數(shù)控機(jī)床的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種類(lèi)型的數(shù)控機(jī)床(1)包括：底座(2)；基本直線的主支撐橫梁(4)，其在底座(2)上方延伸并具有兩個(gè)軸向端(4a)，所述兩個(gè)軸向端構(gòu)造為以軸向滑動(dòng)的方式穩(wěn)定地置設(shè)在存在于底座(2)上的兩個(gè)相互平行的直線導(dǎo)軌(3)上；可移動(dòng)滑軌(11)，其突出地固定到主支撐橫梁(4)的側(cè)面(4b)，能夠沿著主支撐橫梁(4)的本體移動(dòng)；基本直線的、可移動(dòng)垂直塔架(12)，其以基本垂直的姿勢(shì)固定于可移動(dòng)滑軌(11)，并且能夠相對(duì)于可移動(dòng)滑軌(11)在垂直方向上平移；以及工具架頭(16)，其固定于所述垂直可移動(dòng)塔架(12)的下端；主支撐橫梁(4)構(gòu)造為穩(wěn)定地支撐可移動(dòng)滑軌(11)、可移動(dòng)垂直塔架(12)和工具架頭(16)的重量，并且該數(shù)控機(jī)床(1)還包括基本直線的輔助支撐橫梁(17)，該輔助支撐橫梁在主支撐橫梁(4)旁邊延伸，以便局部面向支撐可移動(dòng)滑軌(11)的橫梁的側(cè)面(4b)并與該側(cè)面(4b)隔開(kāi)；并且可移動(dòng)滑軌(11)通過(guò)反作用構(gòu)件(19)的插入而置設(shè)于該輔助支撐橫梁上，該反作用構(gòu)件構(gòu)造為改變其高度，同時(shí)在突出臂(18)上施加向上的推力(f)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】數(shù)控機(jī)床

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種數(shù)控機(jī)床。
[0002]更詳細(xì)地，本發(fā)明涉及一種可移動(dòng)龍門(mén)式的數(shù)控銑床，下文的說(shuō)明將具體涉及該可移動(dòng)龍門(mén)式的數(shù)控銑床，因而不會(huì)失去其一般性質(zhì)。

【背景技術(shù)】
[0003]眾所周知，傳統(tǒng)上稱(chēng)為“龍門(mén)”式的數(shù)控銑床或鉆床基本包括:具有高剛性結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)水平主支撐橫梁，其在距地面預(yù)定高度水平地且垂直于機(jī)床的縱向軸地延伸，并且具有兩個(gè)軸向端，所述軸向端構(gòu)造為以軸向滑動(dòng)的方式穩(wěn)定地置設(shè)于兩個(gè)水平直線導(dǎo)軌上，所述導(dǎo)軌在從底座升高的兩個(gè)側(cè)壁或扶壁頂部平行于機(jī)床的縱向軸延伸；可移動(dòng)滑軌，其突出且以軸向滑動(dòng)的方式固定在一系列直線導(dǎo)軌上，所述直線導(dǎo)軌沿著主支撐橫梁的側(cè)面平行于所述橫梁的縱向軸延伸，以便在水平方向上沿著橫梁局部平行于該橫梁的縱向軸延伸；可移動(dòng)垂直塔架，其以垂直姿勢(shì)固定到該可移動(dòng)滑軌上，還能夠相對(duì)于該滑軌在垂直方向上移動(dòng)，以便改變距下方地面的距離；最后，工具架頭，其固定到該可移動(dòng)垂直塔架的下端，通常能夠繞垂直軸和/或水平軸旋轉(zhuǎn)，以便到達(dá)保持在主支撐橫梁下方的底座上的物體的任一點(diǎn)。
[0004]不利的是，“龍門(mén)”式數(shù)控銑床不能執(zhí)行要求精度超過(guò)百分之一微米的去除材料的機(jī)加工，除非機(jī)床的主支撐橫梁相對(duì)于傳統(tǒng)應(yīng)用而言具有大型超規(guī)格尺寸的結(jié)構(gòu)，而這涉及成本的明顯增加。
[0005]實(shí)際上，在此類(lèi)的數(shù)控機(jī)床上，滑軌和垂直塔架突出地固定到主支撐橫梁的側(cè)面上，因此與這兩個(gè)部件關(guān)聯(lián)的重力在垂直面上產(chǎn)生機(jī)械力矩，該機(jī)械力矩趨于使可移動(dòng)垂直塔架翻倒，將滑軌從主支撐橫梁的側(cè)面撕裂。此機(jī)械力矩明顯地釋放到主支撐橫梁的本體上，同時(shí)伴隨由于兩個(gè)部件的重量導(dǎo)致的正常機(jī)械彎曲應(yīng)力，并且由于滑軌沿主支撐橫梁的瞬時(shí)位置以及固定到垂直塔架的下端上的工具架頭的重量而趨于使橫梁的本體以可變方式扭轉(zhuǎn)。
