Система для поддержки обрабатываемой детали
Изобретение относится к системе для поддержки обрабатываемой детали. Система для поддержки обрабатываемой детали в положении для механической обработки, содержит головку для контакта с частью обрабатываемой детали и поддержки этой части, первый приводной механизм для приведения в действие первого элемента, второй приводной механизм для приведения в действие второго элемента и соединительное средство. Головка переносится указанным первым элементом с возможностью ориентации в пространстве и перемещается с возможностью достижения области механической обработки и установочной области, в которой устанавливается требуемая ориентация головки в пространстве. Второй элемент расположен в установочной области. Соединительное средство расположено на указанном втором элементе, чтобы соединять указанную головку и указанный второй элемент. При этом указанная головка способна перемещаться посредством указанного второго приводного механизма во время установки требуемой ориентации. В результате расширяется диапазон возможных ориентаций головки для захвата обрабатываемой детали. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 15 ил.
Предшествующий уровень техники
Изобретение относится к поддерживающей системе, предназначенной для поддержки обрабатываемой на станке детали, в частности, широкой обрабатываемой детали с одним размером (толщиной), который значительно меньше, чем другие два размера (ширина и длина), неплоской формы, например, панель сложной формы, в частности, формы, аналогичной панели с двойной кривизной.
В частности, но не исключительно, рассматриваемая система может быть с пользой использована в аэрокосмической и автомобильной промышленности, в частности, как часть обрабатывающего центра с числовым программным управлением для механической обработки деталей, выполненных из различных материалов, например, алюминия, пластмасс, композитных материалов, и т.д.
В частности, можно сделать ссылку на систему для поддержки обрабатываемой детали в положении механической обработки, при этом система содержит множество ориентируемых головок, каждая из которых размещена для введения в контакт и поддержки части обрабатываемой детали.
Такая система показана, например, в патентном документе US 2009/0057971. Эта известная система содержит множество линейных приводных механизмов, несущих на себе всасывающие чашки, которые подходят для введения в контакт и жёсткой поддержки, по крайней мере, одной обрабатываемой детали в фиксированном положении для механической обработки. В известной системе различные линейные приводные механизмы могут программироваться таким образом, чтобы они подходили для использования с обрабатываемыми деталями различных форм, таким образом делая систему универсальной. Каждая всасывающая чашка может ориентироваться в пространстве, по крайней мере, с двумя степенями свободы. Всасывающая чашка является самоориентируемой в неактивном режиме в момент загрузки обрабатываемой детали посредством воздействия веса и жёсткости обрабатываемой детали, и в случае неидеальной самоориентации деталь ориентируется посредством действия оператора.
В предшествующем уровне техники известен патентный документ ЕР 0 507 033, в котором показана установка для поддержки и обработки деталей, при этом установка содержит вертикально перемещаемые колонны, каждая из которых на верхнем конце несёт на себе элемент для фиксирования обрабатываемой детали.
Раскрытие изобретения
Одной из задач изобретения является улучшение вышеупомянутой известной системы, которая подходит для поддержки обрабатываемой детали в заранее установленном положении для механической обработки.
Одним из преимуществ изобретения является то, что можно регулировать ориентацию головки для захвата обрабатываемой детали в широком диапазоне возможных ориентаций. В частности, головка для захвата обрабатываемой детали может ориентироваться вокруг соединения с двумя степенями свободы (например, шарового), в ещё одном частном примере ориентирование происходит посредством регулирования, по крайней мере, одного угла возвышения (например, на вертикальной плоскости) внутри углового диапазона приблизительно 90°, и регулирования, по крайней мере, одного угла горизонтальной прокрутки (например, на горизонтальной плоскости) в пределах полного оборота в 360°.
Одним из преимуществ является то, что позволяется эффективное захватывание части обрабатываемой детали, которая выступает в вертикальном или почти вертикальном положении.
Одним из преимуществ является удерживание в заданном положении обрабатываемой детали сложной формы, в частности, панели с двойной кривизной.
Одним из преимуществ является правильное ориентирование захватывающих головок для захватывания обрабатываемой детали перед загрузкой этой детали на поддерживающую систему.
Одним из преимуществ является то, что позволяется точное и стабильное позиционирование обрабатываемой детали, в то же самое время предотвращается деформация или другое повреждение в отношении обрабатываемой детали, даже в случае больших размеров и/или гибких обрабатываемых деталей.
Одним из преимуществ является обеспечение простой и дешёвой в конструкторском отношении системы для поддержки обрабатываемой детали в положении для механической обработки.
