CN101323088B - 用于机床控制台的支撑结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机床控制台的支撑结构，包含抗弯曲支撑梁，其形成为空心型材，通过关节可枢转地安装在机床的一侧上，且在其横向向上指向的段的末端上承载包含键盘和显示单元的控制台，用于操作者的座位结构布置在支撑梁上或控制台上，且将所述就座的操作者施加的重力引入到地面的至少一个支撑腿提供在支撑梁的大致水平段上。根据本发明的用于机床控制台的支撑结构能实现与控制台的恒定良好可达性相关联的程序员的较舒适的位置，并且防止对机床的操作行为尤其对于机床加工精度方面的不利效应。

Description

用于机床控制台的支撑结构

技术领域

本发明涉及一种用于机床控制台的支撑结构，包含以其机器侧末端枢转地安装在机床基底上的抗弯支撑梁，且承载控制台，所述控制台包含键盘和在其横向向上指向的部分的自由端上的显示单元。

背景技术

新近机床和加工中心用于加工工件的程序控制通常包含呈控制台形式的输入站，其附着到机器的固定组件(例如，保护舱的侧壁)或者安装到相对长的支撑梁的自由端。控制台的重要组成部分正常是键盘和显示单元，显示屏幕通常以预定的固定倾斜角安置在键盘后端且固定连接到键盘外壳。控制台在可在水平方向上枢转的支撑梁的自由端上的布置是有利的，因为操作者可根据其将执行的工作而将控制台移动到分别适当的位置。

待由程序控制机床执行的工作和加工过程常常是高度复杂的，且有时需要由操作者执行若干小时的编程工作。已发现如果这个耗时的工作是在站立的情况下进行的，那么程序员的注意力集中能力在持续较长时间的编程工作过程中降低。如果程序员由于疲劳的某些症状而靠在控制台或其键板或键盘上，那么其所施加的重量将作为力矩以放大的方式通过相对长的支撑梁转移到机器基底。作用在机器基底或机器支柱上的所述负载在高精确度工作的情况下可导致加工不准确和不可允许的大公差。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于机床控制台的支撑结构，其实现与控制台的恒定良好可达性相关联的程序员的较舒适的位置且防止对机床的操作行为的不利效应(尤其在其加工准确性方面)。

根据本发明，所述目的通过以下元件来解决：用于程序员的座位部件，其通过支架提供在支撑梁上或控制台上；和至少一个支撑腿，其布置在支撑梁的大致水平机器侧部分上且将支撑梁的垂直负载传输到地面。

通过提供根据本发明的座位部件，程序员在较长持续时间的编程工作的状况下允许选择较舒适的可选择的就座位置。通过包括其支架在支撑梁的上部或在控制台上的座位部件的布置，操作者可较少疲劳的接达键盘且接着安置在测力位置中，且可方便地追踪屏幕上的相应过程。为了防止就座的程序员的重量通过座位部件的支架以及通过相对充分突出的细长支撑梁而完全传输到机器支柱或机器基底，在支撑梁的底部侧上的支撑腿优选布置在其水平机器侧部分的末端处。

为了进行支撑梁的水平横向枢转移动，维持地面与支撑腿之间的预定距离，使得在枢转的同时避免支撑腿在地面上的滑动或其它碰撞。有利地，支撑腿可在其突出长度上(例如)通过螺纹而可调整地固定到稳定的支撑梁。当支撑梁已枢转到其希望的位置时，还可能将支撑腿可移动地连接到支撑梁，使得其可由操作者从备用位置移动到主动支撑位置。

根据本发明的有利实施例，轴承布置(支撑梁通过所述轴承布置连接到机器基底使得可在多个轴上移动)提供在机器的基底的近地面部分与支撑梁的机器侧末端之间。具有弹簧元件的所述轴承布置使支撑梁能够在水平方向上环绕旋转轴承的法线轴枢转移动以及支撑梁能够有有限垂直移动，直至支撑腿搁置在地面上为止。轴承布置可体现于不同变体中，且使支撑梁能够在至少两个轴中移动或环绕其移动，即环绕第一轴承的垂直法线轴的水平枢转移动和(另外)有限垂直移动。

在一个实施例中，轴承布置包含：第一轴承，其充当用于支撑梁环绕法线轴的水平枢转移动的旋转轴承；以及第二轴承，其机械地耦合到所述第一轴承且经提供用于环绕水平轴的微小且有限枢转移动或旋转。

