CN117279736A - 滑枕主轴的冷却及负载补偿装置以及包括该装置的机床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种滑枕主轴的冷却及负载补偿装置以及包括该装置的机床，其在以箱形导轨方式移送的滑枕主轴上发生热变形时，用冷却单元冷却滑枕主轴与床鞍的摩擦部分，当由于冷却单元因滑枕主轴的热变形而夹条上的负载发生变化时，在除了所述床鞍的内侧与滑枕主轴紧贴的参考面以外的床鞍与滑枕主轴之间与参考面在水平方向或垂直方向上分别相对应地设置多个夹条，此时，将在夹条上发生的负载通过液压闭式回路自动补偿以恒定地保持作用于夹条上的表面压力，从而，可以提高机床的加工精度，防止资源浪费而节俭加工费用，而且，随着非加工时间的增加而提高生产性，并可以提高机床的稳定性及可靠性。

Description

滑枕主轴的冷却及负载补偿装置以及包括该装置的机床
技术领域
本发明涉及一种滑枕主轴的冷却及负载补偿装置以及包括该装置的机床，更详细而言，涉及一种滑枕主轴的冷却及负载补偿装置以及包括该装置的机床，其在以箱形导轨方式移送的滑枕主轴上发生热变形时，用冷却单元冷却滑枕主轴与床鞍的摩擦部分，当由于滑枕主轴的热变形而夹条上的负载发生变化时，通过自动补偿在夹条上产生的负载，以自动恒定地保持作用于夹条的预定压力，从而，可以提高机床的加工精度。
背景技术
一般，机床是指通过各种切削加工方法或非切削加工方法利用适当的工具将金属/非金属的工件加工成所需的形状及尺寸为目的而使用的机械。
诸如车削中心、立式/卧式加工中心、门式加工中心、开关匝、放电加工机、卧式NC钻孔机、CNC车床、复合加工机等多种机床在多种产业现场根据相应作业的用途被广为使用。
机床中的复合加工机是指采用车削加工和钻孔加工、攻螺纹加工、铣削加工等对各种各样的加工形态进行加工的多功能自动工具交换装置(ATC)和装有工具库的车削中心。在复合加工机中，在进行装载或交换加工所需的工具时，工作人员将工具手动安装在工具库上。
一般，目前使用的多种机床具备适用数控(numerical control，NC)或CNC(computerized numerical control)技术的控制台。这种控制台具备多种功能开关或按钮和监视器。
另外，机床，具备：移送台，用于放置工件即材料，并移送用于加工的工件；托盘，加工前准备工件；主轴，与工具或工件相结合而转动；尾座，在加工过程中支撑工件等；以及防震装置等。
一般，在机床中，移送台、工具台、主轴、尾座、防震装置等具备沿移送轴移送的移送单元以执行多种加工。
另外，一般，为了执行各种加工，机床使用多个工具，并且，使用容纳保管多个工具的工具保管场所形态的工具库或转塔。
为了执行各种加工，机床使用多个工具，并且，使用容纳保管多个工具的工具保管场所形态的工具库。
一般，为了提高机床的生产性，机床具备自动工具交换装置(ATC，Automatic ToolChanger)，所述自动工具交换装置通过数控部的命令，将特定的工具从工具库中提取或重新容纳。
另外，一般，为了最小化非加工时间，机床具备自动托盘交换装置(APC，AutomaticPalette Changer)。自动托盘交换装置(APC)将托盘在工件加工领域和工件设置领域之间进行自动交换。在托盘可以装载工件。
一般，加工中心(machining center)是指具备自动工具交换装置等，可更换各种类型的工具，在车床、铣床、钻床、镗床等进行广范围的加工的机床，大致分为主轴垂直安装的立式(vertical)加工中心和卧式(horizontal)加工中心。
一般，门式加工中心(double column type machine center)是大型机床的一种，与进行简单的加工的车床装置不同，指通过交换多个头附件(head attachment)直接加工三维形状的装置。
所述门式加工中心，可在滑枕主轴的下端可拆卸地安装各种头附件(headattachment)，以便在各种空间和角度加工各种形状的工件。
如此，现有机床的滑枕主轴采用箱形导轨(Box guide way)方式来相对于床鞍在高度方向上移送滑枕主轴。
当采用这种箱形导轨方式相对于床鞍移送滑枕主轴时，由于接触面积比直线电机导轨方式更大而摩擦力也大，因此会产生大量的热。尤其，采用箱形导轨方式时，滑枕主轴的外侧边角与床鞍之间的接触摩擦面上会产生大量的热量，导致滑枕主轴在高度方向(Z轴方向)和垂直方向(X轴方向)上发生位移，所以，机床的加工精度下降。
即，如图1所示，在采用箱形导轨方式相对于床鞍移送滑枕主轴的机床中，当沿着横梁在水平方向(Y轴方向)上直线往返移动床鞍时，由于产生热而引起热膨胀导致变形，因此在垂直方向(X轴方向)上发生位移时，加工精度下降，并且，会发生因加工缺陷而导致的工件的浪费及加工成本增加等问题。具体而言，当床鞍采用箱形导轨方式沿横梁在水平方向(Y轴方向)上从600mm至2600mm反复移动时，可知由于产生热而引起的热膨胀，在垂直方向(X轴方向)上发生变形达125μm，这会导致加工精度下降。
