CN111093899A - 精加工机床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种精加工机床，所述精加工机具有工具，所述工具具有用于加工工件的旋转作用面(36、44)，其中，设置有用于旋转驱动所述工件的驱动器，所述驱动器围绕垂直于所述作用面的旋转轴线(58)驱动所述工具，其中，所述驱动器被构造为具有定子和转子的力矩电机的形式，其中，所述转子在没有其它传动元件介入的情况下连接至所述工具，并且围绕所述旋转轴线(58、130)驱动所述工具。

Description

精加工机床
技术领域
本发明涉及一种包括具有用于加工工件的旋转作用面的工具的精加工机床，其中，设置有用于旋转地驱动工件的驱动器，其中，驱动器围绕垂直于作用面的旋转轴线驱动工具。
背景技术
EP 2 689 891 A2公开了一种用于表面加工的双盘式机床，在该机床中设置有由硬岩石制成的整体式单元，该整体式单元用于布置各种驱动器和传动装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有尽可能简单构造的精加工机床。
根据本发明，该目的通过上述类型的精加工机床实现，其中，驱动器被构造为具有定子和转子的力矩电机的形式，其中，转子在没有其它传动元件介入的情况下连接至工具，并且围绕旋转轴线驱动工具。
根据本发明，提供了一种紧凑的驱动器，该驱动器能够布置精加工机床的其中一些具有较大体积的其它部件，从而可以在整体上提供紧凑且构造简单的精加工机床。根据本发明的力矩电机易维护，并因此特别适用于永久使用的精细加工机床。
此外，根据本发明的驱动器具有低的振动，这进一步简化了精加工机床的构造；可以使用相对简单的框架，这是因为框架不必适合于抑制或补偿由驱动器产生的振动。
转子相对于定子布置在内侧(所谓的“内转子”构造)，由此获得特别有利的构造。该构造的优点在于，相对于转子位于径向外侧的定子可以通过定子侧壳体简单地连接至精加工机床的框架。另外，简化了力矩电机所需电能的供应。此外，可以从径向外侧供应和排出用于冷却力矩电机的冷却介质。也可以使用定子侧壳体来供应加工流体(特别是在工作区域中用于冷却和/或润滑的乳剂，其中，工具的作用面在工作区域中与待加工的工件接触)。
在本发明的特别优选的实施例中，转子和/或转子壳体部件限定与旋转轴线同心的空腔。特别有利地，转子相对于定子布置在内侧。转子或转子壳体部件的空腔可用于布置精加工机床的其它部件。在最简单的情况下，其它部件可以是电气管路、气动管路或液压管路。
特别优选地，在空腔中布置有用于旋转地驱动转子盘的驱动元件。转子盘用于将工件定位在精加工机床的工作区域中。通过对转子盘的旋转驱动，能够以与工具的移动无关的方式控制一个或多个工件的移动。
使用转子的空腔的另一种可能性在于，在空腔中布置用于检测加工参数的传感器元件。例如，传感器元件可以用于检测由于工件的加工而产生的材料去除。特别地，可以检测去除的层厚度，由此得出工件的随后保留(剩余)厚度。也可以想到的是，传感器元件检测其它加工参数(例如，温度和/或压力)。
使用转子的空腔的另一种可能性在于，在空腔中布置包括至少一个轴承的组件，工具和转子通过该轴承以能够围绕旋转轴线旋转的方式安装在定子壳体部件上。由此，可以最佳地利用转子的空腔，并且可以提供特别紧凑的驱动单元，并在定子的径向外侧环境中产生自由空间。
在本发明的另一优选实施例中，精加工机床的至少一个工具通过轴向-径向轴承(Axial-Radial-Lagers)安装在定子壳体部件上。由此，能够提供一种如下的工具，该工具既关于其轴向位置又关于其径向位置分别相对于旋转轴线特别精确对齐。特别有利地，精加工机床具有多个工具。
特别地，在精加工机床具有多个工具的情况下，优选地，精加工机床的至少一个工具通过圆锥滚子轴承(Kegelrollenlagers)安装在定子壳体部件上。由此，可以实现工具的特别稳定且价格便宜的安装。有利地，在定子壳体部件和工具之间设置用于公差补偿的补偿元件，由此工具及其作用面的倾斜度可以至少略微地(例如，最大为一度或两度)改变。在本发明的范围内，该补偿元件不构成传动元件；相反，传动元件应被理解为用于实现驱动运动的加速或减速或转向。
特别有利地，精加工机床的一个或多个工具的作用面为平坦的。
在本发明的范围内，工具可以是磨削工具(Schleifwerkzeug)、精研工具
Figure BDA0002389787450000031
或抛光工具(Polierwerkzeug)。