[0006]在目前出售的“龍門(mén)”式銑床上，主支撐橫梁的扭轉(zhuǎn)和彎曲變形通過(guò)所述主支撐橫梁的適當(dāng)超規(guī)格尺寸的結(jié)構(gòu)而保持在合理的界限內(nèi)。此方案明顯嚴(yán)重影響機(jī)床的總的生產(chǎn)成本。
[0007]然而，不利的是，當(dāng)水平主支撐橫梁的長(zhǎng)度超過(guò)4-6米且滑軌和垂直塔架的總重量超過(guò)2000Kg時(shí)，主支撐橫梁的扭轉(zhuǎn)變形的限制在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上受到抑制，因此橫梁的扭轉(zhuǎn)和彎曲變形開(kāi)始不利地影響固定到工具架頭上的工具的定位精度。這就是為何大型“龍門(mén)”式銑床和鉆床不能以合理的成本確保與較小尺寸的銑床或鉆床提供相同的梢度的原因。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此本發(fā)明的目的是消除或至少顯著地減小通常的大型“龍門(mén)”式銑床或鉆床的水平主支撐橫梁的過(guò)度變形的問(wèn)題,但不會(huì)增加此類(lèi)數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)成本。
[0009]按照這些目的，根據(jù)本發(fā)明，一種如權(quán)利要求1的數(shù)控機(jī)床，并且優(yōu)選但不是必須地，如其從屬權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所限定地實(shí)現(xiàn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]現(xiàn)在將參照示出本發(fā)明的非限制性實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，其中
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)控銑床的三維視圖，為清晰起見(jiàn)，部分部件被移除；
[0012]圖2是圖1的數(shù)控銑床的側(cè)視圖，為清晰起見(jiàn)，部分部件以剖面顯示，部分部件被移除；而
[0013]圖3以放大比例顯示了圖2的銑床的細(xì)節(jié)，并且為清晰起見(jiàn)，部分部件以剖面顯示，部分部件被移除；以及
[0014]圖4以放大比例顯示了圖3的數(shù)控銑床的細(xì)節(jié)的不同實(shí)施例，為清晰起見(jiàn)，部分部件以剖面顯示，部分部件被移除。

【具體實(shí)施方式】
[0015]參照?qǐng)D1和2，附圖標(biāo)記I整體指示可移動(dòng)支撐橫梁式的數(shù)控機(jī)床，在本實(shí)施例中為“龍門(mén)”式銑床或鏜床，其特別利于在對(duì)大型金屬物體進(jìn)行銑削或鏜切中使用。
[0016]該“龍門(mén)”式數(shù)控機(jī)床I主要包括:置設(shè)于地面上的底座2，該底座2配設(shè)有兩個(gè)彼此平行且并排的縱向直線導(dǎo)軌3，所述導(dǎo)軌3在底座2的上表面彼此相距預(yù)定的距離、且同時(shí)保持平行于第一參考軸X基本水平地延伸；具有高剛性結(jié)構(gòu)并且長(zhǎng)度優(yōu)選超過(guò)4米的直線主支撐橫梁4，該橫梁4在底座2上方距地面預(yù)定的高度、保持局部平行于第二參考軸Y、基本水平且局部垂直于X軸地延伸，并且具有兩個(gè)軸向端4a，所述軸向端4a分別被構(gòu)造為以軸向滑動(dòng)的方式穩(wěn)定地置設(shè)在底座2的各自的縱向直線導(dǎo)軌3上，使得整個(gè)主支撐橫梁4能在底座2上總是保持與底座自身平行地移動(dòng)；以及優(yōu)選地由電力或液壓控制的第一移動(dòng)裝置5，該第一移動(dòng)裝置5構(gòu)造為使主支撐橫梁4的兩個(gè)軸向端4a在底座2的相應(yīng)直線導(dǎo)軌3上以同步的方式移動(dòng)，以便根據(jù)指令使整個(gè)主支撐橫梁4在底座2上沿平行于X軸的方向dx移動(dòng)。
[0017]在圖示的實(shí)施例中，底座2優(yōu)選，但不是必須配設(shè)有兩個(gè)升高的側(cè)壁或扶壁6，所述側(cè)壁或扶壁6在機(jī)床的垂直中心面的相對(duì)側(cè)平行于所述參考軸X延伸，并且兩個(gè)縱向直線導(dǎo)軌3分別定位在底座2的各自的側(cè)壁或扶壁6的頂部。
