DE102019120681B4

DE102019120681B4 - Machine tool

Info

Publication number: DE102019120681B4
Application number: DE102019120681.2A
Authority: DE
Inventors: Stefan Baum
Original assignee: Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2024-04-25
Anticipated expiration: 2039-08-01
Also published as: DE102019120681A1

Abstract

Werkzeugmaschine (15) aufweisend:- eine Werkzeugspindel (18) zur Aufnahme eines Werkzeugs (19),- einen Werkstückhalter (29) zum Halten eines Werkstücks (20), der an einem Träger (30) angeordnet ist,- eine erste Linearantriebsanordnung (22) zum Bewegen eines die Werkzeugspindel (18) tragenden Werkzeugschlittens (21) in einer Längsrichtung (z),- einen Arbeitsraum (24), in dem das Werkstück (20) bearbeitet wird, und getrennt vom Arbeitsraum (24) ein Werkzeugwechselbereich (25), wobei die erste Linearantriebsanordnung (22) dazu eingerichtet ist, den die Werkzeugspindel (18) tragenden Werkzeugschlitten (21) zwischen dem Arbeitsraum (24) und dem Werkzeugwechselbereich (25) in Längsrichtung (z) zu bewegen,- wenigstens eine weitere Linearantriebsanordnung (31, 32), wobei jede weitere Linearantriebsanordnung (31, 32) dazu eingerichtet ist, den Träger (30) in einer Höhenrichtung (y) oder einer Querrichtung (x) rechtwinkelig zur Längsrichtung (z) zu bewegen,- eine erste Rotationsantriebsanordnung (37), die dazu eingerichtet ist, den Träger (30) zwischen einer Arbeitsstellung (I) und einer Wechselstellung (II) um eine erste Drehachse (D1) zu schwenken, die sich parallel zu einer durch die Höhenrichtung (y) und die Längsrichtung (z) aufgespannten Ebene und unter einem Neigungswinkel (α) kleiner als 90° gegenüber der Längsrichtung (z) geneigt erstreckt,- eine zweiten Rotationsantriebsanordnung (42), die dazu eingerichtet ist, einen Drehtisch (44) des Trägers (30) um eine zweite Drehachse (D2) zu drehen aufweist, wobei der Werkstückhalter (29) am Drehtisch (44) angeordnet ist,- eine dritte Rotationsantriebsanordnung (43), die dazu eingerichtet ist, den Träger (30) um eine dritte Drehachse (D3) zu drehen oder zu schwenken, die rechtwinkelig zur zweiten Drehachse (D2) ausgerichtet ist, wobei sich zweite Drehachse (D2) und die dritte Drehachse (D3) durch ein am Werkstückhalter (29) angeordnetes Werkstück (20) erstrecken und sich in einem Punkt schneiden.Machine tool (15) comprising:- a tool spindle (18) for receiving a tool (19),- a workpiece holder (29) for holding a workpiece (20), which is arranged on a carrier (30),- a first linear drive arrangement (22) for moving a tool carriage (21) carrying the tool spindle (18) in a longitudinal direction (z),- a work space (24) in which the workpiece (20) is machined, and a tool changing area (25) separate from the work space (24), wherein the first linear drive arrangement (22) is designed to move the tool carriage (21) carrying the tool spindle (18) between the work space (24) and the tool changing area (25) in the longitudinal direction (z),- at least one further linear drive arrangement (31, 32), wherein each further linear drive arrangement (31, 32) is designed to move the carrier (30) in a height direction (y) or a transverse direction (x) perpendicular to the longitudinal direction (z),- a first rotation drive arrangement (37) which is designed to pivot the carrier (30) between a working position (I) and a change position (II) about a first axis of rotation (D1) which extends parallel to a plane spanned by the height direction (y) and the longitudinal direction (z) and at an inclination angle (α) of less than 90° with respect to the longitudinal direction (z),- a second rotation drive arrangement (42) which is designed to rotate a turntable (44) of the carrier (30) about a second axis of rotation (D2), wherein the workpiece holder (29) is arranged on the turntable (44),- a third rotation drive arrangement (43) which is designed to rotate or pivot the carrier (30) about a third axis of rotation (D3) which is aligned at right angles to the second axis of rotation (D2), wherein the second axis of rotation (D2) and the third axis of rotation (D3) are connected by a Workpiece holder (29) arranged workpiece (20) extend and intersect at one point.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten und insbesondere spanenden Bearbeiten eines Werkstücks. Zusätzlich kann ein Werkstück auch nicht-spanend durch andere Verfahren bearbeitet werden, zum Beispiel durch einen oder mehrere Verfahrensschritte der additiven Herstellung. Die Werkzeugmaschine ist insbesondere als Bearbeitungszentrum ausgebildet. Die Werkzeugmaschine hat eine Werkzeugspindel zur Aufnahme eines Werkzeugs und einen Werkstückhalter zum Halten eines Werkstücks. Der Werkstückhalter ist an einem Träger angeordnet. Über lineare und/oder rotatorische Maschinenachsen können die Werkzeugspindel und der Werkstückhalter relativ zueinander bewegt bzw. positioniert werden.The invention relates to a machine tool for machining and in particular machining a workpiece. In addition, a workpiece can also be machined in a non-machining manner using other methods, for example using one or more process steps in additive manufacturing. The machine tool is designed in particular as a machining center. The machine tool has a tool spindle for receiving a tool and a workpiece holder for holding a workpiece. The workpiece holder is arranged on a carrier. The tool spindle and the workpiece holder can be moved or positioned relative to one another via linear and/or rotary machine axes.

Die Werkstücke sollen mit hoher Präzision und schnellstmöglich bearbeitet werden. Dazu sind schnelle Bewegungen der Maschinenachsen und mithin hohe Beschleunigungen erforderlich. Die Kräfte zum Beschleunigen der Massen müssen am Maschinengestell bzw. Maschinenbett abgestützt werden. Die Steifigkeit des Maschinengestells bzw. Maschinenbetts muss ausreichend hoch sein, um trotz dynamischer Maschinenachsbewegungen eine hohe Präzision bei der Werkstückbearbeitung zu erreichen. Weitere Anforderungen an die Werkzeugmaschine sind ein optimierter Spänefall, eine gute Ergonomie für Personen, die die Werkzeugmaschine bedienen, die Möglichkeit einfacher automatischer Werkzeugwechsel und/oder Werkstückwechsel, sowie eine möglichst kleine Aufstellfläche der Werkzeugmaschine auf dem Untergrund.The workpieces must be machined with high precision and as quickly as possible. This requires rapid movements of the machine axes and therefore high accelerations. The forces for accelerating the masses must be supported on the machine frame or machine bed. The rigidity of the machine frame or machine bed must be sufficiently high to achieve high precision in workpiece machining despite dynamic machine axis movements. Other requirements for the machine tool are optimized chip fall, good ergonomics for people operating the machine tool, the possibility of simple automatic tool changes and/or workpiece changes, and the smallest possible footprint for the machine tool on the ground.

EP 1 291 122 B1 beschreibt ein Fräs- und Bohrbearbeitungszentrum. Die Arbeitsspindel und die Maschinenachsen einer Werkstückspannvorrichtung sind an einem in Monoblock-Bauweise ausgeführten Ständerteil angeordnet, um einen günstigen Kraftfluss und eine hohe Steifigkeit zu erreichen. Das Werkstück wird hängend bearbeitet. An einem Spindelgehäuse ist ein Doppelgreifer angeordnet, um einen Werkzeugwechsel durchzuführen. Das Werkzeugmagazin ist als Teller- oder Scheibenmagazin unterhalb des Spindelgehäuses angeordnet. EP 1 291 122 B1 describes a milling and drilling machining center. The work spindle and the machine axes of a workpiece clamping device are arranged on a monoblock column section in order to achieve a favorable flow of force and high rigidity. The workpiece is machined in a hanging position. A double gripper is arranged on a spindle housing in order to carry out a tool change. The tool magazine is arranged as a plate or disk magazine below the spindle housing.

Eine aus WO 02/00 388 A1 bekannte Werkzeugmaschine hat eine Werkzeugspindel, die an einem Kreuzschlitten montiert und in eine Querrichtung und eine Höhenrichtung der Werkzeugmaschine bewegbar ist. Ein Träger mit einem Werkstückhalter ist an einem Schlitten montiert, der in einer Längsrichtung zur Werkzeugspindel hin und von der Werkzeugspindel weg bewegbar ist. Außerdem ist eine rotatorische Maschinenachse zur Drehung des Trägers vorhanden. Die Maschinenachsanordnung zur Bewegung des Trägers ist oberhalb des Werkstückhalters am Maschinengestell angeordnet, so dass das Werkstück sozusagen hängend angeordnet ist. Das Be- und Entladen erfolgt daher von einer der Werkzeugspindel entgegengesetzten Seite der Werkzeugmaschine.One of WO 02/00 388 A1 known machine tool has a tool spindle that is mounted on a cross slide and is movable in a transverse direction and a vertical direction of the machine tool. A carrier with a workpiece holder is mounted on a slide that is movable in a longitudinal direction toward and away from the tool spindle. In addition, there is a rotary machine axis for rotating the carrier. The machine axis arrangement for moving the carrier is arranged above the workpiece holder on the machine frame, so that the workpiece is arranged in a hanging manner, so to speak. Loading and unloading therefore takes place from a side of the machine tool opposite the tool spindle.

DE 199 18 082 A1 beschreibt eine Universal-Werkzeugmaschine, die zur Komplettbearbeitung von Werkstücken eingerichtet ist. Die Werkzeugmaschine hat eine horizontal angeordnete Drehspindel zur Aufnahme eines Werkstücks, das bei der Drehbearbeitung drehend angetrieben werden kann. Die Drehspindel ist auf einem horizontal bewegbaren Werkstückschlitten angeordnet. Eine Bearbeitungsspindel ist über einen Fahrständer und ein Traggehäuse in zwei linearen Freiheitsgraden bewegbar. Außerdem kann die Bearbeitungsspindel über eine schräg geneigte Drehachse geschwenkt werden. DE 199 18 082 A1 describes a universal machine tool that is designed for the complete machining of workpieces. The machine tool has a horizontally arranged turning spindle for holding a workpiece that can be driven in rotation during turning. The turning spindle is arranged on a horizontally movable workpiece carriage. A machining spindle can be moved in two linear degrees of freedom via a traveling column and a support housing. In addition, the machining spindle can be swiveled over an inclined axis of rotation.