轴承布置的另一实施例包含：第一轴承，其充当用于支撑梁环绕法线轴的水平枢转移动的旋转轴承；以及线性或行进轴承，其允许支撑梁的机器侧末端部分与机床的基底之间的相对垂直移动。所述轴承布置导致整个支撑结构的高的抗弯曲和抗扭曲性，且避免支撑梁的不当的盘旋，其可导致安装到其末端侧的控制台的倾斜。便利地，轴承布置的此实施例可包含相对刚性的弹簧元件和非倾斜且无堵塞构型轨道导向器，其允许支撑梁在垂直方向上的短的移动但防止沿着纵向轴的扭转和扭曲。

在根据本发明形成的轴承布置中，当操作者已坐在座位部件上时，支撑梁的垂直移动仅跨接仅等于支撑腿与地面之间的几厘米的自由空间。在此实例中，支撑腿处于其先前调整的支撑位置中，且在支撑梁的垂直枢转移动的最终阶段接触地面。就座的程序员作用在支撑梁上的重量以此方式通过支撑腿而优选地施加到地面。在这个时候，支撑腿的位置优选地选择在支撑梁的水平部分的末端上，使得由重量产生的力矩可由机器基底上的支撑梁的各自轴承布置而吸收。

用于根据本发明的支撑结构中的座位部件应具有人体工程学有利的形状，且其应由弹性可变形材料(例如，合成聚酯)形成以抵消就座的操作者的疲劳。有利地，座位部件是可枢转铰接到控制台的座位框架，所述座位框架的支撑柱铰接到支撑梁的上部部分或铰接到控制台的支架，且其成角度的末端部分承载圆柱形装饰元件。以上部末端支撑在分配到控制台的轴承中的支撑柱可通过操作者调整到舒适的倾斜位置且通过操作锁定机构而锁定在希望的位置中。

根据本发明的另一有利实施例，座位元件通过(例如)电线或流体线和开关部件而运动学地连接到提供于各自轴承布置中的锁定构件，所述锁定构件在座位部件由操作者加载时释放。

根据本发明的另一有利实施例，支撑梁经形成为空心型材，其包含用于容纳控制电缆的连续纵向通路，以在低重量的状况下维持高的抗弯曲性。便利地，使用挤压铝剖面，其可具有部分椭圆形的外轮廓且包含多个径向纵向连续加劲翼片。朝向径向外侧开放的电缆通路可由薄壁覆盖元件而覆盖，所述薄壁覆盖元件通过两侧上的锁扣而连接到空心型材。

附图说明

可从附图中所说明的实施例的以下描述中得到根据本发明的支撑结构的其它优点和特性，附图中：

图1是支撑结构的示意透视图，其包括程序员坐在机床保护舱上的控制台处；

图2展示包括座位部件的控制台的示意表示；

图3是支撑梁的横截面图；

图4是轴承布置的实施例的示意透视表示。

具体实施方式

图1展示底座(未图示)搁置在地面上的机床的保护舱1和基底2的一部分的示意侧视图。以下详细描述的根据本发明的支撑结构可用于各种机床类型，例如用于车床、铣床和钻床、磨床或类似物以及用于相应的加工中心。支撑结构希望用以支撑可以不同变体来体现的控制台。附图中所说明和下文所描述的控制台与已知的控制台相比是新颖且尤其有利的实施例。

在所说明的铣床和钻床的基底2的侧表面(其上突出保护舱1)上，提供轴承布置3，其构成根据本发明的支撑结构的一部分且在图1所示的实施例中形成为双关节轴承布置3a、3b。在基底2的侧壁2a上，固定安装第一轴承3a，其用作旋转轴承且允许支撑梁环绕点划线所表示的垂直法线轴的旋转运动。所述第一轴承3a连接到第二轴承3b，从而允许通过双桥或曲柄而环绕其水平中心轴的旋转运动。在所述第二轴承3b中，安装了形成为扭杆或扭簧的弹簧3c。此外，在所述第二轴承3b中，提供呈(例如)弹簧加载枢轴、楔或类似物形式的正或负类型锁定机构，其可通过操纵机电或流体开关元件而激活或释放。第二轴承3b通过激活此锁定机构而固定，使得防止环绕水平中心轴的移动。在已通过操纵开关元件而释放所述锁定机构后，可进行旋转移动，接着激活扭簧3c以抑制所述移动。

