調(diào)整系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】公開了一種具有承載刀具刃（6）的進(jìn)給頭的調(diào)整系統(tǒng)，該進(jìn)給頭保持在主軸（2）上。刀具刃的進(jìn)給通過操作元件進(jìn)行，該操作元件可通過無接觸的線性驅(qū)動裝置（44）進(jìn)行調(diào)節(jié)。
【專利說明】調(diào)整系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的調(diào)整系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]這種調(diào)整系統(tǒng)例如用于在刀具磨損的情況下或在精密加工工件的內(nèi)輪廓和外輪廓時進(jìn)行調(diào)整，其中，這些輪廓例如可以柱體形地、偏心地或非圓形地實施。DE 10 2007017 800A1公開了一種調(diào)整系統(tǒng)，其中，主軸承載膜傾斜頭，刀具刃可通過該膜傾斜頭在徑向方向上進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便例如圓形地、橢圓形地和/或沿活塞銷縱軸線呈喇叭狀地構(gòu)造出很小的連桿眼孔。膜傾斜頭的調(diào)節(jié)通過可線性調(diào)節(jié)的操作元件進(jìn)行，該操作元件也被稱為拉桿，與膜作用連接的、承載刀具刃的刀具頭可通過該拉桿關(guān)于主軸軸線發(fā)生傾斜，以便導(dǎo)致徑向調(diào)節(jié)。拉桿支承在主軸中并且與其一起旋轉(zhuǎn)。拉桿的在后面的端部區(qū)段從主軸伸出去并在那里通過軸承裝置支承在滑塊上，該滑塊可通過促動器進(jìn)行調(diào)節(jié)。在公知的解決方案中，主軸的驅(qū)動通過驅(qū)動電機(jī)來實現(xiàn)，該驅(qū)動電機(jī)平行于主軸軸線布置并且通過皮帶傳動裝置或類似物與主軸作用連接。
[0003]該解決方案的缺點是，為了驅(qū)動主軸以及支承拉桿需要很大的結(jié)構(gòu)空間和設(shè)備技術(shù)上的耗費。
[0004]在DE 44 01 496 C3中描述了一種用于加工圓形的、非圓形的和/或非柱體形的輪廓的調(diào)節(jié)裝置，其中，刀具刃的調(diào)節(jié)通過具有壓電變換器的頭進(jìn)行。
[0005]該解決方案的缺點是，需要很高的調(diào)節(jié)技術(shù)上的耗費以操控壓電轉(zhuǎn)換器。此外，在這種壓電變換器中調(diào)節(jié)是受限的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]與此相應(yīng)地，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種調(diào)整系統(tǒng)，其在結(jié)構(gòu)緊湊的情況下需要減少的設(shè)備技術(shù)上的耗費。
[0007]該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的調(diào)整系統(tǒng)來解決。
[0008]調(diào)整系統(tǒng)的有利的改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，調(diào)整系統(tǒng)具有承載至少一個刀具刃或類似物的進(jìn)給頭，該進(jìn)給頭保持在主軸上，可大致在軸線方向上由伺服驅(qū)動裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)的操作元件在該主軸中被引導(dǎo)，該操作元件與進(jìn)給頭作用連接以徑向調(diào)節(jié)刀具刃。根據(jù)本發(fā)明，伺服驅(qū)動裝置實施為無接觸的線性驅(qū)動裝置。
[0010]通過這些措施不再需要像現(xiàn)有技術(shù)中那樣在后側(cè)支承操作元件，這是因為操作元件與線性驅(qū)動裝置的可調(diào)節(jié)的部件作用連接或一體式連接，該線性驅(qū)動裝置的可調(diào)節(jié)的部件(動子)本身可相對于線性驅(qū)動裝置的不可調(diào)節(jié)的部件(定子)運動，從而動子是旋轉(zhuǎn)還是靜止并不重要。通過取消對操作元件的后側(cè)支承，整個調(diào)節(jié)系統(tǒng)可極其緊湊地以很小的設(shè)備技術(shù)上的耗費來實施，從而該調(diào)節(jié)系統(tǒng)也可使用在小型加工單元中。
