[发明专利]用于机床元件的位置校正的装置和用于该装置的补偿元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机床元件的位置校正的装置和为此使用的补偿元件。在尤其是具有开口的（C形）机架结构的机床中，通过在组件中不同的温度分布，在刀具侧与工件侧之间产生倾斜改变。尤其是在多主轴的机器中，借助所述多主轴的机器应该同时加工多个相同的工件，由于这样的倾斜改变，根据加工主轴和工件的布置，产生各单独的工件的不同尺寸、例如不同的厚度。在各单独的工件之间的尺寸差别可超过预定的公差并导致次品。

背景技术

已知通过冷却系统限制这种倾斜改变并且导出在主热源上产生的热量。但以合理的花费，产生的热量从来不能完全地经由冷却系统导出。

检测并通过被压力加载的变形元件调节性地补偿在机床上的例如通过温度影响引起的位移的原理思想已经由文献DE 1 946 857A已知，其中描述了用于控制和校正尤其是在机床中的机械移动的方法和装置。为此在机器的一个或多个位置上布置变形元件。机床的变形类似地由单独的变形探测元件确定，所述变形探测元件也能布置在机器之外。在变形元件与探测元件之间设置用于控制和调节的机构。通过所述变形元件的伸展和收缩修正位移。这种解决方案相对地耗费并且一个重大的缺点在于，变形元件在结构上非常不稳定地构成，从而机床的对于高精工制造需要的稳定性不能被确保。

在文献DE 10 2004 007 042A1中描述了用于在包括主轴箱和可移动的纵向滑座的机床上的组件的位置校正的装置，以补偿通过温度变化或静力引起的位移。为此在主轴支承部下方的旋转主轴壳体在该壳体的中间区域中被分开，并且该分开位置通过调节装置（促动器）再次关闭，其中所述促动器能通过驱动装置操纵。所述分开优选在前端上处于所述壳体左边的过渡横截面上进行。在所述分开的连接片（Steg）上，所需的扩张力由能机械编程的促动器传递。为了在主轴法兰（Spindelflansch）上能适当地调节希望的倾斜校正，机器特定的温度特性通过控制装置评估，并且接着通过所述能编程的促动器施加相应的用于改变的扩张力。在此为产生扩张载荷，通过具有两个不同的螺距的丝杠使促动器变形，并且由此使工作主轴倾斜。为此由驱动单元使丝杠运动所需要的调节量。位置驱动装置用作所述驱动单元，所述位置驱动装置包括直流电机和上级的差速齿轮变速器，所述直流电机包括绝对值发送器（Absolutwertgeber）、集成的调节电子装置和功率电子装置。所述单元固定在电机机座上。与由传感器接收的温度相关，通过机器控制装置进行对位置驱动装置的控制，所述位置驱动装置通过促动器产生相应的用于改变主轴壳体倾斜的扩张力。因此旋转主轴的倾斜被修正需要的量。促动器在此不是非常紧凑地实现，从而其对稳定性不利。此外工作主轴的倾斜调节完全根据测量的温度进行。也许由于其他的影响而会出现的、可能的不希望的位置改变未被检测到。

此外在补偿作用的自由度中的以及在其他的空间自由度中的刚度损失构成使用前述解决方案的主要问题。因此在所有的情况中，通过所述用于位置校正的装置在刚度减小时实现一种“浮动支承”，由此尽管执行了位置补偿和/或倾斜补偿，制造精度仍被不利地影响。

用于在切削加工的机床上的可平移运动的部件的位置校正的装置由文献DE 34 23 495C2已知，所述部件例如是滑座、滑板、柱塞（Traghuelse）或类似物。所述机床具有垂直的机座、可沿机座移动的主轴箱和由主轴箱滑动地支承的可运动部件，在所述部件上能固定刀具或附加装置。在该解决方案中设置以下组成部分：以压力介质加载的装置，用来施加用于校正通过可运动部件的位移引起的影响的校正力；用于检测可运动部件的位置的位置检测装置；用于产生与所检测到的可运动部件的位置相关的位移校正值的装置；根据所述位移校正值被操纵的、用于调节压力介质的压力的阀，其中，用于施加校正力的装置包括用于校正可运动部件的倾斜的补偿装置，并且位置检测装置产生位置信号，并且用于产生位移校正值的装置是产生位移校正信号的计算装置。所述阀能通过位移校正信号电磁地操纵，并且用于施加校正力的装置包括用于校正可运动部件的弯曲度的补偿装置、用于校正由于主轴箱的重心位置移动引起的主轴箱倾斜的补偿位置和用于校正主轴箱的前下区段的弹性变形的补偿装置。以位置信号输入的计算装置自动考虑在可运动部件上出现的载荷变化并且考虑在可运动机床部件的通过位置信号描述的移动位置与用于各单独的补偿装置的位移校正值之间的函数关系。以这种方式，在具有大的尺寸和大的重量的机床中，在使用相对简单的控制技术构件的情况下，也应该修正通过可运动刀具部件的位移引起的影响。这种解决方案相对复杂地构成，并且补偿可运动部件的弯曲度是非常耗费的，所述部件这里是可轴向移动的主轴。