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Die
Erfindung betrifft eine Drehmaschine, umfassend ein Maschinengestell,
eine am Maschinengestell angeordnete Werkstückspindeleinheit mit einer
um eine Werkstückspindelachse
rotierend antreibbaren Werkstückaufnahme
für ein
in einer Werkstückposition
zu haltendes Werkstück,
einen relativ zum Maschinengestell bewegbaren Werkzeugträger, an
welchem eine Vielzahl von Werkzeugaufnahmeplätzen für Werkzeuge angeordnet ist.
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Derartige
Drehmaschinen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei diesen
besteht das Problem, dass eine derartige Drehmaschine einen großen Bauraum
benötigt,
da üblicherweise
der Werkzeugträger
dann, wenn er mehrere Werkzeugaufnahmeplätze aufweist, als Werkzeugrevolver
ausgebildet ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drehmaschine der
gattungsgemäßen Art
derart zu verbessern, dass diese möglichst kompakt aufgebaut ist.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Drehmaschine der eingangs beschriebenen Art
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass der Werkzeugträger
parallel zu einer quer zur Werkstückspindelachse verlaufenden Bewegungsebene
nur in Richtung zweier quer zueinander verlaufender Bewegungsachsen
bewegbar ist, dass die Werkzeuge und die Werkzeugaufnahmeplätze so angeordnet
sind, dass die Werkzeugschneiden der Werkzeuge in Richtung parallel
zur Bewegungsebene auf einer dem Werkstück zuwendbaren Seite der Werkzeugaufnahmeplätze angeordnet
sind und dass nur durch Bewegen des Werkzeugträgers in der Bewegungsebene
aus mindestens einem Teil der Werkzeugaufnahmeplätze zugeordneten Werkzeugen
einzelne Werkzeuge auswählbar und
zur Bearbeitung des Werkstücks
in Richtung der Werkstückspindelachse
in mindestens eine Bearbeitungsstellung bewegbar sind.
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Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist
darin zu sehen, dass diese einerseits einen relativ einfachen Aufbau
hat und dass diese andererseits in einfacher Art und Weise die Möglichkeit
eröffnet,
die den mehreren Werkzeugaufnahmeplätzen zugeordneten Werkzeuge
wechselweise auszuwählen
und einzusetzen.
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Besonders
günstig
ist es dabei, wenn von den dem Teil der Werkzeugaufnahmeplätze zugeordneten
Werkzeugen die einzelnen Werkzeuge ausschließlich durch Bewegen des Werkzeugträgers auswählbar und
in eine Bearbeitungsausgangsstellung bringbar sind.
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Prinzipiell
wäre es
denkbar, gleichzeitig mehrere Werkzeuge in eine Bearbeitungsstellung
zu bringen.
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Besonders
günstig
ist es, wenn jeweils nur eines der ausgewählten Werkzeuge durch Bewegen des
Werkzeugträgers
in der Bewegungsebene in die mindestens eine Bearbeitungsstellung
bringbar ist.
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Ferner
ist zweckmäßigerweise
vorgesehen, dass – zur
Vermeidung von Kollisionen – die
den einzelnen Werkzeugaufnahmeplätzen
zugeordneten Werkzeuge einen derartigen Mindestabstand voneinander
aufweisen, dass bei Erreichen der Bearbeitungsstellung von einem
der Werkzeuge die übrigen Werkzeuge
kollisionsfrei zum Werkstück
angeordnet sind.
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Vorzugsweise
sind die Werkzeuge relativ zueinander so angeordnet, dass beim Bewegen
eines der Werkzeuge von einer Bearbeitungsausgangsstellung in die
mindestens eine Bearbeitungsstellung die übrigen der Werkzeuge in kollisionsfreien
Stellungen stehen.
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Hinsichtlich
der tatsächlichen
Anordnung der Werkzeugaufnahmeplätze
relativ zur Werkstückspindelachse
wurden bislang keine näheren
Angaben gemacht. Diese können
beispielsweise in einer Reihe angeordnet sein.
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So
sieht eine vorteilhafte Lösung
vor, dass die Werkzeugaufnahmeplätze
auf mehreren Seiten der Werkstückspindelachse
angeordnet sind.
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Beispielsweise
wäre es
denkbar, jeweils auf gegenüberliegenden
Seiten der Werkstückspindelachse
Werkzeugaufnahmeplätze
vorzusehen.
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Eine
weitere vorteilhafte Lösung
sieht vor, dass die Werkzeugaufnahmeplätze zumindest U-ähnlich um
die Werkstückspindelachse
angeordnet sind.
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Eine
weitere vorteilhafte Lösung
sieht vor, dass die Werkzeugaufnahmeplätze zumindest teilweise um
die Werkstückspindelachse
herum angeordnet sind.
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Beispielsweise
ist es denkbar, dass die Werkzeugaufnahmeplätze in zumindest in einem Winkelbereich
von 120° um
das Werkstück
herum angeordnet sind.
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Eine
noch bessere vorteilhafte Lösung
sieht vor, dass die Werkzeugaufnahmeplatze in einem Winkelbereich
von mindestens 150° um
die Werkstückspindelachse
herum angeordnet sind.
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Eine
weitere zweckmäßige Lösung sieht
vor, dass die Werkzeugaufnahmeplätze
in einem Winkelbereich von mindestens 180° um die Werkstückspindelachse
herum angeordnet sind.
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Um
einen günstigen
Spänefall
zu erreichen ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein zwischen dem
Werkstück
und einer Späneaufnahme
liegender Spänefallbereich
frei von Werkstückaufnahmeplätzen ist.
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Ein
nur zum Abstechen verwendetes Abstechwerkzeug kann jedoch auch im
Spänefallbereich
so angeordnet sein, dass dieses aufgrund seiner Form und seines
Einsatzzwecks relativ zu anderen Werkzeugen unempfindlicher gegen
Spänefall ist.
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Hinsichtlich
der Bewegbarkeit der Werkzeuge durch Bewegung des Werkzeugträgers sind
die unterschiedlichsten Lösungen
denkbar.
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So
ist es beispielsweise aufgrund der Möglichkeit, den Werkzeugträger in der
Bewegungsebene quer zur Werkstückspindelachse
zu bewegen, denkbar, die Werkzeuge auf beliebig geformten Bahnen
auf das Werkstück
zu zu bewegen, um sie in ihrer Bearbeitungsstellung zu positionieren.
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Eine
derartige Lösung
wirft jedoch mögliche Kollisionsprobleme
auf.
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Aus
diesem Grund ist vorzugsweise vorgesehen, dass jedem Werkzeugaufnahmeplatz
eine Werkzeugebene zugeordnet ist und dass das an diesem Werkzeugaufnahmeplatz
angeordnete Werkzeug parallel zu dieser Werkzeugebene von der Bearbeitungsausgangsstellung
in die Bearbeitungsstellung bewegbar ist.
