CZ2002139A3 - Manufacturing machine, in particular machine tool - Google Patents

Manufacturing machine, in particular machine tool Download PDF

Info

Publication number
CZ2002139A3
CZ2002139A3 CZ2002139A CZ2002139A CZ2002139A3 CZ 2002139 A3 CZ2002139 A3 CZ 2002139A3 CZ 2002139 A CZ2002139 A CZ 2002139A CZ 2002139 A CZ2002139 A CZ 2002139A CZ 2002139 A3 CZ2002139 A3 CZ 2002139A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
workpiece
machine
tool
mass
coordinate direction
Prior art date
Application number
CZ2002139A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ298615B6 (en
Inventor
Jaromír Ing. Csc. Zelený
Original Assignee
Jaromír Ing. Csc. Zelený
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jaromír Ing. Csc. Zelený filed Critical Jaromír Ing. Csc. Zelený
Priority to CZ20020139A priority Critical patent/CZ298615B6/en
Publication of CZ2002139A3 publication Critical patent/CZ2002139A3/en
Publication of CZ298615B6 publication Critical patent/CZ298615B6/en

Links

Abstract

In the present invention, there is disclosed a manufacturing machine comprising a stationary base part (2) and at least one mechanical group (20) with supporting systems for at least one workpiece (5) and at least one another mechanical group (21) with supporting systems for at least at least one tool (6). One mechanical group (20) of total weight (MW) consisting of a workpiece system (52) carrier (51) with weight (ma) and the workpiece system (52) with a weight (mb) carried thereon and intended for at least one workpiece (5) and the other mechanical group (21) of total weight (MT) consisting of a workpiece system (54) carrier (53) with weight (mc) and the workpiece system (54) with a weight (md) carried thereon (mb) and intended for at least one tool (6) are slidably mounted relative to said stationary base part (2) in at least the first coordinated direction and are coupled to each another by means of at least one feed drive actuator (22) for controlling their mutual position in at least the first coordinate direction independently on position assumed by a common center of gravity of their weights (MW) and (MT) relative to said stationary base part (2).

Description

Výrobní stroje, zejména obráběcíProduction machines, especially machine tools

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká nového konstrukčního řešení výrobních, zejména obráběcích strojů u nichž je požadováno vyvození vysokých rychlostí a zrychlení nástroje vzhledem k obrobku. Typickou aplikační oblastí vynálezu jsou vysokorychlostní číslicově řízené obráběcích stroje u nichž je dosažení co nejvyšších posuvových rychlostí a zrychlení vzájemných pohybů nástroje vzhledem k obrobku principielním parametrem.The invention relates to a novel design of manufacturing, in particular machine tools, in which high speeds and tool acceleration relative to the workpiece are required. A typical application field of the invention is high speed numerically controlled machine tools in which the achievement of the highest feed rates and the acceleration of relative tool movements relative to the workpiece is a fundamental parameter.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

K dosažení vysokých rychlostí a zrychlení jsou minimalizovány pohyblivé hmoty strojů a vyvíjeny nové typy pohonů posuvu, jako například rotační servomotory s jedno - i vícechodými posuvovými šrouby s vysokým stoupáním závitu, pohony se stojícími šrouby a rotujícími maticemi, pohony s hřebeny a zdvojenými pastorky s vymezenou vůlí a přímé lineární motory pracující bez mechanického spojení pevných a pohyblivých hmot.To achieve high speeds and accelerations, machine moving masses are minimized and new types of feed drives are developed, such as rotary servomotors with single- and multi-stroke feed screws with high thread pitch, drives with stationary screws and rotating nuts, drives with racks and double pinion clearances and direct linear motors operating without mechanical coupling of solid and movable materials.

Běžně užívaná řešení vyvozují posuvné pohyby, rychlosti a zrychlení nejhmotnějších těles výrobních strojů vyvozením posuvových sil mezi nepohyblivou částí stroje a pohyblivými nosnými systémy nástroje nebo obrobku. Pohon posuvu, například lineární motor s přímým přenosem síly, nebo rotační servomotor s kuličkovým šroubem nebo pastorkem zabírajícím do hřebene se přitom opírají buď přímo, nebo přes zabudovaná posuvná vedení o nepohyblivé lože stroje a reakcí zrychlujících sil rozechvívají základy.Commonly used solutions derive shifting movements, speeds and accelerations of the most massive bodies of production machines by deriving shear forces between the stationary part of the machine and the movable tool or workpiece support systems. The feed drive, for example a linear motor with direct power transmission, or a rotary servomotor with a ball screw or pinion engaging in the rack, is supported either directly or via the built-in slide guides on the stationary machine bed and vibrates the foundations.

Při dnes požadovaných velkých zrychleních posouvaných hmot se vyskytují následující problémy. Požadovaná tuhost rámu mezi nástrojem a polotovarem nedovoluje snížit hmotnost posouvaných těles na hodnoty, které by umožnily dosažení požadovaných zrychlení. Tento problém je nejvážnější zejména u nejhmotnějších těles, které se posouvají přímo po základu, nebo nepohyblivém loži stroje a nesou na sobě ostatní, pohyblivé části výrobních strojů, nesoucích nástroj a polotovar.The following problems occur with the large accelerations of the masses required today. The required frame stiffness between the tool and the blank does not allow the weight of the displaced bodies to be reduced to values that would allow the desired accelerations to be achieved. This problem is particularly severe with the most massive bodies that move directly on the ground or in the stationary bed of the machine and carry the other moving parts of the production machines carrying the tool and the blank.

• ·• ·

-2Posuvové síly lineárního motoru, nebo posuvové síly mechanizmů s rotačními servomotory a šroubovými nebo hřebenovými převody jsou z praktických důvodů omezeny a limitují zrychlování a brzdění posuvných pohybů těles nesoucích nástroj nebo polotovar. Tento problém je nej vážnější u přímých lineárních pohonů, které nemohou principiálně využít výhod převodu a musí vyvodit posuvovou sílu v plné požadované hodnotě pro překonání třecích sil ve vedení, sil na nástroji i obrobku a vyvození zrychlení posouvaných hmot.-2The feed forces of a linear motor, or the feed forces of rotary servomotor mechanisms and helical or rack gears are limited for practical reasons and limit the acceleration and braking of the shifting movements of tool or semi-workpiece bodies. This problem is most serious with direct linear drives that cannot in principle take advantage of the transmission and must derive the feed force at full setpoint to overcome the frictional forces in the guide, tool and workpiece forces and infer the acceleration of the feed masses.

Při použití posuvových šroubů nebo jiných mechanických převodů v pohonu posuvu se rotující hmoty převodů přičítají k posouvané hmotě stroje a zvyšují požadavky na zrychlující kroutící moment rotačního servomotoru Kromě toho u delších zdvihů vzniká nebezpečí rezonancí posuvového šroubu v kritických otáčkách. Tyto problémy jsou nej vážnější u strojů s dlouhými zdvihy a velkými posuvovými silami, které vyžadují použití posuvových šroubů větších průměrů a menšího stoupání. Náhrada posuvových šroubů lineárními motory je v těchto případech neschůdná.When using feed bolts or other mechanical gears in the feed drive, the rotating masses of the gears are added to the feed mass of the machine and increase the torque requirements of the rotary servomotor. In addition, with longer strokes there is a danger of resonance of the feed screw at critical speeds. These problems are most severe on machines with long strokes and large feed forces that require the use of feed screws of larger diameters and less lead. Replacement of feed screws with linear motors is impossible in these cases.

Náhlé změny posuvových sil působící při zrychlování a brzdění posouvaných hmot mezi základem a urychlovanými hmotami vyvolávají rázy do základů strojů, rozechvívají rám stroje i rámy okolních zařízení, snižují jejich pracovní přesnost a zhoršují prostředí chvěním podlahy a hlukem. Tento problém je nej vážnější u strojů s velkou hmotností posouvaných těles, velkým poměrem výšky k základně a velkým požadovaným zrychlením.The sudden changes in the feed forces during acceleration and braking of the moving masses between the foundation and the accelerated masses cause impacts to the foundations of the machines, vibrate the machine frame and the frames of the surrounding equipment, reduce their working accuracy and deteriorate the environment. This problem is most severe in machines with a high mass of feed bodies, a large height to base ratio and a large required acceleration.

Rázy do základu mohou být sníženy přidáním pohyblivých hmot, jejichž pohyb je protisměrný s pohybem urychlovaného tělesa a s ním kinematicky svázán. Příkladem je pohánění hmot společným šroubem s levým a pravým závitem, spojení hmot lanem přes kladku, pohon hmot dvěma servomotory s opačným směrem otáčení, protisměrný pohyb nástroje a obrobku vyvozovaný klikovými mechanizmy kovacích lisů a pod. Při hrubovacím obrábění vzniká však velké množství třísek, hmotnost polotovaru se postupně mění a proto pevná kinematická vazba nevyhovuje. Tento problém je nejvážnější při vysokorychlostním obrábění rozměrných součástí z plného materiálu což se vyskytuje například v letecké výrobě a ve výrobě rozměrných zápustek a forem.Impacts to the foundation can be reduced by the addition of moving masses whose movement is counter-directional to the motion of the accelerated body and kinematically coupled thereto. Examples are the propulsion of masses by a common screw with left and right threads, mass connection by rope via pulley, mass propulsion by two servomotors with opposite direction of rotation, counter-directional movement of tool and workpiece generated by crank mechanisms of forging presses and the like. During roughing, however, a large amount of chips arises, the workpiece weight gradually changes and therefore the rigid kinematic constraint is not satisfactory. This problem is most severe in high-speed machining of bulky solid parts, such as occurs in aerospace manufacturing and bulky die and mold making.

U velmi rozměrných a drahých výrobků se požaduje, aby operátor jezdil na plošině nebo v kabině spolu s posouvanou částí stroje a mohl zblízka sledovat průběh pracovního procesu. To je však přijatelné jen do určitých limitních hodnot zrychlení posouvaných hmot. Tento problém je nej vážnější u větších výrobních strojů s dlouhými zdvihy.For very large and expensive products, the operator is required to travel on a platform or in the cab along with the machine part being moved to closely monitor the workflow. However, this is only acceptable up to certain limit values of acceleration of the shifted masses. This problem is most severe with larger production machines with long strokes.

Jsou známa některá dílčí řešení výše uvedených problémů výrobních strojů. Hmotnost pohyblivých těles lze na příklad snížit použitím lehkých hmot ve výrobě pohyblivých těles nebo použitím tenkostěnných svařovaných těles plněných tlumícími hmotami. Zvýšení tuhosti pohyblivých těles bez nárůstu jejich hmotnosti lze dosáhnout pomocí opěrných pevných rámů se zvýšeným počtem vodících ploch. Rázy do základů lze snížit ukládáním strojů na pružné a tlumící podložky působící ve vertikálním i horizontálním směru případně pružným a tlumícím uložením sekundárních, pasivních dílů lineárních motorů. Zrychlení posouvaných hmot lze zvýšit použitím paralelně řazených lineárních motorů. Momenty setrvačnosti a kritické otáčky dlouhých posuvových šroubů větších průměrů lze eliminovat uspořádáním s rotující maticí, nebo s hřebenem a dvěma mechanicky předepnutými pastorky. Nepříjemné prostředí operátora na pojízdné plošině lze zlepšit odpružením nebo nezávislým řízením pohybu plošiny.Some partial solutions of the above problems of production machines are known. For example, the weight of the movable bodies can be reduced by using lightweight materials in the manufacture of the moving bodies or by using thin-walled welded bodies filled with damping materials. Increasing the stiffness of the movable bodies without increasing their weight can be achieved by using solid support frames with an increased number of guide surfaces. Impacts to the foundations can be reduced by placing machines on flexible and damping pads acting in both vertical and horizontal directions, or by damping and damping the secondary, passive parts of linear motors. The acceleration of the displaced masses can be increased by using parallel-connected linear motors. The moments of inertia and the critical speed of long feed bolts of larger diameters can be eliminated by arrangement with a rotating nut or with a rack and two mechanically pretensioned pinions. The operator's uncomfortable environment on the mobile platform can be improved by suspension or independent control of platform movement.

Tato známá řešení se týkají jen dílčích problémů aniž by představovaly principielní a komplexní řešení stavby vysokorychlostních výrobních strojů zejména střední a větší velikosti.These known solutions concern only partial problems without constituting a principled and complex solution for the construction of high-speed production machines, in particular of medium and larger size.

Předmět vynálezuObject of the invention

Špičkové vysokorychlostní obráběcí stroje menších velikostí v době podání přihlášky vynálezu vykazují rychloposuvy až 120 m/min a zrychlení v násobcích zemské gravitace G. Vynález umožňuje dosažení podobných parametrů pro mnohem větší stroje s až dvojnásobnou hmotností těles. V jiných případech je možno při stejné hmotnosti a stejném zrychlení v kritické souřadné ose snížit až na polovinu zrychlující sílu příslušného pohonu posuvu. Významným přínosem vynálezu je principielní eliminace rázů do základu a okolní podlahy od zrychlení pohybů i řezných sil.High-speed, high-speed machine tools of smaller sizes at the time of application exhibit rapid traverse speeds of up to 120 m / min and accelerations in multiples of Earth's gravity G. The invention allows similar parameters to be achieved for much larger machines with up to twice the body weight. In other cases, with the same weight and the same acceleration in the critical coordinate axis, the accelerating force of the respective feed drive can be reduced by half. A significant benefit of the invention is in principle the elimination of impacts to the foundation and the surrounding floor from acceleration of movements and cutting forces.

