CN1511675A - 机床 - Google Patents

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布克哈特·格鲁博
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Abstract

本发明涉及一种机床，特别是用于对工件进行切削加工，该机床设有多根加工主轴，并设有一个刀库，用于预装和更换刀具，其中，所述的这个刀库用于更换至少两个加工主轴的刀具。至少一部分所预装好的刀具和待更换的刀具在一个平面内设置。

Description

机床
技术领域
本发明涉及一种机床，用于通过一个加工单元对工件进行切削加工，所述加工单元具有至少一个加工主轴，该机床包括一个刀库，用于在加工主轴上预装和更换刀具。
背景技术
在用途可变的机床上采用一种刀库，这已经充分公知。更换刀具最终影响着机床的工作时间，为了迅速地更换刀具，将尽可能多的刀具保存在加工主轴或加工单元的区域内是有利的。同时，也要求刀库更换刀具的过程非常迅速。
这种要求导致在加工主轴区域要定位一个比较大的刀库，因此，刀库的重量比较大。
此外，在这种公知的刀库旁还需设置一个装置，其使刀库能够被带到加工主轴区域，以实现更换过程，一般说，不必为此考虑刀具主轴的各自的运动轴线。在这种应用中，刀库的构造成本和空间需求相当高，这必然导致加工空间的限制，该加工空间可能直接挨着刀库。
这种公知的刀库以特有的固定装置安装在加工主轴附近。必须计算刀库的相应的重量。这意味着，由于一些斜撑的存在，可能会妨碍受到限制的加工空间的可接近性。在此需要注意的是，特别是在多主轴的情况下，还要精准地设计加工空间，因为在这个狭窄的空间中要平行地进行多个加工。用于固定刀库的公知的轮圈结构并不是非常适合加工主轴的高精度加工的要求。
此外，在现有技术中已知一些具有多根加工主轴的机床。其缺点是，各主轴都设有一个刀库。这导致在加工空间中有大量的刀库。因此，主轴的移动性受到了限制，只有再附加成本才能在这种机床上进行复杂的加工。
一种像前面描述的那样的机床在DE 197 08 096 A1中予以公开。该文献介绍了一种加工中心，其中至少一个加工主轴，该主轴优选处于水平状态，并优选可在X-、Y-和Z轴方向移动，各加工主轴至少配有一个基本上圆柱状的刀具存储装置，该刀具存储装置可绕一个中心轴线旋转，并带有用于存放一个或几个穿过一个或几个加工主轴的刀具。所建议的刀具存储装置由一个刀具盘构成，或者由多个平行设置的刀具盘构成，这些刀具盘结合成一个鼓状的盘，这些刀具盘可单独地或者共同绕一个中心的、垂直于线轴设置的轴线旋转。刀具轴径向定向在盘上。
为了更换刀具，要求主轴在X-或者Y-轴方向上移动到刀架前的位置上，然后沿刀具盘之间的Z-方向定位在刀架之上，以便一个较短的行程就下降到叉状的刀架上。这样，加工机床的成本就会非常高，因为必须设计成可在X-、Y-和Z轴方向上移动。
在多个主轴的情况下，还需要协调待更换的刀具，使得在事实上(如该出版物所描述的)不同的刀架上的刀具可以转移到不同的主轴上。在此，刀具只能这样更换到多个主轴上，即，各刀具从不同的叠置的盘上选出，这导致在非常狭窄的加工空间中必须设置一个很大的圆柱状的刀库。
此外，还需要使主轴移动到另一平面上，以便将一个从那里抽出的刀具从刀架上取下。这也会延长加工过程，这样，仅仅由于更换加工刀具就会导致较长的加工时间。
发明内容
本发明的任务是对公知的机床做出改进，使得刀库尽量节省空间。
为了完成本发明的任务，本发明建议，至少一部分预装好的刀具和待更换的刀具设置在一个平面上。
按照现有技术的方案，待更换的刀具位于一个平面内，为此，将待更换的刀具重叠地设置在不同的盘上。而所有其它的预装好的刀具不再设置在该平面上，而是设置在处于其它位置的不同的盘上，这样就导致了较大的空间投入。在此，平面指的是平的表面。本发明的主要优点特别在于导致了一种非常节省空间的布置。
需要注意的是，特别多的待更换刀具，以及一部分预装好的刀具设置在一个平面内。特别要理解，至少两个加工主轴的待更换的刀具与其它预装好的刀具在一个平面上。
通过这一建议克服了现有技术中的缺点。设置一个刀库，其所处的位置可以更换至少两个主轴的刀具。在第一方案中，刀具可以一个接一个地换到主轴上。机床上的刀库定位在各加工主轴旁。在本发明的另一方案中，该刀库同时在多个、至少两个加工主轴上更换刀具。通过本发明的这一实施形式，获得了相当大的时间上的有利。由于更换多个刀具，本发明的方案减少了更换刀具时或多或少要化出的不工作时间。在减少了加工空间中的刀库的成本的情况下得到了按照本发明的机床的功率。按照本发明的机床的速度较快，或者说效率较高，并且能够同时进行复杂的加工，因为只有一个刀库使加工空间变窄。在此需要注意的是，刀库只在刀具更换的时候或多或少地处于加工空间中，而在其它时候则位于加工空间之外。刀库减少到一个明显少的数量，与加工主轴的数量相同，这还节省了引导件，这样的引导件必要时伸入加工空间中。
在本发明的另一优选的实施形式中，加工主轴之间的连接线是所述平面的一部分。这是出于这样的一个事实，主轴的同样的位置或者可比较的位置总是该连接线的一部分。例如所述连接线位于主轴体的支撑面上，刀具装在该主轴体上。当然，也可以采用一种替换形式，即，该连接线不是所述平面的一部分，而是与该平面平行。这种替换形式也属于本发明。
