用于机床的驱动系统以及具有这样的驱动系统的机床的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于机床的驱动系统，特别涉及一种用于金属板材机加工的机床的驱动系统，
[0002].具有包括至少一个驱动主轴的主轴结构；并且
[0003].具有两个主轴螺母，这两个主轴螺母能够借助于主轴结构沿着驱动主轴的纵向以同时纵向移动的方式移动。
[0004]本发明还涉及一种机床，尤其涉及一种用于金属板材机加工的机床，该机床具有加工工具和上述类型的驱动系统，该加工工具能够通过所述驱动系统被移动。
【背景技术】
[0005]通用类型的现有技术从文献EP2527058A1知晓。该参考文献涉及一种呈现用于加工工件、尤其金属片的冲压机形式的机床。冲压机由楔形齿轮致动，所述楔形齿轮包括两个驱动侧齿轮楔和两个工具侧齿轮楔。工具侧齿轮楔承载冲压工具。驱动侧齿轮楔的每个设置有呈主轴驱动部形式的驱动系统的主轴螺母。主轴螺母坐置在公共驱动主轴上并且每个具有驱动电机，通过所述驱动电机，所述主轴螺母能够沿着驱动主轴与驱动侧楔形齿轮一起地移动。驱动侧齿轮楔沿着驱动主轴且相对于工具侧齿轮楔同时地执行的相反运动由于驱动侧齿轮楔与工具侧齿轮楔的协作产生冲压工具的沿着驱动主轴的横向的运动，如果驱动侧齿轮楔同时且沿着驱动主轴的相同的方向移动，则驱动侧齿轮楔会沿着运动方向携带着工具侧齿轮楔、并通过这些工具侧齿轮楔携带着冲压工具。采用这种方式，冲压工具可以沿着驱动主轴定位。
[0006]冲压工具的无障碍工件加工和/或高加工准确性要求驱动侧齿轮楔的高定位准确性并且由此要求用来移动驱动侧齿轮楔的驱动系统的高定位准确性。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种具有高定位准确性的驱动系统。
[0008]本目的通过根据本发明权利要求1的驱动系统并通过根据本发明权利要求10的机床来实现。
[0009]在本发明中，主轴驱动部设置成用于机床的加工工具的驱动系统，所述主轴驱动部包括两个驱动主轴，主轴螺母坐置在两个驱动主轴中的每个上，所述主轴螺母能够沿着所关联的驱动主轴的纵向移动。两个驱动主轴在纵向上是静止的且能够被驱动器绕着主轴轴线旋转。位于每个驱动主轴的一纵向端处的固定轴承确保了驱动主轴的沿着驱动主轴的纵向的支撑。由于驱动主轴的旋转驱动以及在纵向上的静止，不需要与主轴螺母一起地移动的驱动电机以产生主轴螺母的纵向移动。由此，只有相对较小的质量必须在主轴螺母的纵向移动过程中移动。因此，在驱动主轴的纵向上没有由主轴螺母的质量惯性所导致的对主轴螺母的定位准确性的可观损失。
[0010]为了实现由两个主轴螺母执行的纵向移动的最佳同步，这两个驱动主轴必须呈现最一致的驱动性能可能性。根据本发明，这是通过具有相同长度且在它们的扭转刚度方以及在它们的轴向刚度方面具有相同结构的驱动主轴实现。驱动主轴的扭转刚度是驱动主轴在操作过程中产生的扭力的决定因素。驱动主轴的轴向刚度确定了它们在轴向载荷下的长度变化。轴向力可以施加在驱动主轴上，尤其通过主轴螺母施加在驱动主轴上。驱动主轴在轴向载荷下的扭矩和长度改变均与驱动主轴的长度成正比。为了驱动性能的一致性，根据本发明的驱动系统的驱动主轴还在它们的质量惯性矩方面、也即在它们的与它们运动旋转状态的变化相反的阻力方面结构上相同。在良好的近似上呈现完美的圆柱形的驱动主轴的质量惯性矩由它们的质量和它们的半径确定，其中，呈现完美圆柱形的驱动主轴的半径影响驱动主轴在轴向载荷(轴向刚度)下的扭转刚度和长度的变化。
[0011]本发明的根据独立权利要求1和10的具体实施例将从本发明的从属权利要求2至9以及11至16变得明显。
[0012]驱动主轴的对于主轴螺母的一致驱动性能还从下述事实得到:在主轴螺母的同步纵向移动开始时，坐置在驱动主轴上的主轴螺母与关联的驱动主轴的固定轴承之间的距离彼此匹配(本发明权利要求2)。
[0013]理想地，驱动主轴的主轴螺母与固定轴承的等距性在主轴螺母的沿着驱动主轴的纵向的纵向移动过程中被保持。为此，随着主轴螺母沿着相同方向执行纵向移动，驱动主轴的固定轴承布置在主轴螺母的同一侧上。在驱动主轴的固定轴承位于主轴螺母的相反侧上的情况下，如果主轴螺母沿着驱动主轴执行相反的纵向移动，主轴螺母与固定轴承的初始等距性就会被保持。在这两种情况的任一情况下，根据本发明的驱动系统的包括一个驱动主轴和一个主轴螺母的主轴驱动部的每个必须实施成:在它们的纵向移动过程中，主轴螺母以相同的速度沿着驱动主轴行进。
[0014]然而，在主轴螺母的同时纵向移动开始时所呈现的驱动主轴螺母的驱动主轴的主轴螺母的等距性与固定轴承的等距性的保持在主轴螺母的同时纵向移动过程中并非本发明的一个必不可少的特性。在主轴螺母在它们的同时纵向移动过程中相对于彼此移位仅仅相对较短的路径长度的情况下，驱动主轴的主轴螺母与固定轴承的等距性的保持宁可是可以忽略不计的。
[0015]根据本发明权利要求11，根据本发明的驱动系统设置在机床上，为了产生加工工具的运动，在该机床上，两个驱动侧楔形齿轮元件和两个工具侧楔形齿轮元件彼此协作。驱动侧楔形齿轮元件中的每个与驱动系统的主轴螺母中的一个连接，工具侧楔形齿轮元件中的每个与加工工具连接。
[0016]其主轴螺母在本发明的优选实施例中能够以同时但相反纵向移动的方式被驱动主轴移动的驱动系统(本发明权利要求3)在根据本发明的机床的优选实施例中用来沿着相反的方向驱动与主轴螺母连接的驱动侧楔形齿轮元件、并且由此用来借助工具侧楔形齿轮元件沿着驱动主轴(本发明权利要求12)的横向驱动加工工具。在采用这种方式产生横向运动的过程中，加工工具可以特别地实施工作冲程。
[0017]根据本发明的在权利要求4中描述的驱动系统的实施例的优选应用从本发明权利要求14变得明显。通过根据本发明的在本发明权利要求4中描述的驱动系统产生的沿着主轴螺母的相同方向的同时且纵向的运动根据本发明权利要求14用来沿着驱动主轴的纵向、与工具侧楔形齿轮元件一起地移动与主轴螺母连接的驱动侧楔形齿轮元件以及机床的与工具侧楔形齿轮元件连接的加工工具。加工工具的这样的纵向移动可以被执行，尤其用于相对于待加工的工件和/或相对于互补加工工具定位加工工具。
[0018]根据本发明权利要求5，根据本发明的驱动系统的特征在于主轴螺母沿着驱动主轴的横向以短距离紧密地设置在一起，并且甚至可沿着驱动主轴的横向彼此叠置。这允许根据本发明的驱动系统在沿着驱动主轴的横向的空间节约构造。
[0019]根据本发明的在权利要求13中描述的机床得益于根据本发明权利要求5的驱动系统的这一优点。与主轴螺母连接的驱动侧楔形齿轮元件在它们的沿着驱动主轴的纵向的同时纵向移动的开始时隔开。由此，驱动侧楔形齿轮元件可以从它们的起始位置以同时但相反纵向移动的方式移动至会聚，而无需驱动侧楔形齿轮元件在这种情况下经过彼此。这继而允许沿着驱动主轴的横向使得驱动侧楔形齿轮元件靠近彼此地布置，并且甚至使得驱动侧楔形齿轮元件沿着驱动主轴的横向彼此重叠地布置。在任何情况下，楔形齿轮在驱动主轴的横向上的空间要求相对较小。在驱动侧楔形齿轮元件沿着驱动主轴的横向彼此叠置的情况下，还存在如下可能，即在所述两个驱动侧楔形齿轮元件的同步运动过程中，在公共纵向引导部上沿着驱动主轴的纵向引导所述两个驱动侧楔形齿轮元件。
[0020]根据本发明的在本发明权利要求13说明的机床的另一实施例从本发明权利要求15变得明显。除了同步相反纵向运动之外，主轴螺母与本发明的该实施例的与主轴螺母连接的驱动侧楔形齿轮元件也沿着驱动主轴的纵向执行同时且相同指向的纵向移动。由此，驱动侧楔形齿轮元件不仅可以产生加工工具沿着驱动主轴的横向的运动并且还可以沿着驱动主轴定位包括驱动侧楔形齿轮元件、工具侧楔形齿轮元件和加工工具的整个单元。在纵向移动开始时，主轴螺母和位于驱动主轴中的一个上的驱动侧楔形齿轮元件在该示例中与主轴螺母和位于驱动主轴上的驱动侧楔形齿轮元件沿着驱动主轴的纵向隔开。由此，在同时且相同指向的纵向移动过程中，主轴螺母中的一个和与其连接的驱动侧楔形齿轮元件沿着同时且相同指向的纵向移动的方向领先于在另一主轴螺母和与其连接的驱动侧楔形齿轮元件地移动。由此，尽管这样，在朝向固定轴承的运动过程中，在同时且相同指向的纵向移动的方向上在后面移动的主轴螺母以及与主轴螺母连接的楔形齿轮元件可以移动至关联的驱动主轴的