申请/专利权人：德克尔马霍普夫龙滕有限公司

申请日：2016-06-22

公开（公告）日：2021-11-23

公开（公告）号：CN107889475B

主分类号：B23Q1/54(20060101)

分类号：B23Q1/54(20060101);B23Q1/52(20060101);B23Q5/04(20060101)

优先权：["20150622 DE 102015211496.1"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.11.23#授权;2018.07.13#实质审查的生效;2018.04.06#公开

摘要：本发明涉及一种用于加工工件的机床，包括具有用于接收刀具或工件的主轴的主轴臂；其中主轴臂包括：第一主轴臂区段和第二主轴臂区段，所述第二主轴臂区段铰接至所述第一主轴臂区段；其中所述主轴臂接收区段包括：布置在机柱上以接收主轴臂的第一子区段和第二子区段，其中主轴臂接收区段的第一子区段具有第一支撑驱动，以将第一扭矩传递至第一主轴臂区段，使得第一主轴臂区段绕着第一旋转轴转动；其中第一主轴臂区段包括：彼此相隔一定距离地布置在主轴臂接收区段上以接收第二主轴臂区段的第一子区段和第二子区段，其中第一主轴臂区段的第一子区段具有第二支撑驱动，以将第二扭矩传递至第二主轴臂区段，使得第二主轴臂区段绕着第二旋转轴转动。

主权项：1.一种用于加工工件2的机床1，包括具有主轴34的主轴臂30，所述主轴34用于接收刀具35或工件2，其中所述主轴臂30用于在加工区域中定位所述主轴34，所述主轴臂30可移动地附接至布置于机柱20上的主轴臂接收区段21；其中，用于转动所述主轴34的所述主轴臂30包括：第一主轴臂区段31，其被设计成伸长的元件且能够相对于所述主轴臂接收区段21绕着第一旋转轴R1转动，所述第一主轴臂区段31铰接至所述主轴臂接收区段21，其中所述第一旋转轴R1被置于所述主轴臂接收区段21的第一端区段215中和所述第一主轴臂区段31的第一端区段315中；第二主轴臂区段32，其被设计成伸长的元件且能够相对于所述第一主轴臂区段31绕着第二旋转轴R2转动，所述第二主轴臂区段32铰接至所述第一主轴臂区段31，其中所述第二旋转轴R2被置于所述第一主轴臂区段31的第二端区段316中和所述第二主轴臂区段32的第一端区段325中；其中所述主轴臂接收区段21包括：彼此相隔一定距离地布置在所述机柱20上以接收所述主轴臂30的第一子区段211和第二子区段212，其中所述主轴臂接收区段21的所述第一子区段211具有第一支撑驱动213，以将第一扭矩传递至所述第一主轴臂区段31，使得所述第一主轴臂区段31绕着所述第一旋转轴R1转动；其中，所述第一主轴臂区段31包括：彼此相隔一定距离地布置在所述主轴臂接收区段21上以接收所述第二主轴臂区段32的第一子区段311和第二子区段312，其中所述第一主轴臂区段31的所述第一子区段311具有第二支撑驱动313，以将第二扭矩传递至所述第二主轴臂区段32，使得所述第二主轴臂区段32绕着所述第二旋转轴R2转动；其特征在于，所述第一支撑驱动213和所述第二支撑驱动313各具有四个机械支撑的驱动元件213A–213D、313A–313D且各具有一个从动元件213E、313E；所述第一支撑驱动213的四个驱动元件213A-213D通过传动带机械地布置为两组，所述传动带分别绕过两个驱动元件213A、213B；213C、213D并绕过位于从动元件213E的圆形区域之内的第三固定点以形成两个三角形；所述第一支撑驱动213的所述四个驱动元件213A-213D沿着最大中心角为180°的圆弧布置在所述主轴臂接收区段21上；所述主轴臂接收区段21的在所述第一支撑驱动213的所述四个驱动元件213A-213D仅仅分布在所述从动元件213E的下半圆弧上，使得不限制所述第一主轴臂区段31的转动范围；以及所述第二支撑驱动313的所述四个驱动元件313A-313D沿着圆周均匀地布置在所述第一主轴臂区段31上。

全文数据：用于加工工件的机床技术领域[0001]本发明涉及一种用于加工工件的机床，包括具有用于接收刀具或工件的主轴的主轴臂，所述主轴臂用于在加工区域中定位所述主轴，所述主轴臂可移动地附接至布置在机柱上的主轴臂接收区段。背景技术[0002]现有技术公开了用于加工工件的机床，所述机床将主轴的旋转运动和主轴的线性行进运动相结合。[0003]EP1188511A2公开了用于加工工件的机床，包括可以借助发动机在机柱上或沿着机柱移动的刀具滑座，该刀具滑座用作具有至少一个工作主轴的加工单元的载体和用于接收待处理的工件的工件载体。