Одним из преимуществ является возможность сделать доступную поддерживающую систему, которая является универсальной и адаптируемой для использования с обрабатываемыми деталями различной формы.
Одним из преимуществ является возможность создания поддерживающей системы с несколькими захватывающими головками, способными ориентироваться в пространстве, чтобы определять в программируемом режиме поверхности для введения в контакт и поддерживающие поверхности обрабатываемой детали требуемой формы, даже в том случае, если форма является сложной.
Такие задачи и преимущества, а также ещё все дополнительные задачи и преимущества, получаются посредством поддерживающей системы в соответствии с одним или более пунктами формулы изобретения.
В одном примере поддерживающая система содержит множество ориентируемых головок, которые в общем определяют, по меньшей мере, одну поверхность для введения в контакт и поддерживающую поверхность, которая, по меньшей мере, частично принимает такую же форму, как и обрабатываемая деталь, подвергаемая механической обработке, при этом каждая головка может ориентироваться посредством соединения, по меньшей мере, с двумя степенями свободы, на первом подвижном элементе линейного приводного механизма, каждая головка в дальнейшем может входить в зацепление посредством съёмной установки со вторым поворачиваемым элементом, который несёт на себе, по меньшей мере, один опорный элемент, на который опирается головка, которая перемещается посредством линейного приводного механизма во время этапа настройки её ориентирования вокруг указанного соединения.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет более понятным и более легко реализуемым со ссылками на чертежи, которые поясняют неограничивающие примеры некоторых вариантов осуществления изобретения.
На фиг. 1 показан обрабатывающий центр с числовым программным управлением, снабженный поддерживающей системой, выполненной в соответствии с изобретением, вертикальный вид с частичным разрезом;
на фиг. 2 – поддерживающий узел поддерживающей системы, показанной на фиг. 1, вертикальный вид с частичным разрезом;
на фиг. 3 – 5 – поддерживающие узлы на фиг. 2 в трёх различных рабочих конфигурациях;
на фиг. 6 – вид сбоку с правой стороны на фиг. 2.
на фиг. 7 – вид сбоку с правой стороны на фиг. 3.
на фиг. 8 – схематичный вид сверху фиг. 3, с частичным разрезом, с некоторыми частями, удалёнными для лучшего обзора других частей;
на фиг. 9 – поддерживающий узел поддерживающей системы, показанной на фиг. 1, схематичный разрез, в соответствии с горизонтальной плоскостью;
на фиг. 10 – 15 – поддерживающий узел на фиг. 2 в шести различных рабочих конфигурациях, вертикальный вид с частичным разрезом.
Варианты осуществления изобретения
На фиг. 1 показан обрабатывающий центр с числовым программным управлением, в общем указанный ссылочным обозначением 1, для механической обработки деталей, выполненных из алюминия, пластмасс, композитных материалов, и т.д. Обрабатывающий центр 1, в частности, подходит для механической обработки широких деталей, т.е. имеющих один размер (толщину), который является значительно меньшим, чем другие два размера (ширина и длина). Обрабатывающий центр 1 подходит, например, для механической обработки деталей, используемых в аэрокосмической и/или автомобильной промышленности. Обрабатывающий центр 1 снабжен одним или более операционными узлами 2 (известного типа), каждый из которых может управляться на двух или более осях обработки. Обрабатывающий центр 1 может быть предназначен, например, для резания, и/или фрезерования, и/или сверления, и/или обработки на копировальном станке, и/или сварки, и/или ещё каких-либо задач механической обработки.
Обрабатывающий центр 1 снабжен поддерживающей системой 3 для механической обработки детали Р. Раскрываемая поддерживающая система 3 является системой, выполненной согласно одному варианту осуществления изобретения. Поддерживающая система 3, в частности, может подходить для поддержки обрабатываемых деталей неплоской формы, например, панелей сложной формы, в частности, аналогичных панелям с двойной кривизной. На фиг. 1 в качестве примера показана пунктирной линией подвергаемая механической обработке деталь Р, которая имеет форму криволинейной панели.
Поддерживающая система 3 для обрабатываемой детали Р в положении для механической обработки содержит множество поддерживающих узлов 4. Различные поддерживающие узлы 4 могут работать совместно, чтобы входить в контакт и поддерживать обрабатываемую деталь Р полностью в устойчивом режиме во время выполнения задач(и) по механической обработке. Различные поддерживающие узлы 4 могут быть расположены упорядоченно, например, в соответствии с расположением в один или более рядов (параллельно друг другу). Фиг. 2 – 15 относятся к единственному поддерживающему узлу 4 поддерживающей системы 3. Различные поддерживающие узлы 4 системы 3 могут быть, в частности, аналогичными друг другу.