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Eine
derartige Werkzeugebene ist bei der erfindungsgemäßen Drehmaschine
relativ zu einem Bezugspunkt des Werkzeugaufnahmeplatzes festgelegt,
wobei die Werkzeugebene nicht durch den Bezugspunkt hindurch verlaufen
muss.
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Vielmehr
ist zunächst
eine durch den Bezugspunkt hindurch verlaufende Bezugsebene festgelegt,
mit der die Werkzeugebene zusammenfallen oder zu der die Werkzeugebene
parallel verschoben sein kann.
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Insbesondere
ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Werkzeugebene entsprechend
eines Werkzeugkorrekturwertes relativ zu der durch den Bezugspunkt
verlaufende Bezugsebene verschiebbar festgelegt ist.
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Der
Werkzeugkorrekturwert definiert die Lage einer Werkzeugschneide
relativ zu dem Bezugspunkt des jeweiligen Werkzeugaufnahmeplatzes,
insbesondere den Abstand der Werkzeugschneide von der Bezugsebene.
Somit lässt
sich insbesondere die Werkzeugebene exakt so festlegen, dass in
dieser die Werkzeugschneide bei deren Bewegung in die Bearbeitungsstellung
bewegt wird.
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Damit
können
auf einfache Weise Werkzeugkorrekturwerte für die Bewegung des Werkzeugs
bei der Bearbeitung berücksichtigt
werden.
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Aufgrund
der erfindungsgemäßen Zuordnung
einer Werkzeugebene zu jedem einzelnen Werkzeugaufnahmeplatz ist
zweckmäßigerweise vorgesehen,
dass in der Bearbeitungsausgangsstellung die Werkzeugebene des jeweiligen
Werkzeugaufnahmeplatzes relativ zur Werkstückspindelachse so ausgerichtet
ist, dass diese Werkzeugebene durch die Werkstückspindelachse hindurchverläuft, das
heißt,
dass die Werkstückspindelachse
ebenfalls in der Werkzeugebene liegt, wenn das jeweilige Werkzeug
in der Bearbeitungsausgangsstellung steht.
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Vorzugsweise
ist dabei die jedem Werkzeug zugeordnete Werkzeugebene so angeordnet,
dass eine Werkzeugschneide die Werkzeugebene berührt oder schneidet, vorzugsweise
in der Werkzeugebene liegt und sich somit in dieser erstreckt.
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Die
Werkzeugebenen der einzelnen Werkzeuge können grundsätzlich beliebig zueinander
verlaufen.
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Eine
vorteilhafte Lösung
sieht vor, dass die Werkzeugebenen zumindest einzelner Werkzeuge parallel
zueinander verlaufen.
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In
diesem Fall sind die Werkzeuge in der Art eines oder mehrerer Linearwerkzeugträger angeordnet.
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Eine
andere vorteilhafte Lösung
sieht vor, dass die Werkzeugebenen zumindest einzelner Werkzeuge
sich in einem Winkel schneiden.
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Eine
besonders günstige
Lösung
für die
Anordnung der Werkzeugaufnahmeplatze mit den Werkzeugen sieht vor,
dass die Bezugsebenen Ebenen einer Ebenenschar sind, welche durch
eine Mittelachse festgelegt ist, in welcher sich alle Ebenen der
Ebenenschar schneiden.
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In
diesem Fall ist in einfacher Weise die Bearbeitungsausgangsstellung
einer der Ebenen durch kleine Bewegungen erreichbar, wenn die Mittelachse,
welche die Ebenenschar definiert, koaxial zur Werkstückspindelachse
liegt. In diesem Fall ist es lediglich notwendig, dass seitens der
Steuerung durch einen Übergang
von der jeweiligen Bezugsebene zur jeweiligen Werkzeugebene eine
der Werkzeugebenen und somit eines der Werkzeuge ausgewählt wird, parallel
zu welcher dann ein Verfahren des Werkzeugträgers und somit des Werkzeugs
erfolgt, um dieses Werkzeug von der Bearbeitungsausgangsstellung
in seine Bearbeitungsstellung zu bewegen und dort zu positionieren.
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Hinsichtlich
einer Steuerung der erfindungsgemäßen Drehmaschine wurden bislang
keine näheren
Angaben gemacht.
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So
sieht eine vorteilhafte Lösung
vor, dass die Steuerung der Drehmaschine eine Relativbewegung zwischen
dem ausgewählten
Werkzeug und dem Werkstück
in Richtung einer mit der Werkstückspindelachse
zusammenfallenden Z-Achse
steuert und außerdem
noch eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem ausgewählten Werkzeug
in Richtung einer X-Achse steuert, wobei die jeweilige X-Achse dem
Werkzeug in dem ausgewählten
Werkzeugaufnahmeplatz individuell zugeordnet ist.
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Das
heißt,
dass jedes Werkzeug eine eigene X-Achse aufweist, längs welcher
dieses bewegbar ist.
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Vorzugsweise
liegt dabei die X-Achse in der jeweiligen jedem Werkzeugaufnahmeplatz
zugeordneten Werkzeugebene.
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Die
Lage der X-Achse von jedem einzelnen Werkzeug ist für den Betrieb
bereits in Anpassung an die Werkzeugbestückung in der Steuerung vorgegeben,
so dass die Auswahl des Werkzeugs dadurch erfolgt, dass die jeweilige,
dem Werkzeugaufnahmeplatz dieses Werkzeugs zugeordnete X-Achse ausgewählt wird
und dann eine Bewegung des Werkzeugträgers längs dieser X-Achse erfolgt,
um das Werkzeug von der Bearbeitungsausgangsstellung in die Bearbeitungsstellung
zu bringen.
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Damit
besteht die Möglichkeit,
bei der Erstellung eines Bearbeitungsprogramms die Bearbeitung der
jeweiligen Werkstücke
entsprechend Bewegungen in Richtung der X-Achse und der Z-Achse
vorzugeben, wobei die Steuerung der erfindungsgemäße Drehmaschine
entsprechend dem ausgewählten Werkzeug
in dem jeweiligen Werkzeugaufnahmeplatz die jeweilige X-Achse auswählt und
dann das Werkzeug längs
dieser ausgewählten
X-Achse verfährt.
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Hinsichtlich
der Ausbildung des Werkzeugträgers
wurden bislang keine näheren
Angaben gemacht.
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Beispielsweise
könnte
der Werkzeugträger mehrteilig
ausgebildet sein, was insbesondere bei auf mehreren Seiten der Werkstückspindelachse
angeordneten Werkzeugaufnahmeplätzen
denkbar wäre.
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Eine
besonders günstige
Lösung
sieht vor, dass der die Werkzeuge tragende Werkzeugträger ein
zusammenhängendes
Teil ist.
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Der
Werkzeugträger
könnte
dabei beispielsweise als langgestrecktes, als U-förmiges
oder als ringförmig
zumindest teilweise oder auch geschlossen einen Frontbereich der
Werkstückspindeleinheit umfassendes
Teil sein.
