专利名称：机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机床，该机床设有移动式横梁，活动立杆或活动的龙门式结构。
本发明尤其涉及一种用于驱动机床中横梁的装置，该横梁安装在机架上，并且横梁上安装有机加工装置。
在某些机械工程工业，如汽车工业和航空工业中，待机械加工的部件可能极大，所用的自动机械必须设计成体积庞大的工件。由于这个原因，现有的自动机床或组合加工中心机床设有两个平行的纵向导轨，每个导轨都由相应的立杆支承。对工件进行机械加工的操作装置安装在横梁上，横梁在导轨中运行。
在已知的这种机床中，在纵向导轨上运行的滑动式横梁用机械传动装置驱动，该机械传动装置将每个横梁定位在进行机械加工工件的位置处，并且驱使横梁移动从而形成机加工装置的进给运动。
一般用于驱动滑动式横梁的机械装置，例如，带有齿条齿轮机构或循环滚珠丝杠的装置具有某些缺点。其中一个缺点是横梁沿导轨的运动比较缓慢。这种缓慢运动导致了较长的起动响应时间，并且机械部件的体积和重量也会对加速度产生影响。上述机械驱动装置的另一个缺点是，由于滑动横梁的体积和重量使得加在导轨上的摩擦力很大，这导致机械部件的过热和磨损。现有机械驱动装置的再一个缺点是，它们需要经常调节，以便减少测量误差，该测量误差是由于横梁在纵向导轨中行进过长而造成的。
本发明的目的是提供一种机床，该机床具有克服上述缺点的移动式横梁。
因此，本发明提供一种机床，该机床包括两个平行的纵向导轨，这两个纵向导轨在第一主方向上延伸，两个基本上平行的横梁在第二方向上延伸，该第二方向基本上垂直于纵向导轨的第一主方向，横梁上安装有相应的机加工装置并在导轨中朝第一方向运行。该机床的特征是线性电动机驱动横梁在导轨中运动。
现在参照
本发明，其中图1是按照本发明所述机床的示意透视图；图2是前视图，同时将图1所示的机床的某些部件切去，以便更好示出另一些部件；图3是后视图，同时将图1所示的机床的某些部件切去，以便更好示出另一些部件；图4，5，6和7是用比前面的各图小的比例，示出图1的机床处于4种不同工作状态的示意平面图；图8是图7所示机床的一种可供选择结构的示意平面图；图9和10是图5所示机床的两种可供选择结构的示意平面图；图11是按照本发明所述机床第二实施例的示意透视图。
参见图1和11，标号100作为一个整体代表一台自动化机床，该机床包括两个结构1，1′，它们安装各自的机加工装置4，5。具体地说，在图1中，结构1，1′是两个横梁2和3，而在图11中，它们是两个立杆2′，3′。
在两种情况下，机加工装置4，5可以沿着各自的笛卡尔参照系的三个线性轴X、Y和Z在三维空间中运动。
如图1所示，机加工装置4，5每个都设有一个滑块6，7，滑块6，7分别安装在图2和3所示的夹具主轴8，9上，上述机加工装置4，5都是常见式样，因此未详细示出。滑块6，7与支承元件10，11滑动式连接，在支承元件10，11中，滑块6，7沿方向Z运动。
支承元件10，11可以通过普通的传动装置在方向Y上相对于各自的横梁2，3运动，对该传动装置不作更详细说明。
两个横梁2和3在各自的主方向D1，D2上延伸，该主方向D1，D2基本上平行于笛卡尔参照系的Y轴。
两个横梁2，3由两个纵向导轨12，13支承在主方向D3上延伸，主方向D3基本上平行于导轨12，13的X轴方向，导轨12，13由数个立柱14支承。
各立柱14具有各自的下端15和各自的上端17，下端15连接到机床100的底座16上，而各自的上端17连接到纵向导轨12，13上。
横梁2，3可以沿方向D3在纵向导轨12，13中滑动，以便根据自动机床加工工件的需要驱动机加工装置4，5。
如图1所示，机床100包括两个数据控装置40，41，用于控制安装在横梁2，3上的机加工装置4，5，以完成所需要的机加工操作。装置40，41位于D3方向上彼此相对的两个立柱14处。
每个控制装置40，41可以通过特殊的软件程序，以便使各自的机加工装置4，5完成规定的操作顺序。尤其是，控制装置40专门用在位于第一横梁2上的机加工装置4上，而控制装置41可以根据预定的工作模式，或是只控制位于第二横梁3上的机加工装置5，或是同时控制两个机加工装置4，5。