В соответствии с типом раскрываемых поддерживающих систем 3 различные поддерживающие узлы 4 размещены в углублении. Этот тип приведен только в качестве примера. Любой другой (известный) тип также может быть использован. В частности, поддерживающая система может быть снабжена подвижным верстаком/верстаками или фиксированным столом/столами.
Каждый поддерживающий узел 4 может содержать, по крайней мере, одну захватывающую головку 5, предназначенную для введения в контакт и поддержки части обрабатываемой детали Р. Головка 5 может быть, в частности, головкой с вакуумным захватом, например, может быть головкой 5 с всасывающей чашкой 6. Головка 5 может быть снабжена средствами для создания вакуума во всасывающей чашке. Такие средства для создания вакуума могут быть, например, средствами по существу известного типа, и, соответственно, подробно не раскрыты. Такие средства для создания вакуума могут содержать, например, трубопроводные средства (по крайней мере, частично соосные шаровой опоре) для присоединения всасывающей чашки к средствам для всасывания (не показаны).
Каждый поддерживающий узел 4 может содержать, по крайней мере, один первый приводной механизм, предназначенный для приведения в действие, по крайней мере, одного первого элемента 7, который может перемещаться, по меньшей мере, в первом (вертикальном) направлении. Ссылочным обозначением 8 в общем указана фиксированная часть первого приводного механизма. Первый приводной механизм может содержать, как в этом примере, линейный приводной механизм (с вертикальной осью). Первый приводной механизм может приводиться в действие, например, электрически. Первый приводной механизм может приводиться в действие, в частности, посредством серводвигателя. Возможно обеспечить, чтобы первый приводной механизм являлся гидравлическим приводом (пневматическим или гидравлическим цилиндром) или приводом ещё какого-либо другого типа.
Каждая головка 5 для захвата обрабатываемой детали может переноситься, в частности, соответствующим первым элементом 7 с возможностью ориентации в пространстве. Каждая головка 5 может, в частности, иметь возможность ориентации, по меньшей мере, с двумя степенями свободы по отношению к соответствующему первому элементу 7. В частности, головка 5 может быть соединена с первым элементом 7, как в этом случае, со сферическим сопряжением вокруг шарового шарнира 9, который объединён с первым элементом 7. В частности, головка 5 может переноситься первым элементом 7 с возможностью ориентации в пространстве (в соответствии с, по меньшей мере, двумя степенями свободы) в бесконечном количестве плоскостей ориентации. В частности, центр шарового шарнира 9 проходит через координату перемещения первого элемента 7. Вместо шарового шарнира 9 возможно использование других соединительных средств с двумя или более степенями свободы (например, соединительные средства, содержащие, по крайней мере, два поворотных соединения).
Головка 5 каждого поддерживающего узла 4 может перемещаться посредством соответствующего первого приводного механизма с возможностью достижения, по крайней мере, одной области механической обработки (показанной, например, на фиг. 5, 10, 14 и 15), где может входить в контакт и поддерживать часть обрабатываемой детали, и по меньшей мере, одной установочной области (показанной, например, на фиг. 2, 3, 4, 11, 12 и 13), где может быть установлена желаемая ориентация головки в пространстве. Область механической обработки может быть расположена, как в этом случае, на большей высоте, чем установочная область.
Каждый поддерживающий узел 4 может содержать, по крайней мере, второй приводной механизм, предназначенный для приведения в действие, по меньшей мере, второго элемента 10, который может перемещаться, по крайней мере, во втором (окружном) направлении, которое является поперечным по отношению к указанному первому (осевому) направлению. Второй элемент 10 может, как в этом случае, присоединяться с возможностью вращения к фиксированной части 8 первого приводного механизма (посредством вставления роликового поддерживающего средства). Второй приводной механизм может быть соединен со вторым элементом 10 посредством механического соединения (которое является соединением зубчатого типа в раскрываемом варианте осуществления изобретения).
Как упоминалось ранее, первый элемент 7 первого приводного механизма может перемещаться линейно, в соответствии с (вертикальным) перемещением оси. Вышеуказанное первое направление может таким образом совпадать с вышеуказанной осью перемещения. Второй элемент 10 может поворачиваться вокруг оси вращения, совпадающей с вышеуказанной осью перемещения первого элемента 7. Второе направление может быть в этом случае окружным направлением вокруг вышеуказанной оси вращения.
Второй элемент 10 содержит в специфическом случае дискообразный корпус, соосный с осью первого элемента 7.
