阅读说明：本技术 具有优化取向的减振器的机床 (Machine tool with optimally oriented vibration dampers ) 是由 约亨·布雷特施奈德 乌韦·拉德拉 埃尔玛·谢菲尔斯 托尔斯滕·舒尔 于 2020-03-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种具有优化取向的减振器的机床。机床具有至少一个第一机器元件和第二机器元件。在第二机器元件的导向装置中引导第一机器元件,并且第一机器元件借助机床的驱动器在第二机器元件的导向装置中能位置受控地在移动方向上移动。第一机器元件具有第一端面和第二端面,它们平行于移动方向延伸并且取向成相互垂直的。机床具有第一减振器和第二减振器,借助它们分别能衰减第一机器元件在相应的振动方向上发生的振动。振动方向取向成垂直于移动方向。第一减振器和/或第二减振器取向成,单独借助第一或第二减振器能衰减的振动的振动方向取向成既不平行于第一端面也不平行于第二端面。(The invention relates to a machine tool with a damper of optimized orientation. The machine tool has at least one first machine element and a second machine element. The first machine element is guided in a guide of the second machine element, and the first machine element is moved in the guide of the second machine element in a position-controlled manner in the direction of movement by means of a drive of the machine tool. The first machine element has a first end face and a second end face which extend parallel to the direction of movement and are oriented perpendicularly to one another. The machine tool has a first vibration damper and a second vibration damper, by means of which vibrations of the first machine element occurring in the respective vibration direction can be damped. The direction of vibration is oriented perpendicular to the direction of movement. The first damper and/or the second damper are oriented such that the direction of vibration of the vibrations that can be damped by the first damper or the second damper alone is oriented neither parallel to the first end face nor to the second end face.)

具有优化取向的减振器的机床

技术领域

本发明基于一种机床，

-其中，机床具有至少一个第一机器元件和第二机器元件，

-其中，在第二机器元件的导向装置中引导第一机器元件，并且第一机器元件借助机床的驱动器在第二机器元件的导向装置中能位置受控地在移动方向上移动，

-其中，第一机器元件具有第一端面和第二端面，

-其中，第一端面和第二端面平行于移动方向延伸并且取向成相互垂直，

-其中，机床具有第一减振器和第二减振器，借助第一减振器和第二减振器分别能衰减第一机器元件在相应的振动方向上发生的振动，

-其中，振动方向取向成垂直于移动方向。

背景技术

这种机床例如在EP 3 017 911 B1中被披露。

在已知的机床中，两个减振器取向成平行于两个端面。然而，显然完全必然的是，这种取向方式不是在所有情况下都是有利的。特别可能发生的是，特定的振动取向在不平行于两个端面的方向上。在这种情况下，已知的措施不能始终具有良好的结果。

发明内容

本发明的目的在于，将前文所述类型的机床设计为，能良好衰减不平行于两个端面取向的振动。

该目的通过根据本发明的机床来实现。

根据本发明，前文所述类型的机床设计为，

-第一减振器取向成，单独借助第一减振器能衰减的振动的振动方向取向成既不平行于第一端面也不平行于第二端面，和/或

-第二减振器取向成，单独借助第二减振器能衰减的振动的振动方向取向成既不平行于第一端面也不平行于第二端面。

根据具体情况的状态能够合理的是，两个减振器之一取向成平行于第一端面或第二端面的。然而，能够合理的还是，两个减振器取向成既不平行于第一端面也不平行于第二端面。在这种情况下，能够有利的是，单独借助第一减振器能衰减的振动的振动方向和单独借助第二减振器能衰减的振动的振动方向取向成相互垂直的。特别地，由此实现两个减振器的相互退耦。