特别有利地，精加工机床被设计为双侧平面磨削机床(Doppelseiten-Planschleifmaschine)的形式。这种磨削机床具有两个磨削工具，这两个磨削工具具有限定工作区域的两个相互面对的平坦作用面。优选地，针对所述磨削工具中的每者提供单独的驱动器，驱动器特别是力矩电机的形式。
本发明的其它特征和优点是以下说明和优选实施例的附图的主题。
附图说明
图1示出了精加工机床的实施例的立体图；
图2示出了根据图1的精加工机床的第一组件的立体图；以及
图3示出了根据图1的精加工机床的第二组件的立体图。
具体实施方式
在附图中示出了整体上使用附图标记10表示的精加工机床的实施例。精加工机床10为双侧平面磨削机床。精加工机床具有机架12，机架12具有为圆筒形壁形式的固定的机架部件14，机架部件14用于容纳螺栓16，螺栓16用于将图2所示的第一组件18固定在机架12上。
机架12还具有相对于重力方向垂直的导轨20，滑动件22可以沿导轨20移动。滑动件22具有例如为法兰形式的滑动件部件24，滑动件部件24可与滑动件22一起沿导轨20移动，并且图3所示的第二组件28通过螺栓26固定在滑动件部件24上。
第一组件18具有用于容纳和冷却下部的第一磨削工具32的容纳盘30，下部磨削工具32涂覆有磨料层34，磨料层34形成磨削工具32的平坦作用面36。
以相应方式，第二组件28具有用于容纳和冷却上部的第二磨削工具40的容纳盘38。上部的第二磨削工具40设置有磨料层42，磨料层42形成平坦作用面44。
被限定在相互平行的作用面36和44之间的工作空间46用于布置待从相对侧进行磨削的工件。
具有工件盘50的转子盘48设置为用于处理工件，在工件盘50中设置有用于布置待磨削的工件的定位圈(Nester)52。工件盘50支撑在内齿环54和固定的外齿环56之间。内齿环54可被驱动以围绕旋转轴线58旋转。内齿环54的旋转运动被传递到工件盘50，工件盘50在外齿环56上滚动。由于定位圈52相对于工件盘50的中心轴线偏心地布置，所以当工件盘50旋转时，被容纳在定位圈52中的工件沿摆线路径移动。
转子盘48的旋转驱动器整体上由附图标记60表示。驱动器60包括驱动电机62、仅示意性示出的90°斜齿轮64和驱动轴66，驱动轴66相对于旋转轴线58同心地延伸并在其端部处设置有用于驱动内齿环54的驱动盘68。
驱动轴66延伸穿过空腔70，空腔70相对于旋转轴线58同心并且由连接到电气转子74的转子壳体部件72(参见图2)限定。转子壳体部件72通过布置在径向内侧的螺栓76以及通过布置在径向外侧的螺栓78连接至轴环部件80，轴环部件80同样地相对于旋转轴线58同心并与转子74和转子壳体部件72一起围绕旋转轴线58旋转。
轴环部件80还连接至轴承环82，轴承环82形成整体上由附图标记84表示的轴向-径向轴承的外环。
第一组件18还具有定子侧基板86，定子侧基板86连接至中空的圆筒形定子壳体部件88，定子壳体部件88径向向外地限定电气定子90。
电气定子90和定子壳体部件88通过另一定子壳体部件92彼此连接。轴承84的内环94布置在另一定子壳体部件92上。
电气转子74和电气定子90一起形成力矩电机96。
当向力矩电机96施加电能时，电气转子74与转子壳体部件72和轴环部件80一起旋转，轴环部件80与连接至容纳盘30的载盘98连接。图1所示的下部磨削工具32固定在容纳盘30上，因此下部磨削工具32通过力矩电机96围绕轴线58旋转，而没有为此设置其它传动元件。
为了检测磨削工具32的旋转速度，转子壳体部件72承载有全环形指示元件100，指示元件100与测量传感器(未示出)相互配合。优选地，测量传感器是力矩电机96的控制器的一部分，从而实现用于维持磨削工具的目标速度的监视和调节。
在下文中，参考图3说明第二组件28。组件28包括用于固定容纳盘38的载盘102，容纳盘38连接至第二磨削工具40(参见图1)。载盘102连接至转子轴104，在转子轴上布置有圆锥滚子轴承108的内环106。
转子轴104经由轴环盘110连接至电气转子112。电气转子112与电气定子114相互配合。转子112和定子114一起形成力矩电机116。
电气定子114由中空的圆筒形定子壳体部件118限定，定子壳体部件在其上端处连接至罩盖120且在其下端处连接至载板122。
载板122通过螺栓26在径向外侧与滑动件22连接。在径向内侧，载盘122连接至另一定子壳体部件124，另一定子壳体部件124承载形成圆锥滚子轴承108的外环的轴承环126。
