用于移动工件的加工位置的方法和机床技术

在用于移动工件的加工位置（１１２）的方法中，在该加工位置中利用机床（１００，３００）的刀具（１０８）对工件进行加工：ａ．利用至少一个刀具轴使刀具（１０８）运动；ｂ．在工件加工期间利用工件轴这样地使工件（１１０）运动，使得加工位置（１１２）进入到刀具（１０８）的工作空间（ｙｅｆｆ·ｘｅｆｆ）中和／或使得加工位置（１１２）进入到靠近床身的区域中；其中ｃ．通过刀具轴执行的运动比通过工件轴执行的运动动态性更高。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于移动工件的加工位置的方法，在该加工位置上利用机床的刀 具对工件进行加工，以及涉及一种机床，该机床尤其是用于执行根据本专利技术的方法。
技术介绍
已知的是，在机床中能通过一个或多个刀具轴来移动刀具，刀具轴指的是包括驱 动器在内的装置，该装置使刀具在轴方向上运动。轴方向可以是平移轴方向或者也可以是 旋转轴方向。为了使刀具相对于工件运动，可以使不同定向的多个运动叠加，也就是说通过 多个轴使刀具运动。对工件的加工可以在通过刀具轴确定的工作空间中进行，出于简化夹紧技术的原 因工件通常被位置固定地设置。在此，工作空间包括通过刀具轴驱动的刀具能到达的所有 点。激光加工头也被理解为本专利技术意义上的刀具。根据图1应详细地解释以上内容。示出一具有床身11的机床10，悬臂梁12固定 在该床身上。悬臂梁12可垂直于图平面相对于床身11沿着一个轴方向运动，在悬臂梁12 上设有一个可在轴方向14上沿着悬臂梁12运动的滑座13。靠近床身的终端位置以附图标 记13标识，远离床身的位置以附图标记13’表示。激光加工头形式的刀具15位于滑座13 上，该激光加工头又可旋转地设置。在区域20中，刀具15在每个任意空间点上能够占据每 个任意方位。但是在边缘区域21、22中只 有特定方位是可调节的。因此，仅有区域20是完 全可用或者说可全定向的工作空间。因此，该区域明显小于平移的刀具轴的最大可运动范 围(在y方向上y)，其原因在于刀具15的几何形状。因此，y方向上的实际工作空间是yrff=y-2 · vz。工作空间是机床的一个重要特征。但是，通过轴的延长、例如悬臂梁12的延长来 增大工作空间有许多缺点，例如要运动的质量更大、刚度更小以及动态性更低。此外要注意滑座13向着位置13’运动得越远，则振动越大，该振动的出现是因为 刀具15处在远离床身的位置中。此外，更大的杠杆力作用在悬臂梁12的自由端上。当刀 具作用点在床身11邻近时，实现更好的加工结果，尤其是具有更高的精度。在现有技术中公开了这样的系统，在该系统中工件以恒定的运动被引导到工作空 间中/穿过该工作空间(例如螺旋加工)并且刀具轴执行叠加运动，以便在时间上并行地 与进给运动叠加地对其进行加工。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种方法和一种机床，其能实现工件的更大的可加工区域和 /或工件的更精确的加工。该任务通过一种用于移动工件的加工位置的方法解决，在该加工位置上利用机床 的刀具对工件进行加工，其中，a)利用至少一个刀具轴使刀具运动；b)在工件加工期间利用尤其冗余的工件轴这样地使工件运动，使得加工位置进入 到机床的尤其可全定向的工作空间中或留在该工作空间中，和/或使得加工位置进入到靠 近床身的区域中；其中c)通过刀具轴执行的运动比通过尤其冗余的工件轴执行的运动的动态性更高。在按照本专利技术的方法中，还通过刀具轴执行对工件的动态加工。但是，通过一个 (冗余的)工件轴将附加运动叠加给该刀具轴或者说这些刀具轴和/或一个可能的工件轴， 以便增大实际的工作空间，也就是形 成一个并非单独通过刀具轴确定的工作区域，和/或 使得加工位置进入到工作空间的动态性更有利的点中。因此，一方面能够对那些原先处在 (可全定向的)工作空间之外的工件部位进行加工。此外能够将加工位置移动到靠近床身 且振动少的区域中，从而到达动态性更有利的工作点并且能够执行更精确的工件加工。尤 其可以增大机床的工作空间，而不必中断对工件的加工。可以这样地改变工件与刀具之间 的对应关系，使得通过这些轴的冗余度始终这样地设计加工位置，以至于加工位置处在机 床的动态性尽可能高的区域中。