CN108340208A - 加工刚性和半刚性平面材料的数控机床中移动工具的结构 - Google Patents

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Abstract

一种用于在加工刚性和半刚性平面材料的数控机床中移动工具的结构(1)，包括适于布置在位于数控机床的加工表面上方的位置中的支撑框架(3)，该支撑框架(3)支撑用于支撑工具头(2)的至少一个臂(15)，该臂(15)沿着桥(10)是可移动的，该工具头(2)支撑至少一个工具，还存在用于补偿由该至少一个工具头(2)的移动引起的加速度所导致的振动和/或振荡的装置，补偿装置(9)沿着桥(10)在与至少一个工具头(2)的移动平面平行的平面上是可移动的。

Description

加工刚性和半刚性平面材料的数控机床中移动工具的结构
技术领域
本发明涉及用于在加工刚性和半刚性平面材料的数控机床中移动工具(tool)的结构。
背景技术
众所周知，用于刚性和半刚性平面材料(例如塑料材料、纤维素材料、纺织材料或天然皮革的片材)的切削和其他加工的数控机床工具在商业上广泛存在，这些数控机床工具适于沿着XY平面移动，待加工的材料布置在该XY平面上，一个或更多个工具头(toolhead)设置有用于切削(cutting)、剪切(shearing)、标记(marking)等的装置。
工具头在XY平面上沿着根据就所执行的加工的能力和质量而言最高可能效率的逻辑所要求的加工路径移动。
通过支撑滑架来移动工具头，该支撑滑架相对于支撑结构横向移动，该支撑结构相对于机床的加工表面可以是固定的或可移动的。
因此，头部及其对应的支撑和移动滑架被其自己的轴系统(system of axes)推动，该轴系统由于相应的移动质量块上的惯性作用而产生了影响所述轴的支撑结构以及相应地影响机床的整个支撑结构的力。这导致其振动和/或振荡，该振动和/或振荡随着希望达到的加工性能的提高而提高。
如果希望提高加工性能，人们获得了振动和/或振荡的不希望的影响，除了可能损坏机床上存在的其他零件和器械以及在工具的加工活动期间使操作员在加工区域中的相互作用复杂化之外，这还损害了加工的正确执行(由于轴系统和加工表面之间的相对位移)。
发明内容
本发明的目标是提供一种用于在加工刚性和半刚性平面材料的数控机床中移动工具的结构，该结构允许大大减轻由滑架(carriage)的加速度引起的振动和/或振荡的影响，因此使得可能提高其上安装有滑架的机床的加工性能。
在这个目标内，本发明的一个目的是提供一种用于在加工刚性和半刚性平面材料的数控机床中移动工具的结构，该结构允许补偿在滑架安装在其上的机床进行的加工期间由滑架承受的振动和/或振荡。
本发明的另一个目的是提供一种用于在加工刚性和半刚性平面材料的数控机床中移动工具的结构，以便在每个时刻补偿由于在加工期间施加到工具头的轴的加速度导致的力。
本发明的又一个目的是提供一种用于数控机床中的移动工具的结构，该结构高度可靠，提供起来相对简单且成本有竞争力。
该目标以及下文将变得更加明显的这些和其他目的通过一种用于在加工刚性和半刚性平面材料的数控机床中移动工具的结构来实现，该结构包括适于布置在位于数控机床的加工表面上方的位置的支撑框架，该支撑框架支撑用于支撑工具头的至少一个臂，所述臂沿着桥(bridge)是可移动的，所述工具头支撑至少一个工具，其特征在于，该结构包括用于补偿由所述至少一个工具头的移动引起的加速度所导致的振动和/或振荡的装置，所述补偿装置沿着所述桥在与所述至少一个工具头的移动平面平行的平面上是可移动的。
附图说明
依据在附图中通过非限制性示例示出的根据本发明的用于移动工具的结构的优选的但不排他的实施方案的描述，本发明的另外的特征和优点将变得更明显，在附图中：
图1是适于应用到数控机床的根据本发明的移动结构的透视图；
图2是根据本发明的移动结构的细节的透视图；
图3是根据本发明的移动结构的另一细节的透视图；
图4是根据本发明的桥的平面图；
图5是根据本发明的移动结构的前视图。
具体实施方式
参考附图，根据本发明的由附图标记1总体上表示的移动结构设计成安装在数控机床上，以用于在位于机床的加工表面上方的位置进行切割和其他加工。
方便地，移动结构1包括适于固定到机床(在这种情况下，移动结构1相对于加工表面固定)或者适于相对于所述表面沿相应的导向件可移动的支撑框架3。
支撑框架3支撑桥10，桥10相对于支撑框架3的一对肩部4和5横向地布置。
支撑设置有加工工具的加工工具头2的至少一个臂15可沿着桥10相对于支撑框架3在横向方向上滑动地移动，并且因此相对于在支撑框架3下方移动的传送带的纵向延伸横向地移动。
特别地，臂15沿着轴7是可移动的，轴7是桥10的一部分，并且相对于形成移动结构1的支撑框架3的一对肩部4和5横向地布置。
桥10设置有补偿装置，该补偿装置适于沿着这样的平面移动：该平面平行于一个或更多个工具头2移动的平面。
这允许赋予加工工具轴的支撑框架3惯性负载，该惯性负载相对于由工具轴的位移引起的惯性负载相反。
方便地，上面界定的补偿装置包括至少一个质量块9，该至少一个质量块9适于沿着与工具头2的移动平面平行的平面移动。
质量块9方便地以线性方式移动，并且在所示实施方案中由具有正方形横截面的杆构成。
赋予质量块9的加速度必须根据由工具轴的位移产生的惯性负载的特定反作用分量来实时计算。
由于工具轴的质量和要被赋予所述轴以执行所需加工的加速度流(accelerationflow)是已知的，因此机床控制器可以计算出同时赋予补偿质量块9的最佳加速度流，而不需要测量要补偿的惯性负载以提供反馈控制系统。
在所示实施方案中，工具轴由工具头2构成，工具头2通过支撑臂15沿着桥10相对于肩部4、5横向移动。
工具头2进而又可沿着支撑臂15相对于机床的加工表面在纵向方向上移动。
方便地，质量块9在其滑动时通过线性导向系统8支撑。更具体地，质量块9沿着固定的导向通道13方便地滑动，导向通道13与头部2沿着相应的臂15的运动方向成直角地布置。
线性导向件8与质量块9是一体的，并且在与桥10一体的滑架14内滑动。
质量块9由马达构成的移动装置11致动，在所示的实例中，马达致动滚珠丝杠12。
马达被方便地固定到导向通道13，质量块9在导向通道13内滑动。
这允许最小化由支撑结构3支撑的所有移动质量所引起的总力。
在实践中已经发现，根据本发明的用于数控机床中的移动工具的桥完全实现了预期的目标和目的，因为它允许补偿由加工头赋予加工轴系统的支撑结构的振动和/或振荡，这在结果上由于轴系统和加工表面(待被切削或加工的材料通常被布置在该加工表面上)之间的相对位移而导致与加工精度有关的问题。
根据本发明的桥可以应用于例如用于切割皮革及类似物的机床。
因此，所构思的桥易于进行许多修改和变型，所有的修改和变型在所附权利要求书的范围内。
此外，所有的细节可以由其他的在技术上等效的要素代替。
在实践中，所使用的材料以及可能的形状和尺寸可根据要求和技术现状是任意的。