此外，按照本发明，将刀具在刀库中的分布的平面基本上竖直地或者水平地定向。特别是竖直定向具有一个优点，即，刀具的一大部分设置在加工空间的上方。在水平定向的情况下，刀具侧面位于加工空间旁。当然也可以将该平面呈角度地定向，这最终取决于机床的加工任务，要使这种设置最佳化。
在本发明的另一方案中，主轴轴线平行地或者呈角度地，特别是垂直于所述平面地定向。刀具在刀库中预装成使刀具的旋转轴线与所述平面呈角度地，特别是垂直地定向，这样，就可以简单的方式更换到刀具主轴上。在本实施形式中，刀具基本上与平行的主轴轴线并排地保持在刀库中，这样，大量的刀具就可以并排保持在一个较小的平面内。
按照本发明的原理，刀具不仅可以单排地，而且可以多排地设置，这样，可供使用的刀具的密度就提高了。在刀具多排地设置在刀库内的情况下有利的是，刀库带有一相应的定位驱动装置，通过该装置，将各排刀具提供给加工主轴。当然也可以通过相应的主轴定位驱动装置实现。
按照本发明，还可以采用一种替换，那就是，预装在刀库中的刀具的刀具轴线平行于所述平面定向。
除了像这样相对于所述平面呈角度地，特别是呈直角地设置(这可能会导致刀具“直立”在刀库中)以外，也可以使刀具沿径向定位在刀库中，以便向例如多个加工主轴提供刀具，加工主轴的轴线之间的相对的角度是已知的。
在此，本发明的独特之处在于，不仅用于具有多根其轴线彼此平行定向的加工主轴的机床，而且可以用于具有多根其轴线呈角度，特别是直角定向的机床。
为了完成前面所提出的任务，本发明也从开头所描述的机床出发，建议刀库由一个穿过刀库的承重梁保持。
公知的结构将刀库悬挂在例如自由凸缘的支撑件上。这种方案牺牲了很重要的固定和连接刀库并使其运动的空间。本发明以非常巧妙的方式克服了现有技术中的这一缺点，即，承重梁穿过刀库，在中部，使至少一部分(例如25％至75％)刀具位于或多或少需要的支撑结构之上，因此，不直接在加工空间附近。当然，刀库的构造应使这些不需要的刀具能够迅速地移动到更换位置。在现有技术中也需要一个这样的驱动装置。
同时，通过本发明的方案，可以以一种能够提高整个机床的稳定性的方式支撑承重梁。该承重梁可以这样来定位，即，其并非自由悬臂地接受刀库的质量。在此，从原理上讲，可以使承重梁的支撑不干扰加工空间。
通过所建议的措施，本发明有效地利用了加工空间，同时较好地接近加工空间。
在本发明的一个优选的实施形式中，刀库带有一个插入承重梁中的承重梁部分。刀库为一个预安装的模件式组件，其包括所有刀库使用所需的部件(刀库驱动装置、移动轴)。为了便于转型，整个刀库组件可以由另一个替换，以便缩短机床的停机时间。在此，刀库具有一个可插入承重梁中的承重梁部分，该部分具有相应的接口(例如机械的或电的)。
有利的是，刀库在承重梁穿过的区域内带有一凹入部分。例如，该凹入部分大于梁的横截面，加上用于使刀库相对于加工主轴定位的缸体的行程。由于刀库预安装，并且易于更换，承重梁在刀库的前和后带有一个接口，并作为承重梁部件。
此外，在本发明的一个有利的方案中，刀库具有一个驱动装置，例如一个工作缸体，其使刀库能够充分利用所述凹入部分，在基本上垂直于承重梁的延伸段的方向上移动。当不再使用加工主轴或加工单元的一个相应的移动轴时，刀库的这种运动是需要的。通过这种驱动，刀库可以定位在加工主轴区域，以便更换刀具。本发明没有规定，是否刀库位于加工主轴的上面、下面或者侧面。当然，也可以使加工主轴或加工单元与刀库各具有一个平行延伸的驱动装置。
有利的是，采用一个工作缸体作为驱动装置。例如一个液压缸，该工作缸体也可以是气动的，例如重力均衡缸。然而，也可采用电机的驱动装置，例如电机和钢球丝杠等等。
与此相关有利的是，刀库相对于加工主轴可移动。除了前面所描述的承重梁穿过刀库的措施以外，当然还可以选择另外的一种方案，那就是，以其它方式支撑刀库，但仍然要相对于加工主轴可动地定位，特别是可控制地定位。
上述按照本发明的承重梁穿过刀库的方案的一种替换是，刀库由一个基本上垂直于加工主轴的轴线延伸的承重梁保持。这样，例如一个保持在承重梁上的盘状刀库必要时在一个垂直于刀具主轴轴线的平面延伸。从原理上讲，这样设置的一个刀库可到达多个并排布置的加工主轴。
有利的是，承重梁构成立柱之间的一根横梁。而立柱则具有接收工件的结构。刀库为立式设计。在主立柱上具有用于接收工件的引导件。在这些立柱上设置了用于连接两立柱的一根横梁。该横梁首先用于使立柱相互加固，并加固刀库。同时，有利的是，该横梁也构成支撑刀库的承重梁。这样，就使刀库位于加工空间附近，并以适当的方式与机架配合。在此有利的是，刀库(例如盘式的)垂直于加工主轴的轴线。这样可以避免碰撞。同时一个刀库可以用于多个主轴，或者采用刀库的数量比加工主轴少。
按照本发明，刀库具有一个刀库门，其在更换刀具时开启。刀库一般装在一个壳体内，以避免刀具或者刀具接收器被飞来的颗粒，例如切屑等弄脏。这导致刀具无法安全可靠地卡紧在加工主轴上。在待更换的刀具不再处于加工状态的更换过程中，刀库门开启。刀库门位于刀库的下面，加工空间的上面(假设刀库位于加工空间或者加工主轴的上面)。为了开启刀库门，下一个发明建议，刀库门的开启由刀库在承重梁上的移动引导。
本发明的这一进一步的发展省去了现有技术中的液压门驱动装置。取消了一个单独的阀门、一个工作缸、一个金属织物消声器、一个终端开关、用于开关应答的电子器件等等。通过这种基本上机械的构造(例如通过一个皮带传动装置或一个提升装置实现)，得到一种简单、廉价而又可靠的方案。这一方案还具有很高的人员安全性，因为刀库门由一个轴带动，而该轴由所述控制装置控制。这样的轴还是比较具备人员安全性的。所以，在刀库的保护门开着的时候也可以更换。在此，门的宽度可以任意大，因为一个较大的工作缸(对于刀库在承重梁上的移动来说总是需要的)的成本在此并不重要。
本发明试图保留上述主题独立地得到保护，而与其它主题无关。
本发明还建议一种机床，设有多个加工主轴，用于对工件进行切削加工。在此，一个刀库用于预装和更换至少两个加工主轴的刀具。
在现有技术中公知的是，多主轴刀库为每个主轴配备一个刀库。这导致在主轴区域内刀库的数量相当大。这意味着，由于很多刀库，使得已经很拥挤的加工空间变得更狭窄。
特别是，在本发明的一个方案中建议，刀库设计为链条式刀库，而且链条可以闭式循环运动，链条支撑着用于接收刀具的刀具卡钳。链条式刀库用作刀库在现有技术中是公知的。一种替换也是公知的，那就是，刀库设计为盘式刀库。特别是，刀库可以带有一个环状盘，盘的外侧支撑着用于接收刀具的刀具卡钳。
这种环式的设计可以以简单的方式实现一个绕着承重梁可旋转的盘。当然，也可以以同样的方式实施一种环状运转的链条式刀库，其围绕着承重梁，并被承重梁穿过。申请人保留单独地保护这一主题，而脱离开穿过刀库的承重梁的专门的布置。
本发明将相当多的优点结合到这两个建议中，因为正是在例如多主轴的情况下，这两个总是分开的功能性建议导致一个相当大的加工空间的节省。
按照本发明还规定，链条式刀库的环绕运动的链条或盘确定所述平面。所述盘通常是平的，由此而限定所述平面。一个链条式刀库的链条沿着一个引导件运动，通常该引导件也限定该平面。本发明当然也适用于这样的系统，其中的链条可以在多个平面内移动。然而，这时的平面应该理解为，至少在预装在主轴区域内的刀具，包括待更换的刀具在一个平面上，尽管其它预装好的刀具在另一平面上，该平面可能平行于第一平面，并且在刀具主轴限定的平面。这一方案也包括在本发明所建议的范围内。
与此相关，本发明还建议，在刀库为环状的实施形式中，在所述环上设置第二排或多排刀具。当然，刀库也可以设计成盘状。
在本发明的另一实施形式中，所述(环状)盘的外侧为圆的或多角的。
所述多角形的盘用于多主轴加工单元的刀库时是有利的，因为刀具的提供方式与加工主轴接收刀具的方式相同。
有利的是，卡钳的距离与主轴的距离相应。在此，一般适合于平均距离。这就是说，轴向尺寸相互相同。本发明的这样的实施形式可以例如与链条式刀库结合，链距与加工主轴的距离相对应。然而，也可以用于盘式设计的刀库。在这种情况下，在n角形盘的各条边上，沿直线设置k个卡钳，该卡钳的数量与主轴的数量或者m组的数量相同。或者所有的k个刀具被k个主轴所接收，或者，为了存放或接收一个工件，主轴或刀库继续向下一个空着的或者占用的卡钳移动。刀具例如可以按照1111-2222-3333的顺序设置，在此，相同的数码表明在各加工主轴上平行地插入刀具。
一种替换的方案是，主轴的距离是卡钳距离的整数倍。在这种情况下，卡钳组(与此相关的并属于此的刀具组)交替地设置。例如，以如下的顺序设置刀具：1-2-3，1-2-3，如此往复。这种方案的优点在于，在第一刀具卡钳与刀具主轴之间只需有一个很小的相对运动就可以提供第二刀具组。这可以用很短的时间完成。
在按照本发明的另一方案中，加工主轴之间的距离是可变的。例如，有利的是，装入另一个刀库，该刀库例如具有一个较大的刀具密度，并且刀具卡钳之间的平均距离比较小。这导致主轴之间的平均距离的减小。为了能够同时进行刀具更换，加工主轴之间的距离是可调的。这可通过一个相应的手动控制或一个自动控制实现。例如，在这样的一个方案中，设置一个调节驱动装置，通过该装置可以使加工主轴之间的距离发生变化。必要时可以以自动的方式实现，例如通过相应的数据交换，即，所述控制装置识别装入的刀库的类型，并根据这种类型从数据库中提取卡钳的距离，并将这一信息输送给加工主轴调节驱动装置的控制装置。
就本发明的意义来说，改变同一加工单元之间的两加工主轴之间的距离与改变两不同加工单元的加工主轴之间的距离的意思是相同的。改变加工主轴之间的距离不仅在更换刀具或更换刀库时有利，在加工过程中也是可以采用的。这就意味着，对于按照本发明的刀库可以实现不同系列的加工，通过改变加工主轴之间的距离，很快就可以调节成不同的系列。这样，在很小的系列的情况下就可以实现很高的切削效率，无需成本很高的设备。由此也可以推出，在加工过程中和/或更换工件的过程中，改变加工主轴之间的距离是有利的。通常，主轴在X-方向相对移动，加工主轴之间的距离就会改变。当然，有利的是，这种驱动装置也可在加工过程中用于加工目的。
规定在加工过程中加工主轴之间的距离是变化的，并使更换刀具的加工主轴处于刀具更换的距离。刀具更换距离例如通过刀库的设计以及刀具在该刀库上的分布来确定的。本发明的刀库与刀具在刀库中的实际上如何分布完全无关。其具有很高的工件可适用性，即使在较复杂的刀具操作的情况下，也可以同时节省时间地完成。
在加工过程中使用X-驱动装置正好得到一个另外的加工轴线，该加工轴线例如双倍地用于更换过程。
按照本发明的机床由于采用了多主轴，所以已经具有很高的切削效率。由于切削效率提高了，所以，工件在机床上，或者在包括一个按照本发明的机床的加工线、输送流水线或者联结线上的停留时间相应地减少了。对于一台机床的效率来说，起决定作用的不仅直接是切削效率，还有尽可能短的停机时间，例如在换上或者换下工件时，或者更换刀具时。如果同时在至少两个加工主轴上同时进行刀具的更换，则按照本发明可以得到相当大的时间上的提前。通过本发明的这种建议，明显减小了装调时间，而机床的效率和功率则相应地提高了。
由于可以调节主轴的间距，所以，这一优点对于刀库的作用与卡钳间距的固定无关。按照本发明的机床的灵活性得到了相当大的提高。