在经说明为图1中的第一实施例的轴承布置中，固有稳定的支撑梁4安装在第二轴承3b的旋转部件上，所述支撑梁由外侧呈圆形或椭圆或角形的中空型材构成。在本实施例中，两关节轴承布置使支撑梁4环绕第二轴承3b的水平轴的狭窄有限垂直移动能够通过第一与第二轴承3a、3b的组合而抵抗安装在第二轴承中的扭簧3c的抑制力。第一轴承3a的功能使支撑梁4环绕第一轴承3a的垂直轴的较大水平枢转移动能够将安装到支撑梁的自由端的控制台移动到操作者所希望的工作位置中。

在图1所示的实施例中，支撑梁4包含直的机侧部分5，其在末端侧上附着到轴承布置3且通过弧形部分7与横向向上指向的梁段6合成一个整体。包括键盘11和显示单元12(包含平面屏幕)的控制台10附着到向上指向的直的梁段6的自由端。横向向上指向的梁段6在键盘11的底部侧上定位在键盘11的平面矩形外壳11a的后部且附着到所述后部，使得在键盘外壳11a下方获得充分大的自由空间用于放置操作者的腿(参见图1)。

控制台10的键盘11或其外壳11a可与显示单元12一起(即，与平面屏幕及其外壳一起)形成为一体式组合件。在此实施例中，显示单元12(即，平面屏幕)的倾斜不能改变。然而，在图2中所示的控制台10的状况下，显示单元12通过连续铰链13连接到键盘11的后边缘，使得包括屏幕的显示单元12可以适当倾斜定位在空间中且相对于键盘11而调整。为了防止显示单元12的无意的或不希望的调整(其可由在机床操作期间的振荡和振动引起)，在铰链13中提供适当的锁定机构，其包含(例如)分度元件、夹具或类似物且可由操作者在调整最佳屏幕位置之后操作。

为减少操作者在耗时的编程工作期间可能出现的疲劳症状，提供座位支架14，在座位支架14上操作者可采用如图1所示的座位状位置。所述座位支架14包括座位装饰15，其在所展示的实施例中形成为护套泡沫塑料圆筒。所述座位装饰15非旋转地安装在支撑柱17的角形水平末端部分16上。角形末端部分16且因此座位装饰15定位在键盘11的前方和下方，使得操作者坐在键盘11和屏幕12的前方。

水平末端部分16通过弧形与直的或可能弓形的支撑柱17合成一个整体。为了能够对应于操作者的身体高度而调整座位装饰15的高度，支撑柱17的长度是可调整的。在所展示的实施例中，支撑柱17是伸缩的且由上部柱段17a以及导向其中的下部柱段17b形成，以便可纵向移动且通过弧形与水平末端部分16合成一个整体。两个支撑柱段17a和17b可通过分度螺栓14c或类似物而相互锁定在选定的相对位置中。

如在图1和图2中可见，支撑柱17或(在所说明的实施例中)上部支撑柱段17a可视情况安置在控制台12的左侧和/或右侧。在根据图1的实施例中，支撑柱17(如从前方所见)枢转地布置在控制台10的右侧。在图2中所示的实施例中，支撑柱17在控制台10的左侧上延伸，座位装饰15在两种状况下均直接安置在控制台10的前方。支撑柱17的此可自由选择的横向布置且因此座位装饰15能够根据不同的机器类型和操作位置简单地调整控制台的定位。

支撑在水平轴承螺栓上以便可环绕铰链13的轴旋转的轴承元件18布置在上部柱段17a的自由端上。支撑柱17且因此座位支架15也可枢转到备用位置，其通过轴承元件18从所说明的操作位置向支撑梁段6枢转。将可包含正锁定元件(例如，弹簧加载或流体或电磁可操作分度螺栓)或负夹持元件的锁定机构分配到由轴承元件18和轴承螺栓或类似物形成的轴承布置。所述锁定机构方便地形成，使得如果在小的枢转移动之后用户将负载施加到座位装饰15，则其自动激活以将座位装饰15固定在调整位置。