在现有的采用箱形导轨方式移送滑枕主轴的机床中，在滑枕主轴与床鞍之间的接触摩擦面产生热而滑枕主轴发生热变形时，通过校正安装在滑枕主轴的前端的工具位置的方式进行了校正。
然而，现有的采用箱形导轨方式移送滑枕主轴的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置以及包括该装置的机床，仍然存在根据环境温度的变化或传感器的可靠性而可能发生校正差的问题，而由于无法控制热源本身，只能校正因摩擦热而产生的局部膨胀引起的热变形，由于这种局限性，存在机床的加工精度仍然下降、且可靠性降低的问题。
另外，现有的采用箱形导轨方式移送滑枕主轴的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置以及包括该装置的机床，存在虽然考虑在主轴旋转时产生的热量以及季节或周围环境来进行负控制，但因受季节等的周围环境的影响发生结露导致滑枕主轴电机的短路或生锈等，因此，造成设备损坏或毁坏，发生事故的可能性增加的问题。
此外，现有的采用箱形导轨方式移送滑枕主轴的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置以及包括该装置的机床，存在由于在移送及操作滑枕主轴时发生的热变形，需要对滑枕主轴进行冷却、并且由于作用于夹条上的负载而需要将表面压力保持恒定，为此需要具备各种软件或硬件，因此结构复杂，制造成本增加，需要大量的安装时间，给工作人员带来不便。
另外，现有采用箱形导轨方式移送滑枕主轴的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置以及包括该装置的机床，存在由于加工精度下降而导致机床的稳定性及可靠性降低，而且维护成本和时间增加，由于非加工时间的增加而导致机床的生产率下降的问题。
发明内容
技术课题
本发明是为解决上述问题而提出的，本发明的一目的在于，提供一种滑枕主轴的冷却及负载补偿装置以及包括该装置的机床，在采用箱形导轨方式移送的滑枕主轴发生热变形时，通过冷却单元对滑枕主轴与床鞍的摩擦部分进行冷却，当由于冷却单元因滑枕主轴的热变形而在夹条的负载发生变化时，在除了所述床鞍的内侧与滑枕主轴紧贴的参考面以外的床鞍与滑枕主轴之间以与参考面在水平方向或垂直方向上分别相对应地设置多个夹条，此时，将在夹条上发生的负载通过液压闭式回路自动补偿以恒定地保持作用于夹条上的表面压力，从而，可以提高机床的加工精度，防止资源浪费，节俭加工费用，而且，随着非加工时间的增加而提高生产性，可以提高机床的稳定性及可靠性。
技术方案
为了达成本发明的目的，根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置，包括：床鞍，被设置为可沿横梁移送；滑枕主轴，被设置为可沿所述床鞍移送；移送单元，对所述床鞍以箱形导轨方式移送所述滑枕主轴；冷却单元，用于冷却所述滑枕主轴；以及负载补偿单元，具备夹条，用于调整从所述滑枕主轴施加到所述床鞍上的负载，所述夹条在除了所述床鞍的内侧与滑枕主轴紧贴的参考面以外的所述床鞍与所述滑枕主轴之间以与所述参考面在水平方向或垂直方向上分别相对应地设置多个。
而且，在根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的优选另一实施例中，当滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的所述滑枕主轴发生热变形时，所述冷却单元冷却所述滑枕主轴，随着所述滑枕主轴的热变形而所述夹条的负载发生变化时，所述负载补偿单元自动补偿在所述夹条上发生的负载，从而，可以自动恒定地保持作用于所述夹条的表面压力。
而且，在根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的优选另一实施例中，滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的所述移送单元包括用于产生移送所述滑枕主轴的动力的驱动部，所述参考面在与所述驱动部相邻的所述床鞍的内侧一部分和与所述滑枕主轴的外侧边角相邻的一部分紧贴的面可以形成有多个。
而且，在根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的优选另一实施例中，滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的所述夹条可分别插入至以多个所述参考面为中心以经过所述滑枕主轴的非相邻边角的对角线为准与各自的所述参考面相对的所述床鞍的内侧一部分和与所述滑枕主轴的外侧边角相邻的一部分之间。