[0018]每個(gè)縱向直線導(dǎo)軌3優(yōu)選但不是必須地由一系列直線軌道7組成，所述軌道7彼此平行且相鄰，并且不中斷地在底座2上平行于軸X延伸，或者更好地在升高的側(cè)壁或扶壁6頂部平行于軸X延伸。
[0019]在圖示的實(shí)施例中，特別地，每個(gè)縱向直線導(dǎo)軌3包括兩個(gè)直線軌道7，所述軌道7彼此平行且相鄰，并且不中斷地在底座2的升高的側(cè)壁或扶壁6上延伸，優(yōu)選在所述升高的側(cè)壁或扶壁6的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。
[0020]參照?qǐng)D1和2，另一方面，主支撐橫梁4的兩個(gè)軸向端4a中的每一個(gè)與中間可移動(dòng)支架8成一體，或者以另外的方式剛性固定到該中間可移動(dòng)支架8，所述中間可移動(dòng)支架8在橫梁4的軸向端4a直接下方以軸向滑動(dòng)的方式直接裝配到/置設(shè)在縱向直線導(dǎo)軌3上，并且移動(dòng)裝置5構(gòu)造為根據(jù)指令使中間可移動(dòng)支架8沿縱向直線導(dǎo)軌3移動(dòng)。
[0021]在圖示的實(shí)施例中，特別地，中間可移動(dòng)支架8優(yōu)選地跨越形成縱向直線導(dǎo)軌3的所有直線軌道7定位，并且優(yōu)選地通過(guò)適當(dāng)數(shù)量的旋轉(zhuǎn)滑塊9置設(shè)在每一個(gè)直線軌道7上。
[0022]優(yōu)選但不是必須地，移動(dòng)裝置5另一方面包括直線齒條10，該齒條10在底座2的升高的扶壁6頂部平行于軸X并且基本鄰接于形成縱向直線導(dǎo)軌3的直線軌道7延伸，以便穿過(guò)中間可移動(dòng)支架8 ;驅(qū)動(dòng)齒輪(未示出)，該驅(qū)動(dòng)齒輪以軸向旋轉(zhuǎn)的方式固定在中間可移動(dòng)支架8上，以便穩(wěn)固地接合在直線齒條10上；以及電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)(未示出)，該電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)定位在中間可移動(dòng)支架8的邊緣，并且機(jī)械連接到該驅(qū)動(dòng)齒輪以便旋轉(zhuǎn)地拖拉所述驅(qū)動(dòng)齒輪，并由此導(dǎo)致中間可移動(dòng)支架8在直線導(dǎo)軌3上的被迫平移。
[0023]參照?qǐng)D1和2，“龍門(mén)”式數(shù)控機(jī)床I還包括:可移動(dòng)滑軌11，其突出地固定在主支撐橫梁4的側(cè)面4b上，且能夠在基本平行于橫梁的縱向軸或平行于軸Y的方向dy上沿主支撐橫梁4的本體移動(dòng)；以及基本直線的、可移動(dòng)垂直塔架12，其與基本正交于軸X和Y所在平面的第三參考軸Z同軸地延伸，并且以基本垂直的姿勢(shì)固定在可移動(dòng)滑軌11上，該可移動(dòng)垂直塔架12能夠相對(duì)于可移動(dòng)滑軌11在基本垂直的、或平行于軸Z且正交于軸X和Y所在平面的方向dz上平移。
[0024]該“龍門(mén)”式數(shù)控機(jī)床I還設(shè)有優(yōu)選地由電力或液壓控制的第二移動(dòng)裝置(未示出)，該第二移動(dòng)裝置構(gòu)造為使滑軌11沿主支撐橫梁4的本體移動(dòng)，以便根據(jù)指令改變可移動(dòng)滑軌11在主支撐橫梁4上的位置；以及優(yōu)選地由電力或液壓控制的第三移動(dòng)裝置(未示出)，該第三移動(dòng)裝置構(gòu)造為使可移動(dòng)塔架12相對(duì)于可移動(dòng)滑軌11移動(dòng)，以便根據(jù)指令改變可移動(dòng)塔架12距下方底座2的距離。
[0025]在圖示的實(shí)施例中，特別地，主支撐橫梁4優(yōu)選地設(shè)有一系列直線導(dǎo)軌13，所述導(dǎo)軌13在主支撐橫梁4的側(cè)面4b上平行于所述橫梁的縱向軸，即平行于軸Y，不中斷地延伸。
[0026]優(yōu)選地，可移動(dòng)滑軌11包括剛性支撐外殼14，該外殼14配設(shè)有平行于軸Z定位的直線通道，并且優(yōu)選地通過(guò)一系列鉤掛滑塊15以滑動(dòng)的方式固定/附接在主支撐橫梁4的側(cè)面4b上，所述鉤掛滑塊15中的每一個(gè)以軸向滑動(dòng)的方式基本無(wú)機(jī)械間隙地裝配到/聯(lián)接到直線導(dǎo)軌13上，以便使得基本對(duì)于所述橫梁的整個(gè)長(zhǎng)度，可移動(dòng)滑軌11的支撐外殼14都能夠沿主支撐橫梁4自由運(yùn)行。