优选地，第一和第二减振器构造为主动式减振器。主动式减振器相对于被动式减振器具有优越的减振性能。

第一和第二减振器能够布置在第一机器元件处。然而，特别优选的是，

-第一机器元件包括加工头，加工头承载主轴，借助主轴使机床的工具围绕旋转轴线旋转，

-在第一机器元件与加工头之间或者与加工头相邻布置有附加元件，并且

-第一减振器和第二减振器布置在附加元件处或者附加元件上。

该设计方案提供了各种优点。

因此，例如可行的是，附加元件借助其它驱动器能围绕与移动方向平行的第一转动轴线位置受控地转动。由此能够根据需要调整两个减振器的取向。

该设计方案能够尤其在以下情况下是有利的：主轴的旋转轴线借助其它驱动器能围绕与移动方向平行的第二转动轴线位置受控地转动。

通常，加工头具有第一手柄，借助第一手柄能使加工头从附加元件自动脱离。在该情况下，在以下设计方案中存在另外的优点，其中

-附加元件具有第二手柄，借助第二手柄能使附加元件从第一机器元件自动脱离，并且

-在附加元件从第一机器元件脱离之后，加工头能与第一机器元件自动连接。

由此可行的是，机床根据需要利用两个减振器或者在没有两个减振器的情况下运行。尤其可行的是，仅在很少的应用情况下出现振动。在这种事实面前，机床在其大部分运行时间中能够在没有附加元件以及没有两个减振器的情况下运行。仅在出现振颤的少量情况下才安装附加元件。

附图说明

结合下面参照附图详细阐述的实施例说明，本发明的上述特性、特征和优点以及如何实现它们的方式和方法更清楚易懂。在此示意性地示出：

图1是机床和其控制装置，

图2是沿着图1中的F-F线的剖面，

图3是图2的替代设计方案，并且

图4是挺杆、加工头和附加元件。

具体实施方式

根据图1，机床具有多个机器元件。例如，机床具有基体1作为机器元件。在基体1上或者基体1处存在有工件台1’作为另外的机器元件，在工件台处能够固定有未示出的工件。立柱2形成另一机器元件。在基体1的导向装置3中引导立柱2，并且立柱借助驱动器4在标记有x的方向上能位置受控地移动。为此目的，控制装置5为相应的驱动器4给出相应的位置额定值x*。

在立柱2之中能够布置其它导向装置。该导向装置在图中未示出，但是能够在设计上与导向装置3相似。该其它导向装置以下被称为外导向装置。这一名称用于在语言上与被称为内导向装置的另一导向装置进行区分。

借助其它驱动器4能够使另一导向装置(即内导向装置)在外导向装置中在标记有y的方向上能位置受控地移动。为此目的，控制装置5为相应的驱动器4给出相应的位置额定值y*。

机床还具有挺杆6。挺杆6在内导向装置中借助其它驱动器4在以z标记的方向上能位置受控地移动。为此目的，控制装置5为相应的驱动器4给出相应的位置额定值z*。内导向装置在附图中也未示出，然而能够在设计上与导向装置3相同。

挺杆6包括加工头7。加工头7承载主轴8，借助主轴使得机床的工具以转速n围绕旋转轴线9旋转。工具自身在附图中未示出。为了旋转主轴8，控制装置5为主轴驱动器10给出相应的转速额定值n*。

挺杆6在本发明的意义上是第一机器元件。立柱2(或者更确切地：立柱2的内导向装置)在本发明的意义上是第二机器元件。z方向在本发明的意义上是移动方向。

挺杆6(即第一机器元件)具有第一和第二端面11、12。端面11、12平行于移动方向z延伸并且它们取向成相互垂直的。尤其是，两个端面11、12之一同时也平行于方向x，另一个则平行于方向y。

根据图2所示，机床具有第一减振器13和第二减振器14。借助第一减振器13能衰减第一机器元件6的以下振动，该振动沿图2中以F1标记的方向发生。类似地，借助第二减振器14能衰减第一机器元件6的以下振动，该振动沿图2中以F2标记的方向发生。根据图2所示，减振器13、14起作用的方向F1、F2(下面称为第一和第二振动方向F1、F2)取向成垂直于移动方向z的。明显地，第一减振器13取向成，其振动方向F1取向成既不平行于第一端面11也不平行于第二端面12。类似地，明显地，第二减振器14也取向成，其振动方向F2取向成既不平行于第一端面11也不平行于第二端面12。然而，借助本领域技术人员普遍已知的坐标变换能够轻松得出相应的驱控。