除了加工主轴的间距改变的方案以外，按照本发明，也可以改变卡钳之间的距离。所以，可以将不同的刀库可变地用于不同的按照本发明设计的机床上，并通过卡钳距离的相应的改变来适应加工主轴的特定的距离。
特别有利的是，卡钳以可移动的方式支撑在一个直线引导件上，一个卡钳调节装置改变卡钳间的距离。从原理上讲，也可以自动地，例如通过一个控制装置来改变卡钳的间距。
附图说明
其它的按照本发明的实施形式在权利要求书中予以说明。附图对本发明做了描述。
图1示出了本发明的机床的一幅三维视图。
图2示出了图1中的前视图。
图3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14和18示出了按照本发明的机床的刀库的不同的细节。
图15、16、17示出了按照本发明的刀库的驱动装置的细节。
图19示出了按照本发明的机床的另一个三维视图。
图20示出了按照本发明的一个另外的方案的俯视图。
图21示出了图20的一个后视图。
具体实施方式
图1中示意性地示出了按照本发明的机床。待加工工件位于输送轨道14上。各工件由一个防切屑隧道15罩着，例如在一条通路上穿过该机床。为了便于更好地看清机床，图中没有示出待加工工件。
标记2分别表示一个加工单元。在本实施例中，这些加工单元从两侧向加工轨道14的不同侧面延伸。待加工工件位于两加工单元2之间。在图示实施例中，各加工单元包括两个加工主轴3。这些加工主轴在图示实施例中被加工单元2的壳体覆盖着。
整个机床位于一个床身12上。床身在输送轨道14的两侧延伸。床身带有多个支柱11，这些支柱延伸得高于加工单元。支柱11通过一个横梁16支撑着承重梁10。承重梁10在输送轨道的两侧的末端支撑在支柱11上，从而增强了按照本发明的机床。
承重梁10支撑着刀库4。很容易看出，承重梁10穿过刀库。同样很容易看出，刀库4中的一部分刀具31预装在承重梁10下面，另一部分刀具31预装在承重梁10上面。承重梁10基本上平行于加工主轴3的主轴轴线30。这导致了结构简单，因为所有的运动都相对呈直角进行。
因此，在刀具主轴作用于工件的工作空间13中，只预装一次更换刀具实际所需要的刀具。而其他刀具则通过刀库的向上移动而被搁置起来，当需要时再移动过来。
图1所示的实施形式中，刀库为一链条式刀库45。在一个基本上矩形的框架上环绕着一圈链条405。
有利的是，承重梁10用于加强刀库1。承重梁10例如放置在支柱11上，该支柱也用于引导工件滑座17。这种方案在加工单元设置在输送带或其支柱的两侧时特别有利。因为在加工比较精致的物品时，支柱必须具有足够的可接近性。在这种情况下，承重梁10也提高了机床的强度。
按照本发明，至少一部分预装好的刀具31和待更换的刀具31布置在一个平面410上。
在图1所示的具体形式为链条式刀库45的刀库4的实施形式中，平面410由刀具链条的引导带限定。在图1中视出的刀库4的实施例中，链条式刀库45基本上为矩形的。但是，任何其他几何形状都可以采用。该矩形的棱为平面410的组成部分。按照本发明，链条式刀库45这种实施形式的优点在于，在链条式刀库45的各引导轨道相应地呈直线设置的情况下，用于多个主轴3的待更换的刀具31自动地相互平行并排地位于平面410内，提供给刀具主轴。
从图2中可以特别清除地看出，承重梁10在加工单元2之上延伸。但也可以这样来替换，使承重梁位于加工单元的侧面，或者位于加工主轴的侧面。设置在输送轨道14的上方是有利的，因为这样承重梁不会与输送轨道相撞，而在机床的上方则通常有足够的地方供使用。在此，使承重梁10也可以跨越加工空间13也是有利的。在这种情况下，承重梁支撑在输送轨道14的另一侧的支柱11上，反之，刀库则设置在另一(右)侧(见图2)。很容易看出，在本实施例中，平面410相对于插在加工主轴3中的刀具31大致偏向左侧。在本侧视图中的右侧有多个刀具主轴3，它们一个接一个地设置，形成一条连接直线，在这种情况下，该直线不构成平面410的一部分，而是与其平行。在此，也把待更换的刀具31归入平面410，只要其在刀库中。这种布置不仅可用于片状或环状刀库4，而且可用于链条式刀库45。
此外，有利的是，刀库4可垂直地下降。这种实施形式像图示的实施例那样，在加工单元和刀具主轴没有垂直的调节驱动装置的情况下是有利的。在图示实施例中，这通过工件滑座17实现。为了将待更换的刀具31送到加工主轴3的区域，刀库下降是有利的。
按照本发明的刀库的一种特殊的结构在图3和4中示出。图3中示出的是一个环状的片式的刀库47的视图，其在接在承重梁10上这方面与图1所示的链条式刀库的方式相同。
在图3和4中，平面410由刀库4的环状的形状限定的。
图4为一侧视图，局部剖开，刀库4设计成一模件，其能够迅速地装在机床上。因为按照本发明的建议，承重梁10可穿过刀库4，所以，以如下的方式实现刀库4是有利的，使其带有可拆卸的承重梁部件40，该部件可插在承重梁10上的相应部位上。
刀库具有一接收部分48。就接收刀具的刀具卡钳46来说，该接收部分不移动，所以，有一个静止的连接面，用于例如连接刀具检测装置、刀库卡钳操作装置等。接收部分48上带有一凹入部分41，其侧面与引导件43相邻。将一个在承重梁10上另外设置的间隙封闭的承重梁部件40沿此引导件43在凹入部分41内移动。反过来说，这意味着，接收部分48相对于承重梁10运动。为此设置一直线运动驱动装置42。该运动驱动装置42例如为一个液压或气压缸，也可以是一个机械驱动装置。通过该运动驱动装置42，当需要更换刀具31时，刀库4就可以下降到主轴3的区域内。环状盘47可绕不旋转的接收部分48旋转地支撑(图4)。环状盘47通过刀具卡钳46支撑刀具31。