Claims (9)

1.一种用于在加工刚性和半刚性平面材料的数控机床中移动工具的结构(1)，包括适于布置在位于数控机床的加工表面上方的位置中的支撑框架(3)，所述支撑框架(3)支撑用于支撑工具头(2)的至少一个臂(15)，所述臂(15)沿着桥(10)是可移动的，所述工具头(2)支撑至少一个工具，其特征在于，所述结构包括用于补偿由所述至少一个工具头(2)的移动引起的加速度所导致的振动和/或振荡的装置(9)，所述补偿装置(9)能够沿着所述桥(10)在与所述至少一个工具头(2)的移动平面平行的平面上移动。
2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述至少一个工具头(2)由所述臂(15)支撑，使得所述至少一个工具头能够相对于机床的所述加工表面在所述支撑框架(3)的一对肩部(4、5)之间横向移动。
3.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述补偿装置(9)包括至少一个质量块(9)，所述至少一个质量块(9)适于沿这样的方向移动：该方向平行于所述臂(15)的运动方向且横向于所述至少一个工具头(2)沿着所述臂(15)的运动方向。
4.根据权利要求1或2所述的结构，其特征在于，所述至少一个质量块(9)由移动装置(11、12)致动。
5.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的结构，其特征在于，所述至少一个质量块(9)在其滑动时被与所述质量块成一体的线性导向系统(8)支撑。
6.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的结构，其特征在于，所述至少一个质量块(9)能够在导向通道(13)内移动。
7.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的结构，其特征在于，所述结构相对于机床的所述加工表面是固定的。
8.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的结构，其特征在于，所述结构能够相对于机床的所述表面移动。
9.一种用于加工刚性和半刚性平面材料的数控机床，其特征在于，其包括根据前述权利要求中的一项或更多项所述的结构(1)。
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