CN112566751A - 数控机床 - Google Patents

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Abstract

一种数控机床(1)，包括：刀架头(30)，设有刀架主轴(20)，并且能够绕彼此倾斜的两个不同的旋转轴(C，D)旋转/倾斜所述刀架主轴(20)；可移动支撑结构(2、3、6、10、14；101、104、107)，支撑刀架头(30)，并设有移动构件(7、11、15)，在工件的机加工过程中，适于移动在待机加工的工件周围的空间中的刀架头(30)；一个或多个测斜仪微传感器(22)，位于机器的可移动支撑结构(2、3、6、10、14；101、104、107)上，在刀架头(30)旁边，并且适于测量/确定安装有相同传感器的元件相对于在空间中固定的基准惯性平面的倾斜度；以及电子控制装置(21)，控制可移动支撑结构和刀架头(7、11、15、17)的多个移动构件，电子地连接至所述一个或多个测斜仪微传感器(22)，并适于在工件的机加工过程中，基于来自所述测斜仪微传感器(22)的信号，控制可移动支撑结构和刀架头(7、11、15、17)的不同的移动构件，以基于来自所述一个或多个测斜仪微传感器(22)的信号来校正所述刀架主轴(20)的空间位置和/或方向。

Description

数控机床
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2018年7月16日提交的，申请号为102018000007230的意大利专利申请的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。
技术领域
本申请涉及一种数控机床。
更详细地，本发明涉及一种数控桥式铣床，以下公开内容将对其进行明确引用，而不失一般性。
背景技术
众所周知，数控桥式铣床通常包括：工件夹具平台，在其上放置并固定待机加工的工件；具有高刚度结构的笔直水平支撑横梁，在工件夹具平台上方水平地延伸，并且两个轴向端部以滑动方式支撑在工件夹具平台相对两侧的两个从底部凸起的侧向肩部上，以使得支撑横梁在垂直于横梁纵轴的水平方向上在工件夹具平台上方水平地移动；可移动滑架，以轴向滑动的方式固定在支撑横梁的横向侧面，以能够沿着横梁平行于横梁的纵轴移动；头架梁，在竖直地固定至可移动滑架，并能够在可移动支架上平行于其纵轴(即在竖直方向上)滑动，从而能够改变距下方工件夹具平台的距离；以及电动刀架头，固定至头架梁的下端，使得其刀架主轴可以到达静止地支撑在下方工件夹具平台上的待机加工的工件。
更详细地，刀架头通常设有刀架主轴，能够绕彼此正交的另外两个基准轴旋转/倾斜，其中一个基准轴通常与头架梁的纵向/竖直轴重合或平行。
上述桥式铣床最后设置有电子控制装置适于，根据来自检测突出基座的凸起的侧向肩部上的横梁位置的第一传感器系统、来自检测在横梁上的可移动滑架位置的第二传感器系统，以及最后的来自检测在可移动滑架上的头架梁位置的第三传感器系统的信号，来控制横梁的、可移动滑架的和头架梁的移动装置。
不幸的是，机器的电子控制系统能够确定安装在头部的刀架主轴上的工具的绝对位置的精度，受到机器主要金属组件通常承受的热膨胀的限制。
为此，大型桥式铣床如今设置有热稳定系统，尽可能地限制由机器主结构支撑元件的热膨胀引起的影响。
然而，即使有了这些解决方案，大型桥式铣床无论如何无法达到高于百分之一毫米的机加工精度。
实际上，当支撑横梁的长度超过3-4米时，由于横梁和其他大型工件的热膨胀引起的误差会严重影响机器的控制系统确定使用的工具的绝对位置的精度。
发明内容
本发明的目的是改进现在的数控桥式铣床的操作限制。
根据这些目的，根据本发明，提供了一种如权利要求1所定义的数控机床，并且优选地，但非必须地，取决于其从属权利要求中的任何一项。
附图说明
现在将参考附图描述本发明，附图示出了本发明的非限制性实施例，其中：