Eine weitere Universal-Werkzeugmaschine ist in DE 37 21 610 A1 beschrieben. An einer Front der Werkzeugmaschine ist eine Arbeitsspindel horizontal und vertikal bewegbar gelagert. Ein Rundtisch ist vertikal ausgerichtet und mittels eines Schlittens horizontal von der Arbeitsspindel weg bzw. auf die Arbeitsspindel zu bewegbar. Das Maschinenbett trägt außerdem einen Palettenwechsler, der aus einer horizontalen Lage in eine vertikale Lage geschwenkt werden kann, wobei in der vertikalen Lage eine Palette an den Rundtisch übergeben bzw. vom Rundtisch übernommen werden kann. Die Maschine weist außerdem einen Revolverkopf auf. Der Revolverkopf trägt die Werkzeuge für eine Drehbearbeitung eines Werkstücks, während die Arbeitsspindel ein Werkzeug zum Fräsen oder Bohren aufweisen kann.Another universal machine tool is in DE 37 21 610 A1 described. A work spindle is mounted on one front of the machine tool so that it can move horizontally and vertically. A rotary table is aligned vertically and can be moved horizontally away from the work spindle or towards the work spindle using a slide. The machine bed also carries a pallet changer that can be swiveled from a horizontal position to a vertical position, whereby in the vertical position a pallet can be transferred to the rotary table or taken from the rotary table. The machine also has a turret. The turret carries the tools for turning a workpiece, while the work spindle can have a tool for milling or drilling.

Aus DE 10 2009 027 463 A1 ist es bekannt, eine Werkzeugmaschine, die einen automatischen Werkzeugwechsel erlaubt, für kleinere Werkstücke und Kleinserienbearbeitung einzusetzen. Hierbei wird das Werkstück nicht in die eigentlich vorgesehene Werkstückaufnahme, sondern in die Werkzeugaufnahme eingespannt, so dass der vorhandene Werkzeugwechsler für einen automatischen Werkstückwechsel eingesetzt werden kann. Der als Werkstückwechsler verwendete Werkzeugwechsler weist eine Greifeinrichtung auf, mit der in einem Magazin angeordnete Werkstücke automatisch ein- und ausgewechselt werden können.Out of EN 10 2009 027 463 A1 It is known to use a machine tool that allows automatic tool changing for smaller workpieces and small series processing. In this case, the workpiece is not clamped into the workpiece holder actually intended, but into the tool holder, so that the existing tool changer can be used for automatic workpiece changing. The tool changer used as a workpiece changer has a gripping device with which workpieces arranged in a magazine can be automatically inserted and removed.

Weitere Werkzeugmaschinen sind beispielsweise aus WO 02/24 401 A1 sowie DE 100 61 934 A1 bekannt.Other machine tools are, for example, made of WO 02/24 401 A1 as well as DE 100 61 934 A1 known.

Ausgehend vom Stand der Technik kann es als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, die eine größere Flexibilität für die Möglichkeiten zur Beladung und Entladung von Werkstücken schafft und eine hohe Dynamik der Maschinenachsbewegungen bei gleichzeitig steifem Maschinengestell oder Maschinenbett ermöglicht.Based on the prior art, it can be considered the object of the present invention to create a machine tool that provides greater flexibility for the possibilities for loading and unloading workpieces and a high dynamics of the machine axis movement conditions while maintaining a rigid machine frame or machine bed.

Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved by a machine tool having the features of patent claim 1.

Die Werkzeugmaschine weist eine Werkzeugspindel auf, die zur Aufnahme eines Werkzeugs eingerichtet ist. Außerdem hat die Werkzeugmaschine einen Werkstückhalter, der zum Halten eines Werkstücks eingerichtet ist. Der Werkstückhalter ist an einem Träger angeordnet. An einem Maschinenbett der Werkzeugmaschine sind mehrere Maschinenachsen bzw. Antriebsanordnungen angebracht. Jede Antriebsanordnung ist entweder dazu eingerichtet, den Träger mit dem Werkstückhalter zu bewegen oder die Werkzeugspindel zu bewegen. Dazu kann jede Antriebsanordnung einen Motor, insbesondere Elektromotor, und eine geeignete lineare oder rotatorische Führung aufweisen.The machine tool has a tool spindle that is designed to hold a tool. The machine tool also has a workpiece holder that is designed to hold a workpiece. The workpiece holder is arranged on a carrier. Several machine axes or drive arrangements are attached to a machine bed of the machine tool. Each drive arrangement is designed either to move the carrier with the workpiece holder or to move the tool spindle. For this purpose, each drive arrangement can have a motor, in particular an electric motor, and a suitable linear or rotary guide.

Eine erste Linearantriebsanordnung ist zum Bewegen eines die Werkzeugspindel tragenden Werkzeugschlittens in einer Längsrichtung eingerichtet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Werkzeugschlitten mit der Werkzeugspindel ausschließlich in einem einzigen Freiheitsgrad bewegbar, nämlich linear in der Längsrichtung. Alle anderen Bewegungen in anderen Freiheitsgraden werden durch die erste Linearantriebsanordnung - soweit technisch möglich - abgestützt. A first linear drive arrangement is designed to move a tool carriage carrying the tool spindle in a longitudinal direction. In a preferred embodiment, the tool carriage with the tool spindle can only be moved in a single degree of freedom, namely linearly in the longitudinal direction. All other movements in other degrees of freedom are supported by the first linear drive arrangement - as far as technically possible.

Die Werkzeugmaschine hat außerdem wenigstens eine weitere Linearantriebsanordnung. Jede weitere Linearantriebsanordnung ist dazu eingerichtet, den Träger zu bewegen. Eine zweite Linearantriebsanordnung kann dazu eingerichtet sein, den Träger in eine Querrichtung zu bewegen. Eine dritte Linearantriebsanordnung kann dazu eingerichtet sein, den Träger in eine Höhenrichtung zu bewegen. Die Längsrichtung, die Querrichtung und die Höhenrichtung sind jeweils rechtwinklig zueinander ausgerichtet und bilden ein kartesisches Koordinatensystem.The machine tool also has at least one further linear drive arrangement. Each further linear drive arrangement is configured to move the carrier. A second linear drive arrangement can be configured to move the carrier in a transverse direction. A third linear drive arrangement can be configured to move the carrier in a height direction. The longitudinal direction, the transverse direction and the height direction are each aligned at right angles to one another and form a Cartesian coordinate system.

Die Werkzeugmaschine weist außerdem eine erste Rotationsantriebsanordnung auf, die dazu eingerichtet ist, den Träger um eine erste Drehachse zu schwenken. Die erste Drehachse erstreckt sich parallel zu einer Ebene, die durch die Höhenrichtung und die Längsrichtung aufgespannt ist. Die erste Drehachse ist in dieser Ebene unter einem Neigungswinkel gegenüber der Längsrichtung und der Höhenrichtung geneigt und erstreckt sich somit weder parallel zur Längsrichtung noch zur Höhenrichtung. Der Neigungswinkel beträgt bevorzugt 40° bis 50°. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Neigungswinkel gleich 45°.The machine tool also has a first rotary drive arrangement which is designed to pivot the carrier about a first axis of rotation. The first axis of rotation extends parallel to a plane which is spanned by the height direction and the longitudinal direction. The first axis of rotation is inclined in this plane at an angle of inclination relative to the longitudinal direction and the height direction and thus extends neither parallel to the longitudinal direction nor to the height direction. The angle of inclination is preferably 40° to 50°. In one embodiment, the angle of inclination is 45°.

Mittels der ersten Rotationsantriebsanordnung kann der Träger zur Bearbeitung eines Werkstücks und zum Beladen und Entladen in unterschiedliche Orientierungen gebracht werden. Dadurch ist eine flexible Maschinenkonzeption möglich und ein automatischer Werkstückwechsel kann von der Seite oder von oben erfolgen. Die Beladung ist variabel durch Palettenwechsler oder Werkstückwechsler, mit Robotern oder auch von Hand möglich.Using the first rotary drive arrangement, the carrier can be brought into different orientations for machining a workpiece and for loading and unloading. This allows for flexible machine design and automatic workpiece changing can be carried out from the side or from above. Loading is variable using pallet changers or workpiece changers, with robots or by hand.

Die Konzeption der Antriebsanordnungen der Werkzeugmaschine gestattet außerdem eine hohe Symmetrie der Ausgestaltung des Maschinenbetts der Werkzeugmaschine bezüglich der Längsmittelebene. Dadurch lässt sich zum einen die Steifigkeit des Maschinenbetts erhöhen und insbesondere bezüglich der Längsmittelebene symmetrisch ausführen. Aufgrund der beschriebenen Symmetrie des Maschinenbetts werden Abweichungen durch unterschiedliche thermische Ausdehnungen auf den beiden Seiten der Längsmittelebene vermieden oder zumindest reduziert. Diese Symmetrie erlaubt daher eine hochpräzise Bearbeitung der Werkstücke. Die Längsmittelebene ist rechtwinklig zur Querrichtung ausgerichtet und erstreckt sich mittig entlang der ersten Linearantriebsanordnung.The design of the drive arrangements of the machine tool also allows a high degree of symmetry in the design of the machine tool's machine bed with respect to the longitudinal center plane. This increases the rigidity of the machine bed and makes it symmetrical, particularly with respect to the longitudinal center plane. Due to the described symmetry of the machine bed, deviations due to different thermal expansions on the two sides of the longitudinal center plane are avoided or at least reduced. This symmetry therefore allows highly precise machining of the workpieces. The longitudinal center plane is aligned at right angles to the transverse direction and extends centrally along the first linear drive arrangement.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das Maschinenbett aus Materialien, wie Grauguss und/oder Polymerbeton hergestellt sein. Im Maschinenbett können optional Mittel zur Temperierung des Maschinenbetts vorhanden sein, wie etwa fluiddurchströmte Leitungen oder Rohre.In a preferred embodiment, the machine bed can be made of materials such as gray cast iron and/or polymer concrete. Means for controlling the temperature of the machine bed can optionally be present in the machine bed, such as lines or pipes through which fluid flows.

Es ist bevorzugt, wenn die zweite Linearantriebsanordnung in jeder Stellung des Trägers und der Werkzeugspindel immer oberhalb der ersten Linearantriebsanordnung bzw. der Werkzeugspindel angeordnet ist. Die erste Linearantriebsanordnung kann basierend auf dem sogenannten Tunnelprinzip ausgeführt sein.It is preferred if the second linear drive arrangement is always arranged above the first linear drive arrangement or the tool spindle in every position of the carrier and the tool spindle. The first linear drive arrangement can be designed based on the so-called tunnel principle.

Die erste Rotationsantriebsanordnung ist dazu eingerichtet, den Träger zwischen einer Arbeitsstellung und einer Wechselstellung um die erste Drehachse zu schwenken. Zwischen der Arbeitsstellung und der Wechselstellung kann der Träger dabei vorzugsweise um 180° um die erste Drehachse gedreht werden. Die erste Rotationsantriebsanordnung kann dazu eingerichtet ist, den Träger ausschließlich zwischen definierten Stellungen zu schwenken, insbesondere in die Wechselstellung zur Durchführung eines Werkstückwechsels und in die Arbeitsstellung zur Bearbeitung eines an der Werkstückhalterung gehaltenen Werkstücks.The first rotary drive arrangement is designed to pivot the carrier between a working position and a change position about the first axis of rotation. Between the working position and the change position, the carrier can preferably be rotated by 180° about the first axis of rotation. The first rotary drive arrangement can be designed to pivot the carrier exclusively between defined positions, in particular into the change position for carrying out a workpiece change and into the working position for machining a workpiece held on the workpiece holder.

Vorzugsweise ist der Träger in der Arbeitsstellung an mehreren nach unten offen. Das Werkstück ist an diesen horizontalen Seiten zugänglich und nach unten wird das Abführen von Spänen und Kühlmittel nicht behindert. Vorzugsweise ist der Träger in der Wechselstellung an mehreren horizontalen Seiten und nach oben offen. Dadurch wird ein Werkstückwechsel optimiert.Preferably, the carrier is open at several points downwards in the working position. The workpiece is accessible on these horizontal sides and the removal of chips and Coolant is not obstructed. Preferably, the carrier is open on several horizontal sides and at the top in the change position. This optimizes workpiece changing.

Es ist besonders bevorzugt, wenn der Träger L-förmig ausgebildet ist. Er weist einen Tragteil auf, an dem der Werkstückhalter angeordnet ist. Ein Lagerteil des Trägers erstreckt sich im Wesentlichen rechtwinklig zum Tragteil. Bei einer solchen Ausgestaltung des Trägers kann der Tragteil in der Arbeitsstellung in etwa vertikal ausgerichtet sein, so dass ein am Werkstückhalter gehaltenes Werkstück horizontal neben dem Tragteil angeordnet ist. In der Arbeitsstellung kann sich der Lagerteil in etwa horizontal erstrecken. In der Wechselstellung ist der Lagerteil bevorzugt in etwa vertikal ausgerichtet und der Tragteil kann in eine horizontale Position gebracht werden.It is particularly preferred if the carrier is L-shaped. It has a support part on which the workpiece holder is arranged. A bearing part of the carrier extends essentially at right angles to the support part. With such a design of the carrier, the support part can be aligned approximately vertically in the working position, so that a workpiece held on the workpiece holder is arranged horizontally next to the support part. In the working position, the bearing part can extend approximately horizontally. In the change position, the bearing part is preferably aligned approximately vertically and the support part can be brought into a horizontal position.

Vorzugsweise ist der Träger in der Arbeitsstellung in Querrichtung betrachtet unterhalb der ersten Drehachse angeordnet und in der Wechselstellung oberhalb der ersten Drehachse angeordnet.Preferably, the carrier is arranged below the first axis of rotation in the working position when viewed in the transverse direction and above the first axis of rotation in the changing position.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Werkzeugmaschine eine Werkstückwechseleinheit auf, die dazu eingerichtet ist, einen automatischen Werkstückwechsel durchzuführen. Der automatische Werkstückwechsel erfolgt nur dann, wenn sich der Träger in der Wechselstellung befindet. Der Träger kann zum automatischen Werkstückwechsel zusätzlich über die zweite Linearantriebsanordnung und/oder die dritte Linearantriebsanordnung in eine Position bewegt werden, in der der Werkstückwechsel erfolgen soll. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Träger über die dritte Linearantriebsanordnung bei einem automatischen Werkstückwechsel vertikal nach oben bewegt werden, beispielsweise wenn ein Beladen und Entladen von oben in den Arbeitsraum bzw. in das den Arbeitsraum umgebenden Maschinengehäuse erfolgen soll.In a further preferred embodiment, the machine tool has a workpiece changing unit that is set up to carry out an automatic workpiece change. The automatic workpiece change only takes place when the carrier is in the change position. For the automatic workpiece change, the carrier can additionally be moved via the second linear drive arrangement and/or the third linear drive arrangement into a position in which the workpiece change is to take place. In one embodiment, the carrier can be moved vertically upwards via the third linear drive arrangement during an automatic workpiece change, for example when loading and unloading is to take place from above into the work area or into the machine housing surrounding the work area.

Alternativ hierzu kann der Träger in die Wechselstellung bewegt und der Werkstückwechsel manuell durchgeführt werden. Vorzugsweise wird der Träger über die dritte Linearantriebsanordnung bei einem manuellen Werkstückwechsel vertikal soweit nach unten bewegt, dass sich der Werkstückhalter auf einer für eine Person gut erreichbaren Höhe befindet.Alternatively, the carrier can be moved into the change position and the workpiece change can be carried out manually. Preferably, the carrier is moved vertically downwards via the third linear drive arrangement during a manual workpiece change so that the workpiece holder is at a height that is easy for a person to reach.

In der Wechselstellung kann das Werkstück optional durch ein nicht-spanendes und/oder nicht Material abtragendes Verfahren bearbeitet werden. Beispielsweise kann das Werkstück durch ein additives Herstellungsverfahren bearbeitet werden. Dadurch kann an dem Werkstück durch das Aufbringen von Material ein neues Werkstückteil hergestellt werden.In the change position, the workpiece can optionally be machined using a non-cutting and/or non-material-removing process. For example, the workpiece can be machined using an additive manufacturing process. This allows a new workpiece part to be produced on the workpiece by applying material.

Der Werkstückhalter ist in der Wechselstellung des Trägers vorzugsweise oberhalb des Tragteils des Trägers angeordnet. Der Aufnahmeraum für ein Werkstück befindet sich daher ebenfalls oberhalb des Tragteils und horizontal betrachtet neben dem Lagerteil des Trägers. In der Arbeitsstellung des Trägers befindet sich das Werkstück bzw. der Aufnahmeraum zur Aufnahme des Werkstücks horizontal betrachtet neben dem Tragteil. Das Werkstück ist in der Arbeitsstellung des Trägers sozusagen hängend gelagert.In the change position of the carrier, the workpiece holder is preferably arranged above the support part of the carrier. The receiving space for a workpiece is therefore also located above the support part and, viewed horizontally, next to the bearing part of the carrier. In the working position of the carrier, the workpiece or the receiving space for receiving the workpiece is located next to the support part, viewed horizontally. In the working position of the carrier, the workpiece is stored in a suspended manner, so to speak.

Am Träger ist ein Drehtisch vorhanden. Der Werkstückhalter ist am Drehtisch angeordnet. Der Drehtisch ist mittels einer zweiten Rotationsantriebsanordnung um eine zweite Drehachse drehbar. Somit kann der Werkstückhalter und ein am Werkstückhalter angeordnetes Werkstück um die zweite Drehachse gedreht werden. Der Drehtisch befindet sich bei einer bevorzugten Ausführungsform des Trägers an dessen Tragteil.A rotary table is provided on the carrier. The workpiece holder is arranged on the rotary table. The rotary table can be rotated about a second axis of rotation by means of a second rotary drive arrangement. The workpiece holder and a workpiece arranged on the workpiece holder can thus be rotated about the second axis of rotation. In a preferred embodiment of the carrier, the rotary table is located on its supporting part.

Die zweite Drehachse ist in der Arbeitsstellung des Trägers vorzugsweise horizontal ausgerichtet. Die zweite Drehachse ist in der Wechselstellung des Trägers vorzugsweise vertikal ausgerichtet.The second axis of rotation is preferably aligned horizontally in the working position of the carrier. The second axis of rotation is preferably aligned vertically in the changing position of the carrier.

Mittels einer dritten Rotationsantriebsanordnung ist der Träger der Werkzeugmaschine um eine dritte Drehachse drehbar oder schwenkbar. Die dritte Drehachse ist insbesondere rechtwinklig zur zweiten Drehachse ausgerichtet und es ist vorteilhaft, wenn sich die zweite und die dritte Drehachse in einem Punkt schneiden. Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn sich die zweite und/oder die dritte Drehachse durch ein Werkstück hindurch erstrecken, das am Werkstückhalter angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Lagerteil des Trägers mit der dritten Rotationsantriebsanordnung verbunden und um die dritte Drehachse drehbar.By means of a third rotary drive arrangement, the carrier of the machine tool can be rotated or pivoted about a third axis of rotation. The third axis of rotation is in particular aligned at right angles to the second axis of rotation and it is advantageous if the second and third axes of rotation intersect at one point. It is particularly advantageous if the second and/or third axes of rotation extend through a workpiece that is arranged on the workpiece holder. Preferably, the bearing part of the carrier is connected to the third rotary drive arrangement and can be rotated about the third axis of rotation.

Es ist vorteilhaft, wenn der Werkstückhalter in der Arbeitsstellung des Trägers unterhalb der dritten Rotationsantriebsanordnung angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird eine hohe Steifigkeit in Bezug auf vertikale Beschleunigungen bei der Bewegung des Werkstückhalters bzw. des Werkstücks in Höhenrichtung erreicht.It is advantageous if the workpiece holder is arranged below the third rotary drive arrangement in the working position of the carrier. This arrangement achieves a high level of rigidity with respect to vertical accelerations when the workpiece holder or the workpiece is moved in the vertical direction.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Werkzeugmaschine ist eine Werkzeugwechseleinheit vorhanden. Die Werkzeugwechseleinheit ist dazu eingerichtet, einen automatischen Werkzeugwechsel durchzuführen.In a preferred embodiment of the machine tool, a tool changing unit is present. The tool changing unit is designed to carry out an automatic tool change.

Die Werkzeugmaschine hat einen Arbeitsraum, in dem das Werkstück bearbeitet wird, insbesondere spanend bearbeitet wird. Getrennt vom Arbeitsraum ist ein Werkzeugwechselbereich einer Werkzeugmaschine vorhanden. Die erste Linearantriebsanordnung ist dazu eingerichtet, den die Werkzeugspindel tragenden Werkzeugschlitten zwischen dem Arbeitsraum und dem Werkzeugwechselbereich in Längsrichtung zu bewegen. Da der Werkzeugschlitten und die Werkzeugspindel vorzugsweise ausschließlich in Werkzeuglängsrichtung bewegbar sind, kann die erste Linearantriebsanordnung sehr dynamisch ausgeführt werden und die Bewegungen der Werkzeugspindel zwischen dem Werkzeugwechselbereich und dem Arbeitsraum können in sehr kurzer Zeit ausgeführt werden. Die Werkzeugwechselzeit ist somit gering.The machine tool has a work area in which the workpiece is machined, in particular by cutting. A tool changing area of a machine tool is separate from the work area. The first linear The drive arrangement is designed to move the tool carriage carrying the tool spindle between the work area and the tool change area in the longitudinal direction. Since the tool carriage and the tool spindle can preferably only be moved in the longitudinal direction of the tool, the first linear drive arrangement can be designed to be very dynamic and the movements of the tool spindle between the tool change area and the work area can be carried out in a very short time. The tool change time is therefore short.