根据本专利技术的方案与例如螺旋加工的应用不同在于，工件 轴并不执行与刀具轴无关的、恒定的(进给)运动，而是以全插补方式介入到工件与刀具之 间的相对运动的运动产生中。冗余的工件轴是对于在常规工作空间内的工件加工不需要的 或不存在的轴。冗余的工件轴或者附加的工件轴可以用于在工件加工之外使工件运动。在 本专利技术的意义上，仅当激光束碰到工件时才进行工件加工。如果为了对工件的另一个部位 进行加工而追踪工件，则这种追踪并不表示工件加工。在正常运行中，即当不应扩大工作区 域或者不应朝向床身移动加工位置时，并不使冗余的工件轴运动。为了有效扩大工作空间 或朝向床身移动而移动加工位置，冗余的工件轴仅同时与刀具轴一起移动。可在工作空间中自由选择加工点的另一个有利方面是能够优化加工污物的吸出。 为了减少生产车间的污物，机床通常具有配备用于装卸工件的门的机罩，从机罩中抽出污 物。本专利技术的另一个优点在于，可以将加工位置移动到存在高吸出功率的区域中，因此能将 机床装载区域中的空气污染保持很小，可以避免加工位置靠近装载门。此外，在门打开的情 况下来自机罩的污物排出更少。按照一种方法变型规定，将工件与刀具之间的相对运动分成一有待通过至少一个 刀具轴执行的运动行程和一有待通过工件轴执行的运动行程，与工件轴相比动态性更高的 刀具轴执行较大的运动行程。这样就能使工件支座的运动保持非常低的动态性，从而工件 不会在工件支座上移动。其根据本专利技术指的是与用于提高一个轴的动态性的冗余附加轴的 情况不同的轴分配。在由现有技术已知的方案中，将高频的运动分量置于高动态的附加轴 上。然而在根据本专利技术的方案中并不首要涉及运动分配，而是涉及一种方法，在该方法中还 通过主轴来执行动态的加工，主轴比低动态性的冗余的工件附加轴动态性更高。在此，可以根据工作空间位置或者加工任务改变相对运动的动态性在刀具轴和工 件轴上的分配。按预设定的、尤其是恒定的比例来实现相对运动在刀具轴和工件轴上的分配的最 简单变型。在相对运动的分配比例中，也可以选择刀具轴和工件附加轴的动态性的比例。如 果例如通过工件轴执行运动的三分之一并且通过刀具轴执行运动的三分之二，则工件轴也 仅仅具有刀具轴的动态性的三分之一。更复杂的方法是将运动根据其频率成分分配到工件 和刀具轴上。 如果通过刀具轴运动和工件轴运动的叠加实现工作点调节或者说加工位置的移 动，则得到特别的优点。对于超过机床的平移轴运动范围的大型工件，以低频率的运动加载 冗余的工件轴，以保证无中断的切割。在此，仅以很小的振动激励使工件运动。在现有技术 中已知的是，为了增大工作区域要中断加工并且移动工件，然后重新开始加工，而按照本发 明也能够在增大工作区域时连续进行工件加工。因此能够避免当中断工件加工、然而继续 工件加工时所产生的不连续性。当在加工期间使加工位置进入到靠近床身的区域或者朝向 该区域移动时，得到相同的优点。靠近床身的区域例如是位于悬臂梁的前半延伸尺寸中的 区域。当工件并非被直线地移动，而是被设置在旋转的工件支座上并且通过旋转的工件 支座实现加工位置的移动时，得到其它优点。这样能使加工位置始终在床身的方向上旋转， 并且在工件上产生的加速力较小。此外，如果工件被设置在可平行于机床悬臂梁直线运动的工件支座上并且通过该 可直线运动的工件支座实现加工位置的移动，则得到工作区域的扩大。此外本专利技术还涉及一种机床，尤其是一种激光加工机床，包括一个刀具和一个工 件支座，通过至少一个刀具轴可使该刀具运动，通过工件轴能使该工作支座运动，其中，通 过刀具轴确定(可全定向的)工作空间，并且可通过尤其冗余的工件轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于移动工件的加工位置（１１２）的方法，在该加工位置上利用机床（１００，３００）的刀具（１０８）对工件进行加工，其中，ａ．利用至少一个刀具轴使刀具（１０８）运动；ｂ．在工件加工期间利用工件轴这样地使工件运动，使得加工位置（１１２）进入到刀具（１０８）的工作空间（ｙ↓［ｅｆｆ］·ｘ↓［ｅｆｆ］）中或留在该工作空间中，和／或使得加工位置（１１２）进入到靠近床身的区域中；其中，ｃ．通过刀具轴执行的运动比通过工件轴执行的运动的动态性更高。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·瓦登，
申请(专利权)人：通快机床两合公司，
类型：发明
国别省市：DE