上述方案在加工空间13附近有很多刀具31的情况下可以节省很大空间。
有利的是，机床1至少具有两个加工单元2。这使其能够对工件进行可变化的加工。在此特别有利的是，加工单元3从不同的侧面对工件进行加工，例如图1或图2所示的。
在此，有利的是，刀库在承重梁上可移动。这样，刀库就可用于更换多个加工单元的加工主轴上的刀具。在本实施例中，刀库用于两个加工单元，这两个加工单元必要时可以具有不同定向的主轴，但当适用于从两个方向抓取刀具时，这将通过刀库或者其上设置的卡钳以很容易的方式进行平衡。
正如按照本发明的方案，一个刀库用于预装和更换至少两个加工单元的刀具，上述方案也可用于充分利用很小的加工空间。
在本发明的另一优选的实施形式中，在接收部分48中设置一个用于刀库4的驱动装置49，特别是一种用于盘47的链条式驱动装置或者一种旋转驱动装置。驱动装置49用于将需要的各刀具31输送到加工主轴，以便换上，或者把空位输送到加工主轴处，以便换下不再需要的刀具。
特别是在环状盘(或者圆环，或者四角环)的情况下，这种方案以简单的方式实现了简便的变速。在此，环状盘47的内侧400具有一个齿轮圈，该齿轮圈与旋转驱动装置49上的小齿轮配合。
为了接收刀具31，在盘47的边缘上以相应的距离设置刀具卡钳46。卡钳46之间的距离选择成使其与主轴3的距离相对应。
图5、6示出了按照本发明的刀库的一种有利的变异。猛一看，在这种六角状盘47上的刀具卡钳46没有任何规律。事实上，它们是以很精致且有效的方式相互定位的。这在图6中放大地示出。
在图5所示的六角形的每条边上都有八个刀具卡钳。在此将其分为两个卡钳组6和60。第一卡钳组6与第二卡钳组60的不同点在于，属于同一个卡钳组的卡钳的前棱位于一条共同的卡钳线61、62上。不同的卡钳交替地分配在各自的卡钳组上，即，第一卡钳属于第一卡钳组，第二卡钳属于第二卡钳组，第三卡钳属于第一卡钳组，如此往复。
运行起来如下。当刀具主轴经过第一卡钳组6上的四个第一刀具时，盘47向第二卡钳组60转过一个角度为α，该角度等于第一和第二卡钳线61和62之间的角度。于是，加工主轴上装上了第二卡钳组60。直到下一次换刀，盘向六角形的另一边转过一个较大的角度。这一继续转动例如可以在加工过程中进行，因此，不需要另外的时间。
这种布置的优点在于，可以同时对很多主轴在很短的时间内换上所需的刀具。图5所示的实施例中示出了2×4个卡钳。然而，也可以使一个卡钳组包括k个，这里，k为一整数。
在图7、8中示出了本发明的另一种变异。在此，图8也是图7中一细部的放大视图。在本实施例中设置了卡钳板404，其支撑着一个或多个卡钳46，或多卡钳组6、60，在此，卡钳板404整体可与盘47连接。板404由螺栓和螺母固定在盘47上。这种按照本发明的进一步的实施形式使得大量的卡钳或整个卡钳板很容易并且简单地卸下。为了得到一种确切的可调节性，有利的是，使卡钳46可在长孔403中移动并保持。这种实施方式例如如图9和10所示的，在此，图10也是图9的一部分的放大。卡钳接收部分，即，卡钳46连接在盘上的区域具有一个长孔403。这使得卡钳的位置可以确切地调整，而且相对于主轴的适应性也可以确切地调整。长孔也可以设置在盘47或者板404上。
与图7、8相似，图11和12也示出采用一个卡钳板来接收大量卡钳46。在图11中所选择的卡钳板也是六角形的，与图7所示不一样的是，这里的卡钳板404为凹入的卡钳板。
在图13和14中示出了用于换上和换下刀具而提供的两个不同的概念。在图13所示的实施例中有四十八个刀具，设置在一个十二角形上，其中每条边上设置四个刀具。采用这样的设置可以使一个单轴每沿X-轴移动一次达到四个刀具。只有在这时，盘才需要另一冲程。然而，也可以采取另一种替换形式，即，利用在此图示的实施例来运转一台四个主轴的机床，在此，提供四个相互平行的刀具，用于换上或换下。在这种情况下，使刀具旋转30度，以便在卸下刀具之后换上新的刀具。
与此不同，图14方案建议三十六个刀具卡钳，它们呈一个六角形定向，每条边上带有的卡钳分成两组，两组卡钳的角度可相对调节。这种布置与图5或6所示的实施形式相应。
图18示出一种可能性，即，刀库4中的卡钳的距离连续地变化。图中示出的是刀库盘的一个截面，例如一个六角形的一侧。四个卡钳46移动地支撑在直线引导件402上。它们通过一螺纹驱动装置401相互连接。对于不同的卡钳，这种螺纹驱动装置或者具有一个左螺纹，或者具有一个右螺纹。各卡钳的螺距不同。这样，当主轴旋转时，卡钳间距随螺距、螺距差以及螺距方向而不同。在此，可以手动或者自动地调节主轴。可以将主轴设计自锁的，也可以在调节之后使卡钳卡在引导件内。
在图17中示出了刀库4的运动引导刀库门44的开启运动的一种方案。
刀库门44通常位于刀库4之下，工作空间13之上。因此，刀库向上的行程超出要求的最小尺寸，刀库门44例如设计成铝制履带门。该门的驱动借助于一个牵引件70实现。皮带70绕两个辊71、72运动，该两个辊由刀库4带动。一个皮带鼓74固定地卡装，另一个与以履带73的方式实施的刀库门44连接。这样，履带73的行程就为刀库4的两倍。只有门44完全开启时，才经过了整个刀库4。在此，刀库的行程加长了门开启行程的一半。这种实施形式的优点是，不需要带有受话器的单独的门驱动装置等。此外，当机器穿过工作空间13时，刀库可以达到全速。