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Ferner
könnten
die Werkzeugaufnahmeplätze
am Werkzeugträger
in unterschiedlichster Art und Weise, beispielsweise als Vertiefungen
oder Bohrungen ausgebildet sein.
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Eine
konstruktiv besonders geeignete Lösung sieht dabei vor, dass
die Werkzeugaufnahmeplätze
an einer quer zur Werkstückspindelachse
verlaufenden Frontseite des Werkzeugträgers angeordnet sind.
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Vorzugsweise
ist dabei die Frontseite des Werkzeugträgers mit einer Frontfläche versehen,
auf welcher die Werkzeugaufnahmeplätze angeordnet sind.
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Im
günstigsten
Fall verläuft
dabei die Frontfläche
des Werkzeugträgers
parallel zu der Bewegungsebene.
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Hinsichtlich
der Bewegungsmöglichkeiten des
Werkzeugträgers
wurden bislang keine näheren Angaben
gemacht.
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Prinzipiell
wäre es
denkbar, dass der Werkzeugträger
selbst quer zu der Bewegungsebene, das heißt beispielsweise parallel
zu einer Z-Achse, bewegbar ist.
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Eine
hinsichtlich der Steuerungstechnik besonders einfache und somit
konstruktiv vorteilhafte Lösung
sieht jedoch vor, dass der Werkzeugträger nur parallel zur Bewegungsebene
bewegbar ist.
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Insbesondere
hat die Tatsache, dass der Werkzeugträger relativ zum Maschinengestell
nur parallel zur Bewegungsebene bewegbar ist, den Vorteil, dass
damit eine stabile Anordnung und Führung des Werkzeugträgers relativ
zum Maschinengestell möglich
ist.
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Beispielsweise
könnte
die Bewegung des Werkzeugträgers
parallel zur Bewegungsebene auch eine Drehung des Werkzeugträgers umfassen.
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Aus
Gründen
einer einfachen Programmierung der Steuerung ist eine zweckmäßige Lösung jedoch
so ausgebildet, dass der Werkzeugträger in der Bewegungsebene verdrehungsfrei
bewegbar ist.
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Hinsichtlich
der Art der Bewegungsachsen wurden keine näheren Angaben gemacht. So könnten die
Bewegungsachsen prinzipiell eine Linearachse und eine Drehachse
umfassen.
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Eine
steuerungstechnisch günstige
Lösung sieht
vor, dass die Bewegungsachsen Linearachsen sind.
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Eine
besonders günstige
Lösung
sieht dabei vor, dass der Werkzeugträger in der Bewegungsebene nur
entlang zweier quer, vorzugsweise senkrecht zueinander verlaufender
Linearachsen bewegbar ist.
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Hinsichtlich
der Führung
des Werkzeugträgers
relativ zum Maschinengestell wurden bislang keine näheren Angaben
gemacht.
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Prinzipiell
könnte
der Werkzeugträger
auf einem konventionellen Kreuzschlittensystem angeordnet sein.
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Ein
derartiges konventionelles Kreuzschlittensystem weist zwei quer
zueinander verlaufende und aufeinander montierte Schlittensysteme
auf.
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Eine
besonders vorteilhafte Lösung
sieht vor, dass der Werkzeugträger
auf einem Kreuzschlittensystem angeordnet ist und dass das Kreuzschlittensystem
ein einziges bewegbares Schlittenelement aufweist, welches relativ
zu einem am Maschinengestell angeordneten stationären Schlittenelement
in Richtung der zwei quer zueinander verlaufenden Bewegungsachsen
in der Bewegungsebene bewegbar ist.
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Der
Vorteil dieses Kreuzschlittensystems ist darin zu sehen, dass bei
diesen mit einfachen Mitteln eine sehr hohe Stabilität und Dämpfung und
eine präzise
Führung
des Werkzeugträgers
erhältlich
ist.
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Hinsichtlich
der Führung
des bewegbaren Schlittenelements an dem stationären Schlittenelement sind bislang
keine näheren
Angaben gemacht. So wäre
es beispielsweise denkbar, das bewegbare Schlittenelement über im Abstand
voneinander angeordnete Stützflächen an
dem stationären
Schlittenelement zu führen.
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Eine
besonders vorteilhafte Lösung
sieht vor, dass das bewegbare Schlittenelement auf gegenüberliegenden
Seiten der Werkstückspindeleinheit durch
das stationäre
Schlittenelement geführt
ist.
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Besonders
günstig
ist es, wenn das bewegbare Schlittenelement die Werkstückspindeleinheit zumindest über einen
Teilbereich umschließend
ausgebildet ist.
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Dabei
könnte
vorgesehen sein, dass das bewegbare Schlittenelement die Werkstückspindeleinheit
zumindest ungefähr
U-förmig
umschließt.
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Eine
besonders günstige
Lösung
sieht vor, dass das bewegbare Schlittenelement einen Durchbruch
aufweist, durch welchen sich die Werkstückspindeleinheit mit einem
Frontbereich hindurch erstreckt.
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Damit
besteht die Möglichkeit,
das bewegbare Schlittenelement rings um die Werkstückspindeleinheit
herum abzustützen
und somit möglichst
präzise
zu führen.
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Dabei
könnten
punktuell um die Werkstückspindeleinheit
herum angeordnete Stützflächen vorgesehen
sein.
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Eine
besonders günstige
Lösung
sieht vor, dass das bewegbare Schlittenelement um die Werkstückspindeleinheit
herum an mindestens einer ersten Stützfläche mit mindestens einer ersten
Führungsfläche geführt ist.
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Dabei
könnte
das stationäre
Schlittenelement so ausgebildet sein, dass es lediglich die ersten Stützflächen aufweist.
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Um
eine besonders sichere Führung
zu gewährleisten,
ist vorzugsweise vorgesehen, dass das stationäre Schlittenelement mindestens
eine zweite, der ersten Stützfläche gegenüberliegende
Stützfläche aufweist,
an welcher das bewegbare Schlittenelement mit mindestens einer zweiten,
der ersten Führungsfläche gegenüberliegenden
Führungsfläche geführt ist.
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Eine
besonders stabile Konstruktion sieht vor, dass das stationäre Schlittenelement
eine Aufnahme umfasst, in welche das bewegbare Schlittenelement
eingesetzt ist und dass die Aufnahme die mindestens eine erste Stützfläche aufweist,
an welcher das bewegbare Schlittenelement mit der mindestens einen
ersten Führungsfläche gleitend
geführt
ist und dass die Aufnahme durch einen Gegenlagerkörper abdeckbar
ist, der mit der Aufnahme fest verbunden ist, und die mindestens
eine zweite Stützfläche aufweist,
an welcher das bewegbare Schlittenelement mit der zweiten Führungsfläche gleitend
geführt
ist.
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Eine
besonders günstige
Führung
des bewegbaren Schlittenelements ist dann möglich, wenn mindestens eine
der Führungsflächen, vorzugsweise beide
Führungsflächen Planflächen sind,
die insbesondere parallel zueinander verlaufen.
