具有用結(jié)構(gòu)件構(gòu)成的機架的機床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有用結(jié)構(gòu)件構(gòu)成的機架并安裝有組件的機床，該組件包括在機床運行時產(chǎn)生熱量的功能組件。其中，借助于流道系統(tǒng)，機床的結(jié)構(gòu)件的與溫度相關(guān)的變形被減小。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，各種用于減小機床的與溫度相關(guān)的變形的裝置和方法是已知的。例如，根據(jù)DE 41 32 822 Al，用噴嘴冷卻是已知的。其中，冷卻液經(jīng)由可自由轉(zhuǎn)動的噴嘴噴在機床的預設(shè)位置以冷卻這些位置。
[0003]根據(jù)WO 2012/032423 Al，一種具有補償機構(gòu)的機器是已知的。其中，機器的變形經(jīng)由檢測裝置確定，隨后，針對確定的偏差的補償經(jīng)由校正裝置進行。如此，這里僅發(fā)生針對變形的補償而沒有冷卻機床。
[0004]上述機床的與溫度相關(guān)的變形示例性地示于圖1中。圖1中示出的機床由機床床身500、支柱900、機床工作臺501和安裝軸組成。機床床身500通過導架與機床工作臺501連接，且支柱900容納安裝軸901并固定在機床床身500上。在機床運行時，布置發(fā)熱功能組件如軸901或?qū)Ъ艿膮^(qū)域，被較為嚴重地加熱。機床的結(jié)構(gòu)組件的單側(cè)加熱導致機床的結(jié)構(gòu)組件的不均勻變形或撓曲。
[0005]由于這些撓曲，機床的加工軸也產(chǎn)生偏移。圖1的右圖中示出了這種被非均勻加熱的機床。此處，主軸加工軸發(fā)生角度為的變形，且機床工作臺501的加工軸發(fā)生了角度為的變形。在示出的機床中，這些變形具體是由機床床身500的上側(cè)與下側(cè)的不同溫度引起的。在所示的例子中，機床床身的下側(cè)503的溫度小于機床床身的上側(cè)502的溫度。由于這些不同的溫度，機床床身500的不同側(cè)膨脹不同。由于機床床身的下側(cè)503的溫度小于機床床身的上側(cè)502的溫度，機床床身的上側(cè)502比機床床身的下側(cè)膨脹得更多。由于支柱900和機床工作臺501均附著在機床床身500上且機床床身500如今在運行過程中變形或彎曲，因此，形成加工軸的不同變化。當然，機床床身500越長且機床床身500上的溫度差越大，圖示的撓曲及彎曲效應(yīng)越大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個目的在于盡可能廉價且有效地補償剛才介紹的機床的與溫度相關(guān)的變化。尤其是，減小與機床的溫度相關(guān)的曲率和彎曲。
[0007]該目的由獨立權(quán)利要求的特征實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求與本發(fā)明的優(yōu)選實施例相關(guān)。
[0008]所述具有用結(jié)構(gòu)件構(gòu)成的機架并安裝有組件的機床包括在所述機床運行時產(chǎn)生熱量的功能組件。其中，所述熱量可通過熱傳遞被輸入到所述結(jié)構(gòu)件和/或所述組件。所述機床可具有流道系統(tǒng)，其中，調(diào)溫介質(zhì)可在所述流道系統(tǒng)中循環(huán)流動，所述流道系統(tǒng)可設(shè)置在所述機床的所述結(jié)構(gòu)件和/或所述組件上，以致由于所述調(diào)溫介質(zhì)的通過，所述功能組件產(chǎn)生的所述熱量可被分布到所述機架和/或所述組件。