该刀具滑座包括横向支承件，该横向支承件在机柱上或沿着机柱被可移动地引导且具有两个横向滑块，该横向滑块借助发动机在该横向支承件的纵向上是可移动的，且在这两个横向滑块之间布置有加工单元，该加工单元以铰接的方式借助连接机制被布置在至少两个尺寸稳定的旋转臂上，该旋转臂用于工作主轴的轴向运动。[0004]由于主轴的有限的可移动性，这些机床不适合用于在有棱角的或弯曲的工件表面上移动。[0005]在多区段的、细长的且因此扭转敏感的、具有相对大的延伸范围旋转臂的情况中，问题是要传递旋转运动所需的扭矩使得主轴的定位精度不受影响，且要同时选择一种可以吸收在加工期间产生的力的设计。发明内容[0006]因此，本发明的目的是提供用于加工工件的机床，借助该机床可以传递各个主轴壁区段的旋转运动的扭矩，使得可以高精度地定位该主轴壁末端的主轴。[0007]进一步地，本发明的目的在于提供一种机床，借助该机床可以在主轴的连续的行进运动期间加工工件表面的尽可能大的部分。[0008]这些目的通过根据权利要求1的机床来实现。独立权利要求涉及根据本发明的所述机床的有益的实施例。[0009]根据本发明的用于加工工件的机床包括:具有用于接收刀具或工件的主轴的主轴臂，其中，所述主轴臂用于在加工区域中定位所述主轴，所述主轴臂可移动地安装在布置于机柱上的主轴臂接收区段上。[0010]为了旋转所述主轴，所述主轴臂包括第一主轴臂区段，其被设计成伸长的元件且能够相对于所述主轴臂接收区段绕着第一旋转轴转动，所述第一主轴臂区段铰接至所述主轴臂接收区段，其中所述第一旋转轴被置于所述主轴臂接收区段的第一端区段中和所述第一主轴臂区段的第一端区段中；和第二主轴臂区段，其被设计成伸长的元件且能够相对于第一主轴臂区段绕着第二旋转轴转动，所述第二主轴臂区段铰接至所述第一主轴臂区段，其中所述第二旋转轴被置于所述第一主轴臂区段的第二端区段中和所述第二主轴臂区段的第一端区段中。[0011]所述主轴臂接收区段包括彼此相隔一定距离地布置在机柱上以接收主轴臂的第一子区段和第二子区段，其中主轴臂接收区段的第一子区段具有第一支撑驱动，以将第一扭矩传递至第一主轴臂区段，使得第一主轴臂区段绕着第一旋转轴转动。[0012]所述第一主轴臂区段包括彼此相隔一定距离地布置在主轴臂接收区段上以接收第二主轴臂区段的第一子区段和第二子区段，其中第一主轴臂区段的第一子区段具有第二支撑驱动，以将第二扭矩传递至第二主轴臂区段，使得第二主轴臂区段绕着第二旋转轴转动。[0013]因此，主轴臂可以作为一个整体转动;然而，同时主轴臂的每个区段也可以独立地转动。通过将第一和第二主轴臂区段设计成伸长的元件，使得主轴臂的折叠或展开运动以及同时的转动成为可能。因此通过少数的单独行进运动来实现大区域的加工区域，使得将主轴快速移动至其最终的对准位置。[0014]通过将每个主轴臂区段附接至其对应的上游的主轴臂区段的两个子区段之间，或通过将第一主轴臂区段附接至主轴臂接收区段的两个子区段之间，可以实现长主轴臂的悬挂高稳定性和高转动刚度。[0015]由于用于第一和第二主轴臂区段转动的驱动被直接附接在相应的较接处，所需的扭矩可以按照需求被精确地传递至相应的下游的主轴臂区段。因此，在主轴臂的一端处主轴可以被精确地定位，尽管发生在主轴臂区段的另外一端处因此相对远离主轴的第一主轴臂区段的转动导致了该主轴臂的运动。在较接处的驱动的数量不限于一个，但取决于可能在相应的铰接处被传递的力，即例如取决于主轴臂区段的重量和取决于加工的类型和或待处理的材料。一个驱动每个可以被附接至主轴臂接收区段和主轴臂区段的相应的第二区段。也可以将驱动附接至主轴臂接收区段和主轴臂区段的一些但不是全部第二子区段。[0016]驱动的配置减少了在传动中的逆向运行且因此有助于精确地定位主轴。[0017]根据本发明的机床，将第一主轴臂区段的第一端区段布置在主轴臂接收区段的两个子区段之间，使得主轴臂接收区段的两个子区段之间的距离优选地大于第一主轴臂区段的两个子区段之间的距离。[0018]主轴臂区段的横向尺寸因此逐步减小。由于这样的布置，可以在第一和第二主轴臂区段之间形成非常小的角度，即可以几乎完全折叠主轴臂，使得第一和第二主轴臂几乎彼此平行地定位。因此可以获得靠近第一主轴臂区段的主轴位置。因此，主轴的转动范围整体增大。[0019]优选地，第一支撑驱动和第二支撑驱动各具有四个机械布置的驱动元件且各具有一个从动元件。[0020]其优点在于，用大的从动元件可以实现用于传递所需扭矩的大体积的驱动，而由于在各种情况下可以分别机械地布置四个驱动元件中的两个以几乎完全消除反向运行，该驱动仍然以高精度运行。[0021]第一支撑驱动的四个驱动元件优选地沿着最大中心角为180。的圆弧布置在主轴臂接收区段上；且第二支撑驱动的四个驱动元件沿着圆周均匀地布置在第一主轴臂区段上。[0022]由于在第一旋转轴的铰接处和在第二旋转轴的铰接处的从动元件的不同尺寸而导致了这种对于主轴臂接收区段和第一主轴臂区段的不同布置。