专利名称：机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于驱动在一机床中的一主轴安装滑座的一装置。本发明尤其涉及关于一滑座的驱动的平衡重量装置，在一机床中该滑座装有一主轴安装头，该滑座由一框架支承和由诸直线电动机控制，这些电动机驱动刀具沿一根或多根轴线运动。
背景技术：
在现有技术中已知的某些自动机床包括一直线电动机，该电动机提供至少安装滑座的垂直驱动。该直线电动机包括一转子和一定子，转子也称为主要件或简单称为“主要的”，定子也称为次要件或简单称为“次要的”。该主要件与安装滑座成为一体，次要件与滑座的垂直导轨成为一体。
实验表明如果安装头和滑座组件的整个重量变化时，例如在为调换刀具或保养期间拆卸安装头时，在上述类型的现有的机床中，平衡重量装置不能有效平衡安装头和滑座组件。
对于不能产生很大的驱动功率、尤其是用于沿垂直轴线运动的直线电动机，就感到这问题很强烈。
这样，当调换刀具安装头时，直线电动机不能例如补偿由于安装头的拆去而造成的重量的突然下降，这是因为安装头重到甚至大于电动机自身能够产生的动力。
发明内容
本发明的目的是通过提供用于驱动一主轴安装滑座的一装置克服上述缺点，该装置装有一平衡重量装置，该平衡重量装置甚至在安装头和滑座组件的重量变化时能够有效地平衡该组件。
因此，本发明提供一机床，该机床包含至少一个工作组件，该工作组件包括一安装滑座和一主轴安装头，所述组件基本沿一指定轴线沿纵向延伸和被至少一直线电动机沿平行于所述轴线的一方向、相对于在相对所述方向的一固定位置中安装的一滑轨驱动，工作组件连接于平衡重量装置，该机床的特点在于平衡重量装置包括用于补偿该组件重量的装置。
参照上述目的，本发明的技术特点清楚地叙述在权利要求书中，从参照附图的下列详细叙述可知它的优点，附图示出了一较佳实施例，该实施例仅仅用来举例而不是限制本发明构思的范围。
图1是按照本发明一机床的示意立体图；图2是图1所示机床的一部分的示意侧视图，它示出了处在一升高操作位置的部分。
具体实施方式
参阅图1，标号“1”表示安装在一基座2上的一整台数控型自动机床。机床1装备有一操作部件3，该部件能在三维空间内沿笛卡尔坐标系统的直线轴线X、Y和Z移动。如图2所示，操作部件3包括装有一主轴头5的一安装滑座4，主轴头5安装有一主轴6，主轴6将旋转切削运动传送到一普通切削工具(未示出)。
在滑座4的下端4a安装主轴头5，主轴头5又安装有主轴6，上述切削工具(未示出)安装于主轴6。滑座4和主轴安装头5一起构成一工作组件7，该组件基本沿一纵向轴线T延伸和能够沿平行于Y轴线的一垂直方向移动。
滑座4由一滑轨8支承并引导以沿垂直方向运动。该滑轨8相对于垂直方向″V″安装在一固定位置中，并沿着方向″V″沿纵向延伸。
滑座4由一直线电动机9驱动，该电动机包括一主要件或转子件和一次要件或定子11。
再参阅图2，主要件或转子10安装和连接在滑座4的与上述下端4a相对的上端4b上。
次要件或定子11沿滑轨8的整个长度沿纵向延伸，并与滑轨结合成一体。
按照直线电动机的已知操作原理，主要件10和次要件12被定位成彼此相对，并由一适当的空气隙12相互分开。
滑座4由适当的滑动导向装置支承并在它的沿方向X的垂直运动中被引导，该滑动导向装置在滑座4和滑轨8之间形成一滑动配合，所述滑动导向装置是普通型式，因此没有示出。
如图2所示，滑座4装备有一平衡重量装置13，用于在滑座4沿方向″V″在滑轨8内迅速运动期间平衡该滑座。平衡重量装置13基本包括一弹性件14和一柔性传送件15，该柔性传送件将滑座4连接于弹性件14。
弹性件14装在一管状壳体16内，该管状壳体16与支承滑座4的滑轨8构成一体，该弹性件14包括固定于一杆18的一活塞17。在压缩步骤(图中未示出)中，随着滑座4的下降活塞17穿过一相应的缸体19，以形成滑座4的第一下端位置，在该位置弹性件14被加载。
活塞17的上表面17a和缸体19形成一第一平衡室31，该室的体积随杆18和缸体内的活塞17的位置的变化而变化。
弹性件14的结构和工作为大家所熟知，因此不再详细叙述。
利用与上方第一表面17a相对的它的下方第二表面17b，活塞17形成在缸体19内的一第二平衡室32。该第二平衡室32位于缸体内，在活塞17的与第一平衡室31相对的侧面上。
有利地，柔性传送件15由一滚子链20组成，它的第一端21固定于滑座4的顶部4b，它的第二端22固定于一可调节的固定件23，该固定件与管状壳体16构成一体。
滚子链20的传送装置24包括两个普通链轮，即，在顶部的一第一链轮25和在底部的一第二链轮26，该传送装置24形成了在滑座4沿方向“V”运动期间它所处的两个工作位置之间的链条20运动的指定路径。上链轮25自由地在由一托架28支承的一销轴27上转动，托架28连接于与滑轨28构成一体的管状管体16，同时下链轮26自由地在由一相应托架30支承的一销轴29上转动，托架30连接于弹性件14的活塞17。
平衡重量室32与在压力下将一流体34，有利地是油，供入室32用的一回路33相连。
回路33包括用于液体34的一蓄能器35、一伺服阀36、一泵31、一比例阀38、用于排放和收集液体34的一油箱39和用于将来自蓄能器35的液体直接排放到油箱39内的一旁路阀40。