[0011]在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，主軸實施有直接驅(qū)動裝置，該直接驅(qū)動裝置優(yōu)選與主軸軸線同軸地布置。該改進(jìn)方案能夠?qū)崿F(xiàn)的是，與本文開頭描述的具有軸線平行的驅(qū)動裝置的解決方案相比可以使結(jié)構(gòu)空間進(jìn)一步最小化。將主軸驅(qū)動裝置集成到主軸本身中和使用線性驅(qū)動裝置來操作操作元件能夠?qū)崿F(xiàn)的是，在安裝到加工單元中之前可以對整個單元在沖擊和碰撞方面進(jìn)行[11]測試和相應(yīng)的校準(zhǔn)。
[0012]在這種實施例中，由線圈繞組包繞的永磁體可以布置在主軸體上。
[0013]在本發(fā)明的變型方案中，線性驅(qū)動裝置在后側(cè)布置在操作元件的從主軸凸出的端部區(qū)段的區(qū)域中。
[0014]當(dāng)線性驅(qū)動裝置的電機(jī)殼體安置到主軸的后側(cè)上時，調(diào)整系統(tǒng)構(gòu)建得特別簡單，至少一個定子繞組布置在該電機(jī)殼體中，而動子與操作元件連接或者與該操作元件一體式實施。
[0015]線性驅(qū)動裝置優(yōu)選以永磁激勵的方式實施。
[0016]在本發(fā)明的實施例中，操作元件是拉桿，進(jìn)給頭可通過該拉桿進(jìn)行操作以徑向調(diào)節(jié)。
[0017]為了調(diào)節(jié)操作元件的行程可以設(shè)置測量系統(tǒng)，通過該測量系統(tǒng)檢測行程并將其作為實際參量輸送至中央控制單元。
[0018]當(dāng)測量系統(tǒng)實施為磁致伸縮的系統(tǒng)時，這種測量系統(tǒng)構(gòu)建得特別簡單。
[0019]在此，測量系統(tǒng)的波導(dǎo)可以支承在操作元件中并承載磁環(huán)。附屬的轉(zhuǎn)換器部件可以在后面保持在王軸上。
[0020]在這種實施例中優(yōu)選的是，波導(dǎo)被引導(dǎo)穿過線性驅(qū)動裝置的電機(jī)殼體并插入安置在電機(jī)殼體上的轉(zhuǎn)換器部件中。
[0021]為了使由于熱膨脹或類似原因?qū)е碌牟痪_性最小化，波導(dǎo)的磁環(huán)優(yōu)選布置在進(jìn)給頭的被冷卻的區(qū)域中。
[0022]在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，進(jìn)給頭實施為膜傾斜頭。
[0023]當(dāng)調(diào)整系統(tǒng)實施有集成的冷卻裝置時，可進(jìn)一步改進(jìn)由于部件的不期望的熱膨脹導(dǎo)致的精確性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]接下來借助唯一的示意性的附圖來闡述本發(fā)明優(yōu)選的實施例，該附圖示出穿過根據(jù)本發(fā)明的調(diào)整系統(tǒng)的極簡化的縱向截面圖。
【具體實施方式】
[0025]根據(jù)該縱向截面圖，根據(jù)本發(fā)明的調(diào)整系統(tǒng)I原則上由主軸2構(gòu)成，該主軸承載進(jìn)給頭，在所闡述的情況下為膜傾斜頭4，刀具刃6可通過該進(jìn)給頭沿進(jìn)給方向進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而可精密加工出本文開頭闡述的幾何結(jié)構(gòu)，例如工件的非圓形的、橢圓形的孔或沿孔軸線呈喇叭狀地實施的孔，例如連桿眼孔。顯然，取代膜傾斜頭4也可以使用其他進(jìn)給頭，例如平行四邊形頭，其能夠在加工期間實現(xiàn)對刀具刃位置的調(diào)節(jié)。