对如图17所示的皮带装置的一种替换形式是，还可以用一个升降机构(见图15和16)来驱动门44。如图15和16所示的升降机构中，刀库行程的一半路径以后到达一个上死点，在刀库的第二个半行程中，门只移动一点。这样，就可以用实心门板来代替履带式屏蔽之类。图15中示出刀库门44关闭的状态，图16中示出其开启状态。
在图15和16中示出的提升机构75由三根杆76、77和78构成。杆78连接在门44上，并与杆76铰接，杆76例如固定支撑。杆76与杆77铰接，杆77例如与刀库4连接。通过图中示出的竖直运动(图15中的Y箭头)，杆77向下移动，并逆时针旋转。其推动杆76也做逆时针运动。这种运动通过杆78传递到门44上，该门例如保持在一个引导件中，并做向右的直线运动，以使其开启。这样，刀库4在竖直方向的运动Y就稳稳地引导出刀库门44的开启运动。
图19中示出了图1所示的本发明的一种变异。在图1中，承重梁10穿过刀库4。在图19中，刀库基本上平行于承重梁。承重梁10并不穿过刀库。主轴轴线30在刀具31中示意性地示出。其基本上垂直于承重梁10。承重梁10又是床身的一部分，例如位于两个支柱11之间。这两个支柱本身还支撑着工件滑座17。
图19中示出的方案也特别有利，因为刀库可以同时为多个与轴31平行的加工主轴供刀，以更换刀具。
在本发明的另一方案中，机床1具有一个用于接收工件5的工件支撑件50，该工件支撑件50支撑两个或多个，同一类型的或者不同的工件。图21中示出了这样的一种实施方式。一个卡具51将工件支撑件卡在加工空间13，该卡具设置在工件滑座17上。现在就可以将一个或多个工件5卡装在工件支撑件50上。这在图20中示出。
这里示出的按照本发明的机床具有两个加工主轴3、3’。这两个加工主轴3、3’之间的距离是可变的。首先是加工主轴3在一个尖顶套筒中可沿Z轴的方向移动地支撑，而该尖顶套筒设置在一个滑座33、33’上，滑座33、33’在引导件34、34’上可垂直于主轴轴线30移动。这种结构由驱动装置32、32’驱动，为此，使用例如一台直线马达或者一个钢球丝杠。加工主轴3或主轴轴线30位于驱动装置32与滑座引导装置33、34之间。当然，也可以选择另外一种布置，例如，使驱动装置32一体地位于引导件内。
在积床中，两个加工主轴3、3’关于一个中间平面对称。通过这种对称的结构，可以同时充分利用两个加工主轴的供使用的空间。也可以最大地充分利用不同的使用区域。在图20中可以清楚地看出，加工主轴在尖顶套筒中的这种对称的布置也适合于到达工件5的最外边缘区域。通过这种对称的布置，可以到达两个边缘区域。
当然，利用这种对称的布置还可以形成偏斜，例如在特殊加工的情况下。
滑座33、33’在X轴方向上移动。按照本发明的另一种实施形式，加工主轴3各有一个独特的、彼此独立的驱动装置32、32’，通过这种方式，加工主轴3、3’之间的距离可以改变。如果加工主轴对称地设置，则可以提供例如一个共用的驱动装置，这样可以使本发明的这一方案具有高度的灵活性，因为不必依赖于共同设置在一个工件支撑件50上的工件的加工点的对称分布。必要的话，滑座33、33’在一个共同的引导件上运动，以便特别能够最佳地覆盖住中间区域，并且没有不可能加工的死角。
为了提高稳定性，在工件滑座17、17’上带有一个横向连接件18。
为了使加工具有尽可能高的灵活性，工件滑座17带有一个圆台，一个水平设置的旋转轴通过该圆台提供使用。
至此，在本申请中，刀具卡钳46的实施形式和特征只是针对在盘47上的实施形式描述的，但这一实施形式和特征对于链条式刀库的应用也明确地属于本发明并予以公开。
在本发明的另一方案中还规定，所述盘为盘状设计，或者为环状盘。
这里的申请和后面提出的权利要求书试图无偏见地表达出充分保护的标的。
在详细地审查，特别是关于相关的现有技术的审查之后应该得出结论，对于本发明的一个或多个特征虽然是有利的，但并不是决定性的，因此，现在自然要力求一种表述，其不再表现为一种这样的特征，特别是在独立权利要求中。
按照本发明的机床可以有多种应用。其可以用作单独的机床，即，没有结合使用。但是也可以将按照本发明的机床用作一条加工线的一部分。这时，若干机床相互结合，例如构成一条流水作业线。还可以将这种机床设计成一个加工中心。
在从属权利要求中提出的方案是主权利要求的主题通过各级下位权利要求的特征的进一步的展开。然而，这不应理解为放弃被引用的权利要求的主题的保护。
那些只在权利要求书中公开的特征在方法运行方面被要求作为按照本发明的基本意义，例如用于区分现有技术来加以保护。
那些仅仅在说明书中公开的特征，或者包括了若干特征的权利要求中的单独的特征可以被接收到第一权利要求中，以区别于现有技术，当这种特征与其它特征结合提到，或者与其它特征结合得到特别有利的结果时也是这样。

Claims (54)

1.机床，其上设有多根用于对工件进行特别是切削加工的加工主轴，其中有一个刀库，用于预装和更换刀具，其中，所述的这一个刀库用于更换至少两个加工主轴的刀具，其特征在于：待更换的刀具(31)和至少一部分预装好的刀具(31)设置在一个平面(410)内。
2.如权利要求1的机床，其特征在于：在加工主轴(3)之间的连接线是所述平面(410)的一部分。
3.如上述任一权利要求的机床，其特征在于：为了刀具(31)在刀库(4)中分布，所述平面(410)基本上是垂直定向的。
4.如上述任一权利要求的机床，其特征在于：为了刀具(31)在刀库(4)中分布，所述平面(410)基本上是水平定向的。
5.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：刀库(4)同时在多个，至少是两个加工主轴上更换刀具。