[0027]另一方面，可移動(dòng)塔架12具有大致棱柱的形狀，并優(yōu)選地以軸向滑動(dòng)的方式嵌入/插入可移動(dòng)滑軌11的支撐外殼14的直線通道中，使得在所述滑軌的相對(duì)側(cè)，可移動(dòng)塔架12的兩個(gè)端部突出超過(guò)支撐外殼14。
[0028]參照?qǐng)D1和2，機(jī)床I還包括工具架頭16，該工具架頭16以剛性且穩(wěn)定的方式，但易于拆裝地固定于可移動(dòng)塔架12的下端，優(yōu)選地，該工具架頭16能夠繞第一參考軸，優(yōu)選但不是必須地與可移動(dòng)塔架12的縱向軸局部重合地，或者與軸Z局部重合地旋轉(zhuǎn)，和/或繞第二參考軸，優(yōu)選但不是必須地局部正交于可移動(dòng)塔架12的縱向軸旋轉(zhuǎn)。
[0029]優(yōu)選地，機(jī)床I還設(shè)有控制單元(未示出)，該控制單元設(shè)計(jì)為控制存在于機(jī)床I上的各種移動(dòng)裝置，以便以完全自動(dòng)的方式移動(dòng)暫時(shí)安裝在工具架頭13上的工具。
[0030]主支撐橫梁4構(gòu)造為穩(wěn)定地支撐其自重以及具有相對(duì)移動(dòng)裝置的可移動(dòng)滑軌11、可移動(dòng)塔架12和工具架頭16的重量，如存在。
[0031]換句話說(shuō)，主支撐橫梁4作為用于安裝在工具架頭16上的工具的正確空間定位的唯一靜態(tài)參照。
[0032]參照?qǐng)D1、2和3，與當(dāng)前已知的“龍門(mén)”式銑床或鉆床不同，機(jī)床I還包括基本直線的、輔助支撐橫梁17，該輔助支撐橫梁17在主支撐橫梁4旁邊基本在主支撐橫梁的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸，以便直接且局部地面向直接支撐可移動(dòng)滑軌11的橫梁的側(cè)面4b，并且與該側(cè)面4b適當(dāng)?shù)馗糸_(kāi)。此外優(yōu)選地，輔助支撐橫梁17基本平行于主支撐橫梁4，即基本平行于軸Y。
[0033]輔助支撐橫梁17的兩個(gè)軸向端17a中的每一個(gè)都剛性固定/連接到主支撐橫梁4的緊鄰的軸向端4a，或者更好地，連接到與主支撐橫梁4的軸向端4a成一體的中間可移動(dòng)支架8，從而迫使輔助支撐橫梁17與主支撐橫梁4 一起在底座2的縱向直線導(dǎo)軌3上水平移動(dòng)。
[0034]此外，可移動(dòng)滑軌11的支撐外殼14還配設(shè)有至少一個(gè)剛性突出臂18，該突出臂18朝向輔助支撐橫梁17突出，直至其遠(yuǎn)端18a處于輔助支撐橫梁17上方，并且通過(guò)反作用構(gòu)件19的插入使所述遠(yuǎn)端18a置設(shè)于輔助支撐橫梁17上，該反作用構(gòu)件19構(gòu)造為能夠改變其高度h，同時(shí)在突出臂18上施加優(yōu)選地僅具有垂直定向的矢量分量的向上的推力f。
[0035]該向上的推力f的值設(shè)置為在主支撐橫梁4上產(chǎn)生附加機(jī)械力矩M。，該附加機(jī)械力矩M。與機(jī)械力矩Mp基本相等且相反，由于存在于可移動(dòng)滑軌11和可移動(dòng)塔架12的重心與支撐可移動(dòng)滑軌11的側(cè)面4b之間，或者更好地，與直接支撐可移動(dòng)滑軌11的直線導(dǎo)軌13的垂直面之間的距離或臂，機(jī)械力矩Mp由可移動(dòng)滑軌11和可移動(dòng)塔架12的重量在主支撐橫梁4上自然地產(chǎn)生。
[0036]更詳細(xì)地，此向上的推力f的值優(yōu)選設(shè)置為在主支撐橫梁4上產(chǎn)生與機(jī)械力矩Mp相反并且值為機(jī)械力矩Mp的至少70%的附加機(jī)械力矩M。，由于存在于可移動(dòng)滑軌11和可移動(dòng)塔架12的重心與主支撐橫梁4的側(cè)面4b之間的距離或臂，該機(jī)械力矩Mp由可移動(dòng)滑軌11和可移動(dòng)塔架12的重量在主支撐橫梁4上自然地產(chǎn)生。
[0037]換句話說(shuō)，反作用構(gòu)件19構(gòu)造為將第二機(jī)械力矩M。傳遞到主支撐橫梁4，該第二機(jī)械力矩M。能夠或多或少地完全補(bǔ)償由于可移動(dòng)滑軌11和可移動(dòng)塔架12的突出組件所產(chǎn)生的機(jī)械力矩Mp，以便基本消除導(dǎo)致主支撐橫梁4的扭轉(zhuǎn)變形的機(jī)械應(yīng)力。