当程序员在图1所示的座位装饰15上呈就座位置时，其部分重量通过支撑柱17从座位装饰15转移到支撑梁4。为了最小化重量在机器基底上的效应，在根据图1的实施例中的弧形7的区域中的支撑梁4的水平部分的下表面上提供支撑腿20。在所说明的实施例中，所述支撑腿20的突出长度可(例如)通过旋入或旋出而调整，支撑腿20在预调整之后不再可调整。然而，在其它实施例中，支撑腿也可移动地安装在支撑梁4上，使得其可从主动操作位置移动到备用位置。

在所说明的实施例中，当没有负载施加在座位部件上时，在地面与支撑腿20之间存在约10mm的预定间隙，使得在图1所示的轴承布置中，支撑梁4且因此控制台10可在第一轴承3a中环绕其水平面中的法线轴自由枢转而不需支撑腿20接触地面或搁置在其上。在此状态下，激活第二轴承3b中的锁定，使得在枢转移动期间维持支撑梁4的水平姿势和定向，且支撑腿20将不接触地面。操作者可以站立姿势在控制台10上工作。

如果操作者以图1所示的方式坐在座位装饰15上，支撑柱17将由于其重量而枢转少量几度。所述枢转移动激活可(例如)安置在键盘外壳11a中或铰链13上的开关。所述开关通过图1中所示的轴承布置中的流体、电磁或机械构件而释放第二轴承3b中的锁定，使得支撑梁4可垂直枢转直至支撑腿20搁置在地面上为止。为了避免此轻微枢转移动的突然发生，其通过建造于第二轴承3b中的扭棒或扭簧3c的动作而得到抑制。此处，激活键盘外壳或铰链17上的锁定机构，使得座位装饰15固定在其预选定位置。

包含座位装饰15和支撑柱4的支架的根据本发明的支撑结构经设计以用于不同的控制台。图2中展示普遍可用的新控制台。安装在横向向上指向的支撑梁段6的上端上的键盘外壳11a包含由铰链13形成的轴承布置，在其上布置有显示单元12以便可在其后边缘处有角度的调整。可由操作者操作且安置在铰链13上或其中的锁定机构使显示单元12能够以希望的倾斜度而固定。在键盘的右侧(如从前方所见)上，用作计算机鼠标22的支架的支撑板21枢转地布置在铰链上。此外，可用作书写纸或便条架的另一板24由铰链13枢转地支撑。

为了在低重量的状况下获得所需要的高抗弯曲性，支撑柱4经形成为优选由轻金属构成的空心型材，其能够铺设需要的控制电缆。在图3中以横截面图展示用于支撑梁4的所述空心型材的尤其适当的实施例。支撑梁4由包括部分椭圆外轮廓的挤压铝剖面和根据图3在其下部分中提供的电缆通路16形成。具有弓形横截面的薄壁覆盖元件27由简单锁扣连接固定且覆盖对外部开放的电缆通路26。在所述电缆通路中布置各种电缆28、29。为了获得高刚度且因此获得相应的高承载能力，在空心型材中提供在不同径向方向上延伸的内部加劲翼片30，且因此确保抵抗作用在不同方向上的负载的高抗弯曲性。中心桥30中的两者每一者包含孔眼，其具有用于容纳固定螺丝(未图示)的中心孔。

在图4中展示集成于根据本发明的支撑结构中的轴承布置34的另一实施例，其在支撑梁4的支架不在地面上的情况下使用支撑结构时尤其有利。此轴承布置34包含相对厚壁的(在此状况下是矩形)稳定板35，其通过适当的固定元件(例如螺丝、螺栓或类似物)安装在机器的基底2上的近地面段中。在板35的前侧，可由彼此叠加插入在垂直槽37中的连续导轨或多个导向块形成的导向元件36固定在垂直槽37中的中心段中。此外，两个横向支撑板38中(图4中仅展示的右支撑板38)固定到板35的下部段中的前侧。

高强度支撑板40经布置以与背板35平面平行且相对，两个后支撑板41、42经定向以与安装在所述支撑板40的上部横向部分上的下部支撑板38轴向对准。在两个下部支撑板38和两个上部支撑板41、42之间分别夹持相对刚性的弹簧元件43，其在图4所展示的实施例中分别是螺旋弹簧。在图4中，仅可认出右弹簧元件。为了固定和调整螺旋弹簧43的偏置力和弹簧刚度，提供螺柱44、45。在两个弹簧元件43之间，至少一个导瓦(guiding shoe)47安装在支撑板40的背侧上，所述导瓦47具有垂直凹座48，固定导向元件36容纳于垂直凹座48中且经导向以便可垂直移动。

