通过移除材料使得面板或薄板变轻的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于使薄的、柔性的和成型的工件，诸如面板或片状金属，变轻的设备，所述设备通过在加工单元上从所述工件的表面机械加工去除材料而使得所述工件变轻，所述加工单元具有工作台和反推装置，所述反推装置设计成支靠在所述工件的与所述刀具必须不时加工的表面部分相反的表面部分上。所述工作台（13）包括：待加工工件的支撑装置（23）；以及夹紧装置（28），所述夹紧装置设计成在加工期间独立于所述支撑装置支撑所述工件。所述反推装置由可在多个轴线上移动的反推板（14）构成并且承载多个支撑元件（33）。所述支撑元件（33）能够在拉入位置和伸长位置之间单独地或者成组地平移，从而根据所述反推装置必须支靠的所述工件的表面的形状来限定支撑面。本发明专利技术还涉及一种借助于支撑元件测绘所述工件表面的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于从薄的、柔性的和成型的物品上移除材料的机械加工设备，这些物品是诸如面板、板材或者金属薄片，其由铝、钛、或金属化合物或基于有机树脂的轻质合金制成。
技术介绍
在一些工业领域中，例如，在机身涂层的航空领域，需要和使用如下的金属面板:该金属面板具有几个毫米数量级的薄的厚度并且被多样地成型和弯曲，在该金属面板的预成型之后，必须在该金属面板上进行旨在获得凹部(pocket)或凹点(pit)、沉孔(countersink)或者简单地厚度减小以减轻重量的操作,其中既要能够完成减轻重量的操作，还要不影响所述面板的抵抗强度。根据已知的技术，可以通过蚀刻处理(也称为化学铣削)进行这种操作。通过如下的步骤来进行该处理:利用称为“遮蔽物”的保护膜来保护性地遮蔽面板表面，然后仅清洁待处理的区域，留下这些区域不被覆盖。接下来，将所述面板浸泡在或者喷涂能够将金属转化为金属盐的溶液，该金属盐然后通过反应溶液的连续更新而被去掉。然而，这种处理需要多步操作且具有多种缺点。事实上，面板必须进行初步清洁。然后，必须盖上保护膜，并且小心地切割和移除必须进行化学铣削的区域中的膜部分。在化学处理之后，必须冲洗面板以便至少去掉余下的遮蔽用的膜。仅通过一个操作无法实现具有不同深度的区域；此外，使用过的反应溶液将变成待处理的废液源,并且冲洗流体也需要处理。为了克服化学铣削处理的缺点，已经提出了通过铣削刀具、钻孔刀具等类似刀具局部地去除材料的方法来完成对上述类型的薄的、柔性的面板的机械加工。各个面板然后被支撑在各自的固定的或者可移动的支撑件上，以便待加工的一侧的部分能够接近刀具，其中该刀具由具有不同布局的加工刀具的至少一个操作头所承载。但是，在此情况下，刀具推力趋向于使得薄且柔性的面板过度变形，并且不能时时直接控制刀具在工作区域中的切入深度。因此，抵消在工件上的刀具推力的问题出现了，通过使用如下的校对元件来试图解决上述的问题:该校对元件被支靠在面板的工作区域的相对侧，也就是，在另一侧操作的刀具的前面。例如，文件US5, 121，907,W02005/046931和EP1564135B1是相关领域的
技术介绍
。特别地，这些文件中的第一个仅描述了一个旋转工作台，该工作台用于将扁平的板重新布置为弯曲的/具有某种形状的板，并且在加工期间支撑该板，但是没有公开和暗示如何执行操作。其他文件与片状材料的处理方法相关，主要包括使用单独的支撑元件，该支撑元件基本是带有反推头的球形或半球形元件。然而，这限定了基本点状的工件支撑表面，而该支撑表面的尺寸大致等于刀具的推力面，当工件被弯曲时，支撑表面仅仅以相切的方式支靠在待支撑的区域上。因此，对于该支撑元件而言，为了能够一直位于刀具的前侧且有效的实现支撑作用，该支撑元件必须连续地跟进刀具的运动，从而必须同步控制和移动刀具和支撑元件，并且它们的轴线必须彼此对齐。换句话说，支撑元件功能性地且动态地受限于刀具，因为支撑元件必须跟进刀具的每一步移动，并且刀具和支撑元件之间的距离在工作期间必须被连续地测量。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述的问题且消除上述的缺点，从而在用于例如商业飞机制造的面板或薄的、柔性的且成型的板材(在下文中简称为工件)上，更加灵活和有效地机械加工去除材料。