[0038]優(yōu)選地，由反作用構(gòu)件19產(chǎn)生的向上的推力f的值也是暫時(shí)固定到可移動(dòng)塔架12的下端的工具架頭16的重量的函數(shù)。
[0039]參照?qǐng)D1，在圖示的實(shí)旋例中，特別地，可移動(dòng)滑軌11的支撐外殼14設(shè)有兩個(gè)成對(duì)突出臂18，所述突出臂18優(yōu)選地從垂直的可移動(dòng)塔架12的相對(duì)側(cè)開(kāi)始并且優(yōu)選地保持彼此平行且并排地朝向輔助支撐橫梁17突出，直至它們的遠(yuǎn)端18a處于輔助支撐橫梁17上方。每個(gè)突出臂18通過(guò)各自反作用構(gòu)件19的插入而置設(shè)于輔助支撐橫梁17上，該反作用構(gòu)件19構(gòu)造為能夠改變其高度h，同時(shí)在突出臂18上施加僅具有垂直定向的矢量分量的預(yù)定值的向上的推力f。
[0040]由兩個(gè)反作用構(gòu)件19產(chǎn)生的向上的推力f的總和設(shè)置為在主支撐橫梁4上產(chǎn)生附加機(jī)械力矩M。，該附加機(jī)械力矩M。與機(jī)械力矩Mp基本相等且相反，由于存在于可移動(dòng)滑軌11和可移動(dòng)塔架12的重心與支撐可移動(dòng)滑軌11的直線導(dǎo)軌13的垂直面之間的距離或臂，該機(jī)械力矩Mp由可移動(dòng)滑軌11和可移動(dòng)塔架12的重量在主支撐橫梁4上自然產(chǎn)生。
[0041]更詳細(xì)地，由兩個(gè)反作用構(gòu)件19產(chǎn)生的向上的推力f的總和優(yōu)選地設(shè)置為在主支撐橫梁4上產(chǎn)生與機(jī)械力矩Mp相反，且值等于機(jī)械力矩Mp的至少70%的附加機(jī)械力矩Mc。
[0042]參照?qǐng)D3，在圖示的實(shí)施例中，輔助支撐橫梁17還優(yōu)選地在上表面上設(shè)有直線軌道20，對(duì)于輔助支撐橫梁17的整個(gè)長(zhǎng)度，該軌道20無(wú)中斷地延伸，優(yōu)選地保持局部且基本平行于所述輔助支撐橫梁17的縱向軸。
[0043]另一方面，每個(gè)反作用構(gòu)件19優(yōu)選地包括:滑塊21，其以軸向滑動(dòng)的方式置設(shè)于輔助支撐橫梁17上，或者更好地，以軸向滑動(dòng)的方式裝配在該直線軌道上；液壓千斤頂22，其以垂直姿勢(shì)布置在滑塊21與突出臂18的遠(yuǎn)端18a之間，以便向上推動(dòng)突出臂18的遠(yuǎn)端18a ;以及液壓回路(未示出)，其設(shè)計(jì)為保持液壓千斤頂22內(nèi)的油壓處于恒定且可調(diào)節(jié)的值。
[0044]液壓千斤頂22機(jī)械地連接到滑塊21和突出臂18，以便將由所述液壓千斤頂22產(chǎn)生的推力的僅垂直定向的矢量分量傳遞到突出臂18的遠(yuǎn)端18a。
[0045]更詳細(xì)地，在圖示的實(shí)施例中，液壓千斤頂22優(yōu)選地插在滑塊21與突出臂18的遠(yuǎn)端18a之間，能夠在水平參考面P上相對(duì)于所述兩個(gè)元件中的至少一個(gè)自由移動(dòng)/移位(即，在任意水平方向上自由移動(dòng)/移位)，以便將由液壓千斤頂22產(chǎn)生的推力的僅垂直定向的矢量分量傳遞到滑軌11的突出臂18，該矢量分量正交于參考面P指向，即由液壓千斤頂22產(chǎn)生的推力的垂直定向的矢量分量。
[0046]參照?qǐng)D3，在圖示的實(shí)施例中，特別地，液壓千斤頂22具有上部和下部，該上部剛性地固定到突出臂18的遠(yuǎn)端18a，而該下部的輪廓設(shè)置為以自由滑動(dòng)的方式，即無(wú)任何機(jī)械限制地置設(shè)于可移動(dòng)滑塊21的一個(gè)平坦和光滑部21a上，該下部水平延伸，以便在所述平坦和光滑部21a上沿任意方向自由滑動(dòng)。以這種方式，液壓千斤頂22能夠?qū)⒂梢簤呵Ы镯?2產(chǎn)生的推力的僅垂直定向的矢量分量釋放到輔助支撐橫梁17上，并因此傳遞到突出臂18。
[0047]顯然，液壓千斤頂22能由氣壓千斤頂代替，由此反作用構(gòu)件19的液壓回路將由氣壓回路代替，該氣壓回路設(shè)計(jì)為保持存在于氣壓千斤頂內(nèi)部的空氣壓力處于恒定和可調(diào)節(jié)的值。
[0048]上述的機(jī)床I的一般功能與任意其他的“龍門(mén)”式數(shù)控銑床或鉆床相同且無(wú)需進(jìn)一步說(shuō)明。
