[发明专利]用于检测机床的主轴的热变形的设备

说明书

技术领域

本发明的目的是一种用于检测机床的主轴的变形的设备。

背景技术

在机床领域，尤其是在大型机床领域，用户强烈地感觉到需要以越来越小的加工公差来制造机械零件。这种需要影响到这种机器的制造商，从而进行大量的研发工作以提供性能越来越好的机器。

机械零件所能获得的加工公差范围在很大程度上受到机器支承零件所经受的热变形和机械变形的影响，所述机器支承零件将加工工具支承于空间中的理想位置。

通常，机器包括主导轨和移动组(mobile group)，所述移动组包括在该导轨上滑动的活动支座、横向于所述活动支座滑动的主轴托架、平行于所述主轴托架滑动并适于绕其旋转轴线旋转的主轴、以及能够连接至加工工具且设置于所述主轴的前端处的工具保持架。

尽管主导轨，尤其是大型机器的主导轨，具有迄今为止被认为是可靠的用于补偿变形的系统，但是目前的移动组不具有同样如此有效的用于补偿属于这种区域的特征的热性变形的系统。

存在有若干种用于检测机床的支承零件所经受的变形的设备方案。

发明内容

本发明的目的是改进当前已知的设备，使得它们能够以更大的可靠性来检测所发生的热变形。

该目的通过一种用于检测机床的主轴的热变形的设备实现：其中，所述机床包括：主轴托架，所述主轴托架能够沿着轴向方向移动、并且具有通过主轴托架开口而开口于前部处的内部主轴托架空间；主轴，所述主轴至少部分地安置在所述主轴托架空间中并得到支承以绕着旋转轴线旋转，所述主轴操作性地连接至所述主轴托架，以便在缩回位置与适于执行机械加工的伸出位置之间沿着所述轴向方向移位，在所述伸出位置中，与处于所述缩回位置相比，所述主轴通过所述主轴托架开口在前部处从所述主轴托架突出得更多，所述主轴包括信号元件；其中，所述设备包括：主轴托架罩盖，所述主轴托架罩盖能够在前部处与所述主轴托架相关联，以至少部分地遮盖所述主轴托架开口，从而使得所述主轴在任何情况下都能够移位；所述设备的特征在于，所述设备包括附接于所述主轴托架罩盖的检测装置，所述检测装置适于检测所述主轴的所述信号元件的位置，以在所述缩回位置测量所述主轴的热变形。实施方式的变型如下：所述检测装置包括适于发射激光束以检测所述信号元件的位置的激光设备。所述检测装置包括适于在受到所述信号元件的影响时打开或关闭的开关。所述检测装置包括用于检测所述信号元件的位置的接近度测量计。所述检测装置包括用于检测所述罩盖的热变形的装置。用于检测所述罩盖的热变形的所述装置包括由基本上热不变形的材料制成的杆。所述基本上热不变形的材料是因瓦合金。本发明还涉及一种机床的主轴托架-主轴单元，即，包括主轴托架，所述主轴托架能够沿着轴向方向移动、并且具有通过主轴托架开口而开口于前部处的内部主轴托架空间，主轴，所述主轴至少部分地安置在所述主轴托架空间中并得到支承以绕着旋转轴线旋转，所述主轴操作性地连接至所述主轴托架，以便在缩回位置与适于执行加工的伸出位置之间沿着所述轴向方向移位，在所述伸出位置中，与处于所述缩回位置相比，所述主轴通过所述主轴托架开口在前部处从所述主轴托架突出得更多，所述主轴包括信号元件，以及所述检测设备。所述主轴托架-主轴单元，包括第一测量装置，所述第一测量装置适于在位于所述主轴托架上的固定基准位置与相对于所述主轴托架移动且与所述主轴成一体的移动基准之间测量所述主轴的轴向进给。所述第一测量装置包括：第一光学标尺，所述第一光学标尺随所述主轴托架一体移位并且在主轴标尺位置固定至所述主轴托架，所述主轴标尺位置构成了位于所述主轴托架上的所述固定基准位置，以及第一标尺传感器，所述第一标尺传感器与所述主轴一体旋转并且适合与所述第一光学标尺配合以检测所述主轴的轴向进给。本发明还涉及一种机床的移动组，包括：活动支座，所述活动支座能够与固定导轨相关联，从而能够沿着所述固定导轨的纵向方向移动；可移动地与所述活动支座相关联的、主轴托架-主轴单元。所述移动组，包括第二测量装置，所述第二测量装置适于测量所述主轴托架的轴向进给。所述第二测量装置包括：第二光学标尺，所述第二光学标尺与所述活动支座一体移位并且在主轴托架标尺位置固定至所述活动支座，以及第二标尺传感器，所述第二标尺传感器与所述主轴托架一体旋转并且适合与所述第二光学标尺配合以检测所述主轴托架的轴向进给。所述移动组包括第二检测装置，所述第二检测装置适于检测所述主轴托架的热变形。所述第二检测装置包括：杆，所述杆由基本上热不变形的材料制成，所述杆大体上在后端与前端之间沿轴向方向延伸，所述前端在所述主轴托架的前端的附近固定至所述主轴托架，以及杆传感器，所述杆传感器与所述主轴托架成一体并且适于检测所述杆的所述后端的轴向距离。本发明还涉及一种机床，包括所述移动组。