而且，在根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的优选另一实施例中，滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的所述夹条可分别包括：主体部，具备一侧沿高度方向平行形成的水平部、以及另一侧沿高度方向逐渐变细，并与所述床鞍相接触的锥形部；凹入部，凹陷形成于所述锥形部的一部分以容纳液压；以及密封部，用于防止液压从所述凹入部泄漏。
而且，在根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的优选另一实施例中，滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的所述负载补偿单元可以包括：液压流路，形成为穿过所述床鞍的一部分，使得一侧与所述凹入部相连通；以及补偿部，与所述液压流路的另一侧相连通地设置，根据在所述夹条上产生的负载通过所述液压流路回收所述凹入部的液压或者向所述凹入部供给液压。
而且，在根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的优选另一实施例中，滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的所述补偿部可以包括储藏部，所述储藏部可膨胀地设置于所述补偿部的内部，用于储藏液压。
而且，在根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的优选另一实施例中，滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的所述夹条可以在与每个所述参考面相对的所述床鞍的内侧一部分和与所述滑枕主轴的外侧边角相邻接的一部分的上部和下部之间分别设置有4个。
而且，在根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的优选另一实施例中，滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的所述冷却单元可以包括：多个冷却流路，在高度方向上贯穿所述滑枕主轴的一部分或插入至所述滑枕主轴的一部分，供冷却流体流动；以及结合部，以与每个所述冷却流路相连通地配置在所述滑枕主轴的一部分，将冷却流体传输至每个所述冷却流路或者回收或者使冷却流体循环。
而且，在根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的优选另一实施例中，滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的多个所述冷却流路可以以与所述滑枕主轴和所述床鞍的接触摩擦面相邻的所述滑枕主轴的内侧边角相邻的配置有4个。
而且，在根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的优选另一实施例中，滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的所述冷却单元还可以包括：感测部，配置在所述滑枕主轴上，用于感测所述滑枕主轴的温度；以及密封部，配置在每个所述结合部的内部，以防止冷却流体从所述冷却流路泄漏。
而且，在根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的优选另一实施例中，滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的所述冷却单元还可以包括支撑部，所述支撑部配置在每个所述冷却流路的上部和下部以支撑所述冷却流路。
为了达成本发明的另一目的，包括根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的机床，可以包括：床身；一对立柱，在所述床身的两侧沿高度方向延伸设置；横梁，被设置为可沿所述一对立柱移送；床鞍，被设置为可沿所述横梁移送；滑枕主轴，被设置为可沿所述床鞍移送；以及滑枕主轴的冷却及负载补偿装置，在所述滑枕主轴热膨胀时，冷却所述滑枕主轴并补偿负载，所述滑枕主轴的冷却及负载补偿装置可以包括：移送单元，具备驱动部，对所述床鞍以箱形导轨方式移送所述滑枕主轴；冷却单元，用于冷却所述滑枕主轴；以及负载补偿单元，在除了所述床鞍的内侧与滑枕主轴紧贴的参考面以外的所述床鞍与所述滑枕主轴之间以与所述参考面在水平方向或垂直方向上分别相对应地设置多个夹条，并自动补偿从所述滑枕主轴施加于所述床鞍的负载，当所述滑枕主轴发生热变形时，所述冷却单元冷却所述滑枕主轴，随着所述滑枕主轴热变形而施加到所述夹条的负载变化时，自动补偿负载，以将作用于所述夹条的表面压力保持恒定。