[0049]除上文所述之外，仍要指出的是，因?yàn)橹髦螜M梁4由于可移動(dòng)滑軌11和可移動(dòng)塔架12的突出組件而不再承受機(jī)械扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，所以與當(dāng)前的大型“龍門(mén)”式數(shù)控銑床或鉆床相比，主支撐橫梁4承受相當(dāng)?shù)偷闹档慕Y(jié)構(gòu)變形，并因此在對(duì)工具定位中確保更高的精度。
[0050]實(shí)際上，主支撐橫梁4對(duì)于安裝在工具架頭16上的工具的正確空間定位來(lái)說(shuō)是唯一的靜態(tài)參照。
[0051]輔助支撐橫梁17在不與主支撐橫梁4直接相互作用的情況下也吸收由可移動(dòng)滑軌11和可移動(dòng)塔架12的突出組件產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力，因此它可能承受相當(dāng)大的機(jī)械變形，而這在安裝在工具架頭16上的工具的空間定位中不會(huì)以任何方式有損于梢度。
[0052]實(shí)際上，輔助支撐橫梁17的彎曲變形通過(guò)反作用構(gòu)件19的高度變化而得以實(shí)時(shí)補(bǔ)償。
[0053]輔助支撐橫梁17和反作用構(gòu)件19的引入帶來(lái)了許多優(yōu)點(diǎn)。首先，由于可移動(dòng)滑軌11和可移動(dòng)塔架12的突出組件導(dǎo)致的機(jī)械力矩Mp的平衡機(jī)構(gòu)的存在允許在不顯著地增加機(jī)床生產(chǎn)成本的情況下，構(gòu)造能夠執(zhí)行要求梢度明顯高于百分之一毫米的去除材料的機(jī)加工的“龍門(mén)”式數(shù)控銑床或鉆床。
[0054]在相同的機(jī)床尺寸和/或精度的情況下，將由于可移動(dòng)滑軌11和可移動(dòng)塔架12的突出組件導(dǎo)致的機(jī)械力矩Mp釋放到輔助支撐橫梁17上的可能也簡(jiǎn)化和減輕了主支撐橫梁4的結(jié)構(gòu)，顯著地節(jié)省材料并明顯地降低要移動(dòng)的質(zhì)量。
[0055]總之，明顯的是在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可對(duì)上述的數(shù)控機(jī)床I做出改變和變形。
[0056]例如，參照?qǐng)D4，在精密復(fù)雜程度較低的實(shí)施例中，液壓千斤頂22可由預(yù)壓縮的彈性組件23代替，該彈性組件23插在滑塊21與突出臂18的遠(yuǎn)端18a之間，以便利用稍高于該預(yù)加載值的力壓縮。
[0057]換句話說(shuō)，彈性組件23的尺寸被設(shè)定為允許軸向偏移，而相對(duì)于該預(yù)加載值的反作用力沒(méi)有相關(guān)變化。
[0058]在圖示的實(shí)施例中，特別地，彈性組件23包括兩個(gè)杯形體24和25，所述兩個(gè)杯形體一個(gè)置設(shè)于滑塊21上，而另一個(gè)置設(shè)于突出臂18的遠(yuǎn)端18a處，并且可伸縮地一個(gè)接合到另一個(gè)中，以便形成可變高度的容器；以及一系列預(yù)壓縮的杯形彈簧26，所述彈簧26 —個(gè)在另一個(gè)之上地堆疊，并裝設(shè)在該可變高度的容器中，以便對(duì)比兩個(gè)杯形體24和25的相互接近程度。
[0059]與液壓千斤頂22類(lèi)似，彈性組件23也機(jī)械聯(lián)接到滑塊21和突出臂18，以便將由所述彈性組件23產(chǎn)生的彈性反作用力的僅垂直定向的矢量分量傳遞到突出臂18。
[0060]更詳細(xì)地，杯形體24具有底部，該底部成形為以自由滑動(dòng)的方式，即無(wú)任何其他機(jī)械限制地置設(shè)于可移動(dòng)滑塊21的平坦和光滑部21a上，以便在所述平坦和光滑部21a上沿任意方向自由滑動(dòng)。以這種方式，彈性組件23能夠?qū)⒌挚箯椥越M件23的壓縮的彈力f’的僅垂直定向的矢量分量釋放到輔助支撐橫梁17上，并因比傳遞到突出臂18。
