專利名稱：機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機床，該機床設(shè)有移動式橫梁，活動立桿或活動的龍門式結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明尤其涉及一種用于驅(qū)動機床中橫梁的裝置，該橫梁安裝在機架上，并且橫梁上安裝有機加工裝置。
在某些機械工程工業(yè)，如汽車工業(yè)和航空工業(yè)中，待機械加工的部件可能極大，所用的自動機械必須設(shè)計成體積龐大的工件。由于這個原因，現(xiàn)有的自動機床或組合加工中心機床設(shè)有兩個平行的縱向?qū)к?，每個導(dǎo)軌都由相應(yīng)的立桿支承。對工件進行機械加工的操作裝置安裝在橫梁上，橫梁在導(dǎo)軌中運行。
在已知的這種機床中，在縱向?qū)к壣线\行的滑動式橫梁用機械傳動裝置驅(qū)動，該機械傳動裝置將每個橫梁定位在進行機械加工工件的位置處，并且驅(qū)使橫梁移動從而形成機加工裝置的進給運動。
一般用于驅(qū)動滑動式橫梁的機械裝置，例如，帶有齒條齒輪機構(gòu)或循環(huán)滾珠絲杠的裝置具有某些缺點。其中一個缺點是橫梁沿導(dǎo)軌的運動比較緩慢。這種緩慢運動導(dǎo)致了較長的起動響應(yīng)時間，并且機械部件的體積和重量也會對加速度產(chǎn)生影響。上述機械驅(qū)動裝置的另一個缺點是，由于滑動橫梁的體積和重量使得加在導(dǎo)軌上的摩擦力很大，這導(dǎo)致機械部件的過熱和磨損?，F(xiàn)有機械驅(qū)動裝置的再一個缺點是，它們需要經(jīng)常調(diào)節(jié)，以便減少測量誤差，該測量誤差是由于橫梁在縱向?qū)к壷行羞M過長而造成的。
本發(fā)明的目的是提供一種機床，該機床具有克服上述缺點的移動式橫梁。
因此，本發(fā)明提供一種機床，該機床包括兩個平行的縱向?qū)к?，這兩個縱向?qū)к壴诘谝恢鞣较蛏涎由?，兩個基本上平行的橫梁在第二方向上延伸，該第二方向基本上垂直于縱向?qū)к壍牡谝恢鞣较颍瑱M梁上安裝有相應(yīng)的機加工裝置并在導(dǎo)軌中朝第一方向運行。該機床的特征是線性電動機驅(qū)動橫梁在導(dǎo)軌中運動。
現(xiàn)在參照
本發(fā)明，其中圖1是按照本發(fā)明所述機床的示意透視圖；圖2是前視圖，同時將圖1所示的機床的某些部件切去，以便更好示出另一些部件；圖3是后視圖，同時將圖1所示的機床的某些部件切去，以便更好示出另一些部件；圖4，5，6和7是用比前面的各圖小的比例，示出圖1的機床處于4種不同工作狀態(tài)的示意平面圖；圖8是圖7所示機床的一種可供選擇結(jié)構(gòu)的示意平面圖；圖9和10是圖5所示機床的兩種可供選擇結(jié)構(gòu)的示意平面圖；圖11是按照本發(fā)明所述機床第二實施例的示意透視圖。
參見圖1和11，標(biāo)號100作為一個整體代表一臺自動化機床，該機床包括兩個結(jié)構(gòu)1，1′，它們安裝各自的機加工裝置4，5。具體地說，在圖1中，結(jié)構(gòu)1，1′是兩個橫梁2和3，而在圖11中，它們是兩個立桿2′，3′。
在兩種情況下，機加工裝置4，5可以沿著各自的笛卡爾參照系的三個線性軸X、Y和Z在三維空間中運動。
如圖1所示，機加工裝置4，5每個都設(shè)有一個滑塊6，7，滑塊6，7分別安裝在圖2和3所示的夾具主軸8，9上，上述機加工裝置4，5都是常見式樣，因此未詳細示出?；瑝K6，7與支承元件10，11滑動式連接，在支承元件10，11中，滑塊6，7沿方向Z運動。