Předmětem vynálezu tak zvaně seismický vyvážených výrobních strojů je principielní eliminace rázů do základu při jakkoliv vysokých hodnotách rychlostí a zrychlení relativníchThe object of the invention of the so-called seismic balanced production machines is in principle the elimination of impacts to the ground at any high velocity values and acceleration of relative

-4pohybů nástroje vzhledem k obrobku a to zejména v souřadné ose s největšími ovládanými hmotami posouvanými přímo po základní, nehybné části stroje. Vynález spočívá ve využití reakce zrychlující síly tak, že zatímco zrychlující síla urychluje pohyblivé hmoty, nesoucí nástroj v jednom směru, její reakce urychluje pohyblivé hmoty nesoucí obrobek nebo polotovar, ve směru opačném. Optimální případ nastává při rovnosti obou urychlovaných nebo brzděných hmot, kdy každá z obou sil vyvodí stejně veliké zrychlení jím ovládané hmoty v opačném smyslu a vzájemné relativní zrychlení nástroje vzhledem k obrobku i vzájemná rychlost a dráha stoupnou sečtením až na dvojnásobek oproti konvenčnímu případu, kdy jedna z ovládaných hmot je spojena s nehybným základem.-4 tool movements relative to the workpiece, especially in the coordinate axis with the largest controlled masses moved directly on the basic, stationary part of the machine. The invention consists in utilizing the accelerating force reaction such that while the accelerating force accelerates the moving mass carrying the tool in one direction, its reaction accelerates the moving mass carrying the workpiece or workpiece in the opposite direction. The optimum case is when the two accelerated or braked masses are equal, each of which generates the same mass acceleration of the mass it controls in the opposite sense and the relative relative acceleration of the tool relative to the workpiece and the relative velocity and path increase by up to two times the conventional case. of controlled materials is connected to a stationary base.

Principielní eliminace rázů do základu při jakkoliv vysokých hodnotách rychlostí a zrychlení relativních pohybů nástroje vzhledem k obrobku je dosažena originálním uspořádáním stroje, při němž jsou zejména v základní souřadné ose uspořádány dvě posuvné strojní skupiny: jedna nesoucí nástroj a druhá obrobek. Pohon posuvu je vestavěn mezi obě tyto strojní skupiny, jejichž hmoty vzájemně přitahuje, nebo oddaluje a tím vykonává naprogramované relativní pohyby nástroje oproti obrobku, které jsou jedině rozhodující pro dosažení tvarů a rozměrů obrobku. Programované relativní pohyby nástroje vzhledem k obrobku v jedné i více takto seismický vyvážených souřadných osách se realizují nezávisle na polohách a rychlostech nástroje nebo obrobku vůči nehybnému základnímu členu stroje. Vestavění pohonu mezi dvě pohyblivé hmoty v seismický vyvážené souřadné ose umožňuje využití reakce zrychlující síly tak, že zatímco zrychlující síla urychluje pohyblivé hmoty, nesoucí nástroj v jednom směru, její reakce urychluje pohyblivé hmoty nesoucí obrobek nebo polotovar, ve směru opačném.The principal elimination of ground impacts at any high velocity values and the acceleration of the relative movements of the tool relative to the workpiece is achieved by the original machine arrangement, in which two sliding machine groups are arranged in particular in the basic coordinate axis: one carrying the tool and the other. The feed drive is built-in between these two machine groups, whose masses attract or delay each other and thus perform programmed relative tool movements relative to the workpiece, which are only decisive for achieving the workpiece shapes and dimensions. The programmed relative movements of the tool relative to the workpiece in one or more such seismic coordinate axes are realized independently of the positions and speeds of the tool or workpiece relative to the stationary machine base member. The incorporation of a drive between two moving masses in a seismic balanced coordinate axis allows the accelerating force reaction to be utilized so that while the accelerating force accelerates the moving mass carrying the tool in one direction, its reaction accelerates the moving mass carrying the workpiece or workpiece in the opposite direction.

Do základu se při užití tohoto principu prakticky žádné zrychlující ani řezné síly nepřenáší, neboť v každém seismický vyváženém souřadném směru jde o vnitřní síly dvouhmotové soustavy, které jsou se základem spojeny jen prostřednictvím posuvného vedení. To platí i v případě, že pohyblivé hmoty jsou rozdílné, s tím, že zrychlení, rychlosti a dráhy vykonávané strojní skupinou nesoucí nástroj a strojní skupinou nesoucí obrobek budou rovněž rozdílné, a to v nepřímém poměru ovládaných hmot, na které působí stejně veliké, protisměrné zrychlující síly. Dvouhmotová soustava kmitá ve všech případech kolem společného těžiště obou hmot, jehož poloha ve směru seismický vyvážené souřadné osy je v podstatě konstantní aUsing this principle, virtually no accelerating or cutting forces are transferred to the foundation, since in each seismic balanced coordinate direction the internal forces of the dual mass system are connected to the foundation only by means of a slide guide. This is true even if the moving masses are different, with the acceleration, velocities and paths performed by the tool-carrying machine and the workpiece-carrying machine groups also being different, in an indirect ratio of the controlled masses on which the same large, counter-directional accelerating forces. The dual mass system oscillates in all cases around the common center of gravity of both masses, whose position in the direction of the seismic balanced coordinate axis is substantially constant and

-5může se jen mírně posouvat rozdílem třecích sil ve vedení. Toto mírné posouvání společného těžiště nemá vliv na tvary a rozměry obrobku. Je sledováno na základě snímaných a vyhodnocovaných zpětnovazebních informací o poloze a zrychlení obou protisměrně kmitajících těles a korigováno pomocí korekčního zařízení.-5 it can only shift slightly by the frictional force difference in the guide. This slight displacement of the common center of gravity does not affect the shape and dimensions of the workpiece. It is monitored on the basis of sensed and evaluated feedback information on the position and acceleration of both counter-oscillating bodies and corrected by means of a correction device.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Vynález bude podrobněji popsán na příkladech konkrétních provedení s pomocí přiložených výkresů. Na obr. 1 až 4 jsou znázorněny funkční principy seismický vyvážených strojů, přičemž na obr. 1 je znázorněn schématicky v nárysu příklad tříosého konvenčního výrobního stroje, obr. 2 ukazuje schématicky v nárysu příklad analogického tříosého výrobního stroje podle vynálezu, na obr 3 je znázorněno výpočtové schéma výrobního stroje a obr. 4 ukazuje schéma řízení korekčního členu za chodu stroje.The invention will be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings. Figures 1 to 4 illustrate the functional principles of seismic balanced machines, with Fig. 1 schematically showing an example of a three-axis conventional production machine, Fig. 2 schematically showing an example of an analogous three-axis production machine according to the invention; a calculation diagram of the manufacturing machine, and FIG. 4 shows a diagram of the control of the correction member while the machine is running.

Na obr. 5 až 8 jsou znázorněny příklady strojů seismický vyvážených vjednom souřadném směru. Na obr. 5 je znázorněn schématicky v nárysu pětiosý frézovací stroj s otočným stolem a sklopným vřetenem, obr. 6 ukazuje schématicky pětiosý frézovací stroj s horizontálním vřetenem a s otočným a sklopným stolem, na obr. 7 je znázorněn schématicky v nárysu pětiosý frézovací stroj s pojízdným stojanem a s otočným a sklopným vřetenem a na obr. 8 je znázorněn tříosý frézovací stroj s vertikálním vřetenem.Figures 5 to 8 show examples of seismic machines balanced in one coordinate direction. Fig. 5 is a schematic front elevational view of a five-axis milling machine with a rotary table and a tilting spindle; Fig. 6 shows schematically a five-axis horizontal milling machine with a rotating and tilting table; stand with a rotating and tilting spindle, and Fig. 8 shows a three-axis milling machine with a vertical spindle.

Obr. 9 až 12 ukazují příklady seismického vyvažování strojů ve dvou souřadných směrech a varianty provedení posuvných vedení. Na obr. 9 je znázorněn schématicky pětiosý portálový frézovací stroj s křížovou deskou, jehož nosič nástrojového systému je veden na nosiči obrobkového systému. Na obr. 10 je znázorněn pětiosý portálový frézovací stroj s křížovou deskou, jehož nosič nástrojového systému je veden na křížové desce. Obr. 11 zobrazuje zrychlovací síly a směry zrychlení hmot zobecněného stroje a obr. 12 ukazuje uspořádání korekčních zařízení.Giant. Figures 9 to 12 show examples of seismic balancing of machines in two coordinate directions and variants of sliding guides. FIG. 9 shows schematically a five-axis gantry cross-cut milling machine whose tool system carrier is guided on a workpiece system carrier. FIG. 10 shows a five-axis gantry milling machine with a cross plate whose tool system carrier is guided on a cross plate. Giant. 11 shows the acceleration forces and acceleration directions of the masses of the generalized machine, and FIG. 12 shows the arrangement of the correction devices.

Obr. 13 až 19 ukazují varianty posuvných vedení u seismický vyvážených strojů s tím, že obr. 13 až 15 ukazují varianty posuvných vedení u strojů seismický vyvážených jen v prvnímGiant. Figures 13 to 19 show variants of sliding guides in seismic balanced machines, with Figures 13 to 15 showing variants of sliding guides in seismic balanced machines only in the first

-6souřadném směru a obr. 16 až 19 ukazují varianty posuvných vedení u strojů seismický vyvážených ve dvou souřadných směrech.Fig. 16 - 19 shows the variants of sliding guides in seismic machines balanced in two coordinate directions.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Originálnost provedení zařízení podle vynálezu vyplývá z porovnání provedení jedné, základní souřadné osy konvenčního výrobního stroje podle obr. 1 s provedením seismický vyvážené základní souřadné osy analogického stroje podle obr. 2.The originality of the embodiment of the device according to the invention results from a comparison of the embodiment of one basic coordinate axis of the conventional manufacturing machine of FIG. 1 with the embodiment of the seismic balanced basic coordinate axis of the analogous machine of FIG. 2.

V obr.l jsou užity následující pojmy: betonový základ 1, nehybná základní část 2 rámu stroje, okolní podlaha 3, stůl 4 s vodorovnou upínací plochou pro obrobek 5, obrobek 5, nástroj 6, nástrojové vřeteno 7, svisle posuvný nosič 8 nástrojového systému, vedení 9 svisle posuvného nosiče 8, vodorovně posuvný nosič JO nástrojového systému, vedení 11 vodorovně posuvného nosiče 1Ό, vodorovně posuvný stojan 12 nástrojového systému, vedení 13 strojní skupiny nesoucí nástroj, posuvový šroub 14 základní souřadné osy, posuvová matice 15. základní posuvné osy a motor 16 pohonu posuvu základní souřadné osy. Celková hmota ve strojní skupině nesoucí nástroj je MT (Mass of the Tool-Part) a celková hmota ve strojní skupině nesoucí obrobek je MW (Mass of the Workpiece-Part).The following terms are used in Fig. 1: concrete base 1, stationary base 2 of machine frame, surrounding floor 3, table 4 with horizontal clamping surface for workpiece 5, workpiece 5, tool 6, tool spindle 7, vertically movable tool carrier 8 , guide 9 vertically sliding carrier 8, horizontally sliding carrier JO of the tool system, guide 11 horizontally sliding carrier 1Ό, horizontally sliding stand 12 of the tool system, guide 13 of the machine-tool group, feed screw 14 of the basic coordinate axis, feed nut 15. basic sliding axes and a basic coordinate axis drive motor 16. The total mass in the machine-bearing assembly is MT (Mass of the Tool-Part) and the total mass in the machine-bearing assembly is MW (Mass of the Workpiece-Part).

Tělesa se vztahovými značkami 1, 2, 3, 4, 5, 14, 15 a 16 se v základní souřadné ose neposouvají a jejich celková hmotnost M3 se blíží nekonečnu. Tvoří spolu strojní skupinu nesoucí obrobek. Tělesa se vztahovými značkami 6, 7, 8, 10, 12, 14, 15 a 16 se v základní souřadné ose posouvají a tvoří spolu strojní skupinu nesoucí nástroj jejíž celková hmotnost MT je konečná. Vedení 13, 11 a 9 označují vedení posuvných těles ve třech vzájemně kolmých souřadných osách stroje. Tělesa 14, 15 a 16 tvoří skupinu pohon posuvu, která je tělesem 16 pevně spojena s nepohyblivou skupinou nesoucí obrobek a tělesem 15 s pohyblivou skupinou nesoucí nástroj. Pohon posuvu vyvozuje zrychlující sílu AF (Accelerating Force) na pohyblivou skupinu nesoucí nástroj o konečné hmotnosti a stejně velikou reakční sílu RF (Reactive Force) na strojní skupinu nesoucí obrobek o nekonečné hmotnosti.Bodies with 1, 2, 3, 4, 5, 14, 15 and 16 do not shift in the basic coordinate axis and their total mass M3 approaches infinity. Together they form a machine group carrying the workpiece. The bodies with the reference numbers 6, 7, 8, 10, 12, 14, 15 and 16 move in the basic coordinate axis to form a machine group carrying the tool whose total mass MT is finite. The guides 13, 11 and 9 indicate the guide of the sliding bodies in three mutually perpendicular coordinate axes of the machine. The bodies 14, 15 and 16 form a displacement drive group which is rigidly connected by the body 16 to the stationary group carrying the workpiece and the body 15 to the movable group carrying the tool. The feed drive exerts an accelerating force AF (Accelerating Force) on a movable group carrying a final mass tool and an equally large reactive force (RF) on a machine group carrying an infinite weight workpiece.