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Ferner
ist es ebenfalls günstig,
wenn die mindestens eine Stützfläche, vorzugsweise
beide Stützflächen, Planflächen sind.
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Hinsichtlich
der Möglichkeiten
des Bewegungsantriebs des bewegbaren Schlittenelements, um dieses
in der Bewegungsebene in den zwei Bewegungsachsen zu bewegen, wurden
bislang keine näheren
Angaben gemacht.
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Ein
derartiger Bewegungsantrieb könnte
in unterschiedlichster Art und Weise realisiert sein.
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Eine
besonders günstige
Lösung
sieht vor, dass eine Bewegungsantriebseinheit für das bewegbare Schlittenelement
eine Stabkinematik umfasst.
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Die
Stabkinematik kann prinzipiell rotatorische und translatorische
Bewegungen zulassen.
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Besonders
günstig
ist es im Rahmen der Erfindung, wenn die Stabkinematik so aufgebaut
ist, dass sie nur zwei translatorische Bewegungen in zwei quer zueinander
verlaufenden Richtungen zulässt,
so dass das bewegbare Schlittenelement in diesen Richtungen nur
in parallel zueinander ausgerichteten Stellungen bewegbar ist.
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Eine
derartige Stabkinematik ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie
mehrere, beispielsweise vier, parallel zu einer Führungsrichtung
bewegbare Schlitteneinheiten aufweist, an welchen längeninvariante
Streben gelenkig gelagert sind. Insbesondere sind dabei jeweils
zwei längeninvariante
Streben über
ein gemeinsames Gelenk mit dem bewegbaren Schlittenelement gekoppelt.
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Vorzugsweise
sitzt dabei das Gelenk an einem an das bewegbare Schlittenelement
angeformten Arm.
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Ferner
erstrecken sich vorzugsweise die Streben in parallel zu der Bewegungsebene
des bewegbaren Schlittenelements verlaufenden Ebenen.
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Zweckmäßigerweise
sind die Streben gleich lang und paarweise parallel zueinander verlaufend angeordnet,
wobei in der Führungsrichtung
gesehen jeweils aufeinanderfolgende Streben zu einem gemeinsamen
Gelenk geführt
sind und außerdem
die zu jeder Strebe übernächste Strebe
parallel zu dieser verläuft.
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Ferner
sind vorzugsweise jeweils übernächste Schlitteneinheiten
miteinander gekoppelt und die gekoppelten Schlitteneinheiten gemeinsam durch
eine Linearantriebseinheit antreibbar.
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Bei
einer zweckmäßigen Lösung sind
lediglich zwei Linearantriebseinheiten erforderlich, um die paarweise
gekoppelten Schlitteneinheiten entweder synchron miteinander in
einer Richtung oder relativ zueinander zu bewegen, um eine Bewegung
des bewegbaren Schlittenelements in Richtung der zwei Bewegungsachsen
zu erzielen.
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Dabei
kann durch geeignete Ansteuerung der Linearantriebseinheiten jede
Bewegungsform des bewegbaren Schlittenelements innerhalb der Bewegungsebene
ausgeführt
werden, wobei insbesondere alle Stellungen des Schlittenelements
parallel zueinander ausgerichtet sind.
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Prinzipiell
wäre es
im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung denkbar,
das Kreuzschlittensystem mit dem Werkzeugträger und die Werkstückspindeleinheit
auf unterschiedlichen Seiten des Arbeitsraums anzuordnen.
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Eine
besonders günstige
Lösung
sieht jedoch vor, dass das Kreuzschlittensystem und der Werkzeugträger sowie
die Werkstückspindeleinheit auf
derselben Seite eines Arbeitsraums angeordnet sind.
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Insbesondere
ist zweckmäßigerweise
vorgesehen, dass eine Werkstückspindelaufnahme
und das Kreuzschlittensystem an demselben Maschinenbettkörper angeordnet
sind.
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Besonders
günstig
ist es, für
einen präzisen Aufbau
der Drehmaschine, wenn die Werkstückspindelaufnahme und das Kreuzschlittensystem
an demselben Teilkörper
des Maschinenbettkörpers
angeordnet sind.
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Dabei
kann bereits der die Werkstückspindelaufnahme
tragende Teilkörper
des Maschinenbettkörpers
so ausgebildet sein, dass dieser Teil des stationären Schlittenelements
des Kreuzschlittensystems ist.
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Mit
dieser Lösung
liegt eine besonders kompakte und stabile Bauweise der Werkzeugmaschine vor,
bei welcher einerseits eine stabile Abstützung des Werkzeugträgers seitens
des Kreuzschlittensystems erfolgt und andererseits auch die Werkstückspindelaufnahme
stabil relativ zum stationären Schlittenelement
des Kreuzschlittensystems angeordnet ist.
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Hinsichtlich
der Ausführung
der Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück in Richtung der Werkstückspindelachse
wurden bislang keine näheren
Angaben gemacht.
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Beispielsweise
wäre es
denkbar, das Kreuzschlittensystem als Ganzes relativ zum Maschinenbettkörper noch
bewegbar anzuordnen.
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Eine
besonders günstige
Lösung
sieht jedoch vor, dass die Werkstückspindeleinheit in Richtung
der Werkstückspindelachse
relativ zum Maschinengestell bewegbar ist.
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Vorzugsweise
ist hierzu vorgesehen, dass die Werkstückspindeleinheit in der Werkstückspindelaufnahme
des Maschinengestells in Richtung der Werkstückspindelachse verschiebbar
geführt
ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden
Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Drehmaschine von vorne;
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2 einen
Schnitt längs
Linie 2-2 in 1;
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3 einen
Schnitt längs
Linie 3-3 in 2;
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4 einen
Schnitt längs
Linie 4-4 in 2;
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5 einen
Schnitt längs
Linie 5-5 in 2;
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6 einen
Schnitt längs
Linie 6-6 in 3
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7 eine
Draufsicht in Richtung des Pfeils A in 2;
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8 eine
stark vergrößerte ausschnittsweise
Darstellung der Draufsicht gemäß 7 bei
einem ersten Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Drehmaschine
bei in einer Bearbeitungsausgangsstellung stehendem Werkzeug;
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9 eine
vergrößerte Darstellung
der Draufsicht gemäß 7 bei
einem ersten Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Drehmaschine;
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10 eine
Darstellung ähnlich 9 bei
einem in einer Bearbeitungsstellung stehendem Werkzeug;
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11 eine
Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels
mit Darstellung der Bearbeitungsstellung, beispielsweise gegenüberliegender
Werkzeuge und
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12 eine
Draufsicht ähnlich 9 eines zweiten
Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Drehmaschine.
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Ein
in 1 dargestelltes erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmaschine
umfasst ein als Ganzes mit 10 bezeichnetes Maschinengestell,
welches ein Untergestell 12 aufweist, auf welchem ein Maschinenbettkörper 14 angeordnet
ist.