Второй элемент 10 каждого поддерживающего узла 4 может быть расположен, в частности, в вышеуказанной (нижней) установочной области. Второй приводной механизм может быть расположен, как в этом примере, на фиксированной части 8 первого приводного механизма. Второй приводной механизм может содержать, в частности, двигатель 11 (например, электрический двигатель), снабженный ротором 12.
Каждый поддерживающий узел 4 может содержать, по крайней мере, соединительное средство 13, расположенное, в частности, на втором элементе 10, чтобы соединять с возможностью удаления захватывающую головку 5 для обрабатываемой детали и второй элемент 10, таким образом головка может перемещаться посредством второго приводного механизма во время установки желаемой ориентации, как более подробно будет пояснено далее.
Соединительное средство 13 может содержать, в частности, установочное средство, имеющее, по крайней мере, одно углубление/выступ, взаимодействующее со вторым элементом 10, и соединяемое (посредством осевого вставления, параллельного вышеуказанному первому направлению) с, по меньшей мере, одним соответствующим выступом/углублением, взаимодействующим с головкой 5. Второй подвижный элемент 10 может затягивать вместе с собой головку 5 в вышеуказанном втором (окружном) направлении, когда вышеуказанные углубление/выступ, объединённые со вторым элементом 10, вставляются в вышеуказанные выступ/углубление, объединённые с головкой 5. Это вставление происходит, когда головка 5 находится в установочной области (области, в которой происходит ориентирование головки 5).
Соединительное средство 13 может содержать, как в этом специфическом случае, вилкообразные средства (как более ясно можно увидеть на фиг. 6 – 8), обеспеченные для приёма со съёмной установкой (вставки и извлечения), одной или более входящих в зацепление частей головки 5.
Головка 5 может содержать, как в этом примере, по меньшей мере, одну первую входящую в зацепление часть 14, приспособленную для вхождения в зацепление с соединительным средством 13 (вилкообразным средством) и выведения из зацепления с этим средством, в соответствии с направлением вставления и извлечения (по существу параллельного первому направлению перемещения первого элемента 7).
Головка 5 может содержать, как в этом примере, по меньшей мере, одну вторую входящую в зацепление часть 15, приспособленную для вхождения в зацепление с соединительным средством 13 (вилкообразным средством) и выведения из зацепления с этим средством, в соответствии с направлением вставления и извлечения (по существу параллельного первому направлению перемещения первого элемента 7).
Как в этом специфическом случае, первая и вторая входящие в зацепление части 14 и 15 расположены на двух периферийных областях головки 5 для захватывания обрабатываемой детали.
Две вышеуказанные периферийные области могут быть расположены, в частности, в положениях, которые диаметрально противоположны друг другу по отношению к центральной области головки, при этом головка 5 соединена с первым элементом 7 (в частности, центральная область является областью, где головка 5 входит в зацепление с шаровым шарниром 9).
Соединительное средство 13 может переноситься вторым элементом 10 с возможностью выполнения орбитального перемещения вокруг первого элемента 7. Головка 5 может переноситься первым элементом 7 с возможностью выполнения вращательного перемещения (по существу соосного с вышеуказанным орбитальным перемещением), когда соединительное средство 13 соединяет головку 5 со вторым элементом 10.
Соединительное средство 13 может быть, в частности, подвижным в плоскости перемещения, которая является поперечной, в частности, перпендикулярной (горизонтальной) по отношению к линейному (вертикальному) перемещению оси первого элемента 7.
Головка 5 выходит из зацепления с соединительным средством 13, когда головка помещается посредством первого приводного механизма в вышеуказанную (верхнюю) область механической обработки.
Головка 5 может иметь, как в этом примере, область захватывания обрабатываемой детали с осью Х захватывания, при этом область захватывания обрабатываемой детали обращена к той части обрабатываемой детали, которая должна входить в контакт, а ось Х захватывания располагается наклонно к направлению Y протяженности головки 5, причём это направление проходит таким образом, что оно соединяет две вышеуказанные периферийные области (имеющие входящие в зацепление области 14 и 15). В частности, ось Х захватывания головки может образовывать угол, составляющий от 30° до 60° (в большей степени, в частности, равный приблизительно 45°) по отношению к вышеуказанному направлению Y протяжённости головки. В частности, ось Х захватывания головки и направление Y протяжённости головки могут быть расположены в одной и той же плоскости.
Каждый поддерживающий узел 4 может содержать, в частности, опорное средство 16, например, расположенное на втором элементе 10, в частности, расположенное на опоре 19 и являющееся единой деталью со вторым элементом 10. Эта опора 19 (которая выходит в направлении вверх из второго элемента 10) может нести на себе как опорное средство 16, так и соединительное средство 13.