[0026]主軸2具有固定在機(jī)床或加工單元上的主軸殼體8。主軸體12通過軸承裝置10可轉(zhuǎn)動地支承在主軸殼體8中。膜傾斜頭4在端側(cè)從主軸殼體8凸出的法蘭14上夾緊。在示出的實施例中，主軸體12的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置通過集成的直接驅(qū)動裝置16來實現(xiàn)，該直接驅(qū)動裝置可實施成同步電機(jī)或非同步電機(jī)，其中，一個繞組或多個定子繞組18布置在殼體內(nèi)，而直接驅(qū)動裝置16的實施為永磁體的磁體20布置在主軸體12的外周邊上，從而在操控定子繞組18時以及在定子中構(gòu)建起相應(yīng)的運動的旋轉(zhuǎn)磁場時，線圈體12以通過控制調(diào)節(jié)出的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。也可使用電磁體來取代永磁體。這種直接驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)本身是公知的，從而不需要進(jìn)一步的闡述。
[0027]定子繞組18容納在包繞磁體20的線圈體中，該線圈體安裝在主軸體12中并且在軸向方向上支撐在軸承裝置10的左軸承或右軸承或左軸承和右軸承上。軸承裝置10的軸承另外地支撐在主軸體的徑向凸肩或軸向凸肩上，其中，在圖中左軸承在軸向方向上向左支撐在端板22上，該端板被安裝到主軸體8的在徑向方向上凸出的固定法蘭24中。
[0028]主軸體12的軸向支撐沒有在示意圖中示出，為此可以參考已有的現(xiàn)有技術(shù)。像圖中示意出的那樣，在主軸殼體8中還集成有冷卻裝置26，從而可將調(diào)整系統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)到預(yù)定的溫度范圍內(nèi)并且因此使由于部件的熱膨脹導(dǎo)致的不精確性最小化。冷卻裝置26可以聯(lián)接到車床/加工單元的冷卻劑循環(huán)回路/潤滑劑循環(huán)回路。
[0029]膜傾斜頭4的結(jié)構(gòu)例如由本文開頭提到的DE102007017800A1公知，從而在此僅針對本發(fā)明闡述主要的結(jié)構(gòu)元件。據(jù)此，膜傾斜頭4具有膜28，該膜支承在膜傾斜頭4中并且與刀具頭30作用連接，從而在膜28偏轉(zhuǎn)(用點劃線示出)時，刀具頭30沿箭頭方向繞軸線32傾斜并且因此使刀具刃6在徑向方向上被調(diào)節(jié)。刀具頭30通過虛線示意出的樞轉(zhuǎn)栓34和滑槽引導(dǎo)件36與拉桿38連接。該拉桿在其刀具頭側(cè)的端部區(qū)段上具有傾斜于主軸軸線安置的叉形槽40，樞轉(zhuǎn)栓34的在徑向方向上稍微加寬的頭42插入該叉形槽中，從而使其在拉桿38軸向移動(在圖中向左或向右)時繞軸線32偏轉(zhuǎn)并且因此使刀具刃6以前面所描述的方式被調(diào)節(jié)。關(guān)于其他的細(xì)節(jié)參考提到的DE 10 2007 017 800 Al。
[0030]在示出的實施例中，拉桿38通過線性驅(qū)動裝置44在主軸軸線的方向上進(jìn)行調(diào)節(jié)，該線性驅(qū)動裝置例如可以實施成永磁激勵的同步電機(jī)。線性驅(qū)動裝置44的定子例如可以具有在圖中示意出的三相繞組46，該三相繞組原則上由上下分層的螺旋線圈構(gòu)成。線性驅(qū)動裝置44的動子48或線性致動器(Lineator)以本身公知的方式實施有多個永磁體50并且要么固定在拉桿38上要么與該拉桿一體式實施。拉桿38或動子48通過線性軸承51、52以很高的精確度在主軸體12中引導(dǎo)。動子48在軸向方向上向右從主軸殼體8凸出并插入大致呈鍋形地構(gòu)造的電機(jī)殼體54中，該電機(jī)殼體安置到位于圖中右側(cè)的端面56上。據(jù)此，線性驅(qū)動裝置44大致構(gòu)造為柱體形的非常緊湊地構(gòu)建的單元中，其明顯比在現(xiàn)有技術(shù)中使用的結(jié)構(gòu)需要更小的結(jié)構(gòu)空間，其中，與主軸體12 —起旋轉(zhuǎn)的拉桿38必須支承在驅(qū)動裝置的區(qū)域內(nèi)，這由于線性電機(jī)44的無接觸的設(shè)計方案并不是必需的。
[0031]對動子48的調(diào)節(jié)通過利用常見的調(diào)節(jié)裝置，例如PWM整流器操控三相繞組來實現(xiàn)，從而可達(dá)到極高的定位精確度。