本专利技术的另一个目的是通过工件的数学建模而优化制造品质。因此，在本专利技术的第一方面，本专利技术涉及一种用于使薄的、柔性的和成型的工件，诸如面板、板材或片状金属，变轻的设备，所述设备通过从所述工件上机械加工去除材料而使得所述工件变轻，所述设备包括:设有至少一个刀具的移动龙门(portal)加工单元；固定的工作台或者相对于所述加工单元可移动的工作台，所述工作台用于接收和支撑预成型的待加工的工件；以及反推装置(counterthrust means),所述反推装置设计成支靠在与所述刀具所加工的表面部分相反的所述工件的表面部分上，其中:-所述工作台包括相对于所述加工单元支撑所述工件的装置，以及-所述反推装置包括反推板，所述反推板承载面向待加工的工件的多个支撑元件，以及-所述反推板可以沿着多个轴线移动，所述支撑元件能够在靠近所述反推板的称为被动位置的位置和称为主动位置的相对于所述反推板的远端位置之间彼此独立地移动，从而限定与所述反推装置必须支靠的所述工件的表面的形状大致互补的支撑面。优选地，各个支撑元件与相应的气动致动器相关联，其中所述气动致动器控制相对于所述反推板的运动。这里提出的设备相对于现有技术具有显著的改善和优点。实际上，该设备总体上允许优化工作空间，将工作空间限制为不会过分大于待加工的工件的最大尺寸，从而减小了要保持清洁没有切屑的区域，此外，有助于清除切屑并且减小了工作循环的时间。优选地，工作台是静止的并且包括以可变的距离而彼此平行的两个肩部，相对于所述肩部，支撑装置设计成构造可变构型的表面以用于待加工的工件的暂时性支撑，夹紧装置设计成至少夹紧所述工件的侧边并且在加工期间独立于所述支撑装置支撑所述工件。可选地，所述工作台能够至少在待加工的工件的支靠面中平移，或者平行于所述加工单元的操纵面平移。同样地，在此构型下，所述工作台包括待加工的工件的支撑装置和独立的夹紧装置。因此，一般来说，所述工作台由于其构型允许在整个加工周期中一次放置工件，因此减少了对工件操纵的需求，不需要在工作周期中释放工件和重新取回工件，降低了工作失误的风险，并且也可以执行诸如钻孔或其它减轻重量步骤的补充处理。另外，有利地，工作台可以调整以便适应不同尺寸和形状的工件，利用该工作台工件在所有的加工操作中总是牢固地位于相同的水平位置。考虑到支撑和反推板，该反推板具有如下的优点:-根据考虑到待加工的工件表面的形状的控制程序，能够适应工件的表面的各种布局，在与工件自身干涉之前也是如此，-提供用于更好地支撑工件和抵消工件的推力的大的支靠表面，-功能上能够独立于所述刀具，从而在所述刀具执行处理中的操作时能够保持静止，以及-在支靠在相同的反推板的区域处，能够利用刀具在多个工件部位进行加工操作，-能够根据待执行的操作不时地调整和操纵铣削深度以及刀具运动。可以通过数控单元对所述设备和各个工件的加工循环进行编程和管理。优选地，所述反推装置包括用于所述反推板的各个支撑元件的相应的传感器，以用于探测行程。例如，各个支撑元件与编码器相关联，所述编码器检测由支撑元件为了移位至与待加工的所述工件的表面抵接而完成的行程。优选地，所述支撑元件能够相对于所述反推板平移到上述的近端(被动)位置和远端(主动)位置之间的任何位置，实际上，是在缩回位置和伸长位置之间的任意位置，该位置对应于在正常操作中与工件表面抵接。更优选地，各个支撑元件包括其各自的气动致动器，当致动该致动器时，导致相对于所述反推板的平移。优选地，通过相应的编码器来测量支撑元件的行程，所述编码器产生与检测到的行程值相对应的电信号。由编码器所产生的电信号被设备的特定控制单元采集和处理；该处理过程用于测绘工件的表面，也就是，根据获得的工件表面的点的坐标值来定义工件表面的数学模型。有利地，除了重量减轻操作之外，还可以实现工件表面的测绘操作。换句话说，所述反推板能够与所述刀具一起操作，或者所述反推板单独操作以便仅完成工件表面的测绘工作。因此，用户能够单独地操作所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·佩森蒂，P·阿切蒂，
申请(专利权)人：CMS有限公司，
类型：
国别省市：