Relativní zrychlení „ar“ nástroje vůči obrobku je rovno:The relative acceleration "ar" of the tool relative to the workpiece is equal to:

ar= AF/MTar = AF / MT

-Ί Reakční síla RF nemůže v základní souřadné ose znázorněného konvenčního tříosého stroje urychlit obrobek 5, spojený základem se zemí, ale její náhlé změny přesto přenášejí vibrace a rázy do základů, snižují přesnost operací stroje i sousedních strojů a znepříjemňují hlukem a vibracemi pracovní prostředí.The reaction force RF cannot accelerate the ground-bonded workpiece 5 in the basic coordinate axis of the illustrated three-axis machine, but its sudden changes still transmit vibrations and shocks to the foundations, reduce the accuracy of machine and neighboring machine operations and make the work environment unpleasant.

Na obr. 1 jsou kromě posuvného pohybu v základní souřadné ose znázorněny i další souřadné pohyby nástroje 6 vůči obrobku ve směrech kolmých ke směru základní souřadné osy. Jde zejména o vodorovný pohyb nosiče 10 po stojanu 12 a svislý pohyb skupin 6, 7 a 8 po nosiči 10. Tyto pohyby mají vzhledem k nižší hmotnosti příslušných pohyblivých těles v porovnání s pohyby stroje v základní souřadné ose jen menší vliv na chování stroje a na vyvolání rázů do základů.In FIG. 1, in addition to the traversing movement in the basic coordinate axis, further coordinate movements of the tool 6 relative to the workpiece in directions perpendicular to the direction of the basic coordinate axis are shown. In particular, the horizontal movement of the carrier 10 on the stand 12 and the vertical movement of the groups 6, 7 and 8 on the carrier 10. These movements have only a minor influence on the machine behavior and on the machine behavior due to the lower weight of the respective movable bodies. inducing shocks to the foundations.

Na obr. 2 je příklad analogického tříosého výrobního stroje se seismickým vyvážením základní souřadné osy podle vynálezu. Strojní díly zůstávají oproti stroji podle obr. 1 většinou nezměněny a jsou i stejně označeny. Navíc jsou označeny: vodorovné vedení 17 strojní skupiny nesoucí obrobek, posuvná část 18 korekčního zařízení a pevná část 19 korekčního zařízení. Zrychlující síla strojní skupiny nesoucí nástroj je označena AF (Acceleratin Force) a protisměrná, stejně veliká reakční zrychlující síla strojní skupiny nesoucí obrobek je označena RF (Reactive Force).Fig. 2 shows an example of an analogous three-axis production machine with a seismic balance of the basic coordinate axis of the invention. The machine parts remain mostly unchanged compared to the machine according to FIG. In addition, the horizontal guidance 17 of the machine group carrying the workpiece, the sliding part 18 of the correction device and the fixed part 19 of the correction device are indicated. The accelerating force of the machine-carrying machine tool is called AF (Acceleratin Force), and the counter-directional, equally large reaction accelerating force of the machine-carrying machine tool is called RF (Reactive Force).

Hlavní principiální změna oproti konvenčnímu stroji na obrázku 1 je přidání vedení 17 a tím uvolnění pracovního stolu 4 s obrobkem 5 pro posuvný pohyb v základní souřadné ose stroje. Hmotnost těles 4 a 5 skupiny nesoucí obrobek 5 se tím snížila na konečnou hodnotu MW řádově srovnatelnou s hmotností MT skupiny nesoucí nástroj 6. Pohon posuvu je nyní spojen svým motorem 16 s pohyblivou skupinou nesoucí obrobek a svou posuvovou maticí 15 s pohyblivou skupinou nesoucí nástroj a generuje dvě protisměrně působící zrychlující síly AF a RF o stejné velikosti. Reakce do základu stroje zmizela, neboť se přeměnila na zrychlující sílu uvolněné strojní skupiny nesoucí obrobek. Ačkoliv v tomto uspořádání stroje dochází ke zvýšení posuvných hmot v základní ose oproti konvenčnímu stroji, může relativní zrychlení „ar“ nástroje vůči obrobku dosáhnout při optimálním poměru MW/MT - 1 až dvojnásobku původní hodnoty a rázy do základů od urychlování hmot v základní souřadné ose jsou principielně eliminovány.The main principle change from the conventional machine in Figure 1 is the addition of a guide 17 and thus a release of the workbench 4 with the workpiece 5 for sliding in the basic coordinate axis of the machine. The weight of the bodies 4 and 5 of the workpiece-carrying group 5 has thus been reduced to a final MW value of the order of magnitude comparable to the mass MT of the tool-carrying group 6. The feed drive is now connected by its motor 16 to the movable workpiece carrying group. generates two counter-directional accelerating forces AF and RF of the same size. The reaction to the base of the machine has disappeared as it has been transformed into the accelerating force of the loose machine group carrying the workpiece. Although in this machine arrangement the sliding masses in the base axis are increased compared to a conventional machine, the relative acceleration of the "ar" of the tool relative to the workpiece can reach 1 to twice the original value and impact to the foundations since the mass acceleration in the base coordinate axis. are in principle eliminated.

•· tttt tt · · · « ·· * • · tttttt tttt tt • · · · · · · · « · • · tttttt tttttt tttttt ··· ·· tttttt tttt ttttttttTttt tttttttttttttttttttttt tttttt tttttt ··· ·· tttttt tttt tttttttt

-8Obdobně jako na obr. 1 jsou i na obr 2 znázorněny další možné souřadné pohyby nástroje vůči obrobku v dalších souřadných osách. Jde zejména o vodorovný pohyb nosiče 10 a svislý pohyb skupin 6, 7 a 8 po nosiči 10. V případech může jít i o další, posuvné, nebo rotační pohyby ve strojních skupinách nesoucích nástroj i obrobek, jejichž společným znakem je, že nejsou vzhledem k nižší hmotnosti příslušných těles výraznější příčinou rázů do základů. Seismické vyvážení pohybů v těchto dalších souřadných osách aplikací principu podle vynálezu je rovněž možné ale dosažení optimálního poměru protisměrně se pohybujících hmot nepravděpodobné. Příklad stroje, seismický vyváženého ve dvou vzájemně kolmých souřadných směrech bude uveden dále při popisu řešení s pomocí obr. 8, 9 a 10.As in FIG. 1, further possible coordinate movements of the tool relative to the workpiece in further coordinate axes are shown. This is particularly the horizontal movement of the carrier 10 and the vertical movement of the groups 6, 7 and 8 on the carrier 10. In other cases, there may be further, displaceable or rotary movements in the machine and tool and workpiece bearing groups. weight of the respective bodies more significant cause of impacts to the foundations. Seismic balancing of movements in these other coordinate axes by application of the principle according to the invention is also possible, but it is unlikely to achieve an optimum ratio of counter-moving masses. An example of a seismic machine balanced in two mutually perpendicular coordinate directions will be given below in describing the solution with reference to Figs. 8, 9 and 10.

Rozdílnost vnějších, zejména třecích sil ve vedeních 13 a 17 může během práce stroje způsobit pomalé přemísťování společného těžiště dvouhmotové soustavy MW a MT strojních skupin nesoucích obrobek a nástroj. To je korigováno pomocí korekčního zařízení, jehož posuvná část 18 je spojena s jednou z posuvných strojních skupin nesoucích obrobek nebo nástroj a pevná část J9 s nehybnou základní částí 2. Na obr. 2 je posuvná část 18 spojena se strojní skupinou nesoucí nástroj a pevná část 19 s nepohyblivým ložem stroje. Jako akční člen korekčního zařízení může být použit zejména vhodný nesamosvorný pohon posuvu, jakým je například přímý lineární motor, hydraulický či pneumatický válec nebo nesamosvorný pohon typu hřeben a pastorek. V obr. 2 znázorněný lineární motor je velmi vhodným typem nesamosvorného motoru pro korekční zařízení, neboť může silově působit na jednu ze základních strojních skupin za klidu i za jakkoli rychlého pohybu, aniž by jakýmkoliv mechanickým kontaktem rušil činnost hlavního pohonu posuvu, který zabezpečuje vzájemnou polohu obou strojních skupin. V jiných případech vyhoví i brzda s řízeným brzdným účinkem. Korekci polohy společného těžiště hmot MW a MT lze pak provést přibrzděním jedné ze strojních skupin při pohybech vyvozovaných pohonem relativního posuvu hmot MW a MT.The variation of the external, especially frictional forces in the guides 13 and 17 may cause a slow displacement of the common center of gravity of the dual-mass MW and MT systems of the machine-tool and tool groups during machine operation. This is corrected by a correction device whose sliding portion 18 is connected to one of the sliding machine groups carrying the workpiece or tool and the fixed part 9 to the stationary base part 2. In Fig. 2, the sliding portion 18 is connected to the machine carrying the tool and the fixed part. 19 with stationary machine bed. In particular, a suitable non-self-locking displacement drive, such as a linear linear motor, a hydraulic or pneumatic cylinder or a non-self-locking rack and pinion type drive, may be used as an actuator of the correction device. The linear motor shown in Fig. 2 is a very suitable type of non-self-locking motor for correction devices, as it can exert a force on one of the basic machine groups at rest and at any rapid movement without interfering with the main feed drive which ensures mutual position. of both machine groups. In other cases, a brake with a controlled braking effect is also suitable. The correction of the position of the common center of gravity of the masses MW and MT can then be carried out by braking one of the machine groups during the movements generated by the relative displacement of the masses MW and MT.

Informace pro řízení činnosti korekčního členu se odvodí například od vyhodnocení polohy a zrychlení obou strojních skupin v základní souřadné ose a z výpočtu vzniklé odchylky polohy společného těžiště v základní souřadné ose. Zjištěná odchylka polohy společného těžiště hmot MW a MT je signálem pro periodickou nebo průběžnou činnost korekčního zařízení, která je zaměřena na udržování tohoto společného těžiště v požadované poloze i za chodu stroje, kdy jsou obě hmoty v pohybu.The information for controlling the operation of the correction member is derived, for example, from the evaluation of the position and acceleration of the two machine groups in the basic coordinate axis and from the calculation of the resulting deviation of the common center of gravity position in the basic coordinate axis. The detected deviation of the position of the common center of gravity of the masses MW and MT is a signal for the periodic or continuous operation of the correction device, which is aimed at keeping this common center of gravity in the desired position even while the machine is running.

-9Na obr. 3 je výpočtové schéma výrobního stroje podle vynálezu, které umožňuje výpočet relativního zrychlení mezi strojními skupinami nesoucími nástroj a obrobek.Fig. 3 is a calculation diagram of a manufacturing machine according to the invention that allows calculation of the relative acceleration between machine groups carrying a tool and a workpiece.

V obr. 3 jsou nově označeny: strojní skupina 20 o hmotnosti MW, strojní skupina o hmotnosti MT, akční člen 22 pohonu relativního posuvu vyvozující protisměrné a stejně velké posuvové a zrychlující síly AF a RF mezi strojní skupinou 21 a strojní skupinou 20 a akční člen 23 korekčního zařízení, vyvozující korekci polohy společného těžiště. Dále jsou v obr. 3 označeny: rychlost vw a zrychlení aw strojní skupiny 20, rychlost vt a zrychlení at strojní skupiny 21. relativní rychlost vr a relativní zrychlení ar mezi strojními skupinami 20 a 21.In Fig. 3, the MW machine group 20, the MT machine group, the relative displacement actuator 22 generating opposite and equally high displacement and acceleration forces AF and RF between the machine group 21 and the machine group 20 and the actuator 22 are newly identified. 23, correcting the position of the common center of gravity. In addition, in FIG. 3, the speed vw and acceleration aw of the machine group 20, the speed tt and acceleration at machine group 21 are indicated, the relative speed vr and the relative acceleration ar between the machine groups 20 and 21.