支承元件10，11可以通過普通的傳動裝置在方向Y上相對于各自的橫梁2，3運動，對該傳動裝置不作更詳細說明。
兩個橫梁2和3在各自的主方向D1，D2上延伸，該主方向D1，D2基本上平行于笛卡爾參照系的Y軸。
兩個橫梁2，3由兩個縱向?qū)к?2，13支承在主方向D3上延伸，主方向D3基本上平行于導(dǎo)軌12，13的X軸方向，導(dǎo)軌12，13由數(shù)個立柱14支承。
各立柱14具有各自的下端15和各自的上端17，下端15連接到機床100的底座16上，而各自的上端17連接到縱向?qū)к?2，13上。
橫梁2，3可以沿方向D3在縱向?qū)к?2，13中滑動，以便根據(jù)自動機床加工工件的需要驅(qū)動機加工裝置4，5。
如圖1所示，機床100包括兩個數(shù)據(jù)控裝置40，41，用于控制安裝在橫梁2，3上的機加工裝置4，5，以完成所需要的機加工操作。裝置40，41位于D3方向上彼此相對的兩個立柱14處。
每個控制裝置40，41可以通過特殊的軟件程序，以便使各自的機加工裝置4，5完成規(guī)定的操作順序。尤其是，控制裝置40專門用在位于第一橫梁2上的機加工裝置4上，而控制裝置41可以根據(jù)預(yù)定的工作模式，或是只控制位于第二橫梁3上的機加工裝置5，或是同時控制兩個機加工裝置4，5。
如圖2所示，第一橫梁2在方向D3上由兩個線性電動機18，19驅(qū)動。兩個線性電動機18，19其中每個都包括一個主構(gòu)件或轉(zhuǎn)子20和一個副構(gòu)件或定子21。
兩個主構(gòu)件20在其兩個相對端22，23處與第一橫梁2合為一體。
兩個副構(gòu)件21設(shè)有兩個相互平行的滑槽24，25，每個滑槽都沿著縱向?qū)к?2或13延伸。
如圖3所示，第二橫梁3，象第一橫梁2一樣，在D3方向上由兩個線性電動機26，27驅(qū)動。兩個線性電動機26，27的其中每個都包括一個主構(gòu)件或轉(zhuǎn)子28和一個副構(gòu)件或定子29。
兩個主構(gòu)件28在其兩個相對端30，31處與橫梁3合為一體。
兩個副構(gòu)件29設(shè)有兩個相互平行的滑槽32，33，每個滑槽沿著縱向?qū)к?2或13延伸并且與橫梁2的滑槽24，25平行。這樣，在同一縱向?qū)к?2，13中運行的兩個對應(yīng)的線性電動機18，26，19，27之間不產(chǎn)生干擾。每個電動機18，19，26，27的對應(yīng)的主構(gòu)件20，28和副構(gòu)件21，29彼此相對設(shè)置，并按照線性電動機已知的工作原理用一合適的氣隙34分開。線性電動機18，19，26，27構(gòu)成電動機裝置，它們作為整體用M表示。
此外，每個橫梁2，3還設(shè)置了用于使橫梁2，3在縱向?qū)к?2，13中滑動的裝置，該裝置在附圖中用38標(biāo)出。裝置38是常用滑動裝置，因而沒有作進一步說明，裝置38應(yīng)設(shè)計成使主構(gòu)件20，28和副構(gòu)件21，29之間的氣隙34保持一恒定值。
參見圖11，機床100的機加工裝置4，5安裝在移動式立桿2′，3′上，而不是安裝在橫梁2，3上。圖11所示機床100的另一些元件與圖1-10已說明的那些元件在形狀和功能上都相同。為了方便起見，這些元件都標(biāo)上與圖1-10中那些元件相同的標(biāo)號。
在圖4所示的工作狀態(tài)中，安裝在相應(yīng)橫梁2，3上的機加工裝置4，5對位于兩個分開的工作區(qū)內(nèi)的工件35，36上進行不同的操作。
在這第一工作狀態(tài)中，機床100可以在不同的工件35，36上完成不同的加工操作。換句話說，兩個機加工裝置4，5可以象兩臺獨立的機床操縱不同的部件那樣進行工作。
因此，控制裝置40控制第一橫梁2上的機加工裝置4并起動第一部件工作程序，而控制裝置41控制第二橫梁3上的機加工裝置5并起動第二部件工作程序，該第二部件工作程序與機加工裝置4的第一部件工作程序不同。
在圖5中，安裝在橫梁2，3上的機加工裝置4，5在兩個同樣的工件35上完成相同的加工操作。
在這第二工作狀態(tài)中，機床100能同時在兩上相同的工件35上以基本上同步的方式完成相同的加工操作，因此與只用一個機加工裝置的機床相比，機床100的生產(chǎn)率提高一倍。換句話說，控制裝置41起動一個部件工作程序同時控制橫梁2和3上的機加工裝置4，5，而控制裝置40保持待命狀態(tài)。
在圖6中，安裝在機床100的兩個橫梁2，3上的機加工裝置4，5在同一工件37上完成不同的加工操作。
在這第三工作狀態(tài)中，機床100能同時完成不同的加工操作，此時，機床將連續(xù)地完成這些不同的加工操作。由于能在機加工裝置4，5上同時使用兩個不同的工具，所以減少了加工時間。
因此，如上所述，控制裝置40控制第一橫梁2上的機加工裝置4并運行第一部件工作程序，而控制裝置41控制第二橫梁3上的機加工裝置5并運行第二部件工作程序，第二部件工作程序與第一部件工作程序不同。
在圖7中，安裝在機床100兩個橫梁2，3上的兩個機加工裝置4，5，在單個工件37上完成相同的加工操作，工件37有兩部分37a，37b，這兩部分37a和37b相對于平行于方向D3的對稱軸S是對稱的。
在這第四工作狀態(tài)中，機床100能同時進行相同的加工操作，機床將按順序完成相同的加工操作。
另外，如上述第三工作狀態(tài)中那樣，控制裝置41通過運行一個部件工作程序同時控制橫梁2，3上的機加工裝置4，5。
工件37對稱軸S的方向是可改變的，圖8中所示的工作狀態(tài)與圖7所述的工作狀態(tài)類似，此處對稱軸S垂直于方向D3。
如圖9所示并參見圖5所示的第二工作狀態(tài)，機床100使兩個橫梁2和3上的兩個機加工裝置4，5能在兩個相同的工件35上完成同步加工操作，這兩個工件35在縱向上尤其是在方向D3上延伸并相對方向D3本身對稱設(shè)置。
參見圖10，機床100使橫梁2，3上的兩個機加工裝置4，5在兩個相同的工件35上完成同步加工操作，這兩個工件相對平行于方向D1的軸線S1對稱設(shè)置。
用線性電動機18，19，26，27來驅(qū)動兩個橫梁2，3大大簡化了機床100的結(jié)構(gòu)和操作，同時在運行費和維修費方面具有明顯的優(yōu)點。
值得一提的是機床100設(shè)有一個防撞程序，該程序設(shè)定在控制裝置40，41其中之一中。該程序的設(shè)定可以防止機加工裝置4，5的碰撞。該碰撞是由于程序或其他錯誤，引起機加工裝置4，5沿D1、D2、D3方向的運動所造成的。
在這種情況下，防撞程序通過用普通傳感器監(jiān)測兩個機加工裝置4，5的瞬時工作位置，使機加工裝置4，5的相對運動停止，并且，如有必要，發(fā)出可見和/或可聽到的報警信號，以便使操作人員糾正這一錯誤。
在圖11所示的機床100中，機加工裝置4，5安裝在支桿2′，3′上。在這個實施例中，機床100用與設(shè)有活動橫梁2，3的機床100相同的方式工作。尤其是，它的工作模式與圖4-10所述的那些相同，對此不再贅述。
權(quán)利要求1.一種機床，包括至少兩種結(jié)構(gòu)(1，1′)，這兩種結(jié)構(gòu)(1，1′)安裝相應(yīng)的機加工裝置(4，5)，機加工裝置(4，5)可以在至少一個導(dǎo)軌(12，13)中運動，并且用電動機裝置(M)驅(qū)動，導(dǎo)軌(12，13)在一主方向(D3)中延伸，其特征在于電動機裝置(M)包括線性電動機(18，19，26，27)。
2.按照權(quán)利要求1所述的機床，其特征在于結(jié)構(gòu)(1，1′)在相互獨立的導(dǎo)軌(12，13)中滑動。
3.按照權(quán)利要求1所述的機床，其特征在于安裝在結(jié)構(gòu)(1，1′)上的機加工裝置(4，5)可同時在至少兩個不同的工件(35，36)上工作，并在它們上面完成兩個不同的加工操作。
4.按照權(quán)利要求1所述的機床，其特征在于安裝在結(jié)構(gòu)(1，1′)上的機加工裝置(4，5)，可同時在至少兩個相同的工件(35)上工作并完成同樣的加工操作。
5.按照權(quán)利要求1所述的機床，其特征在于安裝在結(jié)構(gòu)(1，1′)上的機加工裝置(4，5)，可同時在一工件37上工作，并完成不同的加工操作。
6.按照權(quán)利要求1所述的機床，其特征在于安裝在結(jié)構(gòu)(1，1′)上的機加工裝置(4，5)，在一個工件(37)上工作，工件(37)以對稱軸(S)為界分為兩個對稱部分(37a，37b)，機加工裝置(4，5)在兩個對稱部分(37a，37b)上同步完成相同的加工操作。
7.按照權(quán)利要求1所述的機床，其特征在于它包括至少一個設(shè)定程序的控制裝置(40，41)，以便使機加工裝置(4，5)完成規(guī)定的操作程序。
8.按照權(quán)利要求7所述的機床，其特征在于控制裝置(40，41)設(shè)有一個防撞程序，以防止機床(100)加工工件(35，36，37)期間發(fā)生碰撞。
9.按照權(quán)利要求1所述的機床，其特征在于它包括兩個平行的縱向?qū)к?12，13)，該縱向?qū)к?12，13)在第一主方向(D3)中延伸，結(jié)構(gòu)(1，1′)包括兩個基本上平行的橫梁(2，3)，該橫梁(2，3)在垂直于縱向?qū)к?12，13)第一主方向(D3)的第二方向(D1，D2)上延伸，橫梁(2，3)安裝相應(yīng)機加工裝置(4，5)并在導(dǎo)軌(12，13)中在第一方向(D3)上運行，線性電動機(18，19，26，27)驅(qū)動橫梁在導(dǎo)軌中運行。
10.按照權(quán)利要求1所述的機床，其特征在于它包括兩個平行的縱向?qū)к?12，13)，導(dǎo)軌(12，13)在第一主方向(D3)上延伸，結(jié)構(gòu)(1，1′)包括兩個平行的立桿(2′，3′)，該立桿(2′，3′)在第三垂直方向(D4)上延伸，該第三方向(D4)垂直于縱向?qū)к?12，13)的第一主方向(D3)，立桿(2′，3′)上安裝相應(yīng)的機加工裝置(4，5)并在軌道(12，13)中朝第一方向(D3)上運行，線性電動機(18，19，26，27)驅(qū)動立桿在導(dǎo)軌中運行。
專利摘要自動機床(100)包括兩個平行的縱向?qū)к?12，13)，該縱向?qū)к?12，13)由多個立在底座(16)上的立柱(14)支承，導(dǎo)軌(12，13)與兩個平行的滑動橫梁(2，3)連接，橫梁(2，3)上安裝相應(yīng)的機加工裝置(4，5)。線性電動機(18，19，26，27)驅(qū)動橫梁在導(dǎo)軌(12，13)中運行。
文檔編號B23Q5/22GK2539596SQ0220745
公開日2003年3月12日 申請日期2002年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月13日
發(fā)明者費拉里·莫里齊奧, 馬薩里·卡洛 申請人:Jobs股份公司