[发明专利]机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种机床，其包括：机架，其具有包含顶部侧水平直线导引件的尺寸上刚性侧壁；复合滑动件，其可在所述侧壁的直线导引件上或所述侧壁的直线导引件中移动，在所述复合滑动件的前方导引包括轴头的加工单元以便使其可垂直移位；以及工件安装单元，其安置于所述侧壁之间的空间中，所述工件安装单元可具有工件台或工件卡紧装置。

背景技术

包括两个尺寸上刚性的平行侧壁、可在侧壁的顶部表面上的导引件上移位的横向滑动件以及可配备切削刀具的前部加工单元的这类机床便是所谓的龙门机床。通常，在这类机器中，在两个侧壁上的平行导轨上在Y坐标轴上移动的横向滑动件形成十字头，且支撑可在X坐标轴上移位的纵向滑动件。可作为加工单元的载体在此纵向滑动件上导引可在Z坐标轴上移位的垂直滑动件。通常，将工件台用作用于待加工的一个或一个以上工件的工件安装单元，其被安装于机器床上的两个侧壁之间的空间中。

为了在一次夹持中实现对工件的多轴且多侧加工选择，工件台可在此类型的较复杂机器中实现为旋转驱动的旋转台。尺寸上稳定的床状底部连接两个侧壁，使得其形成具有有利的温度或热表现的尺寸上刚性的总体构造。在此类型的常规机器中，工件安装单元被安装到通常呈旋转或转动台构造的形状的床状底部。龙门构造式样的特定优点之一是机架的高刚性，其实现最大加工精度以及高静态和动态负载和对应高的切削性能。此外，机架的对称结构对总体机器的温度表现具有有利的影响。然而，此机器类型的缺点是在放置和移除工件方面的对工件台的有限接近性。对常规龙门型机器中的工作区域的接近受到两个侧壁的前部部分限制，使得加载和卸载总是必须直接从前方完成。

此外，例如从DE 10 2006 034 123 B4了解的机床的机架具有两个侧壁和一个类似于床的底部，其彼此稳固固定。滑动件构造和其上的加工单元安置于侧壁上以便可经由直线导引件在三个坐标轴上移位。为了实现对工件的5轴加工选择，在两个侧壁之间提供转动桥台，其转动桥支撑在机架的侧壁中的两个端侧稳定支撑轴承中，使得其可围绕水平横轴转动。为了执行转动移动，使用两个电同步的直接驱动器，优选为转矩电动机。可围绕垂直中心轴旋转且用以稳固地容纳工件的旋转台安置于两个支撑轴承之间的桥部分中。在此机器中，转动桥台的转动桥并不直接支撑于机架的两个侧壁中而是支撑于两个滑动件中，这些滑动件可同步地在机架的两个侧壁的内表面上的直线导引件上移位。使用两个电同步直线电动机作为驱动单元，其电有效组件安置于滑动件与侧壁之间。由于在Y坐标轴的方向上使转动桥移位的可能性，改善了对工件台的接近性，然而，其是仅通过采纳较多的技术工作来实现的，所述技术工作尤其归因于对转动桥构造的直线调节驱动。除此之外，将大功率电直接驱动器集成到转动桥的中心桥部分中以获得对旋转台的大功率直接驱动会带来问题，这是因为仅存在有限的空间来用于电动机。通过将转动轴容纳于框架的侧壁中的两个支撑轴承中，即使在工具台的直径较大的情况下也可能实现充分高的刚性。然而，大量的输入材料以及转动桥所需的相对大的空间是缺点。当工件支撑件转动到90°位置时，这可能导致工作区域的限制，且视情况导致总体构造的刚性降低。

除了龙门构造式样的机床以外，分别用于在多个轴（特定来说为5轴）上加工工件的复杂机床和加工中心是已知的，其具有以笛卡尔方式安置的三个直线轴以及两个旋转轴。加工单元可通过机架上的顶部侧上的电动机而经由复合滑动件在水平平面中的X和Y轴上移位，且安装到台构造的前部以便可经由垂直滑动件在Z轴上移位。从DE-A 196 41 831已知的此类型的机床具有位于其垂直前壁中的圆形凹口，其中支撑着支撑控制台的圆形足部，使得其可通过使用合适的支承机构而靠电动机围绕水平轴旋转。圆盘形控制台足部是突出支撑控制台的一部分，其在其自由端区域中具有平行于旋转轴延伸的支撑表面以用于支撑旋转台。具备用于固定工件的卡紧凹槽的旋转台可直接由合适的驱动单元或经由齿轮传动构件来驱动。由于对动态内插加工的对立要求，两个旋转轴的相交点在台表面上方相对远。这意味着当工件台转动到垂直90°位置时，工作区域的相对大的部分丢失，且在5轴加工期间必须在XYZ坐标系中实施加工单元的相对大的直线移动。除此之外，由于突出的控制台部分在围绕水平转动轴的旋转期间自身重量以及工件的重量而引起的突出控制台部分的弯曲度的改变可能具有不利影响。随着受力方向改变，可引起不同的变形条件。