6.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：刀库(4)为链条式刀库(45)，其链条可以循环地环绕运行，所述链条支撑着用于接收刀具(31)的刀具卡钳(46)。
7.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：刀库(4)具有一个特别是环状的盘(47)，该盘的外侧支撑着用于接收刀具(31)的刀具卡钳(46)。
8.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：盘(47)的外侧为圆形的或多角形的。
9.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：链条式刀库(45)的环形链条或盘(47)确定所述平面。
10.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：主轴轴线(30)与所述平面(410)平行或与其呈角度，特别是垂直地定向。
11.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：预装在刀库(4)中的刀具(31)的刀具轴线，特别是对称轴线或旋转轴线与所述平面(410)平行或与其呈角度，特别是垂直地定向。
12.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：刀库(4)具有一个与承重梁(10)连接的接收部分(48)，链条或者盘(47)可以相对该接收部分移动。
13.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：在接收部分(48)上设置一个用于刀库(4)的驱动装置(49)，特别是一个链条式驱动装置或者一个用于盘(47)的旋转驱动装置。
14.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：环状盘(47)的内侧(400)具有一个齿环，该齿环与旋转驱动装置(49)上的一个小齿轮配合。
15.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：卡钳(46)的间距与加工主轴的间距，必要时还与不同加工单元的加工主轴的间距相对应。
16.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：加工主轴(3)的间距为卡钳间距的整数倍。
17.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：加工主轴(3)的间距是可变的。
18.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：加工主轴(3)的间距在加工过程中和/或在更换工件的过程中是可变的。
19.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：加工主轴(3)的间距在加工过程中是可变的，并且为了更换刀具，加工主轴可进入到更换刀具的间距中。
20.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：设置一个调节驱动装置，通过该调节驱动装置可调节加工主轴(3)的间距。
21.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：至少一个加工单元的加工主轴(3)支撑在一个或者多个引导件上，使得加工主轴(3)间的间距可变。
22.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：该机床具有一个用于接收工件的工件支撑件，该工件支撑件支撑一个、两个或多个可能相同的或不同的工件。
23.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：该机床具有两个加工主轴(3)，这两个加工主轴关于一个中间平面对称地设置在机床中。
24.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：加工主轴(3)各具有一个单独的、相互独立的驱动装置(32)，由此可以改变加工主轴之间的距离。
25.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：卡钳(46)的间距是可变的。
26.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：卡钳(46)以可移动的方式支承在一个直线引导件(402)内，一个卡钳调节驱动装置(401)改变卡钳(46)相互间的间距。
27.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：卡钳调节驱动装置(401)由一个作用在所有卡钳(46)上的螺纹传动件构成。
28.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：用于卡钳(46)的螺纹传动件(401)上的螺距和/或螺纹取向总是不相同的。
29.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：在盘(47)的圆周上交替地带有至少两个卡钳组，每个卡钳组具有k个卡钳，一个卡钳组(6、60)上的卡钳都在一条卡钳线(61、62)上。