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Der
Maschinenbettkörper 14 umfasst,
wie in 2 dargestellt, ein Fußteil 16, mit welchem
der Maschinenbettkörper 14 auf
dem Untergestell 12 sitzt und einen sich vom Fußteil 16,
vorzugsweise einstückig
an dieses angeformt erhebenden Basiskörper 18, welcher vorzugsweise
zumindest in Bereichen plattenähnlich
ausgebildet ist und sich bis zu einem dem Fußteil 16 gegenüberliegend
angeordneten Kopfteil 20 erstreckt.
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In
einem mittigen Bereich trägt
der Basiskörper 18 eine
ebenfalls vorzugsweise einstückig
an diesen angeformte Spindelaufnahmehülse 22, welche vorzugsweise
im Abstand vom Basiskörper 18 noch durch
eine Stützrippe 24 relativ
zum Fußteil 16 abgestützt ist.
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Vorzugsweise
ist zwischen der Spindelaufnahmehülse 22 und der Stützrippe 24 noch
eine Lageraufnahme 26 vorgesehen, welcher zur Aufnahme einer
Spindelmutter dient, wie nachfolgend im Detail beschrieben.
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In
der Spindelaufnahmehülse 22 sitzt
eine als Ganzes mit 30 bezeichnete Werkstückspindeleinheit,
welche mit mantelseitigen Führungsflächen 32, 34 in
in die Spindelaufnahmehülse 22 eingesetzten Führungsbüchsen 36, 38 umfangsseitig
geführt
und somit in Richtung einer Werkstückspindelachse 40 der
Werkstückspindeleinheit 30 relativ
zur Spindelaufnahmehülse 22 und
zu den Führungsbüchsen 36, 38 linear
verschiebbar geführt
ist.
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Die
Werkstückspindeleinheit 30 trägt eine Werkstückaufnahme 42,
welche vorzugsweise in einem vorderen Bereich 44 der Werkstückspindeleinheit 30 angeordnet
ist und ist in einem dem vorderen Bereich 44 gegenüberliegenden
hinteren Bereich 46 mit einem Ausleger 48 versehen,
welcher eine sich parallel zur Werkstückspindelachse 40 erstreckende Gewindespindel 50 aufweist,
die drehfest an dem Ausleger 48 gehalten ist und sich durch
eine Gewindespindelmutter 52 hindurcherstreckt, welche
um eine Achse 54 drehbar in der Lageraufnahme 26 gelagert
ist.
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Durch
Drehen der Gewindespindelmutter 52 ist somit die Gewindespindel 50 längs der
Achse 54 verschiebbar und aufgrund der Kopplung derselben über den
Ausleger 48 mit der Werkstückspindeleinheit 30 ist
auch die Werkstückspindeleinheit 30 in Richtung
der Werkstückspindelachse 40 linear
verschiebbar.
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Zum
Antrieb der Gewindespindelmutter 52 ist diese über ein
Getriebe 56, beispielsweise einen Zahnriementrieb, mit
einem Achsantrieb 58 verbunden, welcher ebenfalls an dem
Maschinenbettkörper 14,
beispielsweise zwischen der Lageraufnahme 26 und dem Fußteil 16 angeordnet
ist.
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Der
Basiskörper 18 bildet
auf einer einem Arbeitsraum 60 zugewandten Seite eine Aufnahme 62, die
beispielsweise um einen Frontbereich 63 der Spindelaufnahmehülse 22 herum
angeordnet ist und die um den Frontbereich 63 der Spindelaufnahmehülse 22 herum
angeordnete erste Stützflächen 64 aufweist,
die in einer senkrecht zur Werkstückspindelachse 40 verlaufenden
Ebene 66 liegen, die eine Bewegungsebene darstellt.
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An
diesen ersten Stützflächen 64 ist
ein als Ganzes mit 70 bezeichnetes bewegbares Schlittenelement
geführt,
welches seinerseits mit ersten als Planflächen ausgeführten Führungsflächen 72 an den ebenfalls
als Planflächen
ausgeführten
Stützflächen 64 anliegt
und dadurch relativ zur Ebene 66 zweidimensional bewegbar
geführt
ist.
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Das
bewegbare Schlittenelement 70 weist ferner den ersten Führungsflächen 72 gegenüberliegende
parallel zu diesen verlaufende und ebenfalls als Planflächen ausgeführte zweite
Führungsflächen 74 auf,
welche an ebenfalls als Planflächen
ausgeführte
zweite Stützflächen 82 eines
Gegenlagerkörpers 80 anliegen,
der seinerseits mit dem Basiskörper 18 starr
verbunden ist, so dass das bewegbare Schlittenelement 70 mit
den ersten und zweiten Führungsflächen 72 und 74 zwischen
den Gegenlagerkörper 80 und
dem Basiskörper 18 geführt ist.
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Vorzugsweise
erstrecken sich auch die zweiten Stützflächen 82 des Gegenlagerkörpers 80 in
einer Ebene 84, die parallel zur Ebene 66 verläuft.
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Der
Basiskörper 18 und
der Gegenlagerkörper 80 bilden
dabei ein insgesamt mit 90 bezeichnetes stationäres Schlittenelement
relativ zu welchem das bewegbare Schlittenelement 70 nur
in Richtung zweier senkrecht zueinander verlaufender linearer Bewegungsachsen
B1 und B2 parallel zu den Ebenen 66, 84 bewegbar
sind.
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Damit
das bewegbare Schlittenelement 70 kollisionsfrei zur Spindelaufnahmehülse 22 bewegbar
ist, ist das bewegbare Schlittenelement 70 mit einem zentralen
Durchbruch 92 versehen, durch welchen die Spindelaufnahmehülse 22 mit
dem Frontbereich 63 hindurchgreift. Ferner ist das bewegbare Schlittenelement 70 mit
Durchbrüchen 94 versehen, welche
von Verankerungselementen 96 durchsetzt sind, die den Gegenlagerkörper 80 starr
mit dem Basiskörper 18 verbinden.
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Die
Durchbrüche 92 und 94 sind
dabei so dimensioniert, dass das bewegbare Schlittenelement 70 in
Richtung der beiden linearen Bewegungsachsen B1 und B2 bewegbar
ist, wobei beispielsweise die Wege in Richtung der Bewegungsachsen
B1 und B2 ungefähr
gleich groß sind,
so dass in einer in 4 dargestellten neutralen Ausgangsstellung
des bewegbaren Schlittenelements 70 Berandungen 93 bzw. 95 der
Durchbrüche 92 bzw. 94 in
einem derartigen Abstand von der Lageraufnahme 26 bzw.
den Verankerungselementen 96 angeordnet sind, dass Bewegungen
des bewegbaren Schlittenelements 70 in jeweils entgegengesetzte
Richtungen in Richtung der Bewegungsachsen B1 und B2 mit ungefähr denselben
Verfahrwegen V1+, V1– bzw.
