程序控制的机床

1.一种程序控制的机床，所述机床包括：
床架型下部结构(1，2)；
具有两个竖直和平行侧壁(6，7)的机框(5)；
复合刀架(11，15)，其中的纵向刀架(11)可以依靠马达在Y坐标轴方向上在所述机框(5)的两个侧壁(6，7)上移动并且其中的横向刀架(15)经引导以依靠马达在X坐标轴方向上在所述纵向刀架(11)的前侧上移动；
加工单元(18)，所述加工单元可以依靠马达并依靠竖直刀架(17)在竖直的Z坐标轴方向上在所述横向刀架(15)上移动并且具有一体化的工作主轴(19)；以及
其特征在于，
工件台装置(20)，所述工件台装置布置在所述下部结构(1，2)上，所述机框的所述两个侧壁(6，7)之前，
所述下部结构为具有圆柱形的侧壁和前壁的平直底座(1)的形式并且刚性地附接到所述机框，
所述工件台装置(20)布置在所述平直底座(1)的前部区域上，
所述横向刀架(15)在所述Y坐标轴方向上的长度大约对应于所述工件台(30)或工作空间在所述Y坐标轴方向上的直径，并且
所述横向刀架(15)在侧视图和顶视图中均具有梯形形状，并且所述加工单元(18)的所述竖直刀架(17)在所述横向刀架(15)的前部窄边侧处的导轨(16)上被引导，从而横向刀架可以较宽地延伸，同时支撑物保持其高强度并且在横向刀架的延伸部分中可以遵守加工的紧公差。
2.根据权利要求1所述的机床，
其特征在于，
与另一个侧壁(7)相比，所述机框(5)的一个侧壁(6)到前部的距离较短。
3.根据前述权利要求中任一项所述的机床，
其特征在于，所述工件台装置(20)含有旋转转动台(25，30)，所述旋转转动台中的第一和第二轴承座(21，22)固定在所述床架型下部结构(1，2)的所述平直底座(1)上，固定在所述机框(5)的所述两个侧壁(6，7)的正面(6a，7a)之前。
4.根据权利要求3所述的机床，
其特征在于，
与所述机框(5)中的较短侧壁(6)和所述底座(1)中的圆柱形侧壁(2)相邻的第一轴承座(21)只具有用于所述旋转转动台(25)中的一个旋转销(24)的轴承；而相对的第二轴承座(22)处除了具有用于另一旋转销(26)的轴承以外，还布置有用于所述工件台(30)围绕着第一和第二轴承座(21，22)的共同轴进行的旋转运动的驱动构件(23)。
5.根据权利要求3所述的机床，
其特征在于，
所述底座(1)中的所述圆柱形侧壁(2)从与所述机框(5)中的较长侧壁(7)相邻的第二轴承座(22)下方的横向区域经由所述底座(1)的前侧而延伸到所述机框(5)中的较短侧壁(6)下方的横向区域。
6.根据权利要求1或2所述的机床，
其特征在于，
所述机框(5)中的所述两个侧壁(6，7)在其前部区域中通过后壁中的腔(13)上方的在尺寸上刚性的横杆(8)而刚性地连接，并且具有向前部倾斜的正面(6a，7a)。
7.根据权利要求1或2所述的机床，
其特征在于，
简单的波纹管盖被安装在所述纵向刀架(11)的前侧，所述盖将工作区域与机器空间分离。

程序控制的机床\n[0001] 本发明涉及程序控制的机床，所述机床包括平直的、床架型下部结构；包括布置在所述床架型下部结构后部的机框；包括复合刀架，所述复合刀架可以依靠马达在所述机框的两个侧壁上移动并且含有可以在Y坐标轴方向上移动的纵向刀架以及可以在X坐标轴方向上移动的横向刀架；包括加工单元，所述加工单元可以依靠马达在Z坐标轴方向上在所述横向刀架的前面移动并且所述加工单元中布置有工作主轴及其驱动马达；并且包括安装在床架前部上的工件台。\n[0002] DE 20 2010 009 414 U1揭示了一种程序控制的机床，所述机床具有机框，所述机框包括在纵向上延伸的两个侧壁。可以在Y方向上移动的纵向刀架被布置在这两个侧壁上。\n可以在X方向上移动的横向刀架被布置在纵向刀架的前侧。所述横向刀架被制成平直且相对较宽的板。在该平直的横向刀架正面处，具有竖直主轴头的加工单元可以在Z方向上移动。工件台装置被布置在两个侧壁之间，布置在比机框窄的前部，所述装置含有旋转桥设计形式的、用于工件的5轴加工的转动旋转台(rotary swivel table)。