根据图2所示，减振器13、14取向成，它们的振动方向F1、F2相互形成锐角。然而，根据图3所示同样能够实现的是，振动方向F1、F2取向成相互垂直的。

这两个减振器13、14能够构造为被动式减振器。然而优选地，这两个减振器13、14构造为主动式减振器。这在图1中由以下可见：由控制装置5为这两个减振器13、14输送相应的控制信号C、C’，即由控制装置5主动地驱控减振器13、14。在这种情况下，用于检测出现的振动的必需传感器优选地或者平行于方向x、y、z、或者与这些方向产生一角度。尤其可行的是，检测在振动方向F1、F2上出现的振动。

在至此阐述的根据图1至图3的设计方案中，这两个减振器13、14布置在挺杆6处，即在第一机器元件处。然而可替换地，同样可行的是，这两个减振器13、14是加工头7的组件。

在一个特别优选的设计方案中，根据图4所示，在第一机器元件6与加工头7之间或者与加工头7相邻地-至少临时地布置附加元件15。在这种情况下，第一和第二减振器13、14能够布置在附加元件15处或者在附加元件上。

优选地，附加元件15借助其它驱动器4能围绕与移动方向z平行的第一转动轴线16位置受控地转动。为此目的，控制装置5为相应的驱动器4给出相应的第一角度额定值α*。由此能够(例如)将第一减振器13设计得比第二减振器14更强，从而第一减振器13对所出现的振动的衰减程度比第二减振器14更强。在这种情况下，附加元件15围绕转动轴线16的转动能够被如下地确定，第一振动方向F1取向成与第一机器元件6实际振动的方向平行或近似平行。在这种情况下，第二减振器14仅还必须补偿第一机器元件6的轻微剩余振动，该振动例如由于错误布置而在附加元件15转动时出现。第一机器元件6实际振动的方向例如能够通过切削加工的切割力方向或铣削加工的作用力方向确定。附加元件15的取向能够根据需要在机床调试之前以及运行期间实现，即在工件的切削加工期间实现。

可行的是，随着附加元件15的转动，同时也使得主轴8的旋转轴线9连带转动。可替换地，也可行的是，主轴8的旋转轴线9借助其它驱动器4能围绕与移动方向z平行的第二转动轴线17位置受控地转动。为此目的，控制装置5在这种情况下为相应的驱动器4给出相应的第二角度额定值β*。

优选地，如图4所示，加工头7具有第一手柄18。借助第一手柄18使得加工头7能从附加元件15自动脱离并因此也被取下。类似地，附加元件15具有第二手柄19。借助第二手柄19使得附加元件15能从第一机器元件6自动脱离并因此也被取下。在附加元件15从第一机器元件6脱离和取下之后，加工头7能够随后同样又与第一机器元件6自动连接。因此，不仅在具有附加元件15的情况下，而且也在没有附加元件15的情况下都能够实现机床的运行。

综上，本发明因此涉及下述事实：

机床具有至少一个第一和第二机器元件6、2。在第二机器元件2的导向装置中引导第一机器元件6，并且第一机器元件借助机床的驱动器4在第二机器元件2的导向装置中能位置受控地在移动方向z上移动。第一机器元件6具有第一和第二端面11、12，它们平行于移动方向z延伸并且取向成相互垂直的。机床具有第一和第二减振器13、14，借助它们分别能衰减第一机器元件6在相应的振动方向F1、F2上发生的振动。振动方向F1、F2取向成垂直于移动方向z。第一减振器13和/或第二减振器14取向成，单独借助第一或第二减振器13、14能衰减的振动的振动方向F1、F2取向成既不平行于第一端面11也不平行于第二端面12。

本发明具有多种优点。尤其可行的是，根据需要对准减振器13、14的振动方向F1、F2取向。

尽管在细节上通过优选的实施详细阐述并描述了本发明，但本发明并不局限于所公开的实例，并且能够由本领域技术人员推导出其它的变体，而并不偏离本发明的保护范围。