V2+, V2– möglich sind.
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Zum
Bewegen des bewegbaren Schlittenelements 70 ist dieses,
wie in den 3, 5 und 6 dargestellt,
mit einer mit 100 bezeichneten Bewegungsantriebseinheit
nach dem Prinzip einer Stabkinematik versehen, welche eine Längsführung 102 aufweist,
an welcher in einer Führungsrichtung 104 insgesamt
vier aufeinander folgend angeordnete Schlitteneinheiten 112, 114, 116 und 118 bewegbar geführt sind.
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Dabei
ist die Schlitteneinheit 112 über ein Gelenk 121 mit
einer Strebe 122 verbunden, die Schlitteneinheit 114 über ein
Gelenk 123 mit einer Strebe 124, die Schlitteneinheit 116 über ein
Gelenk 125 mit einer Strebe 126 und die Schlitteneinheit 118 über ein
Gelenk 127 mit einer Strebe 128 verbunden.
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Ferner
sind die Streben 122 und 124 über ein gemeinsames Gelenk 132 mit
einem an dem bewegbaren Schlittenelement 70 vorgesehenen
Arm 134 verbunden und die beiden Streben 126 und 128 über ein
gemeinsames Gelenk 136 mit einem an dem bewegbaren Schlittenelement 70 vorgesehenen
Arm 138 verbunden. Beide Arme 134 und 138 sind
vorzugsweise einstückig
an das bewegbare Schlittenelement 70 angeformt und durchsetzen
jeweils ein in dem Basiskörper 18 angeordnetes
Fenster 142, 144, so dass die Streben 122, 124, 126 und 128 auf
einer dem bewegbaren Schlittenelement 70 gegenüberliegenden
Seite des Basiskörpers 18 angeordnet
sind.
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Vorzugsweise
sind dabei die Streben 122, 124, 126 und 128,
wie in 6 dargestellt, im Querschnitt ungefähr U-förmig ausgebildet
und mit den Gelenken 121, 123, 125 und 127 jeweils
beidseitig der Schlitteneinheiten 112, 114, 116, 118 gelagert.
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Ferner
sind, wie in 3 und 5 dargestellt,
die Schlitteneinheiten 112 und 116 sowie die Schlitteneinheiten 114 und 118 durch
Kopplungsstreben 146 bzw. 148 starr miteinander
gekoppelt, so dass die Schlitteneinheiten 112 und 116 sowie
die Schlitteneinheiten 114 und 118 nur gemeinsam
entlang der Längsführung 102 in
der Führungsrichtung 104 bewegbar
sind. Eine derartige Stabkinematik erlaubt somit nur Bewegungen
des bewegbaren Schlittenelements 70 derart, dass dieses
in allen möglichen
Stellungen stets dieselbe Ausrichtung zu den Bewegungsachsen aufweist,
das heißt,
dass das bewegbare Schlittenelement 70 nur in zueinander
parallel ausgerichteten Stellungen verschiebbar ist.
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Zum
Verschieben der Schlitteneinheiten 112 und 116 ist
eine als Ganzes mit 152 bezeichnete Linearantriebseinheit
vorgesehen, welche beispielsweise eine fest mit den Schlitteneinheiten 112 und 116 verbundene,
beispielsweise über
die Kopplungsstrebe 146 gekoppelte, Spindelmutter 154 aufweist, die
auf einer am Maschinenbettkörper 14 gelagerten Gewindespindel 156 angeordnet
ist, wobei die Gewindespindel 156 um eine Spindelachse 158 rotierend
antreibbar jedoch nicht in Richtung der Spindelachse 158 verschiebbar
ist. Hierzu ist, wie in den 3 und 5 dargestellt,
eine als Ganzes mit 160 bezeichnete Antriebseinheit vorgesehen.
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Zum
Verschieben der Schlittenelemente 114 und 118 ist
ebenfalls eine Linearantriebseinheit 162 vorgesehen, welche
eine starr mit den Schlittenelementen 116 und 118 gekoppelte
Spindelmutter 164 aufweist, welche ihrerseits von einer
Gewindespindel 166 durchsetzt ist, um eine Spindelachse 168,
die vorzugsweise koaxial zur Spindelachse 158 angeordnet
ist, mittels einer Antriebseinheit 170 drehbar antreibbar
ist, jedoch in Richtung der Spindelachse 168 unverschiebbar
am Maschinenbettkörper 14 gelagert
ist.
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Vorzugsweise
sind die Antriebseinheiten 160 und 170 so ausgebildet,
dass jede einen im Abstand von den jeweiligen Gewindespindeln 156 bzw. 166 angeordneten
Antriebsmotor 172 und ein den Antriebsmotor 172 mit
der jeweiligen Gewindespindel 156 bzw. 166 koppelndes
Zahnriemengetriebe 174 aufweist, wobei vorzugsweise der
Antriebsmotor 172 jeweils an dem Kopfteil 20 des
Maschinenbettkörpers 14 gehalten
ist.
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Insbesondere
ist die gesamte Bewegungsantriebseinheit 100 auf einer
dem Fußteil 16 gegenüberliegenden
Seite der Werkstückspindeleinheit 30 angeordnet,
wobei sich die Führungsrichtung 104 der Längsführung 102 vorzugsweise
ungefähr
parallel zum Fußteil 16,
insbesondere im Wesentlichen horizontal, erstreckt.
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Ferner
liegen die beiden Arme 134 und 138 auf gegenüberliegenden
Seiten der Werkstückspindeleinheit 30,
wobei vorzugsweise in der neutralen Ausgangsstellung des bewegbaren
Schlittenelements 70 die Gelenke 132 und 136 in
einer im Wesentlichen horizontal verlaufenden Ebene 176 liegen, die
durch die Werkstückspindelachse 14 hindurchverläuft.
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Durch
die Linearantriebseinheiten 152 und 162 lassen
sich nun die Schlitteneinheiten 112 und 116 bzw. 114 und 118 entweder
synchron miteinander in der Führungsrichtung 104 bewegen,
woraus eine Bewegung des bewegbaren Schlittenelements 70 in
Richtung der Bewegungsachse B2 resultiert oder symmetrisch relativ
zueinander, das heißt
so, dass sich die Gelenke 121 und 123 bzw. 125 und 127 aufeinander
zu oder voneinander weg bewegen, woraus eine Bewegung des bewegbaren
Schlittenelements 70 in Richtung der Bewegungsachse B1
resultiert.
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Die
Bewegungsantriebseinheit 100 erlaubt somit durch die beiden
Linearantriebseinheiten 152 und 162 das bewegbare
Schlittenelement 70 in Richtung der beiden linearen Bewegungsachsen
B1 und B2 (4) zu bewegen.
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Auf
dem bewegbaren Schlittenelement 70 sitzt ein als Ganzes
mit 180 bezeichneter Werkzeugträger, welcher beispielsweise
als Ringkörper
ausgebildet ist, der ein in der Werkstückaufnahme 42 in einer
Werkstückposition
angeordnetes Werkstück
W ringförmig
umschließt.