\n[0003] DE 20 2010 009 414 U1揭示了一种通用类型的程序控制的机床，该机床的机框包括彼此平行的两个固定侧壁。两个平行纵向轨道，以及设置在该两个平行纵向轨道之间的线性马达的磁体，被安装在这些侧壁中的每一者的顶侧上。复合刀架可以依靠线性马达在这些所有的四个纵向轨道上在Y方向上移动。被形成为连接板的横向刀架被布置在两个横向轨道中，以便可以依靠线性马达在该复合刀架的前侧在X方向上移动。此外，用于检测该纵向刀架的Y坐标的两个测量系统，被分别设置在该两个侧壁中的一者以及用于Z刀架的重量补偿油缸(weight compensation cylinder)上。这种已知的机床被设计用于例如通过高速铣削来对极小的工件进行快速准确的5轴加工。\n[0004] DE 10 2007 044 289 Al描述了一种机床，该机床具有平直连续的机床床架，在该机床床架中布置有被形成为竖筒或端口的机框。工件载体设备被布置在该机框上，该设备具有两个刀架，该两个刀架依靠马达来移动，并且用于达成所夹紧的工件的受控运动。该机床床架还含有若干收纳空间，该若干收纳空间通向与该机床的工作空间相关的区域中的顶部，并且该若干收纳空间用于接收并移除碎块以及所积累的其他操作材料。\n[0005] 此外，DE 199 18 359 A1揭示了一种程序控制的机床，所述机床具有机床床架以及安装在机床床架上的竖筒(column)。在该竖筒的顶侧，横向刀架可以在X方向上移动并且操纵台以移动方式被安装在该竖筒的前面，该竖筒用作工件台的支撑物。在工件台和操纵台的下方，机床床架具有底盘座(floor tray)方式的半圆形前部。依靠这种工件台装置只可能进行3轴加工。\n[0006] 当今用于加工金属工件的程序控制的机床，例如通用车床和铣床以及加工中心，通常被设计成对工件执行若干复杂的加工操作，所述工件在被夹紧时受到3轴至5轴加工。\n对工件进行程序控制的5轴加工，增加了相应机器的产量并且提高了其加工准确度，因为可以避免：对工件进行重新夹紧操作、视情况而定的中间存储，还有重新夹紧中出现的位置误差。在这些机器中，尤其是对工件台以及工作区域(working area)的良好可接近性(accessibility)，对于用重而大的工件来装载工件台而言具有至关重要的现实意义。由于对于数千克以及相应尺寸的某些重物而言，可能不能再通过手工方式而是通过起重方式，确切地说通过起重机，来将工件放置并且夹紧在工件台上，因此，工件台还有整个工作区域的良好可接近性是十分重要的，因为工件台通常依靠起重机来装载这样的重型工件。至于工件台的可接近性，常规的通用铣床和加工中心通常不具有最佳设计，因为通常设计成旋转转动设计形式的工件台被以旋转方式布置在机框的两个侧壁之间的空间中。依靠起重机或其他抬升设备来对该工件台装载大型工件并非总是可行。\n[0007] 本发明的目标是制造一种程序控制的机床，该机床占用场地小且具有高度内在刚性，对工件台以及工作区域具有良好的可接近性，从而还能够依靠起重机或其他抬升设备将大而重的工件装载到工件台上。\n[0008] 在通用型程序控制的机床中，该目标是通过本发明以下的特征来实现的：\n[0009] 一种程序控制的机床，所述机床包括：\n[0010] 床架型下部结构(1，2)；\n[0011] 具有两个竖直和平行侧壁(6，7)的机框(5)；\n[0012] 复合刀架(11，15)，其中的纵向刀架(11)可以依靠马达在Y坐标轴方向上在所述机框(5)的所述两个侧壁(6，7)上移动并且其中的横向刀架(15)经引导以依靠马达在X坐标轴方向上在所述纵向刀架(11)的前侧上移动；\n[0013] 加工单元(18)，所述加工单元可以依靠马达并依靠竖直刀架(17)在竖直的Z坐标轴方向上在所述横向刀架(15)上移动并且具有一体化的工作主轴(19)；以及[0014] 工件台装置(20)，所述工件台装置布置在所述下部结构(1，2)上，所述机框的所述两个侧壁(6，7)之前，\n[0015] 所述下部结构为具有圆柱形的侧壁和前壁的平直底座(1)的形式并且刚性地附接到所述机框，\n[0016] 所述工件台装置(20)布置在所述平直底座(1)的前部区域上，\n[0017] 所述横向刀架(15)在所述Y坐标轴方向上的长度大约对应于所述工件台(30)或工作空间在所述Y坐标轴方向上的直径，并且\n[0018] 所述横向刀架(15)在侧视图和顶视图中均具有梯形形状，并且所述加工单元(18)的所述竖直刀架(17)在所述横向刀架(15)的前部窄边侧处的导轨(16)上被引导，从而横向刀架可以较宽地延伸，同时支撑物保持其高强度并且在横向刀架的延伸部分中可以遵守加工的紧公差。