电气定子112限定用于布置上述的相对于转子112位于径向内侧的部件(特别是轴承108和转子轴104)的空腔128。
与转子112一起旋转的部件围绕旋转轴线130旋转。旋转轴线130与第一组件18的第一力矩电机96的旋转轴线58对齐。
转子轴104为中空的。这使得供应管线132能够穿过整体上由附图标记134表示的传感器元件，传感器元件134面对工作空间46并用于检测材料去除。
转子轴104和载盘102之间的连接包括为球形帽形式的补偿元件135，补偿元件135能够实现对固定到容纳盘38上的第二磨削工具40的角度补偿。
上述的组件18和28分别形成用于磨削工具32和40的紧凑的驱动单元。如果需要维修力矩电机96或116，上述组件18和28可以作为单独组件进行保持并可以作为更换组件进行安装。
组件18和28分别包括用于冷却力矩电机96和116的冷却装置134、136。力矩电机96的冷却装置134包括可从径向外侧接近的入口138和出口140。在入口138和出口140之间布置有冷却外壳142。力矩电机116的冷却装置136具有相同的结构。
下文说明了可选的冷却剂/润滑剂供应***，该***为工作空间46提供润滑剂并冷却磨削工具32和40。
该可选***的入口例如由布置在载盘122中的冷却剂入口144(参见图3)形成。
冷却液从载盘122到达冷却空间146和148。冷却空间146对管线150进行馈送，冷却液通过管线150进入工作空间46，并然后从上方与旋转驱动器60的驱动盘68接触。冷却液从驱动盘68经由径向孔152到达容纳盘30，从而对冷却通道154进行供应。冷却通道154可以在径向外侧通过节流元件156关闭，从而可以控制冷却液的流体流动。
第二冷却空间148(参见图3)对相应的容纳盘38的冷却通道158进行供应。在此，也设置有用于控制流体流动的节流元件160。

Claims (11)

1.一种精加工机床(10)，所述精加工机具有工具，所述工具具有用于加工工件的旋转作用面(36、44)，其中，设置有用于旋转驱动所述工件的驱动器，所述驱动器围绕垂直于所述作用面(36、44)的旋转轴线(58、130)驱动所述工具，
其特征在于，所述驱动器被构造为具有定子(74、112)和转子(90、114)的力矩电机(96、116)的形式，其中，所述转子(90、114)在没有其它传动元件介入的情况下连接至所述工具，并且围绕所述旋转轴线(58、130)驱动所述工具。
2.根据权利要求1所述的精加工机床(10)，其特征在于，所述转子(90、114)相对于所述定子(74、112)布置在内侧。
3.根据权利要求1或2所述的精加工机床(10)，其特征在于，所述转子(90、114)和/或转子壳体部件(72)限定与所述旋转轴线(58、130)同心的空腔(70、128)。
4.根据权利要求3所述的精加工机床(10)，其特征在于，在所述空腔(70、128)中布置有用于转子盘(48)的旋转驱动器(60)的驱动元件(66)。
5.根据权利要求3或4所述的精加工机床(10)，其特征在于，在所述空腔(70、128)中布置有用于检测精加工参数的传感器元件(134)。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的精加工机床(10)，其特征在于，在所述空腔(70、128)中布置有轴承(84、108)，所述工具和所述转子通过所述轴承以能够围绕所述旋转轴线(58、130)旋转的方式安装在定子壳体部件(92、124)上。
7.根据前述任一项权利要求所述的精加工机床(10)，其特征在于，所述精加工机床(10)的至少一个所述工具通过轴向-径向轴承(84)安装在定子壳体部件(92)上。
8.根据前述任一项权利要求所述的精加工机床(10)，其特征在于，所述精加工机床(10)的至少一个所述工具通过圆锥滚子轴承(108)安装在定子壳体部件(124)上。
9.根据前述任一项权利要求所述的精加工机床(10)，其特征在于，所述作用面(36、44)为平坦的。
10.根据前述任一项权利要求所述的精加工机床(10)，其特征在于，所述工具是磨削工具(32、40)、精研工具或抛光工具。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的精加工机床(10)，其特征在于，所述精加工机床(10)被构造为双侧平面磨削机床的形式。
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