而且，在包括根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的机床的优选另一实施例中，包括滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的机床的所述参考面可以形成多个，是与所述驱动部相邻的所述床鞍的内侧一部分和与所述滑枕主轴的外侧边角相邻的一部分紧贴的面，所述夹条可以以多个所述参考面为中心在以经过所述滑枕主轴的非相邻边角的对角线为准与每个所述参考面相对的所述床鞍的内侧一部分和与所述滑枕主轴的外侧边角相邻的一部分的上部和下部之间分别设置有4个。
发明效果
根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置以及包括该装置的机床，具有如下效果；即在采用箱形导轨方式移送的滑枕主轴发生热变形时，通过冷却单元对滑枕主轴与床鞍的摩擦部分进行冷却，当由于冷却单元因滑枕主轴的热变形而在夹条的负载发生变化时，在除了所述床鞍的内侧与滑枕主轴紧贴的参考面以外的床鞍与滑枕主轴之间以与参考面在水平方向或垂直方向上分别相对应地设置多个夹条，此时，将在夹条上发生的负载通过液压闭式回路自动补偿以恒定地保持作用于夹条上的表面压力，从而，可以极大化机床的加工精度，提高机床的稳定性及可靠性。
另外，根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置以及包括该装置的机床，具有如下效果；通过简单且快速地检测由于滑枕主轴的热变形而引起的加工精度下降，从而，可以事先防止由于短路或生锈等而设备发生损坏或毁损及事故，并且，可以谋求工作人员的方便性。
此外，根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置以及包括该装置的机床，具有如下效果；可以降低工件的加工成本、维护成本以及时间，并且，随着非加工时间减少，可以提高机床的生产性。
另外，根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置以及包括该装置的机床，具有如下效果；通过使滑枕主轴的冷却及负载补偿装置小型化，从而可以节俭安装和制造成本，并可以谋求机床的紧凑性。
附图说明
图1示出现有相对于床鞍以箱形导轨方式移送滑枕主轴的机床中因热变形而发生位移的图表。
图2示出包括根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的机床的概念图。
图3示出根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的概念图。
图4示出沿图3的B-B线的截面图。
图5是用于说明在根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置上设置夹条的状态的概念图。
图6示出图4的高度方向的局部截面图。
图7示出图6的D部分的详细图。
图8示出根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的夹条的主视图。
图9示出沿图3的F-F线的截面图。
具体实施方式
下面，参考根据本发明的实施例的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置以及具备该装置的机床的图进行详细说明。以下介绍的实施例是为了向本领域的技术人员能充分传达本发明的思想而举例提供的。因此，本发明并不局限于以下所说明的实施例，可以具体化为其他的形态。并且，在图中，为了方便可放大表示装置的大小及厚度等。整个说明书中，相同的符号表示相同的构成要素。
本发明的优点、特征以及达成这些的技术等通过附图及后述的实施例将会明确。但是，本发明并不限定于以下的实施例，可体现为其他各种各样的形态。本实施例使本发明的公开更加完整，并且，对本发明所属领域的技术人员提供完整的发明范畴。在整个说明书中，相同的符号表示相同的构成要素。为了明确说明，图中的层及区域的尺寸及相对尺寸可放大表示。
本说明书中使用的术语是用来说明实施例的，并不限定本发明。本说明书中没有特别提及时，单数形态还包括复数形态。说明书中使用的“包括(comprise)”及/或“由～组成(comprising)”意味着所提及的构成要素、步骤、动作及/或元件并不排除一个以上的其他的构成要素、步骤、动作/及元件的存在或附加。
图2示出包括根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的机床的概念图，图3示出根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的概念图。图4示出沿图3的B-B线的截面图。图5是用于说明在根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置上设置夹条的状态的概念图。图6示出图4的高度方向的局部截面图。图7示出图6的D部分的详细图。图8示出根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的夹条的主视图。图9示出沿图3的F-F线的截面图。
