用于机床的工作台组的制作方法

用于机床的工作台组
1.本发明涉及机床的领域，并且特别地涉及大型机床的领域，诸如立式车床。特别地，本发明的目的是提供机床的旨在支撑要加工的半成品的工作台组。
2.此类机床用于对大型半成品执行加工操作，诸如船舶发动机的轴、石油工业的油箱或发电厂的零件。
3.由于此类部件的关键性，通常需要极其严格的机加工公差。因此，机床制造商正在不断研究和开发可以保证这些公差的解决方案。
4.本发明的目的是提供一种用于大型机床的工作台组，其满足该领域的需求。
5.此种目的通过根据权利要求1所述的工作台组来实现。从属于其的权利要求描述了进一步的有利的变体优选实施例。
6.根据本发明的工作台组的特征和优点将从以下描述中显而易见，该描述通过非限制性示例根据附图给出，在附图中：
[0007]-图1示出了根据本发明的实施例的机床；
[0008]-图2示出了根据本发明的实施例的图1中的机床的工作台组；
[0009]-图3示出了根据本发明的实施例的图2中的工作台组的支撑组件；
[0010]-图4是工作台组的截面图，其示出了工作台组的主滑块；
[0011]-图5是工作台组的截面图，其示出了工作台组的挡块；
[0012]-图6示出了根据本发明的实施例的工作台组的挡块；
[0013]-图7是图6中的挡块的截面图，其中示出了副滑块和活塞。
[0014]
参考附图，大型机床作为整体由参考标号1指示。
[0015]
例如，所述机床是立式车床。
[0016]
为了简化阐述，下文中将提到立式车床，但本发明同样提到了铣床或通用加工中心。
[0017]
在所示的实施例(图1)中，机床1包括一对台架2，每个台架基本上沿纵向龙门平移轴线y延伸、彼此平行并且位于例如地平面的参考平面上。机床1还包括一对立柱4，每个立柱基本上竖直延伸、彼此平行并且适合在命令下沿龙门平移轴线y移动。
[0018]
机床1还包括横杆6，该横杆基本上横向延伸并且由两个立柱4可平移地支撑；特别地，横杆6可在命令下沿垂直于参考平面的竖直横杆平移轴线w平移。
[0019]
机床1还包括由横杆6可平移地支撑的机头8；特别地，机头8可以在命令下沿横向机头平移轴线x平移，该横向机头平移轴线正交于横杆平移轴线w正交或平行于参考平面。
[0020]
机床1还包括主轴(未示出)，该主轴携带用于机械机加工的工具，由机头8可平移地支撑；特别地，主轴可以在命令下沿垂直于参考平面的竖直主轴平移轴线z平移。
[0021]
为了支撑要进行车削(或铣削)工艺的半成品并使其绕旋转轴线c旋转，机床1还包括通常布置在台架2之间的工作台组10。
[0022]
在所示的实施例中(图2和图3)，工作台组10包括固定的、盆状的支撑组件12和常见的由支撑组件12支撑的圆工作台14，该圆工作台可绕旋转轴线c旋转。
[0023]
工作台组10还包括通过运动链操作性地连接到工作台14的至少一个电动马达16，
该电动马达旋转地致动所述工作台14。
[0024]
例如，每个马达16位于参考平面上、具有水平轴线并且邻近旋转工作台14，运动链包括锥齿轮重定向装置18以实现围绕竖直轴线的旋转。
[0025]
工作台14还设置有带齿的环形齿轮20(图4)，该环形齿轮例如通过所述重定向装置18操作性地连接到马达16，以被驱动旋转。
[0026]
例如，工作台14包括承载用于支撑半成品的圆形上表面14'的上部部分14a以及从上部部分14a轴向向下伸出的下部部分14b。上部部分14a具有第一最大直径d1，而下部部分14b具有第二最大直径d2；第一最大直径d1大于第二最大直径d2，使得工作台具有阶梯状配置。
[0027]
优选地，环形齿轮20同轴地固定到工作台14的下部部分14b。
[0028]
根据实施例，支撑组件12包括环状壁21、底部23(其在下方封闭环状壁21)以及呈圆形环形齿轮形式的环箍22，该环箍与旋转轴线c同轴，位于环状壁21的上部端部处，以周向划定朝向支撑组件的内隔室25的开口。工作台14的上部部分14a的外围区域叠加在环箍22上。
[0029]
迷宫式装置30在环箍22和上部部分14a的外围区域之间操作以实现旋转工作台14和固定支撑组件12之间的密封。
[0030]
工作台组10还包括多个静压滑块40以用于通过加压流体支撑工作台14，能够提供从底部向上指向的提升作用力f1，该提升作用力倾向于使工作台14相对于支撑组件12提升，从而使工作台脱离与支撑组件的接触并允许以低摩擦力旋转。
[0031]
优选地，静压滑块40位于环形齿轮20的下方，以与所述环形齿轮20的下表面20'协作以形成压力室40'或通道(meatus，导管)。
[0032]
根据优选实施例，每个静压滑块40具有用于形成内通道的内袋42，以及位于内袋42的径向外部的用于形成外通道的外袋44。
[0033]
优选地，工作台组10还包括：第一液压泵和连接到第一液压泵的第一回路，以用于向所有静压滑块40的内袋42供应加压流体；以及第二液压泵和连接到第二液压泵的第二回路，以用于向所有静压滑块40的外袋44供应加压流体。