如图2所示，第一横梁2在方向D3上由两个线性电动机18，19驱动。两个线性电动机18，19其中每个都包括一个主构件或转子20和一个副构件或定子21。
两个主构件20在其两个相对端22，23处与第一横梁2合为一体。
两个副构件21设有两个相互平行的滑槽24，25，每个滑槽都沿着纵向导轨12或13延伸。
如图3所示，第二横梁3，象第一横梁2一样，在D3方向上由两个线性电动机26，27驱动。两个线性电动机26，27的其中每个都包括一个主构件或转子28和一个副构件或定子29。
两个主构件28在其两个相对端30，31处与横梁3合为一体。
两个副构件29设有两个相互平行的滑槽32，33，每个滑槽沿着纵向导轨12或13延伸并且与横梁2的滑槽24，25平行。这样，在同一纵向导轨12，13中运行的两个对应的线性电动机18，26，19，27之间不产生干扰。每个电动机18，19，26，27的对应的主构件20，28和副构件21，29彼此相对设置，并按照线性电动机已知的工作原理用一合适的气隙34分开。线性电动机18，19，26，27构成电动机装置，它们作为整体用M表示。
此外，每个横梁2，3还设置了用于使横梁2，3在纵向导轨12，13中滑动的装置，该装置在附图中用38标出。装置38是常用滑动装置，因而没有作进一步说明，装置38应设计成使主构件20，28和副构件21，29之间的气隙34保持一恒定值。
参见图11，机床100的机加工装置4，5安装在移动式立杆2′，3′上，而不是安装在横梁2，3上。图11所示机床100的另一些元件与图1-10已说明的那些元件在形状和功能上都相同。为了方便起见，这些元件都标上与图1-10中那些元件相同的标号。
在图4所示的工作状态中，安装在相应横梁2，3上的机加工装置4，5对位于两个分开的工作区内的工件35，36上进行不同的操作。
在这第一工作状态中，机床100可以在不同的工件35，36上完成不同的加工操作。换句话说，两个机加工装置4，5可以象两台独立的机床操纵不同的部件那样进行工作。
因此，控制装置40控制第一横梁2上的机加工装置4并起动第一部件工作程序，而控制装置41控制第二横梁3上的机加工装置5并起动第二部件工作程序，该第二部件工作程序与机加工装置4的第一部件工作程序不同。
在图5中，安装在横梁2，3上的机加工装置4，5在两个同样的工件35上完成相同的加工操作。
在这第二工作状态中，机床100能同时在两上相同的工件35上以基本上同步的方式完成相同的加工操作，因此与只用一个机加工装置的机床相比，机床100的生产率提高一倍。换句话说，控制装置41起动一个部件工作程序同时控制横梁2和3上的机加工装置4，5，而控制装置40保持待命状态。
在图6中，安装在机床100的两个横梁2，3上的机加工装置4，5在同一工件37上完成不同的加工操作。
在这第三工作状态中，机床100能同时完成不同的加工操作，此时，机床将连续地完成这些不同的加工操作。由于能在机加工装置4，5上同时使用两个不同的工具，所以减少了加工时间。
因此，如上所述，控制装置40控制第一横梁2上的机加工装置4并运行第一部件工作程序，而控制装置41控制第二横梁3上的机加工装置5并运行第二部件工作程序，第二部件工作程序与第一部件工作程序不同。
在图7中，安装在机床100两个横梁2，3上的两个机加工装置4，5，在单个工件37上完成相同的加工操作，工件37有两部分37a，37b，这两部分37a和37b相对于平行于方向D3的对称轴S是对称的。
在这第四工作状态中，机床100能同时进行相同的加工操作，机床将按顺序完成相同的加工操作。
另外，如上述第三工作状态中那样，控制装置41通过运行一个部件工作程序同时控制横梁2，3上的机加工装置4，5。
工件37对称轴S的方向是可改变的，图8中所示的工作状态与图7所述的工作状态类似，此处对称轴S垂直于方向D3。
如图9所示并参见图5所示的第二工作状态，机床100使两个横梁2和3上的两个机加工装置4，5能在两个相同的工件35上完成同步加工操作，这两个工件35在纵向上尤其是在方向D3上延伸并相对方向D3本身对称设置。
参见图10，机床100使横梁2，3上的两个机加工装置4，5在两个相同的工件35上完成同步加工操作，这两个工件相对平行于方向D1的轴线S1对称设置。