Die Werkzeugmaschine kann ein Magazin aufweisen. Die Werkzeugwechseleinheit kann dazu eingerichtet sein, ein einzuwechselndes Werkzeug aus dem Magazin zu entnehmen und vorzugsweise gleichzeitig das in der Werkzeugspindel eingespannte Werkzeug zu entnehmen. Anschließend können die beiden Werkzeuge ausgetauscht werden. Die Werkzeugwechseleinheit kann hierzu um eine sich in Längsrichtung erstreckende Achse schwenkbar und/oder in Längsrichtung bewegbar sein.The machine tool can have a magazine. The tool changing unit can be set up to remove a tool to be changed from the magazine and preferably to remove the tool clamped in the tool spindle at the same time. The two tools can then be exchanged. For this purpose, the tool changing unit can be pivotable about an axis extending in the longitudinal direction and/or movable in the longitudinal direction.

Bevorzugt ist die Werkzeugwechseleinheit in Längsrichtung bis zum Arbeitsbereich oder nahe an den Arbeitsbereich bewegbar. Die Werkzeugwechseleinheit kann dazu eingerichtet sein ein einzuwechselndes Werkzeug aus dem Magazin zu entnehmen, sich in Längsrichtung vom Magazin weg näher zum oder nahe an den Arbeitsraum zu bewegen und dort den Werkzeugwechsel auszuführen, sobald der Arbeitsschritt mit dem aktuell verwendeten Werkzeug abgeschlossen wurde. Bei dieser Ausführung kann der Weg des Werkzeugschlittens in Längsrichtung sehr klein sein bzw. minimiert werden. Dadurch lässt sich die für einen Werkzeugwechsel benötigte Zeitdauer verringern.Preferably, the tool changing unit can be moved in the longitudinal direction up to the work area or close to the work area. The tool changing unit can be set up to remove a tool to be changed from the magazine, to move in the longitudinal direction away from the magazine closer to or close to the work area and to carry out the tool change there as soon as the work step with the currently used tool has been completed. In this design, the path of the tool carriage in the longitudinal direction can be very small or minimized. This reduces the time required for a tool change.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen:

1 eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung einer Werkzeugmaschine, wobei sich ein eine Werkstückhalterung aufweisender Träger und eine Werkzeugspindel in einem Arbeitsraum der Werkzeugmaschine befinden und der Träger eine Arbeitsstellung einnimmt,
2 die Werkzeugmaschine aus 1, wobei der Träger eine Wechselstellung einnimmt und sich die Werkzeugspindel in einem Werkzeugwechselbereich außerhalb des Arbeitsraums befindet,
3 die Werkzeugmaschine aus 2 nach der Aufnahme eines Werkstücks in einer Werkstückhalterung am Träger,
4 bis 9 jeweils stark schematisierte Prinzipdarstellungen zur Ausgestaltung eines Magazins mit mehreren Werkzeugen für einen automatischen Werkzeugwechsel,
10 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Werkzeugmaschine entsprechend der 1 bis 3,
11 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Werkzeugmaschine mit zwei Werkzeugspindeln und zwei Trägern, bei der die Bearbeitung von zwei Werkstücken gleichzeitig möglich ist,
12 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Werkzeugmaschine mit einer Werkstückwechseleinheit, wobei sich der Träger in einer Wechselstellung befindet und
13 eine perspektivische Ansicht mehrerer erfindungsgemäßer Werkzeugmaschinen, die durch eine Transfereinrichtung zum Werkstücktransfer zwischen den Werkzeugmaschinen verbunden sind.

Advantageous embodiments of the invention emerge from the dependent patent claims, the description and the drawings. Preferred embodiments are explained below with reference to the attached drawings. The drawings show:

1 a schematic, block diagram-like representation of a machine tool, wherein a carrier having a workpiece holder and a tool spindle are located in a working space of the machine tool and the carrier assumes a working position,
2 the machine tool 1 , whereby the carrier assumes a change position and the tool spindle is located in a tool change area outside the working area,
3 the machine tool 2 after a workpiece has been picked up in a workpiece holder on the carrier,
4 to 9 each highly schematic principle representation for the design of a magazine with several tools for an automatic tool change,
10 a perspective view of an embodiment of a machine tool according to the 1 to 3 ,
11 a perspective view of an embodiment of a machine tool with two tool spindles and two carriers, in which the machining of two workpieces is possible simultaneously,
12 a side view of an embodiment of a machine tool with a workpiece changing unit, wherein the carrier is in a changing position and
13 a perspective view of several machine tools according to the invention, which are connected by a transfer device for workpiece transfer between the machine tools.

In den 1 bis 3 ist jeweils nach Art eines Blockschaltbildes der prinzipielle Aufbau eines Ausführungsbeispiels einer Werkzeugmaschine 15 veranschaulicht. Die Werkzeugmaschine 15 hat ein Maschinengestell oder Maschinenbett 16, das zum Aufstellen der Werkzeugmaschine 15 auf einem Untergrund 17 eingerichtet ist. An dem Maschinenbett 16 sind Linearantriebsanordnungen (lineare Maschinenachsen) und Rotationsantriebsanordnungen (rotatorische Maschinenachsen) angeordnet. Das Maschinenbett 16 verleiht der Werkzeugmaschine 15 die Steifigkeit, um Kräfte und Momente beim Beschleunigen von bewegten Massen durch die Linearantriebsanordnungen und/oder Rotationsantriebsanordnungen abzustützen.In the 1 to 3 The basic structure of an embodiment of a machine tool 15 is illustrated in the form of a block diagram. The machine tool 15 has a machine frame or machine bed 16, which is designed to set up the machine tool 15 on a base 17. Linear drive arrangements (linear machine axes) and rotary drive arrangements (rotary machine axes) are arranged on the machine bed 16. The machine bed 16 gives the machine tool 15 the rigidity to support forces and moments when accelerating moving masses by the linear drive arrangements and/or rotary drive arrangements.

Die Werkzeugmaschine 15 weist eine Werkzeugspindel 18 auf, die zur Aufnahme eines Werkzeugs 19 eingerichtet ist. Die Werkzeugspindel 18 kann das Werkzeug 19 zur Bearbeitung eines Werkstücks 20 rotierend antreiben. Die Werkzeugspindel 18 ist unmittelbar an einem Werkzeugschlitten 21 angeordnet. Der Werkzeugschlitten 21 ist gemeinsam mit der Werkzeugspindel 18 mittels einer ersten Linearantriebsanordnung 22 in einer Längsrichtung z bewegbar. Von der ersten Linearantriebsanordnung 22 ist in den 1 bis 3 eine erste Linearführung 23 veranschaulicht.The machine tool 15 has a tool spindle 18 which is designed to accommodate a tool 19. The tool spindle 18 can drive the tool 19 in rotation for machining a workpiece 20. The tool spindle 18 is arranged directly on a tool carriage 21. The tool carriage 21 can be moved together with the tool spindle 18 in a longitudinal direction z by means of a first linear drive arrangement 22. The first linear drive arrangement 22 is in the 1 to 3 a first linear guide 23 is illustrated.

Mittels der ersten Linearantriebsanordnung 22 kann die Werkzeugspindel 18 in Längsrichtung z in einen Arbeitsraum 24 der Werkzeugmaschine 15 bewegt werden. Mittels der ersten Linearantriebsanordnung 22 kann die Werkzeugspindel 18 außerdem aus dem Arbeitsraum 24 heraus in einen Werkzeugwechselbereich 25 bewegt werden. In 1 befindet sich die Werkzeugspindel 18 im Arbeitsraum 24 und in den 2 und 3 im Werkzeugwechselbereich 25.By means of the first linear drive arrangement 22, the tool spindle 18 can be moved in the longitudinal direction z into a working space 24 of the machine tool 15. By means of the first linear drive arrangement arrangement 22, the tool spindle 18 can also be moved out of the working area 24 into a tool changing area 25. In 1 the tool spindle 18 is located in the working area 24 and in the 2 and 3 in the tool change area 25.

Der Arbeitsraum 24 und optional außerdem der Werkzeugwechselbereich sind von einem Maschinengehäuse 26 umgeben.The working area 24 and optionally also the tool changing area are surrounded by a machine housing 26.

Die Werkzeugspindel 18 ist beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ausschließlich in einem einzigen linearen Freiheitsgrad bewegbar, nämlich in Längsrichtung z mittels der ersten Linearantriebsanordnung 22. Bewegungen in sämtliche andere Freiheitsgrade werden durch die erste Linearantriebsanordnung 22 abgestützt - soweit es technisch möglich ist. Dadurch lässt sich eine hohe Dynamik für die erste Linearantriebsanordnung 22 erreichen.In the preferred embodiment, the tool spindle 18 can only be moved in a single linear degree of freedom, namely in the longitudinal direction z by means of the first linear drive arrangement 22. Movements in all other degrees of freedom are supported by the first linear drive arrangement 22 - as far as this is technically possible. This makes it possible to achieve high dynamics for the first linear drive arrangement 22.

Zum Aufspannen des Werkstücks 20 weist die Werkzeugmaschine 15 einen Werkstückhalter 29 auf, der an einem Träger 30 angeordnet ist. Der Träger 30 ist mittels einer zweiten Linearantriebsanordnung 31 in eine Querrichtung x und mittels einer dritten Linearantriebsanordnung 32 in eine Höhenrichtung y bewegbar. Die Längsrichtung z, die Querrichtung x und die Höhenrichtung y sind jeweils rechtwinklig zueinander ausgerichtet und bilden ein kartesisches Koordinatensystem.To clamp the workpiece 20, the machine tool 15 has a workpiece holder 29 which is arranged on a carrier 30. The carrier 30 can be moved in a transverse direction x by means of a second linear drive arrangement 31 and in a vertical direction y by means of a third linear drive arrangement 32. The longitudinal direction z, the transverse direction x and the vertical direction y are each aligned at right angles to one another and form a Cartesian coordinate system.