30.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：不同的卡钳组(6、60)的卡钳线(61、62)以一个调节角α交叉。
31.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：通过盘(47)绕加工单元(3)旋转调节角α，刀库(4)可提供一个新的卡钳组，以供换下或换上刀具。
32.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：卡钳(46)在长孔(403)中引导并保持，从而实现可调节性。
33.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：设有卡钳板(404)，该卡钳板支撑着一个或多个卡钳(46)或卡钳组，卡钳板(404)可作为整体与盘(47)连接。
34.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：刀库(4)具有一个刀库门(44)，在更换刀具时，该刀库门可开启。
35.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：刀库门(44)的开启运动由刀库(4)在承重梁(10)上的运动引导。
36.特别如前述任一权利要求的机床，通过一个带有至少一个加工主轴的加工单元对工件进行特别是切削加工，其中设有一个刀库，用于预装和更换加工主轴上的刀具，其特征在于：刀库(4)由一个承重梁(10)保持，该承重梁穿过该刀库(4)。
37.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：刀库(4)可相对于加工主轴(3)移动。
38.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：机床的刀库由一个承重梁(10)保持，该承重梁基本上垂直于或平行于加工主轴。
39.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：承重梁(10)构成一根在支柱之间的横梁，支柱本身带有接收工件的结构。
40.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：刀库(4)具有一个可装在承重梁(10)上的承重梁部件(40)。
41.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：刀库(4)在承重梁(10)穿过的区域内具有一个凹入部分(41)。
42.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：刀库(4)具有一个移动驱动装置(42)，例如一工作缸，该工作缸能够利用凹入部分(41)使刀库(4)在基本上垂直于承重梁的延长段的方向上运动。
43.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：刀库(4)在凹入部分(41)的区域内具有一个引导件(43)，承重梁部件(40)可以滑板的方式在引导件(43)上移动。
44.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：承重梁(10)用于加强刀库(4)。
45.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：承重梁(10)在加工单元(2)的上方延伸。
46.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：承重梁(10)基本上平行于加工主轴的主轴轴线(30)。
47.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：承重梁(10)跨越加工空间(13)。
48.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：设置与机床床身(12)相连的支柱(11)，这些支柱支撑着承重梁(10)。
49.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：刀库(4)可垂直下降。
50.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：机床具有至少两个加工单元，各加工单元带有至少一个加工主轴。
51.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：加工单元或不同的加工主轴从不同的侧面加工工件。
52.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：刀库(4)在承重梁(10)上可移动。
53.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：用于更换加工主轴的刀具(31)的刀库(4)用于多个加工单元(3)。
54.如前述任一权利要求的机床，其特征在于：刀具(31)在刀库(3)中多排设置。
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