Опорное средство 16 может быть расположено на расстоянии от центральной области головки 5, при этом головка соединена с первым элементом 7, чтобы позволять выполнение ориентации в пространстве. Вышеуказанная центральная область головки 5, в частности, может содержать область, связанную с шаровым шарниром 9. Опорное средство 16 может быть расположено, как в этом случае, ближе к внутренней области, чем соединительное средство 13, т.е. на меньшем радиальном расстоянии от центра шарового шарнира 9, по сравнению с радиальным расстоянием соединительного средства 13.
Вышеуказанный первый приводной механизм может быть выполнен так, чтобы перемещать первый элемент 7 (в направлении вниз), для того чтобы сначала приводить первую головку 5 в контакт с (по меньшей мере, в одной точке) опорным средством 16, и осуществлять это таким образом, чтобы изменять ориентацию головки 5 посредством эффекта смещения (в направлении вниз) первого элемента 7, в то время как головка 5 (в частности, нижняя поверхность головки 5) всё ещё находится в контакте с (по меньшей мере, в одной точке) опорным средством 16. Контакт между головкой 5 (нижней её поверхностью) и опорным средством 16 вынуждает головку 5 поворачиваться вокруг шарового соединения, изменяя ее наклон.
Каждый поддерживающий узел 4 может содержать датчик 17, расположенный таким образом, чтобы обнаруживать, когда головка 5 и второй элемент 10 соединяются между собой посредством соединительного средства 13. Этот датчик 17 может содержать чувствительное средство, обнаруживающее присутствие или близость, которое обнаруживает, когда входящая в зацепление часть (14 или 15) головки вставляется в соответствующее соединительное средство 13, которое объединено со вторым элементом 10. Этот датчик 17 может быть расположен, в частности, на соединительном средстве 13. Этот датчик 17 может содержать, например, воспринимающее средство оптического типа (фотоэлемент), или электромеханического типа (переключатель), или ещё какого-либо другого типа.
Первый элемент 7 несёт на себе головку 5 с возможностью ориентации головки 5, по существу, в неактивном или незаблокированном положении. Каждый поддерживающий узел 4 может содержать тормозное средство 18, функционально связанное с соответствующей головкой 5, чтобы закреплять её в положении с требуемой ориентацией.
Система будет содержать средство управления, которое может содержать программируемые электронные средства управления и инструкции в виде компьютерных программ, которые подходят для управления первым и вторым приводными механизмами.
Головка 5 может быть сориентирована таким способом, как раскрыто далее, например, начиная с конфигурации, показанной на фиг. 2, в которой ось Х захватывания головки 5 является горизонтальной (этот эталонный наклон рассматривается равным 0°), а плоскость, в которой лежит отверстие всасывающей чашки 6, является вертикальной.
Для того чтобы изменять ориентацию головки 5, тормозное средство 18 должно быть деактивировано. Первую входящую в зацепление часть 14 соединяют с соединительным средством 13 (вставляют в полость вилкообразного средства). Нижняя поверхность головки 5 уже опирается на опорные средства 16 (фиг. 2).
Чтобы изменить ориентацию головки 5, первый подвижный элемент 7 может опускаться, например, настолько, как показано в конфигурации на фиг. 3, в которой ось Х захватывания имеет наклонное положение (приблизительно 45°). Головка 5 изменяет наклон, поворачиваясь вокруг шарового шарнира 9 (изменение производится от конфигурации на фиг. 2 к конфигурации на фиг. 3), через эффект перемещения, выполняемого посредством первого элемента 7, в то время как головка 5 находилась в контакте с опорными средствами 16 (фиг. 3).
В частности, возможно опускать первый элемент 7 до тех пор, пока направление Y протяженности головки не станет горизонтальным; после выполнения этого условия возможно поворачивать соединительное средство 13, чтобы определять ориентацию головки 5 на горизонтальной плоскости; вращение головки 5, происходящее посредством увлечения соединительным средством 13, позволяет реализовать горизонтальную прокрутку головки 5, которая должна регулироваться, т.е. позволяет горизонтальное регулирование (регулирование угла горизонтальной прокрутки), позволяя ориентацию для горизонтальной прокрутки по всему горизонту.
Например, в том случае, когда первый подвижный элемент 7 продолжает опускаться, возможно достижение конфигурации, показанной на фиг. 4, в которой ось Х захватывания имеет почти вертикальный наклон (приблизительно 90°). Это дополнительное опускание первого элемента 7 фактически вызывает дополнительное поворачивание головки 5 вокруг шарового шарнира 9, при этом голова 5 всегда опирается на опорное средство 16 (фиг. 4).
