[發(fā)明專利]具有振動(dòng)阻尼裝置的機(jī)加工裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780035237.5
• 申請(qǐng)日: 2017-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN109311134B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 克里斯蒂安·施圖爾姆;P·塞金格爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豪邁股份公司
• 主分類號(hào): B23Q11/00
• 分類號(hào): B23Q11/00
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東;黃綸偉

本發(fā)明涉及具有振動(dòng)阻尼裝置的機(jī)加工裝置和方法。一種機(jī)加工裝置(1)，特別是CNC機(jī)加工裝置，該機(jī)加工裝置用于機(jī)加工優(yōu)選平坦工件(W)，該工件優(yōu)選由木材、木質(zhì)材料、塑料和/或玻璃至少分段地制成，該機(jī)加工裝置包括：具有動(dòng)態(tài)元件的機(jī)加工組件；第一引導(dǎo)組件，所述機(jī)加工組件能夠通過該第一引導(dǎo)組件在空間方向上移動(dòng)；以及至少一個(gè)振動(dòng)阻尼裝置。通過所述至少一個(gè)振動(dòng)阻尼裝置，所述動(dòng)態(tài)元件(3)的振動(dòng)能夠被動(dòng)地阻尼。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于機(jī)加工優(yōu)選板狀工件的機(jī)加工裝置特別是CNC機(jī)加工裝置和方法。

背景技術(shù)

如今，在機(jī)加工裝置的領(lǐng)域中，必須提供并進(jìn)行多種不同的機(jī)加工可能性。也就是說，對(duì)機(jī)加工裝置的要求經(jīng)常在一方面以相對(duì)高轉(zhuǎn)速操作相對(duì)小的工具的機(jī)加工過程與另一方面以低轉(zhuǎn)速操作具有大質(zhì)量和大工具直徑的相對(duì)大的工具的機(jī)加工過程之間平分。對(duì)于小工具，需要能夠以非常高的轉(zhuǎn)速(例如，24,000/分鐘)操作的工具保持夾具。相比而言，對(duì)于大工具，需要能夠吸收加工力(諸如例如，彎矩、徑向力、切割力等，它們?cè)诘娃D(zhuǎn)速時(shí)通常非常大)的高剛度工具保持夾具。由于用于高轉(zhuǎn)速的工具保持夾具和用于高處理力的工具保持夾具通常尺寸不同，因此存在目標(biāo)沖突，這意味著在折衷解決框架內(nèi)只能不太令人滿意地考慮各自的要求。另外，所使用的工具總是變得越來越強(qiáng)大，一方面，這使得對(duì)于具有高處理力的甚至大工具也可以增加轉(zhuǎn)速，而另一方面，這導(dǎo)致對(duì)機(jī)加工裝置的要求增加，特別是在所產(chǎn)生的振動(dòng)方面。

因而，對(duì)于已知的機(jī)加工裝置，存在的問題在于，不能針對(duì)每個(gè)工具最佳地設(shè)計(jì)工具保持夾具或機(jī)加工組合體(aggregate)，因而在對(duì)工件進(jìn)行機(jī)加工時(shí)在工具保持夾具中產(chǎn)生不需要的振動(dòng)，特別是與機(jī)器本體的自然模式對(duì)應(yīng)的振動(dòng)。對(duì)于CNC機(jī)加工裝置來說這尤其是個(gè)問題，在CNC機(jī)加工裝置中，包括工具保持夾具的機(jī)加工組合體經(jīng)常懸掛在多軸線性引導(dǎo)件上，這降低了懸掛的剛性，并且使得所產(chǎn)生的振動(dòng)能夠與機(jī)器框架特別是機(jī)加工裝置的機(jī)床產(chǎn)生共振。這導(dǎo)致CNC機(jī)加工裝置以及工具上的應(yīng)力增加，從而降低機(jī)加工質(zhì)量。對(duì)于傳統(tǒng)的直通(pass-through)機(jī)器存在同樣問題，這是因?yàn)樾阅芤笠搽S之不斷增加。

由于該原因，人們努力提供用于機(jī)加工裝置特別是用于CNC機(jī)加工裝置的機(jī)加工組合體的振動(dòng)阻尼裝置。

在印刷技術(shù)、紡織技術(shù)或報(bào)紙印刷技術(shù)領(lǐng)域中存在類似問題，在這些領(lǐng)域中，由于例如壓力輥或偏轉(zhuǎn)軸的高轉(zhuǎn)速而引發(fā)振動(dòng)，在與自然頻率重疊的情況下，這種振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致軸承損壞。DE 10 2008 050 989 A1因此教導(dǎo)了例如使用阻尼吸收器來減少諸如軸、輥或心軸之類的中空機(jī)器零件的振動(dòng)。阻尼吸收器由附加質(zhì)量體和阻尼及彈性元件構(gòu)成。該附加質(zhì)量體被彈性圓筒狀阻尼層包圍。為了通過預(yù)定附加質(zhì)量體和特定主系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所需的參數(shù)如剛性和阻尼系數(shù)，必須在彈性阻尼層上施加限定壓力。這使得允許吸收器集成到圓筒狀主系統(tǒng)(諸如例如心軸)內(nèi)的特定結(jié)構(gòu)成為必然。

此外，從機(jī)床領(lǐng)域中已知安裝在工具保持夾具中的主動(dòng)振動(dòng)阻尼系統(tǒng)。在已知的主動(dòng)振動(dòng)阻尼系統(tǒng)中，工件機(jī)加工過程中產(chǎn)生的振動(dòng)的振動(dòng)幅度由直接附裝至工具保持夾具的加速度傳感器檢測(cè)，并且由電動(dòng)致動(dòng)器產(chǎn)生與所檢測(cè)到的振動(dòng)幅度對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)脈沖。然而，這需要為每個(gè)空間方向(在該空間方向上，認(rèn)為將發(fā)生一個(gè)振動(dòng)補(bǔ)償)安裝加速度傳感器以及電動(dòng)致動(dòng)器，并且提供用于振動(dòng)補(bǔ)償?shù)膹?fù)雜控制器。這導(dǎo)致這種類型的振動(dòng)阻尼系統(tǒng)的獲取成本較高，在許多情況下，這使其在經(jīng)濟(jì)上令人厭倦。此外，由于必要的致動(dòng)器而使得只限于用于較大的機(jī)加工裝置，這是因?yàn)樵谄渌闆r下致動(dòng)器的自重會(huì)過多地影響機(jī)加工組合體的慣性質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是提供提供一種機(jī)加工裝置，特別是CNC機(jī)加工裝置，該機(jī)加工裝置用于機(jī)加工優(yōu)選板狀工件，對(duì)于該機(jī)加工裝置，能夠通過簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)以節(jié)約成本的方式阻尼機(jī)加工組合體上的振動(dòng)。

本發(fā)明的核心構(gòu)思之一是通過振動(dòng)阻尼裝置被動(dòng)地阻尼，特別是吸收和被動(dòng)地阻尼機(jī)加工組合體的動(dòng)態(tài)元件的振動(dòng)，特別是旋轉(zhuǎn)的工具主軸的振動(dòng)，這種振動(dòng)在工件的機(jī)加工過程中產(chǎn)生。