[0009]通過輸入熱量在機床的有關(guān)結(jié)構(gòu)件中的均勻分布，結(jié)構(gòu)組件中的溫差及結(jié)構(gòu)件各自的撓曲能夠被降低。
[0010]通過本發(fā)明的流道系統(tǒng)，如此，未發(fā)生對機床的冷卻，而是均衡機床的結(jié)構(gòu)組件的不同區(qū)域的不同溫度。借助于機床的機架中及另外的結(jié)構(gòu)件中的均勻溫度，機床的結(jié)構(gòu)件和組件發(fā)生均勻的與溫度有關(guān)的膨脹以避免撓曲成為可能。
[0011]不同于已知的機床冷卻原理，其中，冷卻通道直接地且完全地設(shè)置在發(fā)熱功能組件上以將機架輸入的熱量散失到環(huán)境或制冷機中；在本發(fā)明中，通道被提供在具有發(fā)熱件的區(qū)域和沒有發(fā)熱件的區(qū)域。通過這種通道布置形式，可降低機床的結(jié)構(gòu)組件中的溫度梯度，從而減小撓曲，同時避免用制冷機散熱。
[0012]換言之，本發(fā)明的思想是問題不再是冷卻被加熱的結(jié)構(gòu)組件，關(guān)鍵點是經(jīng)由本發(fā)明的流道系統(tǒng)將產(chǎn)生的熱量均勻地分布在組件中。如上所述的在現(xiàn)有技術(shù)中，冷卻根本上不是重要的，這是由于位移/移動基本上可以通過控制相關(guān)的補償進行補償，而機床的撓曲以及上面說明的由其導致的角度錯誤基本上不能經(jīng)由冷卻原理補償。其中，本發(fā)明是根據(jù)如果熱量在發(fā)源地消散且組件在其安裝空間中被均勻地調(diào)溫，組件不會在熱負載的影響下發(fā)生撓曲的觀點。其中，重要的是本發(fā)明的流道系統(tǒng)的所有通道流過優(yōu)選地由泵裝置輸送的均衡調(diào)溫的介質(zhì)。
[0013]所述流道系統(tǒng)可以設(shè)置在所述機床的所述結(jié)構(gòu)件和/或所述機床的所述組件，以致所述結(jié)構(gòu)件和/或所述組件的傾斜和/或位移能夠被阻止。特別地，流道系統(tǒng)的一部分連接到所述結(jié)構(gòu)件和/或所述組件上的暖位置，且流道系統(tǒng)的另一部分間隔地在冷區(qū)域，使得熱均衡可以發(fā)生且機床可以被調(diào)溫。以這種方式，由于避免了非均勻膨脹，可以提高機床的加工精度。
[0014]調(diào)溫介質(zhì)可經(jīng)由泵進行循環(huán)流動，并可以經(jīng)過流道系統(tǒng)的所有流道。從而確保了對結(jié)構(gòu)件和/或組件的特別有效的溫度調(diào)節(jié)。由于可以通過根據(jù)功能組件產(chǎn)生的熱量調(diào)節(jié)泵的功率進行調(diào)溫，因此無需制冷機進行調(diào)溫。
[0015]機床的流道系統(tǒng)的流道設(shè)置可以設(shè)置在機床的結(jié)構(gòu)件和/或組件的表面作為中空型材。通過將中空型材直接布置在機床的組件的表面，根據(jù)本發(fā)明一方面可以簡單配置機床，根據(jù)本發(fā)明另一方面可以改進當前機床上的流道。將中空型材用作流道額外地為高成本制作的整體鑄件的流道提供一種廉價且有效的替代。
[0016]流道系統(tǒng)的流道可被配置為冷卻型材，每個冷卻型材可包括至少一個供給通道和用于接收調(diào)溫介質(zhì)的返回通道。通過提供同時具有供給通道和返回通道的冷卻型材，用附著的唯一一個型材可以對機床的整個邊緣進行徹底地調(diào)溫。此外，供給通道和返回通道的開口可以提供在冷卻型材的相同位置，使得非常簡單的連接到冷卻系統(tǒng)成為可能。此外，這些冷卻型材可以預先制造并按照需要切割成期望的長度，從而確保低成本制造流道系統(tǒng)。