用线性电动机18，19，26，27来驱动两个横梁2，3大大简化了机床100的结构和操作，同时在运行费和维修费方面具有明显的优点。
值得一提的是机床100设有一个防撞程序，该程序设定在控制装置40，41其中之一中。该程序的设定可以防止机加工装置4，5的碰撞。该碰撞是由于程序或其他错误，引起机加工装置4，5沿D1、D2、D3方向的运动所造成的。
在这种情况下，防撞程序通过用普通传感器监测两个机加工装置4，5的瞬时工作位置，使机加工装置4，5的相对运动停止，并且，如有必要，发出可见和/或可听到的报警信号，以便使操作人员纠正这一错误。
在图11所示的机床100中，机加工装置4，5安装在支杆2′，3′上。在这个实施例中，机床100用与设有活动横梁2，3的机床100相同的方式工作。尤其是，它的工作模式与图4-10所述的那些相同，对此不再赘述。
权利要求1.一种机床，包括至少两种结构(1，1′)，这两种结构(1，1′)安装相应的机加工装置(4，5)，机加工装置(4，5)可以在至少一个导轨(12，13)中运动，并且用电动机装置(M)驱动，导轨(12，13)在一主方向(D3)中延伸，其特征在于电动机装置(M)包括线性电动机(18，19，26，27)。
2.按照权利要求1所述的机床，其特征在于结构(1，1′)在相互独立的导轨(12，13)中滑动。
3.按照权利要求1所述的机床，其特征在于安装在结构(1，1′)上的机加工装置(4，5)可同时在至少两个不同的工件(35，36)上工作，并在它们上面完成两个不同的加工操作。
4.按照权利要求1所述的机床，其特征在于安装在结构(1，1′)上的机加工装置(4，5)，可同时在至少两个相同的工件(35)上工作并完成同样的加工操作。
5.按照权利要求1所述的机床，其特征在于安装在结构(1，1′)上的机加工装置(4，5)，可同时在一工件37上工作，并完成不同的加工操作。
6.按照权利要求1所述的机床，其特征在于安装在结构(1，1′)上的机加工装置(4，5)，在一个工件(37)上工作，工件(37)以对称轴(S)为界分为两个对称部分(37a，37b)，机加工装置(4，5)在两个对称部分(37a，37b)上同步完成相同的加工操作。
7.按照权利要求1所述的机床，其特征在于它包括至少一个设定程序的控制装置(40，41)，以便使机加工装置(4，5)完成规定的操作程序。
8.按照权利要求7所述的机床，其特征在于控制装置(40，41)设有一个防撞程序，以防止机床(100)加工工件(35，36，37)期间发生碰撞。
9.按照权利要求1所述的机床，其特征在于它包括两个平行的纵向导轨(12，13)，该纵向导轨(12，13)在第一主方向(D3)中延伸，结构(1，1′)包括两个基本上平行的横梁(2，3)，该横梁(2，3)在垂直于纵向导轨(12，13)第一主方向(D3)的第二方向(D1，D2)上延伸，横梁(2，3)安装相应机加工装置(4，5)并在导轨(12，13)中在第一方向(D3)上运行，线性电动机(18，19，26，27)驱动横梁在导轨中运行。
10.按照权利要求1所述的机床，其特征在于它包括两个平行的纵向导轨(12，13)，导轨(12，13)在第一主方向(D3)上延伸，结构(1，1′)包括两个平行的立杆(2′，3′)，该立杆(2′，3′)在第三垂直方向(D4)上延伸，该第三方向(D4)垂直于纵向导轨(12，13)的第一主方向(D3)，立杆(2′，3′)上安装相应的机加工装置(4，5)并在轨道(12，13)中朝第一方向(D3)上运行，线性电动机(18，19，26，27)驱动立杆在导轨中运行。
专利摘要自动机床(100)包括两个平行的纵向导轨(12，13)，该纵向导轨(12，13)由多个立在底座(16)上的立柱(14)支承，导轨(12，13)与两个平行的滑动横梁(2，3)连接，横梁(2，3)上安装相应的机加工装置(4，5)。线性电动机(18，19，26，27)驱动横梁在导轨(12，13)中运行。
文档编号B23Q5/22GK2539596SQ0220745
公开日2003年3月12日 申请日期2002年3月13日 优先权日2001年3月13日
发明者费拉里·莫里齐奥, 马萨里·卡洛 申请人:Jobs股份公司