Дополнительное опускание первого элемента 7 определяет, в частности, ориентацию головки 5 в вертикальной плоскости; таким образом, поворачивание головки 5 вокруг опорного средства 16 позволяет реализовать возвышение или подъём головки 5, т.е. вертикальное регулирование (регулирование угла наклона), позволяя ориентации возвышения изменяться почти на 90°.
Конфигурации, показанные на фиг. 2 и 4, могут рассматриваться для раскрываемого примера как два предельных наклонных положения (минимальное и максимальное), которые могут достигаться головкой 5. Возможно останавливать перемещение (опускание) первого элемента 7 в выбранной точке, в соответствии с заданной программой, для того чтобы получать требуемый наклон, который можно выбирать между всеми бесконечно возможными положениями наклона, содержащимися между двумя предельными наклонными положениями (минимальным и максимальным). Таким образом, возможно выбирать наклонное положение головки 5 вокруг горизонтальной оси вращения (проходящей через шаровой шарнир 9), в диапазоне между 0° и 90°, посредством управления первым приводным механизмом.
Дополнительной возможностью выбирать ориентацию головки 5 вокруг вертикальной оси вращения (проходящей через шаровой шарнир 9) в полном диапазоне между 0° и 360° является управление вторым приводным механизмом. Головка 5 фактически может дополнительно ориентироваться посредством создания орбитального перемещения соединительного средства 13 вокруг первого элемента 7. Орбитальное перемещение, которое может использоваться вследствие эффекта (вращательного) перемещения второго элемента 10, может составлять полное вращение на 360°. Соединительное средство 13 выполнено так, чтобы увлекать головку 5 в орбитальное перемещение соединительного средства 13, когда головка вводится в зацепление с соединительным средством.
Как только желаемая ориентация головки 5 достигнута, как вокруг первой (горизонтальной) оси вращения посредством первого приводного механизма, так и вокруг второй (вертикальной) оси вращения посредством второго приводного механизма, активизируют тормозные средства 18, чтобы блокировать головку 5 в положении с требуемой ориентацией, при этом первый элемент 7 поднимается посредством первого приводного механизма, чтобы расположить головку 5 в положении для механической обработки (фиг. 5).
Чтобы выполнить другой этап регулирования ориентации головки 5, начиная от конфигурации, показанной на фиг. 5, например, чтобы адаптироваться к другой подвергаемой механической обработке детали, имеющей другую форму, возможно выполнять раскрываемые далее задачи со ссылками на фиг. 10 – 15.
Второй приводной механизм смещает второй элемент 10 таким образом, что соединительное средство 13 выравнивается на части введения в зацепление, расположенной ниже, которая в этом случае является второй частью 15 (фиг. 10).
В дальнейшем первый приводной механизм опускает первый элемент 7 таким образом, что вторая часть 15 для введения в зацепление входит в зацепление с первым соединительным средством 13 и головка 5 опирается на опорные средства 16 (фиг. 11).
Первый элемент 7 может продолжать опускаться, в результате чего наклон головки 5 изменяется (фиг. 12) до тех пор, пока в случае необходимости не будет достигнута предельная конфигурация (фиг. 13). Наклон оси Х также может быть выбран в этом случае в диапазоне между 0° и 90°. Угловое положение головки 5 вокруг вертикальной оси может регулироваться в диапазоне, который включает в себя весь орбитальный оборот (между 0° и 360°) посредством эффекта увлечения посредством второго вращающегося элемента 10.
Как только достигается требуемая ориентация головки 5 вокруг двух осей вращения, тормозные средства 18 блокируются, и первый приводной механизм может поднимать головку 5 в рабочее положение на требуемую высоту (фиг. 14).
Возможно возвращение в первоначальное положение, показанное на фиг. 2, посредством приведения в действие второго приводного механизма, чтобы смещать второй элемент 10 таким образом, что соединительное средство 13 выравнивается на части введения в зацепление, расположенной ниже, которая в этом случае является первой частью 14 (фиг. 15). Таким образом, возможно выполнять новый установочный цикл для установки требуемой ориентации головки 5.
Возможно сначала отрегулировать угол горизонтальной прокрутки (горизонтальную ориентацию угла горизонтальной прокрутки), а затем отрегулировать угол возвышения или подъёма (вертикальную ориентацию угла наклона).
Регулирование угла горизонтальной прокрутки и угла возвышения, который определяет положение головки 5, в соответствии с двумя степенями свободы, происходит в установочной области. Последующее позиционирование (подъём) подвижного элемента 7 в области механической обработки определяет третью степень свободы.