\n[0019] 一方面，机器结构的高度内在刚性的实现方法是：使下部结构形成为平直底座，所述平直底座具有圆柱形的侧壁和前壁并且与后机框制成一体化设计。底座的高度较小使得能够从上方和至少一侧很好地接近工件台和工作区域。机器的较小尺寸尤其源于以下事实：工件台被布置在底座的前部区域上，机框的两个侧壁前。由于可以在X方向上移动的横向刀架的Y方向长度大约对应于工件台在Y方向上的直径，因此，实现了横向刀架在Y方向上足够大的移动路径，并且相对于常规机器显著增大的横向刀架长度，额外地支持着所需的高整体刚性。\n[0020] 下部结构的前部形成为平直的、局部圆柱形或半圆形的底座，这进一步产生了有利的小型接触面积，从而使到前部的尺寸相对较小。此外，操作员可以相对靠近工件，确切地说当安装工件时，观察以及监控是通过此处制成圆形门的舱门中的窗口来进行的。形成平直底座还实现了机框的高强度和刚性定位，必要时在底座部分上的机框侧壁向后延伸，从而实现该机器的基础结构的高整体刚性。对工件台和/或工作区域所需的良好可接近性，尤其是通过以下事实来实现的：工件台在Y坐标轴方向上布置在侧壁的两个正面之前而不是布置在两个侧壁之间，因此，工件台中用于依靠抬升设备和起重机所进行的工件装载的夹紧区域，可以很容易从上方和侧面接近。用于工件台的空间不会由于机框的两个侧壁之间的距离而变窄，因为工件台设置在机框的两个侧壁之前的前侧。因此，工件台不仅可以从前侧装载，而且可以从倾斜侧装载。可以进一步支持这一点的是机框的一个侧壁比另一个侧壁较短，从而促进从变短的框壁之前以及侧面接近工件台，并且在所有情况下均是从上方在对角方向上接近。\n[0021] 本发明的一个有用实施例的特征在于以下事实：复合刀架中可以在Y方向上在框的两个侧壁上移动的纵向刀架，在侧视图中的形状约为三角形或梯形并且具有用于长横向刀架的导轨，所述横向刀架的前顶面和前底面在侧视图中大约为梯形。由于这两个刀架如此设计，因此横向刀架可以较宽地延伸，同时该支撑物保持其高强度并且在横向刀架的延伸部分中可以遵守加工的紧公差。\n[0022] 对于工件的5轴加工而言，根据本发明的机床使用一种工件台，所述工件台被制成旋转转动台并且在对准的两个轴颈(journal)之间具有向下偏移的支撑桥(support bridge)。圆形台可以围绕着它的正交的中央轴旋转，它被支撑在所述支撑桥上。这两个轴颈各自被支撑在轴承座中，并且被固定在底座上，固定在机框的两个侧壁的前端之前。整合在该台设计中的该旋转和转动台可以用线性转动马达来驱动，其中这些线性马达中的一者可以被安装在中间桥部分中。转动台可以固定在预定的旋转位置，在该位置中执行加工操作，例如产生倾斜孔。然而，称为插入工作(interpolated working)的操作也是可能的，在这种情况下，转动台在加工操作中被翻转并且围绕着轴颈的接合转动轴(joint rotation axis)进行旋转。\n[0023] 为了支持从上方和一侧接近旋转转动台，本发明的有用实施例的特征在于以下事实：与变短的侧壁和圆柱形底座壁相邻的第一轴承座只具有用于轴颈的轴承，而相对的第二轴承座除了具有用于第二轴颈的轴承以外，还具有用于工件台的旋转运动的驱动构件并且因此具有相应较大的尺寸。对工作区域进一步改善的可接近性是通过以下事实来实现的：与相对的侧壁相比，与下轴承座相连的机框侧壁到前部的距离较短。\n[0024] 为了进一步支持机器结构所需的高整体刚性，框的这两个侧壁可以在其前部区域中通过在尺寸上刚性的壁型横杆(wall-like cross-bar)而彼此连接，所述横杆可以为限定下凹口的后壁的一部分。