[0032]為了對動子48以及進(jìn)而拉桿38的行程位置進(jìn)行位置檢測，磁致伸縮的測量系統(tǒng)58設(shè)置有行程傳感器。該行程傳感器原則上由轉(zhuǎn)換器部件60構(gòu)成，該轉(zhuǎn)換器部件與例如由銅管形成的波導(dǎo)62作用連接，該銅管插入拉桿38的軸向孔65中并延伸直到與膜傾斜頭4聯(lián)接。在波導(dǎo)62的刀具頭側(cè)的端部區(qū)段上布置有在示出的實施例中構(gòu)造為磁環(huán)的永磁環(huán)64。通過轉(zhuǎn)換器部件60，在波導(dǎo)62中產(chǎn)生電流脈沖，該電流脈沖作為磁場在波導(dǎo)62中傳播。永磁環(huán)64的磁場大致垂直于通過電流脈沖在波導(dǎo)62中產(chǎn)生的磁場，從而通過這兩個磁場的疊加使波導(dǎo)62彈性地變形。該彈性變形在波導(dǎo)62中傳播開來，其中，傳播速度非常快。在轉(zhuǎn)換器部件60中將機(jī)械脈沖轉(zhuǎn)換為電信號并計算出該機(jī)械脈沖從形成地點，即從永磁環(huán)64的位置直至轉(zhuǎn)換器部件60所需的運行時間。該運行時間于是直接與永磁環(huán)64與轉(zhuǎn)換器部件60之間的間距成正比并且因而與拉桿38的行程成正比。轉(zhuǎn)換器部件60容納在信號轉(zhuǎn)換器殼體66中，該信號轉(zhuǎn)換器殼體安置在電機(jī)殼體54的端側(cè)上,其中,波導(dǎo)62穿過電機(jī)殼體并插入信號轉(zhuǎn)換器殼體66中。
[0033]因此，通過磁致伸縮的測量系統(tǒng)58可以極其精確地確定出動子48或拉桿38的行程，然后根據(jù)特性曲線相應(yīng)確定出刀具頭30的樞轉(zhuǎn)并進(jìn)而確定出刀具刃位置，從而能夠?qū)崿F(xiàn)極其精確的加工。像示出的那樣，波導(dǎo)62以比較長的軸向長度實施，其中，通過將永磁環(huán)64定位在冷卻裝置26的區(qū)域中并且非常接近于膜傾斜頭4使基于熱膨脹的不精確性最小化。
[0034]相對于本文開頭描述的解決方案，所描述的調(diào)整系統(tǒng)的特征在于具有特別緊湊且簡單的結(jié)構(gòu)，其中，加工精確度通過調(diào)整系統(tǒng)的提高的剛性得到改進(jìn)。
[0035]在所示實施例中，拉桿38與主軸體12 —起旋轉(zhuǎn)，而且波導(dǎo)62也以相應(yīng)的方式與主軸體12 —起轉(zhuǎn)動，但是由于無接觸的線性驅(qū)動裝置44和在最大程度上無接觸的磁致伸縮的測量系統(tǒng)58，像已經(jīng)提及的那樣，不需要對驅(qū)動部件和測量系統(tǒng)部件的耗費的支承。
[0036]公開了一種具有承載刀具刃的進(jìn)給頭的調(diào)整系統(tǒng)，該進(jìn)給頭保持在主軸上。刀具刃的進(jìn)給通過操作元件進(jìn)行，該操作元件可通過無接觸的線性驅(qū)動裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0037]附圖標(biāo)記列表
[0038]I進(jìn)給系統(tǒng)
[0039]2 主軸
[0040]4膜傾斜頭
[0041]6刀具刃
[0042]8主軸殼體
[0043]10軸承裝置
[0044]12主軸體
[0045]14 法蘭
[0046]16直接驅(qū)動裝置
[0047]18定子繞組
[0048]20 磁體
[0049]22 端板
[0050]24固定法蘭
[0051]26冷卻裝置
[0052]28 膜
[0053]30刀具頭
[0054]32 軸線
[0055]34樞轉(zhuǎn)栓
[0056]36滑槽引導(dǎo)件
[0057]38 拉桿[0058]40叉形槽
[0059]42頭
[0060]44線性驅(qū)動裝置
[0061]46三相繞組
[0062]48動子
[0063]50永磁體
[0064]51線性軸承
[0065]52線性軸承
[0066]54電機(jī)殼體
[0067]56端面
[0068]58測量系統(tǒng)
[0069]60轉(zhuǎn)換器部件
[0070]62波導(dǎo)
[0071]64永磁環(huán)
[0072]65軸向孔
[0073]66信號轉(zhuǎn)換器殼體
【權(quán)利要求】