而在第二旋转轴上的从动元件足够小以能够绕着该从动元件均匀地分布驱动元件而不限制可用的转动范围，不再需要在第一旋转轴处的大的从动元件。[0023]机床优选地具有可相对于第二主轴臂区段绕着第三旋转轴转动的第三主轴臂区段以接收主轴，所述第三主轴臂区段被较接至第二主轴臂区段，其中第三旋转轴位于第二主轴臂区段的第二端区段中，且第二主轴臂区段具有第三驱动，用于将第三扭矩传递至第三主轴臂区段以使得第三主轴臂区段绕着第三旋转轴转动。[0024]以第三旋转轴形式的第三自由度使得在加工区域中主轴的定位以及主轴的对准成为可能，使得例如，接收在主轴中的刀具在工件的表面上移动和加工。在此，根据本发明的轴并不限于三个主轴臂旋转轴，而是主轴臂还可以包括多于三个例如四个可单独移动的区段。[0025]第一旋转轴、第二旋转轴和第三旋转轴优选地彼此平行;且机床优选地还包括数控装置，该数控装置被设计为控制在主轴臂接收区段上的第一支撑驱动、第一主轴臂区段上的第二支撑驱动和第二主轴臂区段上的第三驱动，使得由于同时发生的第一主轴臂区段绕着第一旋转轴的旋转运动、第二主轴臂区段绕着第二旋转轴的旋转运动和第三主轴臂区段绕着第三旋转轴的旋转运动，在第三主轴臂区段处的主轴的端部在垂直于平行的旋转轴的平面中执行矩形路径。[0026]这意味着，在工件位于主轴臂的前方且是例如矩形的情况中，通过主轴臂区段绕着相应的旋转轴的同步旋转运动，可以在主轴的连续运动中在工件的朝向主轴臂的表面和朝上的表面上移动。对于工件的圆形边缘或球形工件，也可以实现主轴相应的连续行进运动。若工件还可以旋转，因此可以实现全方位的加工运动。[0027]布置在主轴臂接收区段和第一主轴臂区段上的支撑驱动优选地被设计为摆线齿轮;且布置在第二主轴臂区段上的第三驱动被设计为冷却扭矩驱动。[0028]摆线齿轮的优点在于：它们具有特别的耐磨性和耐久性，且由于长的主轴臂和加工操作，可以传递足够大的力。扭矩驱动的优点在于:它允许系统具有较大的加速度和较大的动态特性，并且由于没有机械元件而维护量较少。该冷却用于补偿扭矩驱动而增加的热量。[0029]主轴臂优选地包括用于在第二主轴臂区段铰接至第一主轴臂区段的位置处引导线的引导元件，其中该引导元件具有用于分别引导多根线的多个部分。[0030]为了在主轴臂处为驱动供电，且为冷却扭矩驱动供应冷却剂，需要将供应线例如电力电缆或载液管）引导至主轴臂处的不同位置和或至主轴。这些供应先优选地在主轴臂内被引导。为了防止这些线在第二主轴臂区段的旋转运动的情况下在第二旋转轴的较接处受到弯曲载荷，在该铰接处防止有引导元件，其中这些不同的供应线通过引导元件的不同的部分被引导。此时，供应线并不固定在铰接处，而是以浮动的形式通过引导结构被引导。该主轴臂可以具有多个引导结构，使得主轴臂的多个较接或每个铰接都具有对应的引导结构。[0031]根据本发明的机床优选地还具有在机柱处的旋转台，该旋转台可以绕着旋转台旋转轴转动以接收工件或刀具。[0032]待加工的工件通常被安装在旋转台上，且加工刀具被接收在主轴中。然而，还可以将工件附接至主轴并将刀具附接至旋转台。主轴臂的上述可能的运动用于将主轴朝向旋转台移动，直到其到达所需的距离，以能够加工工件表面，且还用于在工件的高度方向上移动。由于主轴臂的移动，可以加工工件的朝上表面。然而，为了还能够加工工件的背向主轴臂的一侧，则需要旋转台，由此在必要时工件的另外一侧可以面向主轴臂。[0033]根据本发明的机床优选地还具有用于接收旋转台的第一线性轴，其中旋转台可以沿着第一线性轴移动，且旋转台的旋转轴相对于第一线性轴成介于0度到90度之间的角度。[0034]除了高度和长度的加工之外，为了还能够加工工件宽度，工件的位置必须能够相对于主轴从主轴臂接收区段横向地移置一定距离。例如通过可移动的旋转台来实现。因此，除了工件在工作台上的附接区域之外，主轴头可以触及工件的整个表面。此外，旋转台还是可旋转的（即可以绕着除了旋转台的旋转轴之外的其它轴转动），使得例如工件可以朝向主轴臂倾斜。由于主轴臂具有几乎延伸的第一主轴臂区段和第二主轴臂区段的大的延伸范围以及使得第三主轴臂区段靠近主轴臂接收区段移动的可能性，所以可以全面地加工小的和大的工件。[0035]根据本发明的机床优选地还具有用于接收主轴臂接收区段的第二线性轴，其中第二线性轴平行于第一旋转轴，且主轴臂接收区段布置在机柱上并可沿着第二线性轴移动。[0036]首先，在长的工件中，有益地能够移置主轴臂而不是旋转台，或者将旋转台和主轴臂都移置。[0037]第一主轴臂区段优选地具有缓冲区段，用于阻断第二主轴臂区段朝向第一主轴臂区段方向的旋转运动。[0038]其优点在于，在主轴臂快速或不受控制的情况下首先避免了对于第一主轴臂区段和对于第二主轴臂区段的损坏。