[0017]所述冷卻型材的所述供給通道可以以導通方式連接至所述返回通道，以致所述調(diào)溫介質(zhì)可以被改道。通過該種特別的配置，使用單個冷卻型材即可形成一循環(huán)回路或流道系統(tǒng)。因此，具有所述流道系統(tǒng)的機床的成本及復雜度可以被降低。
[0018]所述供給通道可以通過用于從所述供給改道進入所述返回且具有銑槽的焊接板連接至所述返回通道。因此，廉價地連接所述供給通道至所述返回通道并且未在所述流道中形成大的流阻成為可能。
[0019]所述冷卻型材可以螺接至所述機床的所述結(jié)構(gòu)件和/或組件。通過螺紋連接來附著所述冷卻型材，一方面可以確保所述冷卻型材的側(cè)面和所述機床的所述結(jié)構(gòu)件和/或組件之間的好的連接，另一方面螺紋連接允許所述冷卻型材的后續(xù)拆卸。因此，如果冷卻型材在一段時間后發(fā)生磨損，可以簡單地擰開并替換。
[0020]所述機床的所述冷卻系統(tǒng)的所述流道也可以配置成管子并裝入所述機床的所述結(jié)構(gòu)件和/或組件的溝槽中。在該種方式下，其可以以盡可能節(jié)省空間的方式將所述流道安裝至所述機床，從而可以對僅具有狹窄安裝空間的機床的表面及邊緣進行調(diào)溫。
[0021]所述流道系統(tǒng)的所述流道的所述管子可以通過固定蓋固定在所述溝槽中。借助于此種固定蓋，所述管子能夠被非常簡單地固定在所述溝槽中，或者壓力可以通過所述固定蓋施加在所述管子上以確保所述管子與所述機床的所述結(jié)構(gòu)件和/或組件之間充分的接觸面積從而優(yōu)化所述熱傳遞。
[0022]所述流道系統(tǒng)的所述流道的所述管子可以由銅制成。通過銅的特別有利的高熱導性特性，所述機床中的熱均衡可以得到進一步促進。因此，通過使用銅，所述機床中的所述溫度梯度可以進一步減小。
[0023]所述流道系統(tǒng)的所述流道也可以配置成位于所述機床的所述組件和/或結(jié)構(gòu)件中的孔。因此，所述調(diào)溫介質(zhì)可以在所述發(fā)熱功能組件的附近循環(huán)以確保所述機床的改進的溫度調(diào)節(jié)。
[0024]所述流道系統(tǒng)的所述流道可以同時設(shè)置主軸核心和主軸軸承上。因此，產(chǎn)生于主軸核心及主軸軸承并輸入至所述機床的高熱量已經(jīng)能夠在其發(fā)源地消散。此外，所述敏感的主軸的變形和曲率被特別地減小。
[0025]所述機床可以包括機床床身和機床支柱。所述機床的所述流道系統(tǒng)的所述流道可以沿著所述機床床身的邊緣設(shè)置在所述上側(cè)和下側(cè)及沿著所述支柱的邊緣設(shè)置在所述上側(cè)和下側(cè)。該種所述流道沿著所述上側(cè)和下側(cè)的優(yōu)選布置能夠?qū)崿F(xiàn)特別有效的溫度均衡，這是因為在所述機床床身中和屬于所述機床中的最大結(jié)構(gòu)件的支柱中的特定溫度梯度下，會非常嚴重地影響所述機床的撓曲。此外，所述機床床身和支柱具有大的表面以用于附著所述流道，以致所述流道能夠以廉價和簡單地方式安裝在那里。
[0026]所述機床可具有用于調(diào)節(jié)所述調(diào)溫介質(zhì)的體積流量的泵。所述泵可以被設(shè)置以使得所述流道系統(tǒng)中不同區(qū)域的調(diào)溫介質(zhì)的溫差量可限制至最大為:TC且優(yōu)選為最大為1°C。因此，所述流道中的所述體積流量可以通過泵的功率來調(diào)節(jié)。所述熱傳輸可以通過所述體積流量來控制，從