Der Träger 30 ist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel durch einen Tragteil 30a und einen Lagerteil 30b gebildet, die sich im Wesentlichen rechtwinklig zueinander erstrecken. Der Träger 30 hat dadurch in einer Seitenansicht auf den Träger 30 eine abgewinkelte Form oder eine L-Form. Der Raum benachbart zum Tragteil 30a und benachbart zum Lagerteil 30b steht zur Aufnahme eines Werkstücks 20 zur Verfügung und ist beispielsgemäß aus vier Richtungen zugänglich. Mit anderen Worten ist der Träger ist an den vier Seiten offen, die nicht durch den Tragteil 30a oder Lagerteil 30b abgedeckt sind.In the preferred embodiment, the carrier 30 is formed by a support part 30a and a bearing part 30b, which extend essentially at right angles to one another. The carrier 30 therefore has an angled shape or an L-shape in a side view of the carrier 30. The space adjacent to the support part 30a and adjacent to the bearing part 30b is available for receiving a workpiece 20 and is accessible from four directions, for example. In other words, the carrier is open on the four sides that are not covered by the support part 30a or bearing part 30b.

Bei dem hier veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist die zweite Linearantriebsanordnung 31 einen zweiten Schlitten 33 auf, der an einer zweiten Linearführung 34 verschiebbar geführt gelagert ist. Die dritte Linearantriebsanordnung 32 weist einen dritten Schlitten 35 auf, der an einer dritten Linearführung 36 verschiebbar geführt gelagert ist. Die dritte Linearführung 36 ist beim Ausführungsbeispiel am Maschinenbett 16 angebracht. Die zweite Linearführung 34 ist beim Ausführungsbeispiel am dritten Schlitten 35 angebracht. Alternativ könnte umgekehrt die zweite Linearführung 34 am Maschinenbett 16 und die dritte Linearführung 36 am zweiten Schlitten 33 angeordnet sein.In the embodiment illustrated here, the second linear drive arrangement 31 has a second carriage 33, which is mounted so as to be displaceable on a second linear guide 34. The third linear drive arrangement 32 has a third carriage 35, which is mounted so as to be displaceable on a third linear guide 36. In the embodiment, the third linear guide 36 is attached to the machine bed 16. In the embodiment, the second linear guide 34 is attached to the third carriage 35. Alternatively, the second linear guide 34 could be arranged on the machine bed 16 and the third linear guide 36 on the second carriage 33.

Zwischen den beiden Linearantriebsanordnungen 31, 32 und dem Träger 30 ist beim Ausführungsbeispiel wenigstens eine Rotationsantriebsanordnung, also eine rotatorische Maschinenachse angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel sitzt am zweiten Schlitten 33 eine erste Rotationsantriebsanordnung 37, die dazu eingerichtet ist, den Träger 30 um eine erste Drehachse D1 zu schwenken. Die erste Drehachse D1 erstreckt sich parallel zu einer Ebene, die durch die Längsrichtung z und die Höhenrichtung y aufgespannt ist. Die erste Drehachse D1 ist gegenüber der Längsrichtung z und der Höhenrichtung y schräg geneigt, so dass die erste Drehachse D1 weder parallel zur Höhenrichtung y, noch parallel zur Längsrichtung z ausgerichtet ist. Mit der Längsrichtung z schließt die erste Drehachse D1 einen Neigungswinkel α ein. Der Neigungswinkel α beträgt beim Ausführungsbeispiel 45°.In the exemplary embodiment, at least one rotary drive arrangement, i.e. a rotary machine axis, is arranged between the two linear drive arrangements 31, 32 and the carrier 30. In the exemplary embodiment, a first rotary drive arrangement 37 is located on the second carriage 33 and is designed to pivot the carrier 30 about a first axis of rotation D1. The first axis of rotation D1 extends parallel to a plane spanned by the longitudinal direction z and the height direction y. The first axis of rotation D1 is inclined obliquely with respect to the longitudinal direction z and the height direction y, so that the first axis of rotation D1 is neither parallel to the height direction y nor parallel to the longitudinal direction z. The first axis of rotation D1 encloses an inclination angle α with the longitudinal direction z. The inclination angle α is 45° in the exemplary embodiment.

Die erste Rotationsantriebsanordnung 37 weist ein angetriebenes Verbindungselement 38 auf, das durch die erste Drehachse D1 vorzugsweise mittig durchsetzt wird. Das Verbindungselement 38 ist durch die erste Rotationsantriebsanordnung 37 um die erste Drehachse D1 drehbar. Das Verbindungselement 38 ist mittelbar mit dem Träger 30 verbunden, um den Träger 30 um die erste Drehachse D1 zu schwenken, wenn sich das Verbindungselement 38 um die erste Drehachse D1 dreht.The first rotary drive arrangement 37 has a driven connecting element 38 through which the first rotation axis D1 preferably passes centrally. The connecting element 38 is rotatable about the first rotation axis D1 by the first rotary drive arrangement 37. The connecting element 38 is indirectly connected to the carrier 30 in order to pivot the carrier 30 about the first rotation axis D1 when the connecting element 38 rotates about the first rotation axis D1.

Wie es in den 1 bis 3 veranschaulicht ist, weist die Werkzeugmaschine 15 beim Ausführungsbeispiel zusätzlich zu der ersten Rotationsantriebsanordnung 37 eine zweite Rotationsantriebsanordnung 42 sowie eine dritte Rotationsantriebsanordnung 43 auf. Die zweite Rotationsantriebsanordnung 42 ist beispielsgemäß am Träger 30 angeordnet und dazu eingerichtet, den Werkstückhalter 29 um eine zweite Drehachse D2 zu drehen. Die dritte Rotationsantriebsanordnung 43 ist dazu eingerichtet, den Träger 30 um eine dritte Drehachse D3 zu drehen. Die zweite Drehachse D2 und die dritte Drehachse D3 sind rechtwinklig zueinander ausgerichtet.As it is in the 1 to 3 As is illustrated, the machine tool 15 in the exemplary embodiment has, in addition to the first rotary drive arrangement 37, a second rotary drive arrangement 42 and a third rotary drive arrangement 43. The second rotary drive arrangement 42 is arranged on the carrier 30 according to the example and is designed to rotate the workpiece holder 29 about a second axis of rotation D2. The third rotary drive arrangement 43 is designed to rotate the carrier 30 about a third axis of rotation D3. The second axis of rotation D2 and the third axis of rotation D3 are aligned at right angles to one another.

Am Träger 30 und beispielsgemäß am Tragteil 30a weist der Träger 30 einen Drehtisch 44 auf. Der Drehtisch 44 ist mittels der zweiten Rotationsantriebsanordnung 42 um die zweite Drehachse D2 drehbar. Die zweite Drehachse D2 durchsetzt den Drehtisch 44 beispielsgemäß mittig. Beim Ausführungsbeispiel ist der Werkstückhalter 29 am Drehtisch 44 angeordnet und daher gemeinsam mit dem Drehtisch 44 um die zweite Drehachse D2 drehbar. Ein am Werkstückhalter 29 angeordnetes Werkstück 20 kann somit mittels der zweiten Rotationsantriebsanordnung 42 um die zweite Drehachse D2 gedreht werden.The carrier 30 has a rotary table 44 on the carrier 30 and, for example, on the support part 30a. The rotary table 44 can be rotated about the second axis of rotation D2 by means of the second rotary drive arrangement 42. The second axis of rotation D2 passes through the center of the rotary table 44, for example. In the exemplary embodiment, the workpiece holder 29 is arranged on the rotary table 44 and can therefore be rotated together with the rotary table 44 about the second axis of rotation D2. A workpiece 20 arranged on the workpiece holder 29 can thus be rotated about the second axis of rotation D2 by means of the second rotary drive arrangement 42.

Der Tragteil 30a des Trägers 30 erstreckt sich vom Lagerteil 30b im Wesentlichen parallel zur dritten Drehachse D3 weg. Der Lagerteil 30b bildet beim Ausführungsbeispiel das von der dritten Rotationsantriebsanordnung 43 um die dritte Drehachse D3 drehbar angetriebene Teil.The support part 30a of the carrier 30 extends away from the bearing part 30b essentially parallel to the third axis of rotation D3. In the exemplary embodiment, the bearing part 30b forms the part that is driven by the third rotary drive arrangement 43 to rotate about the third axis of rotation D3.

Zu jeder Linearantriebsanordnung 22, 31, 32 und jeder Rotationsantriebsanordnung 37, 42, 43 gehört außerdem ein Motor, beispielsweise ein Elektromotor oder Servomotor, der nicht dargestellt ist.Each linear drive arrangement 22, 31, 32 and each rotary drive arrangement 37, 42, 43 also includes a motor, for example an electric motor or servo motor, which is not shown.

Die erste Rotationsantriebsanordnung 37 ist dazu eingerichtet, den Träger 30 durch eine Schwenkbewegung um 180° zwischen einer Arbeitsstellung I (1) und einer Wechselstellung II (2 und 3) zu bewegen. Es wird sozusagen eine schwenkende Umschaltbewegung um jeweils 180° durchgeführt. Beispielsgemäß wird der Träger 30 mittels der erste Rotationsantriebsanordnung 37 ausschließlich in diese definierten Stellungen I, II bewegt.The first rotary drive arrangement 37 is designed to pivot the carrier 30 through 180° between a working position I ( 1 ) and a change position II ( 2 and 3 ). A pivoting switching movement of 180° is carried out, so to speak. For example, the carrier 30 is moved by means of the first rotary drive arrangement 37 exclusively into these defined positions I, II.