下面所使用术语的定义为如下。“水平方向”是指同一部件上的横向，即图2至图4中的Y轴方向，“垂直方向”是指相对于水平方向正交，同一部件上的纵向，即图2至图4中的X轴方向，“高度方向”是指相对于水平方向和垂直方向正交，同一部件上的上下方向，即图2至图4中的Z轴方向。另外，上方(上部)是指“高度方向”上的上方，即，图2至图4中Z轴的朝上方的方向，下方(下部)是指“高度方向”上的下方，即图2至图4中朝向Z轴下方的方向。另外“前面(前方)”是指在同一部件上“垂直方向”的前面，即图2中在横梁设置床鞍和滑枕主轴的方向的面，“后面(后方)”是指在同一部件上“垂直方向”的后面，即图2中能看到横梁的方向的相反面。另外，“内部(内侧)”是指同一部件上相对靠近中心的一侧，即图2至图9中各部件或组成零件的内侧，“外部(外侧)”是指在同一部件上相对远离中心的一侧，即图2至图8中每个部件或组成零件的外侧。
参考图2至图9，说明根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置10以及包括该装置的机床1。如图2所示，包括本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的机床1，包括：床身2、工作台3、一对立柱4、横梁5、床鞍6、滑枕主轴7、以及滑枕主轴的冷却及负载补偿装置10。
床身2安装在地面。另外，所述床身2也可以设置在使用混凝土等完成基础施工的地面的基础部。
工作台3在床身上可沿垂直方向(X轴方向)水平移送地设置于床身2的上部。
一对立柱4在床身2的水平方向(Y轴方向)的两侧对置地设置，并在高度方向(Z轴方向)上延伸设置。
横梁5在一对立柱上可沿高度方向(Z轴方向)上下移送地设置于一对立柱上。
床鞍6可沿横梁在水平方向上可移送地设置于横梁上。即，床鞍通过驱动部的驱动沿横梁在水平方向(Y轴方向)上左右移送。
滑枕主轴7可沿床鞍在高度方向上上下移送地设置于床鞍。即，滑枕主轴通过驱动部的驱动沿着床鞍在高度方向上上下移送。
滑枕主轴的冷却及负载补偿装置10，在滑枕主轴热膨胀时，冷却滑枕主轴并补偿负载。
即，滑枕主轴的冷却及负载补偿装置10，包括：移送单元100，相对于床鞍以箱形导轨方式移送滑枕主轴；冷却单元200，用于冷却滑枕主轴；以及负载补偿单元300，用于自动补偿从滑枕主轴施加于床鞍的负载。
参考面是与驱动部相邻的床鞍的内侧一部分和与滑枕主轴的外侧边角相邻的一部分紧贴的面，形成有多个，夹条以多个参考面为中心在以经过滑枕主轴的非相邻边角的对角线为准与各自的参考面相对的床鞍的内侧一部分和与滑枕主轴的外侧边角相邻的一部分的上部和下部之间分别设置有4个。
当滑枕主轴发生热变形时，冷却单元对滑枕主轴进行冷却，当滑枕主轴热变形而夹条上的负载发生变化时，自动补偿负载，以恒定地保持作用于夹条上的表面压力。
因此，包括根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的机床，可以降低工件的加工成本、维护成本及时间，并且，通过减少非加工时间，可以提高机床的生产性，另外，通过滑枕主轴的冷却及负载补偿装置的小型化，可以降低安装及制造成本，并谋求机床的紧凑化。
参考图3至图9对本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置10进行说明。滑枕主轴的冷却及负载补偿装置10，包括：床鞍6，被设置为可沿横梁移送；滑枕主轴7，被设置为可沿床鞍移送；移送单元100；冷却单元200；以及负载补偿单元300。
移送单元100相对于床鞍以箱形导轨方式移送滑枕主轴。即，在根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置以及包括该装置的机床中，移送单元可以为以箱形导轨120方式移送的所有移送单元。如图4所示，移送单元100包括产生用于移送滑枕主轴的动力的驱动部110。
冷却单元200用于冷却滑枕主轴。如图4及图9所示，根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置10的冷却单元200，包括：冷却流路210、联接部220、感测部230、密封部240及支撑部250。
多个冷却流路210在高度方向上穿过滑枕主轴的一部分而形成或者插入至滑枕主轴的一部分使冷却流体流动。
另外，多个冷却流路以与滑枕主轴和床鞍的接触摩擦面相邻的滑枕主轴的内侧边角相邻的方式配置有4个。即，在图4中，在滑枕主轴的内侧以与滑枕主轴的边角E1、E2、E3、E4相邻的方式配置4个，当滑枕主轴相对于床鞍以箱形导轨方式移动时，床鞍和滑枕主轴的摩擦发生最多的地方配置4个，从而，可以最小化滑枕主轴移动而产生的热，并可以谋求滑枕主轴和床鞍的小型化。
联接部220分别与冷却流路相连通地配置在滑枕主轴的一部分，并且，将冷却流体传递至每个冷却流路或者回收或者使冷却流体循环。