在支撑板40的前侧，两个水平轴承板50、51以彼此相距垂直距离而固定。在这些轴承板50、51之间的空间中，支撑末端件52以使得可环绕轴54枢转，所述末端件52的构型肩部55插入在支撑梁4的开放末端中。

在上文参看图4描述的轴承布置中，即使在支撑梁4未搁置在地面上的应用的状况下，也可靠地避免了支撑结构环绕支撑梁4的纵向延伸部分的变形和因而发生的控制台10的倾斜。支撑板40与枢轴承50、51、52一起可相对于固定到机器的板35垂直移动，通过刚性的螺旋弹簧43确保来自两侧的支撑且通过导向器36、37、47、48确保非倾斜和无堵塞线性移动。

本发明并不限于上文所描述的所说明的实施例。支撑梁4可(例如)由通过弯曲形成的常规构型元件来组装。此外，可在作为支撑元件的支撑腿上提供导向滚轮。根据本发明的支撑结构适合用在各种机床中，具体来说用于铣床、旋床(turning lathe)、磨床以及相应的加工中心中。

Claims (12)

1.一种用于机床控制台的支撑结构，其包含

抗弯曲支撑梁(4)，其形成为空心型材，通过关节可枢转地安装在所述机床的一侧上，且在其横向向上指向的段(6)的末端上承载包含键盘(11)和显示单元(12)的控制台(10)，

所述支撑结构的特征在于

用于操作者的座位结构(14、15、16)布置在所述支撑梁(4)上或所述控制台(10)上，和

将就座于所述座位结构的操作者施加的重力引入到地面的至少一个支撑腿(20)提供在所述支撑梁(4)的大致水平段(5)上。

2.根据权利要求1所述的支撑结构，

其特征在于

包含第一轴承(3a；36、37)和以机械方式耦合到所述第一轴承的第二轴承(3b；50、52)的轴承布置(3；34)提供在所述机床的基底(2)与所述支撑梁(4)之间。

3.根据权利要求2所述的支撑结构，

其特征在于

所述第一轴承(3a；36、37)包括第一枢轴承(3a)，所述第二轴承(3b；50、52)包括具有扭簧元件(3c)和锁定机构的第二枢轴承(3b)，形成具有两个关节的轴承布置。

4.根据权利要求2所述的支撑结构，

其特征在于

所述第一轴承(3a；36、37)为用于所述轴承布置的垂直移位移动的线性轴承，所述第二轴承(3b；50、52)为用于所述支撑梁的水平枢转移动的旋转轴承。

5.根据权利要求4所述的支撑结构，

其特征在于

所述线性轴承为中心线性导向器，所述轴承布置包含两个横向支撑弹簧(43)。

6.根据权利要求1-2及4-5中任一项所述的支撑结构，

其特征在于

所述座位结构包含可调整到各种位置且可锁定在各种位置中的座位装饰(15)。

7.根据前述权利要求3所述的支撑结构，

其特征在于

所述座位结构包含可调整到各种位置且可锁定在各种位置中的座位装饰(15)。

8.根据权利要求7所述的支撑结构，

其特征在于

所述座位结构还包括弓形座位框架(16)，所述座位装饰(15)不可旋转地固定在所述弓形座位框架(16)上，所述弓形座位框架(16)的可枢转的支撑柱(17)铰接到所述支撑梁(4)的上部直段或铰接到所述键盘(11)的外壳(11a)且可锁定在选定的座位位置中。

9.根据权利要求8所述的支撑结构，

其特征在于

所述支撑柱(17)的长度是可调整的。

10.根据权利要求8所述的支撑结构，

其特征在于

所述座位装饰(15)通过所述支撑柱(17)运动学地连接到所述轴承布置(3)，使得所述轴承布置中的所述锁定机构在负载作用在所述座位装饰(15)上的状况下释放。

11.根据权利要求6所述的支撑结构，

其特征在于

所述支撑腿(20)可通过将负载施加到所述座位装饰(15)而从备用位置移位到主动支撑位置。

12.根据权利要求1所述的支撑结构，

其特征在于

所述支撑梁(4)具有圆形横截面，且包含纵向连续的加劲翼片(30)以及提供在其内部的至少一个经覆盖的(27)电缆通路(26)。

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