[0061]此外，根據(jù)未示出的不同實(shí)施例，突出臂18越過(guò)輔助支撐橫梁17以便使其遠(yuǎn)端18a定位在輔助支撐橫梁17之下。同樣在必情形中，顯然,突出臂18的遠(yuǎn)端18a通過(guò)插入的反作用構(gòu)件19而置設(shè)/鉤掛在輔助支撐橫梁17上，該反作用構(gòu)件19構(gòu)造為能夠改變其高度h，同時(shí)在突出臂18上施加優(yōu)選地僅具有垂直定向的矢量分量的向上的推力f。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)控機(jī)床(I)，包括底座(2)和基本直線的主支撐橫梁(4)，所述主支撐橫梁在所述底座(2)上方局部保持平行于基本水平的第一參考軸(Y)延伸，并具有兩個(gè)端部(4a)，所述兩個(gè)端部構(gòu)造為分別以軸向滑動(dòng)的方式穩(wěn)定地置設(shè)于各自的直線縱向?qū)к?3)上，所述直線縱向?qū)к壴谒龅鬃?2)上平行于第二參考軸(X)延伸，所述第二參考軸(X)基本水平且垂直于第一軸(Y);所述機(jī)床(I)還包括: 可移動(dòng)滑軌(11)，其突出地固定到所述主支撐橫梁(4)的側(cè)面(4b)上，且能夠沿著所述主支撐橫梁(4)的本體在基本平行于所述第一參考軸(Y)的方向(dy)上移動(dòng)；以及 基本直線的、可移動(dòng)垂直塔架(12)，其與正交于所述第一軸(Y)和第二軸(X)所在平面的第三參考軸(Z)同軸地延伸，并且以基本垂直的姿勢(shì)固定在所述可移動(dòng)滑軌(11)上，且能夠相對(duì)于所述可移動(dòng)滑軌(11)在基本平行于所述第三軸(Z)的方向(dz)上平移；所述主支撐橫梁(4)構(gòu)造為穩(wěn)定地支撐所述可移動(dòng)滑軌(11)和所述可移動(dòng)垂直塔架(12)的重量; 所述數(shù)控機(jī)床(I)的特征在于，還包括基本直線的輔助支撐橫梁(17)，所述輔助支撐橫梁在所述主支撐橫梁(4)旁邊延伸，以便局部面向支撐所述可移動(dòng)滑軌(11)的橫梁的側(cè)面(4b)并與該側(cè)面(4b)隔開(kāi)； 以及在于，所述可移動(dòng)滑軌(11)設(shè)有至少一個(gè)突出臂(18)，所述突出臂朝向所述輔助支撐橫梁(17)突出，直至其與所述輔助支撐橫梁(17)交叉，并利用反作用構(gòu)件(19)的插入而置設(shè)于所述輔助支撐橫梁(17)上，所述反作用構(gòu)件(19)構(gòu)造為能夠改變其高度(h)，并在所述突出臂(18)上施加向上的推力(f)，所述向上的推力的值設(shè)置為在所述主支撐橫梁⑷上產(chǎn)生附加機(jī)械力矩(M。)，所述附加機(jī)械力矩(M。)與機(jī)械力矩(Mp)基本相等且相反，由于存在于所述可移動(dòng)滑軌(11)和所述可移動(dòng)塔架(12)的重心與支撐所述可移動(dòng)滑軌(11)的橫梁的側(cè)面(4b)之間的距離，所述機(jī)械力矩(Mp)由所述可移動(dòng)滑軌(11)和所述可移動(dòng)垂直塔架(12)的重量在所述主支撐橫梁(4)上自然產(chǎn)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床，其特征在于，所述輔助橫梁(17)的兩個(gè)端部(17a)剛性地固定/連接到所述主支撐橫梁⑷的相鄰端部(4a)，從而迫使所述輔助支撐橫梁(17)在所述底座(2)的縱向直線導(dǎo)軌(3)上與所述主支撐橫梁(4) 一起水平移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)床，其特征在于，所述輔助支撐橫梁(17)基本平行于所述主支撐橫梁(4)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的機(jī)床，其特征在于，所述反作用構(gòu)件(19)構(gòu)造為在所述突出臂(18)上施加僅設(shè)有垂直定向的矢量分量的向上的推力(f)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的機(jī)床，其特征在于，所述反作用構(gòu)件(19)包括滑塊(21)和千斤頂(22)，所述滑塊以軸向滑動(dòng)的方式置設(shè)于所述輔助支撐橫梁(17)上，所述千斤頂以垂直的姿勢(shì)布置在所述滑塊(21)與所述突出臂(18)之間，以便向上推動(dòng)所述突出臂(18)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)床，其特征在于，所述千斤頂(22)連接到所述滑塊(21)和所述突出臂(18)，以便將由所述千斤頂(22)產(chǎn)生的推力的僅垂直定向的矢量分量傳遞到所述突出臂(18)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的機(jī)床，其特征在于，所述反作用構(gòu)件(19)還包括液壓或氣壓回路，所述液壓或氣壓回路適于保持所述千斤頂(22)中的空氣或油的壓力處于恒定和可調(diào)節(jié)的值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的機(jī)床，其特征在于，所述反作用構(gòu)件(19)包括滑塊(21)和預(yù)壓縮的彈性組件(23)，所述滑塊以軸向滑動(dòng)的方式置設(shè)于所述輔助支撐橫梁(17)上，所述預(yù)壓縮的彈性組件插在所述滑塊(21)與所述突出臂(18)之間，以便利用稍高于預(yù)加載值的力壓縮。