одним или несколькими элементами разъемного соединения второго соединительного элемента (331) упомянутый один или несколько элементов разъемного соединения третьего соединительного элемента (351) выполнены с возможностью осуществления разъемного соединения для разъемного прикрепления третьего соединительного элемента (351) ко второму соединительному элементу (331).

12. Система по п.11, отличающаяся тем, что третий соединительный элемент (351) содержит крепежный элемент (352) на стороне, противоположной упомянутым элементам разъемного соединения для разъемного соединения со вторым соединительным элементом (331), для разъемного прикрепления к дополнительному крепежному элементу (360), который выполнен с возможностью прикрепления к устройству (230) обработки посредством осаждения материала, которое может быть размещено в инструментальной державке (173) рабочего шпинделя (172) шпиндельного устройства (170).

13. Система по любому из пп.1-12, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит интерфейсный блок (310) инструмента с блоком (312) приемной катушки.

14. Система по п.13, отличающаяся тем, что интерфейсный блок (310) соединений содержит участок (313) инструментальной державки на стороне, противоположной участку (311) интерфейса инструмента, для приема инструмента.

15. Система по п.13 или 14, отличающаяся тем, что интерфейсный блок (311) инструмента содержит в качестве электрической нагрузки вибрационный привод, который выполнен с возможностью возбуждения колебаний интерфейсного блока (311) инструмента, в частности в ультразвуковом частотном диапазоне.

16. Интерфейсный блок (330) соединений для использования в системе интерфейса соединений для использования на шпиндельном устройстве (170) станка (100) по любому из пп.1-15, содержащий элемент (332) корпуса интерфейса, который выполнен с возможностью прикрепления к шпиндельному устройству (170), и второй соединительный элемент (331), который выполнен с возможностью связи с первым соединительным элементом (321) блока (320) передачи энергии системы интерфейса соединений посредством разъемного соединения.

17. Блок (320) передачи энергии для использования в системе интерфейса соединений для использования на шпиндельном устройстве (170) станка (100) по любому из пп.1-15, содержащий:

- блок (323) передающей катушки для бесконтактной передачи электроэнергии в блок (312) приемной катушки интерфейсного блока (310) инструмента, который включает в себя блок (312) приемной катушки, электрическую нагрузку и участок (311) интерфейса инструмента для приема интерфейсного блока (310) инструмента в инструментальной державке (173) рабочего шпинделя (172) шпиндельного устройства (170), и

- первый соединительный элемент (321), который выполнен с возможностью связи со вторым соединительным элементом (331) интерфейсного блока (330) соединений системы интерфейса соединений посредством разъемного соединения.

18. Узел станка (10), содержащий:

шпиндельное устройство (170) и интерфейсный блок (330) соединений по п.16, прикрепленный к шпиндельному устройству (170), или

шпиндельное устройство (170) и интерфейсный блок (330) соединений для использования в системе интерфейса соединений по любому из пп.1-15, прикрепленный к шпиндельному устройству (170).

19. Станок (100), содержащий узел по п.18.