图1是根据本发明的教导实现的数控机床的等轴测视图，为了清楚起见，去除了部件；
图2是图1所示的机床的一部分的放大图，为清楚起见，去除了截面中部件和部件；
图3是图2所示的机床部分的局部分解立体图，为清楚起见，去除了部件；而
图4是图1所示的由于意外的热膨胀而暂时变形的机床的主视图，为清楚起见，去除了部件；
图5是示出图1所示的机床的操作的主视图；而
图6是图1所示的机床的不同实施例的立体图，为清楚起见，去除了部件。
具体实施方式
参照图1，总体上，数字1表示数控机床，其在大型金属工件的铣削或铰孔中有着特别有利的用途。
机床1基本上包括：刀架头，设置有能够保持一般刀具的刀架主轴，并且能够使所述刀架主轴绕彼此倾斜的两个不同的旋转轴倾斜；可移动支撑结构，永久地支撑刀架头，并能够根据指令在待机加工工件周围的空间中移动刀架头；电子控制装置，驱动/控制可移动支撑结构的各个移动构件，使得刀架头及其主轴在待机加工工件周围的空间内移动，从而自动执行预定的机加工操作。
优选地，头部的刀架主轴还是电动机驱动的主轴，即能够驱动刀具围绕其纵轴旋转的主轴。
特别地，在所示的示例中，机床1优选地包括：基本水平的机座2，牢固地固定至地面并且优选地由金属材料制成；两个基本笔直的并优选地由金属材料制成的侧向肩部3从机座2竖直地凸起/突出并且在机座2上水平地并排延伸，以形成/界定基本笔直的纵向通道4，纵向通道4优选地横跨机器的竖直中性面延伸；优选由金属材料制成的工件夹具平台5，适于在其上支撑容纳待机加工的工件，并位于由两个侧向肩部3横向限定的纵向通道4内。
更详细地，两个侧向肩部3基本彼此平行，并且在机器的竖直中性面的相对侧上，优选地在保持平行于相同的竖直中性面的同时，在机座2上无间断地延伸。
优选地，而且每个侧向肩部3的形状基本上是平行六面体。
另外，在所示的示例中，优选地，两个侧向肩部3与机座2一体制成，从而形成基本U形的刚性体。
此外，工件夹具平台5优选地与机座2一体制成，并且优选地尺寸设计成以占据纵向通道4的整个长度。
参照图1，此外，机床1还包括：基本笔直的并且优选地由金属材料制成的大水平支撑横梁6，其横跨侧向肩部3基本水平地并垂直于机器的竖直中性面延伸，并且具有两个以轴向滑动的方式耦合至两个侧向肩部3的轴向端部，从而能够沿着两个侧向肩部3，以距下方工件夹具平台5给定的高度，在基本平行于通道纵轴并且垂直于相同支撑横梁6的纵轴A的第一水平方向d1移动；并且优选地是电动或液压操作的，电子控制的第一移动装置7，能够根据指令，沿侧向肩部3在方向d1上来回移动支撑横梁6。
传统地，此外，支撑横梁6的纵轴A基本上平行于笛卡尔轴(Cartesian axis)X，因此方向dl基本平行于笛卡尔轴Y。
此外，纵向通道4的宽度优选地超过3米，因此支撑横梁6的长度超过3米。
参考图1，在所示的示例中，特别地，机床1在每个侧向肩部3的顶部优选地具有至少一个，优选地，一对水平地并平行于通道4的纵轴延伸的直轨8，即平行于笛卡尔轴Y和机器的竖直中性面，优选地基本在侧向肩部3的整个长度上。
优选地，另一方面，支撑横梁6的每个轴向端部优选地设置有支座滑块(restingslide-block)9，以轴向滑动的方式直接装配/支撑在位于侧向肩部3的顶部的直轨8上，从而使支撑横梁6沿侧向肩部3在方向d1上来回移动。
另一方面，优选地，将移动装置7构造成能够沿着相应的直轨8以同步的方式移动两个支座滑块9，从而能够根据指令在d1方向移动整个支撑横梁6，同时始终使横杆平行于自身并正交于机器的竖直中性面。
特别地，在所示的示例中，移动装置7优选地包括一对线性电动机，每个线性电动机位于相应的侧向肩部3的顶部上，并且能够使相应的支座滑块9沿着直轨8来回移动。
更详细地，每个线性电动机优选地包括固定的定子轨道和可移动地掠过定子轨道的行进滑动件。定子轨道在直轨8之间的侧向肩部3的顶部上延伸。行进滑动件依次刚性地固定至支座滑块9，以便局部面对并掠过定子轨道的一部分。
