[发明专利]用于改变基底表面特征的多元刀具设计

说明书

相关申请

本发明要求于2004年9月29日提交的、美国临时申请No.60/614,335的利益，该申请以其全部内容合并于此以作参考。

技术领域

本发明一般涉及一种刀具设备，以及刀具控制方法。

背景技术

用于改变工件表面结构的刀具是公知的。例如，计算机数字控制(CNC)车削或铣削机器能通过控制切割刀具相对于工件的移动而在工件中加工沟槽。这种系统使用诸如金刚石晶体这样的硬质刀具。其它刀具使用激光，用于通过烧灼、烧结或其它过程来改变基底。而且，其它的刀具使用改变基底的放电加工，或将墨水或其它材料应用于基底表面的压电元件。

在典型的应用中，工件安装在或结合在鼓轮的表面上。该鼓轮被控制为当切削刀具移置到工件中以及沿工件移置时能够旋转。

一些CNC车削或铣削机器包括一对相对厚重的滑块，其能沿正交轴线移动，以将切削刀具沿工件移置或移置到工件中。在应用了旋转鼓轮支承的情况下，切削刀具移置的其中一个方向是沿鼓轮的旋转轴线的方向，而另一方向是进入工件的方向。

其它的CNC车削或铣削机器包括带有诸如压电致动器的快速刀具伺服设备(FTS)以将切削刀具相对于工件移置。该压电致动器基于所接收的控制信号移置切削刀具，且切削刀具相对于工件移置，或进入工件或相对于工件表面横向移置。

发明内容

根据本发明一实施例，提供一种用于改变工件表面的组件，所述组件响应多个控制信号，所述组件包括：多个刀具，配置为改变工件的表面；至少一个第一移置机构，配置为响应至少一个控制信号、相对于工件、在坐标系中移置所述多个刀具；和多个由所述第一移置机构支承的第二移置机构，所述第二移置机构配置为响应至少一个控制信号对所述多个刀具的每一个提供相对于工件的独立的移置。

根据本发明的另一实施例，提供一种用于改变工件表面的组件，所述组件响应多个控制信号，所述组件包括：多个刀具，配置为改变工件的表面；多个移置机构，每个移置机构配置为响应至少一个控制信号、沿工件上的大致相同的路径移置所述刀具中的其中一个相应的刀具。

根据本发明的又一实施例，提供一种用于改变工件表面的组件，所述组件响应多个控制信号，所述组件包括：第一刀具组，配置为改变工件的表面；第二刀具组，配置为改变工件的表面；第一移置机构组，该第一组的每个移置机构配置为响应至少一个控制信号沿工件上的大致相同的第一路径移置第一刀具组的其中一个相应的刀具；和第二移置机构组，该第二组的每个移置机构配置为响应至少一个控制信号沿工件上的大致相同的第二路径移置第二刀具组的其中一个相应的刀具。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的竖直鼓轮工件和组件的侧视示意图。

图2为图1的竖直鼓轮工件和组件的正视示意图。

图3为根据本发明另一实施例的水平鼓轮工件和组件的侧视示意图。

图4为图3的水平鼓轮工件和组件的俯视示意图。

图5为根据本发明一实施例的两组鼓轮工件和组件的示意图。

图6为根据本发明一实施例的用于组件中的单个第二刀具移置机构的详细示意图。

图7为带有两个压电致动器和放大器的图6的单个第二刀具移置机构的第二移置机构的示意图。

图8为图6的单个第二刀具移置机构的数字-模拟转换器和单个开关的示意图。

图9为根据本发明一实施例的包括多个第二移置机构和刀具的组件的示意图。

具体实施方式

现在对本发明的当前优选实施例进行详细参考。只要可能，在整个附图中将使用相同的参考数字来指示相同或相似的部件。

本发明可用于在诸如主表面的工件表面上产生确定的或随机的结构或特征。

本发明人还意识到需要实施一种能改变工件的表面刀具组件，其中刀具的刀具移置机构是这样的：由于移置机构的每一个，各种移置是彼此同步的。这种同步可以基于同一组控制信号，例如，通常为用于控制一个移置机构而发送的信号。

这种同步允许实现一种加工刀具系统，其中可以在相同的刀具路径上进行多次行进，其中在每一次行进中刀具的横向移置位置大致相同。由此，用刀具形成于工件中的特征可以具有很好的精度。刀具例如可以是切削刀具，能在工件中切削沟槽。通常，所提供的移置可以是有角度的、直线的或二者的结合。