[发明专利]加工中心及工件加工方法

说明书

本发明公开了一种加工中心，包括加工平面和用于对位于加工平面上的工件进行切屑去除的减材单元以及布置成通过增材制造技术在加工平面上进行加工的增材单元。减材单元包括可平行于操作轴线滑动的第一滑架。增材单元包括可沿操作轴线滑动的第二滑架。增材单元设有第一联接装置。减材单元设有可与第一联接装置联接的第二联接装置。在一个步骤中，减材单元采用拾取构造，其中，第一联接装置与第二联接装置联接以至少沿操作轴线将减材单元连接到增材单元。在拾取构造中，连接到增材单元的减材单元构造成使增材单元至少平行于操作轴线移动。本发明还公开了一种在该加工中心中被致动以至少沿一个操作轴线拾取并移动增材单元的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于在工件(尤其是由黑色金属、碳或其他复合材料、木材制成的工件)上进行减材加工或者用于进行增材加工的数控加工中心。

尤其是，本发明涉及一种布置成通过去屑来进行加工的加工中心，例如铣削，例如整个工件的铣削、边缘的铣削、用于制造装饰图案的铣削；该加工中心进一步布置成执行增材加工，即通过3D打印技术制造零件或半成品的零件。

该加工中心可以采用减材构造以及至少一种增材构造。在减材构造中，增材单元不工作，并且减材单元可以携带用于从工件上去除材料的刀具。在增材构造中，电动减材单元连接到增材单元，以驱动增材单元。

本发明还涉及一种在前述加工中心中拾取、移动和释放这种单元的方法。

背景技术

已知的加工中心设有输送单元。输送单元可在加工平面上沿X，Y，Z轴坐标系的彼此横向地、尤其是正交地布置的X轴和Y轴移动。

输送单元可以包括直立元件。直立元件可滑动地安装在加工中心的门架结构上。输送单元连接到一个或多个可驱动马达，以使输送单元基本上沿X和Y轴以及沿X，Y，Z轴坐标系中的另一轴线Z移动。

加工中心还包括储存盒。储存盒设有一个或多个用于容纳加工设备(例如主轴或挤出/3D打印单元)的座。

主轴或可替代地3D打印设备可以连接到直立元件。换句话说，如果需要执行减材加工，则主轴可以安装在直立元件上；如果需要进行增材加工，则可以安装在挤出/3D打印单元上。

主轴设有布置成用于容纳和/或旋转作业刀具的连接手柄。

当主轴连接到直立元件时，主轴可旋转刀具以通过从工件上去除切屑来进行加工。主轴也是电动的，可以在绕两个旋转轴线旋转时进行调节。其中一个旋转轴线平行于X轴或Y轴，另一个平行于另一轴线Z。

替代地，当加工中心采用增材构造时，可以将挤出/3D打印单元连接到直立元件。挤出/3D打印单元设有进料装置。进料装置包括例如电连接、压力和温度传感器、适合于加热和流化材料的加热元件、冷却管等。然而，在使用挤出/3D打印单元之前，仍然需要将电力供应到进料装置。因此，在直立元件上安装了能量供应装置。当通过输送单元拾取挤出/3D打印单元时，能量供应装置手动地连接到进料装置。

操作者将进料装置连接到能量供应装置所花费的时间很长。在进料装置准备进行增材加工之前，需要增加停机时间或等待时间。例如，必须在加热元件已经连接到能量供应装置之后等待加热元件达到规定的工作温度。这意味着更长的制造时间。

挤出/3D打印单元还设有用于输送待模制材料的管。该管连接到设置在输送单元上的另外的输送管。

每当加工中心采用增材构造时，就连接用于材料的输送管，并且当加工中心采用减材构造时，断开连接材料的输送管。当输送管断开连接时，要模制的材料的一部分保留在管内，并且与周围环境中存在的空气和湿气接触时，通常会变质，因此可能不适合模制。

包括减材单元的加工中心是进一步已知的。减材单元布置成通过从位于加工平面上的工件上去除切屑来执行加工。减材单元被电动驱动以沿X和/或Y和/或Z轴移动。主轴布置成旋转用于从工件去除切屑的刀具。