Zrychlení strojní skupiny 20 nesoucí obrobek je nyní: aw = RF / MW a zrychlení skupiny 21 nesoucí nástroj je: at = AF/MT. Jelikož jsou z principu vynálezu síly RF a AF vždy protisměrné a stejně velké, platí RF = AF, a pro relativní zrychlení „ar“ nástroje 6 vůči obrobku 5 plyne:The acceleration of the workpiece-carrying assembly 20 is now: aw = RF / MW and the acceleration of the tool-carrying assembly 21 is: at = AF / MT. Since the forces of RF and AF are always opposite and equal in magnitude to the principle of the invention, RF = AF holds, and for relative acceleration of the "ar" of the tool 6 relative to the workpiece 5 follows:

ar = AF/MW + AF/MT = AF.(MW + MT)/ (MW. MT), tj.ar = AF / MW + AF / MT = AF (MW + MT) / (MW MT) ie.

ar = AF (MW+MT)/(MW.MT)ar = AF (MW + MT) / (MW.MT)

Pro MT/MW=1: ar = 2 AF/MW = 2 AF/MTFor MT / MW = 1: ar = 2 AF / MW = 2 AF / MT

Pro MT/MW = 2: ar= 1.5 AF/MW = 3 AF/MTFor MT / MW = 2: ar = 1.5 AF / MW = 3 AF / MT

Pro MT/MW= 0.5: ar= 3 AF/MW = 1.5 AF/MTFor MT / MW = 0.5: ar = 3 AF / MW = 1.5 AF / MT

Pro konvenční stroj M3 = nekonečno: ar = AF/MTFor a conventional machine M3 = infinity: ar = AF / MT

Z těchto vztahů vyplývá, že v rozmezí 0.5 až 2 poměru obou hmot MW/MT nastává při stejné zrychlující síle AF zvýšení dosahovaného relativního zrychlení „ar“ o více než 50%. V optimálním případě, při rovnosti obou hmot je zrychlení dvojnásobné oproti konvenčnímu stroji, u kterého bychom stejnou silou FA urychlovali jednu zobou hmot oproti pevnému základu. Tyto rovnice dávají dostatek schůdných a výhodných možností v konstrukci zejména vysokorychlostních číslicově řízených obráběcích a jiných výrobních strojů, z nichž některé jsou dále uvedeny jako příklady využití vynálezu. Využití řešení podle vynálezu je výhodné zejména tam, kde dosažitelná posuvová síla pohonu posuvu v základní souřadné ose prakticky neklesá s narůstající relativní posuvovou rychlostí „vr“ mezi nástrojem a obrobkem. To je mimo jiné případ moderních lineárních motorů, u nichž je sice z konstrukčních důvodů a velkéThese relationships show that between 0.5 and 2 MW / MT, with the same accelerating force AF, there is an increase in the relative acceleration "ar" of more than 50%. Ideally, with both masses equal, the acceleration is twice that of a conventional machine in which we would accelerate one mass of both masses against a solid foundation with the same force FA. These equations provide sufficient viable and advantageous possibilities in the construction of, in particular, high speed numerically controlled machine tools and other manufacturing machines, some of which are further exemplified as examples of the application of the invention. Use of the solution according to the invention is particularly advantageous where the achievable feed force of the feed drive in the basic coordinate axis practically does not decrease with increasing relative feed rate "vr" between the tool and the workpiece. This is the case, among other things, for modern linear motors, which, for construction reasons, are large

- 10generace tepla omezena posuvová síla, ale tato je zato k dispozici v celém požadovaném rozsahu posuvových rychlostí.- 10th generation of heat limited feed force, but it is available in the whole required range of feed speeds.

Z principu vynálezu plyne, že strojní skupiny 20 nesoucí obrobek a strojní skupiny 21 nesoucí nástroj jsou vzájemně zaměnitelné, aniž by se narušila platnost vynálezu. Rovněž není důležité, zda posuvné vedení obou strojních skupin 20, 21 je uspořádáno na společných nebo zvláštních vodících plochách na nehybné části stroje, nebo zda jedna ze strojních skupin 20, 21 je vedena na nehybné části a na ní je teprve uspořádáno vedení pro druhou skupinu. Je možno použít vedení různých provedení jako jsou například znázorněná valivá vedení, nebo kluzná, hydrostatická či pneumostatická vedení. Pohon posuvu, vyvozující posuvné zrychlovací síly RF a AF mezi oběma strojními skupinami nesoucími obrobek a nástroj může být rovněž proveden různě, aniž by byla narušena platnost vynálezu. Místo znázorněného příkladu s pohonem rotujícím kuličkovým šroubem může být například použito rotující matice s pevným šroubem, hřebene a pastorku, hřebene se zdvojenými pastorky i motory, hydraulického válce nebo lineárního motoru. Tato poslední možnost se jeví nejvýhodnější. Akční člen 22 relativního posuvu může být též včetně příslušného zpětnovazebního odměřovacího zařízení zdvojen, což je zejména vhodné pro potlačení příčení u portálových a jiných strojů s velkými vzdálenostmi mezi vodícími plochami. Posuvné pohyby obou strojních skupin 20, 21 mohou být odměřovány vzhledem k nehybné části stroje a opakovanými výpočty určována jejich vzdálenost, t.j relativní poloha, nebo může být alternativně odměřována vzdálenost mezi oběma strojními skupinami 20, 21 a poloha jedné z nich vůči nehybné základní části. Jako zpětná polohová vazba pro řízení akčního členu 22 pohonu posuvu seismický vyvážené osy musí být ovšem vždy vyhodnocována a užita informace o relativní poloze obou strojních skupin 20 a 21.It follows from the principle of the invention that the workpiece-carrying machine groups 20 and the tool-carrying machine groups 21 are interchangeable without compromising the validity of the invention. It is also irrelevant whether the sliding guide of the two machine groups 20, 21 is arranged on common or separate guide surfaces on the stationary part of the machine, or whether one of the machine groups 20, 21 is guided on the stationary part and yet has a guide for the other group. . Guides of various embodiments may be used, such as the illustrated rolling guides, or sliding, hydrostatic or pneumostatic guides. The displacement drive exerting the shifting acceleration forces RF and AF between the two machine groups carrying the workpiece and the tool can also be designed in different ways without affecting the validity of the invention. For example, instead of the illustrated example with a rotating ball screw drive, a fixed screw rotating nut, rack and pinion, double rack and pinion rack, motors, hydraulic cylinder or linear motor may be used. This last option seems to be most advantageous. The relative displacement actuator 22 may also be doubled, including the associated feedback metering device, which is particularly useful for suppressing cross-links in gantry and other machines with long distances between guide surfaces. The displaceable movements of the two machine groups 20, 21 may be measured relative to the stationary part of the machine and their distance, i.e., the relative position may be measured by repeated calculations, or alternatively the distance between the two machine groups 20, 21 and the position of one of them relative to the stationary base may be measured. However, information on the relative position of the two machine groups 20 and 21 must always be evaluated and used as feedback for controlling the actuator 22 of the seismic drive of the seismic balanced axis.

Na obr. 4 je blokové schéma jednoho z možných vyhodnocení a průběžné korekce polohy společného těžiště obou pohyblivých strojních skupin 20, 21 za chodu stroje. V obr. 4 je nově označen výpočtový člen 24 generaci signálu Dx pro řízení činnosti akčního členu 23. Dále v obr. 4 nově značí: (MW - dMW) - hmota strojní skupiny 20 nesoucí po změně váhy obrobku 5, CF (Correcting Force)- korekční síla mezi nehybnou základní částí 2 a jednou ze strojních skupin 20, 21, DP (Demanded Position) - požadovaná poloha společného těžiště hmot (MW dMW) a MT, AP (Actual position) - skutečná poloha společného těžiště hmot (MW-dMW) a MT, xO - souřadnice požadované polohy DP společného těžiště, dx - odchylka požadované aFig. 4 is a block diagram of one of the possible evaluations and continuous correction of the common center of gravity position of the two movable machine groups 20, 21 while the machine is running. In Fig. 4, the calculation element 24 is newly labeled with the generation of the signal Dx for controlling the operation of the actuator 23. Furthermore, in Fig. 4 it newly indicates: (MW - dMW) - mass of the machine group 20 carrying the workpiece 5 CF - correction force between stationary base 2 and one of the machine groups 20, 21, DP (Demanded Position) - required position of common mass center of mass (MW dMW) and MT, AP (Actual position) - actual position of mass center of mass (MW-dMW ) and MT, xO - coordinates of the required position DP of the common center of gravity, dx - deviation of the required a

- 11 skutečné polohy společného těžiště, xw - vzdálenost těžiště hmoty (MW - dMW) od požadované polohy DP, xt - vzdálenost těžiště hmoty MT od požadované polohy DP, vw posuvová rychlost hmoty MW, vt - posuvová rychlost hmoty MT, aw - zrychlení hmoty (MW dMW), at - zrychlení hmoty MT, Dx - signál odchylky polohy společného těžiště, odvozený z dat o poloze a zrychlení hmot (MW - dMW) a MT.- 11 actual position of common center of gravity, xw - distance of the mass center of mass (MW - dMW) from the desired position DP, xt - distance of the mass center of mass MT from the desired position DP, vw And - mass mass acceleration MT, Dx - signal of deviation of the position of the common center of gravity, derived from position data and mass acceleration (MW - dMW) and MT.

Pro znázornění jednoho z možných řešení korekce polohy společného těžiště hmot MW a MT byla pro jednoduchost zvolena souřadnice xO požadované polohy společného těžiště rovna nule. Poněvadž rychlosti i dráhy jsou přímo úměrné zrychlením, byl zvolen pro výchozí stav dvouhmotové soustavy v čase 0: MW, aw = Mt, at a také MW, xwO = MT, xtO. V ideálním případě bude i po určité době pohybů dvouhmotové soustavy kolem společného těžiště platit: MW . xw = MT . xt, t. j. xw/xt = MT/MW.To illustrate one of the possible solutions for correcting the position of the common center of mass of MW and MT, for simplicity, the coordinate xO of the desired position of the common center of gravity was zero. Since both velocities and paths are proportional to accelerations, it was chosen for the initial state of the dual-mass system at 0: MW, aw = Mt, at, and also MW, xwO = MT, xtO. Ideally, even after a period of movement of the dual-mass system around the common center of mass, MW will apply. xw = MT. xt, i.e. xw / xt = MT / MW.

Dojde-li ale výměnou obrobku nebo obráběním k úbytku nebo nárůstu hmoty MW o dMW, změní se poloha společného těžiště o dx a bude platit:However, if the workpiece mass change or machining results in a decrease or increase in the mass of MW by dMW, the position of the common center of gravity shall be changed by dx and the following shall apply:

(MW -dMW).(xw-dx) = MT.(xt + dx)(MW-dMW) (xw-dx) = MT (xt + dx)

Poměr (MW - dMW)/MT lze v této rovnici vyjádřit při stejně zrychlovací síle jako poměr skutečných zrychlení at/aw:The ratio (MW - dMW) / MT can be expressed in this equation at the same acceleration force as the ratio of actual accelerations at / aw:

(MW - dMW)/MT = at/aw a poté: xw. at/aw- xw = dx . (at/aw +1)(MW - dMW) / MT = at / aw and then: xw. at / aw- xw = dx. (at / aw + 1)

Nyní lze určit odchylku dx skutečné polohy společného těžiště od polohy požadované: dx = (xw. at/aw-xt)/( 1+ at/aw)The deviation dx of the actual position of the common center of gravity from the desired position can now be determined: dx = (xw. At / aw-xt) / (1+ at / aw)

Hodnoty xw a xt jsou v každém okamžiku známy z údajů odvozených z příslušných odměřovacích zařízení, které jsou součástí polohových servosmyček souřadných os. Poněvadž skutečná poloha AP společného těžiště se mění jen velmi pomalu, stačí vyhodnocovat odchylky této polohy jen občas. Pro zjištění skutečných zrychlení aw a at obou strojních skupin 20 a 21 ie možno například využít průběžné měření dvěma akcelerometry v okamžiku rozběhu a brždění rychloposuvu, kdy zrychlení hmot MW a MT nabývá velkých hodnot. Řezná síla je stejně jako posuvová zrychlující síla vnitřní silou dvouhmotové soustavy MW,MT, a může se proto s hlediska zjišťování poměru zrychlení považovat za přídavnou zrychlující sílu, která poměr ·♦ « ·The values xw and xt are known at all times from the data derived from the respective encoders which are part of the position servo loops of the coordinate axes. Since the actual position AP of the common center of gravity changes only very slowly, it is sufficient to evaluate deviations of this position only occasionally. For example, to measure the actual accelerations aw and at of both machine groups 20 and 21, it is possible to use continuous measurements with two accelerometers at the time of start-up and braking of rapid traverse, where the acceleration of masses MW and MT takes large values. The cutting force, like the feed acceleration force, is the internal force of the dual-mass MW, MT system, and can therefore be considered as an additional acceleration force for the determination of the acceleration ratio, which ratio · ♦ «·

- 12zrychlení neovlivní. Programově je též možno vyhodnotit rychlosti vw a vt i zrychlení aw a at z posloupnosti průběžně měřených hodnot xw a xt.- 12the acceleration will not be affected. Programmatically it is also possible to evaluate velocities vw and vt i acceleration aw and at from a sequence of continuously measured values xw and xt.

Nahodilá posunutí těžiště dvouhmotové soustavy rozdílem třecích sil budou opakovanými nebo průběžnými korekcemi polohy společného těžiště rovněž kompenzovány. Změny polohy těžiště samotné hmoty MW vlivem změn hmotnosti nebo polohy obrobku lze pro účely korekce zanedbat. Je tedy možno výše uvedeným postupem řídit akční člen korekčního zařízení signálem odchylky Dx a udržovat relativně nepatrnou silou a jen občasným zásahem korekčního zařízení společné těžiště dvouhmotové soustavy průběžně, za chodu stroje přibližně na stále stejném, předem zvoleném a požadovaném místě. Do tohoto místa je rovněž možno uvést těžiště dvouhmotové soustavy i jednorázově při spuštění stroje, nebo po výměně obrobku, neboť již v okamžiku rozběhu rychloposuvu lze určit velikost odchylky dx a korekce začne pracovat.Accidental displacements of the center of gravity of the dual mass system by the friction force difference will also be compensated by repeated or continuous corrections of the position of the common center of gravity. Changes in the center of gravity of the MW itself due to changes in weight or position of the workpiece can be neglected for correction purposes. It is thus possible to control the actuator of the correction device by the deviation signal Dx by the above procedure and to maintain the common center of gravity of the dual mass system continuously at relatively constant, preselected and desired location by the correction device. It is also possible to put the center of gravity of the dual-mass system at this point even when the machine is started or after the workpiece has been changed, as the deviation value dx can be determined at the moment of rapid traverse and the correction starts.

Je-li na konkrétním stroji poměr hmot MW a MT neměnný, nebo známý a změny jejich společného těžiště od proměnné váhy obrobku zanedbatelné, není vyhodnocování poměru zrychlení nutné, neboť lze kdykoliv vypočítat alespoň jednu z momentálně požadovaných poloh xw a xt a porovnáním se skutečnými polohami určit odchylku dx pro řízení akčního členu 23 korekčního zařízení.If the ratio of masses MW and MT is fixed or known on a particular machine and the changes of their common center of gravity from the variable workpiece weight are negligible, evaluation of the acceleration ratio is not necessary since at least one of the currently required positions xw and xt can be calculated at any time. determine the deviation dx for controlling the correction device actuator 23.

V dalším budou uvedeny příklady několika strojů v provedení podle vynálezu. Stroje v obr. 5 až 8 ukazují seismické vyvážení v jedné základní souřadné ose, obr. 9 až 11 ukazují seismické vyvážení ve dvou na sebe kolmých horizontálních souřadných směrech.The following are examples of several machines according to the invention. The machines in Figures 5 to 8 show the seismic balance in one basic coordinate axis, Figures 9 to 11 show the seismic balance in two perpendicular horizontal coordinate directions.

Obr. 5 ukazuje pětiosý frézovací stroj s otočným stolem a sklopným vřetenem v provedení podle vynálezu. Stroj je zobrazen ve směru základní souřadné osy x, který je kolmý k zobrazovací rovině. V obr. 5 jsou nově označeny: otočný stůl 25, uložení 26 otočného stolu, nosič 27 otočného stolu, sklopná vřetenová hlava 28 odměřovací zařízení 29 posuvu strojní skupiny 20, odměřovací zařízení 30 posuvu strojní skupiny 21, rotační pohon 31 relativního posuvu strojních skupin 20 a 21, pastorek 32 s vymezenou vůlí, hřeben 33 pohonu relativního posuvu strojních skupin 20 a 21 a lineární motor 34 jako akční člen korekčního zařízení pro korekci polohy společného těžiště hmot MW a MÍT .Giant. 5 shows a five-axis milling machine with a rotary table and a tilting spindle according to an embodiment of the invention. The machine is shown in the direction of the x-axis that is perpendicular to the display plane. In FIG. 5, the rotary table 25, the rotary table support 26, the rotary table carrier 27, the tilting spindle head 28 are newly marked: machine group feed metering device 20, machine group feed metering device 30, rotary drive 31 of machine group relative feed 20 and 21, a limited clearance pinion 32, a gear rack 33 of the relative displacement of the machine groups 20 and 21, and a linear motor 34 as an actuator of the correction device for correcting the position of the common center of gravity of MW and MIT.

Φ φ φφ φ φφφφ φφ φφ φφφφ φφφφ • φ φφφ φφ · φ φ φφφ φφφ φφφ φφφ φφ φφφ φφ φφφφΦ φ φ φ φ φ φ • φ • • • • • • • • · · · · · φ φ φ φ φ φ

- 13 Stroj na obr. 5 je příkladem pětiosého frézovacího stroje, jehož obrobek 5 je upnut na otočném stole 25 s uložením 26, neseném nosičem 27 otočného stolu. Obrobek 5 je obráběn rotujícím nástrojem 6, upnutým ve vřetenu 7 neseném ve sklopné vřetenové hlavě 28. Dva úhlové pohyby nástrojového vřetena vzhledem k obrobku potřebné pro pětiosé obrábění zde vykonává sklopná vřetenová hlava 28 a otočný stůl 25. Sklopná vřetenová hlava 28 je nesena vodorovně posuvným nosičem W nástrojového systému a svisle posuvným nosičem 8 nástrojového systému na vodorovně posuvném stojanu 12 nástrojového systému. Tělesa 5. 25 a 27 tvoří strojní skupinu 20 o celkové hmotnosti MW. Tělesa 12, 8, 10, 28. 7 a 6 tvoří strojní skupinu 21 o celkové hmotnosti MT. Stroj má možnosti dvou dalších posuvných pohybů a jednoho sklopného pohybu ve skupině nesoucí nástroj a jednoho otočného pohybu ve strojní skupině 20, které nejsou seismický vyváženy. Pohon relativního posuvu obou skupin je řešen pomocí rotačního pohonu 31 s pastorkem 32 a hřebenem 33. Pohon je řízen signálem relativní polohy, který se v tomto případě získává porovnáním a vyhodnocením údajů odměřovacích zařízení 29 a 30. Činnost lineárního motoru 34 jako akčního členu korekčního zařízení je řízena vyhodnocením polohy a zrychlení obou hmot způsobem popsaným výše a působí u stroje podle obr. 5 na pohyb strojní skupiny 20.The machine of Fig. 5 is an example of a five-axis milling machine whose workpiece 5 is clamped on a turntable 25 with a bearing 26 supported by a turntable support 27. The workpiece 5 is machined by a rotating tool 6 clamped in the spindle 7 carried in the tilting spindle head 28. Two angular movements of the tool spindle relative to the workpiece required for five-axis machining are performed here by the tilting spindle head 28 and the rotary table 25. a tool system carrier W and a vertically displaceable tool system carrier 8 on a horizontally displaceable tool rack 12. The bodies 5, 25 and 27 form a machine group 20 with a total weight of MW. The bodies 12, 8, 10, 28. 7 and 6 form a machine group 21 with a total weight MT. The machine has the possibility of two additional sliding movements and one tilt movement in the tool-carrying group and one rotary movement in the machine group 20, which are not seismic balanced. The drive of the relative displacement of both groups is solved by means of a rotary drive 31 with a pinion 32 and a rack 33. The drive is controlled by a relative position signal, which in this case is obtained by comparing and evaluating data of the metering devices 29 and 30. is controlled by evaluating the position and acceleration of the two masses in the manner described above and in the machine of FIG.

Na obr. 6 je pětiosý frézovací stroj s horizontálním vřetenem a s otočným a sklopným stolem. Oba dva úhlové pohyby potřebné pro pětiosé obrábění zde vykonává obrobek, upnutý na otočném stole, který je nesen sklopným stolem. V obr. 6 jsou nově označeny: sklopný stůlFig. 6 shows a five-axis milling machine with a horizontal spindle and a rotary and tilting table. Here, the two angular movements required for five-axis machining are performed by a workpiece clamped on a rotary table supported by a tilting table. In FIG. 6, the tilting table is newly marked

35. otočné uložení 36 sklopného stolu, nosič 37 sklopného stolu, odměřovací zařízení 38 relativního pohybu hmot MW a MT, lineární motor 39 relativního posuvu hmot MW a MT a odměřovací zařízení 40 strojní skupiny 2L35. Swivel bearing 36 of the tilting table, tilting table carrier 37, metering device 38 of relative motion of MW and MT, linear motor 39 of relative displacement of MW and MT and metering device 40 of machine group 2L

Pětiosý frézovací stroj na obr. 6 používá pro ovládání relativního posuvu hmot MW a MT lineární motor 39 v porovnání s rotačním pohonem 31, pastorkem 32 a hřebenem 33 předcházejícího stroje. Lineární motor 34 jako akční člen korekčního zařízení je opět řízen údaji o poloze a zrychlení obou hmot způsobem popsaným výše, ale působí zde narozdíl od předcházejícího stroje na pohyb strojní skupiny 2LThe 5-axis milling machine in Fig. 6 uses a linear motor 39 to control the relative mass feed MW and MT compared to the rotary drive 31, the pinion 32 and the rack 33 of the preceding machine. The linear motor 34 as an actuator of the correction device is again controlled by the position and acceleration data of the two masses in the manner described above, but here, unlike the previous machine, it acts on the movement of the machine group 2L.

Na obr. 7 je pětiosý frézovací stroj s pojízdným stojanem, vhodný pro frézování plochých rozměrných součástí vysokorychlostním obráběním z jedné strany. V obr. 7 jsou • ·Fig. 7 shows a five-axis milling machine with a movable stand, suitable for milling flat, large parts by high-speed machining from one side. Fig. 7 shows:

- 14nově označeny: stůl 40 se svislou upínací plochou, horní podpůrné vedení 41 pojízdného stojanu 37. vícenásobné boční vedení 42 stolu 40 se svislou upínací plochou a sklopná a otočná vřetenová hlava 43.14 newly marked: table 40 with vertical clamping surface, upper support guide 41 of the mobile stand 37. multiple lateral guide 42 of table 40 with vertical clamping surface and tilting and rotating spindle head 43.

Stroj na obr. 7 je příkladem pětiosého stroje u něhož oba dva úhlové pohyby, potřebné pro pětiosé obrábění vykonává vřeteno 7 zabudované ve sklopné a otočné vřetenové hlavě 43. Hlava je nesena vodorovně posuvným nosičem 10 nástrojového systému a svisle posuvným nosičem 8 nástrojového systému na vodorovně posuvném stojanu 12. Stojan 12 má zdvojené vedení: kromě nosného vedení 13 je veden ještě horním podpůrným vedením 41, které výrazně zvyšuje tuhost nástroje vůči obrobku v horních polohách vřetenové hlavy. Obrobek 5 je upnut na stole 40 se svislou upínací plochou. Stůl 40 má rovněž zdvojené vedení: kromě nosného vedení 17 je veden ještě vícenásobným bočním vedením 42, které zvyšuje tuhost stolu vícenásobným vodícím stykem s velmi tuhou nehybnou částí 2. Lineární motory 39 relativního posuvu jsou rovněž zdvojeny a v polohové vazbě se zdvojenými odměřovacími systémy 38 vyvozují ve funkci akčního členu 22 pohonu posuvu dvě zrychlující síly, jejichž výslednice leží v blízkosti těžiště hmoty MT strojní skupiny 21 nesoucí nástroj, což eliminuje příčení stojanu 12 na značně vzdálených vedeních 13 a 41. Sklopná a otočná vřetenová hlava 43 umožňuje pětiosé frézování při libovolném prostorovém sklonu vřetena 7 bez úhlových pohybů rozměrného obrobku.The machine of Fig. 7 is an example of a five-axis machine in which the two angular movements required for five-axis machining are performed by a spindle 7 embedded in a tilting and rotating spindle head 43. The head is supported by the horizontally displaceable tool carrier 10 and vertically displaceable tool carrier 8 horizontally. The stand 12 has a double guide: in addition to the support guide 13, it is guided by an upper support guide 41 which significantly increases the rigidity of the tool relative to the workpiece in the upper positions of the spindle head. The workpiece 5 is clamped on a table 40 with a vertical clamping surface. The table 40 also has a double guide: in addition to the supporting guide 17, it is guided by a multiple lateral guide 42 which increases the rigidity of the table by multiple guide contact with a very rigid stationary part 2. Linear displacement motors 39 are also doubled and positively coupled to the double encoder 38 In the function of the drive actuator 22, they generate two accelerating forces, the resultant of which lies close to the mass center of mass MT of the tool-carrying machine 21, eliminating the rung of the stand 12 on considerably distant guides 13 and 41. The tilting and rotating spindle head 43 allows five-axis milling the spatial inclination of the spindle 7 without angular movements of the large workpiece.

Na obr. 8 je tříosý portálový frézovací stroj s vertikálním vřetenem. V obr. 8 jsou nově vyznačeny: vedení 44 nesoucí strojní skupinu 21 o hmotnosti MT na strojní skupině 20 o hmotnosti MW, vedení 45 nesoucí strojní skupinu 20 o hmotnosti MW i na ní se posouvající strojní skupinu 21 o hmotnosti MT, portál 46, posuvný v základní souřadné ose stroje, lineární motor 47 jako akční člen pohonu relativního posuvu nástrojového systému 6. 7. 8 a 10 vzhledem k portálu 46 a ochranné kryty 48.Fig. 8 shows a three-axis portal milling machine with a vertical spindle. In Fig. 8, the following lines are newly marked: lines 44 carrying the MT mass group 21 on the MW mass group 20, lines 45 carrying the MW mass group 20 as well as the MT mass group 21 moving there, portal 46, movable in the basic machine coordinate axis, the linear motor 47 as the actuator of the relative feed of the tool system 6.7.7 and 10 relative to the portal 46 and the guards 48.

Stroj na obr. 8 je příkladem použití zdvojených lineárních motorů 39 vyvozujících dvě zrychlující síly mezi strojní skupinou nesoucí obrobek o hmotnosti MW a na ní vedenou strojní skupinou nesoucí nástroj o hmotnosti MT. Rovněž odměřovací zařízení 38 relativní polohy, příslušná ke každému z obou lineárních motorů, jsou zdvojena. Zdvojením motorů a k nim příslušným odměřovacím systémům se vytváří dvojice souběžně pracujících polohovýchThe machine of Fig. 8 is an example of using twin linear motors 39 exerting two accelerating forces between a machine group carrying a MW mass and a machine group carrying a mass MT thereon. Also, the relative position measuring devices 38 associated with each of the two linear motors are doubled. By doubling the motors and their respective encoder systems, a pair of parallel positioning motors is formed

- 15servosystémů pro eliminaci příčení portálu 44, jehož dvě vedení 13 na posuvném stole 4 s vodorovnou upínací plochou jsou od sebe značně vzdálena. Výsledná zrychlující síla působí v tomto uspořádání přibližně uprostřed mezi vedeními 13. t. j. v blízkosti těžiště hmoty MT, což je rovněž příznivé s hlediska snížení příčení ve vedení 13. Vedení v základní souřadné ose x je u tohoto stroje provedeno jiným způsobem, než u dosud popisovaných příkladů, kde byly obě strojní skupiny nesoucí nástroj a obrobek vedeny na pevné části rámu. U stroje podle obr. 8 je strojní skupina nesoucí obrobek o hmotnosti MW vedena vedením 17 na nehybné části 2 stroje a na ní je teprve umístěno vedení 13 pro strojní skupinu nesoucí nástroj o hmotnosti MT. Poněvadž záleží hlavně na přesnosti relativního pohybu nástroje a obrobku, je toto uspořádání principielně přesnější. Chyby ve vedení 17 se v tomto uspořádání na obrobku neprojeví. Akční člen 45 pohonu relativního posuvu, znázorněný zde ve formě lineárního motoru posouvá v příčném směru y nástrojový systém 6, 7, 8 a 10 vzhledem k portálu 44. Ochranné kryty 46 brání přístupu operátora k pohybujícím se strojním skupinám 20 a 21.15 systems for eliminating the partitioning of the portal 44, whose two guides 13 on the sliding table 4 with the horizontal clamping surface are far apart. The resulting acceleration force acts in this arrangement approximately midway between the guides 13, i.e. near the center of gravity of the mass MT, which is also beneficial in terms of reducing the transverse in the guide 13. The guiding in the x-axis is different in this machine. of the examples where both the tool and workpiece-bearing machine groups were guided on a fixed part of the frame. In the machine according to FIG. 8, the machine group carrying the MW weight workpiece is guided by a guide 17 on the stationary machine part 2 and only the guide 13 for the machine group carrying the weight MT is placed on it. Since the accuracy of the relative movement of the tool and the workpiece depends mainly on this arrangement, this arrangement is in principle more accurate. In this arrangement, errors in the guide 17 do not affect the workpiece. The relative drive actuator 45 shown here in the form of a linear motor shifts the tool system 6, 7, 8 and 10 in the transverse direction y relative to the portal 44. The guards 46 prevent the operator from accessing the moving machine groups 20 and 21.

Na obr. 9 je pětiosý portálový frézovací stroj, u něhož je seismické vyvážení podle vynálezu aplikováno ve dvou vzájemně kolmých souřadných směrech. Prvním souřadným směrem se nadále rozumí dosud popisovaná seismický vyvážená základní souřadná osa. Druhým souřadným směrem je souřadná osa, která se seismický vyvažuje pouze přídavně k již vyvážené ose prvního souřadného směru. Označení os písmeny jako x, y ani označení os jako podélná nebo příčná není s hlediska vynálezu důležité. Většina strojních částí v obr. 9 stroje je shodná se strojem na předcházejícím obr. 8. Navíc jsou na obr. 9 označeny: křížová deska 47 o hmotnosti m3 posuvná v druhém souřadném směru, vedení 48 posuvného pohybu křížové desky 47, odměřovací zařízení 49 posuvu křížové desky a akční člen 50 korekčního zařízení druhého souřadného směru.Fig. 9 shows a five-axis gantry milling machine in which the seismic balancing according to the invention is applied in two mutually perpendicular coordinate directions. The first coordinate direction continues to mean the seismic balanced basic coordinate axis described so far. The second coordinate direction is the coordinate axis, which is only seismically balanced in addition to the already balanced axis of the first coordinate direction. The designation of the axes with the letters x, y or the designation of the axes as longitudinal or transverse is not relevant to the invention. Most of the machine parts in Fig. 9 of the machine are identical to the machine in the preceding Fig. 8. In addition, Fig. 9 indicates: cross plate 47 having a mass of 3 m 3 movable in the second coordinate direction; the cross plates and the second coordinate direction correction device actuator 50.

Stroj na obr. 9 je příkladem aplikace zařízení podle vynálezu pro seismické vyvážení ve dvou na sebe kolmých souřadných směrech: v prvním souřadném směru podélné vodorovné osy x a ve druhém souřadném směru příčné vodorovné osy y. Obě strojní skupiny jsou neseny na nosném zařízení, které dovoluje jejich posuvné pohyby v obou souřadných směrech, ale nedovoluje jejich úhlové pohyby vzhledem k nehybné základní části 2. V dále popisovaných příkladech je nosné zařízení zobrazeno jako křížová deska 47 o hmotnosti m3, která je vložena mezi nehybnou základní část 2 a posuvnou strojní skupinu 20 nesoucí obrobek o hmotnosti fc· • « fc · • fc « • · • fc* ««fc ♦ fc * >The machine of Fig. 9 is an example of applying a device according to the invention for seismic balancing in two perpendicular coordinate directions: in the first coordinate direction of the longitudinal horizontal axis x and in the second coordinate direction of the transverse horizontal y axis. Both machine groups are supported on a support device which allows their sliding movements in both coordinate directions, but does not permit their angular movements with respect to the stationary base part 2. In the examples described below, the support device is shown as a cross plate 47 having a mass of 3 m between the stationary base part 2 and the movable machine assembly 20 carrying a workpiece of weight fc · fc fc fc fc fc

• · · fc fcfc · fcfcfc · • · ·• · fc fcfc · fcfcfc

99119911

- 16MW, může však být použito i jiného typu nosného zařízení, splňujícího výše uvedené požadavky, aniž by se vyšlo z platnosti vynálezu. Křížová deska 47 se posouvá po nehybné základní části 2 ve vedení 48 druhého souřadného směru a na ní se na vedení 17 posouvá v prvním souřadném směru strojní skupina 20 nesoucí obrobek. Posuvný pohyb křížové desky 47 v druhém souřadném směru je odměřován odměřovacím zařízením 49 a korigován akčním členem 50 korekčního zařízení.16MW, however, another type of support device meeting the above requirements may be used without departing from the scope of the invention. The cross plate 47 is moved along the stationary base part 2 in the guide 48 of the second coordinate direction, and on it the guide group 20 carrying the workpiece is moved on the guide 17 in the first coordinate direction. The sliding movement of the cross plate 47 in the second coordinate direction is measured by the metering device 49 and corrected by the actuator 50 of the correction device.

Pro názornější vysvětlení principu seismického vyvážení ve dvou souřadných směrech je na obr. 9 strojní skupina 20 o celkové hmotnosti MW rozdělena na nosič 51 obrobkového systému o hmotnosti „ma“, který tvoří těleso stolu 4 a na obrobkový systém 52 o celkové hmotnosti „mb“, tvořený například otočným stolem 25, vedením 26 otočného stolu a obrobkemTo illustrate the principle of seismic balancing in two coordinate directions, in FIG. 9, the machine unit 20 with a total mass MW is divided into a carrier 51 of a workpiece system "ma" which forms the table body 4 and a workpiece system 52 with a total mass "mb". For example, a turntable 25, a turntable guide 26 and a workpiece

5. Podobně je i strojní skupina 21 o celkové hmotnosti MT rozdělena na nosič 53 nástrojového systému o hmotnosti „mc“, tvořený zde portálem 44 a nástrojový systém 53 o hmotnosti „md“ tvořený tělesy 6, 7, 28, 10 a 8. Platí tedy:5. Similarly, the machine group 21 with the total mass MT is divided into the carrier 53 of the tool system of the mass mc, formed here by the portal 44 and the tool system 53 of the mass md, formed of the bodies 6, 7, 28, 10 and 8. thus:

MW = ma + mb a také: MT = mc + mdMW = ma + mb and also: MT = mc + md

Název „obrobkový systém“ byl zvolen proto, že kromě vlastního obrobku může tato část obsahovat další mechanizmy vyvozující zejména pohyby v dalších, seismický nevyvážených souřadných posuvných i rotačních osách. U obrobku může jít například o otočný stůl, nebo o otočný a sklopný stůl. Obdobně u „nástrojového systému“ může jít o vertikální posuv nástrojového vřetena nebo o natáčení a sklápění vřetena uloženého v otočné a sklopné vřetenové hlavě.The name "workpiece system" was chosen because, in addition to the workpiece itself, this part may contain other mechanisms that derive, in particular, movements in other, seismically unbalanced coordinate sliding and rotary axes. The workpiece can be, for example, a rotary table or a rotary and tilting table. Similarly, the "tool system" can be a vertical feed of the tool spindle or a swivel and tilt spindle mounted in the rotary and tilt spindle heads.

Seismické vyvážení v prvním, podélném směru pracuje stejně jako u stroje podle obr. 8. Hmoty MW a MT jsou vzájemně přibližovány a oddalovány působením akceleračních sil a stejně velkých protisměrných reakčních sil, které jsou vyvozovány zdvojenými lineárními motory 39, působícími mezi strojní skupinou 12, 8, 10, 28, 7 a 6 o celkové hmotnosti MT a skupinou 61, 73 o celkové hmotnosti MW.Seismic balancing in the first, longitudinal direction works the same as in the machine of FIG. 8. MW and MT are brought closer together and delayed by the acceleration forces and equally large counter-directional forces exerted by the twin linear motors 39 acting between the machine group 12, 8, 10, 28, 7 and 6 with a total mass MT and group 61, 73 with a total mass MW.

Seismické vyvážení ve druhém souřadném směru pracuje na stejném principu jako v prvním souřadném směru. Akční člen 45 druhého souřadného směru posouvá svojí akční silou nástrojový systém 54 o celkové hmotnosti md po vedení H a stejně velkou reakční silou • ·Seismic balancing in the second coordinate direction works on the same principle as in the first coordinate direction. The actuator 45 of the second coordinate direction moves with its actuating force a tool system 54 having a total mass md along the line H and with an equally high reaction force.

- 17posouvá skupinu sestávající z nosiče 53 nástrojového systému, nosiče 51 obrobkového systému, obrobkového systému 52 a křížové desky 47 o celkové hmotnosti (mc + ma + mb + m3) v protichůdném směru. Stejně jako u prvního souřadného směru platí i zde, že při rovnosti zrychlujících sil bude poměr zrychlení i zdvihů obou skupin hmot nepřímo úměrný poměru jejich celkových hmotností a relativní zrychlení i relativní poloha obou skupin budou součtem jejich dílčích zrychlení a pohybů.- 17 moves a group consisting of a tool system carrier 53, a workpiece system carrier 51, a workpiece system 52 and a cross plate 47 having a total weight (mc + m + mb + m 3) in opposite directions. As with the first coordinate direction, the equation of acceleration forces is equal to the ratio of acceleration and strokes of the two masses inversely proportional to the ratio of their total masses and the relative acceleration and relative position of both groups will be the sum of their partial accelerations and movements.

Souřadnice společného těžiště všech zúčastněných hmot ma, mb, mc, md a m3 se během jejich pohybu v obou souřadných směrech prakticky nemění, neboť mezi pohybujícími se hmotami působí kromě tření ve vedeních 17 a 48 jen vnitřní zrychlující a řezné síly. Z téhož důvodu i rázy do základů od pohybů v obou seismický vyvážených souřadných směrech prakticky vymizí. Vertikální pohyby nástroje 6, vřetene 7, sklopné vřetenové hlavy 28 a svisle posuvného nosiče 8 zůstávají seismický nevyvážené, ale vzhledem k minimální hmotnosti těchto pohyblivých skupin a vzhledem ke svislému směru zrychlujících sil jsou vyvolané rázy do základu vcelku neškodné.The coordinates of the common center of gravity of all participating masses ma, mb, mc, md and m3 do not practically change during their movement in both coordinate directions, since in addition to the friction in guides 17 and 48, only internal accelerating and cutting forces act between the moving masses. For the same reason, shocks to the ground from movements in both seismic balanced coordinate directions practically disappear. The vertical movements of the tool 6, the spindle 7, the tilting spindle head 28 and the vertically displaceable carrier 8 remain seismic unbalanced, but due to the minimum weight of these movable groups and the vertical direction of the accelerating forces the induced impacts are quite harmless.

Obr. 10 znázorňuje alternativní provedení stroje podle obr. 9 u něhož je nosič 53 nástrojového systému veden na křížové desce 47.Giant. 10 shows an alternative embodiment of the machine of FIG. 9 in which the tool system carrier 53 is guided on a cross plate 47.

Na obr. 11 je axonometrické zobrazení zobecněného stroje z obr. 9, seismický vyváženého ve dvou souřadných směrech, které ukazuje směry zrychlení hmot ma, mb, mc, md a m3 působením akčních členů 22 a 45. Akční člen 22 působící v prvním souřadném směru může působit i současně s akčním členem 45 působícím ve druhém souřadném směru.Fig. 11 is an axonometric view of the generalized machine of Fig. 9, seismic balanced in two coordinate directions, showing the acceleration directions of the masses ma, mb, mc, md, and m3 by the actuators 22 and 45. Actuator 22 acting in the first coordinate direction may act simultaneously with the actuator 45 acting in the second coordinate direction.

Akční člen 22 prvního souřadného směru, vložený mezi nosič 51 obrobkového systému a nosič 53 nástrojového systému vyvozuje protisměrné, stejně velké akční a reakční síly které se přenášejí přes posuvná vedení H a 48 i na nástrojový systém 54 a obrobkový systém 52. Akční člen 45 vložený mezi nástrojový systém 54 a nosič 53 nástrojového systému obdobně vyvozuje protisměrné akční a reakční síly ve druhém souřadném směru, z nichž jedna působí jen na nástrojový systém 54 a druhá se přenáší z nosiče 53 nástrojového systému přes posuvná vedení 13 na nosič 51 obrobkového systému a odtud jednak na obrobkový systém 52 a jednak přes vedení 17 na křížovou desku 47. Popsaný přenos sil přes vedení 13 a 17 umožňujícíThe first coordinate direction actuator 22 interposed between the workpiece system carrier 51 and the tool system carrier 53 generates counter-directional, equally large action and reaction forces that are transmitted via the slide guides H and 48 to the tool system 54 and the workpiece system 52. Similarly, between the tool system 54 and the tool system carrier 53, it exerts counter-directional action and reaction forces in the second coordinate direction, one acting only on the tool system 54 and the other being transferred from the tool system carrier 53 via sliding guides 13 to the workpiece system carrier 51. on the one hand to the workpiece system 52 and on the other hand via the guide 17 to the cross plate 47. The described transmission of forces through the guides 13 and 17 allows

- 18posuvné pohyby v prvním souřadném směru se děje vždy ve směru kolmém ke směru jejich pohybu, takže vedení představuje pro přenos sil v druhém souřadném směru velmi tuhé spojení. Tečkovanými šipkami jsou znázorněny směry prostorových zrychlení těles o hmotnostech ma, mb, mc, md a m3 vyvolané současným působením tlačných sil obou posuvových akčních členů 22 a 45. Při působení tažných sil budou směry prostorových zrychlení opačné.- 18 traversing movements in the first coordinate direction always occur in a direction perpendicular to their direction of movement, so that the guide is a very rigid connection for the transmission of forces in the second coordinate direction. The dotted arrows show the directions of spatial accelerations of bodies of masses ma, mb, mc, md and m3 induced by the simultaneous application of the compressive forces of the two displacement actuators 22 and 45. The directions of spatial accelerations will be opposite.