感测部230配置在滑枕主轴上以感测滑枕主轴的温度。通过将由感测部测得的温度传输至控制部，调整通过联接部流经冷却流路的冷却流体的流量及温度，从而，可以事先防止相对于床鞍以箱形导轨方式移动滑枕主轴时发生的热变形。
密封部240配置在每个联接部的内部，以防止冷却流体从冷却流路泄漏。由此，可以减少设备的维护时间及成本，并且，可以通过减少非加工时间来提高生产性。
支撑部250配置在每个冷却流路的上部及下部，用于支撑冷却流路。即冷却流路不是穿过滑枕主轴形成而是如管插入到滑枕主轴中的形态，此时支撑部250用于安全且牢固地支撑由管而成的冷却流路。
另外，如图9所示，根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置，其结构为冷却流体通过冷却单元的联接部流入滑枕主轴的上部，并经由冷却流路冷却由于滑枕主轴和床鞍之间的最大摩擦而发生热量的部分，然后再次通过冷却流路从上部排放。由此，从根本上阻止经还原的热源传递到安装在滑枕主轴的下前端的工具，从而提高冷却效率，并通过最小化因热变形而引起的加工精度的下降，从而，可以提高机床的稳定性及可靠性。
负载补偿单元300具备夹条320，用于调整从滑枕主轴施加到床鞍的负载。如图6及7所示，根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置10的负载补偿单元300，包括液压流路330及补偿部340。
液压流路330以一侧与凹入部相连通的方式穿过床鞍的一部分而形成。
补偿部340被设置为与液压流路的另一侧相连通，并且，根据夹条上产生的负载通过液压流路回收凹入部的液压或向凹入部供给液压。另外，如图7所示，补偿部340包括储藏部341，所述储藏部可膨胀地设置于补偿部的内部以储藏液压。
如图5至图8所示，根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置10的负载补偿单元300的每个夹条320，具备主体部321、凹入部322、以及密封部323。
主体部321，具备：水平部321a，一侧沿高度方向平行地形成；以及锥形部321b，另一侧沿高度方向逐渐变细，并与床鞍相接触。主体部321形成夹条的外形，一侧倾斜，并在垂直方向上长长地形成为预定长度。
凹入部322凹陷形成于锥形部的一部分以容纳液压。
密封部323防止液压从凹入部泄漏。即，密封部设置在凹入部的外周面，以防止在夹条设置在床鞍和滑枕主轴之间时液压通过按压力泄漏到凹入部的外部。
另外，负载补偿单元的夹条320在除了所述床鞍的内侧与所述滑枕主轴紧贴的参考面310之外的床鞍6与滑枕主轴7之间以与参考面310在水平方向(Y轴方向)或垂直方向(X轴方向)上分别相对应地设置有多个。
另外，夹条320分别插入设置在以多个参考面为中心以经过滑枕主轴的非相邻边角的对角线A-A为准与每个参考面相对的床鞍的内侧一部分和与滑枕主轴的外侧边角相邻的一部分之间。
在本发明中，参考面310在与驱动部110相邻的床鞍6的内侧一部分和与滑枕主轴7的外侧边角相邻的一部分紧贴的面上形成有多个。即如图4所示，参考面310以经过边角E1和边角E3的A-A对角线为准，在床鞍6的内侧面和滑枕主轴7的外侧边角直接紧贴的E1、E2、E3地点以“┐”形形成4个。
由于参考面以A-A对角线为准在E1、E2、E3地点以“┐”形形成有4个，因此，每个夹条320以经过滑枕主轴的边角E1和边角E3的A-A对角线为准分别与“┐”形4个参考面在水平方向和垂直方向上相对应地分别设置在“└”形床鞍和滑枕主轴相邻接的4个面。
具体地，第一夹条以与边角E2的垂直方向的参考面在水平方向上相对地在E1地点向垂直方向插入设置于床鞍与滑枕主轴之间，第二夹条以与边角E3的垂直方向的参考面在水平方向上相对地在E4地点向垂直方向插入设置于床鞍与滑枕主轴之间。第三夹条以与在边角E1水平方向形成的参考面在垂直方向上相对地在E4地点向水平方向插入设置于床鞍与滑枕主轴之间，第四夹条以与在边角E2水平方向形成的参考面在垂直方向上相对地在E3地点向水平方向插入设置于床鞍与滑枕主轴之间。结果，4个夹条以经过滑枕主轴的边角E1和边角E3的A-A对角线为准分别与“┐”形4个参考面相对应地以“└”形设置在床鞍和滑枕主轴之间。
在滑枕主轴的冷却及负载补偿装置10中，当滑枕主轴发生热变形时，冷却单元对滑枕主轴进行冷却，当滑枕主轴的热变形导致夹条上的负载发生变化时，负载补偿单元自动补偿在夹条产生的负载，并自动地将作用在夹条上的表面压力保持恒定。即滑枕主轴以箱形导轨方式通过第1夹条、第2夹条、第3夹条、第4夹条移动时或由于滑枕主轴本身的运转而发生热膨胀时，主要由冷却单元进行第一次冷却，仅通过冷却单元未能进行冷却而导致滑枕主轴热膨胀且夹条上的负载发生变化时，可以调整液压以自动调整作用于夹条上的表面压力，来可以调整施加到夹条上的压力，从而，可以极大化加工精度。