然而，在不太复杂的实施例中，支座滑块9可以沿直轨8通过齿条移动机构或滚珠丝杠移动机构来回移动，在两种情况下均由电动或液压发动机操作。
参照图1，此外，机床1包括：可移动滑架10，固定至支撑横梁6的侧面，并具有沿着平行于横梁的纵轴A的支撑横梁6，即在基本垂直于方向d1和机器的竖直中性面的第二水平方向d2上自由移动的能力；并且优选地是电动或液压操作的电子控制的第二移动装置11，能够根据指令沿支撑横梁6在水平方向d2上来回移动可移动滑架10。
传统地，支撑横梁6的纵轴A基本平行于笛卡尔轴X，因此方向d2基本平行于相同笛卡尔轴。
更详细地，在所示的示例中，机床1在支撑横梁6的侧面上优选地具有至少一个，并且优选地，一对平行于横梁纵轴A并水平地延伸的直轨12，优选地，基本在支撑横梁6的整个长度上。可移动滑架10依次优选地以轴向滑动的方式耦合至直轨或轨12。
另一方面，移动装置11优选地包括线性电动机，位于支撑横梁6的侧面，并且能够沿着直轨12在方向d2上来回移动可移动滑架10。
更详细地，移动装置11的线性电动机优选包括固定的定子轨道和行进滑动件，该行进滑动件可移动地掠过定子轨道。定子轨道在直轨12之间的支撑横梁6的侧面上延伸。行进滑动件依次刚性地固定至可移动滑架10，以便局部面对并掠过定子轨道的一部分。
在不太复杂的实施例中，可移动滑架10可以沿直轨12通过齿条移动机构或滚珠丝杠移动机构来回移动，在两种情况下均由电动或液压发动机操作。
特别参照图1和2，机床1还包括：基本笔直的头架梁14，优选地由金属材料制成，并且固定至可移动滑架10，其纵轴B基本垂直于横梁纵轴A，并具有在可移动滑架10上平行于其纵轴B滑动的能力；优选地是电动或液压操作的电子控制的第三移动装置15，能够根据指令相对于可移动滑架10平行于头架梁14的纵轴B移动头架梁14，以便能够根据指令改变头架梁14的下端距下方机座2的高度。
更详细地，头架梁14优选基本竖直地固定至可移动滑架10，并且具有沿基本竖直和基本垂直于方向d1和d2的方向d3，相对于可移动滑架10轴向移动的能力。
因此，传统地，头架梁14的纵轴B基本平行于笛卡尔轴Z，因此方向d3基本平行于同一笛卡尔轴。
特别地，在所示的示例中，头架梁14优选地基本上由具有矩形或正方形横截面的大的直管状元件组成，其优选地由金属材料制成并且以轴向滑动的方式耦合至可移动滑架10。
另一方面，移动装置15优选地包括：竖直轴滚珠丝杠(图中未示出)，将其插入至可移动滑架10和头架梁14之间；以及电动机(图中未示出)，将其封装在可移动滑架10的内部，并适于驱动滚珠丝杠旋转，从而能够根据指令轴向移动头架梁14，用于将梁的下端移近或远离下方机座2，即沿方向d3移动头架梁14。
参照图1、图2和图3，机床1的刀架头30刚性地固定至头架梁14的下端，并具有绕第一基准轴旋转的能力，该第一基准轴优选基本平行于并可选地还重合于头架梁14的纵轴B，并且设有可移动的刀架主轴，能够绕相对于第一基准轴倾斜的第二基准轴倾斜。
换句话说，刀架头30固定至机器的可移动支撑结构的远端，并具有绕两个彼此倾斜的旋转轴旋转/倾斜刀架主轴的能力。
更详细地，机床1的刀架头30包括优选地为圆盘形的轴架板16，其固定至头架梁14的下端，以与基准轴C同轴，优选基本平行于并可选地还重合于，头架梁14的纵轴B。此外，头架板16固定至头架梁14的下端，并且具有相对于头架梁14绕基准轴C旋转的能力。
刀架头30还设置有，优选地是电动或液压操作的电子控制的第四移动装置17，其能够根据指令绕轴C旋转轴架板16，因此改变轴架板16相对于给定角度基准的角度位置。
特别地，在所示的示例中，优选地，将移动装置17容纳在头架梁14内，在轴架板16的后面。
参照图1、图2和图3，刀架头30还包括主轴组件18，将其刚性地固定在轴架板16上，以便从头架梁14下方伸出，并到达静止在工件夹具平台5上的要机加工的工件。