机床1还包括用于驱动回路33的一计算机控制单元41，该控制单元41可操作连接于伺服阀36、比例阀38、旁路阀40和滑座41。
在机床1的工作期间，包括滑座4和主轴安装头5的工作组件7沿方向″V″朝向和离开面向主轴6的工件(未示出)迅速运动。
从图2所示的位置开始，当工作组件7向下移动到垂直固定滑轨8之下的一位置时，链条20被张紧，作为由链轮25、26所进行的传送效果，对弹性件14加压，从而迫使活塞18穿过缸体19。
如图2所示，而当滑座4相对滑轨8到达它的上端位置时，释放由弹性件14所积聚的弹性势能的动作通过链轮25、26保持链条20被张紧。
在机床1的正常工作周期中，直线电动机9沿Z轴线驱动安装在滑座4上的主轴安装头5，弹性件14所积聚的弹性势能平衡由滑座4和主轴安装头5形成的工作组件7的重量所产生的势能。
这样，当工作组件7必须沿Z轴线运动时，直线电动机不必克服滑座4和主轴安装头5的全部实际重量，这是因为弹性件14通过平衡该重量显著降低了需要移动的实际重量。
换言之，弹性件14平衡了工作组件7，也就是滑座和主轴安装头5的重量。
当调换主轴安装头5时，例如当生产要求转换为另一加工时，因为在转换操作期间没有安装构成为整个重量的相当大一部分的主轴安装头5，所以工作组件7构成的系统不平衡。在这方面，重要的是注意直线电动机9由于它的性质不能产生很大的、尤其是为沿Z轴线的垂直运动所需驱动功率。
从而当调换工具头时，直线电动机9不能补偿工作组件7的重量的突然减少，不能适当抵抗弹性件14所产生的弹性力。
当主轴安装头5从滑座4拆下时，回路33以某一压力迫使液体34进入第二平衡重量室32。压力液体34作用在活塞17的下表面17b上，因此一被限定的力F作用在杆18上，该力基本上等于先前由主轴安装头5所施加的重力。
没有压力液体34的补偿作用，活塞17将按箭头“F”的方向向后运动，使滑座4沿方向“V”突然向上运动，这样会造成一危险情况。
由回路33的计算机控制单元41驱动比例阀38，以根据滑座4沿方向“V”的当前位置，保持第二平衡重量室32内的压力为一预定值。
换言之，由计算机控制单元41驱动伺服阀36和比例阀38，以输送或排出液体进入和走出第二平衡重量室32，从而增加或降低该室内的压力。
这样，在机床1的正常工作周期内，形成弹性件14的第一平衡室31在活塞17的上表面17a上施加一限定的压力，同时蓄能器在第二平衡重量室32保持一较低的压力，从而没有力通过活塞17的下表面17b施加于杆18。
而当为了调换从工作组件7卸一主轴安装头5时，活塞17不再由组件7的重量平衡，并趋向于以箭头“F”的方向在缸体19内移动。为防止这移动，从油箱39抽出液体34，由泵37通过伺服阀36泵入第二室。
然后第二室内的压力通过驱动比例阀38达到预定的所需值。
比例阀38打开出口，流体32通过该出口从室32排到油箱，这操作是由单元41电子控制的。
有利地，在例如图2所示的一回路中，伺服阀36包括由螺线管电气控制的一普通四通三位分配器。用于输送和控制液体34的回路33和第二平衡重量室32一起构成了补偿工作组件7的重量用的装置42。
权利要求1.包括至少一个工作组件(7)的一台机床，该工作组件包括一安装滑座(4)和一主轴安装头(5)，所述组件(7)基本上沿一轴线(T)沿纵向延伸和沿平行于所述轴线(T)的一方向(V)、相对于在相对所述方向(V)的一固定位置安装的滑轨(8)被至少一直线电动机(9)驱动，工作组件(7)连接于一平衡重量装置(13)，该机床的特征在于该平衡重量装置(13)包括补偿该组件(7)的重量用的装置(42)。
2.按照权利要求1的机床，其特征在于，平衡重量装置(13)包括用于至少沿方向(V)返回组件(7)的一弹性件(14)，该弹性件(14)与补偿装置(42)相结合而工作。
3.按照权利要求2的机床，其特征在于，弹性返回件(14)包括一活塞(17)和一缸体(19)，在该缸体内形成了一第一平衡室(31)，补偿装置(42)包括一第二平衡重量室(32)。
4.按照权利要求3的机床，其特征在于，第二平衡重量室(32)位于缸体(19)内，在活塞(17)的与第一平衡室(31)相对的一侧上。
5.按照权利要求3或4的机床，其特征在于，补偿装置(42)包括用于在压力下输送和控制液体(34)进入第二平衡重量室(32)的一回路(33)。
6.按照权利要求5的机床，其特征在于，输送和控制回路(33)包括用于调节在第二平衡重量室(32)内的液体(34)的压力的一比例阀(38)。
7.按照权利要求5或6的机床，其特征在于，它包括用于驱动回路(33)的一计算机控制单元(41)。
专利摘要在包括由一直线电动机沿一垂直方向在一滑轨内驱动的一主轴安装头的一自动机床中，滑座装备有包括一缸体的一平衡重量装置，一活塞在缸体内滑动。缸体和活塞形成一第一平衡室和一第二平衡重量室，第二平衡重量室连接于用于在压力下输送液体的一回路。
文档编号B23Q5/22GK2666597SQ0326238
公开日2004年12月29日 申请日期2003年6月19日 优先权日2002年6月21日
发明者M·费拉里, A·格拉纳塔, B·斯基亚维 申请人:Jobs股份公司