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Vorzugsweise
ist der Werkzeugträger 180 dabei
mit einer Montageplatte 182 versehen, die ebenfalls ringförmig ausgebildet
ist und auf ihrer dem Arbeitsraum 60 zugewandten Stirnseite 184 eine ebene
Fläche 186 bildet,
auf welcher Werkzeuge 190 mit ihren Werkzeughaltern 192 in
verschiedenen Werkzeugaufnahmeplätzen 194 montierbar
sind. Durch eine interpolierende Bewegung der Bewegungsachsen B1
und B2 ist jedes der Werkzeuge 190 parallel zu beliebigen
Richtungen in der Bewegungsebene 66 bewegbar.
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Die
Werkzeugaufnahmeplätze 194 sind
in definierten Winkelabständen,
beispielsweise konstanten Winkelabständen, um eine Mittelachse 196 angeordnet,
welche in der Neutralstellung des bewegbaren Schlittenelements 70 mit
der Werkstückspindelachse 40 zusammenfällt.
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Die
Werkzeugaufnahmeplätze 194 sind
vorzugsweise sternförmig
auf der Montageplatte 182 des Werkzeugträgers 180 angeordnet
und diesen Werkzeugaufnahmeplätzen 194 sind
durch Bezugspunkte BZP der jeweiligen Werkzeugaufnahmeplätze 194 hindurch
verlaufende und insbesondere senkrecht zu der Bewegungsebene 66 verlaufende
Bezugsebenen BZE zugeordnet (7, 8)
die bei dem ersten Ausführungsbeispiel
alle durch die Mittelachse 196 hindurch verlaufen und eine
durch die Mittelachse 196 definierte Ebenenschar bilden,
wobei die Bezugsebenen BZE entweder gleiche oder ungleiche Winkelabstände, je
nach Lage der Werkzeugaufnahmeplätze 194 aufweisen.
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Insbesondere
ist ein in Schwerkraftrichtung unter dem Werkstück W liegender Spänefallbereich SF
frei von Werkzeugaufnahmeplätzen 194 um
einen ungestörten
Spänefall
in eine Späneaufnahme
SA zu gewährleisten.
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Die
beispielsweise am Werkstück
W einzusetzenden Werkzeuge 190 erstrecken mit ihren Schneiden 198 in
den Werkzeugaufnahmeplätzen 194 zugeordneten
Werkzeugebenen WZE, die parallel zu den Bezugsebenen BZE verlaufen,
jedoch in den meisten Fällen
gegenüber
den jeweiligen Bezugsebenen BZE um einen Werkzeugkorrekturwert WKW
in Y-Richtung versetzt sind, da die Werkzeuge 190 bei der
Montage in den Werkzeugaufnahmeplätzen 194 in der Regel
mit ihren Schneiden nicht in der jeweiligen Bezugsebene BZE liegen
(8).
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Zur
Bearbeitung des Werkstücks
W ist eine als Ganzes mit 200 bezeichnete Steuerung vorgesehen,
welche zur Bewegung der Werkzeugaufnahmeplätze 194 mit den Werkzeugen 190 in
Richtung der Bewegungsachsen B1 und B2 die Linearantriebe 152 und 162 ansteuert
und außerdem
zur Verschiebung der Werkstückeinheit 30 in
Richtung der Werkstückspindelachse 40 das
heißt
in Z-Richtung den
Achsantrieb 58 ansteuert.
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Ferner
ist durch die Steuerung 200 noch ein Werkstückspindelmotor 210 ansteuerbar,
mit welchem das Werkstück
W entweder um die Werkstückspindelachse 40 rotierend
antreibbar oder in definierten Drehstellungen drehfest positionierbar
ist.
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Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Drehmaschine
ist der, dass mit dem Werkzeugträger 180 lediglich
geringe Verfahrwege V1, V2 durchlaufen werden müssen, um die unterschiedlichsten
Werkzeuge 190 einerseits am Werkzeug W in Einsatz bringen
zu können
und andererseits mit diesen das Werkstück W bearbeiten zu können.
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Dabei
ist insbesondere keinerlei Bewegung der Werkzeuge 190 und
auch der Werkzeughalter 182 relativ zum Werkzeugträger 180 erforderlich, sondern
sowohl die Auswahl der Werkzeuge 190 als auch deren Bewegung
in Richtung einer X-Achse und gegebenenfalls einer Y-Achse gemäß konventioneller
Achsbezeichnungen bei Drehmaschinen während der Bearbeitung erfolgt
lediglich durch Bewegen des Werkzeugträgers 180 in Richtung
der Bewegungsachsen B1 und/oder B2.
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In
der Steuerung 200 ist zu jedem der Werkzeugaufnahmeplätze 194 mit
dem jeweiligen Werkzeug 190 die Werkzeugebene WZE vorgegeben,
so dass eine Zustellung des jeweiligen Werkzeugs 190 in
Richtung der senkrecht zur Werkstückspindelachse 40 verlaufenden
X-Achse, gemäß konventioneller Achsbezeichnungen
von Drehmaschinen, dadurch erfolgt, dass das jeweilige Werkzeug 190 durch
geeignete Ansteuerung der Bewegungsachsen B1 und B2 in der jeweiligen,
dem Werkzeug 190 zugeordneten Werkzeugebene WZE und somit
nach konventioneller Achsbezeichnung in Richtung der diesem zugeordneten
X-Achse bewegt wird.
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Die
Auswahl des jeweiligen Werkzeugs 190 erfolgt nun dadurch,
dass die dem jeweiligen Werkzeug 190 zugeordnete Werkzeugebene
WZE durch Ansteuern der Bewegungsachsen B1 und B2 so ausgerichtet
wird, dass diese durch die Werkstückspindelachse 40 verläuft, so
dass dann das jeweilige Werkzeug 190 in einer Bearbeitungsausgangsstellung
steht. Nachfolgend kann dann durch einfache lineare Bewegung dieses
Werkzeugs 190 parallel zu der Werkzeugebene WZE die Zustellung
und Positionierung dieses Werkzeugs 190 in Richtung der X-Achse
relativ zum Werkstück
W erfolgen, um das Werkstück
W mit dem jeweiligen in einer Bearbeitungsstellung stehendem Werkzeug 190 bearbeiten zu
können.
Ferner erfolgt durch Verschiebung der Werkstückspindeleinheit 30 parallel
zur Werkstückspindelachse 40,
das heißt
in diesem Fall in Richtung einer Z-Achse nach üblicher Definition der Bewegungsachsen
bei einer Drehbearbeitung, die Bewegung des Werkstücks W in
dieser Richtung zur Bearbeitung desselben. Hierzu steuert die Steuerung 200 den
Achsantrieb 58 entsprechend an.