In der Arbeitsstellung I ist die zweite Drehachse D2 im Wesentlichen horizontal ausgerichtet und die dritte Drehachse D3 ist im Wesentlichen vertikal ausgerichtet. In der Wechselstellung II ist die dritte Drehachse D3 im Wesentlichen horizontal ausgerichtet. Der Träger 30 wird in seiner Wechselstellung II vorzugsweise derart um die dritte Drehachse D3 derart ausgerichtet, dass die zweite Drehachse D2 im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist. Dadurch erstreckt sich der Tragteil 30a in der Wechselstellung II in etwa horizontal. Ein Beladen und Entladen des Werkstückhalters 29 kann von oben erfolgen, wie es schematisch in den 2 und 3 gezeigt ist.In the working position I, the second axis of rotation D2 is aligned essentially horizontally and the third axis of rotation D3 is aligned essentially vertically. In the change position II, the third axis of rotation D3 is aligned essentially horizontally. In its change position II, the carrier 30 is preferably aligned around the third axis of rotation D3 in such a way that the second axis of rotation D2 is aligned essentially vertically. As a result, the support part 30a extends approximately horizontally in the change position II. The workpiece holder 29 can be loaded and unloaded from above, as shown schematically in the 2 and 3 is shown.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Werkzeugmaschine 15 ist eine Werkstückwechseleinheit 45 vorhanden, die dazu eingerichtet ist, einen automatischen Werkstückwechsel durchzuführen. Dazu wird der Träger 30 in seine Wechselstellung II bewegt. Mittels der zweiten Linearantriebsanordnung 31 und/oder der dritten Linearantriebsanordnung 32 kann der Träger 30 außerdem in Querrichtung x bzw. in Höhenrichtung y in eine geeignete oder vorgegebene Position bewegt werden, um den automatischen Werkstückwechsel mittels der Werkstückwechseleinheit 45 ausführen zu können. In den 1 bis 3 ist die Werkstückwechseleinheit 45 stark schematisiert durch einen Greifer veranschaulicht. Der Greifer kann ein Werkstück 20 nach oben vom Träger 30 bzw. vom Tragteil 30a weg abheben, um ein bearbeitetes Werkstück 20 zu entnehmen und/oder ein noch nicht bearbeitetes Werkstück 20 von oben auf den Träger 30 bzw. das Tragteil 30a aufsetzen.In the preferred embodiment of the machine tool 15, a workpiece changing unit 45 is provided which is designed to carry out an automatic workpiece change. For this purpose, the carrier 30 is moved into its change position II. By means of the second linear drive arrangement 31 and/or the third linear drive arrangement 32, the carrier 30 can also be moved in the transverse direction x or in the vertical direction y into a suitable or predetermined position in order to be able to carry out the automatic workpiece change by means of the workpiece changing unit 45. In the 1 to 3 the workpiece changing unit 45 is illustrated in a highly schematic manner by a gripper. The gripper can lift a workpiece 20 upwards from the carrier 30 or the supporting part 30a in order to remove a machined workpiece 20 and/or place a workpiece 20 that has not yet been machined onto the carrier 30 or the supporting part 30a from above.

In der Wechselstellung II kann das Werkstück 20 optional nicht-spanend durch andere Verfahren bearbeitet werden. Beispielsweise kann an dem Werkstück 20 durch einen oder mehrere Verfahrensschritte der additiven Herstellung ein neues Werkstückteil hergestellt werden.In the change position II, the workpiece 20 can optionally be machined using other non-cutting processes. For example, a new workpiece part can be produced on the workpiece 20 using one or more additive manufacturing process steps.

Die Werkstückwechseleinheit 45 kann durch einen Greifer, einen Roboter, einen Palettenwechsler oder Werkstückwechsler realisiert sein. Das Maschinenkonzept der Werkzeugmaschine 15 erlaubt unterschiedliche Ausgestaltungen und Positionen, an denen ein Werkstückwechsel realisiert werden kann. Bei dem in den 1 bis 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird beispielsweise der Träger 30 in Höhenrichtung y weit nach oben bewegt, um den Werkstückwechsel in einem oberen Bereich der Werkzeugmaschine 15 durchführen zu können. Dies kann dann durch eine Öffnung horizontal an der Seite oder auch eine Öffnung von oben in das Maschinengehäuse der Werkzeugmaschine 15 erfolgen.The workpiece changing unit 45 can be implemented by a gripper, a robot, a pallet changer or a workpiece changer. The machine concept of the machine tool 15 allows different designs and positions at which a workpiece change can be implemented. In the 1 to 3 In the embodiment illustrated, for example, the carrier 30 is moved far upwards in the height direction y in order to be able to carry out the workpiece change in an upper area of the machine tool 15. This can then be done through an opening horizontally on the side or also an opening from above in the machine housing of the machine tool 15.

In den 1 und 3 ist außerdem zu erkennen, dass sich der Träger 30 in Querrichtung x gesehen in der Arbeitsstellung I unterhalb der ersten Drehachse D1 befindet und sich in der Wechselstellung II oberhalb der ersten Drehachse D1 befindet. Beim Ausführungsbeispiel ist die zweite Linearantriebsanordnung 31 und/oder die dritte Linearantriebsanordnung 32 stets oberhalb der ersten Linearantriebsanordnung 22 angeordnet.In the 1 and 3 It can also be seen that the carrier 30, viewed in the transverse direction x, is located below the first axis of rotation D1 in the working position I and above the first axis of rotation D1 in the change position II. In the exemplary embodiment, the second linear drive arrangement 31 and/or the third linear drive arrangement 32 is always arranged above the first linear drive arrangement 22.

Vorzugsweise ist die Werkzeugmaschine 15 außerdem mit einer Werkzeugwechseleinheit 46 ausgestattet, die beim Ausführungsbeispiel gemäß der 1 bis 3 insbesondere in den 2 und 3 zu erkennen ist. Die Werkzeugwechseleinheit 46 ist dazu eingerichtet, einen automatischen Werkzeugwechsel durchzuführen. Hierzu kann die Werkzeugmaschine 15 ein Magazin 47 zur Lagerung einzuwechselnder Werkzeuge 19 aufweisen. Die Werkstückwechseleinheit 45 kann ein Werkzeug 19 aus dem Magazin 47 sowie das aktuell verwendete Werkzeug 19 aus der Werkzeugspindel 18 entnehmen, die Werkzeuge 19 austauschen, das einzuwechselnde Werkzeug 19 in die Werkzeugspindel 18 einsetzen und das zuvor verwendete Werkzeug 19 im Magazin 47 ablegen. Beispielsweise kann die Werkzeugwechseleinheit 46 hierzu einen Doppelgreifer 46a mit zwei Greifarmen aufweisen, die um eine sich parallel zur Längsrichtung z erstreckende Achse schwenkbar gelagert sind und jeweils ein Werkzeug 19 aufnehmen können. Der Doppelgreifer 46a kann außerdem in Längsrichtung z bewegbar sein. Zum Entnehmen und Einsetzen eines neuen Werkzeugs 19 kann der Werkzeugschlitten 21 stillstehen oder alternativ eine Bewegung relativ zum Doppelgreifer 46a ausführen, so dass ein vom Doppelgreifer 46a gehaltenes Werkzeug 19 aus dem Futter der Werkzeugspindel 18 entnommen bzw. in das Futter der Werkzeugspindel 18 eingesetzt werden kann. Die Bewegung kann auch vom Doppelgreifer 46a ausgeführt werden. Es ist auch möglich, sowohl den Doppelgreifer 46a als auch die Werkzeugspindel 18 während der Durchführung des automatischen Werkzeugwechsels in die Längsrichtung z gleichzeitig oder zeitlich nacheinander zu bewegen.Preferably, the machine tool 15 is also equipped with a tool changing unit 46, which in the embodiment according to the 1 to 3 especially in the 2 and 3 can be seen. The tool changing unit 46 is set up to carry out an automatic tool change. For this purpose, the machine tool 15 can have a magazine 47 for storing tools 19 to be changed. The workpiece changing unit 45 can remove a tool 19 from the magazine 47 and the currently used tool 19 from the tool spindle 18, exchange the tools 19, insert the tool 19 to be changed into the tool spindle 18 and place the previously used tool 19 in the magazine 47. For example, the tool changing unit 46 can have a double gripper 46a with two gripper arms that are pivotably mounted about an axis extending parallel to the longitudinal direction z and can each hold a tool 19. The double gripper 46a can also be movable in the longitudinal direction z. To remove and insert a new tool 19, the tool slide 21 can be stationary or alternatively can perform a movement relative to the double gripper 46a, so that a tool 19 held by the double gripper 46a can be removed from the chuck of the tool spindle 18 or inserted into the chuck of the tool spindle 18. The movement can also be carried out by the double gripper 46a. It is also possible to move both the double gripper 46a and the tool spindle 18 in the longitudinal direction z simultaneously or one after the other while the automatic tool change is being carried out.

Die Werkzeugwechseleinheit 46 ist im Werkzeugwechselbereich 25 außerhalb des Arbeitsraums 24 angeordnet. Die Werkzeugwechseleinheit 46 bzw. der Doppelgreifer 46a ist bevorzugt in Längsrichtung z bewegbar, so dass der Werkzeugwechsel an der Werkzeugspindel 18 sehr nahe am Arbeitsraum 24 ausgeführt werden kann, beispielsweise in Längsrichtung z entfernt vom Magazin 47 bzw. zwischen dem Magazin 47 und dem Arbeitsraum 24. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Werkzeugwechseleinheit 46 bzw. der Doppelgreifer 46a ein einzuwechselndes Werkzeug 19 aus dem Magazin 47 entnehmen, in Längsrichtung z vom Magazin 47 weg nahe an den Arbeitsraum 24 bewegt werden und dort den Werkzeugwechsel ausführen, sobald der Arbeitsschritt mit dem aktuell verwendeten Werkzeug 19 abgeschlossen wurde. Die Bewegung in Längsrichtung z, die der Werkzeugschlitten 21 ausführen muss, kann dann sehr klein sein bzw. minimiert werden. Dadurch lässt sich die für einen Werkzeugwechsel benötigte Zeitdauer verringern.The tool change unit 46 is arranged in the tool change area 25 outside the work space 24. The tool change unit 46 or the double gripper 46a is preferably movable in the longitudinal direction z, so that the tool change on the tool spindle 18 can be carried out very close to the work space 24, for example in the longitudinal direction z away from the magazine 47 or between the magazine 47 and the work space 24. In the embodiment described here, the tool change unit 46 or the double gripper 46a can remove a tool 19 to be changed from the magazine 47, be moved in the longitudinal direction z away from the magazine 47 close to the work space 24 and carry out the tool change there as soon as the work step with the currently used tool 19 has been completed. The movement in the longitudinal direction z that the tool carriage 21 has to carry out can then be very small or minimized. This allows the time required for a tool change to be reduced.

Optional kann der Werkzeugwechselbereich 25 durch ein flächiges Trennelement 48 vom Arbeitsraum 24 getrennt sein. Zur Bewegung der Werkzeugspindel 18 und des Werkzeugschlittens 21 zwischen dem Werkzeugwechselbereich 25 und dem Arbeitsraum 24 weist das Trennelement 48 eine Öffnung auf, die bevorzugt geöffnet und verschlossen werden kann, beispielsweise durch einen Schieber, eine Klappe, eine Abdeckung oder dergleichen.Optionally, the tool change area 25 can be separated from the work area 24 by a flat separating element 48. To move the tool spindle 18 and the tool carriage 21 between the tool change area 25 and the work area 24, the separating element 48 has an opening that can preferably be opened and closed, for example by a slide, a flap, a cover or the like.

Zumindest unterhalb des Arbeitsraumes 24 weist die Werkzeugmaschine 15 eine Entsorgungseinrichtung 49 auf, mittels der Späne und/oder Kühlmittel aus der Werkzeugmaschine 15 abgeführt werden können. Beispielsweise können Späne und/oder Kühlmittel über Schrägflächen zu einem Entsorgungskanal 50 der Entsorgungseinrichtung 49 geleitet werden.At least below the working area 24, the machine tool 15 has a disposal device 49 by means of which chips and/or coolant can be removed from the machine tool 15. For example, chips and/or coolant can be guided via inclined surfaces to a disposal channel 50 of the disposal device 49.