В раскрытом выше специфическом случае соединительное средство 13 содержит (вилкообразное) установочное средство, хотя возможно использовать другое соединительное средство, например, средство такого типа, которое использует магнитное притяжение, или средство сцепления с приводом от двигателя, или средство с муфтой сцепления и т.д.
В специфическом случае головка 5 ориентируется вокруг шарового соединения, хотя могут использоваться и другие типы кинематических соединений, по крайней мере, с двумя степенями свободы.
В одном примере соединение входящих в зацепление частей 14 и 15 с соединительным средством 13 может происходить в том случае, когда направление Y протяженности головки является горизонтальным, чтобы входящие в зацепление части 14 или 15 были расположены таким образом, чтобы представлять большую область для вставления в посадочное место соединительного средства 13.
1. Поддерживающая система (3) для поддержки обрабатываемой детали (Р) в положении для механической обработки, содержащая множество поддерживающих узлов (4), каждый из которых включает в себя:
- головку (5), предназначенную для контакта с частью обрабатываемой детали и поддержки этой части;
- первый приводной механизм, предназначенный для приведения в действие по крайней мере одного первого элемента (7), который является подвижным в по меньшей мере первом направлении, причем указанная головка (5) переносится указанным первым элементом (7) с возможностью ориентации в пространстве и перемещается с возможностью достижения по крайней мере одной области механической обработки, в которой головка вводится в контакт с частью обрабатываемой детали и поддерживает эту часть обрабатываемой детали, и по крайней мере одной установочной области, в которой устанавливается требуемая ориентация головки в пространстве;
- второй приводной механизм, предназначенный для приведения в действие по крайней мере одного второго элемента (10), который является подвижным в по меньшей мере втором направлении, которое является поперечным по отношению к указанному первому направлению, при этом указанный второй элемент (10) расположен в указанной установочной области;
- соединительное средство (13), расположенное на указанном втором элементе (10), чтобы соединять указанную головку (5) и указанный второй элемент (10) с возможностью отсоединения таким образом, что указанная головка (5) способна перемещаться посредством указанного второго приводного механизма во время установки требуемой ориентации.
2. Система по п. 1, в которой указанная головка (5) содержит по крайней мере первую входящую в зацепление часть (14), приспособленную для вхождения в зацепление с указанным соединительным средством (13) и выведения из зацепления с этим средством в соответствии с направлением вставления и извлечения, параллельным указанному первому направлению.
3. Система по п. 2, в которой указанная головка (5) содержит по крайней мере одну вторую входящую в зацепление часть (15), приспособленную для вхождения в зацепление с указанным соединительным средством (13) и выведения из зацепления с этим средством в соответствии с направлением вставления и извлечения, параллельным указанному первому направлению.
4. Система по п. 3, в которой указанные первая и вторая входящие в зацепление части (14; 15) расположены на двух периферийных областях указанной головки (5).
5. Система по п. 4, в которой указанные две периферийные области являются диаметрально противоположными друг другу по отношению к центральной области указанной головки (5), при этом указанная головка (5) соединена с указанным первым элементом (7).
6. Система по одному из пп. 3-5, в которой указанная головка (5) имеет область захватывания, обращенную к части обрабатываемой детали, и имеет ось (Х) захватывания, расположенную под наклоном к направлению (Y) протяженности указанной головки (5), которая проходит между двумя указанными периферийными областями.
7. Система по п. 6, в которой указанная ось (Х) захватывания образует угол, составляющий от 30° до 60° с указанным направлением (Y) протяженности головки.
8. Система по любому из пп. 1-7, содержащая опорное средство (16), расположенное на указанном втором элементе (10), указанный первый приводной механизм предназначен для перемещения указанного первого элемента (7), чтобы привести указанную головку (5) в контакт с указанным опорным средством (16), и для изменения ориентации указанной головки (5) посредством эффекта перемещения указанного первого элемента (7), в то время как указанная головка (5) находится в контакте с указанным опорным средством (16).
9. Система по п. 8, в которой указанное опорное средство (16) расположено на расстоянии от центральной области указанной головки (5), при этом указанная головка (5) соединена с указанным первым элементом (7), чтобы позволять выполнение ориентации в пространстве, указанная центральная область содержит, в частности, шаровой шарнир (9).
10. Система по любому из пп. 1-9, в которой указанное соединительное средство (13) содержит вилкообразное средство, предназначенное для приема со съемной установкой по крайней мере первой входящей в зацепление части (14) и/или по крайней мере второй входящей в зацепление части (15) указанной головки.