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)床，其特征在于，所述彈性組件(23)連接到所述滑塊(21)和所述突出臂(18)，以便將抵抗所述彈性組件(23)的壓縮的彈力(f’)的僅垂直定向的矢量分量傳遞到所述突出臂(18)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或8所述的機(jī)床，其特征在于，所述輔助支撐橫梁(17)在頂部設(shè)有直線軌道(20)，所述直線軌道基本在所述輔助支撐橫梁(17)的整個(gè)長(zhǎng)度上無(wú)中斷地延伸，并且所述滑塊(21)以軸向滑動(dòng)的方式裝配在所述直線軌道(20)上。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的機(jī)床，其特征在于，所述可移動(dòng)滑軌(11)設(shè)有兩個(gè)成對(duì)的突出臂(18)，所述突出臂從所述可移動(dòng)垂直塔架(12)的相對(duì)側(cè)朝向所述輔助支撐橫梁(17)突出，并且每個(gè)突出臂(18)利用各自的反作用構(gòu)件(19)的插入而置設(shè)于所述輔助支撐橫梁(17)上，所述反作用構(gòu)件構(gòu)造為能夠改變其高度，同時(shí)在所述突出臂(18)上施加僅設(shè)有垂直定向的矢量分量的向上的推力(f)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的機(jī)床，其特征在于，由兩個(gè)反作用構(gòu)件(19)產(chǎn)生的向上的推力(f)的總和設(shè)置為在所述主支撐橫梁(4)上產(chǎn)生附加機(jī)械力矩(M。)，所述附加機(jī)械力矩(M。)與機(jī)械力矩(Mp)基本相等且相反，由于存在于所述可移動(dòng)滑軌(11)和所述可移動(dòng)塔架(12)的重心與支撐所述可移動(dòng)滑軌(11)的橫梁的側(cè)面(4b)之間的距離，所述機(jī)械力矩(Mp)由所述可移動(dòng)滑軌(11)和所述可移動(dòng)垂直塔架(12)的重量在所述主支撐橫梁(4)上自然產(chǎn)生。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的機(jī)床，其特征在于，所述底座(2)設(shè)有兩個(gè)升高的側(cè)壁或扶壁(6)，所述側(cè)壁或扶壁平行于所述第二軸(X)延伸，并且兩個(gè)縱向直線導(dǎo)軌(3)分別定位在所述底座(2)的各自側(cè)壁或扶壁(6)的頂部。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的機(jī)床，其特征在于，所述機(jī)床還包括固定于所述可移動(dòng)垂直塔架(12)的下端的工具架頭(16)。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的機(jī)床，其特征在于，所述主支撐橫梁(4)的長(zhǎng)度超過(guò)4米。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的機(jī)床，其特征在于，所述向上的推力(f)的值設(shè)置為在所述主支撐橫梁⑷上產(chǎn)生附加機(jī)械力矩(M。)，所述附加機(jī)械力矩(M。)基本等于機(jī)械力矩(Mp)的至少70%，由于存在于所述可移動(dòng)滑軌(11)和所述可移動(dòng)塔架(12)的重心與支撐所述可移動(dòng)滑軌(11)的橫梁的側(cè)面(4b)之間的距離，所述機(jī)械力矩(Mp)由所述可移動(dòng)滑軌(11)和所述可移動(dòng)垂直塔架(12)的重量在所述主支撐橫梁(4)上自然產(chǎn)生。
【文檔編號(hào)】B23Q11/00GK104364038SQ201380015885
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月23日
【發(fā)明者】卡洛·弗拉斯卡蒂, 弗拉迪·帕爾帕約拉 申請(qǐng)人:帕爾帕斯股份有限公司