另外，如图5所示，夹条在与各自的参考面相对的床鞍的内侧一部分和与滑枕主轴的外侧边角相邻的一部分的上部和下部之间分别设置有4个。即，夹条在床鞍的内侧一部分和与滑枕主轴的外侧边角相邻的一部分的上部和下部以“└”形分别插入4个，使得相对于“┐”形参考面以A-A对角线为准相对，从而，总共8个夹条插入到1个床鞍与滑枕主轴，而恒定地保持作用于上部和下部的表面压力。
因此，根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置以及包括该装置的机床，当以箱形导轨方式移送的滑枕主轴发生热变形时，通过冷却单元冷却滑枕主轴和床鞍的摩擦部分，当由于冷却单元因滑枕主轴的热变形而在夹条的负载发生变化时，在除了所述床鞍的内侧与滑枕主轴紧贴的参考面以外的床鞍与滑枕主轴之间以与参考面在水平方向或垂直方向上分别相对应地设置多个夹条，此时，将在夹条上发生的负载通过液压闭式回路自动补偿以恒定地保持作用于夹条上的表面压力，从而，可以极大化机床的加工精度，提高机床的稳定性及可靠性，并且简单且快速地感测因滑枕主轴的热变形导致的加工精度下降，可以事先防止因短路或生锈等而造成的设备损坏或破损以及事故，并谋求工作人员的便利性。
参考图2至图9，将说明根据本发明的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置以及包括该装置的机床的工作原理。
在工件加工过程中，滑枕主轴相对于床鞍以箱形导轨方式持续移动，并且由于安装在滑枕主轴上的电机持续运转而导致滑枕主轴热膨胀，随之滑枕主轴加压床鞍引起变形，导致刀尖位置发生变化而且产生振动等，这将导致加工精度降低，造成设备或工具损坏。
为了防止这种情况发生，当由安装在滑枕主轴上的感测部感测到滑枕主轴的温度上升时，就会向联接部供给冷却流体，来将流体从滑枕主轴的上部供给到冷却流路，随着冷却流体沿冷却流路流至滑枕主轴的下部冷却滑枕主轴之后，再次流动到滑枕主轴的上部通过联接部排放至外部，通过冷却流体的循环一次性地防止因滑枕主轴热膨胀导致加工精度下降。
然而，在由于产生热量多或者各种外部因素导致滑枕主轴热膨胀较多的情况下，如图7的箭头L所示，滑枕主轴按压床鞍。结果，压力被传递到夹条，并且夹条和床鞍之间的表面压力发生变化，导致加工精度下降。
为了防止这种情况，如图7所示，如L的表面压力作用于夹条时，容纳在夹条的凹入部中的液压沿着液压流路移动到补偿部，并且移动到补偿部的液压再次储藏在储藏部中，因此，从插入于床鞍和滑枕主轴之间的夹条作用在床鞍上的表面压力保持恒定。
反之，当施加于夹条的表面压力下降时，使储藏在补偿部的储藏部的液压流向夹条的凹入部，以恒定、快速、精确地保持夹条与床鞍之间的表面压力。即通过夹条和液压流路及补偿部的液压闭式回路系统在由于热膨胀及外部因素而导致夹条的表面压力发生变化时，恒定地保持夹条的表面压力，并且，通过与冷却单元补充地作用，可以极大化应用箱形导轨方式的机床的加工精度，防止资源浪费，节俭加工费用，随着非加工时间的增加而提高生产性，还可以提高机床的稳定性及可靠性，其中，所述夹条插入到在上部和下部“└”形的床鞍和滑枕主轴相邻的总共8个面，所述8个面分别在水平方向和垂直方向上与以经过滑枕主轴的边角E1和边角E3的A-A对角线为准分别形成在上部和下部的总共8个“┐”形参考面相对应。
在以上说明的本发明的详细说明中，参照本发明的优选实施例进行了说明，但是，应理解只要是本发明所属领域的熟练的技术人员或本发明所属领域中具有通常的知识的技术人员，在不脱离权利要求范围内所记载的本发明的思想及技术领域的范围内，可以对本发明进行多样的修改及变更。因此，本发明的技术范围并不局限于说明书的详细说明中记载的内容，而由权利要求范围而决定。
符号说明
1：机床，2：床身，3：工作台，4：一对立柱，5:横梁，6:床鞍，7：滑枕主轴，10：滑枕主轴的冷却及负载补偿装置，100：移送单元，200：冷却单元，210：冷却流路，220：联接部，230：感测部，240：密封部，250：支撑部，300：负载补偿单元，310：参考面，320：夹条，330：液压流路，340：补偿部。

Claims (14)

1.一种滑枕主轴的冷却及负载补偿装置，其特征在于，包括：
床鞍，被设置为可沿横梁移送；
滑枕主轴，被设置为可沿所述床鞍移送；
移送单元，对所述床鞍以箱形导轨方式移送所述滑枕主轴；
冷却单元，用于冷却所述滑枕主轴；以及
负载补偿单元，具备夹条，用于调整从所述滑枕主轴施加到所述床鞍上的负载，
所述夹条在除了所述床鞍的内侧与滑枕主轴紧贴的参考面以外的所述床鞍与所述滑枕主轴之间以与所述参考面在水平方向或垂直方向上分别相对应地设置多个。
2.根据权利要求1所述的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置，其特征在于，
当所述滑枕主轴发生热变形时，所述冷却单元冷却所述滑枕主轴，随着所述滑枕主轴的热变形而所述夹条的负载发生变化时，所述负载补偿单元自动补偿在所述夹条上发生的负载，从而，自动恒定地保持作用于所述夹条的表面压力。