换句话说，轴架板16位于机器的可移动支撑结构的远端，并且将主轴组件18牢固地固定至轴架板16。
优选地，将主轴组件18以刚性且稳定但容易拆卸的方式固定至轴架板16。
参照图1、图2和图3，主轴组件18还分为躯干或主体19和倾斜的刀架主轴20。
躯干或主体19刚性地与轴架板16耦合/可耦合的，使得它可以选择性地与板一起绕基准轴C旋转。
刀架主轴20依次安装在主体19上，并具有绕第二基准轴D旋转/倾斜的能力，其相对于轴C以给定角度，并因此对于头架梁14的纵轴B倾斜。
更详细地，在所示的示例中，轴线D优选地基本垂直于轴C，并因此垂直于头架梁14的纵轴B。
主轴组件18明显地设有另外的，优选是电动或液压操作的电子控制的移动装置(图中未示出)，其优选地封装在主体19内并且能够根据指令绕轴D旋转刀架主轴20，以改变主轴20相对于给定角度基准的角度位置。
此外，在所示的示例中，刀架主轴20优选地是电动操作的电动机主轴等，其能够驱动刀具绕其纵轴旋转。
参照图1，机床1还设有电子控制装置21，其基于来自一系列位置传感器(图中未示出)的信号来控制机器的各个移动构件(正确放置/分布在机床1的可移动支撑结构上)，以便在工件夹具平台5上方的空间中自动移动和定向刀架主轴20，以便自动执行预先安排的工件机加工操作。
换句话说，机床1的电子控制装置21优选地适于控制移动装置7、移动装置11、移动装置15、移动装置17和刀架主轴20的移动装置(或更确切地说，控制刀架主轴20的位置/倾斜角度的主轴组件18的伺服电动机)，以便完全自动地在工件夹具平台5上方的空间中移动和定向主轴20。
更详细地，基于来自上述位置传感器(图中未示出)的信号，电子控制装置21优选地适于计算/确定刀架主轴20的当前空间位置，并因此计算/确定当前安装在主轴组件18的刀架主轴20上的刀具的空间位置，并且适于控制/操作机器的各个移动装置，以围绕静止在工件夹具平台5上的工件来移动刀架头30及其主轴20，以自动执行预先安排的工件的机加工操作。
在所示的示例中，特别地，机床1优选地包括：第一线性位置传感器(未示出)，能够实时检测/确定支撑横梁6在侧向肩部3上的位置；和/或第二线性位置传感器(未示出)，其能够实时检测/确定可移动滑架10在支撑横梁6上的位置；和/或第三线性位置传感器(未示出)，其能够实时检测/确定头架梁14在可移动滑架10上的位置；和/或第一编码器或其他角度位置传感器(未示出)，能够实时检测/确定头架梁14下端的轴架板16的角度位置；和/或第二编码器或其他角度位置传感器(未示出)，能够实时检测/确定刀架主轴20在主轴组件18的主体19上的角度位置。
线性位置传感器和角度位置传感器是已经在数控机床领域中大量使用的部件(位置传感器)，因此不再赘述。
因此，电子控制装置21优选地电子地连接至上面列出的不同的线性/角度位置传感器，并且适于基于来自所述位置传感器的信号来计算/确定刀架头30的刀架主轴20的空间位置和方向。
参照图2和图3，此外，机床1还包括一个或多个测斜仪微传感器22，其被稳定地放置在机器的可移动支撑结构上，并且适于优选，以连续的方式，测量/确定在其上安装有这些测斜仪微传感器的工件相对于在空间中不动/固定(即具有恒定的姿态，并且优选地是水平的)的基准惯性平面(未显示)的倾斜角。
换句话说，测微计微传感器22优选地构造成，优选以连续的方式测量/确定其上安装有这些测斜仪微传感器的工件的侧倾角和/或俯仰角。
更详细地，刀架头30固定在机床1的可移动支撑结构的远端，并且将测斜仪微传感器22优选地放置在机器的可移动支撑结构的远端，靠近刀架头30或靠近主轴组件18的位置。
优选地，测斜仪微传感器22是MEMS(微机电系统(Micro Electro-MechanicalSystems)的缩写)测斜仪传感器。
更详细地，参考图2和图3，优选地将测斜仪微传感器22，或更确切地说是MEMS测斜仪传感器，放置在头架梁14的下端，在轴架旁边，从而传感器的参考惯性平面优选地局部基本平行于和/或基本重合于轴架板16所在并旋转的平面。