[0039]机柱优选地具有接收区域以接收主轴臂接收区段，上下方向定义为从机床的安装室的顶面到机床的站立面的方向，且主轴臂接收区段布置在接收区域处，或在接收区域之上或在接收区域之下或在接收区域的侧面上。[0040]优点在于，转动臂可以根据需要或根据机柱上的空间条件以直立的方式安装或者从顶部或横向悬挂。附图说明[0041]图1示出了根据本发明的机床的实施例的从前方成角度的立体图。[0042]图2A示出了根据本发明的机床的实施例的从前方成角度的剖面图。[0043]图2B示出了根据本发明的机床的引导元件的实施例[0044]图3A从侧面示出了根据本发明的机床的实施例。[0045]图3B从侧面示出了根据本发明的机床的实施例的剖视图。[0046]图4从其它侧面示出了根据本发明的机床的实施例。[0047]图5示出了根据本发明的机床的实施例的从后方成角度的立体图。[0048]图6从前方示出了根据本发明的机床的实施例。[0049]图7从后方示出了根据本发明的机床的实施例。[0050]图8A示出了根据本发明的机床的实施例，其处于加工长工件时主轴的定位运动的位置。[0051]图8B示出了根据本发明的机床的实施例，其处于主轴的定位运动的其它位置。[0052]图8C示出了根据本发明的机床的实施例，其处于主轴的定位运动的其它位置。[0053]图8D示出了根据本发明的机床的实施例，其处于主轴的定位运动的其它位置。[0054]图8E示出了根据本发明的机床的实施例，其处于主轴的定位运动的其它位置。[0055]图9A示出了根据本发明的机床的实施例，其处于加工短工件时主轴的定位运动的位置。[0056]图9B示出了根据本发明的机床的实施例，其处于主轴的定位运动的其它位置。[0057]图9C示出了根据本发明的机床的实施例，其处于主轴的定位运动的其它位置。[0058]图10示出了根据本发明的机床的其它实施例。[0059]图11从其它视角示出了根据本发明的机床的其它实施例。具体实施方式[0060]下面借助实施例和示例性的附图对本发明进行详细的描述和说明。[0061]图1示出了根据本发明的机床1的实施例的从前方成角度的立体图。具有第一子区段211和第二子区段212的两件式的主轴臂接收区段21被安装在机柱20的接收表面200上，其中在图1中仅第一子区段211是可视的，第二子区段212被主轴臂30所遮挡。[0062]主轴臂30包括三个部分，第一主轴臂区段31，第二主轴臂区段32和第三主轴臂33。第一主轴臂区段31是伸长的且具有第一端区段315和第二端区段316,所述第一端区段315布置在子区段21U212之间，所述第二端区段316包括两个部分，即第一子区段311和第二子区段312。第二主轴臂区段32也是伸长的且具有第一端区段325和第二端区段326,所述第一端区段325布置在第一主轴臂区段31的子区段311、312之间，所述第二端区段326在本实施例中包括两个部分，即第一子区段321和第二子区段322。第三主轴臂区段33被布置在第二主轴臂区段32的子区段321、322之间并且携带主轴34。因此，主轴臂30的每个区段都精准地安装在主轴臂30的另一个区段上，其中在伸长的元件的一端的两个隔开的子区段的叉形从主轴臂接收区段21经由整个主轴臂3〇第一、第二和第三主轴臂区段31、32、33延伸至主轴臂30的接收主轴34的一端。在此，主轴臂接收区段21的子区段211、212并非相互连接，而第一主轴臂区段31的子区段311、312以及第二主轴臂区段32的子区段32K322在朝向其相应的伸长的主轴臂区段的中部的方向上连接。[0063]由于主轴臂的三连接three-link形式，主轴臂3〇的三个区段31、32、33都可以分别地转动，其中主轴34执行主轴臂区段31、32、33的旋转运动的总和。特别地，第一主轴臂区段31的第一端区段315为此被铰接至主轴臂接收区段M的第一端区段215主轴臂接收区段21的第二端区段216被安装在机柱20的接收区域200上），使得第一主轴臂区段31和因此整个主轴臂30可以绕着第一旋转轴R1转动。图3列举了齿轮的布置，其用于将旋转运动传递到第一主轴臂区段31的。类似地，第二主轴臂区段32的第一端区段325被铰接至第一主轴臂区段31的第二端区段3ie，使得第二主轴臂区段M以及第三主轴臂区段33和主轴34可以绕着第二旋转轴R2转动。第三主轴臂区段33附接至第二主轴臂区段32的第二区段326,使得第三主轴臂区段33能够绕着第三旋转轴R3转动并用于接收主轴34,主轴34可以在主轴的纵向方向上绕着主轴的旋转轴R4转动（图2A。因此，主轴臂的三个铰接都被设计成铰链结合，其中这三个旋转轴R1、R2、R3相互平行并且平行于机床1的站立面。[0064]此外，根据本发明的机床1的机柱20具有第一线性轴61的两个导轨，滑块51可以在该导轨上平行于旋转轴1?1、1?2、1?3。旋转台50被安装在滑块51上且可以绕着垂直于机床1站立面的旋转台旋转轴R5转动（参见图2A。