Wie vorstehend erläutert, findet eine Relativbewegung zwischen der Werkzeugspindel 18 und dem Werkstückhalter 29 und mithin zwischen dem Werkzeug 19 und dem Werkstück 20 derart statt, dass die Werkzeugspindel 18 ausschließlich in einem einzigen linearen Freiheitsgrad in Längsrichtung z bewegt wird, während sämtliche anderen Bewegungen über Antriebsanordnungen 31, 32, 37, 42, 43 des Werkstückhalters 29 relativ zum Maschinenbett 16 erfolgen.As explained above, a relative movement takes place between the tool spindle 18 and the workpiece holder 29 and thus between the tool 19 and the workpiece 20 such that the tool spindle 18 is moved exclusively in a single linear degree of freedom in the longitudinal direction z, while all other movements take place via drive arrangements 31, 32, 37, 42, 43 of the workpiece holder 29 relative to the machine bed 16.

Der den Werkstückhalter 29 tragende Träger 30 erlaubt in der Arbeitsstellung I eine gute Zugänglichkeit zum Werkstück 20 bei einer gleichzeitigen optimalen Abfuhr von Spänen und Kühlmittel nach unten zur Entsorgungseinrichtung 49. Späne und Kühlmittel können frei und ungehindert nach unten fallen. Der Tragteil 30a des Trägers 30 ist in der Arbeitsstellung I horizontal gesehen neben dem zu bearbeiteten Werkstück 20 angeordnet, während sich der Lagerteil 30b oberhalb des bearbeiteten Werkstücks 20 befindet ( 1). Der Träger 30 behindert die Abfuhr von Kühlmittel und Späne daher nicht.The carrier 30 carrying the workpiece holder 29 allows good access to the workpiece 20 in the working position I while simultaneously ensuring optimal removal of chips and coolant downwards to the disposal device 49. Chips and coolant can fall downwards freely and unhindered. The supporting part 30a of the carrier 30 is arranged horizontally in the working position I next to the workpiece 20 to be machined, while the bearing part 30b is located above the machined workpiece 20 ( 1 ). The carrier 30 therefore does not hinder the removal of coolant and chips.

Um dennoch das Entnehmen und Zuführen eines Werkstücks 20 von oben auf den Tragteil 30a zu ermöglichen, kann der Träger 30 um die erste Drehachse D1 aus der Arbeitsstellung I in die Wechselstellung II bewegt werden (2 und 3). In dieser Ausrichtung des Trägers 30 ist ein einfaches Beladen und Entladen möglich, beispielsweise automatisch über die Werkstückwechseleinheit 45 oder alternativ auch manuell.In order to nevertheless enable the removal and feeding of a workpiece 20 from above onto the support part 30a, the carrier 30 can be moved about the first axis of rotation D1 from the working position I to the change position II ( 2 and 3 ). In this orientation of the carrier 30, easy loading and unloading is possible, for example automatically via the workpiece changing unit 45 or alternatively manually.

In den 2 und 3 ist veranschaulicht, dass gleichzeitig ein Werkstückwechsel und ein Werkzeugwechsel stattfinden. Der Werkzeugwechsel kann auch erforderlich sein und durchgeführt werden, solange sich der Träger 30 zur Bearbeitung eines Werkstücks 20 in seiner Arbeitsstellung I im Arbeitsraum 24 befindet.In the 2 and 3 It is illustrated that a workpiece change and a tool change take place simultaneously. The tool change may also be necessary and carried out as long as the carrier 30 is in its working position I in the work area 24 for machining a workpiece 20.

Ein konkretes Ausführungsbeispiel der vorstehend beschriebenen Werkzeugmaschine 15 ist in einer perspektivischen Ansicht in 10 veranschaulicht.A concrete embodiment of the machine tool 15 described above is shown in a perspective view in 10 illustrated.

Wie es beispielhaft in 11 gezeigt ist, kann auf Basis dieses Maschinenkonzepts auch eine Werkzeugmaschine 15 mit mehreren Werkzeugspindeln und mehreren Trägern 30 realisiert werden, beispielsweise zwei Werkzeugspindeln 18 und zwei Trägern 30 für jeweils ein Werkstück 20. Die zuvor beschriebenen Antriebsanordnungen können für jede Werkzeugspindel 18 und für jeden Träger 30 vorhanden sein. Beim Ausführungsbeispiel ist die zweite Linearantriebsanordnung 32 nur einmal vorhanden und bewegt bzw. positioniert beide Träger 30 zusammen in Höhenrichtung y. Alle anderen Antriebsanordnungen sind für jeden Träger 30 und für jede Werkzeugspindel 18 separat vorhanden.As is exemplified in 11 As shown, a machine tool 15 with several tool spindles and several supports 30 can also be realized on the basis of this machine concept, for example two tool spindles 18 and two supports 30 for each workpiece 20. The previously described drive arrangements can be present for each tool spindle 18 and for each support 30. In the exemplary embodiment, the second linear drive arrangement 32 is only present once and moves or positions both supports 30 together in the height direction y. All other drive arrangements are present separately for each support 30 and for each tool spindle 18.

Wie es insbesondere aus den 10 und 11 hervorgeht, ist das Maschinenbett 16 im Wesentlichen symmetrisch zu einer Längsmittelebene ausgebildet, die durch die Höhenrichtung y und die Längsrichtung z aufgespannt wird und sich mittig in Verlängerung der Spannfutterachse der Werkzeugspindel 18 (Mittellängsachse eines in der Werkzeugspindel 18 aufgenommenen Werkzeugs 19) durch die Werkzeugmaschine 15 erstreckt. Zumindest ist das Maschinenbett 16 derart symmetrisch bezüglich der Längsmittelebene ausgestaltet, dass die thermische Ausdehnung und/oder die Steifigkeit auf beiden Seiten der Längsmittelebene im Wesentlichen gleich groß ist. Dadurch ermöglicht das Maschinenbett 16 eine sehr gute Abstützung für hohe Beschleunigungen durch die Antriebsanordnungen, wodurch eine sehr präzise Bearbeitung der Werkstücke 20 erreichbar ist.As can be seen in particular from the 10 and 11 As can be seen, the machine bed 16 is designed essentially symmetrically to a longitudinal center plane which is spanned by the height direction y and the longitudinal direction z and extends centrally in the extension of the chuck axis of the tool spindle 18 (central longitudinal axis of a tool 19 accommodated in the tool spindle 18) through the machine tool 15 extends. At least the machine bed 16 is designed to be symmetrical with respect to the longitudinal center plane such that the thermal expansion and/or the rigidity on both sides of the longitudinal center plane is essentially the same. The machine bed 16 therefore provides very good support for high accelerations by the drive arrangements, whereby very precise machining of the workpieces 20 can be achieved.

12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Werkzeugmaschine 15 in Seitenansicht. Der Träger 30 befindet sich im Arbeitsraum 24 in seiner Wechselstellung II. Der Tragteil 30a ist über die dritte Linearantriebsanordnung 32 in Höhenrichtung y weit nach unten gefahren und die Werkstückwechseleinheit 45 ist seitlich benachbart zum Arbeitsraum 24 angeordnet. Das Beladen und Entladen von Werkstücken 20 erfolgt beispielsgemäß in Höhenrichtung y betrachtet in etwa auf Höhe der Werkzeugspindel 18. Bei dieser Ausführungsform könnte auch ein ergonomisch günstiges manuelles Beladen und Entladen von Werkstücken 20 erfolgen. 12 shows a further embodiment of the machine tool 15 in a side view. The carrier 30 is in the work area 24 in its change position II. The support part 30a is moved far down in the vertical direction y via the third linear drive arrangement 32 and the workpiece change unit 45 is arranged laterally adjacent to the work area 24. The loading and unloading of workpieces 20 takes place, for example, in the vertical direction y approximately at the height of the tool spindle 18. In this embodiment, an ergonomically favorable manual loading and unloading of workpieces 20 could also take place.

13 zeigt eine perspektivische Ansicht mehrerer nebeneinander aufgestellter Werkzeugmaschinen 15. Die Werkzeugmaschinen 15 sind über eine Transfereinrichtung 55 für den Transfer von Werkstücken 20 miteinander verbunden. Ein Werkstück 20 kann daher für unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge von einer Werkzeugmaschine 15 zur nächsten Werkzeugmaschine 15 transportiert werden. Beim Ausführungsbeispiel weist die Transfereinrichtung 55 ein Transportband auf, das oberhalb der Arbeitsräume 24 verläuft. Die Maschinengehäuse 26 der Werkzeugmaschinen 15 sind oberhalb des Arbeitsraumes 24 zugänglich. Wird der Träger 30 in die Wechselstellung II bewegt, kann er an der Verbindung zwischen der Transfereinrichtung 55 und dem Arbeitsraum 24 ein Werkstück 20 entladen oder beladen. 13 shows a perspective view of several machine tools 15 placed next to each other. The machine tools 15 are connected to each other via a transfer device 55 for the transfer of workpieces 20. A workpiece 20 can therefore be transported from one machine tool 15 to the next machine tool 15 for different machining processes. In the exemplary embodiment, the transfer device 55 has a conveyor belt that runs above the work spaces 24. The machine housings 26 of the machine tools 15 are accessible above the work space 24. If the carrier 30 is moved to the change position II, it can unload or load a workpiece 20 at the connection between the transfer device 55 and the work space 24.

In den 4 bis 9 sind unterschiedliche Ausgestaltungen zur Anordnung der Werkzeuge 19 in einem Magazin 47 veranschaulicht. Eine Vielzahl von Abwandlungen und Kombinationen ist möglich. Die in den 4 bis 9 veranschaulichten Ausführungsformen des Magazins 47 können bei sämtlichen Ausführungsbeispielen der Werkzeugmaschine 15 verwendet werden. Weist die Werkzeugmaschine 15 mehrere Werkzeugspindeln 18 auf, können die in den 4 bis 9 dargestellten Magazine 47 pro Werkzeugspindel 18 einmal vorhanden sein.In the 4 to 9 Different configurations for arranging the tools 19 in a magazine 47 are illustrated. A large number of modifications and combinations are possible. The 4 to 9 The illustrated embodiments of the magazine 47 can be used in all embodiments of the machine tool 15. If the machine tool 15 has several tool spindles 18, the 4 to 9 Each of the magazines 47 shown must be present once per tool spindle 18.