换句话说，传感器参考惯性平面局部地基本垂直于刀架梁14的纵轴B和/或刀架头30的旋转轴C，或更确切地说轴架板16的旋转轴C。
在所示的示例中，特别地，测斜仪微传感器22，或更确切地说是MEMS测斜仪传感器，优选地位于回转支撑轴承23或其他以轴向可旋转的方式支撑轴架板16的机械旋转支撑构件上。
换句话说，优选地，将测斜仪微传感器22放置在机械支撑构件上，其以可自由旋转的方式将刀架头30，或更确切地说是轴架板16，连接至机器的可移动支撑结构的远端。
更详细地，在所示的示例中，机床1优选地设有两个MEMS测斜仪传感器22，其优选地放置在回转支承轴承23或其他机械支撑构件上，彼此正交，以便检测相对于彼此正交的两个水平基准轴的倾斜。
电子控制装置21依次电子地连接至所述测斜仪微传感器22，或更确切地说是连接至所述MEMS测斜仪传感器，并且适于基于来自相同测斜仪微传感器22的信号，在工件的机加工过程中额外地控制机床1的可移动支撑结构的移动构件。
更详细地，电子控制装置21被编程/配置，以便在工件的机加工过程中，并基于来自测斜仪微传感器22的信号，来检测刀架头30或者更确切地说是轴架板16的空间定位中相对于计算出的空间定位的可能误差，并因此检测在刀架主轴20和安装在刀架主轴20上的刀具的空间定位中的可能误差。
另外，电子控制装置21被编程/配置，以基于来自测斜仪微传感器22的信号，控制/操作机床移动构件，即移动装置7、11、15、17和刀架主轴20的伺服电动机，以便在工件机加工过程中以及直到物理上可能的情况下，补偿/校正刀架头30或者更确切地说是轴架板16的空间定位中的可能误差。
换句话说，电子控制装置21被编程/配置，以便在工件机加工过程中实时校正/改变程序控制的刀架主轴20的空间位置和方向，以补偿刀架头30的空间位置和/或定位中的可能误差，以便始终将刀架主轴20或更确切的说是固定在主轴20上的刀具(工具矢量v)基本保持在机加工的正确的位置/计划的位置，而不考虑机床1的可移动支撑结构中的可能变形。
优选地，测斜仪微传感器22，或更确切地说是MEMS测斜仪传感器，此外，经由无线信号与电子控制装置21通信。
最后，测斜仪微传感器22，或更确切地说是MEMS测斜仪传感器，优选地具有超过千分之一度的精度。
特别地，在所示的示例中，测斜仪微传感器22优选地是由上海辉格科技发展有限公司(SHANGHAI VIGOR TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.Ltd.)、杰威尔仪器有限责任公司(JEWELL INSTRUMENTS LLC)或意大利法国企业得捷电子(ST MICROELECTRONICS)生产的MEMS测斜仪传感器。
作为在市场上容易获得的电子部件，将不再进一步描述上述MEMS测斜仪传感器。
现在将假设例如头架梁14的一侧被直射的阳光照亮，而机床的其余部分处于阴影中，来描述机床1的操作。
参照图4，由于局部温度升高而导致的热膨胀影响头架梁14的侧面，引起头架梁14的扭转(在图中适当提高)，明显改变了刀架头30的空间位置和方向，以及因此，刀架主轴20和当前安装在刀架主轴20上的刀架的空间位置和方向。
换句话说，刀具矢量v从正确位置v0转移到错误位置v1。
在这些情况下，假设未使用测斜仪传感器22，则电子控制装置21无法检测到刀具定位中的可能误差，结果，它将执行安排的机加工操作而不考虑刀具的实际空间位置和/或定位(刀具矢量v)中的误差，因此产生的工件具有相当大的尺寸误差。
然而，参照图5，由于来自测斜仪传感器22的信号，电子控制装置21反而检测到刀架头30，或更确切的说是头架板16，当前不在正确的空间位置和定位，即使传统的位置传感器另有说明，并因此控制机床移动构件，以实时校正/补偿刀架头30的空间位置和/或定位的误差，以便在工件的机加工过程中，将刀架主轴20和安装在刀架主轴20上的刀具保持在为当前进行的机加工所计划的空间位置和方向上。