Obr. 12 zobrazuje funkci korekčních zařízení u stroje vyváženého ve dvou souřadných směrech. Pro lepší názornost funkce jednotlivých posuvných vedení a křížové desky 47 je zobrazeno hydrostatické provedení vedení 11, 13, 17 a 48 stroje i křížové desky. V obr. 11 jsou nově označeny: odměřovací zařízení 55 relativního pohybu nástrojového systému 54 oproti nosiči 53 v druhém souřadném směru a výpočtový blok 56 signálu polohové odchylky Dy společného těžiště pro druhý souřadný směr.Giant. 12 shows the function of the correction devices in a machine balanced in two coordinate directions. In order to better illustrate the operation of the individual sliding guides and the cross plate 47, a hydrostatic design of the machine guides 11, 13, 17 and 48 and the cross plate are shown. Referring now to FIG. 11, the metering device 55 for relative movement of the tool system 54 relative to the carrier 53 in the second coordinate direction and the calculation block 56 of the common position center of gravity signal Dy for the second coordinate direction are newly designated.

Korekční zařízení pro první souřadný směr se skládá z detektoru 85 polohy a zrychlení, výpočtového bloku 87 a akčního členu 44. Detektor 85 polohy a zrychlení opakovaně měří v prvním souřadném směru polohu nosiče obrobku 79 vzhledem k poloze křížové desky 75 a provádí detekci zrychlení. Z těchto údajů počítá výpočtový blok 87 za chodu stroje odchylku polohy společného těžiště hmot ma, mb, mc a md od požadované polohy a signálem této odchylky řídí akční člen 44 tak aby odchylka polohy společného těžiště hmot ma, mb, mc a md od požadované polohy byla v prvním souřadném směru minimální.The correction device for the first coordinate direction comprises a position and acceleration detector 85, a calculation block 87 and an actuator 44. The position and acceleration detector 85 repeatedly measures the position of the workpiece carrier 79 relative to the position of the cross plate 75 and performs an acceleration detection. From this data, the computing block 87 calculates the deviation of the common mass center of gravity ma, mb, mc and md from the desired position while the machine is running, and controls this deviation signal to control the deviation of the common mass center of gravity ma, mb, mc and md was minimal in the first coordinate direction.

Údaje o poloze a zrychlení hmot ma a mb strojní skupiny nesoucí obrobek jsou získávány pomocí odměřovacího zařízení 29 a vyhodnocovány pomocí výpočtového bloku 24, který řídí činnost akčního členu 23 korekčního zařízení pro první souřadný směr. Odměřovací zařízení 29 spolu s odměřovacím zařízením 38 relativního posuvu hmot MW a MT tak poskytuje údaje potřebné k číslicovému řízení relativní polohy hmot MW a MT i korekci polohy jejich společného těžiště hmot ma, mb, mc a md v prvním souřadném směru.The position and acceleration data of the masses ma and mb of the machine group carrying the workpiece are obtained by means of a metering device 29 and evaluated by means of a calculation block 24 which controls the operation of the actuator 23 of the correction device for the first coordinate direction. The metering device 29 together with the relative mass feed metering device 38 thus provides the data necessary to digitally control the relative positions of the MW and MT masses as well as the position correction of their common center of gravity ma, mb, mc and md in the first coordinate direction.

Údaje o poloze a zrychlení křížové desky 47 jsou získávány pomocí odměřovacího zařízení 49 a vyhodnocovány pomocí výpočtového bloku 55, který řídí činnost akčního členu 50 korekčního zařízení pro druhý souřadný směr. Poloha i zrychlení křížové desky 47 jsou totožné s polohou a zrychlením hmot ma, mb a mc strojní v druhém souřadném směru a proto • · * 0 0 0 · • · · · · 0 · • * 0 0 « • 0 0·· · • · · 0 0 ·· 000 00 0000The position and acceleration data of the cross plate 47 is obtained by the metering device 49 and evaluated by a calculation block 55 which controls the operation of the correction device actuator 50 for the second coordinate direction. The position and acceleration of the cross plate 47 are identical to the position and acceleration of the ma, mb and mc masses in the second coordinate direction and therefore 0 · 0 · 0 · 0 000 00 0000

- 19odměřovací zařízení 49 spolu s odměřovacím zařízením 55 relativního posuvu nástrojového systému 54 vůči hmotám (mc. mb, ma a m3) poskytuje údaje, potřebné k číslicovému řízení i ke korekci polohy společného těžiště hmot ma, mb, mc, md a m3 v druhém souřadném směru.The 19-metering device 49 together with the measuring device 55 of the relative displacement of the tool system 54 relative to the masses (mc. Mb, ma and m3) provides the data needed for numerical control and for correcting the position of the common mass center of mass ma, mb, mc, md and m3 in the second. coordinate direction.

Údaje odměřovacích systémů 28, 29, 38, 49, 30 a 55 mohou být doplněny údaji akcelerometrů nebo jiných senzorů pro určování nebo korekci polohy společného těžiště v jednom nebo obou souřadných směrech, aniž by se vyšlo z rámce vynálezu.The data of the metering systems 28, 29, 38, 49, 30 and 55 may be supplemented by data from accelerometers or other sensors for determining or correcting the position of the common center of gravity in one or both coordinate directions without departing from the scope of the invention.

Z uvedených příkladů jsou zřejmé možnosti různých provedení vedení strojů seismický vyvážených v prvním, nebo v prvním i druhém souřadném směru. Obr. 13 ukazuje základní varianty pro jednodušší případ seismického vyvážení v prvním souřadném směru. Nosič 53 nástrojového systému vždy nese nástrojový systém 54 a nosič 51 obrobkového systému vždy nese obrobkový systém 52. Obrobkový systém 52 i nástrojový systém 54 mohou obsahovat další, seismický nevyvážené posuvné i rotační souřadné osy. Na obr. 13 jsou ukázány následující varianty vedení: nosič 53 nástrojového systému, vždy nesoucí nástrojový systém 54 a nosič 51 obrobkového systému, vždy nesoucí obrobkový systém 52 jsou v prvním souřadném směru samostatně vedeny na nehybné základní části 2. Na nehybné základní části 2 je veden nosič 53 nástrojového systému a na něm je veden nosič 51 obrobkového systému. Na nehybné základní části 2 je veden nosič 51 obrobkového systému a na něm je veden nosič 53 nástrojového systému.From the examples given, the possibilities of different designs of seismic machine guides balanced in the first or in the first and second coordinate directions are obvious. Giant. 13 shows basic variants for a simpler case of seismic balancing in the first coordinate direction. The tool system carrier 53 always carries the tool system 54, and the workpiece system carrier 51 always carries the workpiece system 52. The workpiece system 52 and the tool system 54 may include further, seismic unbalanced displacement and rotary coordinate axes. Fig. 13 shows the following guide variants: the tool system carrier 53, each carrying the tool system 54 and the workpiece system carrier 51, each carrying the workpiece system 52 are separately guided in the first coordinate direction on the stationary base part 2. On the stationary base part 2 a tool system carrier 53 is guided and a workpiece system carrier 51 is guided thereon. A carrier 51 of the workpiece system is guided on the stationary base part 2 and on it a carrier 53 of the tool system is guided.

Obr. 14 ukazuje následující čtyři základní varianty vedení strojů, seismický vyvážených v prvním i druhém souřadném směru: nosič 53 nástrojového systému, vždy nesoucí nástrojový systém 54 a nosič 51 obrobkového systému, vždy nesoucí obrobkový systém 52 jsou v prvním souřadném směru samostatně vedeny na nosném zařízení v provedení křížové desky 47, která je vždy vedena v druhém souřadném směru na nehybné základní části 2. Obrobkový systém 52 se v druhém souřadném směru posouvá po nosiči 51 obrobkového systému. Nosič 53 nástrojového systému, vždy nesoucí nástrojový systém 54 a nosič 51 obrobkového systému, vždy nesoucí obrobkový systém 52 jsou v prvním souřadném směru samostatně vedeny na nosném zařízení v provedení křížové desky 47, která je vždy vedena v druhém souřadném směru na nehybné základní části 2. Nástrojový systém 54 se v druhém souřadném směru posouvá po nosiči 53 nástrojového systému. Na křížové desce 47 je veden nosič 53 nástrojového systému a na něm • · · «· · · · «Giant. 14 shows the following four basic variants of machine guidance, seismically balanced in the first and second coordinate directions: the tool system carrier 53, each carrying the tool system 54 and the workpiece system carrier 51, each carrying the workpiece system 52. The workpiece system 52 is moved in the second coordinate direction along the support 51 of the workpiece system. The tool system carrier 53, each carrying the tool system 54 and the workpiece system carrier 51, each carrying the workpiece system 52, are separately guided in the first coordinate direction on a cross-plate 47 supporting device which is always guided in the second coordinate direction to the stationary base parts 2. The tool system 54 is moved along the carrier 53 of the tool system in the second coordinate direction. A carrier 53 of the tool system is guided on the cross plate 47 and on it a crossbar 47 is provided.

-20je veden nosič 51 obrobkového systému. Obrobkový systém 52 se v druhém souřadném směru posouvá po nosiči 51 obrobkového systému. Na nehybné základní části 2 je veden nosič 51 obrobkového systému a na něm je veden nosič 53 nástrojového systému. Nástrojový systém 54 se v druhém souřadném směru posouvá po nosiči 53 nástrojového systémuThe carrier 51 of the workpiece system is guided. The workpiece system 52 is moved in the second coordinate direction along the workpiece system carrier 51. A carrier 51 of the workpiece system is guided on the stationary base part 2 and on it a carrier 53 of the tool system is guided. The tool system 54 moves in the second coordinate direction along the tool system carrier 53

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Seimicky vyvážené výrobní zejména obráběcí stroje podle tohoto vynálezu se mohou dobře uplatnit všude tam, kde je požadováno přesné číslicové ovládání velkých hmot při vysokých hodnotách rychlostí a zrychlení. To je oblast dnes nastupujících vysokorychlostních obráběcích strojů s rychlou dynamikou posuvů. Tyto stroje jsou dnes v rostoucí míře vybavovány lineárními přímými pohony, jejichž maximální posuvová síla je zejména u strojů větší velikosti omezujícím parametrem. Snížení požadavku na posuvové zrychlující síly, vyplývající z principu seismického vyvažování podle vynálezu znamená rozšíření aplikačních možností vysokorychlostních obráběcích strojů do oblasti větších a hmotnějších obrobků. Principielní eliminace rázů do základů podle vynálezu je neméně významným příspěvkem k řešení požadavků vysoké přesnosti při velkých zrychlujících a brzdných silách v pohonech posuvů těchto strojů.Seimically balanced production machine tools according to the invention can be used well where precise numerical control of large masses at high velocities and accelerations is required. This is the area of today's high-speed machine tools with rapid feed dynamics. These machines are now increasingly equipped with linear direct drives, whose maximum feed force is a limiting parameter, especially for larger machines. Reducing the requirement for feed acceleration forces resulting from the seismic balancing principle of the invention means extending the application possibilities of high-speed machine tools to the area of larger and heavier workpieces. The principal elimination of impacts to the foundations according to the invention is no less important contribution to solving the requirements of high precision at high accelerating and braking forces in the feed drives of these machines.