\n[0025] 本发明的一个实施例将在下文中依靠附图来详细描述，在附图中：\n[0026] 图1所示为根据本发明的机床的一种设计的示意性透视图，以及\n[0027] 图2所示为根据图1的机器设计的示意性侧视图。\n[0028] 图1和图2中所示的机床为用于在夹紧时在五个轴上加工工件的通用铣钻床。平直底座1中横向地指向前部的区域中具有局部圆柱形的形状，其中底座1中略微较高的侧壁2封罩住由倾斜底部限定的空隙4。机框刚性地附接到底座的后部区域上，成一体化设计，所述框含有在后壁上方的两个竖直侧壁6、7以及前横杆8，所述侧壁彼此固定并且固定在底座\n1上，从而形成称为单块结构(monoblock structure)的结构。图1中的右边侧壁6到前部的距离比左边侧壁7要短。导轨9、10各自安装在两个侧壁6、7的上侧，其中纵向刀架11可以在Y坐标轴方向上在所述导轨上移动。如图2所示，纵向刀架11的轮廓在侧视图中约为三角形并且可以依靠驱动单元(未图示)经由各自位于两个导轨9、10上的两个导块12而与水平支腿侧一起移动。图1所示为纵向刀架11的后部位置，而图2所示为纵向刀架11的前部位置。纵向刀架11的前面在侧视图中大约为三角形，在该处布置有两个竖直间隔的水平导轨14，在该导轨中横向刀架15的后部宽边侧(broadside)在X坐标轴方向上被引导，使得它可以依靠马达来移动。该横向刀架15由高度刚性的板设计组成并且其形状在顶视图中大约为三角形，如图1所示。该横向刀架15的后部宽边侧在两个导轨14中被支撑和引导，这两个导轨分别依靠两个导块而彼此间隔相当远。可以在线性导轨16处在竖直的Z轴上依靠马达来移动的竖直刀架17，被布置在横向刀架15的前部窄边侧，所述竖直刀架具有加工单元18，带工作主轴\n19的所述加工单元具有铣刀。\n[0029] 在机框5的两个侧壁6、7之前的Y方向上，存在工件台装置，在所示实施例中所述工件台装置被制成称为旋转转动台20的装置。该工件台装置具有两个横向轴承座即右边的第一轴承座21和左边的第二轴承座22，其中每一者经由两个支撑脚中的相应支撑脚而附接到底座1的底部3。如图1所示，图1中的第一轴承座21被布置在右边的较短侧壁的正面6a之前，而第二轴承座22被布置在框5中的左边侧壁7的正面7a之前。图1中的第一轴承座只含有用于一个旋转销24的合适轴承，所述旋转销布置在桥型中央部分25的横向侧部(flank)处。另一个旋转销26与轴颈24对准，它在第二轴承座22中的中央部分25的另一侧处枢转。由电动马达以及视情况而定的减速齿轮组成的驱动单元23被指派给该第二轴承座22，该第二轴承座的尺寸-如图1所示-显著超过第一轴承座21的尺寸。\n[0030] 用于收纳工件(未图示)的转动台30布置在桥型中央部分25上，其中所述台可以经由所安装的驱动单元，例如转动的线性马达等，而转动，从而能够在转动运动过程中对工件执行角定位以及连续的加工操作。由于第一轴承座21的高度较小，因此由中央部分25中的转动台30以及工作主轴19的运动区域所限定的机床工作区域，可以从前部，从对角方向上的右边以及从右边明显更好地接近，从而进行工件装载以及进行监控，而非从第二轴承座\n22和驱动单元所位于的左边接近。从图1中可以清楚地看到，腔13在机框中形成，形成于横杆8下方的框后壁中。在围绕着两个轴颈24、26的旋转轴向后发生旋转运动的过程中，旋转转动台25、30可以无碰撞的方式陷入腔中。\n[0031] 纵向刀架11和横向刀架15形成复合刀架，所述复合刀架具有Y方向上加长的形状，其中-尤其如图2所示-横向刀架15在Y方向上的纵向延伸大约对应于台装置的中央部分25上的转动台30的直径，因此，工作区域在图2中所示的位置充分地伸展。根据图2在充分延伸到前部的位置处，纵向刀架11的前部大约位于框的较短侧壁6的正面6a的上方。\n[0032] 本发明不限于图1和图2中所示的上述机床，而是还包括该机器设计的各种变体。\n例如，也可能使用具有刚性工件台的简单工件台装置来代替旋转转动台装置。