换句话说，电子控制装置21控制机床移动构件(即，移动装置7、11、15、17和刀架主轴20的伺服电动机)以保持与当前安装在刀架主轴20上的刀具相关联的刀具矢量v始终处于正确的位置v0，而与承载刀架头30的支撑结构中可能存在的变形无关。
在刀架头30旁边，或更确切地说是在轴架板16旁边，头架梁14上存在测斜仪微传感器22相关的优点是显着的。
紧接在轴架板16的后面，并因此在主轴组件18的旁边存在的测斜仪微传感器22，使得电子控制装置21实现刀架头30的位置不在正确的/计划的位置，然后实时调整/校正在待机加工工件周围的刀架主轴20和与其一体的刀具的位置，从而消除或无论如何最小化由于机器的支撑结构的可能的热变形引起的机加工误差。
换句话说，机床1即使在其支撑结构例如由于不可预见的热膨胀而变形时也能正确地工作。
实际上，测斜仪微传感器22测量已经受到热膨胀(机器的支撑结构通常经受的)影响/改变的物理量。相反，安装在机器的支撑结构上的位置传感器的功能受阻。
结果，电子控制装置21能够立即识别在刀架头30的，或更确切的说是轴架板16的，空间定位中的可能错误，并在操作可移动支撑结构的多个移动构件时进行适当的校正，所述多个移动构件在工件的机加工过程中移动待机加工工件周围的刀架头30及其刀架主轴20。
明显地，机床1的可移动支撑结构也可能由于与无法预料的热膨胀不同的原因而变形，例如，承载机座2的基座的轻度和局部弯曲、与待机加工工件的小碰撞或甚至是过度的机械磨损。
此外，MEMS测斜仪传感器22的使用使得将传感器放置在靠近刀架头30或更靠近轴架板16的位置，其中可用空间非常小，从而使得由金属部件的热膨胀引起的误差进一步减少。
此外，测斜仪微传感器22的存在使得电子控制装置21可以在工件的机加工过程中监测刀架主轴20的空间定位，并在机加工过程中立即停止/中断当前在进行的机加工，以防当前安装在刀架主轴20上的刀具的位置和/或定位相对于计划的空间位置和/或定位的偏差超过了给定的最大阈值。
可选地，电子控制装置21可以被进一步编程/配置，以便同时移动刀架主轴20，或者更确切地说是当前安装在主轴20上的刀具，移离正在机加工的工件，以保持结构完整性，并在必要时启动机器重新校准程序。
最后但并非最不重要的是，靠近轴架板16的测斜仪微传感器22的存在可以简化机器的某些部件。
实际上，当前市场上的数控桥式铣床设置有一系列的冷却系统，其被放置在支撑横梁上、头架梁上以及机器支撑结构的其他大型金属工件上，并具有克制(containing)在机器运行过程中工件承受的热膨胀的功能。
测斜仪微传感器22允许实时检测和校正刀架头30的，或更确切的说是轴架板16的，空间位置的可能变化/偏差，而与机床运行所处的环境条件无关。
结果，在机床1中，有可能减少或无论如何简化机器支撑结构的冷却系统，从而显着降低成本。
最终清楚的是，可以对上述数控机床1进行改变和变型，而不会因此超出本发明的保护范围。
例如，机床1可以缺少工件夹具平台5。
参照图6，在机床1的不同实施例中，机床支撑结构优选地包括：大型可移动支撑柱101，其形状优选地基本为平行六面体，其从机座2的悬臂沿基本竖直的方向升高，即平行于笛卡尔轴Z，并且能够沿着机座2上存在的特定的直轨102，在基本平行于笛卡尔轴X并且局部垂直于支撑柱101的纵轴F的水平方向d4上移动；以及优选地为电动或液压操作的移动装置103，其适于根据指令沿机座2在方向d4上来回移动支撑柱101。
机床1的可移动支撑结构还包括：可移动滑动件104，其可滑动地安装在一系列直轨105上，该直轨在支撑柱101的平行于柱纵轴F(即竖直)的侧面上延伸，从而能够沿着平行于柱纵轴F的方向d5，即在平行于笛卡尔轴Z的基本竖直的方向上，沿着支柱101的主体自由移动；并且优选地是电动或液压操作的第二移动装置(未示出)，其适于根据指令沿着支撑柱101在方向d5上向上和向下移动可移动滑动件104，以改变可移动滑动件104距地面的高度。