1.一種具有承載至少一個刀具刃(6)的進(jìn)給頭的調(diào)整系統(tǒng)，所述進(jìn)給頭保持在主軸(2)上，能大致在軸線方向上由伺服驅(qū)動裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)的操作元件在所述主軸中被引導(dǎo)，所述操作元件與進(jìn)給頭作用連接以徑向調(diào)節(jié)刀具刃(6)，其特征在于，伺服驅(qū)動裝置是線性驅(qū)動裝置(44)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)整系統(tǒng),其中，主軸(2)實施有集成的、與主軸軸線同軸地布置的直接驅(qū)動裝置(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)整系統(tǒng)，其中，直接驅(qū)動裝置(16)的磁體(20)布置在主軸體(12)上并由定子繞組(18)包繞。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的調(diào)整系統(tǒng)，其中，線性驅(qū)動裝置(44)布置在操作元件的在后側(cè)從主軸(2)凸出的端部區(qū)段的區(qū)域中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的調(diào)整系統(tǒng)，其中，在后側(cè)設(shè)置有電機(jī)殼體(54)，在所述電機(jī)殼體中布置有至少一個定子繞組(18)，而線性驅(qū)動裝置(44)的動子(48)與所述操作元件連接或者與所述操作元件一體式實施。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)整系統(tǒng)，其中，線性驅(qū)動裝置(44)是永磁激勵的。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的調(diào)整系統(tǒng)，其中，操作元件是拉桿(38)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的調(diào)整系統(tǒng)，所述調(diào)整系統(tǒng)具有測量系統(tǒng)(58)以檢測操作元件的行程。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的調(diào)整系統(tǒng)，其中，測量系統(tǒng)實施為磁致伸縮的測量系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的調(diào)整系統(tǒng)，所述調(diào)整系統(tǒng)具有波導(dǎo)(62)，所述波導(dǎo)支承在操作元件中并承載永磁環(huán)(64)，其中，轉(zhuǎn)換器部件(60)在后面保持在主軸(2)上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10和5所述的調(diào)整系統(tǒng)，其中，波導(dǎo)(62)被引導(dǎo)穿過電機(jī)殼體(54)并插入安置在后側(cè)的轉(zhuǎn)換器部件(60)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的調(diào)整系統(tǒng)，其中，永磁環(huán)(64)在進(jìn)給頭的區(qū)域中布置在波導(dǎo)(62)上。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的調(diào)整系統(tǒng)，其中，進(jìn)給頭是膜傾斜頭(4)。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的調(diào)整系統(tǒng)，所述調(diào)整系統(tǒng)具有冷卻裝置(26)。
【文檔編號】B23B29/034GK103648693SQ201280033464
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月6日
【發(fā)明者】沃爾夫?qū)惼? 申請人:毛瑟－韋爾克奧伯恩多夫機(jī)械制造有限公司