Claims (12)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Výrobní stroj, zejména obráběcí, u něhož vzniká vzájemným pohybem nástroje vůči obrobku, obsahující nehybnou základní část a alespoň jednu strojní skupinu s nosnými systémy pro alespoň jeden obrobek a alespoň jednu další strojní skupinu s nosnými systémy pro alespoň jeden nástroj, vyznačující se tím, že jedna strojní skupina (20) o celkové hmotnosti MW sestávající z nosiče (51) obrobkového systému o hmotnosti ma a na něm neseného obrobkového systému (52) o hmotnosti mb pro alespoň jeden obrobek a další strojní skupina (21) o celkové hmotnosti MT sestávající z nosiče (53) nástrojového systému o hmotnosti mc a na něm neseného nástrojového systému (54) o hmotnosti md pro alespoň jeden nástroj jsou posuvně uloženy vzhledem k nehybné základní části (2) alespoň v prvním souřadném směru a jsou vzájemně spojeny alespoň jedním akčním členem (22) pohonu posuvu pro řízení jejich vzájemné polohy alespoň v prvním souřadném směru nezávisle na poloze kterou zaujímá společné těžiště jejich hmot MW a MT vzhledem k nehybné základní části (2).A production machine, in particular a machine tool, in which a tool is moved relative to a workpiece by mutual movement, comprising a stationary base part and at least one machine group with support systems for at least one workpiece and at least one other machine group with support systems for at least one tool. that one machine group (20) with a total mass of MW consisting of a workpiece system (51) with a mass of ma and a supported workpiece system (52) with a mass of mb for at least one workpiece and another machine group (21) with a total mass of MT comprising a tool system support (53) of mass mc and a tool system (54) supported thereon having mass md for at least one tool are displaceably mounted relative to the stationary base part (2) at least in the first coordinate direction and connected to each other by at least one action a displacement drive member (22) for controlling their relative position at least in a first coordinate direction independently of the position occupied by their common center of gravity and mass MW MT relative to the stationary base part (2). 2. Výrobní stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jedna ze strojních skupin (20), (21) je opatřena akčním členem (23) korekčního zařízení prvního souřadného směru a k němu přiřazeným výpočtovým členem (24) pro udržování odchylky polohy společného těžiště hmot MW a MT od požadované polohy tohoto těžiště v prvním souřadném směru ve stanovených mezích za chodu stroje.Production machine according to claim 1, characterized in that at least one of the machine groups (20), (21) is provided with a first coordinate direction correction actuator (23) and a calculation member (24) associated therewith to maintain a common position deviation the center of gravity of the masses MW and MT from the required position of this center of gravity in the first coordinate direction within specified limits while the machine is running. 3. Výrobní stroj podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že akční člen (23) korekčního zařízení je opatřen výpočtovým členem (24) pro opakované vyhodnocování poměru aw/at skutečných zrychlení hmot MW a MT náhradou za neznámý poměr MT/MW jejich hmotností.Production machine according to claims 1 and 2, characterized in that the correction device actuator (23) is provided with a calculation element (24) for repeated evaluation of the aw / at ratio of the actual accelerations of the MW and MT masses. weight. 4. Výrobní stroj podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že strojní skupiny (20) a (21) o hmotnostech MW a MT jsou posuvně pohyblivé ve dvou souřadných směrech a jsou přitom neseny na nosném zařízení pro eliminaci jejich úhlových pohybů oproti nehybné základní části (2).Production machine according to claims 1 and 2, characterized in that the machine groups (20) and (21) of the masses MW and MT are movable in two coordinate directions and are supported on a support device to eliminate their angular movements relative to the stationary basic parts (2). -225. Výrobní stroj podle nároku 4, vyznačující se tím, že nosné zařízení pro eliminaci úhlových pohybů strojních skupin (20) a (21) oproti nehybné základní části (2) je provedeno jako křížová deska (47) o hmotnosti m3, vedená v druhém souřadném směru posuvným vedením (48) na základní nehybné části (2) a vybavená alespoň jedním posuvným vedením pro posuv alespoň jedné ze strojních skupin (20), (21) v prvním souřadném směru.-225. Production machine according to claim 4, characterized in that the support device for eliminating the angular movements of the machine groups (20) and (21) relative to the stationary base part (2) is designed as a cross plate (47) weighing m3, guided in the second coordinate direction a sliding guide (48) on the base stationary part (2) and provided with at least one sliding guide for moving at least one of the machine groups (20), (21) in the first coordinate direction. 6. Výrobní stroj podle nároků 1, 2 a 4, vyznačující se tím, že nástrojový systém (54) o hmotnosti md je posuvně veden ve druhém souřadném směru na nosiči (53) nástrojového systému o hmotnosti mc a je s ním spojen posuvovým akčním členem (45) pro protisměrné akční a reakční silové působení ve druhém souřadném směru mezi nástrojovým systémem (54) o hmotnosti md a ostatními členy (53), (52), (51) a (47) o hmotnostech mc, mb, ma a m3, které jsou stejně jako nástrojový systém (54) posuvně uloženy oproti nehybné základní části (2) v druhém souřadném směru.Production machine according to claims 1, 2 and 4, characterized in that the tool system (54) of mass md is displaceably guided in the second coordinate direction on the tool system carrier (53) of mass mc and is connected thereto by a displacement actuator (45) for counter-directional action and reaction forces in the second coordinate direction between the tool system (54) of mass md and the other members (53), (52), (51) and (47) of masses mc, mb, ma and m3 which, like the tool system (54), are displaceably mounted relative to the stationary base part (2) in the second coordinate direction. 7. Výrobní stroj podle nároků 1, 2 a 4, vyznačující se tím, že obrobkový systém (52) o hmotnosti md je uložen posuvně ve druhém souřadném směru na nosiči (51) obrobkového systému o hmotnosti mc a je sním propojen posuvovým akčním členem (45) pro protisměrné akční a reakční silové působení ve druhém souřadném směru mezi obrobkovým systémem (52) o hmotnosti md a ostatními členy (51), (53), (54) a (47) o hmotnostech ma, mc, md a m3, které jsou stejně jako obrobkový systém (52) posuvně uloženy oproti nehybné základní části (2) v druhém souřadném směru.Production machine according to claims 1, 2 and 4, characterized in that the workpiece system (52) of mass md is displaceable in the second coordinate direction on the workpiece system (51) of mass of mc and is connected thereto by a displacement actuator (52). (45) for counter-directional action and reaction forces in the second coordinate direction between the workpiece system (52) of mass md and the other members (51), (53), (54) and (47) of masses ma, mc, md and m3; which, like the workpiece system (52), are displaceably mounted relative to the stationary base part (2) in the second coordinate direction. 8. Výrobní stroj podle nároků 1, 2, 4, 5 a 6, vyznačující se tím, že křížová deska (47) je opatřena akčním členem (50) korekčního zařízení druhého souřadného směru a k němu přiřazeným výpočtovým členem (56) pro udržování odchylky polohy společného těžiště členů (54), (53), (52), (51) a (47) o celkové hmotnosti (md + mc + mb + ma + m3) od požadované polohy tohoto těžiště ve druhém souřadném směru ve stanovených mezích za chodu stroje.Production machine according to claims 1, 2, 4, 5 and 6, characterized in that the cross plate (47) is provided with an actuator (50) of the second coordinate direction correction device and associated calculation member (56) for maintaining the position deviation a common center of gravity of the members (54), (53), (52), (51) and (47) of a total mass (md + mc + mb + ma + m3) from the desired center of gravity position machinery. • · · ·• · · · -239. Výrobní stroj podle nároků 1, 2, 4 a 5, vyznačující se tím, že nosič (51) obrobkového systému a nosič (53) nástrojového systému jsou v prvním souřadném směru alespoň v jednom vedení posuvně uloženy na křížové desce (47).-239. Production machine according to claims 1, 2, 4 and 5, characterized in that the workpiece system carrier (51) and the tool system carrier (53) are displaceably supported on the cross plate (47) in the first coordinate direction in at least one guide. 10. Výrobní stroj podle nároků 1, 2, 4 a 5, vyznačující se tím, že nosič (51) obrobkového systému je v prvním souřadném systému posuvně uložen alespoň v jednom vedení na křížové desce (47) a nosič (53) nástrojového systému je v prvním souřadném směru posuvně uložen alespoň v jednom vedení na nosiči (51) obrobkového systému.Production machine according to claims 1, 2, 4 and 5, characterized in that in the first coordinate system the workpiece system carrier (51) is displaceably supported in at least one guide on the cross plate (47) and the tool system carrier (53) is in the first coordinate direction, it is displaceably supported in at least one guide on the support (51) of the workpiece system. 11. Výrobní stroj podle nároků 1, 2, 4 a 5, vyznačující se tím, že nosič (53) nástrojového systému je v prvním souřadném systému posuvně uložen alespoň v jednom vedení na křížové desce (47) a nosič (51) obrobkového systému je v prvním souřadném směru posuvně uložen alespoň v jednom vedení na nosiči (53) nástrojového systému.Production machine according to claims 1, 2, 4 and 5, characterized in that the tool system carrier (53) in the first coordinate system is displaceably supported in at least one guide on the cross plate (47) and the workpiece system carrier (51) is in the first coordinate direction, it is displaceably supported in at least one guide on the tool system carrier (53). 12. Výrobní stroj podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že strojní skupina (20) a další strojní skupina (21) jsou posuvně uloženy vzhledem k nehybné základní části (2) pouze v prvním souřadném směru přičemž nosič (51) obrobkového systému a nosič (53) nástrojového systému jsou v prvním souřadném směru posuvně uloženy alespoň v jednom vedení na nehybné základní části (2).Production machine according to claims 1 and 2, characterized in that the machine group (20) and the other machine group (21) are displaceably supported relative to the stationary base part (2) only in the first coordinate direction, wherein the workpiece system carrier (51) and the tool system carrier (53) in the first coordinate direction is displaceably supported in the at least one guide on the stationary base part (2). 13. Výrobní stroj podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že strojní skupina (20) a další strojní skupina (21) jsou posuvně uloženy vzhledem k nehybné základní části (2) pouze v prvním souřadném směru přičemž nosič (51) obrobkového systému je posuvně uložen alespoň v jednom vedení na nehybné základní části (2) a nosič (53) nástrojového systému je posuvně uložen alespoň v jednom vedení na nosiči (51) obrobkového systému.Production machine according to claims 1 and 2, characterized in that the machine group (20) and the other machine group (21) are displaceably supported relative to the stationary base part (2) only in the first coordinate direction, wherein the workpiece system carrier (51) is slidably mounted in the at least one guide on the stationary base part (2) and the tool system carrier (53) is slidably mounted in the at least one guide on the workpiece system carrier (51). 14. Výrobní stroj podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že strojní skupina (20) a další strojní skupina (21) jsou posuvně uloženy vzhledem k nehybné základní části (2) pouze v prvním souřadném směru přičemž nosič (53) nástrojového systému je posuvně uložen alespoň v jednom vedení na nehybné základní části (2) a nosič (51) obrobkového systému je posuvně uložen alespoň vjednom vedení na nosiči (53) nástrojového systému.Production machine according to claims 1 and 2, characterized in that the machine assembly (20) and the other machine assembly (21) are displaceably supported relative to the stationary base part (2) only in the first coordinate direction, wherein the tool system carrier (53) is displaceably mounted in at least one guide on the stationary base part (2) and the workpiece system carrier (51) is displaceably mounted in at least one guide on the tool system carrier (53).
CZ20020139A 2002-01-11 2002-01-11 Manufacturing machine, in particular machine tool CZ298615B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20020139A CZ298615B6 (en) 2002-01-11 2002-01-11 Manufacturing machine, in particular machine tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20020139A CZ298615B6 (en) 2002-01-11 2002-01-11 Manufacturing machine, in particular machine tool

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2002139A3 true CZ2002139A3 (en) 2003-08-13
CZ298615B6 CZ298615B6 (en) 2007-11-28

Family

ID=27674294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20020139A CZ298615B6 (en) 2002-01-11 2002-01-11 Manufacturing machine, in particular machine tool

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ298615B6 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012101979B4 (en) 2012-03-08 2018-02-15 Technische Universität Dresden Method and device for generating a relative movement
CZ2012566A3 (en) * 2012-08-22 2013-10-30 CVUT v Praze, Fakulta strojní Device to reduce transfer of forces to a frame from two parts acting with force on each other

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4236172A1 (en) * 1992-10-27 1994-04-28 Heidelberger Druckmasch Ag Process for machining a workpiece
DE4307482A1 (en) * 1993-03-10 1994-09-22 Max Rhodius Gmbh Machine tool
FR2715336B1 (en) * 1994-01-24 1996-04-12 Helis Sa Large capacity machine tool with mobile structure.
DE69619789T2 (en) * 1995-09-28 2002-08-29 Rikagaku Kenkyusho High speed machining of dies and ultra high speed milling machine
DE10019669C2 (en) * 2000-04-19 2003-06-12 Starragheckert Gmbh Process and machine tool for machining workpieces

Also Published As

Publication number Publication date
CZ298615B6 (en) 2007-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1724054B1 (en) Counterbalance moving device for a machine tool
US6059703A (en) Device with at least one movement unit
EP1838486B1 (en) Laser machine tool having a y sliding structure with mass balancing means
WO1995009715A1 (en) Machine tool apparatus and linear motion track therefor
KR101430047B1 (en) Saddle for gantry roader and the gantry roader using the same
KR20220034118A (en) Machine tool and method for generating by generating method a rotating part having a grooved profile
EP3683009B1 (en) Horizontal machining centre
CZ2002139A3 (en) Manufacturing machine, in particular machine tool
CZ12114U1 (en) Machine, particularly machine tool
JP2007075902A (en) Axis feed device of machine tool
CN110860911B (en) machine tool
CN113458806A (en) Mobile machine tool
EP1218804B1 (en) Method and device for correcting tool position errors in machine tools
RU2654120C1 (en) Method of correction of cutting tool position on cutting machine with cnc
JP2017052042A (en) Portal type machine tool
EP1312441A1 (en) Machine tool
CN110007644A (en) A kind of processes composition error modeling method
JP3646562B2 (en) Numerical controller
US20230201931A1 (en) Machine tool and method
CN220560901U (en) High-precision horizontal machining center
CZ12475U1 (en) Portal-type numerically controlled machine tool
JP2024029974A (en) Machine tool with gantry loader
CZ299124B6 (en) Parallel positioning mechanism, particularly for metal cutting and/or handling and/or measuring
RU91917U1 (en) DEVICE FOR INCREASING RIGIDITY OF THE BACK OF THE PRECISION MACHINE
Guan et al. An Approach for Application of Drive at Center of Gravity in a Vertical Machining Center

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20120111