旋转台50还可以被设计成额外地在滑块51上枢转。[0065]图2A示出了根据本发明的机床1在沿着主轴臂30的纵向的部分视图。可以清楚地看到，在一方面，横向地示出第一主轴臂区段31和第二主轴臂区段32的支柱以及主轴34在第二主轴臂区段32的第二端区段326的布置，在另一方面，示出主轴臂区段31、32、33的平行的旋转轴R1、R2、R3的位置，主轴的旋转轴R4的位置，以及旋转台的旋转轴R5的位置。[0066]第一旋转轴R1的位置在空间中是固定的。第二和第三旋转轴R2和R3的方向也是不可变的，即平行于第一旋转轴R1，然而它们相对于地面的高度取决于第一主轴臂区段31对于R2的方位和或第一和第二主轴臂区段31和32对于R3的方位。主轴的旋转轴R4的方位对应于主轴34的调整且取决于三个主轴臂区段31、32、33的方位。旋转台旋转轴R5的方位与主轴臂30无关，在不可枢转的旋转台50的情况中，该旋转台旋转轴R5垂直于地面区域。[0067]第二旋转轴R2的铰接示出了引导元件36，通过该引导元件36来引导线70用于冷却液体的供给线以及电力电缆）。图2B示出了引导元件36的示意性的形式。引导元件36是圆形的，具有环形外壳361和将引导元件36分成若干部分363的隆起362。线70被单独地引导通过部分363,其中线7〇不能附接至引导元件36,以在第二主轴臂区段32绕着第二旋转轴R2转动的期间避免发生弯曲载荷。[0068]引导元件36以旋转固定的方式连接至第二主轴臂区段32,使得当第二主轴臂区段32进行旋转运动时，引导元件36在相同的方向上转动。因此，被引导至第二主轴臂区段32的第二端区段326的线70可以在第二主轴臂区段32的纵向上在第二主轴臂区段32内直线地被引导。[0069]在第一旋转轴R1处的铰接以及在第三旋转轴R2处的铰接也可以具有相应的引导元件36。[0070]图3A从侧面示出了根据本发明的机床1的实施例。在此视图中，三个旋转轴Rl、R2、R3垂直于纸面。为了将旋转运动传递到第一主轴臂区段31，主轴臂接收区段21的第一子区段211具有第一支撑驱动213,该第一支撑驱动213包括四个环形驱动元件213A-213D和一个更大直径（例如是驱动元件213A-21：3D的直径的六倍）的环形从动元件213E。该驱动元件21：3A-213D布置在从动元件213E的外周且共同将扭矩传递至从动元件213E。为防止逆向运行且因此更精准地定位主轴34，驱动元件213A-213D被配置为例如四个驱动元件213A-213D通过传动带机械地布置为两组，该传动带分别绕过两个驱动元件213A、213B和213C、213D并绕过位于从动元件213E的圆形区域之内的第三固定点以两个三角形。在主轴臂接收区段21的驱动元件213A-213D并非均匀地分布在从动元件213E的外周，而是仅仅分布在从动元件213E的下半圆弧上，使得不限制第一主轴臂区段31的转动范围。在主轴臂接收区段21处的第一支撑驱动213可以被设计成摆线齿轮，与其它传动装置相比具有相当高的刚度。通过支撑摆线齿轮可以精准地移动相对重且长的主轴臂30,使得主轴34可以被准确地定位，尽管用于定位主轴34的三个旋转运动的其中一个在离主轴34—定距离的主轴臂30的相对端处运行且第二旋转运动在主轴臂30的大概中部运行。[0071]为了将旋转运动传递到第二主轴臂区段32其独立于第一主轴臂区段31的旋转运动而运行），第一主轴臂区段31的第一子区段311具有第二支撑驱动313,该第二支撑驱动313包括四个环形驱动元件313A-313D和一个更大直径例如是驱动元件313A-313D的直径的两倍）的环形从动元件313E。该驱动元件313A-313D布置在从动元件313E的外周且共同将扭矩传递至从动元件313E。为防止逆向运行且因此更精准地定位主轴34,驱动元件313A-31邪被配置为例如四个驱动元件313A-313D通过传动带被机械地布置为两组，该传动带分别绕过两个驱动元件31：3A、313B和313C、313D并绕过位于从动元件313E的圆形区域之外的第三固定点以形成两个三角形。在第一主轴臂区段31处的驱动元件313A-313D均匀地分布在从动元件313E的外周。在第一主轴臂区段31处的第二支撑驱动313也可以被设计为摆线齿轮。[0072]为了将旋转运动传递到第三主轴臂区段33其独立于第一和第二主轴臂区段31、32的旋转运动而运行），第二主轴臂区段32的第二端区段326具有第三驱动323。在图3A所示的实施例中，第二主轴臂区段32的第二端区段326被设计成两个部分或叉子的形式，如主轴臂接收区段21的区段215和第一主轴臂区段31的区段316—般，使得在本实施例中第三驱动323被置于第二主轴臂区段32的子区段32U322之间。