[发明专利]用于确保预设的加工深度的加工装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于加工工件(特别是在加工期间固定在支撑装置例如夹紧框架或类似装置中的工件)的加工装置。该加工装置有利地被设计成可设置在机器人臂上的至少部分自动化的钻孔装置，且能够以其钻孔工具(自动地)正交地对准被加工的工件表面上的表面点，以便例如能够钻出其孔轴线与表面法线在加工表面上的钻孔中心点重合的孔(钻出正交的孔)。为此所述加工装置在头部具有通过轴承装置可自由移动(在全部倾翻点围绕加工工具的旋转轴线360°)地安装的压紧板(压板)。测量装置探测在将压板压紧到被加工的工件表面上时出现的压板(从中心位置出发，在该中心位置中所述压板的通孔的作为压板的表面法线延伸的中心轴线和加工工具的旋转轴线重合)的任何对准/位置偏差。

背景技术

此类设备已经在专利文献US5,848,859中公开。在该专利文献中描述了一种钻孔工具，其同样具有安装在钻孔机壳体中的钻孔机，在钻孔机的顶侧端设计有可自由移动的压紧支脚，在支承侧具有在横截面上看成圆弧段形状的(球形的)支承面，该支承面与钻孔机壳体中的与此对应的(球形的)表面配合。这里压紧支脚通过各个保持弹簧相对于钻孔机壳体被保持偏压并且保持在定义的起始位置中。压紧支脚的(例如由于将钻孔支脚放置在相对于钻孔轴线非正交定位的工件表面上而引起的)倾翻通过多个在侧部设置的线性路程测量传感器进行探测，从而在压紧支脚倾翻时用于支撑钻孔装置的机器人臂的控制装置促使机器人臂的控制/移动，从而实现钻孔工具相对于需钻孔的表面正交地对准。一旦钻孔机到达工件的钻孔点中的所需正交钻孔位置，钻孔机通过配设给其的进给装置移动以进行相应的钻孔。

发明内容

本发明的目的在于提出一种此类的加工装置，其在维持在被加工的工件中的预设加工深度方面有所改进。特别是改进了压紧力(利用该压紧力应压板被压紧到被加工的工件表面)的测量。由此特别是实现了对这样一种被加工工件的改进的加工，该工件由其背面间接支撑在工作面上。如果例如要以如下方式加工一种支撑面板(由其背面支撑在内部支撑面框架的支撑面肋上)，即不仅将支撑面板而且将位于其后面的支撑面肋在预设的加工点中钻穿且随后必要时应利用铆接相互连接，则通过定义的压紧力确保两个需钻穿的工件部件的相互贴靠是有益的。

本发明该目的通过权利要求1的总体特征实现。本发明的有利改进在从属权利要求中描述。根据本发明，提出了除了用于沿钻孔轴线驱动加工单元的进给装置之外，还将压板连同其轴承单元一起组合成一个结构单元(压紧单元)并且将该单元设计成可通过另一个线性驱动装置沿钻孔轴线移动。此外将该压紧单元的驱动装置实施为可相对于且独立于进给装置或者独立于可通过进给装置移动的加工单元轴向地移动。由于两个相互脱离的驱动装置，还可以更加准确地实施钻孔工具的轴向定位。液压或气动地驱动的精密驱动器被特别提供作为用于加工单元和/或用于压紧单元的驱动装置。为了在进给方面或者在通过进给实现的在工件中的加工深度方面矫正加工单元(其特别被设计成钻孔机)，设置相应的位置探测装置。通过该位置探测装置(其有利地设计成光栅)可以在每个钻孔进程之前、特别是至少在每次更换工具之后确定钻孔工具的准确的轴向位置(特别是处于钻孔单元或者加工单元的静止状态中的位置)。为此加工单元从预设的空闲位置出发(在该空闲位置进给装置和压紧单元的驱动装置位于定义的起始位置中)行驶到校正位置中，其中，通过相对于进给装置位置固定地设置的位置探测装置确定校正位置的到达。由于位置固定地设置的位置探测装置和接触被加工的工件的压板的表面之间的轴向距离是根据设计预设的且因此是已知的，可以确定(测得)空闲位置和校正位置之间的经过的移动路程，从而根据位置探测装置和压板的接触表面之间的已知距离，以及根据空闲位置和校正位置之间的经过的移动路程，以及考虑所需的加工深度，可以确定在被加工工件的方向上用于加工单元的所需的总移动路程(总进给)。此外，总移动路程、特别是用于加工单元的行驶路程理解为，从定义的空闲位置触发直至端部位置，在端部位置所述加工工具已经以所需的加工深度加工了工件。本发明的其它的优点、特点和有益的改进在下面的附图说明中阐述。

附图说明

下面参照附图详细描述本发明。其中：

图1示出了根据本发明的具有被设计成钻孔单元的加工单元的加工装置的示意图，

图2示出了根据图1的加工装置，其中，加工单元位于可能的第一空闲位置，

图3示出了根据图1的加工装置，其中，加工单元位于可能的第二空闲位置，