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Da
jedem Werkzeugaufnahmeplatz 194 eine eigene Werkzeugebene
WZE zugeordnet ist, lässt sich
somit durch die Steuerung 200 in einfacher Weise das jeweilige
in diesem angeordnete Werkzeug 190, das zur Bearbeitung
eingesetzt werden soll, dadurch auswählen, dass dessen Werkzeugebene WZE
so ausgerichtet ist, dass diese durch die Werkstückspindelachse 40 hindurch
verläuft,
so dass dadurch das ausgewählte
Werkzeug 190 in der Bearbeitungsausgangsstellung steht.
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Bei
einer beispielhaften Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Drehmaschine
erfolgt vor Bearbeitung des Werkstücks W mit einem der Werkzeuge 190 ein
Bewegen des bewegbaren Schlittenelements 70 in die neutrale
Ausgangsstellung, in welcher die Mittelachse 196 mit der
Werkstückspindelachse 40 zusammenfällt.
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Sind
nun, wie in 8 und 9 dargestellt, die
Bezugsebenen BZE aller Werkzeuge 190 so angeordnet, dass
sie eine durch die Mittelachse 196 hindurchverlaufende
und durch diese definierte Ebenenschar bilden, so führt ein
Verschieben des bewegbaren Schlittenelements 70 mit dem
Werkzeugträger 180 in
die neutrale Ausgangsstellung, in welcher die Mittelachse 196 mit
der Werkstückspindelachse 40 zusammenfällt, dazu,
dass alle Werkzeugebenen WZE jeweils durch geringe Korrekturen 30 positioniert
werden können,
dass die jeweilige Werkzeugebene WZE durch die Werkstückspindelachse 40 verläuft und
somit das jeweilige Werkzeug 190 in seiner Bearbeitungsausgangsstellung steht.
Somit ist es lediglich noch erforderlich, mit der Steuerung 200 diejenige
Werkzeugebene WZE auszuwählen,
parallel zu welcher die Bewegung des bewegbaren Schlittenelements 70 und
somit des Werkzeugträgers 180 linear
relativ zum Werkstück
W erfolgen. Dadurch wird durch die Auswahl der Werkzeugebene WZE auch
die jeweilige Richtung der ausgewählten X-Achse vorgegeben und
somit auch gleichzeitig das jeweilige Werkzeug 190 ausgewählt, dessen
Position sich nunmehr durch Bewegung in Richtung der X-Achse mittels
der Steuerung 200 vorgeben lässt.
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Wird
nun wie beispielsweise in 9 dargestellt,
die Werkzeugebene WZEd und somit das Werkzeug 190d ausgewählt, so
führt,
wie in 10 dargestellt, die Bewegung
des bewegbaren Schlittenelements 70 und des Werkzeugträgers 180 in Richtung
Xd dazu, dass das Werkzeug 190d in Richtung der für dieses
vorgesehenen X-Achse zum Werkstück
W zugestellt wird, wobei bei dieser Bewegung die Mittelachse 196 sich
von der koaxialen Ausrichtung zur Werkstückspindelachse 40 entfernt
und die Werkzeugebene WZEd so bewegt wird, dass diese nach wie vor
durch die Werkstückspindelachse 40 hindurchverläuft, allerdings
die Mittelachse 196 von der Werkstückspindelachse 40 wegbewegt
wird, während
sich das Werkzeug 190d mit seiner Schneide 198d auf
das Werkstück
W zubewegt, um dieses beispielsweise umfangsseitig zu bearbeiten.
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Gleichzeitig
erfolgt in für
eine Drehbearbeitung üblicher
Art und Weise eine Verschiebung des Werkstücks W in Richtung der Z-Achse
durch Verschieben der Werkstückspindeleinheit 30 mittels
des Achsantriebs 58.
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Weiter
ist es beispielsweise denkbar, Werkzeugaufnahmeplätze 194,
beispielsweise die Werkzeugaufnahmeplätze 194b und 194h so
anzuordnen, dass deren Bezugsebenen WZEb und WZEh zusammenfallen,
wobei die Werkzeuge 190b und 190h auf gegenüberliegenden
Seiten der Mittelachse 196 angeordnet sind.
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Damit
verlaufen die X-Achsen Xb und Xh parallel zueinander, so dass lediglich
durch geringe Parallelverschiebung wahlweise das Werkzeug 190b oder
das Werkzeug 190h zum Einsatz kommen kann.
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Die
Anordnung der Werkzeuge 190 in den jeweiligen Werkzeugebenen
WZE erfolgt dabei vorzugsweise so, dass ein Minimalabstand A eines
zu einer Werkzeugebene WZE benachbarten Werkzeugs 190 mindestens
einem halben Werkstückdurchmesser,
vorzugsweise mindestens einem 1,5fachen Werkstückdurchmesser, entspricht,
so dass sich dadurch Kollisionen bei der Bearbeitung des Werkstücks W mit
einem der Werkzeuge 190 mit benachbarten Werkzeugen 190 vermeiden
lassen.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Drehmaschine,
ist, wie in 12 dargestellt, der Werkzeugträger 180' so ausgebildet,
dass er die Werkstückspindelachse 40 U-förmig umschließt, so dass
die Zahl der Werkzeuge 190 noch vergrößert werden kann.
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Beispielsweise
sind dabei die Werkzeuge 190'a und 190'b so angeordnet,
dass sie auf einer Seite einer durch die Werkstückspindelachse 40 hindurch
verlaufenden vertikalen Ebene V stehen, während das Werkzeug 190k auf
der anderen Seite der vertikalen Ebene V auf Lücke zu den Werkzeugen 190'a und 190'b angeordnet
ist, um somit für
bestimmte Bearbeitungen größere Kollisionsfreiräume zu haben.
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Beispielsweise
sind bei diesem Ausführungsbeispiel
die Werkzeuge 190'a bis 190'c in der Art
eines Linearwerkzeugträgers
angeordnet, so dass die Werkzeugebenen WZE'a bis WZE'c parallel zueinander und beispielsweise
senkrecht zur vertikalen Ebene V verlaufen.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
sind die Bezugsebenen BZE' nicht
alle so angeordnet, dass sie eine durch eine Gerade, beispielsweise
die Mittelachse 196, definierte Ebenenschar bilden, sondern die
in der Darstellung aus Gründen
der Darstellungsgenauigkeit mit den Bezugsebenen BZE' zusammenfallend
dargestellten Werkzeugebenen WZE' können teilweise
parallel, teilweise auch schräg
zueinander verlaufen. In diesem Fall hat die Steuerung 200 den Werkzeugträger 180' vor Beginn
einer Bewegung in der dem jeweiligen Werkzeug 190' zugeordneten X-Achse
so zu verfahren, dass die jeweilige Werkzeugebene WZE' durch die Werkstückspindelachse 40 hindurchverläuft und
dann kann die Bewegung des Werkzeugträgers 180' in Richtung
der diesem jeweiligen Werkzeug 190 zugeordneten X-Achse
erfolgen.