3.根据权利要求1所述的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置，其特征在于，
所述移送单元包括用于产生移送所述滑枕主轴的动力的驱动部，
所述参考面在与所述驱动部相邻的所述床鞍的内侧一部分和与所述滑枕主轴的外侧边角相邻的一部分紧贴的面形成有多个。
4.根据权利要求3所述的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置，其特征在于，
所述夹条分别插入至以多个所述参考面为中心以经过所述滑枕主轴的非相邻边角的对角线为准与各自的所述参考面相对的所述床鞍的内侧一部分和与所述滑枕主轴的外侧边角相邻的一部分之间。
5.根据权利要求4所述的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置，其特征在于，
所述夹条分别包括：
主体部，具备一侧沿高度方向平行形成的水平部、以及另一侧沿高度方向逐渐变细，并与所述床鞍相接触的锥形部；
凹入部，凹陷形成于所述锥形部的一部分以容纳液压；以及
密封部，用于防止液压从所述凹入部泄漏。
6.根据权利要求5所述的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置，其特征在于，
所述负载补偿单元包括：
液压流路，形成为穿过所述床鞍的一部分，使得一侧与所述凹入部相连通；以及
补偿部，与所述液压流路的另一侧相连通地设置，根据在所述夹条上产生的负载通过所述液压流路回收所述凹入部的液压或者向所述凹入部供给液压。
7.根据权利要求6所述的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置，其特征在于，
所述补偿部包括储藏部，所述储藏部可膨胀地设置于所述补偿部的内部，用于储藏液压。
8.根据权利要求4所述的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置，其特征在于，
所述夹条在与每个所述参考面相对的所述床鞍的内侧一部分和与所述滑枕主轴的外侧边角相邻接的一部分的上部和下部之间分别设置有4个。
9.根据权利要求2所述的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置，其特征在于，
所述冷却单元包括：
多个冷却流路，在高度方向上贯穿所述滑枕主轴的一部分或插入至所述滑枕主轴的一部分，供冷却流体流动；以及
结合部，以与每个所述冷却流路相连通地配置在所述滑枕主轴的一部分，将冷却流体传输至每个所述冷却流路或者回收或者使冷却流体循环。
10.根据权利要求9所述的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置，其特征在于，
多个所述冷却流路以与所述滑枕主轴和所述床鞍的接触摩擦面相邻的所述滑枕主轴的内侧边角相邻的配置有4个。
11.根据权利要求10所述的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置，其特征在于，
所述冷却单元还包括：
感测部，配置在所述滑枕主轴上，用于感测所述滑枕主轴的温度；以及
密封部，配置在每个所述结合部的内部，以防止冷却流体从所述冷却流路泄漏。
12.根据权利要求11所述的滑枕主轴的冷却及负载补偿装置，其特征在于，
所述冷却单元还包括支撑部，所述支撑部配置在每个所述冷却流路的上部和下部以支撑所述冷却流路。
13.一种机床，其特征在于，包括：
床身；
一对立柱，在所述床身的两侧沿高度方向延伸设置；
横梁，被设置为可沿所述一对立柱移送；
床鞍，被设置为可沿所述横梁移送；
滑枕主轴，被设置为可沿所述床鞍移送；以及
滑枕主轴的冷却及负载补偿装置，在所述滑枕主轴热膨胀时，冷却所述滑枕主轴并补偿负载，
所述滑枕主轴的冷却及负载补偿装置包括：
移送单元，具备驱动部，对所述床鞍以箱形导轨方式移送所述滑枕主轴；
冷却单元，用于冷却所述滑枕主轴；以及
负载补偿单元，在除了所述床鞍的内侧与滑枕主轴紧贴的参考面以外的所述床鞍与所述滑枕主轴之间以与所述参考面在水平方向或垂直方向上分别相对应地设置多个夹条，并自动补偿从所述滑枕主轴施加于所述床鞍的负载，
当所述滑枕主轴发生热变形时，所述冷却单元冷却所述滑枕主轴，随着所述滑枕主轴热变形而施加到所述夹条的负载变化时，自动补偿负载，以将作用于所述夹条的表面压力保持恒定。
14.根据权利要求13所述的机床，其特征在于，
所述参考面形成有多个，是与所述驱动部相邻的所述床鞍的内侧一部分和与所述滑枕主轴的外侧边角相邻的一部分紧贴的面，
所述夹条以多个所述参考面为中心在以经过所述滑枕主轴的非相邻边角的对角线为准与每个所述参考面相对的所述床鞍的内侧一部分和与所述滑枕主轴的外侧边角相邻的一部分的上部和下部之间分别设置有4个。
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