仍然参照图6，此外，在该实施例中，机床1的可移动支撑结构还包括：长的笔直的头架梁107，其形状优选地基本为棱柱形，其从滑动件104悬臂且水平地延伸，正交于柱纵轴F和方向d5，即保持基本平行于笛卡尔轴Y，并且以滑动方式与滑动件104耦合，以便能够沿局部平行于头架梁107的纵轴L的方向d6，即平行于笛卡尔轴Y，移动；并且优选地是电动或液压操作的第三移动装置(未示出)，其适于根据指令在滑动件104上沿方向d6来回移动头架梁107，从而根据指令，改变头架梁107从支撑柱101伸出的平行于地面的部分的长度。
即使在该实施例中，将刀架头30的轴架板16以可轴向旋转的方式固定至刀架梁107的远端，基准轴C优选地基本平行于并且可选地也重合于梁纵轴L。在这种情况下，头架梁107是中空的，并且板16的移动装置(图中未示出)优选地容纳在头架梁107内部。
明显地，将主轴组件18固定至轴架板16上，以便从头架梁107悬臂伸出。
参照图6，然而，在该实施例中，主轴组件18的刀架主轴20优选地安装在主体19上，并具有绕第二基准轴D旋转/倾斜的能力，该第二基准轴D优选地，但不必须的，相对于轴C，并因此相对于头架梁107的纵向轴线L，倾斜大约45°。
最后，在该实施例中，机床1优选地没有工件夹具平台5，而是包括可移动的工件固定台(未示出)，其位于支撑柱101的旁边，并且被构造成牢固地固定代加工的金属工件，通常还具有根据指令绕彼此正交的一个或多个基准轴旋转金属工件的能力。
即使在该实施例中，机床1也设置有一个或多个测斜仪微传感器22，或更确切地说是具有一个或多个MEMS测斜仪传感器，将其放置/固定在头架梁107的远端上，优选地靠近刀架头30的轴架板16，并适于优选地以连续的方式测量/确定轴架板16相对于不动的基准惯性平面(未示出)(在这种情况下优选地是垂直的)的倾斜。
类似于先前的实施例，电子控制装置21与测斜仪微传感器22，或更确切地说是与位于头架梁107的远端上的MEMS测斜仪传感器通信，以检测刀架头30相对于理论空间位置的误差/偏差，或更确切的说是相对于头架梁107远端上的轴架板16的误差/偏差。

Claims (17)

1.一种类型的数控机床(1)，包括：刀架头(30)，设有刀架主轴(20)，并且能够绕彼此倾斜的两个不同的旋转轴(C，D)旋转/倾斜所述刀架主轴(20)；可移动支撑结构(2、3、6、10、14；101、104、107)，支撑所述刀架头(30)，并设有移动构件(7、11、15)，在所述工件的机加工过程中，适于移动在待机加工的所述工件周围的空间中的所述刀架头(30)；电子控制装置(21)，控制所述可移动支撑结构和所述刀架头(7、11、15、17)的多个所述移动构件，以在所述工件的机加工过程中，移动在待机加工的所述工件周围的空间中的所述刀架头(30)及其刀架主轴(20)，以自动进行按计划的所述机加工；
所述机床的特征在于，还包括一个或多个测斜仪微传感器(22)，位于所述机器的所述可移动支撑结构(2、3、6、10、14；101、104、107)上，在所述刀架头(30)旁边，并且适于测量/确定安装有相同传感器的元件相对于在空间中固定的基准惯性平面的倾斜度；所述电子控制装置(21)电子地连接至所述一个或多个测斜仪微传感器(22)，并适于在工件的机加工过程中，基于来自所述测斜仪微传感器(22)的信号，控制所述可移动支撑结构和所述刀架头(7、11、15、17)的不同的移动构件，以校正所述刀架主轴(20)的空间位置和/或方向。
2.根据权利要求1所述的机床，其中，所述刀架头(30)固定在所述可移动支撑结构(2、3、6、10、14；101、104、107)的远端，并且所述一个或多个测斜仪微传感器(22)位于所述可移动支撑结构(2、3、6、10、14；101、104、107)的相同的远端。
3.根据权利要求2所述的机床，其中，所述刀架头(30)包括：轴架板(16)，固定至所述可移动支撑结构(2、3、6、10、14；101、104、107)，具有绕第一基准轴(C)旋转的能力；第一移动构件(17)，适于根据指令旋转所述轴架板(16)，以改变轴架板(16)相对于给定角度基准的所述角度位置；主轴组件(18)，刚性地固定至所述轴架板(16)，并且分为主体(19)和倾斜的刀架主轴(20)。
4.根据权利要求3所述的机床，其中，所述主体(19)刚性地耦合/可耦合的至所述轴架板(16)，从而能够与相同的板一起选择性地绕所述第一基准轴(C)旋转。
5.根据权利要求3或4所述的机床，其中，所述刀架主轴(20)安装在所述主体(19)上，并且能够绕相对于所述第一基准轴(C)倾斜给定角度的第二基准轴(D)旋转/倾斜。
6.根据权利要求3、4或5所述的机床，其中，所述一个或多个测斜仪微传感器(22)设置在所述轴架板(16)旁边。
7.根据权利要求6所述的机床，其中，所述一个或多个测斜仪微传感器(22)设置在所述机械支撑构件(23)上，所述机械支撑构件(23)以自由旋转的方式将所述轴架板(16)连接至所述可移动支撑结构(2、3、6、10、14；101、104、107)。
8.根据权利要求7所述的机床，其中，所述一个或多个测斜仪微传感器(22)设置在所述机械支撑构件(23)上，所述机械支撑构件(23)以自由旋转的方式将所述轴架板(16)连接至所述可移动支撑结构(2、3、6、10、14；101、104、107)，使得所述基准惯性平面与所述轴架板(16)所在并旋转的平面基本重合。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的机床，其中，所述一个或多个测斜仪微传感器(22)通过无线信号与所述电子控制装置(21)通信。
10.根据前述权利要求的任一个所述的机床，其中，所述测斜仪微传感器(22)是MEMS测斜仪传感器。
11.根据前述权利要求中的任一个所述的机床，其中，所述可移动支撑结构(2、3、6、10、14；101、104、107)包括：支撑横梁(6)，基本水平地延伸并且能够在基本垂直于其纵轴(A)的第一水平方向(d1)水平地移动；可移动滑架(10)，能够沿着所述支撑横梁(6)平行于所述横梁纵轴(A)移动；以及头架梁(14)固定在可移动滑架(10)上，并且其纵轴(B)基本垂直于横梁纵轴(A)，并能够在可移动滑架(10)上平行于其纵轴(B)滑动。
12.根据权利要求11所述的机床，其中，所述头架梁(14)在基本竖直地固定至所述可移动滑架(10)。
13.根据权利要求11或12所述的机床，其中，将所述支撑横梁(6)的两端以滑动的方式支撑在一对基本笔直的侧向肩部(3)上，所述侧向肩部(3)从机座(2)竖直地凸起/突出并且水平地在机座(2)上一个接一个地延伸，以形成/界定纵向通道(4)。
14.根据权利要求1至11中的任一项所述的机床，其中，所述可移动支撑结构(2、3、6、10、14；101、104、107)包括：竖直支撑柱(101)，能够基本垂直于其纵轴(F)在第二水平方向(d4)上水平地移动；可移动滑动件(104)，能够沿着平行于所述柱(101)的柱纵轴(F)移动；以及头架梁(107)固定至所述可移动滑动件(104)上，并且其纵轴(L)基本垂直于所述柱纵轴(F)，并且能够在与其纵轴(B)平行的所述可移动滑动件(104)上滑动。
15.根据权利要求11至14中的任一项所述的机床，其中，所述轴架板(16)固定在所述头架梁(14、107)的端部。
16.根据权利要求15所述的机床，其中，所述第一基准轴(C)与所述头架梁(14、107)的纵轴(B，L)基本平行或重合。
17.根据先前的权利要求中的任一项所述的机床，其中，所述一个或多个测斜仪微传感器(22)的所述基准惯性平面是基本水平的或基本垂直的。
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