[0034]
工作台组10还包括适于检测由主滑块40产生的提升作用力f1的检测器件；例如，检测器件包括至少一个压力传感器(未示出)，以用于检测在主压力室40'中操作的流体压力；优选地，工作台组包括沿第一回路操作的第一压力传感器和沿第二回路操作的第二压力传感器。
[0035]
在优选实施例中提供了多个压力传感器，这些传感器仅检测几个主滑块中的压力，所检测到的压力值被插值以估计也在其他滑块上的压力值，并由此计算提升作用力f1。
[0036]
从主滑块40的主室40'中逸出的流体优选通过重力而被收集在支撑组件12的底部23上，并由泵送装置50返回到流体动力单元，该流体动力单元对静压滑块供应回路进行加压。
[0037]
例如，工作台组10包括角度上等距设置的十二个主滑块。
[0038]
此外，根据本发明，工作台组10包括多个挡块60，这些挡块适于通过在工作台14上的加压流体进行操作，提供与提升作用力f1相反的从顶部向下的相反作用力f2。
[0039]
优选地，所述挡块60被设置在所述环形齿轮20的上方，以与所述环形齿轮20的上
表面20”协作，以构成副压力室60'或通道。
[0040]
根据本发明的其他实施例，主滑块40在与工作台14形成整体的主偏置部分120的下表面120'上操作，并且挡块60与其副滑块70在与工作台14形成整体的副偏置部分220的上表面220'上操作。
[0041]
根据优选实施例，每个挡块60包括旨在固定到支撑组件12的主体62，在该主体内获得至少一个活塞室64，该活塞室可以通过控制电路66被馈入加压流体。
[0042]
挡块60在活塞室64中还包括密封滑动活塞68，优选是沿致动方向k双作用的。
[0043]
挡块60还包括静压的副滑块70，该副滑块可被活塞68偏置以向上推动环形齿轮20的上表面20”，借此形成副压力室60'。
[0044]
副滑块70优选地可沿致动方向k相对于活塞68移动。换句话说，在活塞68被固定的状况下，滑块70可沿驱动方向k移动，以改变对应的副压力室60'的高度。
[0045]
为此，副滑块70通过以有游隙的方式容纳在活塞收容部72和滑块收容部74中、沿所述致动方向k对准的至少一个平头螺钉(未示出)与活塞68接合。
[0046]
从副滑块70的副压力室60'中逸出的流体优选通过重力被收集，并通过泵送装置50返回到流体动力单元。
[0047]
根据实施例，活塞可以通过例如电动的通用活塞致动器件来致动。
[0048]
我们将假设工作台组10的主滑块40可以支撑最大载荷pmax，工作台14具有重量ptav，并且要加工的半成品具有重量psem。
[0049]
在设置工作台组10的步骤中，工作台14位于支撑组件12上，并且主滑块40被致动，直到工作台14被抬升。根据由压力传感器检测到的压力值，因此可以确定工作台的重量ptav，该重量构成系统的皮重。
[0050]
当半成品放置在工作台12上时，在主滑块40上操作的流体的压力增加；半成品的重量psem可以基于由压力传感器测量的值确定。
[0051]
因此，工作台14上的总载荷是ptot＝ptav psem。
[0052]
在限定额定载荷p*(其中ptot《p*≤pmax，即大于总载荷但是小于或等于主滑块可承受的最大载荷)，优选等于最大载荷(p*＝pmax)后，向挡块70供应加压流体，该流体在相应的活塞68上以推力操作，以获得额外载荷，该额外载荷等于相反作用力f2＝p*-ptot，即该相反作用力等于额定载荷与压在工作台上的总载荷之间的差。
[0053]
因此，主滑块40在使得它们在受到等于额定载荷p*的载荷和由加压流体供应的载荷的状况下操作，以产生等于额定载荷的提升作用力，即f1＝p*。
[0054]
在同一载荷作用于滑块上的情况下，主压力室40'的高度是恒定的。这意味着工作台14的上表面14'相对于机床机头6携带的刀具处于恒定的高度，即使在半成品的重量变化时也是如此。
[0055]
半成品的重量发生变化是因为在不同时间加工具有不同重量的不同半成品，或者因为在加工预定的半成品期间由于切屑分离而使得重量变化。
[0056]
换句话说，工作台组10包括操作性地连接到主滑块40、挡块60和检测器件的电子管理器件，该电子管理器件被配置为控制挡块60以产生相反作用力f2，使得提升作用力f2等于预定的恒定额定载荷p*。
[0057]
此外，主滑块上的载荷相等，主滑块的刚度是恒定的。事实上，众所周知，静压滑块
的刚度不是线性的，而是随着滑块自身上的载荷而变化。另一方面，本发明使得可以保持刚度恒定，并且考虑到重量载荷和刚度之间的比例关系，保持其实际上等于最大刚度。
[0058]
如上所述，所有这些使得可以根据本领域的需要，通过工作台组来确保机加工公差减小。
[0059]
显然，本领域技术人员可以对上述机床进行修改，所有修改都包含在所附权利要求中限定的保护范围内，以便满足可能的需求。