Das Magazin 47 weist eine Mehrzahl von Aufnahmeplätzen für jeweils ein Werkzeug 19 auf, wobei von den vorhandenen Aufnahmeplätzen bzw. daran gelagerten Werkzeugen 19 beispielhaft jeweils nur einige dargestellt sind. Das Magazin 47 ist bei den in den 4 bis 9 veranschaulichten Ausführungsbeispielen als Kettenmagazin ausgebildet, wobei die Aufnahmeplätze für jeweils ein Werkzeug 19 entlang der Erstreckungsrichtung der Kette 56 nebeneinander angeordnet sind. Die Kette 56 kann entlang ihrer Erstreckungsrichtung durch eine oder mehrere Räder oder Rollen bewegt geführt und/oder angetrieben werden, um ein einzuwechselndes Werkzeug 19 im Werkzeugwechselbereich 25 zugänglich für die Werkzeugwechseleinheit 46 bzw. den Doppelgreifer 46a zu positionieren. Die Anzahl der Umlenkstellen für die Kette 56 kann variieren.The magazine 47 has a plurality of receiving locations for one tool 19 each, whereby only some of the existing receiving locations or tools 19 stored therein are shown as examples. The magazine 47 is in the 4 to 9 illustrated embodiments, it is designed as a chain magazine, with the receiving locations for each tool 19 being arranged next to one another along the direction of extension of the chain 56. The chain 56 can be guided and/or driven along its direction of extension by one or more wheels or rollers in order to position a tool 19 to be changed in the tool change area 25 so that it is accessible to the tool change unit 46 or the double gripper 46a. The number of deflection points for the chain 56 can vary.

Die Kette 56 des Magazins 47 kann vollständig außerhalb der Kontur des Maschinengehäuses 26 der Werkzeugmaschine 15 angeordnet sein (8). Dann muss entweder die Werkzeugwechseleinheit 46 nach außen zur Kette 56 greifen können oder es ist eine weitere Transporteinrichtung vom Magazin 47 zur Werkzeugwechseleinheit 46 erforderlich.The chain 56 of the magazine 47 can be arranged completely outside the contour of the machine housing 26 of the machine tool 15 ( 8th ). Then either the tool changing unit 46 must be able to reach outwards to the chain 56 or a further transport device from the magazine 47 to the tool changing unit 46 is required.

Die Kette 56 des Magazins 47 kann sich mit einem Abschnitt in die Kontur des Maschinengehäuses 26 der Werkzeugmaschine 15 hinein erstrecken (4 bis 7 und 9). Die Kette 56 kann sich abschnittsweise oberhalb des Maschinengehäuses 26 der Werkzeugmaschine 15 und/oder abschnittsweise seitlich neben dem Maschinengehäuse 26 der Werkzeugmaschine 15 erstrecken. Vorzugsweise durchsetzt die Kette 56 das Maschinengehäuse 26 nur an zwei Stellen, so dass ein einziger zusammenhängender Abschnitt der Kette 56 innerhalb der Kontur des Maschinengehäuses 26 und ein einziger anderer zusammenhängender Abschnitt der Kette 56 außerhalb der Kontur des Maschinengehäuses 26 verläuft. Wie es lediglich beispielhaft in 4 durch eine gepunktet dargestellte Alternative für den Verlauf der Kette 56 veranschaulicht ist, könnten alternativ auch mehr als zwei Durchtrittsstellen für die Kette 56 durch das Maschinengehäuse 26 vorhanden sein.The chain 56 of the magazine 47 can extend with a section into the contour of the machine housing 26 of the machine tool 15 ( 4 to 7 and 9 ). The chain 56 can extend in sections above the machine housing 26 of the machine tool 15 and/or in sections laterally next to the machine housing 26 of the machine tool 15. Preferably, the chain 56 only passes through the machine housing 26 at two points, so that a single continuous section of the chain 56 runs within the contour of the machine housing 26 and a single other continuous section of the chain 56 runs outside the contour of the machine housing 26. As is shown merely by way of example in 4 is illustrated by a dotted alternative for the course of the chain 56, alternatively there could also be more than two passage points for the chain 56 through the machine housing 26.

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine 15 mit einer Werkzeugspindel 18 und einem Werkstückhalter 29, der an einem Träger 30 angeordnet ist. Der Träger 30 ist über mehrere Antriebsanordnungen bzw. Maschinenachsen in mehreren linearen und rotatorischen Freiheitsgraden bewegbar. Die Werkzeugspindel 18 ist über eine erste Linearantriebsanordnung 22 vorzugsweise lediglich in einem einzigen linearen Freiheitsgrad bewegbar. Mittels einer ersten Rotationsantriebsanordnung 37 kann der Träger 30 zwischen einer Arbeitsstellung I und einer Wechselstellung II um eine erste Drehachse D1 geschwenkt werden. Die erste Drehachse D1 erstreckt sich in einer Vertikalebene schräg zur Vertikalen und schräg zur Horizontalen.The invention relates to a machine tool 15 with a tool spindle 18 and a workpiece holder 29, which is arranged on a carrier 30. The carrier 30 can be moved in several linear and rotary degrees of freedom via several drive arrangements or machine axes. The tool spindle 18 can be moved via a first linear drive arrangement 22, preferably only in a single linear degree of freedom. By means of a first rotary drive arrangement 37, the carrier 30 can be pivoted between a working position I and a change position II about a first axis of rotation D1. The first axis of rotation D1 extends in a vertical plane obliquely to the vertical and obliquely to the horizontal.

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

1515: WerkzeugmaschineMachine tool
1616: MaschinenbettMachine bed
1717: UntergrundUnderground
1818: WerkzeugspindelTool spindle
1919: WerkzeugTool
2020: Werkstückworkpiece
2121: WerkzeugschlittenTool carriage
2222: erste Linearantriebsanordnungfirst linear drive arrangement
2323: erste Linearführungfirst linear guide
2424: Arbeitsraumworking space
2525: WerkzeugwechselbereichTool changing area
2626: Maschinengehäuse Machine housing
2929: WerkstückhalterWorkpiece holder
3030: Trägercarrier
30a30a: TragteilSupporting part
30b30b: LagerteilBearing part
3131: zweite Linearantriebsanordnungsecond linear drive arrangement
3232: dritte Linearantriebsanordnungthird linear drive arrangement
3333: zweiter Schlittensecond sled
3434: zweite Linearführungsecond linear guide
3535: dritter Schlittenthird sled
3636: dritte Linearführungthird linear guide
3737: erste Rotationsantriebsanordnungfirst rotary drive arrangement
3838: Verbindungselement Connecting element
4242: zweite Rotationsantriebsanordnungsecond rotary drive arrangement
4343: dritte Rotationsantriebsanordnungthird rotary drive arrangement
4444: DrehtischTurntable
4545: WerkstückwechseleinheitWorkpiece changing unit
4646: WerkzeugwechseleinheitTool changing unit
46a46a: DoppelgreiferDouble gripper
4747: Magazinmagazine
4848: TrennelementSeparating element
4949: EntsorgungseinrichtungDisposal facility
5050: Entsorgungskanal Disposal channel
5555: TransfereinrichtungTransfer facility
5656: Kette Chain
αα: NeigungswinkelTilt angle
II: ArbeitsstellungWorking position
IIII: WechselstellungChange position
D1D1: erste Drehachsefirst axis of rotation
D2D2: zweite Drehachsesecond axis of rotation
D3D3: dritte Drehachsethird axis of rotation
xx: QuerrichtungTransverse direction
yy: HöhenrichtungAltitude direction
zz: LängsrichtungLongitudinal direction

Claims

Machine tool (15) comprising: - a tool spindle (18) for receiving a tool (19), - a workpiece holder (29) for holding a workpiece (20), which is arranged on a carrier (30), - a first linear drive arrangement (22) for moving a tool carriage (21) carrying the tool spindle (18) in a longitudinal direction (z), - a work space (24) in which the workpiece (20) is machined, and a tool changing area (25) separate from the work space (24), wherein the first linear drive arrangement (22) is designed to move the tool carriage (21) carrying the tool spindle (18) between the work space (24) and the tool changing area (25) in the longitudinal direction (z), - at least one further linear drive arrangement (31, 32), wherein each further linear drive arrangement (31, 32) is designed to move the carrier (30) in a height direction (y) or a transverse direction (x) at right angles to the longitudinal direction (z), - a first rotation drive arrangement (37) which is designed to pivot the carrier (30) between a working position (I) and a change position (II) about a first axis of rotation (D1) which extends parallel to a plane spanned by the height direction (y) and the longitudinal direction (z) and at an inclination angle (α) of less than 90° with respect to the longitudinal direction (z), - a second rotation drive arrangement (42) which is designed to rotate a turntable (44) of the carrier (30) about a second axis of rotation (D2), wherein the workpiece holder (29) is arranged on the turntable (44), - a third rotation drive arrangement (43) which is designed to rotate or pivot the carrier (30) about a third axis of rotation (D3) which is aligned at right angles to the second axis of rotation (D2), wherein the second axis of rotation (D2) and the third Rotation axis (D3) extend through a workpiece (20) arranged on the workpiece holder (29) and intersect at one point.

Machine tool according to Claim 1 , characterized in that a workpiece changing unit (45) is provided which is designed to carry out an automatic workpiece change with the carrier (30) in the change position (II).

Machine tool according to Claim 1 or 2 , characterized in that the workpiece holder (29) is arranged in the change position (II) of the carrier (30) above a supporting part (30a) of the carrier (30) on which the workpiece holder (29) is arranged.

Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the tool slide (21) with the tool spindle (18) is movable exclusively in a linear degree of freedom.

Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the second axis of rotation (D2) is aligned horizontally in the working position (I) of the carrier (30) and/or that the second axis of rotation (D2) is aligned vertically in the change position (II) of the carrier (30).

Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the third axis of rotation (D3) is aligned vertically in the working position (I) of the carrier (30) and/or that the third axis of rotation (D3) is aligned horizontally in the change position (II) of the carrier (30).

Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the first rotary drive arrangement (37) is movable in the transverse direction (x) by means of a second linear drive arrangement (31).

Machine tool according to Claim 7 , characterized in that the second linear drive arrangement (31) is movable in the height direction (y) by means of a third linear drive arrangement (32).

Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that a tool changing unit (46) is present in the tool changing area (25), which is designed to carry out an automatic tool change.

Machine tool according to Claim 9 , characterized in that the tool changing unit (46) is designed to remove a tool (19) to be changed from a magazine (47) with several tools (19), to remove the tool (19) clamped in the tool spindle (18) and to exchange the two tools (19).

Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that a machine bed (16) is present which has the same rigidity on both sides with respect to a longitudinal center plane, the longitudinal center plane being aligned at right angles to the transverse direction (x).