11. Система по любому из пп. 1-10, содержащая датчик (17), чтобы обнаруживать, когда указанная головка (5) и указанный второй элемент (10) соединяются между собой посредством указанного соединительного средства (13), причем указанный датчик (17) расположен, в частности, на указанном соединительном средстве (13).
12. Система по любому из пп. 1-11, в которой указанный первый элемент (7) может линейно перемещаться, в соответствии с осью перемещения, при этом указанное первое направление совпадает с указанной осью перемещения, причем указанный второй элемент (10) выполнен с возможностью вращения вокруг оси вращения, совпадающей с осью перемещения указанного первого элемента (7), при этом указанное второе направление является окружным направлением вокруг указанной оси вращения.
13. Система по любому из пп. 1-12, в которой перемещения в указанном первом направлении и в указанном втором направлении регулируются соответственно углом возвышения и углом горизонтальной прокрутки указанной головки (5).
14. Система по любому из пп. 1-13, в которой указанный первый элемент (7) выполнен с возможностью линейного перемещения в соответствии с осью перемещения, при этом указанная головка (5) переносится указанным первым элементом (7) с возможностью ориентации в пространстве в соответствии с по меньшей мере двумя осями вращения, причем по крайней мере одна из этих осей совпадает с осью перемещения указанного первого элемента (7).
15. Система по любому из пп. 1-14, в которой указанный первый приводной механизм содержит линейный приводной механизм, а указанный второй приводной механизм содержит ротор (12).
16. Система по любому из пп. 1-15, в которой указанное соединительное средство (13) переносится указанным вторым элементом (10) с возможностью выполнения орбитального перемещения вокруг указанного первого элемента (7), указанная головка (5) переносится указанным первым элементом (7) с возможностью выполнения орбитального перемещения, когда указанное соединительное средство (13) присоединяет указанную головку (5) к указанному второму элементу (10), при этом указанное соединительное средство (13) является, в частности, подвижным в плоскости перемещения, которая является поперечной, например перпендикулярной, линейной оси перемещения указанного первого элемента (7).
17. Система по любому из пп. 1-16, в которой указанный второй элемент (10) несет на себе указанную головку (5) с возможностью ориентации указанной головки (5) посредством соединения с двумя степенями свободы, например шарового.
18. Система по любому из пп. 1-17, в которой указанный второй элемент (10) несет на себе указанную головку (5) с возможностью ориентации указанной головки по существу в неактивном или незаблокированном состоянии и в которой каждый поддерживающий узел (4) содержит тормозное средство (18), функционально связанное с указанной головкой (5), чтобы закреплять ее в положении с требуемой ориентацией.
19. Система по любому из пп. 1-18, в которой указанная головка (5) является головкой с вакуумным захватом, например головкой с всасывающей чашкой (6).
20. Система по любому из пп. 1-19, в которой указанная область механической обработки расположена на большей высоте, чем указанная установочная область.
21. Система по любому из пп. 1-20, в которой указанная головка (5) выходит из зацепления с указанным соединительным средством (13), когда указанная головка (5) помещается посредством указанного первого приводного механизма в указанной области механической обработки.
22. Система по любому из пп. 1-21, в которой указанное соединительное средство (13) содержит установочное средство, имеющее по крайней мере одно углубление/выступ, взаимодействующее(ий) с указанным вторым элементом (10) и соединяемое(ый) посредством осевого вставления, параллельного указанному первому направлению, по меньшей мере с одним соответствующим выступом/углублением, взаимодействующим с указанной головкой (5), в результате чего указанный второй элемент (10) может увлекать указанную головку (5) в указанном втором направлении, когда указанное углубление/выступ вставляется в указанный выступ/углубление.
23. Способ поддержки обрабатываемой детали в положении для механической обработки с использованием системы по любому из пп. 1-22, включающий в себя этапы, на которых:
- приводят в действие указанный первый приводной механизм, чтобы ввести в зацепление указанную головку (5) с указанным вторым элементом (10) в указанной установочной области;
- приводят в действие указанный первый приводной механизм и/или указанный второй приводной механизм для перемещения указанной головки (5), если необходимо установить требуемую ориентацию, причем перемещение осуществляют в указанном первом направлении регулирования угла возвышения указанной головки (5) и в указанном втором направлении регулирования угла горизонтальной прокрутки указанной головки (5);
- приводят в действие указанный первый приводной механизм, чтобы вывести указанную головку (5) из зацепления с указанным вторым элементом (10) и переместить указанную головку в указанную область механической обработки, в которой головка входит в контакт с частью обрабатываемой детали и поддерживает эту часть обрабатываемой детали.
