用于机床的C轴单元和包括C轴单元的机床制造技术

本发明专利技术提供了用于机床的C轴单元和包括C轴单元的机床。一种用于机床的C轴单元，包括：衬套(134)，适于固定到机床的单元支撑件(121)；头部安装平台(130)，适于接收操作头部(40)，所述头部安装平台由衬套(134)支撑并且能够绕竖直轴线相对于衬套(134)旋转；平台旋转马达(150)，由衬套(134)支撑，并被配置为控制头部安装平台(130)的旋转；以及主轴马达(160)，被配置为通过在穿过头部安装平台(130)获得的通孔(133)中布置的驱动延伸件(163)来控制在操作头部(40)上的工具承载主轴(45)的旋转。主轴马达(160)固定到头部安装平台(130)并与头部安装平台旋转地成一体。

C-axis unit for machine tool and machine tool including c-axis unit

【技术实现步骤摘要】
用于机床的C轴单元和包括C轴单元的机床
本专利技术总体上涉及用于通过切屑去除加工的机床领域，并且具体涉及高速切削机(HSC)。
技术介绍
HSC技术的强劲和持续发展要求机床具有进给轴和工具承载主轴的高动态性能。在5轴雕刻加工领域，即在模塑、航空、能源领域、造型中心模型等中，对具有线性轴和极轴的高动态性能的5轴机器的需求越来越强烈和严格。来自所述领域的其他强烈要求是降低加工成本和使用能够模块化和可重新配置的多任务机器，即满足加工过程的复杂和明确的问题。考虑到源于加工过程的要求，这些要求横向影响机器的规格，已经定义了表征5轴机床当前技术水平的关键问题。其中一些涉及需要配置5轴机床(3线性和2极)能够用操作头部进行粗操作和精操作，所述操作头部与HSC技术的当前技术水平一致。加工系统的可配置性和模块性也受到极轴C的形态的强烈制约，极轴C必须能够允许自动联接一系列强大、快速且可靠的操作头部。参考图1至3b，为此目的描述了一种已知的机床，其中仅有与根据极轴C的运动相关的部分在图1至3b中示出。在5轴机床中，三个线性轴通常用X、Y和Z表示，而围绕水平轴线X和围绕竖直轴线Z旋转的两个极轴分别用A和C表示。在图中，未示出的轴线Y垂直于绘图平面(轴线X和Y可颠倒)。机床包括轴承结构10和单元支撑件21，轴承结构10简单地在图1中示出，单元支撑件21由轴承结构10支撑并且可以以本身已知的方式相对于轴承结构10沿至少一个轴线平移地移动，并且具体而言是沿着两个水平正交轴线X和Y并沿着竖直轴线Z移动。在所示的实例中，单元支撑件21制成为沿竖直轴线Z延伸的滑枕(ram)，并且为了简单起见，在下文中将如此表示。滑枕21以本身已知的方式连接到机床的轴承结构10。C轴单元20在滑枕的下端处布置在滑枕21上。C轴单元包括适于接收操作头部40的头部安装平台30。头部安装平台30可相对于滑枕21围绕竖直轴线Z旋转，并因此在极轴C的方向上可旋转。头部安装平台30包括主体31和轴32，主体31用于固定操作头部40，轴32与轴线Z同轴延伸。轴32与主体31制成一体，并且如在下文中将阐明，构成旋转接头的旋转部分。通过头部安装平台30获得中心通孔33，其目的将在下文中阐明。一系列垫圈33a沿中心通孔33布置。头部安装平台30由固定在滑枕21底部的衬套(bushing)34支撑。具体而言，头部安装平台30由衬套34通过径向轴向轴承35和滚柱轴承36支撑。头部安装平台30和衬套34之间进一步插入多片式离合器34a，当需要将头部安装平台30相对于衬套34/滑枕21锁定时，可启动多片式离合器34a。在头部安装平台30的主体31的下表面31a上布置有电连接器37和液压连接器38，适于对操作头部40上的电力、信号和流体使用者进行供应。在头部安装平台30的主体31的下部也布置有头部联接系统39，头部联接系统39可以是手动的或自动的(在图3b的放大细节中可见)。这些头部联接系统39还包括具有Hirth型带齿前部连接器39a的锁，该前部连接器39a可被激活以给头部安装平台30和操作头部40之间的连接提供更大的刚性和机械稳定性。操作头部40被固定(手动、半自动或自动)到头部安装平台30的方式使得也可绕竖直轴线Z旋转。在所示的实例中，操作头部40的配置方式使得部分41可相对于操作头部40绕水平轴线X旋转，从而根据极轴A的方向旋转。在操作头部40的部分41上，布置有工具承载主轴45，其用于附接工具(未示出)。可移除上述头部40并用具有不同架构的头部替换。在操作头部40的下方布置有工件承载单元以支撑工件。C轴单元还包括平台旋转马达50，平台旋转马达50被配置为控制头部安装平台30的旋转。平台旋转马达50可例如由扭矩马达、蜗轮/螺旋齿轮马达或预加载电动双马达组成。平台旋转马达50包括固定到衬套34的径向外部定子部分51，以及固定到头部安装平台30的轴32的径向内部转子部分52。主轴马达60在其上部与和主轴马达60相关联的齿轮箱61一起布置在滑枕21上。主轴马达60被配置为控制工具承载主轴45在操作头部40上的旋转。为此目的，提供传动轴62和驱动延伸件63以将动力传递到头部安装平台30。传动轴62的上端通过上传动联接器64连接到齿轮箱61的输出轴，而传动轴62的下端通过下传动联接器65与驱动延伸件63旋转地成一体。驱动延伸件63通过轴承66连接到头部安装平台30。驱动延伸件63可通过键槽连接或带槽轴67-68连接到操作头部40内部的运动链或链接到主轴45。联接器构造成两部分，以确保操作头部40与头部安装平台30分离。联接器67的凹形部分与驱动延伸件63是一体的，而联接器68的凸形部分安装在操作头部40的输入轴上。操作头部40上的流体使用者通过管道71供应，管道71将机床(未示出)的专用液压控制单元连接到固定到滑枕21的隔膜(水平肋)上的液压分配器72。液压分配器72的主体还用作马达/齿轮箱单元60、61的支撑件。在液压分配器72和操作头部40上的使用者之间插入有流体旋转接头，该流体旋转接头包括静止部分73(相对于滑枕21静止)和旋转部分。该旋转部分由头部安装平台30的轴32组成。旋转接头的静止部分73被插入头部安装平台30的中心通孔33中。旋转接头的静止部分73的防旋转约束通过支撑件74(连接到旋转接头的静止部分73)获得，该支撑件74通过管75连接到液压分配器72的主体，该液压分配器72的主体固定到滑枕21的隔膜(水平肋)上。驱动轴62容纳在管75内。旋转接头的静止部分73通过管道76进行流体供应，管道76将液压分配器72连接到支撑件74，然后连接到旋转接头的静止部分73。通过在旋转接头的静止部分73中制成的流体供应孔73a和垫圈33a，流体被供应到头部安装平台30和液压连接器38。操作头部40上的电力和信号使用者由电力和信号缆线供电，这些电力和信号缆线将机床(未示出)的电气和数字控制柜连接到电力和信号连接器81，这些电力和信号连接器81在静止部分中固定到分配器72的主体。向头部安装平台30并因此向电连接器37进行的电力供应通过缆线82提供，这些缆线82根据螺旋轨迹缠绕，该螺旋轨迹将分配器72的电连接器81接合到与头部安装平台30的轴32一体布置的电连接器83。这些电连接器83又电连接到布置在头部安装平台30的表面31a上的电连接器37。为了避免损坏沿螺旋轨迹移动的缆线82与固定且不旋转的管道76之间的碰撞和破损，采用具有光滑且润滑的外表面的管84，其随着头部安装平台30旋转，并允许缆线和液压管道之间的分离。上述机器有几个关键问题。首先，安装在滑枕21上的主轴马达60在其上端使得难以布置操作头部的电力和信号缆线、液压旋转接头的架构和液压管道的布局。此外，在操作中，电力和信号缆线82以螺旋形式扭曲和弯曲，一方面将头部的角度行程限制在+/-180°，另一方面导致显著的缆线磨损，这需要经常维护。电缆线82的复杂管理进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机床的C轴单元，包括：/n衬套(134)，适于在机床的单元支撑件(121)的下端处固定到所述单元支撑件(121)，当所述衬套被固定到所述机床的所述单元支撑件(121)时，所述衬套沿竖直轴线(Z)延伸，/n头部安装平台(130)，适于接收操作头部(40)，所述头部安装平台由所述衬套(134)支撑并且能够绕所述竖直轴线相对于所述衬套(134)旋转，以及/n平台旋转马达(150)，由所述衬套(134)支撑并被配置为控制所述头部安装平台(130)的旋转，/n其特征在于，所述C轴单元进一步包括：/n主轴马达(160)，所述主轴马达被配置为通过在穿过所述头部安装平台(130)获得的通孔(133)中布置的驱动延伸件(163)来控制在所述操作头部(40)上的工具承载主轴(45)的旋转，其中，所述主轴马达(160)被固定到所述头部安装平台(130)并与所述头部安装平台(130)旋转地成一体。/n

【技术特征摘要】
20180912 IT 1020180000085351.一种用于机床的C轴单元，包括：
衬套(134)，适于在机床的单元支撑件(121)的下端处固定到所述单元支撑件(121)，当所述衬套被固定到所述机床的所述单元支撑件(121)时，所述衬套沿竖直轴线(Z)延伸，
头部安装平台(130)，适于接收操作头部(40)，所述头部安装平台由所述衬套(134)支撑并且能够绕所述竖直轴线相对于所述衬套(134)旋转，以及
平台旋转马达(150)，由所述衬套(134)支撑并被配置为控制所述头部安装平台(130)的旋转，
其特征在于，所述C轴单元进一步包括：
主轴马达(160)，所述主轴马达被配置为通过在穿过所述头部安装平台(130)获得的通孔(133)中布置的驱动延伸件(163)来控制在所述操作头部(40)上的工具承载主轴(45)的旋转，其中，所述主轴马达(160)被固定到所述头部安装平台(130)并与所述头部安装平台(130)旋转地成一体。


2.一种机床，包括：
单元支撑件(121)，所述单元支撑件能够沿着至少一个轴线平移地移动，在所述单元支撑件的下端安装有根据权利要求1所述的C轴单元，和
流体旋转接头(173，174)，所述流体旋转接头被设置用于向所述操作头部(40)供应至少一种流体，所述流体旋转接头被布置在所述单元支撑件(121)的上端处并包括固定到所述单元支撑件(121)的静止部分(173)和能围绕所述竖直轴线相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳迪奥·乌戈·普罗塔索·雷波西尼，朱塞佩·莫尔菲诺，
申请(专利权)人：弗迪亚有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT