DE69819821T2

DE69819821T2 - Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE69819821T2
Application number: DE69819821T
Authority: DE
Inventors: Yoshio Nagoya-shi Wakazono; Kazuo Kariya-shi Machida; Iida Ama-gun Wataru; Katsuhiko Anjo-shi Takeuchi
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1997-07-24
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2018-07-25
Also published as: EP0893196A3; EP1402994B1; DE69838351D1; DE69838351T2; EP0893196A2; EP1402994A3; EP0893196B1; US6161995A; DE69819821D1; EP1402994A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstückes durch Bewegen einer Werkzeugspindel in drei Richtungen, die zueinander senkrecht verlaufen, relativ zum Werkstück, genauer gesagt eine Werkzeugmaschine in einer solchen Form, daß eine Vorschubbewegung einer Werkzeugspindel in mindestens einer Richtung von einem linearen Motor bewirkt wird.
Bei dieser Art von Werkzeugmaschine, die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (JP-A) 8-318 445 offenbart ist, ist ein Kastenrahmen 481 auf einer Basis 480 angeordnet, um einen Bock 483 an einem oberen und unteren Endabschnitt desselben innerhalb eines rechteckigen Fensters 482 zu führen, das im Kastenrahmen 481 geöffnet ist, wie in den 1 und 2 gezeigt. Der Bock 483 wird in X-Achsen-Richtung von einem Paar von Linearmotoren 484 und 485 bewegt, die jeweils zwischen dem oberen und unteren Endabschnitt des Bocks 483 und gegenüberliegenden Flächen des Rahmens 481 angeordnet sind.
Der Bock 483 besitzt ein rechteckiges Fenster 486, in dem ein Sattel 487 mit Hilfe eines Paares von rechten und linken linearen Führungsmechanismen (nicht gezeigt) innerhalb des rechteckigen Fensters 486 so geführt wird, daß er in Y-Achsen-Richtung durch ein Paar von rechten und linken Linearmotoren 488 bewegbar ist und bewegt wird. Ein Stößel 490 wird von einem linearen Führungsme chanismus (nicht gezeigt) so am Sattel 487 geführt, daß er von einem Linearmotor (nicht gezeigt) in Z-Achsen-Richtung vorwärts und rückwärts bewegbar ist. Der Stößel 490 lagert des weiteren drehbar eine Werkzeugspindel 490a, die von einem Antriebsmotor (nicht gezeigt) um die Z-Achse gedreht wird.
Jeder der linearen Führungsmechanismen zum Führen des Bocks 483 an der linken und rechten Seite in X-Achsen-Richtung besteht aus einem unteren linearen Führungsmechanismus 491 einschließlich einer Führungsschiene und eines darauf laufenden Lagerblocks sowie einem oberen linearen Führungsmechanismus 492. Der untere lineare Führungsmechanismus 491 ist zwischen einer Unterseite des Bocks 483 und einem unteren Trägerelement 481c des Kastenrahmens 481 angeordnet, während der obere lineare Führungsmechanismus 492 zwischen einer Vorderseite eines Querträgers 481a des Rahmens 481 und einer Rückseite eines gegenüberliegenden oberen Abschnittes des Bocks 483 angeordnet ist.
Da bei der vorstehend erwähnten herkömmlichen, von einem Linearmotor angetriebenen Werkzeugmaschine der Bock 483 so angeordnet ist, daß er im rechteckigen Fenster 482, das sich im Rahmen 481 öffnet, bewegbar ist, wird der Hub des Bockes 483 in Y-Achsen-Richtung durch ein rechtes und linkes Säulenelement 481b des Rahmens 481 begrenzt.
Ferner ist der Querträger 481a des Rahmens 481 so angeordnet, daß er eine obere Endfläche des Bocks 483 be deckt, so daß die Höhe des Rahmens 481 zunimmt und auf diese Weise das Volumen der Werkzeugmaschine vergrößert wird.
Da des weiteren der untere lineare Führungsmechanismus 491 zum Führen des unteren Endabschnittes des Bocks 483 in X-Achsen-Richtung an einer Unterseite einer Basisplatte 483a des Bocks 483 montiert ist, müssen im Falle einer Inspektion, Wartung und eines Austausches des linearen Führungsmechanismus und des Linearmotors 488 zur Bewegung des an der rechten und linken Endfläche des rechteckigen Fensters 486 im Bock 483 montierten Sattels 487 separat sämtliche Elemente, die auf der Basisplatte 483c des Bocks 483 vorgesehen sind, entfernt werden. Dies kann daher eine aufwendige erneute Montage des linearen Führungsmechanismus und des Linearmotors nach der Inspektion, Wartung und dem Austausch desselben erforderlich machen.
Als nächstes wird eine in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (JP-A) 8-318 445 beschriebene Werkzeugmaschine in größeren Einzelheiten in Verbindung mit den schematischen Darstellungen der 3 und 4 in bezug auf den Stand der Technik erläutert.
Wie 3 zeigt, ist der Bock 483 in einem Rahmen (nicht gezeigt) über das Paar des oberen und unteren linearen Führungsmechanismus 491 und 492 vorgesehen, um entlang der X-Achse gleitend angetrieben zu werden. Die linearen Führungsmechanismen 491 und 492 für den X-Achsen-Antrieb sind parallel in Y-Achsen-Richtung ange ordnet, in der die Werkzeugspindel 490a um die Z-Achse dazwischen drehbar gelagert ist. Der untere lineare Führungsmechanismus 491 besteht aus einer geraden Schiene 101, die sich entlang der X-Achse erstreckt, und einem rechten und linken Lagerblock 103 und 104, die gleitend damit in Eingriff stehen. Die gerade Schiene 101 ist am Rahmen fixiert, während die Lagerblöcke 103 und 104 am Bock 483 fixiert sind.
Entsprechend dem unteren linearen Führungsmechanismus 491 besteht der obere lineare Führungsmechanismus 492 aus einer geraden Schiene 102, die am Rahmen fixiert ist, und einem rechten und linken Lagerblock 105 und 106, die gleitend damit in Eingriff stehen und am Bock 483 fixiert sind. Eine X-Achsen-Führungseinrichtung zum gleitenden Führen des Bocks 483 entlang der X-Achse besteht aus dem Paar des oberen und unteren linearen X-Achsen-Führungsmechanismus 491 und 492, wie vorstehend beschrieben. Des weiteren sind in der X-Achsen-Führungseinrichtung vier Lagerblöcke 103, 104, 105 und 106, die am Bock 483 fixiert sind, in der gleichen Ebene senkrecht zur Z-Achse angeordnet.
Des weiteren ist der Sattel 487 so am Bock 483 über lineare Y-Achsen-Führungsmechanismen 422 und 424 vorgesehen, das er entlang der Y-Achse gleiten kann. Die linearen Y-Achsen-Führungsmechanismen 422 und 424 sind parallel zur X-Achsen-Richtung angeordnet, wobei die Werkzeugspindel 490a drehbar dazwischen gelagert wird. Der rechte lineare Y-Achsen-Führungsmechanismus 424 besteht aus einer geraden Schiene 110, die sich entlang der Y- Achse erstreckt, und einem unteren und oberen Lagerblock 112 und 114, die gleitend damit in Eingriff stehen. Die gerade Schiene 110 ist am Bock 483 fixiert, und die Lagerblöcke 112 und 114 sind am Sattel 487 fixiert.
Entsprechend dem rechten linearen Y-Achsen-Führungsmechanismus 424 besteht der linke lineare Y-Achsen-Führungsmechanismus 422 aus einer geraden Schiene 111, die am Bock 483 fixiert ist, und einem unteren und oberen Lagerblock 113 und 115, die gleitend mit der geraden Schiene 111 in Eingriff stehen und am Sattel 487 fixiert sind. Die Y-Achsen-Führungseinrichtung zum gleitenden Führen des Sattels 487 in Y-Achsen-Richtung besteht aus den Paaren des rechten und linken linearen Y-Achsen-Führungsmechanismus 422 und 424, die vorstehend erwähnt wurden. Des weiteren sind in der Y-Achsen-Führungseinrichtung vier Lagerblöcke 112, 113, 114 und 115, die am Sattel 487 fixiert sind, in der gleichen Ebene senkrecht zur Z-Achse angeordnet.
Wie 4 zeigt, ist der Stößel 490 im Sattel 487 über lineare Y-Achsen-Führungsmechanismen 432 und 434 gleitend entlang der Z-Achse angeordnet. Die linearen Z-Achsen-Führungsmechanismen 432 und 434 sind parallel in X-Achsen-Richtung unterhalb der Werkzeugspindel 490a angeordnet. Der rechte lineare Z-Achsen-Führungsmechanismus 434 besteht aus einer geraden Schiene 125, die sich entlang der Z-Achse erstreckt, und einem hinteren und vorderen Lagerblock 121 und 123, die gleitend damit in Eingriff stehen. Die gerade Schiene 125 ist am Stößel 490 fixiert, und die Lagerblöcke 121 und 123 sind am Sattel 487 fixiert.
Entsprechend dem rechten Z-Achsen-Führungsmechanismus 434 besteht der linke lineare X-Achsen-Führungsmechanismus 432 aus einer geraden Schiene 126, die am Stößel 490 fixiert ist, und einem hinteren und vorderen Lagerblock 122 und 124, die gleitend damit in Eingriff stehen und am Sattel 487 fixiert sind. Die Z-Achsen-Führungseinrichtung zum gleitenden Führen des Stößels 490 entlang der Z-Achse besteht aus dem Paar des linken und rechten linearen Z-Achsen-Führungsmechanismus 432 und 434, wie vorstehend beschrieben. Ferner sind in der Z-Achsen-Führungseinrichtung vier Lagerblöcke 121, 122, 123 und 124, die am Stößel 490 fixiert sind, in der gleichen Ebene senkrecht zur Y-Achse angeordnet.
Bei dieser Werkzeugmaschine sind die vier Lagerblöcke 103, 104, 105 und 106 der X- Achsen-Führungseinrichtung, die in der gleichen Ebene senkrecht zur Z-Achse angeordnet sind, um den Bock 483 zu lagern, an einer Vorderseite desselben fixiert. In entsprechender Weise sind die vier Lagerblöcke 112, 113, 114 und 115 der Y-Achsen-Führungseinrichtung zum Lagern des Sattels 487 an einer Vorderseite desselben fixiert. Bei einer derartigen Konstruktion werden Schneidkräfte, die auf die Werkzeugspindel 490a einwirken, in einem Schneidvorgang des Werkstücks konzentrisch auf jede der Vorderseiten des Bocks 483, die die Lagerblöcke 103, 104, 105 und 106 fixieren, und des Sattels 487, die die Lagerblöcke 112, 113, 114 und 115 fixieren, aufgebracht.
Jede der Vorderseiten des Bocks 483 und des Sattels 487 muß somit eine hohe Steifigkeit besitzen, um der Schneidkraft entgegenzuwirken, die auf die Werkzeugspindel 490a einwirkt. Bei der herkömmlichen Werkzeugmaschine ist die Steifigkeit der Vorderseite erhöht, indem die Dicke einer jeden Vorderseite des Bocks 483 und Sattels 487 vergrößert ist. Da jedoch die Dickenerhöhung der Vorderseiten des Bocks 483 und des Sattels 487 in bezug auf die Schneidkraft keine Auswirkungen auf die anderen Abschnitte hiervon hat, wird das Gesamtgewicht stark vergrößert, wodurch eine Gewichtsverringerung des Bocks 483 und des Sattels 487 verhindert wird.
Ferner wird der Stößel 490 von den vier Lagerblöcken 121, 122, 123 und 124 der Z-Achsen-Führungseinrichtung gelagert, die in der gleichen Ebene senkrecht zur Y-Achse angeordnet sind. Dies bewirkt ein ähnliches Problem wie bei dem Bock 483 und dem Sattel 487. Generell kann man sagen, daß eine Gewichtsreduzierung der Gleitelemente im Bock 483, Sattel 487 und Stößel 490 und eine Erhöhung von deren Steifigkeit einander zuwider laufen. Bei einer Werkzeugmaschine, die von einem Linearmotor angetrieben wird, von dem das Gleitelement mit einer hohen Geschwindigkeit positioniert wird, ist es jedoch besonders wichtig, die vorstehend erwähnten Probleme gleichzeitig zu lösen.
Des weiteren beschreibt die EP 0 742 072 A2 gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 eine Werkzeugmaschine mit einem Stößel, einem Sattel und einem Bock, die rela tiv zueinander beweglich sind, um eine Werkzeugspindel im Stößel in X-, Y- und Z-Richtung eines Cartesischen Koordinatensystems zu bewegen. Der Stößel wird mit Hilfe eines Paares von parallelen Führungsschienen geführt, um relativ zu einem Sattel zu gleiten, und der Sattel kann in einem Paar von parallelen Führungsschienen gleiten, die am Bock angeordnet sind. Der Bock kann in einem Paar von parallelen Führungsschienen des Vorrichtungsrahmens gleiten. Diese Elemente werden jeweils von einer Führung und einer Führungsschieneneinheit geführt, die in der Bewegungsebene des entsprechenden Elementes angeordnet sind, und diese Elemente werden zur Durchführung einer Relativbewegung von Linearmotoren angetrieben.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, die eine verbesserte Steifigkeit eines Gleitelementes zur rationellen Aufnahme einer Schneidkraft, die auf eine Werkzeugspindel einwirkt, aufweist, ohne das Gewicht des Gleitelementes beträchtlich zu erhöhen.
Dieses Ziel wird mit einer Werkzeugmaschine erreicht, die die Merkmale von Patentanspruch 1 aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Da die drei Lagerpunkte so angeordnet sind, daß sie die Scheitelpunkte eines Dreiecks – in X-Achsen-Richtung gesehen – bilden, kann eine auf die Werkzeugspindel einwirkende Schneidkraft rationell aufgenommen werden. Auf diese Weise kann die Notwendigkeit einer Erhöhung der Steifigkeit durch Vergrößerung der Dicke des Gleitelementes in Verbindung mit einem Anstieg von dessen Gewicht vermieden werden. Somit kann das Gewicht des Gleitelementes verringert werden, wodurch eine Hochgeschwindigkeitszuführung desselben verwirklicht werden kann, was zu einer verkürzten Arbeitszeit der Werkzeugmaschine führt.
In dem Fall, in dem zwei Lagerpunkte von den drei Lagerpunkten der X-Achsen-Führungseinrichtung und zwei Lagerpunkte von den drei Lagerpunkten der Y-Achsen-Führungseinrichtung in der gleichen Ebene senkrecht zur Z-Achse angeordnet sind, können der Bock und der Sattel auf kompakte Weise relativ zur Z-Achse angeordnet werden.
In dem Fall, in dem die drei Lagerpunkte der Z- Achsen-Führungseinrichtung so angeordnet sind, daß sie Scheitelpunkte eines gleichschenkligen Dreiecks mit einer horizontalen Grundlinie, von der Z-Achsen-Richtung aus gesehen, bilden, kann mit der herabgesetzten Zahl von Lagerpunkten eine wirksame Lagerung in der Vorderseite des Stößels erfolgen, wodurch ein Herabhängen durch Schwerkraft während der Vorwärtsbewegung des Stößels vermieden wird. Ferner kann eine hohe Steifigkeit erzielt werden, mit der die auf die Werkzeugspindel einwirkende Schneidkraft aufgenommen werden kann.
Es folgt nunmehr eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen. Hiervon zeigen:
1 eine Vorderansicht einer herkömmlichen Werkzeugmaschine, die von einem Linearmotor angetrieben wird;
2 eine Schnittansicht entlang Linie B-B der in 1 gezeigten, von einem Linearmotor angetriebenen herkömmlichen Werkzeugmaschine;
3 eine schematische Ansicht der Beziehung zwischen einem Bock und einem Sattel bei einer anderen herkömmlichen Werkzeugmaschine, die von einem Linearmotor angetrieben wird;
4 eine schematische Ansicht der Beziehung zwischen einem Sattel und einem Stößel bei einer anderen herkömmlichen Werkzeugmaschine, die von dem in 4 gezeigten Linearmotor angetrieben wird;
5 eine schematische Vorderansicht einer von einem Linearmotor angetriebenen Werkzeugmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 eine Schnittansicht entlang Linie A-A in 5;
7 eine Vorderansicht eines Umfangsabschnittes eines Sattels gemäß der ersten Ausführungsform;
8 eine schematische Ansicht der Beziehung zwischen einem Bock und einem Sattel gemäß der ersten Ausführungsform;
9 eine schematische Ansicht der Beziehung zwischen einem Sattel und einem Stößel gemäß der ersten Ausführungsform;
10 eine Ansicht einer Anordnung eines Lagerblocks in der X-Achsen-Führungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
11 eine Ansicht einer Anordnung eines Lagerblocks in der Y- Achsen-Führungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
12 eine Ansicht einer Anordnung eines Lagerblocks in der Z- Achsen-Führungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
13 eine Draufsicht einer von einem Linearmotor angetriebenen Werkzeug maschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 eine rechte Seitenansicht einer von einem Linearmotor angetriebenen Werkzeugmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform;
15 eine Vorderschnittansicht entlang der Linie A-A der in 13 gezeigten zweiten Ausführungsform;
16 eine perspektivische Ansicht eines rechten Endabschnittes eines unteren Trägerelementes, das einen Bock gemäß der zweiten Ausführungsform bildet;
17 eine perspektivische Ansicht der Beziehung zwischen einem vertikalen Trägerelement und einem unteren Trägerelement, das einen Bock gemäß der zweiten Ausführungsform bildet;
18 eine Ansicht der Beziehung zwischen einer Anordnung eines Lagerblocks zum Führen eines Sattels in Y- Achsen-Richtung und der Anordnung eines Lagerblocks zum Führen eines Bocks in X-Achsen-Richtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
19 eine Ansicht der Beziehung zwischen einer Anordnung eines Lagerblocks zum Führen eines Stößels in Z-Achsen-Richtung und der Anordnung eines Lagerblocks zum Führen eines Sattels in Y-Achsen-Richtung gemäß der zweiten Ausführungsform; und
20 eine rechte Seitenansicht einer von einem Linearmotor angetriebenen Werkzeugmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
(Erste Ausführungsform)
Es wird nunmehr eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Gleiche Bezugszeichen werden für Teile verwendet, die die gleiche Funktion wie beim Stand der Technik besitzen.
Gemäß den 5 und 6 ist ein Rahmen 40 mit einer Basis 42, einem rechten und linken Seitenelement 44 und einem oberen Element 46 so zusammengebaut, daß er im wesentlichen Kastenform besitzt. Ein Tisch zur Lagerung eines Werkstücks (nicht gezeigt) ist an einem Vorderabschnitt der Basis 42 vorgesehen.
Ein Bock 50, der in einem Innenraum des Rahmens 40 angeordnet ist, ist mit einem unteren Element 52, einem rechten und linken Seitenelement 54 und einem oberen Element 56 so zusammengebaut, daß er die Form eines vertikalen Kastens besitzt. Ein Sattel 60, der im Innenraum des Bocks 50 angeordnet ist, hat ebenfalls im wesentlichen Kastenform. Ein Stößel 70, der sich in einem Innenraum des Sattels 60 befindet, hat im wesentlichen die Form eines polygonalen Zylinders, der sich entlang einer Z-Achse erstreckt. Eine Werkzeugspindel 100 ist drehbar in einem vorderen Endabschnitt des Stößels 70 um die Z-Achse gelagert. Bei dieser Ausführungsform ist ein Werkzeug, beispielsweise ein drehbares Schneidwerkzeug (nicht gezeigt), das eine Fräsvorrichtung aufweist, an der Werkzeugspindel 100 befestigt. Im Stößel 70 ist ein eingebauter Motor (nicht gezeigt) zum Drehen der Werkzeugspindel 100 vorgesehen.
Der Bock 50, der Sattel 60 und der Stößel 70 sind über hiernach beschriebene Führungseinrichtungen am Rahmen 40 in X-, Y- und Z-Achsen-Richtungen gleitend geführt. In 9 ist der Stößel 70 in einer vorderen Position mit einer strichpunktierten Linie gezeigt.
Gemäß den 5, 6 und 8 ist der Bock 50 über drei Sätze von linearen X-Achsen-Führungen 12, 14 und 16 in X-Achsen-Richtung gleitend gelagert. Die beiden Sätze der oberen und unteren linearen X-Achsen-Führungen 12 und 14 am vorderen Ende sind im vorderen Bereich des Rahmens 40 parallel zueinander angeordnet und halten die Werkzeugspindel 100 dazwischen. Die hintere lineare X- Achsen-Führung 16 ist im hinteren Abschnitt des Rahmens 40 parallel zur unteren linearen X-Achsen-Führung 14 am vorderen Ende angeordnet.
Die untere lineare X-Achsen-Führung 14 am vorderen Ende besteht aus einer geraden Schiene 101, die sich in X-Achsen-Richtung erstreckt, und einem rechten und linken Lagerblock 103 und 104, die gleitend damit in Eingriff stehen. Die gerade Schiene 101 ist an der Basis 42 des Rahmens 40 fixiert, und die Lagerblöcke 103 und 104 sind an den Unterseiten des rechten und linken Seitenelementes 54 des Bocks 50 fixiert.
Die obere lineare X-Achsen-Führung 12 am vorderen Ende besteht aus einer geraden Schiene 102, die am oberen Element 46 des Rahmens 40 fixiert ist, und einem rechten und einem linken Lagerblock 105 und 106, die gleitend damit in Eingriff stehen und am oberen Element 56 des Bocks 50 fixiert sind. Die hintere lineare X-Achsen-Führung 16 besteht aus einer geraden Schiene 101a, die an der Oberseite der Basis 42 des Rahmens 40 fixiert ist, und einem rechten und linken Lagerblock 103a und 104a, die gleitend damit in Eingriff stehen und am unteren Element 52 unter den Seitenelementen 54 des Bocks 50 fixiert sind. Daher ist in der Unterseite eines jeden Seitenelementes 54 ein Stufenabschnitt ausgebildet, in dem ein hinterer Abschnitt in Z-Achsen-Richtung in einer höheren Position als ein Vorderabschnitt positioniert ist. Beide Endabschnitte des unteren Elementes 52 in X-Achsen-Richtung sind am Stufenabschnitt angeordnet.
Die X-Achsen-Führungseinrichtung zum gleitenden Führen des Bocks 50 in X-Achsen-Richtung besteht aus den drei Sätzen von linearen X-Achsen-Führungen 12, 14 und 16. Wie in 5 gezeigt, befindet sich der Mittelpunkt einer jeden linearen X-Achsen-Richtung 12, 14 und 16 in X- Achsen-Richtung im wesentlichen auf einer Mittellinie L entlang der Y-Achse senkrecht zum Drehpunkt der Werkzeugspindel 100.
Die Beziehung zwischen den Lagerblöcken 103, 103a, 104, 104a, 105 und 106, die am Bock 50 fixiert sind, wird anhand der schematischen Ansicht der 10 erläutert. In 10 ist 10(a) eine linke Seitenansicht, 10(b) eine Vorderansicht, 10(c) eine rechte Seitenansicht und 10(d) eine Draufsicht. Die drei in 10(a) dargestellten Lagerblöcke 104, 104a und 106 sind in den Scheitelpunkten eines rechtwinkligen Dreiecks, von der linken Seite in X-Achsen-Richtung aus gesehen, angeordnet. In entsprechender Weise sind die drei in 10(c) gezeigten Lagerblöcke 103, 103a und 105 in den Scheitelpunkten eines rechtwinkligen Dreiecks, von der rechten Seite in X-Achsen-Richtung aus gesehen, in der gleichen Weise wie die Lagerblöcke 104, 104a und 106 angeordnet.
Des weiteren sind die in 10(b) dargestellten vier Lagerblöcke 103, 104, 105 und 106 in der gleichen Ebene senkrecht zur Z-Achse angeordnet. Die in 10(d) dargestellten vier Lagerblöcke 103, 103a, 104 und 104a sind in der gleichen Ebene senkrecht zur Y-Achse angeordnet.
Wie die 5, 7 und 8 zeigen, ist der Sattel 60 in Y- Achsen-Richtung im Bock 50 über ein Paar von linken und rechten vorderen linearen Y-Achsen-Führungen 22 und 24 und ein Paar von linken und rechten hinteren linearen Y-Rchsen-Führungen 26 und 28 gleitend angeordnet. Die linke und rechte vordere lineare Y-Achsen-Führung 22 und 24 sind parallel zur X-Achsen-Richtung angeordnet und halten die Werkzeugspindel 100 dazwischen. Die linke und rechte hintere lineare Y-Achsen-Führung 26 und 28 sind an der Rückseite der vorderen linearen Y-Achsen-Führungen 22 und 24 parallel zur X-Achsen-Richtung angeordnet. Bei einer derartigen Konstruktion sind die linken und rechten linearen Y-Achsen-Führungen 22, 26, 24 und 28 symmetrisch zur Y-Achse senkrecht zur Drehachse der Werkzeugspindel 100 vorgesehen.
Die rechte vordere lineare Y-Achsen-Führung 24 besteht aus einer geraden Schiene 110, die sich entlang der Y-Achse erstreckt, und einem unteren und oberen Lagerblock 112 und 114, die gleitend damit in Eingriff stehen. Die gerade Schiene 110 ist am Seitenelement 54 am rechten Endabschnitt des Bocks 50 fixiert, und die Lagerblöcke 112 und 114 sind an einer Seitenfläche des Sattels 60 fixiert. In entsprechender Weise besteht die linke vordere lineare Y-Achsen-Führung 22 aus einer geraden Schiene 111, die am Seitenelement 54 an einem linken Endabschnitt des Bocks 50 fixiert ist, und dem unteren und oberen Lagerblock 113 und 115, die gleitend damit in Eingriff stehen und an einer Seitenfläche des Sattels 60 fixiert sind.
Die rechte hintere lineare Y-Achsen-Führung 28 besteht aus einer geraden Schiene 110a, die sich entlang der Y-Achse erstreckt, und einem Lagerblock 112a, der gleitend damit in Eingriff steht. Die gerade Schiene 110a ist am Seitenelement 54 am rechten Endabschnitt des Bocks 50 fixiert, und der Lagerblock 112a ist an der Seitenfläche des Sattels 60 fixiert. In entsprechender Weise besteht die linke hintere lineare Y-Achsen-Führung 26 aus einer geraden Schiene 111a, die an einem Seitenelement 54 am linken Endabschnitt des Bocks 50 fixiert ist, und dem Lagerblock 113a, der gleitend damit in Eingriff steht und an der Seitenfläche des Sattels 60 fixiert ist.
Die Y-Achsen-Führungseinrichtung zum gleitenden Führen des Sattels 60 in Y-Achsen-Richtung besteht aus den vier linearen Y-Achsen-Führungen 22, 24, 26 und 28, die vorstehend beschrieben wurden.
Die Lagebeziehung zwischen den Lagerblöcken 112, 112a, 113, 113a, 114 und 115, die am Sattel 60 fixiert sind, wird in Verbindung mit 11 erläutert. 11(a) ist eine linke Seitenansicht, 11(b) ist eine Vorderansicht, 11(c) ist eine rechte Seitenansicht und 11(d) ist eine Draufsicht. Die in 11(a) dargestellten Lagerblöcke 113, 113a und 115 sind in den Scheitelpunkten eines rechtwinkligen Dreiecks, von der linken Seite in X-Achsen-Richtung aus gesehen, angeordnet. Die vorderen Lagerblöcke 113 und 115 der drei sind in der gleichen Ebene senkrecht zur Z-Achse zusammen mit den zwei linken Vorderend-Lagerblöcken 104 und 106 (siehe 10(a)) in der X-Achsen-Führungseinrichtung angeordnet.
In entsprechender Weise sind die in 11(c) dargestellten Lagerblöcke 112, 112a und 114 in den Scheitelpunkten eines rechtwinkligen Dreiecks, von der rechten Seite in X-Achsen-Richtung aus gesehen, angeordnet. Die vorderen Lagerblöcke 103 und 105 der drei sind in der gleichen Ebene senkrecht zur Z-Achse zusammen mit den rechten Vorderend-Lagerblöcken 112 und 114 (siehe 10(c)) in der X-Achsen-Führungseinrichtung angeordnet.
Die in 11(b) dargestellten Lagerblöcke 112, 113, 114 und 115 sind in der gleichen Ebene senkrecht zur Z-Achse vorgesehen. Die in 11(d) gezeigten Lagerblöcke 112, 112a, 113 und 113a sind in der gleichen Ebene senkrecht zur Y-Achse angeordnet.
Wie die 6, 7 und 9 zeigen, wird der Stößel 70 in Z-Achsen-Richtung im Sattel 60 über drei Paare von linearen Z-Achsen-Führungen 32, 34 und 36 gelagert. Die linke und rechte lineare Z-Achsen-Führung 32 und 34 sind parallel zur X-Achsen-Richtung an einem unteren Abschnitt der Werkzeugspindel 100 angeordnet. Die obere lineare Z-Achsen-Führung 36 ist über der Werkzeugspindel 100 parallel zu den unteren linearen Z-Achsen-Führungen 32 und 34 in Y-Achsen-Richtung vorgesehen. Wie in 5 gezeigt, sind die linke und rechte lineare Z-Achsen-Führung 32 und 34 symmetrisch zur X-Achsen-Richtung um die Mittellinie L entlang der Y-Achse senkrecht zur Drehachse der Werkzeugspindel 100 vorgesehen. Ferner ist die lineare Führung 36 im wesentlichen auf der Mittellinie L angeordnet.
Wie die 6, 7 und 9 zeigen, besteht die rechte untere lineare Z-Achsen-Führung 34 aus einer geraden Schiene 125, die sich entlang der Z-Achse erstreckt, und einem vorderen und hinteren Lagerblock 121 und 123, die gleitend damit in Eingriff stehen. Die gerade Schiene 125 ist an einer Unterseite des Stößels 70 fixiert, und die Lagerblöcke 121 und 123 sind an einem rechten unteren Abschnitt des Sattels 60 fixiert. In entsprechender Weise besteht die linke untere lineare Z-Achsen-Führung 32 aus einer geraden Schiene 126, die an der Unterseite des Stößels 70 fixiert ist, und einem vorderen und hinteren Lagerblock 122 und 124, die gleitend damit in Eingriff stehen und an einem linken unteren Abschnitt des Sattels 60 fixiert sind.
Die obere lineare Z-Achsen-Führung 36 besteht aus einer geraden Schiene 118, die sich entlang der Z-Achse erstreckt, und einem Lagerblock 117, der gleitend damit in Eingriff steht. Die gerade Schiene 118 ist an einer Oberseite des Stößels 70 fixiert, während der Lagerblock 117 an einer oberen Innenfläche des Sattels 60 fixiert ist.
Die Z-Achsen-Führungseinrichtung zum gleitenden Führen des Stößels 70 entlang der Z-Achse besteht aus den drei Sätzen der linearen Z-Achsen- Führungen 32, 34 und 36, wie vorstehend beschrieben.
Die Lagebeziehung zwischen den Lagerblöcken 121, 122, 123, 124 und 117, die am Sattel 60 fixiert sind, wird in Verbindung mit 12 erläutert. 12(a) ist eine linke Seitenansicht, 12(b) eine Vorderansicht, 12(c) eine rechte Seitenansicht und 12(d) eine Draufsicht. Die in 12(a) gezeigten Lagerblöcke 117, 122 und 124 sind in Scheitelpunkten eines rechtwinkligen Dreiecks, von der linken Seite in X-Achsen-Richtung aus gesehen, angeordnet. In entsprechender Weise sind die in 12(c) gezeigten Lagerblöcke 117, 121 und 123 in Scheitelpunkten eines rechtwinkligen Dreiecks, von der rechten Seite in X-Achsen-Richtung aus gesehen, angeordnet.
Ferner sind die in 12(b) gezeigten Lagerblöcke 117, 121 und 122 in der gleichen Ebene senkrecht zur Z-Achse und in Scheitelpunkten eines gleichschenkligen Dreiecks (einschließlich eines gleichseitigen Dreiecks) angeordnet. Darüber hinaus sind die in 12(d) gezeigten Lagerblöcke 121, 122, 123 und 124 in der gleichen Ebene senkrecht zur Y-Achse vorgesehen.
Der Bock 50, der Sattel 60 und der Stößel 70 werden in Axialrichtungen von einem bekannten Linearmotor angetrieben. Genauer gesagt, wie in 6 gezeigt, sind ein oberer und unterer X-Achsen-Linearmotor 210 vertikal symmetrisch in Y-Achsen-Richtung zwischen dem Rahmen und dem Bock 50 angeordnet. Der X-Achsen-Linearmotor 210 besitzt einen Spulenstator 212, der am Bock 50 vorgesehen ist, und einen Magneten 214, der am Rahmen 40 vorgesehen ist. In entsprechender Weise sind ein linker und rechter Y-Achsen-Linearmotor 220 (nur der linke Motor ist in 6 gezeigt) seitlich symmetrisch zwischen dem Bock 50 und dem Sattel 60 angeordnet. Der Y-Achsen-Linearmotor 220 besitzt einen Spulenstator 222, der am Sattel 60 vorgesehen ist, und einen Magneten 224, der am Bock 50 vorgesehen ist. Wie in 7 gezeigt, ist ein Z-Achsen-Linearmotor 230 zwischen dem Sattel 60 und dem Stößel 70 vorgesehen. Der Z-Achsen-Linearmotor 230 besitzt einen Spulenstator 232, der am Sattel 60 vorgesehen ist, und einen Magneten 234, der am Stößel 70 vorgesehen ist.
Bei der vorstehend beschriebenen Werkzeugmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die X-Achsen-Führungseinrichtung mit drei Lagerblöcken 104, 104a und 106 (siehe 10(a)) und 103, 103a und 105 (siehe 10(c)) versehen, die in den Scheitelpunkten eines rechtwinkligen Dreiecks angeordnet sind. In entsprechender Weise ist die Y-Achsen-Führungseinrichtung mit drei Lagerblöcken 113, 113a und 115 (siehe 11(a)) und 112, 112a und 114 (siehe 11(c)) versehen, die in den Scheitelpunkten eines rechtwinkligen Dreiecks angeordnet sind. Ferner ist die Z-Achsen-Führungseinrichtung mit drei Lagerblöcken 117, 122 und 124 (siehe 12(a)) und 117, 121 und 123 (siehe 12(c)) vorgesehen, die in den Scheitelpunkten eines rechtwinkligen Dreiecks angeordnet sind. Daher kann die auf die Werkzeugspindel 100 einwirkende Schneidkraft über die entsprechenden Führungseinrichtungen gleichmäßig auf den Bock 50, den Sattel 60 und den Stößel 70 einwirken. Auf diese Weise kann die Steifig keit des Bocks 50, des Sattels 60 und des Stößels, auf die die auf die Werkzeugspindel 100 einwirkende Schneidkraft einwirkt, erhöht werden, ohne das Gewicht übermäßig zu vergrößern. Somit können das Gewicht des Bocks 50, des Sattels 60 und des Stößels 70 verringert werden. Hierdurch können die Geschwindigkeit und Beschleunigung des Bocks 50, Sattels 60 und Stößels 70 der bei dieser Ausführungsform gezeigten Werkzeugmaschine mit Linearmotorantrieb erhöht werden.
In bezug auf die Führungseinrichtungen für die X-Achse, Y-Achse und Z-Achse ist es ausreichend, wenn mindestens eine Führungseinrichtung mit drei Lagerblöcken versehen ist, die in den Scheitelpunkten eines Dreiecks angeordnet sind, welches durch drei gerade Linien, gesehen aus X-Achsen-Richtung, gebildet wird. Das gleitend von der mit den Lagerblöcken versehenen Führungseinrichtung geführte Gleitelement kann so konstruiert werden, daß es eine hohe Steifigkeit und ein verringertes Gewicht besitzt. Das Dreieck, in dessen Scheitelpunkten die drei in der Führungseinrichtung vorgesehenen Lagerblöcke angeordnet sind (aus X-Achsen-Richtung gesehen), kann zusätzlich zu einem rechtwinkligen Dreieck ein gleichschenkliges Dreieck und ein gleichseitiges Dreieck sein. In diesem Fall wird nicht bevorzugt, vier oder mehr Lagerblöcke in den Scheitelpunkten eines größeren Polygons als einem Tetragon, das von vier oder mehr geraden Linien gebildet wird (aus X-Achsen-Richtung gesehen), vorzusehen, da hierdurch trotz einer hohen Steifigkeit des Gleitelementes das Gewicht überflüssigerweise erhöht werden kann, was dazu führt, daß das Problem der Gewichtsreduzierung ungelöst bleibt.
Des weiteren sind zwei Lagerblöcke 103, 105, 104, 106 (siehe die 10(a) und 10(c)) von den drei in den Scheitelpunkten eines Dreiecks (in X-Achsen-Richtung gesehen) in der X-Achsen-Führungseinrichtung angeordneten Lagerblöcken und zwei Lagerblöcke 112, 114, 113, 115 (siehe die 11(a) und 11(c)) von den drei in den Scheitelpunkten eines Dreiecks (aus X-Achsen-Richtung gesehen) in der Y-Achsen-Führungseinrichtung angeordneten Lagerblöcken in der gleichen vertikalen Ebene senkrecht zur Z-Achse angeordnet. Der durch die X-Achsen-Führungseinrichtung gelagerte Bock 50 und der durch die Y-Achsen-Führungseinrichtung gelagerte Sattel 60 können somit auf kompakte Weise relativ zur Z-Achse angeordnet werden.
Ferner besitzt die Z-Achsen-Führungseinrichtung drei Lagerblöcke 117, 121, 122 (siehe 12(b)), die in den drei Scheitelpunkten eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind, das eine Grundlinie als horizontale Linie aufweist und von drei Geraden, aus Z-Achsen-Richtung gesehen, gebildet wird. Eine hohe Steifigkeit des Stößels 70, der die auf die Werkzeugspindel 100 einwirkende Schneidkraft aufnimmt, kann durch die Lagerblöcke sichergestellt werden.
Es versteht sich, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt ist und innerhalb des Umfangs der Erfindung mo difiziert werden kann. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung bei einem anderen Antriebssystem als einem Linearmotorantriebssystem Verwendung finden, d. h. einer Werkzeugmaschine mit Motorantrieb, bei dem eine Kugelschraube oder eine Zahnstange und ein Ritzel Verwendung finden.
(Zweite Ausführungsform)
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert.
Die 13 bis 15 zeigen eine Draufsicht, eine rechte Seitenansicht und eine Vorderansicht einer Werkzeugmaschine mit Linearmotorantrieb gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform besteht eine Werkzeugmaschine hauptsächlich aus einem Arbeitstisch 211, einer Basis 210, einem Befestigungsrahmen 215, einem Bock 220, einem Stößel 260, Linearmotoren 235, 237, 251, 252 und 267 und einer Werkzeugspindel 271. Der Arbeitstisch 211 ist an der Vorderseite einer Basis 210 angeordnet, während sich der Befestigungsrahmen 215 an der Rückseite derselben befindet. Der Bock 220 ist in X-Achsen-Richtung durch die Basis 210 und den Befestigungsrahmen 215 an einer Vorderseite desselben gleitend geführt, während der Sattel 250 in Y-Achsen-Richtung durch den Bock 220 gleitend geführt wird. Der Stößel 260 wird vom Sattel 250 in Z-Achsen-Richtung geführt, in dem die Werkzeugspindel 271 drehbar gelagert ist. Der Bock 220, Sattel 250 und Stößel 260 werden von drei Sätzen der Linearmotoren 235, 237, 251, 252 und 267 angetrieben.
Der Arbeitstisch 211 wird an der Oberseite eines Vorderabschnittes der Basis 210 von einem Tischlagermechanismus 212 gelagert und hat eine Montagefläche 211a, auf der ein Werkstück W montiert ist. Der Tischlagermechanismus 212 kann so ausgebildet sein, daß hierdurch der Arbeitstisch 211 in einfacher Weise fixiert und gehalten wird. Es wird jedoch bevorzugt, den Tisch so auszubilden, daß darin ein bekannter Indexmechanismus (nicht gezeigt) installiert ist.
Der Indexmechanismus kann so ausgebildet sein, daß er den Arbeitstisch 211 jede 90° um die Y-Achse dreht. Der Mechanismus kann jedoch auch so ausgebildet sein, daß er in einer willkürlichen Winkellage von einem Servomotor (nicht gezeigt) gedreht wird, der von einer NC-Vorrichtung (nicht gezeigt) numerisch gesteuert wird. Ferner können bei dem Tischlagermechanismus 212 diverse Aspekte Anwendung finden, wie eine Unterteilung des Arbeitstisches 211 um eine Achse parallel oder senkrecht zu einer Drehachse der Werkzeugspindel 271, wie nachfolgend beschrieben.
Der Befestigungsrahmen 215 ist an der Oberseite eines hinteren Abschnittes der Basis 210 angeordnet und besitzt eine Breite, die geringfügig größer ist als die Breite eines Vorderabschnittes, an dem der Arbeitstisch 211 angeordnet ist. Wie in 15 gezeigt, besteht der Befestigungsrahmen 215 aus zwei Säulenelementen 216, die voneinander beabstandet in X-Achsen-Richtung angeordnet sind, und einem Querträger 217, dessen untere Endfläche lösbar mit Bolzen und Muttern (nicht gezeigt) mit jeder oberen Endfläche der Säulenelemente 216 verbunden ist. Bei einer derartigen Ausführungsform öffnet sich ein rechteckiges Fenster 218 (ein erster Öffnungsabschnitt) in Z-Achsen-Richtung, das von einer hinteren Oberseite der Basis 210, inneren gegenüberliegenden Flächen der Säulenelemente 216 und einer unteren Endfläche des Querträgers 217 begrenzt wird.
Im vorderen Bereich des Befestigungsrahmens 215 ist ein Bock 220 mit einem rechteckigen Fenster 224 (einem zweiten Öffnungsabschnitt) vorgesehen, in dem sich sowohl das erste als auch das zweite rechteckige Fenster 218 und 224 in X-Achsen-Richtung überlappen, wie in 15 gezeigt. Eine untere Endfläche und eine Rückseite eines oberen Abschnittes des Bocks 220 werden in X-Achsen-Richtung gleitend von der Basis 210 und dem Befestigungsrahmen 215 geführt. Der Bock 220 ist durch ein rechtes und linkes Trägerelement 221 und ein oberes und unteres Trägerelement 222 und 223 in Kastenform ausgebildet, und das rechteckige Fenster 224 öffnet sich in X-Achsen-Richtung.
Im Detail ist die Breite in Z-Achsen-Richtung des unteren Trägerelementes 223 geringer als die des Trägerelementes 221, wobei eine Unterseite als abgestufte Fläche 223a ausgebildet ist, die eine Vorderseite aufweist, die dünner ist als eine Rückseite, um eine Spuleneinheit eines hiernach beschriebenen Linearmotors zu montieren, wie in 16 gezeigt. Auf der Oberseite von beiden Endabschnitten des unteren Trägerelementes 223 sind eine Sitzfläche 223b, auf der das untere Ende des Trägerelementes 221 sitzt, und eine Aufnahmefläche 223c zur Aufnahme einer Innenseite des unteren Endabschnittes des Trägerelementes 221 ausgebildet. Die rechte und linke Aufnahmefläche 223c sind einstückig über Leisten 223d miteinander verbunden.
Die unteren Endabschnitte der Trägerelemente 221 sind an den Sitzflächen 223b des unteren Trägerelementes 223 befestigt, wie in 17 gezeigt. Diese Befestigung wird durchgeführt, indem Bolzen aus Taschen 221b und 221c, die an einer äußeren Endfläche eines unteren Abschnittes des Trägerelementes 221 offen sind, eingesetzt werden und der Bolzen in eine Schraubenbohrung (ohne Bezugszeichen) eingeschraubt wird, die zur Sitzfläche 223b hin offen ist. Eine Innenfläche eines unteren Endabschnittes des Trägerelementes 221 ist lösbar mit der Aufnahmefläche 223c des unteren und horizontalen Trägerelementes 223 verbunden. Diese Verbindung wird durchgeführt, indem Bolzen in die Aufnahmefläche 223c von einer Seite der Leiste 223d eingesetzt und die Bolzen in eine Schraubenbohrung des Trägerelementes 221 eingeschraubt werden.
Die Trägerelemente 221 sind durch lösbares Fixieren von beiden Endabschnitten der Trägerelemente 221 an der oberen Endfläche des oberen Trägerelementes 222 mit dem oberen Trägerelement verbunden. Genauer gesagt, der Bolzen wird von einem Abschnitt 222a eines Endes des oberen Trägerelementes 222 durch einen Abschnitt 222a einge setzt, um in Schraubenbohrungen mit dem oberen Ende des Trägerelementes 221 eingeschraubt zu werden. Wie vorstehend beschrieben, werden das linke und rechte Trägerelement 221 und das obere und untere Trägerelement 222 und 223 zu einer Kastenform zusammengebaut, so daß das rechteckige Fenster 224 von den Innenflächen des rechten und linken Trägerelementes 221, die gegenüber angeordnet sind, und der unteren Fläche und oberen Fläche des oberen und unteren Trägerelementes 222 und 223, die gegenüber angeordnet sind, gebildet wird.
Ein linearer Führungsmechanismus 227 als untere Führungseinrichtung ist zwischen einem Abschnitt auf der Basis 210 im Vorderbereich des Befestigungsrahmens 215 und einer Unterseite des Bocks 220 vorgesehen. Ein linearer Führungsmechanismus 228 als obere Führungseinrichtung ist zwischen einer oberen Vorderseite des Befestigungsrahmens 215 und einer oberen Rückseite des Bocks 220 vorgesehen. Der untere Führungsmechanismus 227 umfaßt zwei gerade Schienen 229, die an der Basis 210 parallel in X-Achsen-Richtung fixiert sind, und ein Paar von Lagerblöcken 230 und 231, die auf jeder Schiene 229 laufen.
Das Paar der vorderen Lagerblöcke 230, die im Vorderbereich der Basis 210 angeordnet sind, ist direkt an der unteren Endfläche der Trägerelemente 221 montiert. Diese Befestigung wird durchgeführt, indem Bolzen von der in 17 gezeigten Tasche 221a durch die untere Endfläche des Trägerelementes 221 eingesetzt werden, um mit der Schraubenbohrung im Lagerblock 230 verschraubt zu werden.
Der hintere rechte und linke Lagerblock 231 sind an einer Unterseite einer jeden Sitzfläche 223b des unteren Trägerelementes 223 unmittelbar unter dem Trägerelement 221 montiert. Diese Befestigung wird vor der Verbindung des Trägerelementes 221 mit dem unteren Trägerelement 223 durchgeführt und realisiert, indem die Bolzen vom oberseitigen Ende der Sitzfläche 223 durch das untere Trägerelement 223 eingesetzt und mit der Schraubenbohrung, die zur Oberseite des Lagerblocks 231 offen ist, verschraubt werden. In diesem Fall wird beispielsweise ein Bolzen mit einem Sechseckloch als Bolzen verwendet, und ein Kopfabschnitt desselben wird so angeordnet, daß er nicht von der Sitzfläche 223b vorsteht.
Somit ist die Oberseite der Basis 210 zur Montage der hinteren Führungsschiene 229 so konstruiert, das sie um eine Größe nach unten abfällt, die der Dicke der Sitzfläche 223b im Vergleich zur Montage der Führungsschiene 229 entspricht, da der Lagerblock 231 am Trägerelement 221 montiert ist.
Der obere Führungsmechanismus 228 umfaßt eine einzige Führungsschiene 232, die sich entlang der X-Achse parallel zur Führungsschiene 229 erstreckt und an der Vorderseite des Querträgers 217 fixiert ist, und ein Paar von rechten und linken Lagerblöcken 233, die darauf laufen.
Um die Führungsschiene 232 in einer mittleren Position über die Breite des Bocks 220 entlang der Z-Achse anzuordnen, d. h. einer mittleren Position in Z-Achsen-Richtung zwischen einem Paar von unteren Führungsschienen 229, steht der Querträger 217 nach vorne vor, so daß er etwa die Hälfte des hinteren Endes des oberen Endes des vertikalen Trägerelementes 221 am vorderen Ende bedeckt.
Zu dem gleichen Zweck ist die Breite des oberen und horizontalen Trägerelementes 222 des Bocks 220 entlang der Z-Achse um ein Ausmaß verringert, das etwa der Hälfte der Breite des vertikalen Trägerelementes 221 in der gleichen Richtung entspricht, und beide Enden in Längsrichtung sind lösbar an der Oberseite des vertikalen Trägerelementes 221 mit einem Bolzen (nicht gezeigt) in der vorstehend beschriebenen Weise so befestigt, daß der vordere Endrand derselben so zum Ende der vorderen Hälfte der Oberseite des vertikalen Trägerelementes 221 verschoben ist, daß im wesentlichen eine Ausrichtung mit der Vorderseite des vertikalen Trägerelementes 221 erreicht wird. Das obere und horizontale Trägerelement 222 besitzt eine vertikale Rückseite 222b, und die Lagerblöcke 233 sind an den beiden Längsendabschnitten der vertikalen Rückseite 222b montiert, und zwar unmittelbar über dem vertikalen Trägerelement 221 (siehe 15).
Eines der Merkmale dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der Befestigungsrahmen 215 so ausgebildet ist, daß er die Rückseite des oberen Abschnittes des Bocks 220 führt. Diese Ausführungsform macht es möglich, das obere Ende des Bocks 220 so einzustellen, daß dieses im wesentlichen die gleiche Höhe besitzt wie das obere Ende des Befestigungsrahmens 215. Die Höhe der gesamten Werkzeugmaschine ist so reduziert, daß noch ein gewünschter Hub des Sattels 250 in Y-Achsen-Richtung sichergestellt wird, um zu einer kompakten Größe und einer verbesserten Steifigkeit der Werkzeugmaschine beizutragen.
Als eines der anderen Merkmale dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Bock 220 nicht im rechteckigen Fenster 218 des Befestigungsrahmens 215 angeordnet, sondern vor dem Befestigungsrahmen 215, und vorzugsweise erstrecken sich beide Enden der unteren Führungsschiene 229 und der oberen Führungsschiene 232 bis zur Vorderseite des Säulenelementes 216 auf der entsprechenden Seite. Daher kann der Bock 220 nach vorne rücken und das linke und rechte vertikale Trägerelement 221 überlappen, wobei sich das Vorderende des Säulenelementes 216 im entsprechenden Ende des Befestigungsrahmens 215 befindet. Ein Intervall des Säulenelementes 216 entlang der X-Achse ist unter der Bedingung verengt, daß ein gewünschter Hub des Bocks 220 in X-Achsen-Richtung sichergestellt wird. Auf diese Weise kann der Öffnungsabschnitt vor der Werkzeugmaschine verengt werden.
Der von der Führungsschiene 232 und dem Lagerblock 233 gebildete lineare Führungsmechanismus 228 ist in einer Richtung entgegengesetzt zur maximalen Belastung, die auf die Z-Achse wirkt, montiert. Der lineare Führungsme chanismus 228 ist in der Richtung montiert, die zu der auf die Z-Achse ausgeübten maximalen Belastung entgegengesetzt ist. Ein Paar von unteren linearen Führungsmechanismen 227 ist in der Richtung montiert, die der auf die Y-Achse ausgeübten maximalen Belastung entgegengesetzt ist. Die Montagerichtung des linearen Führungsmechanismus 228 unterscheidet sich somit von der des linearen Führungsmechanismus 227 um 90°. Diese Konstruktion kennzeichnet eines der anderen Merkmale der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Der Bock 220 wird von einem unteren Linearelektromotor 235 und einem oberen Linearelektromotor 237 angetrieben, die synchron einen unteren Endabschnitt und einen oberen Endabschnitt steuern. Der untere Linearmotor 235 wird von einer festen Magnetplatteneinheit 235a, die auf der Basis 210 entlang zwei Führungsschienen 229 dazwischen angeordnet ist, und einer elektromagnetischen Spuleneinheit 235b gebildet, die auf der Unterseite des unteren und horizontalen Trägerelementes 223, das gegenüberliegt, montiert ist. Die Magnetplatteneinheit 235a ist so ausgebildet, daß eine Vielzahl von Magnetplatten in Reihe in Bewegungsrichtung des Bocks 220 angeordnet ist.
Im Gegensatz dazu wird der obere Linearmotor 237 von einer festen Magnetplatteneinheit 237a gebildet, die in der Vorderseite des Querträgers 217 des Befestigungsrahmens 215 entlang der Führungsschiene 232 angeordnet ist, und einer elektromagnetischen Spuleneinheit 237b, die auf der Rückseite des oberen und horizontalen Trä gerelementes 222 des Bocks 220, das gegenüberliegt, montiert ist.
Diese Linearmotoren 235 und 237 steuern synchron die Spuleneinheiten 235b und 237b über eine NC-Vorrichtung (nicht gezeigt) und wirken so, daß der Bock 220 auf der Basis 210 und dem Befestigungsrahmen 215 durch die Bewegung eines magnetischen Erregungszustandes zwischen den Spuleneinheiten 235b und 237b und den Magnetplatteneinheiten 235a und 237a, die diesen gegenüberliegen, in Abhängigkeit vom NC-Programm in Vorschubrichtung bewegt wird. Bei diesem Vorschubprozeß erzeugt die Spuleneinheit 235b eine Magnetkraft, um an die Magnetplatteneinheit 235a angezogen zu werden und auf diese Weise den Bock 220 zur Basis 210 nach unten zu pressen. Im Gegensatz dazu erzeugt die Spuleneinheit 237b eine Magnetkraft, wodurch der Bock 220 zum Querträger 217 des Befestigungsrahmens 215 nach hinten gepresst wird.
Als eines der anderen Merkmale dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der obere und untere Linearmotor 235, 237 im Schwerpunkt des Bocks 220, vorzugsweise im Mittelabschnitt von dessen Breite in Z-Achsen-Richtung, angeordnet, um den oberen und unteren Endabschnitt innerhalb der vertikalen Fläche anzutreiben, die sich durch den Bock 220 und den Schwerpunkt des sich vertikal hiermit bewegenden Mechanismus erstreckt.
Als eines der weiteren Merkmale dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wirkt eine kombinierte Kraft aus den Anziehungskräften F1, F2, die von den Linearmo toren 235 und 237 erzeugt werden, so, daß der Bock 220 nach unten in einer sich schräg nach hinten erstreckenden Richtung gepresst wird, wie durch den Pfeil Ft in 14 gezeigt. Selbst in dem Fall, in dem die auf die Werkzeugspindel 271 einwirkende Schneidkraft in einer Richtung zum Anheben des Bocks 220 wirkt, oder in dem Fall, in dem sich die Schneidkraft intermittierend verändert, wird daher der Bock 220 fest an der Basis 220 und dem Befestigungsrahmen 215 gehalten, so daß er nicht in Vertikalrichtung (Y) und vor und zurück (Z) bewegt wird. Folglich wird der Bock 220 daran gehindert, sich relativ zur Basis 210 und zum Befestigungsrahmen 215 vor und zurück und vertikal zu bewegen, da ein Spalt in einem Gleitabschnitt zwischen den Führungsschienen 229, 232 und den Lagerblöcken 230, 231, 233 vorhanden ist, wodurch eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit sichergestellt wird.
Der ähnlich in Kastenform ausgebildete Sattel 250 ist im vertikal rechteckigen Fenster 224 des Bocks 220 so geführt, daß er sich in Vertikalrichtung frei bewegen kann. Der Führungsmechanismus wird von einem linearen Führungsmechanismus 251 gebildet, der der Vorderabschnittführungseinrichtung entspricht, die im vorderen Abschnitt der inneren gegenüberliegenden Endfläche des vertikalen Trägerelementes 221 im Bock 220 vorgesehen ist, und einem linearen Führungsmechanismus 252, der der Hinterabschnittführungseinrichtung entspricht, die in entsprechender Weise im hinteren Abschnitt der gegenüberliegenden Endfläche vorgesehen ist. Ein Paar von Führungsschienen 253, die den Vorderabschnitt führungsmechanismus 251 bilden, besitzt eine Gesamtlänge, die im wesentlichen der Breite in Richtung der Höhe des vertikal rechteckigen Fensters 224 entspricht, und ist an der inneren gegenüberliegenden Fläche im Vorderabschnitt des vertikalen Trägerelementes 221 fixiert. Die Lagerblöcke 254, 254, die sich frei auf jeder Führungsschiene 253 bewegen, sind am oberen und unteren Endabschnitt auf der Seitenfläche des Sattels 250 gegenüber den Führungsschienen befestigt.
Ein Paar von rechten und linken Führungsschienen 255, die den Hinterabschnittführungsmechanismus 252 bilden, besitzt eine Länge, die kürzer ist als die Gesamtlänge der Führungsschiene 253, und ist an der inneren gegenüberliegenden Fläche fixiert, um zum unteren Abschnitt des rechteckigen Fensters 224 im hinteren Abschnitt des vertikalen Trägerelementes 221 gedrückt zu werden. Ein einziger Lagerblock 256, der frei auf jeder Führungsschiene 255 laufen kann, ist am unteren Endabschnitt auf der Seitenfläche des Sattels 250, die der Führungsschiene gegenüberliegt, befestigt. Der Sattel 250 ist daher so ausgebildet, daß der Vorderabschnitt von vier Lagerblöcken 254 geführt wird, die an vier Ecken des Sattels befestigt sind, und der hintere Abschnitt von zwei Lagerblöcken 256 geführt wird, die an zwei Ecken des unteren Abschnittes befestigt sind.
Als eines der Merkmale dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, das in einer schematischen Ansicht in 6, gesehen von der Richtung einer rechten Seitenansicht der 14, dargestellt ist, bildet eine Linie, die zwei obere und untere Lagerblöcke 254 im Vorderabschnitt und einen Lagerblock 256 im hinteren Abschnitt verbindet, ein rechtwinkliges Dreieck. Auf diese Weise kann eine hohe Steifigkeit gegen die auf die Werkzeugspindel 271 einwirkende Schneidkraft erzielt werden. In entsprechender Weise bildet, aus der Richtung der rechten Seitenansicht der 14 gesehen, eine Linie, die den vorderen und hinteren Lagerblock 230 und 231 zum Führen des unteren Abschnittes des Bocks 220 und einen Lagerblock 233 zum Führen des oberen Abschnittes verbindet, ein gleichschenkliges Dreieck. Bei dieser Ausführungsform kann ebenfalls eine hohe Steifigkeit in bezug auf die Schneidkraft erreicht werden.
Wie durch die gestrichelte Linie in 14 gezeigt ist, wird eine Vorschubeinrichtung zum Bewegen des Sattels 250 in Vertikalrichtung (Y-Achsen-Richtung) von den elektrischen Linearmotoren 257 gebildet, die zwischen beiden Seitenflächen des Sattels 250 und der Innenfläche des vertikalen Trägerelementes 221 angeordnet sind. Jeder Linearmotor 257 wird von der Magnetplatteneinheit 257a, die auf der Innenfläche entsprechend dem vertikalen Trägerelement 221 entlang der Vertikalrichtung zwischen der vorderen und hinteren Führungsschiene 253 und 255 auf jeder Seitenfläche des Sattels 250 ausgebildet ist, und der Spuleneinheit 257, die an der Seitenfläche des Sattels 250 befestigt ist, gebildet. Die Spuleneinheit 257b ist so angeordnet, daß sie der Magnetplatteneinheit 257a gegenüberliegt.
Der Sattel 250 besitzt Kastenform und eine lange zylindrische Form in Längsrichtung. Ein hinterer Abschnitt desselben weist in das rechteckige Fenster 218 des Befestigungsrahmens 215. Der Stößel 260 ist im zentralen Fenster 250a des Sattels 250 so geführt, daß er sich vorwärts und rückwärts (in Z-Achsen-Richtung) frei bewegen kann. Der Stößel 260 hat eine hexagonale Form, die von beiden Seitenflächen zur schmalen Oberseite geneigt ist, von der Vorderseite der 15 aus gesehen, und hat eine längliche Form in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung (Z-Achsen-Richtung), so daß er sich durch den Sattel 250 und das rechteckige Fenster 224 und 218 erstreckt, wobei das hintere Ende vom hinteren Abschnitt des Befestigungsrahmens 215 vorsteht.
Die Führungseinrichtung zum Führen des Stößels 260 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung wird von einem Paar von linearen Unterabschnittführungsmechanismen 261 gebildet, die zwischen beiden Seiten der Unterseite mit großer Breite und dem Sattel 250 angeordnet sind, und einem einzigen linearen Oberabschnittführungsmechanismus 262, der zwischen der Oberseite mit geringer Breite und dem Sattel 250 angeordnet ist. Wie die vorstehend beschriebenen linearen Führungsmechanismen wird jeder Führungsmechanismus 261, 262 von geraden Führungsschienen 263, 264 und einem oder zwei Lagerblöcken 265, 266, die auf der Schiene laufen, gebildet.
Die Führungsrichtung des Stößels 260 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung (Z-Achsen-Richtung) ist so ausgebildet, daß die Führungsschienen 263, 264, die am Stößel 260 befestigt sind, und Lagerblöcke 265, 266, die am Sattel 250 befestigt sind, aufweist. Genauer gesagt, wie in 19 gezeigt, sind in jedem linearen Unterabschnittführungsmechanismus 261 zwei Lagerblöcke 265 am Vorderabschnitt und Mittelabschnitt in Längsrichtung des Stößels 260 befestigt, und im linearen Oberabschnittführungsmechanismus 262 ist ein Lagerblock 266 am Vorderabschnitt des Stößels 260 fixiert.
Als eines der anderen zusätzlichen Merkmale dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das in der schematischen Ansicht der 19 gezeigt ist, sind, aus der Richtung der rechten Seitenansicht der 14 gesehen, der Oberabschnitt- und Unterabschnittlagerblock 265 und 266 so angeordnet, daß eine diese verbindende Linie ein rechtwinkliges Dreieck bildet, so daß eine hohe Steifigkeit gegen die auf die Werkzeugspindel 271 einwirkende Bearbeitungskraft erzielt werden kann.
Als Antriebseinrichtung zum Bewegen des Stößels 260 in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung (Z-Achsen-Richtung) findet ein Elektrolinearmotor 267 Verwendung, der zwischen der Unterseite des Stößels 260 und dem Sattel 250 angeordnet ist. Der Linearmotor 267 wird von einer elektromagnetischen Spuleneinheit 267b, die am Sattel 250 zwischen den Führungsschienen 263, 263 montiert ist, und einer Magnetplatteneinheit 267a gebildet, die eine Vielzahl von Magnetplatten aufweist, welche auf der Unterseite des Stößels 260 in Reihe in Z-Achsen-Richtung montiert sind, so daß sie auf die Spuleneinheit 267b weisen.
Der Stößel 260 nimmt ein zylindrisches Lagergehäuse (nicht gezeigt) auf, und das Gehäuse lagert drehbar die Werkzeugspindel 271 über eine Lagervorrichtung (nicht gezeigt) um eine sich entlang der Z-Achse erstreckende Achse. Das Gehäuse 270 installiert ferner einen eingebauten Motor (nicht gezeigt), der die Werkzeugspindel 271 dreht. Die Lagervorrichtung ist von einem Typ, bei dem ein Kugellager, ein Rollenlager oder ein Strömungsmittellager unter Verwendung von Luft und einer Flüssigkeit als Lagermedium oder eine Kombination hiervon Verwendung finden.
Die Werkzeugspindel 271 installiert einen Mechanismus zum Befestigen eines Werkzeuges P am Vorderende desselben, so daß verschiedene Arten von Werkzeugen, wie ein Bohrer, ein Endfräser, ein Fräser, ein Gewindebohrer, ein Räumwerkzeug, ein Schleifwerkzeug, ein Schneidwerkzeug u. ä., im Vorderende der Werkzeugspindel 271 manuell oder automatisch mit Hilfe eines ATC ausgetauscht werden können, um mit dem Werkstück W diverse Bearbeitungsvorgänge durchzuführen.
Es wird nunmehr die Funktionsweise der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform beschrieben. Das Werkstück W wird auf dem Arbeitstisch 211 mit Hilfe einer geeigneten Einrichtung befestigt. Eine NC-Vorrichtung (nicht gezeigt) dreht die Werkzeugspindel 271 in Abhängigkeit von einem eingegebenen NC-Programm, bewegt den Bock 220, den Sattel 250 und den Stößel 260 entlang der X-Achse, Y-Achse und Z-Achse und bringt das Schneid werkzeug T, das am Vorderende der Werkzeugspindel 271 befestigt ist, mit dem Werkstück W in Kontakt, um einen Schneidprozeß durchzuführen.
Unter der Annahme, daß das Werkzeug T ein Bohrer ist, treibt die NC-Vorrichtung synchron die Linearmotoren 235, 237 an, bewegt den Bock 220 in seinem oberen und unteren Endabschnitt mit einer großen Vorschubgeschwindigkeit entlang der X-Achse und positioniert den Bohrer T auf Koordinaten der X-Achse (Position in seitlicher Richtung) des Lochs des zu bearbeitenden Werkstücks W. In diesem Fall rückt der Bock 220 in Abhängigkeit von der Größe des Werkstücks W in eine Position vor, in dem das rechte und linke vertikale Trägerelement 221 das Säulenelement 216 des Befestigungsrahmens 215 im entsprechenden Ende überlappen.
Parallel zum Positioniervorgang oder danach treibt die NC-Vorrichtung synchron die Linearmotoren 257, 257 an, bewegt den Sattel 250 in Y-Achsen-Richtung (Vertikalrichtung) mit einer großen Vorschubgeschwindigkeit im rechten und linken Endabschnitt des Sattels 250 und positioniert den Bohrer T auf Koordinaten der Y-Achse des Lochs des zu bearbeitenden Werkstücks W. Daher wird der Bohrer T in eine Position koaxial zum zu bearbeitenden Loch gebracht.
Nach der Einstellung des Bohrers T, so daß dieser koaxial zur Lage des zu bearbeitenden Loches angeordnet ist, treibt die NC-Vorrichtung den Linearmotor 267 an, bewegt den Stößel 260 mit großer Geschwindigkeit in Richtung auf das Werkstück W und schaltet die Vorwärtsvorschubgeschwindigkeit auf die Bohrvorschubgeschwindigkeit um, wenn das Vorderende des Bohrers T eine Position in einem vorgegebenen Intervall von der Oberfläche des Werkstücks W erreicht, um auf diese Weise einen vorgegebenen Bohrvorgang am Werkstück W durchzuführen. Ein Startprozeß und ein Beendigungsprozeß des schnellen Vorschubes des Bocks 220, Sattels 250 und Stößels 260 werden beispielsweise mit einer Beschleunigung oder Verzögerung von 1 G oder mehr durchgeführt.
Wenn die Ausbildung des Lochs beendet ist, wird der Stößel 260 in eine Position zurückgezogen, in der ein vorgegebenes Spiel zwischen dem Vorderende des Bohrers T und der Oberfläche des Werkstücks W sichergestellt wird. Als nächstes werden der Bock 220 und der Sattel 250 mit einer großen Vorschubgeschwindigkeit bewegt, so daß der Bohrer T zur Position des als nächstes zu bearbeitenden Loches ausgerichtet wird, und der Stößel 260 wird wiederum zum Bohren vorbewegt, so daß das nächste Loch geformt wird. Wie vorstehend erwähnt, wird auf diese Weise eine Vielzahl von Löchern nacheinander auf der Oberfläche des Werkstücks W mit hoher Geschwindigkeit ausgebildet.
Wenn das Werkzeug T zum Fräsen eingesetzt werden soll und beispielsweise ein Fräser oder ein Endfräser ist, werden der Bock 220 und der Sattel 250 für den schnellen Vorschub in der gleichen Weise wie bei dem vorstehend beschriebenen Bohrprozeß gesteuert, und der Fräser oder Endfräser T wird auf den X- und Y-Koordinaten der Posi tion angeordnet, in der der Bearbeitungsvorgang des Werkstücks W beginnt. Danach wird der Stößel 260 zum Fräsen vorbewegt, so daß er oder der Endfräser T auf der Oberfläche des Werkstücks W bis in eine vorgegebene Tiefe eingesetzt wird. Danach wird wahlweise oder gleichzeitig der Bock 220 oder Sattel 250 entlang der X-Achse und Y-Achse mit einer Vorschubgeschwindigkeit zum Fräsen bewegt, und es wird ein Fräsvorgang auf der Oberfläche des Werkstücks W durchgeführt.
In diesem Fall wirkt eine große Fräskraft auf die Werkzeugspindel 271 ein. Bei der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist der lineare Unterabschnittführungsmechanismus 227 zum Führen des Bocks 220 so angeordnet, daß er so gerichtet ist, daß er eine große Steifigkeit gegen die Kraft des Bocks 220, der nach unten sinkt, besitzt. Der lineare Oberabschnittführungsmechanismus 228 ist so angeordnet, daß er in eine Richtung weist, die sich um 90° von der des linearen Unterabschnittführungsmechanismus 227 unterscheidet, so daß er eine große Steifigkeit gegen die Kraft des Bocks 220, der sich rückwärts bewegt, besitzt. Ferner ziehen der Unterabschnittlinearmotor 235 und der Oberabschnittlinearmotor 237 zum Antreiben des unteren Endes und des oberen Endes, die sich durch den Schwerpunkt des Bocks 220 erstrecken, den Bock 220 nach unten an die Basis 210 und nach hinten an den Befestigungsrahmen 215. Daher wirken sie der Kraft, die in Richtung eines Anhebens des Bocks 220 während des Bearbeitungsvorganges wirkt, und einer intermittierenden Änderung der in Z-Achsen-Richtung wirkenden Kraft auf starke Weise entgegen. Auf diese Weise wird der Bock 220 daran gehindert, sich in Vertikalrichtung oder in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung relativ zur Basis 210 und zum Befestigungsrahmen 215 um einen Betrag zu verschieben, der einem Spalt oder Spiel entspricht, der bzw. das zwischen jeder Schiene und dem Lagerblock im linearen Unterabschnittführungsmechanismus 227 und linearen Oberabschnittführungsmechanismus 228 vorhanden ist. Auf diese Weise kann ein nachteiliger Einfluß auf die Bearbeitungsgenauigkeit vermieden werden.
Als nächstes werden ein Trennvorgang und ein erneuter Zusammenbauvorgang von vier Elementen, die den Bock 220 bilden, nämlich dem rechten und linken vertikalen Trägerelement 221 und dem oberen und unteren horizontalen Trägerelement 222, 223, beschrieben. Diese Art der Vorgehensweise ist hauptsächlich zum Inspizieren oder Austauschen des linearen Unterabschnittmotors 235 des Bocks 220 und zum weiteren Inspizieren oder Austauschen der Komponenten am vom Bock 220 geführten Sattel 250 erforderlich.
Ein Trennvorgang des Bocks 220 wird durchgeführt, indem zuerst ein Bolzen (nicht gezeigt) entfernt wird, der beide Enden des Querträgers 217 des Befestigungsrahmens 215 an der oberen Endfläche des rechten und linken Säulenelementes 216 befestigt. Als nächstes wird ein Bolzen (Bezugszeichen fehlt) entfernt, der beide Enden des oberen und horizontalen Trägerelementes 222 des Bocks 220 an der oberen Endfläche des rechten und linken vertikalen Trägerelementes 216 befestigt. Das obere und horizontale Trägerelement 222 und der Querträger 217 werden von einem Hubkran (nicht gezeigt) angehoben, um auf diese Weise von der Werkzeugmaschine getrennt zu werden, während das obere und horizontale Trägerelement 222 am Querträger 217 geführt wird.
Als nächstes wird der Sattel 250 an einem Hubkran (nicht gezeigt) aufgehängt und von diesem angehoben, um auf diese Weise die Lagerblöcke 254, 256 des Sattels 250 mit den Führungsschienen 253, 255 am rechten und linken vertikalen Trägerelement 221 außer Eingriff zu bringen. Daher werden der Sattel 250, der Stößel 260 und die daran gelagerte Werkzeugspindel 271 zusammen von der Werkzeugmaschine getrennt und auf einen Arbeitstisch (nicht gezeigt) bewegt, so daß eine Inspektion, Demontage und erneute Montage derselben in einfacher Weise durchgeführt werden können.
Als nächstes wird der in die Taschen 221b, 221c eingesetzte und in 17 gezeigte Bolzen, der jedes vertikale Trägerelement 221 an den unteren und horizontalen Trägerelementen 223 befestigt, gelöst und entfernt, um auf diese Weise jedes vertikale Trägerelement 221 vom unteren und horizontalen Trägerelement 223 zu trennen. Somit werden die unteren Endabschnitte des rechten und linken vertikalen Trägerelementes 221 getrennt. In diesem Zustand ist jedes vertikale Trägerelement 221 vom Lagerblock 230, der an der Unterseite desselben befestigt ist, an der Vorderendführungsschiene 229 beweglich geführt gehalten worden.
Daher kann jedes der rechten und linken vertikalen Trägerelemente 221 wahlweise unabhängig voneinander bewegt werden, so daß die Bedienungsperson in den erweiterten Raum zwischen dem linken und rechten vertikalen Trägerelement 221 eindringen und in einfacher Weise die Magnetplatteneinheit 257a des Linearmotors 257 für den Vertikalantrieb und die vordere und hintere Führungsschiene 253 und 255, die an der Innenfläche eines jeden vertikalen Trägerelementes 221 montiert sind, inspizieren, warten und austauschen kann. Da der Inspektions-, Wartungs- und Austauschvorgang durchgeführt werden kann, ohne daß jedes vertikale Trägerelement 221 vom Lagerblock 230 an der Unterseite desselben getrennt werden muß, bilden die Führungsrichtung der Lagerblöcke 230 entlang der X-Achse und die Führungsrichtung der Führungsschienen 251, 252 zum vertikalen Führen des Sattels 250 entlang der Y-Achse auf sichere Weise einen rechten Winkel, so daß sich die Vorteile ergeben, daß eine nachfolgende erneute Montage in einfacher Weise durchgeführt werden kann und die Führungsgenauigkeit vor der Trennung auf sichere Weise wiederhergestellt werden kann.
Der Inspektions- und Austauschvorgang des linearen Unterabschnittmotors 235 des Bocks 220, insbesondere der elektromagnetischen Spuleneinheit 235b, kann nach Trennung des vertikalen Trägerelementes 221 vom unteren und horizontalen Trägerelement 223 in der folgenden Weise durchgeführt werden. Der Bolzen, mit dem die Spuleneinheit 235b am unteren und horizontalen Trägerelement 223 montiert ist, wird von der Aufnahmefläche 223b in beiden Enden des unteren und horizontalen Trägerelementes 223 gelöst und entfernt, um die Spuleneinheit 235b vom unteren und horizontalen Trägerelement 223 zu trennen. Daher kann der Inspektions- und Austauschvorgang der Spuleneinheit 235b in einfacher Weise durchgeführt werden.
Da in diesem Zustand das untere und horizontale Trägerelement 223 am Lagerblock 231, der von der Führungsschiene 229 im hinteren Abschnitt geführt wird, befestigt gehalten wurde, sind die Sitzfläche 223b, die in beiden Endabschnitten des unteren Trägerelementes 223 angeordnet ist, und die untere Endfläche eines jeden vertikalen Trägerelementes 221 auf sichere Weise parallel zueinander angeordnet. Die vertikale Aufnahmefläche 223c des unteren Trägerelementes 223 und die Innenfläche des unteren Abschnittes eines jeden vertikalen Trägerelementes 221 sind ebenfalls auf sichere Weise parallel zueinander angeordnet. Der Wiedermontagevorgang eines jeden vertikalen Trägerelementes 221 im unteren und horizontalen Trägerelement 223 nach der Inspektion und dem Austausch der Spuleneinheit 238 kann in einfacher Weise durchgeführt werden, und die Führungsgenauigkeit als Kombination der Montage von beiden vertikalen Trägerelementen 221 im unteren und horizontalen Trägerelement 223 kann auf einfache und genaue Weise wiederhergestellt werden.
Wie vorstehend erwähnt, wird nach Beendigung der Inspektion und Wartung sowie dem Austausch je nach Bedarf die den Sattel 250, den Stößel 260 und die Werkzeugspindel 271, die daran gelagert ist, umfassende Einheit am Hubkran aufgehängt, und die Lagerblöcke 254, 256 in beiden Seitenflächen des Sattels 250 werden an den Führungsschienen 253, 255 angebracht, um eine vertikale Führung von der oberen Endseite des vertikalen Trägerelementes 221 zu erreichen und auf diese Weise eine einfache Wiedermontage am rechten und linken vertikalen Trägerelement 221 zu bewirken. Da bei dieser Wiedermontage die Lagebeziehung einschließlich der Parallelität zwischen den Lagerblöcken 254, 256 und den Führungsschienen 253, 255 unverändert gelassen wird, bis die Lagerblöcke 254, 256 vom Sattel 250 getrennt sind, kann nicht nur die Wiedermontage in einfacher Weise durchgeführt werden, sondern auch die Führungsgenauigkeit nach der Wiedermontage in einfacher und genauer Weise wiederhergestellt werden.
Nach der Wiedermontage des Sattels 254 am rechten und linken vertikalen Trägerelement 221 werden der Querträger 217 des Befestigungsrahmens 215 und das obere Trägerelement 222 des Bocks 220 am Hubkran in einem Zustand, in dem beide zusammengebaut sind, aufgehängt und am rechten und linken Säulenelement 216 und rechten und linken vertikalen Trägerelement 221 wieder montiert. Da bei diesem Montagevorgang das Intervall zwischen den beiden bei der Wiedermontage des rechten und linken vertikalen Trägerelementes 221 wieder in den Zustand vor der Trennung gebracht werden kann, wie vorstehend erwähnt, und da die Lagebeziehung zwischen dem vertikalen Trägerelement 221, dem Lagerblock 230 im unteren Ende und der Führungsschiene 229 am Vorderabschnitt unverändert gelassen wird, kann der Montagezustand zwischen dem oberen und horizontalen Trägerelement 222 und dem rech ten und linken vertikalen Trägerelement 221 in einfacher Weise gleichzeitig mit dem Montagezustand zwischen dem Querträger 217 und dem rechten und linken Säulenelement 216 wiederhergestellt werden. Ferner kann die Führungsgenauigkeit an der Basis 210 des Bocks 220 und des Befestigungsrahmens 215 bei der Wiedermontage der Einheit wieder in den ursprünglichen Zustand vor der Trennung gebracht werden.
Obwohl auf eine Erläuterung verzichtet wird, wird in diesem Fall die Montage zwischen dem rechten und linken vertikalen Trägerelement 221 und dem unteren und horizontalen Trägerelement 223 durchgeführt, indem zusätzlich zur Befestigung mit Hilfe des Bolzens der konische Stift zwischen beiden auf bekannte Weise gepreßt wird, so daß der konische Stift durch Lösen und Herausnehmen des Bolzens zum Zeitpunkt der Trennung herausgezogen wird. Zum Zeitpunkt der Wiedermontage wird der Bolzen nach dem zuerst erfolgenden Pressen des konischen Stiftes zwischen beide Teile verschraubt, um auf diese Weise die Relativlage im Befestigungszustand zwischen beiden Teilen auf sichere Weise wiederherzustellen. Ein konischer Stift dieser Art wird in entsprechender Weise für die Montage zwischen beiden Enden des Querträgers 217 und des Säulenelementes 216 und die Montage zwischen beiden Enden des oberen und horizontalen Trägerelementes 222 und des rechten und linken vertikalen Trägerelementes 221 verwendet.
Als ein zusätzliches Merkmal dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden in einem Zustand der Tren nung des rechten und linken vertikalen Trägerelementes 221 und des oberen und unteren horizontalen Trägerelementes 222, 223, die die vier Elemente des Bocks 220 bilden, mindestens das rechte und linke vertikale Trägerelement 221, vorzugsweise jedes der vier Elemente, in einem Zustand gehalten, in dem sie durch den Lagerblock relativ zu einer Führungsschiene geführt werden, so daß die Wiedermontage des Bocks 220 in einfacher Weise durchgeführt werden kann, wie vorstehend erwähnt, und die Führungsgenauigkeit nach der Wiedermontage auf sichere Weise auf die hohe Genauigkeit vor der Trennung wiederhergestellt werden kann.
Im Falle der Verkürzung des Sattels 250 derart, daß das hintere Ende des Sattels 250 nicht in das rechteckige Fenster 218 des Befestigungsrahmens 215 weist, kann ein anderes Trennverfahren angewendet werden. Bei diesem Verfahren kann die Stößeleinheit 260, die die Werkzeugspindel 271 lagert, von der Vorderseite oder der Rückseite des Sattels 250 herausgezogen werden, indem ein Anschlagmechanismus (nicht gezeigt) zum mechanischen Beschränken des vorderen und hinteren Hubendes des Stößels 260 entfernt wird. Danach wird der Anschlagmechanismus (nicht gezeigt) zum mechanischen Beschränken des rechten und linken Hubendes des Bocks 220 herausgenommen und der Bock 220 wird aus seinen vier Komponenten, d. h. dem rechten und linken vertikalen Trägerelement 221 und dem oberen und unteren horizontalen Trägerelement 222 und 223, zusammengebaut und kann nach rechts oder nach links in bezug auf den Befestigungsrahmen 215 in einem Zu stand, in dem er den Sattel 250 führt, herausgenommen werden.
Der Bock 220 wird, nachdem er auf diese Weise entfernt worden ist und die Inspektion, Wartung und der Austausch des erforderlichen Teiles durchgeführt worden ist, wieder so montiert, daß er von der Basis 210 und vom Befestigungsrahmen 215 geführt wird.
Das Trennverfahren kann in einfacher Weise auf Basis einer Mehrfachkombination zwischen einem charakteristischen Merkmal der vorliegenden Erfindung, d. h. der Führung des Bocks 220 vor dem Befestigungsrahmen 215, und einem Punkt, gemäß dem der Antriebsmechanismus des Bocks 221 in X-Achsen-Richtung und vorzugsweise der Antriebsmechanismus des Stößels 260 in Z-Achsen-Richtung vom Linearmotor gebildet werden, verwirklicht werden.
(Dritte Ausführungsform)
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit 20 erläutert. Die Bezugszeichen der Elemente dieser Ausführungsform entsprechen den Bezugszeichen der entsprechenden Elemente der zweiten Ausführungsform unter Hinzufügung von 100.
Bei dieser Ausführungsform ist die Oberseite des hinteren Abschnittes in der Basis 310 als Schrägfläche 310b ausgebildet, die nach oben in Richtung auf den hinteren Abschnitt geneigt ist, und ein rechtes und linkes Säu lenelement 316 eines Befestigungsrahmens 315 stehen vom hinteren Endabschnitt der Schrägfläche 310b senkrecht auf der Schrägfläche.
Das Säulenelement 316 ist nach vorne in Richtung auf das obere Ende geneigt und dient zur Befestigung der Unterseite von beiden Enden des Querträgers 317 derart, daß eine freie Trennung in der oberen Endfläche möglich ist. Eine Vorderseite 317a des Querträgers 317 ist nach vorne in Richtung auf den oberen Abschnitt so geneigt, daß eine Ausrichtung mit der Vorderseite des Säulenelementes 316 in beiden Enden erzielt wird.
Der Bock 320 ist so ausgebildet, daß sich die Unterseite eines unteren und horizontalen Trägerelementes 323 im wesentlichen parallel zur Schrägfläche 310b erstreckt und die Rückseite 322b eines oberen und horizontalen Trägerelementes 322, die der Rückseite eines oberen Abschnittes entspricht, sowie eine Rückseite eines oberen Abschnittes des rechten und linken vertikalen Trägerelementes 321 parallel zur Vorderseite 317a des oberen und horizontalen Trägerelementes 317 und der Vorderseite des oberen Abschnittes des Säulenelementes 316 ausgebildet sind. Daher ist der Bock 320 in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform, von der Vorderseite der Werkzeugmaschine aus gesehen, in Kastenform ausgebildet. Er besitzt jedoch eine Form, die einem rechtwinkligen Dreieck mit einer schrägen Linie senkrecht zur Vertikalrichtung, aus der Richtung der rechten Seitenansicht der 20 gesehen, entspricht.
Eine Führungseinrichtung 327 zum Führen des unteren Abschnittes des Bocks 320 entlang der X-Achse wird von einem linearen Vorderabschnittführungsmechanismus und einem linearen Hinterabschnittführungsmechanismus gebildet, und ein Lagerblock 330 des Vorderabschnittführungsmechanismus ist direkt an der Unterseite des Vorderabschnitts des rechten und linken vertikalen Trägerelementes 321 montiert. Der Lagerblock 331 des Hinterabschnittführungsmechanismus ist jedoch auf der Unterseite des unteren und horizontalen Trägerelementes 323 montiert. Ein Unterabschnittlinearmotor 335 ist entlang der Vorderabschnitts- und Hinterabschnittsführungsschiene 329 und dazwischen angeordnet, und eine elektromagnetische Spuleneinheit 335b ist auf einer Unterseite des unteren und horizontalen Trägerelementes 323 so montiert, daß sie frei getrennt werden kann.
Ein einziger linearer Führungsmechanismus 328 für den oberen Abschnitt zum Führen des oberen Abschnittes des Bocks 320 entlang der X-Achse ist an der Vorderseite 317a des Querträgers 317 in einem Zustand befestigt, in dem die Führungsschiene 332 desselben horizontal entlang dem oberen Endrand der Vorderseite 317a des Querträgers 317 verläuft.
Ein Oberabschnittlinearmotor 337 zum Antreiben des oberen Abschnittes des Bocks 320 entlang der X-Achse hat eine Magnetplatteneinheit 337a, die an der Vorderseite 317a des Querträgers 317 im unteren Abschnitt eng benachbart zum linearen Führungsmechanismus 328 für den oberen Abschnitt montiert ist, und eine elektromagne tische Spuleneinheit 337b, die auf der Rückseite 322b des oberen und horizontalen Trägerelementes 322 montiert ist.
Die linearen Führungsmechanismen für den vorderen und hinteren Abschnitt im unteren Abschnitt sind so angeordnet, daß sie der maximalen Last F1, die senkrecht zur Schrägfläche 310b gerichtet ist, entgegenwirken. Der lineare Führungsmechanismus 328 im oberen Abschnitt ist so angeordnet, daß er der maximalen Last F2 mit einer Richtung parallel zur Schrägfläche 310b entgegenwirkt und dadurch eine Richtung aufweist, die um 90° gegenüber dem linearen Führungsmechanismus für den unteren Abschnitt verschieden ist. In entsprechender Weise zieht der Unterabschnittlinearmotor 335 den Bock 320 in einer Richtung zur Verwirklichung der Maximallast F1 des linearen Führungsmechanismus 327 für den unteren Abschnitt an, und der obere Linearmotor 337 zieht den Bock 320 in einer Richtung zur Verwirklichung der Maximallast F2 des linearen Führungsmechanismus 328 für den oberen Abschnitt an.
Die Anziehungsrichtung eines jeden Unterabschnitts- und Oberabschnittslinearmotors 335, 337 ist so eingestellt, daß sie der Wirkungsrichtung der Maximallasten F1, F2 der entsprechenden linearen Führungsmechanismen 327, 328 entspricht, so daß keine Abrasion durch Verdrehungen auf den Führungsflächen in beiden Seiten einer jeden Führungsschiene 329, 332 in den linearen Führungsmechanismen 327, 328 auftritt.
Ferner ist die Ausgestaltung derart, daß die kombinierte Kraft Ft der Maximallasten F1 und F2 in einer Richtung wirkt, die beim Rückwärtsschreiten geringfügig abfällt. Selbst wenn daher die auf die Werkzeugspindel 371 einwirkende Schneidkraft eine kontinuierliche oder intermittierende Kraft erzeugt, die den Bock anheben kann, kann der Bock 320 auf sichere Weise gegen diese Hubkraft gehalten werden, und ein in jedem Führungsabschnitt der linearen Führungsmechanismen 327, 328 vorhandenes Spiel verhindert, daß sich der Bock vorwärts und rückwärts und in vertikalen Richtungen bewegt.
Der Linearmotor 337 für den oberen Abschnitt ist unmittelbar über dem Linearmotor 335 für den unteren Abschnitt angeordnet, und die beiden Linearmotoren 337 und 335 sind innerhalb der vertikalen Fläche vorgesehen, die von der X-Achsen-Richtung und der Schwerkraftwirkungsrichtung entlang der X-Achse gebildet wird. Vorzugsweise ist die vertikale Fläche so ausgewählt, daß der Schwerpunkt des Bocks 320, vorzugsweise der Schwerpunkt des Bocks 320 und der sich damit vertikal bewegenden Einheit, in dieser Fläche vorgesehen ist. Eine Zickzackbewegung des Bocks 320 bei der Bewegung entlang der X-Achse kann auf sichere Weise verhindert werden, indem der obere und untere Linearmotor 337, 335 innerhalb der vertikalen Fläche angeordnet sind, die den Schwerpunkt des Bocks 320 enthält.
Der rechte und linke Linearmotor 357 zum vertikalen Bewegen des Sattels 350 innerhalb des vertikal rechteckigen Fensters des Bocks 320 sind so angeordnet, daß der Mittelpunkt in Z-Achsen-Richtung senkrecht zur Antriebsrichtung desselben in der obigen vertikalen Fläche angeordnet ist, die den Schwerpunkt des oberen und unteren Linearmotors 337, 335 und des Bocks 320 enthält.
Der andere Mechanismus zum Führen und Antreiben des Sattels 350 in Vertikalrichtung, der Mechanismus zum Führen und Antreiben des Stößels 360 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung innerhalb des rechteckigen Fensters des Sattels 350 und der Mechanismus zum drehbaren Lagern der Werkzeugspindel 371 am Stößel 360 sind die gleichen wie bei der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform. Auf eine detaillierte Beschreibung hiervon wird daher verzichtet.
Da die Wirkungsweise dieser Ausführungsform nahezu die gleiche ist wie die der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform, wird auf eine Beschreibung hiervon verzichtet. Es existiert jedoch ein Unterschied in bezug auf die Funktionsweise zwischen der zweiten und dritten Ausführungsform insofern, als daß der lineare Führungsmechanismus 327 für den unteren Abschnitt bei der dritten Ausführungsform der Bearbeitungskraft in Z-Achsen-Richtung stärker entgegenwirkt als der lineare Führungsmechanismus 227 für den unteren Abschnitt gemäß der zweiten Ausführungsform.
Jede der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist so ausgestaltet, daß die rechteckigen Fenster 218, 318 in den Befestigungsrahmen 215, 315 ausgebildet sind und sich die Sättel 250, 350 und die hinteren Endabschnitte der Stößel 260, 360 innerhalb des rechteckigen Fensters bewegen können. Bei der Werkzeugmaschine mit einem kurzen Bewegungsschub entlang der Z-Achse sind jedoch die rechteckigen Fenster 218, 318 nicht erforderlich, und die Sättel 250, 350 sowie die hinteren Endabschnitte der Stößel 260, 360 können im Vorderabschnitt der Befestigungsrahmen 215, 315 bewegbar sein.
Des weiteren sind bei jeder vorstehend beschriebenen Ausführungsform die unteren und horizontalen Trägerelemente 223, 323 der Böcke 220, 320 an der ebenen Unterseite der vertikalen Trägerelemente 221, 321 befestigt. Es kann jedoch auch eine solche Ausführungsform Verwendung finden, bei der ein Niveauunterschied im hinteren Abschnitt der Unterseite der vertikalen Trägerelemente 221, 321 bei der Dicke des Abschnittes der Aufnahmefläche 223a in beiden Enden der unteren und horizontalen Trägerelemente 223, 323 vorgesehen ist, um die Führungsschienen 229, 329 der vorderen und hinteren linearen Führungsmechanismen 227, 327, die im unteren Abschnitt der vertikalen Trägerelemente 221, 321 angeordnet sind, auf einer einzigen Ebene auf der Basis 210, 310 anzuordnen.
Die Führungsmechanismen 227, 327 zum Führen der Unterseite des Bocks 220, 320 sind als Paar entlang der Z-Achse vorgesehen. Dieser Führungsmechanismus wird jedoch nicht immer von einem Paar gebildet, und es können nur die linearen Führungsmechanismen 229, 230 (329 und 330) für das vordere Ende vorgesehen sein.
Jeder der vorstehend beschriebenen linearen Führungsmechanismen ist so ausgebildet, daß jeder der Lagerblöcke einen Rollkörper, wie eine Vielzahl von Kugeln, Rollen o. ä., als Mittel zur Reduzierung der Reibung hält, so daß dieser zirkuliert, wobei ein Laufen auf der Führungsschiene über den Rollkörper nur in Längsrichtung sichergestellt ist. Es kann jedoch auch ein anderer Führungsmechanismus Anwendung finden, bei dem ein Druckmittel als Medium zum Reduzieren der Reibung Verwendung findet.
Eine Werkzeugmaschine ist somit so ausgebildet, daß die Steifigkeit eines Gleitelementes gegenüber einer auf eine Werkzeugspindel einwirkenden Schneidkraft ohne eine zusätzliche Gewichtserhöhung vergrößert und dadurch das Gleitelement erleichtert wird. Die Werkzeugmaschine umfaßt eine Werkzeugspindel, die um eine Achse rotiert, die sich entlang einer Z-Achse erstreckt, ein Gleitelement, das in mindestens einer Richtung aus einer X-Achsenrichtung, Y-Achsenrichtung und Z-Achsenrichtung gleitbar ist, und eine Führungsvorrichtung mit einer geraden Schiene, die das Gleitelement auf der Führungsschiene beweglich lagert und so angeordnet ist, daß drei Lagerpunkte zum Lagern des Gleitelementes Scheitelpunkte eines Dreiecks, aus X-Achsenrichtung gesehen, bilden. Bei einer anderen Konstruktion sind zwei Sätze von Linearführungsmechanismen und ein Linearmotor zum Führen eines oberen Abschnittes oder eines unteren Abschnittes eines Bocks zwischen einer Unterseite des Bocks und einer Basis und zwischen einer Vorderseite eines Querträgers und einer oberen Rückseite des Bocks angeordnet, so daß der Querträger die Oberseite des Bocks nicht überlappt.

Claims

Werkzeugmaschine mit einer Basis (42); einem an der Basis vorgesehenen Werkstück; einem ersten Bewegungselement (50), das an der Basis (42) vorgesehen ist und entlang einer ersten Achse (X) relativ zum Werkstück durch eine erste Gleitvorrichtung (12, 14, 16) gleiten kann; einem zweiten Bewegungselement (60), das am ersten Bewegungselement (50) vorgesehen ist und entlang einer zweiten Achse (Y) senkrecht zur ersten Achse (X) relativ zum Werkstück durch eine zweite Gleitvorrichtung (22, 24, 26, 28) gleiten kann; einem dritten Bewegungselement (70), das am zweiten Bewegungselement (60) vorgesehen ist und entlang einer dritten Achse (Z), die zur ersten (X) und zweiten Achse (Y) senkrecht verläuft, relativ zum Werkstück durch eine dritte Gleitvorrichtung (32, 34, 36) gleiten kann; einer Werkzeugspindel (100), die am dritten Bewegungselement (70) vorgesehen ist und um die dritte Achse rotiert; wobei mindestens drei Drehlager (103, 103a, 105; 104, 104a, 106) an mindestens einer der drei Gleitvorrichtungen (12, 14, 16) vorgesehen sind, um mindestens eines der drei Bewegungselemente (50) entsprechend dem mindestens einen der drei Gleitelemente zu lagern, wobei die mindestens drei Drehlager so ausgebildet sind, daß sie in einer von der ersten und zweiten Achse (X, Y) gebildeten Ebene angeordnet sind, und wobei eine Führungsvorrichtung für die X-Achse, eine Führungsvorrichtung für die Y-Achse und eine Führungsvorrichtung für die Z-Achse vorgesehen sind; das erste Bewegungselement von einem Bock (50) gebildet ist, der entlang der X-Achse durch die X-Achsen-Führungsvorrichtung bewegbar ist, das zweite Bewegungselement von einem Sattel (60) gebildet ist, der entlang der Y-Achse durch die Y-Achse-Führungsvorrichtung bewegbar ist, und das dritte Bewegungselement von einem Stößel (70) gebildet ist, der entlang der Z-Achse durch die Z-Achsen-Führungsvorrichtung bewegbar ist; gekennzeichnet durch drei Lagerpunkte (105, 103, 103a, 114, 112, 112a, 121, 123, 117), an denen jede der X-Achsen-Führungsvorrichtung, Y-Achsen-Führungsvorrichtung und Z-Achsen-Führungsvorrichtung den Bock (50), den Sattel (60) und den Stößel (70) lagert und die so ausgebildet sind, dass sie Scheitelpunkte von drei Dreiecken, aus X-Achsen-Richtung gesehen, bilden.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, bei der die Gleitvorrichtung (12, 14, 16, 22, 24, 26, 28, 32, 34, 36) aus einer Schiene (102, 101, 101a, 111, 110, 111a, 110a, 126, 125, 118) und einem Lagerblock (105, 106, 103, 104, 103a, 104a, 113, 115, 112, 114, 113a, 112a, 122, 124, 121, 123, 117) besteht, der damit gleitend in Eingriff steht, und bei der jedes Drehlager der Lagerblock ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, bei der zwei Lagerpunkte (103, 105) der drei Lagerpunkte der X-Achsen-Führungsvorrichtung und zwei Lagerpunkte (112, 114) der drei Lagerpunkte der Y-Achsen-Führungsvorrichtung in der gleichen Ebene senkrecht zur Z-Achse angeordnet sind.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, bei der die drei Lagerpunkte (121, 122, 117) der Z-Achsen-Führungsvorrichtung so angeordnet sind, dass sie Scheitelpunkte eines gleichschenkeligen Dreiecks mit einer horizontalen Grundlinie, aus Z-Achsen-Richtung gesehen, bilden.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, die desweiteren eine Antriebsvorrichtung zur Bewegung der Bewegungselemente (50, 60, 70) umfaßt.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, bei der die Antriebsvorrichtung ein Linearmotor ist.