第三驱动323可以被设计为冷却扭矩驱动，由于冷却作用，与其它传动装置相比具有热稳定性、高动态和高驱动刚度。[0073]通过图3B再次说明主轴臂30的可动性。图3B从与图3A—样的视角示出了根据本发明的机床的实施例的剖视图。主轴臂30的旋转轴R1、R2、R3垂直于纸面。主轴臂接收区段21被布置在机柱20的接收表面200上，其中在图3B中仅可见主轴臂接收区段21的两个隔开的子区段211、212的其中一个。在第一端区段315处的主轴臂30被铰接至第一主轴臂区段31的主轴臂接收区段21，使得主轴臂接收区段21的第一端区段215和第一主轴臂区段31的第一端区段3丨5形成铰接合。由于相关部件的尺寸（即主轴臂接收区段21的第一端区段215、第一主轴臂区31的第一端区段315和大的轮形从动元件213E，第一支撑驱动213的发动机在此可以在铰接处以节省空间的方式被容纳在铰接的空心轴中。缓冲区段317被置于主轴臂区段31处，阻断第二主轴臂区段32绕着第二旋转轴32朝向第一主轴臂31的运动。[0074]在第二旋转轴R2的铰接处也能发现略小形式的类似设计。也就是在第二主轴臂区段32借助其第一端区段325与第一主轴臂区段31的第二端区段316的较接处。还示出了第二支撑驱动313的从动元件313E，其相对于从动元件213E更小。在此，也仅仅示出了第一主轴臂区段31的第二端区段316的子区段311、312的其中一个。[0075]在第三旋转轴R3的较接处，主轴34被置于第三主轴臂区段33处，第三主轴臂区段33被容纳在第二主轴臂区段32的第二端区段326的子区段321、322之间且可以绕着第三旋转轴R3转动。容纳在主轴34或具有主轴头的主轴34的刀具35未示出）可以绕着轴R4转动以执行加工操作。[0076]还示出了可以绕着轴R5旋转的工作台50，其在滑块51上具有托盘，该滑块可移动地安装在第一线性轴61的导轨上。[0077]图4从与图M相对侧示出了根据本发明的机床1的实施例的设计。在本实施例中，在机床1的两侧处的驱动的分布并不是对称的。如在第一子区段311参见图3A处一般，在主轴臂接收区段21的第二子区段212处四个驱动元件214A-D使得从动元件214E转动，然而与第一子区段311参见图3A不同的是，在第一主轴臂区段31的第二子区段312处没有放置驱动元件。这些驱动的分布取决于在相应的铰接处被传递的扭矩的大小，且在根据本发明的机床1的另一个实施例中这些驱动的分布可以是对称的或是另一种形式不对称。[0078]图5、6和7示出了根据本发明的机床1的实施例的其它视图（图5为从背面的一个角度，图6从正面，图7从背面），其示出了两件式叉式的设计:具有两个子区段211和212的主轴臂接收区段21，具有在其第二端区段316处的两个子区段311和312的主轴臂区段31，和具有在其第二端区段326处的两个子区段321和322的主轴臂区段32。[0079]图8A-E示出了具有长钻头35的主轴臂30在立方形工件2的多方位加工期间的不同的加工位置，其中在主轴臂30上的刀具35沿着立方体的两个相邻的表面移动，这两个相邻的表面在以下指的是工件2的前侧和顶侧。在图8A-C中，主轴34对准前侧，图8D示出了其向顶侧转移。在图8E中，主轴34对准顶侧。[0080]图8A示出了将具有刀具35的主轴34定位至工件2的前侧的下边缘，图8B示出了将主轴34未示出刀具35定位至工件2的前侧的中部区域，和图8C示出了将主轴34未示出刀具35定位至工件2的前侧的上边缘。图8A-C示出了，在主轴沿着工件2的前侧表面从下至上的移动或加工运动中，在主轴臂接收区段21和第一主轴臂区段31之间的角度a增大，且在主轴臂区段31和第二主轴臂区段32之间的角度P不会发生较大的改变。在第二主轴臂区段32和第三主轴臂区段33之间的角度y也增大。然而，这些角度的改变取决于工件2的尺寸及其离主轴臂接收区段21的距离。此外，通过角度组合y可以实现主轴的定位，该角度组合不一定是明确的，因为当角度e更小而同时角度a更大时也可以获得同样的定位。鉴于这种复杂的计算，因此优选地使用CNC控制来控制主轴臂区段31、32、33的旋转运动，所述控制确定适当的角度组合aj;丫）以特定地定位主轴。为了加工与图8A-C中示出的工件2相比具有较大高度的工件2,第一主轴臂区段31进一步转动至右边，使得角度a变得大于180°。[0081]然而，在主轴臂接收区段21和第一主轴臂区段31之间产生大于180°的角度a的可能性也已经在图8A-E中示出的工件2中应用，如图8D所示。该图示出了主轴臂从加工前侧的运动向加工顶侧的运动转移。由于长的加工刀具35,刀具末端与工件的顶侧保持足够的距离。然而，在此位置，也可以加工例如球形的工件2。[0082]图8E示出了用长刀具35加工立方形工件2的顶侧的主轴位置。在此位置，第二主轴臂区段32和刀具35的纵轴形成了直角。[0083]图9A-C如图8E—般示出了立方形工件2的顶侧加工，但是是用在主轴34处的短刀具35进行加工的。图9A示出了工件2的顶侧的前边缘的加工，图9B示出顶侧的中部区域的加工，和图9c示出了顶侧的后边缘的加工。与用长刀具加工顶侧相比，在这种情况下，在沿着顶侧的整个移动路径期间角度0更小。[0084]图10和11从前侧以两个不同的视角示出了根据本发明的机床1的其它实施例。与图1_9不同的是，在图10和11中的机柱20具有长机床的形式，其中具有主轴臂30的主轴臂接收区段21可以在第二线性轴62的两个导轨上移动，第二线性轴62与三个旋转轴R1、R2、R3平行。[0085]此外，第二主轴臂区段32的第二端区段326不具有两件式和或叉状形式，而是仅仅包括一个部分，在其旁边布置有具有主轴43的第三主轴臂区段33。[0086]另外，旋转台50不再是线性可移动的，而是被插入到机柱20中使得其仅可以旋转。[0087]在该实施例中，旋转运动的驱动被容纳在第一旋转轴R1的铰接的空心轴中（第一支撑驱动211，在第一主轴臂区段31的第一子区段311中（第二支撑驱动311，在第二主轴臂区段32的第二端区段3%中（第三驱动321。[0088]本发明不限于上述实施例，上述实施例的各个方面和或各个特征可以组合以提供本发明的其它实施例。[0089]特别地，根据本发明的机床1还可以包括线性轴61和62。此外，根据本发明的机床1可以包括两个置于机床1的相对两侧的加工站，其中从一个加工站变换到另一个加工站由第二主轴臂区段32的360°可旋转性来实现。根据本发明的机床1也可以包括多于三个主轴臂区段31、32、33例如四个主轴臂中），其中每一个都可以独立地转动。另外，可以在主轴34处接收工件2并将刀具35安装在旋转台上。[0090]附图标记[0091]1机床[0092]2工件[0093]20机柱[0094]200接收表面[0095]21主轴臂接收区段[0096]211主轴臂接收区段的第一子区段[0097]212主轴臂接收区段的第二子区段[0098]213第一支撑驱动[0099]213A-213D第一支撑驱动的驱动元件[0100]213E第一支撑驱动的从动元件[0101]214第四支撑驱动[0102]214A-214D第四支撑驱动的驱动元件[0103]214E第四支撑驱动的从动元件[0104]215主轴臂接收区段的第一端区段[0105]216主轴臂接收区段的第二端区段[0106]30主轴臂[0107]31第一主轴臂区段[0108]311第一主轴臂区段的第一子区段[0109]312第一主轴臂区段的第二子区段[0110]313第二支撑驱动[0111]313A-313D第二支撑驱动的驱动元件[0112]313E第二支撑驱动的从动元件[0113]315第一主轴臂区段的第一端区段[0114]316第一主轴臂区段的第二端区段[0115]317缓冲区段[0116]32第二主轴臂区段[0117]321第二主轴臂区段的第一子区段[0118]322第二主轴臂区段的第二子区段[0119]323第三驱动[0120]325第二主轴臂区段的第一端区段[0121]326第二主轴臂区段的第二端区段[0122]33第三主轴臂区段[0123]34主轴[0124]345主轴的端区段[0125]35刀具[0126]36弓丨导元件[0127]361外壳[0128]362隆起[0129]363部分[0130]40数控装置[0131]50旋转台[0132]51滑块[0133]61第一线性轴[0134]62第二线性轴[0135]70线[0136]R1第一旋转轴[0137]R2第二旋转轴[0138]R3第三旋转轴[0139]R4主轴的旋转轴[0140]R5旋转台旋转轴

权利要求：1.一种用于加工工件⑵的机床1，包括具有主轴34的主轴臂30，所述主轴34用于接收刀具35或工件2，其中所述主轴臂30用于在加工区域中定位所述主轴34，所述主轴臂30可移动地附接至布置于机柱20上的主轴臂接收区段21。其中，用于转动所述主轴34的所述主轴臂30包括：第一主轴臂区段31，其被设计成伸长的兀件且能够相对于所述主轴臂接收区段21绕着第一旋转轴R1转动，所述第一主轴臂区段C31铰接至所述主轴臂接收区段21，其中所述第一旋转轴R1被置于所述主轴臂接收区段21的第一端区段215中和所述第一主轴臂区段31的第一端区段315中；第二主轴臂区段32，其被设计成伸长的元件且能够相对于所述第一主轴臂区段31绕着第二旋转轴R2转动，所述第二主轴臂区段32铰接至所述第一主轴臂区段3D，其中所述第二旋转轴R2被置于所述第一主轴臂区段31的第二端区段316中和所述第二主轴臂区段32的第一端区段中（325。其中所述主轴臂接收区段21包括：彼此相隔一定距离地布置在所述机柱（2〇上以接收所述主轴臂（30的第一子区段211和第二子区段212，其中所述主轴臂接收区段21的所述第一子区段211具有第一支撑驱动213，以将第一扭矩传递至所述第一主轴臂区段31，使得所述第一主轴臂区段31绕着所述第一旋转轴转动R1;其中，所述第一主轴臂区段31包括：彼此相隔一定距离地布置在所述主轴臂接收区段21上以接收所述第二主轴臂区段32的第一子区段311和第二子区段312，其中所述第一主轴臂区段31的所述第一子区段311具有第二支撑驱动313，以将第二扭矩传递至所述第二主轴臂区段32，使得所述第二主轴臂区段32绕着所述第二旋转轴转动R2。2.根据权利要求1所述的机床1，其特征在于，将所述第一主轴臂区段31的所述第一端区段315布置在所述主轴臂接收区段21的所述两个子区段211、212之间，使得所述主轴臂接收区段21的所述两个子区段211、212之间的距离大于所述第一主轴臂区段31的所述两个子区段311、312之间的距离。3.根据前述权利要求中任一项所述的机床1，其特征在于，所述第一支撑驱动213和所述第二支撑驱动313各具有四个机械布置的驱动元件213A-213D、313A-313D且各具有一个从动元件213E、313E。4.根据权利要求3所述的机床1，其特征在于，所述第一支撑驱动213的所述四个驱动元件（213A-213D沿着最大中心角为180°的圆弧布置在所述主轴臂接收区段21上；所述第二支撑驱动（313的所述四个驱动元件（313A-313D沿着圆周均匀地布置在所述第一主轴臂区段31上。5.根据前述权利要求中任一项所述的机床1，还包括与所述第二主轴臂区段32相对布置的所述第三主轴臂区段33能够绕着所述第三旋转轴R3转动并用于接收所述主轴34，所述第三主轴臂区段33铰接至所述第二王轴臂区段32，其中所述第三旋转轴R3置于所述第二主轴臂区段32的所述第二端区段326中，和所述第二主轴臂区段31具有用于将第三扭矩传递至所述第三主轴臂区段（33的第三驱动323，以使得所述第三主轴臂区段33绕着所述第三旋转轴R3转动。6.根据权利要求5所述的机床1，其特征在于，所述第一旋转轴R1、所述第二旋转轴R2和所述第三旋转轴R3彼此平行，和所述机床⑴还包括：数控装置40，所述数控装置40被设计为控制在所述主轴臂接收区段21上的所述第一支撑驱动213、所述第一主轴臂区段31上的所述第二支撑驱动313和所述第二主轴臂区段32上的第三驱动323，使得由于同时发生的所述第一主轴臂区段31绕着所述第一旋转轴R1的旋转运动、所述第二主轴臂区段32绕着所述第二旋转轴R2的旋转运动和所述第三主轴臂区段33绕着所述第三旋转轴R3的旋转运动，在所述第三主轴臂区段33处的所述主轴34的端部345在垂直于所述平行的旋转轴R1、R2、R3的平面中执行矩形路径。7.根据权利要求5或6中任一项所述的机床1，其特征在于，布置在所述主轴臂接收区段21和所述第一主轴臂区段31上的所述支撑驱动213、313被设计为摆线齿轮;且布置在所述第二主轴臂区段32上的所述第三驱动323被设计为冷却扭矩驱动。8.根据前述权利要求中任一项所述的机床1，其特征在于，所述主轴臂（30包括用于在所述第二主轴臂区段（32铰接至所述第一主轴臂区段31的位置处引导线的引导元件36，其中所述引导元件（36具有用于分别引导多根线70的多个部分363。9.根据前述权利要求中任一项所述的机床1，进一步包括在机架20处的旋转台（50，所述旋转台（50可以绕着旋转台旋转轴R5转动且用于接收所述工件⑵或刀具35。10.根据权利要求9所述的机床1，还包括，用于接收所述旋转台（50的第一线性轴61，其中所述旋转台（50可以沿着所述第一线性轴61移动，且所述旋转台旋转轴R5相对于所述第一线性轴61成介于0度到90度之间的角度。11.根据前述权利要求中任一项所述的机床1，还包括用于接收所述主轴臂接收区段21的第二线性轴62，其中所述第二线性轴62平行于所述第一旋转轴R1，且所述主轴臂接收区段21布置在所述机柱20上并可沿着所述第二线性轴62移动。I2•根据前述权利要求中任一项所述的机床1，其特征在于，所述第一主轴臂区（31段具有缓冲区段317，用于阻断所述第二主轴臂区段32朝向所述第一主轴臂区段21方向的旋转运动。13.根据前述权利要求中任一项所述的机床1，其特征在于，所述机柱20具有接收所述主轴臂接收区段21的接收区域200;上下方向定义为从所述机床⑴的安装室的顶面到所述机床⑴的站立面的方向;且所述主轴臂接收区段21布置在所述接收区域2〇〇处，或在所述接收区域200之上或在所述接收区域2〇〇之下或在所述接收区域2〇〇的侧面上。

百度查询： 德克尔马霍普夫龙滕有限公司 用于加工工件的机床

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD