CN1144150A - 多主轴机床 - Google Patents

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Abstract

含有一个由分滑台(7，8)构成的总滑台的机床，总滑台可沿X向滑动，分滑台由支承导轨架(9，10)支承并可在X向相对滑动。每个分滑台支承有一个可在Z向滑移的配置有一个公用的多转塔刀架(30)的垂直主轴(15，16)，垂直主轴和分滑台都分别具有单独的驱动装置(36，37)或(38，39)，它们可通过相应的控制装置进行控制，分滑台在X向和主轴在Z向可分别进行共同、同步滑动或异步的相对滑移。

Description

多主轴机床
本发明涉及一种可对多个工件进行同时的或不同类型且单独加工的、带有一个床身和多个主轴的机床。
已公开了多种带多个可驱动主轴的机床。其中，主轴水平设置并且每个主轴都配置有一个可单独移动的带刀具转塔的十字溜板。在这些机床中，其主轴固定安装，加工工件时，它通过各自的十字溜板支承的刀具转塔来完成全部的进刀移动，还要求一个专用的装料系统来对主轴进行加载。此外，在一个十字溜板上的刀具转塔与每个加工主轴的配置则需要有个相应的空间，因而这些机床除了具有其它缺点外还需要一个较大的场地。其它的缺点包括：需要一专用的装料系统，切屑运送不便和带导轨的十字溜板结构费用昂贵，以及十字溜板必需的控制装置，许多这些缺点就引导着开发带电机驱动垂直主轴的机床，它以捡拾方法(PicR-up)进行。加工并不要求有附加的装料系统。另外，切屑的传送也比主轴水平设置时大为简便。若要提高这种具有垂直主轴的机床的加工效率，通常可这样来实现，即与水平设置多个主轴一样，可在床身上并列设置多个这种装置。但是也与水平设置多个主轴相似，它要求在十字溜板上设有多个可自行移动的刀夹，因而仍需要很大的场地。
本发明的目的在于，提供一种可灵活使用的合适的机床，它可用于对工件进行同时的或不同类型且单独的加工，通过设置多个加工主轴可提高加工效率，并且场地需求不与主轴数目的增加成比例增加。
按本发明该目的可这样由开始所述类型的机床来实现，即至少有两个主轴，它(们)可绕其轴驱动旋转也可沿其轴向移动的并直接相对支承装在由分滑板组成的总滑板上，该总滑板沿垂直于主轴移动的方向作整体或相对移动，并且只有总滑板可通过床身上的一个导轨装置移动。
通过形成一个单元的多主轴结构的可整体移动性和其彼此之间相对运动的可能性，可得到本发明的许多优点。一个主要的优点在于：主轴相对紧凑布置，但仍可以实现其(主轴)一起或者相互独立地完成进刀移动和进行修正值的调整。另外也有可能，给两个或多个主轴配设一个唯一的多头转塔刀架，由于主轴可在两个轴向上移动该刀架可位置固定，从而可不用设置多个可双轴向移动的刀夹的滑台。这样就能使用单个固定的刀具转塔来实现多个工件的同时加工，即通过主轴的相对可移动性来修正刀具切削刃和各自主轴线之间的尺寸偏差。上述措施可以双主轴机床为例，其基面所要求的场地比单主轴机床大不多，但结构费用却比合成两个单主轴机床要少得多。因而该机床的工作效率为单主轴机床的两倍，虽然它需要稍大的场地和结构费用。这样不仅可降低机床的投资成本，而且可大大减小准备必要的基面和因而必要的建筑物的投资成本。此外还可减小在单个机床间的传送路径和到原料、已加工件和可能存放在机床外刀库中的刀具的运输路程及切屑输送路程，这样可降低工件加工时的运输费用和总的、必要的加工时间，因而不仅可降低机床的投资成本，而且可降低厂房和必要的运输装置的投资成本。通过支承主轴的滑台可能的相对滑移，不仅可进行多个工件的同步加工而且可进行工件单独的加工。
按本发明一个特别有利的结构在于，总滑台的导轨装置设有两个直线导轨和与其相配的(导轨)滑座，分滑台通过在垂直方向上相互有一定距离的支承导轨架相对支承。该结构中一个由两个或多个主轴形成的单元只有两个直线导轨，这与支承一个主轴的滑台导轨要求一样。其中可由在分滑台之间的支承导轨架实现单个分滑台之间的相对滑移。总滑台的导轨结构亦含有两个分别在反向对着总滑台外侧的两个直线导轨和与该直线导轨相配的、设置在总滑台上的导轨滑座。
在本发明的另一结构中支承导轨架可分别包含两个直线导轨和其所配的(导轨)滑座。
另一有利的方式中，每个分滑台配置有一个单独的驱动装置，它可通过一个控制装置进行一起同步或单独的控制。
为了修正调整而对分滑台进行的相对滑移与由测量系统确定的主轴线和对应的刀具切削刃之间的尺寸偏差有关。
机床这种分离而简单的构造的优点可达到，即当主轴作为电机主轴时转子直接设在主轴轴体上且定子设在主轴壳体中，并且该主轴分别具有一个使其在轴向运动的自己的驱动单元并配有一个控制装置，这就可实现两主轴一个共同的同步运动或者实现修正调整的相对滑移或者进刀移动。
按本发明有益的另一结构，主轴为垂直主轴，因而使用捡拾方法时可得到节省装料系统和改善切屑传送的优点。也不排除使主轴设置在任意角度直到水平位置。
按需求主轴可以安装工件，这样在床身上就要设置有每个任意的刀架，或主轴上安装刀具，这样在床身上就要设置有每个任意的工件架。
以下借助于附图所描述的实施例对本发明进行说明。附图中：
图1是一机床侧视图；
图2是按图1机床正视图；
图3是所述机床的俯视图；
图4是滑台的正视图。
由图1到3可见，机架上配置有一个床身2和一个装有不同的控制装置和供能系统的箱体40，以下就称为能源箱。该能源箱包括一个完全安装好的、带预成形的、引向各用电部件的接线端的配电柜。床身2上侧设有设两个有线导轨3和4，该导轨上设有一个在x方向借助滑座5、6滑动的、由两个分滑台7，8组成的总滑台。分滑台7，8借助于支承导轨架9，10相对支承，从中共可得到有尽可能大的水平和垂直距离的四个区段。如从图4可见，一个支承导轨架的每个区段在其上部区域包含一个直线导轨11和一个滑座12，在其下部区域包含有一个直线导轨13和一个滑座14，其中直线导轨设有分滑台7上，滑座则设在分滑台8上。每个分滑台7或8分别支承一个总体用15或16表示的垂直主轴，它带有主轴壳体17或18，在上部区域通过垂直导轨19、20或21，22而在下部区域则通过静压导轨41或42可使该主轴在Z向滑移。导轨装置19到22与迄今所用的导轨一样为配置有滑座24的直线导轨23，如导轨结构19所示。主轴15和16为所谓的电机主轴，它包括一个固定在主轴壳体17或18中的定子和一个直接设在心轴43或25上的转子。该心轴43或25在其下端支承有夹工件28或29的卡盘26或27，在紧挨着的主轴15和16下面设有一个公用的刀具转塔30。由图1和图2可见，该转塔绕轴线31可旋转地被支承，在旋转方向可被驱动并且总共装有4对刀具，其中图2只示出了标号为32和33的上部的相同的刀具。亦可配有8对刀具。它们在所述位置用其切削刃34和35进行工件28和29的同时加工。
为了能进行同时加工，要求带有被压紧的工件的主轴在Z向和在X向都能精确地迎合刀具切削刃34、35进行调整。为此每个电机主轴15或16都具有自己的带滚珠丝杆44或45和螺母46或47的驱动装置36或37，使其能在Z向运动。每个分滑台7或8同样也设有一个自己的驱动装置38或39。不管是驱动装置36或37还是38或39都可由一个已知的因此未在图中示出的，带有GANTRY-Funtion的控制装置来控制，使得垂直主轴在驱动装置36、37驱动下可在轴Z向进行一起同步移动或进行一个相对配合的调准移动。若驱动装置为38和39，则控制装置的设计使得两个分滑台7和8在X向进行一个共同的同步移动，或进行一个相互配合的调准移动。通过在X向和Z向的修正调整，使得尽管存在尺寸公差或刀具切削刃的不同的损耗，仍有可能使主轴在X向和Z向进行调整，使得工件28和29与刀具切削刃34和35得到一个相同的校准，从而工件28和29就能被完全同步加工。
GANTRY-Funtion功能保证了两轴或多轴的行程和/或角度同步的运动。通过在同步运动的轴中之间的偏置、即行程和/或角度偏置来考虑各自刀具的修正值。一个新刀具每次向内转动到加工位置时，必须将刀具的修正值在X向和Z向作为偏置(值)配置到各自的分滑台上，之后该分滑台完全同步运作。
借助一个附图中未示出的传送和回转装置可将夹持在一个主轴上并被单侧加工的工件传送到相邻主轴上，因而可加工工件在前道工序中的夹紧侧。在这种不同的加工方式中为了能进行必要的不同的加工过程可使单个主轴在X和Z向异步行进。当然亦可不从相邻主轴接受工件，一开始就进行单独的加工。

Claims (13)

1.一种可对多个工件进行同时或不同类型且单独加工的、带一个床身和多个主轴的机床，其特征在于：至少有两个可绕其旋转轴线驱动的并可在其轴向滑移的主轴(15，16)直接相对支承安装在可在主轴滑移的垂直方向共同或相互相对滑移由分滑台(7，8)组成的一个总滑台上，只有总滑台可通过一个导轨装置在机床床身(2)上滑移。
2.按权利要求1所述的机床，其特征在于：总滑台的导轨装置具有两个直线导轨(3，4)和与其相配的滑座(5，6)，分滑台(7，8)则通过在垂直方向且相互有一定距离的支承导轨架(9，10)相互支承设置。
3.按权利要求1或2所述的机床，其特征在于：总滑台(7，8)的导轨装置含有两个分别反向朝着总滑台外侧的直线导轨(3，4)和与直线导轨相配的且设在总滑台上的滑座(5，6)。
4.按权利要求2或3所述的机床，其特征在于：支承导轨架分别具有两个直线导轨(11，13)和与其相配的滑座(12，14)。
5.按权利要求1到4中任一项所述的机床，其特征在于：每个分滑台(7，8)配置一个单独的驱动装置(38，39)，它可通过一控制装置共同同步地或相互分离地被控制。
6.按权利要求1到5中任一项所述的机床，其特征在于：为了修正调整，根据通过测量系统确定的主轴轴线和所对应的刀具切削刃(34，35)之间的尺寸偏差来进行分滑台(7，8)的相对移动。
7.按权利要求1到6中任一项所述的机床，其特征在于：主轴(15，16)为电机主轴，其中转子直接设在主轴心轴(24，25)上，定子设在主轴壳体(17，18)中并且主轴(15，16)分别具有一个自己的用于轴向移动的驱动装置(36，37)，其中连有一控制装置，可实现两主轴的一个共同、同步的移动或在进行修正调整或一个进刀移动时实现一个相互的相对滑移。
8.按权利要求1到7中任一项所述的机床，其特征在于：主轴(15，16)为垂直主轴。
9.按权利要求1到8中任一项所述的机床，其特征在于：主轴(15，16)用以安装工件。
10.按权利要求1到8中任一项所述的机床，其特征在于：主轴(15，16)用以安装刀具。
11.按权利要求9所述的机床，其特征在于：床身(2)上至少设置有一个刀架(30)。
12.按权利要求11所述的机床，其特征在于：所有的主轴(15，16)配置有一个公共的，最好由多刀具转塔(30)组成的刀架。
13.按权利要求10所述的机床，其特征在于：机床床身(2)上至少设有一个刀架。
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