EP1858667A2 - Machine tool - Google Patents

Machine tool

Info

Publication number
EP1858667A2
EP1858667A2 EP06723184A EP06723184A EP1858667A2 EP 1858667 A2 EP1858667 A2 EP 1858667A2 EP 06723184 A EP06723184 A EP 06723184A EP 06723184 A EP06723184 A EP 06723184A EP 1858667 A2 EP1858667 A2 EP 1858667A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
machine tool
tool according
movement
carrier head
workpiece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06723184A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ulrich Baumann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Traub Drehmaschinen GmbH and Co KG
Original Assignee
Traub Drehmaschinen GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Traub Drehmaschinen GmbH and Co KG filed Critical Traub Drehmaschinen GmbH and Co KG
Publication of EP1858667A2 publication Critical patent/EP1858667A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q39/00Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation
    • B23Q39/02Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station
    • B23Q39/021Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station with a plurality of toolheads per workholder, whereby the toolhead is a main spindle, a multispindle, a revolver or the like
    • B23Q39/022Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station with a plurality of toolheads per workholder, whereby the toolhead is a main spindle, a multispindle, a revolver or the like with same working direction of toolheads on same workholder
    • B23Q39/024Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station with a plurality of toolheads per workholder, whereby the toolhead is a main spindle, a multispindle, a revolver or the like with same working direction of toolheads on same workholder consecutive working of toolheads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/48Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs and rotating pairs
    • B23Q1/4852Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs and rotating pairs a single sliding pair followed perpendicularly by a single rotating pair
    • B23Q1/4861Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs and rotating pairs a single sliding pair followed perpendicularly by a single rotating pair followed parallelly by a single rotating pair
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
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    • B23Q1/48Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs and rotating pairs
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    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/15506Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling the tool being inserted in a tool holder directly from a storage device (without transfer device)
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q7/00Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/04Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting by means of grippers
    • B23Q7/045Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting by means of grippers using a tool holder as a work-transporting gripper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q39/00Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation
    • B23Q2039/004Machines with tool turrets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q39/00Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation
    • B23Q2039/008Machines of the lathe type

Definitions

  • the invention relates to a machine tool for machining a workpiece by means of at least one tool by controlled positioning movements of workpiece and tool relative to each other, comprising a machine frame, a relative to the machine frame by means of a moving unit movable carrier head and at least one provided on the carrier head recording, by means of either a Workpiece or a tool can be arranged on the carrier head, so that by means of the movement unit at least a part of the positioning movements is executable.
  • the carrier head is usually designed as a tool carrier head, which is movable by means of a carriage system for carrying out the positioning movements.
  • the material-removing processes include the machining of workpieces, for example by turning, milling or grinding.
  • the invention is therefore an object of the invention to improve a machine tool of the generic type such that a variety of complex processes are optimally executed.
  • the carrier head is pivotally supported about a first pivot axis on a support arm, that the support arm in turn about a pivot axis parallel to the first and spaced therefrom second pivot axis pivotally relative to a support base is mounted and that the support base relative to the machine frame by means of at least one controlled movement axis is movable.
  • the advantage of the solution according to the invention is the fact that a large range of movement of the carrier head with the highest possible rigidity and accuracy in the positioning of the same is feasible, especially in that the pivotable about the second pivot axis support arm together with the first pivot axis relative to the support arm pivotable carrier head opens up a simple way, on the one hand to achieve a large range of motion of the carrier head and on the other hand to position within this range of motion the support arm with the necessary rigidity and precision.
  • the provision of a pivotable support arm in addition to a large range of motion also allows high speeds when pivoting the support arm and thus fast and time-saving movements of the movement unit, at least insofar as they are made to movements of the support arm relative to the support base.
  • the provision of the support arm also has advantages with regard to the accuracy of the positioning movements, since the lever arm caused by the support arm is always the same size and not variable in length, thereby already allowing a highly reproducible positioning of the support head to the support base due to the nature of the construction is.
  • an advantageous embodiment provides that the support base is movable through the at least one movement axis in the direction approximately parallel to a transverse to the pivot axes first movement plane. Due to the movability of the carrier base with at least one movement axis in the first movement plane, a sufficient number of axes is available in order to be able to carry out machining operations in the machine tool at least to the usual extent.
  • the first plane of movement runs parallel to the X direction.
  • the first plane of movement runs parallel to the Z direction of the machine tool.
  • an advantageous embodiment of the machine tool according to the invention provides that the support base is movable by a movement axis in a direction approximately parallel to the pivot axes.
  • Such a movement axis preferably runs parallel to the Y-direction of the machine tool.
  • the carrier base is movable in the direction approximately parallel to a second movement plane extending approximately parallel to the pivot axes.
  • the axes provided for moving the support base could also be pivot axes, that is, the axis of movement parallel to the respective plane guides the support base on a curved path.
  • a particularly advantageous solution provides that the support base can be moved relative to the machine frame along at least one first linear axis.
  • the provision of the first linear axis has the advantage that it makes the overall movements of the movement unit easily controllable, since there is the possibility to use at least with respect to this axis a conventional control and the linear movement without superposition of further movements directly to the positioning of the carrier head in the processing of Insert workpiece.
  • the carrier base is movable on the machine frame along a second linear axis extending transversely to the first linear axis.
  • the second linear axis also has the great advantage that it makes it possible to use it directly for the positioning of the carrier head during the machining of the workpiece.
  • the linear axes can basically be arranged arbitrarily.
  • a particularly favorable solution provides that the first linear axis lies in the first movement plane.
  • the second linear axis could also be in the first movement plane. However, a solution in which the second linear axis lies in the second plane of movement is particularly favorable.
  • the second linear axis is designed such that it runs approximately parallel to the pivot axes.
  • Movement plane runs parallel to a spindle axis about which the workpiece or the tool are rotatably driven.
  • the second movement plane provision is expediently made for the second movement plane to extend transversely to a spindle axis about which the workpiece or the tool can be driven.
  • the spindle axis may be, for example, the spindle axis of a workpiece spindle, so that, in particular, a turning operation is performed with the machine tool according to the invention.
  • the spindle axis is the spindle axis of a tool spindle, so that milling operations can be performed with the machine tool according to the invention.
  • both a workpiece spindle and a tool spindle are provided, so that both turning operations and milling operations and thus the complete machining of workpieces with the machine tool according to the invention is possible.
  • the arrangement of the pivot axes in relation to the forces occurring during a machining machining no further details have been given so far.
  • pivot axes run parallel to a direction of a main cutting force occurring during the machining.
  • This arrangement of the pivot axes has the great advantage that no moments with respect to the pivot axes arise through the main cutting force, but the main cutting force is taken over the provided for the realization of the pivot axes bearings and thus the drives for the pivot axes are free from the main cutting force resulting moments.
  • a particularly favorable in terms of control and design effort solution provides that the first pivot axis is assigned its own drive.
  • Such a separate drive of the pivot axis can be on the one hand a positioning drive, with which the rotational position about the first pivot axis is free of forces occurring during the machining of the workpiece.
  • the drive of the first pivot axis is a high-torque drive, which is able to rotate relative to the support arm and to keep in the respective rotational position even when the occurring during machining of the workpiece forces the carrier body.
  • the own drive has to pivot the carrier arm relative to the carrier base.
  • an even more advantageous solution provides that the second pivot axis is assigned a high-torque drive, which makes it possible to rotate, position and hold the support arm relative to the support base during the machining of the workpiece.
  • All drives can be, for example, hydraulic or other driven drives.
  • the drives are electric motors, and it is particularly favorable, in particular in the case of high-torque drives, when the drives are designed as round linear motors, that is, torque motors.
  • the drive associated with the first pivot axis and the drive associated with the second pivot axis can operate completely independently of one another.
  • first pivot axis and the second pivot axis can be coupled by a coupling gear.
  • the coupling gear could also work hydraulically. However, it is particularly expedient if the coupling transmission is a mechanical coupling transmission, which is used to couple the rotational movement about the first
  • Swivel axis and the rotational movement about the second pivot axis can be switched or switched off again.
  • first pivot axis and / or the second pivot axis associated drives positioning drives it is particularly advantageous if the first pivot axis and the second pivot axis are blocked in at least one relative position.
  • Such a blockage of the first pivot axis and the second pivot axis has the advantage that at least one usable for machining the workpiece position is present, in which by blocking the rotational movement about the first pivot axis and the second pivot axis a very rigid orientation of the carrier head Relative to the support base exists to edit the workpiece with the greatest possible precision.
  • first pivot axis and the second pivot axis can be blocked in each pivot position.
  • Such a blocking of the pivot position can be achieved, for example, with the drives, in particular with round linear motors.
  • Another possibility is that the blocking is done by braking or gearing.
  • an advantageous solution provides that, for machining the workpiece, the carrier head can be moved by moving the carrier base.
  • This solution has the advantage that the movement of the support base is easy to implement and thus initially primarily the support base is moved to achieve a high rigidity of the unit of support base, support arm and carrier head.
  • the carrier head is moved exclusively by moving the carrier base, so that the unit of carrier base, carrier arm and carrier head can form a rigid unit that is not moving during processing.
  • the carrier head can be moved exclusively by means of at least one of the linear axes, since in this way the at least one linear axis can be used directly for positioning the carrier head during processing and thus machining the workpiece with conventional axes of motion is possible.
  • Swivel axis primarily not used to achieve positioning movements in the machining of the workpiece, but primarily to achieve positioning movements at times outside the machining of the workpiece.
  • a further advantageous embodiment of the solution according to the invention provides that, for the machining of the workpiece, the carrier head can be moved two-dimensionally relative to the carrier frame by a combination of a rotation of the carrier arm about the second pivot axis relative to the carrier base with a movement of the at least one movement axis for the carrier base.
  • the pivotal movement of the carrier arm in combination with a movement axis of the carrier base can be used to carry out two-dimensional movements.
  • the support arm with its longitudinal axis in an angular range of -80 ° to + 80 ° to the linear direction of movement is movable in order to use the support arm optimally for generating the two-dimensional movement can.
  • the unit of carrier base, carrier arm and carrier head is arranged during the machining of the workpiece so that a base body of the carrier arm is located on a side facing away from the workpiece.
  • an advantageous embodiment provides that the at least one receptacle provided on the carrier head is a tool receptacle into which a tool or a tool holder can be inserted directly.
  • the at least one provided on the carrier head receptacle is expediently designed as a controlled releasable receptacle. Under such a controlled releasable recording is possible either to hold a workpiece or a tool in the recording and release again controlled from this.
  • a further embodiment of a machine tool mentioned above provides that the movement unit comprises two pivot axes for moving the carrier head and positioning movements of the carrier head within a movement range of the carrier head can be performed by the movement unit.
  • the two pivot axes are not necessarily arranged parallel to each other, they can be arranged in any manner windschief each other, in particular in the space extending transversely to each other.
  • the range of motion is determined by maximum achievable with the pivot and movement axes positions, that is, the range of motion by the combination of the maximum positions of the support base relative to the machine frame and the combination of the maximum positions of the carrier head relative to the support base is fixed.
  • the carrier head can be moved within a machining movement range encompassed by the movement region during machining of the workpiece, ie, that the machining movement region is dimensioned much smaller than the entire movement region of the carrier head which can be realized with the solution according to the invention is.
  • a preferred embodiment provides that the carrier head for changing the workpiece or tool arranged on the carrier head is movable within a range of change of movement encompassed by the movement region.
  • such an alternating movement range is defined as the movement range in which a change of the tool or of the workpiece or of other components which can be received on the carrier head takes place.
  • the machining movement area and the change movement area are not arranged overlapping within the movement area.
  • At least one holding device for a tool or workpiece is arranged on the machine frame in the area of change of movement of the carrier head.
  • the at least one holding device is arranged in an outer region of the movement region of the machine tool.
  • the arrangement of the holding device is particularly favorable when the at least one holding device is arranged in an outer region of the alternating movement region.
  • a suitable solution provides that the movement range of the carrier head extends to at least one wall of a working space.
  • the at least one holding device is arranged on the wall of the working space.
  • the wall of the working space usually forms a lot of space, so that the conception of the invention particularly favorable then uses the opportunities offered by this, if a plurality of holding devices is provided on the at least one wall of the working space.
  • the holding device is a passive storage device, that is, in the holding device on the carrier head fixable units can be used and removed again from the carrier head, without requiring an actuation or control of the holding device for receiving or releasing the units.
  • Such units can be, for example, tools or tool carriers or also handling units for tools or workpiece holders, but also grippers for workpieces.
  • the holding devices may be stationary relative to the machine frame. But it is also possible to arrange the holding devices on the machine frame movable.
  • a holding device provides that the respective holding device is designed as a changing device.
  • a change device is to be understood that this is a device that actively either supplies or removes an element to be changed.
  • Such elements may be, for example, tools or workpieces.
  • Such a change device is, for example, a known tool magazine in which the change device comprises a carrier which has an access position and is able to position or receive by movement one of the held tools in the access position.
  • Such a change device is, for example, a workpiece feed or a workpiece removal, which actively feeds a workpiece into a specific position, from which it can be picked up by the carrier head, or removes a workpiece from a certain position, thereby creating a new one Workpiece can be stored in this position again.
  • the concept according to the invention can be further developed expediently if a receptacle for at least one tool or at least one workpiece is arranged on the machine frame and in the movement region of the carrier head.
  • the receptacle is arranged stationary relative to the machine frame.
  • the receptacle is movable relative to the machine frame.
  • the receptacle could also be movable with a movement unit according to the invention described above.
  • the receptacle is linearly movable relative to the machine frame, preferably is exclusively linearly movable.
  • the receptacle is provided as a receptacle for tools, it may be sufficient if the receptacle is a stationary receptacle for at least one tool or a plurality of tools.
  • the at least one receptacle is designed as a spindle, in particular as a tool spindle, so that a machining of the workpiece with at least one rotating tool or a plurality of rotating tools is possible.
  • the receptacle can also serve to receive a workpiece.
  • the at least one receptacle is designed as a workpiece spindle, so that at least one workpiece spindle or several workpiece spindles are available for receiving a workpiece.
  • a further expedient exemplary embodiment of a machine tool according to the invention provides that a main body of a carrier arm is also the basic body for a further carrier arm. In this way, the advantages of a carrier arm according to the invention can be achieved even more comprehensively, since two carrier heads are available.
  • the carrier arm and the further carrier arm enclose an angle of at least 90 ° with one another, since collisions of the other carrier head with the workpiece or tool with which the carrier head cooperates during processing can thereby be avoided.
  • Machine tool provides that the machine tool has at least two movement units, and that tools or workpieces from one of the carrier heads to the other of the carrier heads can be handed over.
  • two independently operable movement units available, but additionally exploited their handling properties to the effect that, for example, workpieces can be transferred and thus a front and back side machining is feasible in a simple manner.
  • a further solution of the aforementioned object provides for an aforementioned machine tool according to the invention that the carrier head about a first pivot axis is pivotally mounted on a support arm, that the carrier head is provided with at least one receptacle for a replaceable unit which is fixable with a fixing device in the receptacle, and that the fixing device can be controlled by a machine control and thereby brought into a release position.
  • the fixing device can be designed so that it also passes controlled by the machine control in the fixing position.
  • a particularly favorable solution provides that the fixing device is designed to automatically transition into a fixing position.
  • An advantageous solution provides that the fixing device is associated with an activatable by the machine control actuator.
  • the carrier head can basically be provided with such a receptacle or with a plurality of receptacles.
  • the carrier head is provided with at least two receptacles with these associated fixing device.
  • the advantage of this solution can be seen in the fact that several units can be taken simultaneously by the recordings and fixed in these.
  • the units are subjected to different forces depending on the function to be performed, it would be necessary to design at least one of the at least two receptacles in such a way that they withstand the maximum forces acting on the units.
  • an advantageous solution provides that two of the at least two receptacles form a pair of receptacles on which one of the units can be fixed.
  • the unit which is to absorb the maximum forces can not be fixed in one of the receptacles, but can be fixed in two receptacles at the same time, and thus the forces distributed over two receptacles can be introduced into the carrier head.
  • the two images together are so stable form that they are able to absorb the maximum acting on such a unit forces.
  • the unit fixed in the recordings of the record pair could additionally be supported on the support head.
  • the fixed in the recordings of the pair of recording unit is fixed solely on these recordings on the carrier head.
  • the receptacle provided with a controllable fixing device can in principle be a stationary receptacle into which the unit can be inserted and fixed in place.
  • a common drive can be designed so that all recordings are driven at the same speed. But it is also conceivable that despite the common drive different shots with different speed can be driven.
  • each of the recordings can be driven individually.
  • the carrier head is designed so that the recordings are driven simultaneously.
  • a particularly expedient solution in which the recordings of a pair of recordings keep a unit together, provides that the recordings of a record pair can drive the unit held together in these recordings.
  • the units can be designed such that one of the receptacles of the pair of receptacles drives a function of the unit.
  • a particularly advantageous solution provides that one function of the unit can be driven with each of the receptacles of a pair of receptacles, so that two different functions of the unit can be driven by the two receptacles of the pair of receptacles.
  • a tool change can be realized particularly favorable when a tool magazine has holding devices arranged in pairs for the units arranged in a receiving pair.
  • two tools arranged in the holding devices can be simultaneously inserted into the carrier head or at the same time two tools arranged in the receptacles can be deposited in the holding devices by the carrier head.
  • one of the paired holding devices is a free and the other is equipped with a tool and that of the pair of receptacles a recording is equipped with a tool and the other is free and that in a single access of the carrier head to the Tool magazine, the tool of a recording in a holding device can be stored and the tool of the other holding device in the other recording is used.
  • the carrier head In order to have as many images on the carrier head available, on the other hand to keep the risk of collision of units used in the recordings as low as possible, it is preferably provided that the carrier head carries on at least two different sides recordings. It is even better if the carrier head carries pictures on at least three different sides.
  • the different sides of the carrier head are preferably formed by side surfaces of the carrier head, wherein the side surfaces are arranged so that surface normal of the same have in different directions.
  • the side surfaces can be curved in principle.
  • the side surfaces of the carrier head are flat surfaces.
  • the carrier head in a spherical or ellipsoidal or conical shape, wherein these body shapes may also be provided with additional flattenings.
  • a particularly favorable form for the spatial relationships of a machine tool provides that the tool carrier head is designed as a prismatic body and the first pivot axis passes through the prismatic body running parallel to a side surface.
  • the first pivot axis runs parallel to the central axis of the prismatic body. It is particularly advantageous geometrically when the prismatic body has an extension in the direction of the first pivot axis which is at least as large as in each direction transverse to the first pivot axis.
  • the prismatic body has an extension in the direction of the first pivot axis that is at least 1.5 times the maximum extent transverse to the first pivot axis.
  • the base of the prismatic body can have a variety of forms.
  • the base can also have a round or elliptical shape.
  • a particularly favorable solution provides that the prismatic body has a polygon as a base.
  • the polygon is at most a hexagon, even more advantageous are base surfaces in the form of a pentagon or a quadrilateral, on the one hand to provide as many shots and on the other hand to keep the units held in the recordings still with the least possible risk of collision.
  • the carrier head does not adversely affect the size of the machine tool in terms of its size is preferably provided that the tool carrier head transversely to the first pivot axis has a maximum extent which corresponds at most to 8 times a maximum workpiece diameter.
  • Swivel axis has a maximum extent, which corresponds to at most 6 times a maximum tool diameter.
  • the tool carrier head have side surfaces, then it is preferably provided that the side surfaces are arranged at a distance from the first pivot axis, which corresponds at most to 4 times the maximum workpiece diameter.
  • a particularly favorable form of a carrier head according to the invention provides that this has opposite side surfaces, and that the opposite side surfaces each have a maximum distance from each other, which corresponds at most to 6 times the maximum workpiece diameter.
  • a structurally particularly suitable solution provides that the carrier head has an extension in the direction of the first pivot axis which corresponds at least to 6 times the maximum workpiece diameter.
  • the carrier head is rotatable about the first pivot axis by at least 360 °, so that an optimal flexibility in the assembly of the carrier head with units and the use of these units is given.
  • a solution provides that the carrier head is rotatable about the first pivot axis in discrete rotational positions.
  • such discrete rotational positions can be predetermined by the main directions required for the units provided on the carrier head, for example main directions of tools or workpieces, so that each tool or workpiece can be aligned with its main direction in a suitable manner.
  • a further advantageous solution provides that the carrier head has more discrete rotational positions than main directions of units provided on the carrier head.
  • the angular distances between the discrete rotational positions of the carrier head are less than 10 °. It is even more advantageous if the angular distances are an integer multiple of 1.25 °, that is 1.25 ° or 2.5 ° or 5 °.
  • a further advantageous embodiment provides that the carrier head about the first pivot axis as controlled by the machine control B-axis is rotatable and thus the machine control has the ability to rotate the carrier head in any rotational position to edit in these rotational positions analogous to the known B-axis the workpiece.
  • the recordings can be distributed as desired on the carrier head.
  • a solution which is particularly favorable for the control and also the freedom of collision when using the carrier head provides that the carrier head has at least two receptacles which lie with their main directions in a common plane.
  • the plane is arranged so that it runs transversely in particular perpendicular to the first pivot axis.
  • a plurality of receptacles can then be arranged on the carrier head if the latter has at least two planes spaced apart from one another in the direction of the pivot axis, in each of which at least one receptacle is arranged.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a first embodiment of a machine tool according to the invention
  • FIG. 2 shows a side view of the first embodiment of the machine tool according to the invention in the direction of the arrow A;
  • Fig. 3 is a section along line 3-3 in Fig. 1;
  • FIG. 4 is a side view corresponding to FIG. 2 of a tool acting on a workpiece in the first embodiment
  • Fig. 5 is a view of a carrier head in the direction of a first
  • Fig. 6 is a view of the first embodiment according to
  • Fig. 2 with a dashed line shown working position of a support arm and shown in phantom change position of a support arm;
  • Fig. 7 is a perspective view similar to Fig. 1 of a second
  • Fig. 8 is a perspective view similar to Fig. 1 of a third
  • FIG. 9 is a perspective view similar to FIG. 1 of a fourth
  • FIG. 10 shows a view similar to FIG. 2 of the fourth exemplary embodiment of the machine tool according to the invention, showing a tool magazine and a supply and removal device for workpieces;
  • FIG. 11 is a view similar to FIG. 10 of a fifth embodiment of a machine tool according to the invention.
  • FIG. 12 is a view similar to FIG. 2 of a sixth embodiment of a machine tool according to the invention.
  • FIG. 13 is a perspective view of a seventh embodiment of a machine tool according to the invention.
  • FIG. 14 is a plan view of an eighth embodiment of a machine tool according to the invention.
  • FIG. 15 is a plan view similar to FIG. 14 of a ninth embodiment of a machine tool according to the invention.
  • FIG. FIG. 16 is a side view similar to FIG. 2 of a tenth embodiment of a machine tool according to the invention;
  • FIG. 15 is a plan view similar to FIG. 14 of a ninth embodiment of a machine tool according to the invention.
  • FIG. 16 is a side view similar to FIG. 2 of a tenth embodiment of a machine tool according to the invention;
  • FIG. 16 is a side view similar to FIG. 2 of a tenth embodiment of a machine tool according to the invention.
  • Fig. 17 is a section in one through a first and a second
  • FIG. 18 shows a schematic representation of various tools that can be used in spindles of the carrier head
  • Fig. 19 is a schematic representation of a in a spindle of
  • Fig. 20 is a schematic representation of a in a spindle of
  • Carrier head insertable sawing tool
  • 21 is an illustration of a simultaneous tool change in a carrier head according to the pivot unit in FIG. 17;
  • Fig. 22 is a schematic representation of a tool holder which can be used simultaneously in both spindles of the carrier head with a tool on which large forces act;
  • FIG. 23 shows an illustration of the tool holder according to FIG. 22 with a tool subjected to further large forces
  • FIG. FIG. 24 shows a schematic representation of the tool holder shown in FIGS. 21 and 22 with a plurality of tools
  • Fig. 25 is a schematic representation of another in both
  • FIG. 26 shows a schematic illustration of a tool holder that can be used in common in both spindles with a tool turret arranged thereon in side view;
  • FIG. 27 is a view in the direction of the arrow B in FIG. 26; FIG.
  • FIG. 28 shows a view similar to FIG. 27 of the tool holder with a further turret arranged on it, comprising a plurality of tool spindles;
  • Fig. 29 is a view in the direction of the arrow C in Fig. 28;
  • FIG. 30 shows a schematic representation of the tool holder insertable in both spindles with a workpiece gripper arranged on it;
  • Fig. 31 is a plan view in the direction of the arrow D in Fig. 30;
  • FIG. 32 shows an illustration similar to FIG. 17 of a second exemplary embodiment of a pivoting unit according to the invention
  • FIG. Fig. 33 is a plan view in the direction of the arrow E on the pivot unit of FIG. 32 in a first pivot position
  • Fig. 34 is a plan view in the direction of arrow E on the pivot unit of FIG. 32 in a second pivot position.
  • a first embodiment of a machine tool shown in Figs. 1 and 2 comprises a generally designated 10 machine frame, which rests with a foot 12 on a base surface and on which a designated as a whole by 14 movement unit is arranged, which serves to a tool WZ, for example, a tool WZl to move relative to a workpiece WS to machine the workpiece WS machining.
  • the movement unit 14 is provided with a carrier head designated as a whole with 20, which has a receptacle Al for the tool WZl.
  • the carrier head 20 is in turn arranged between mutually parallel legs 22a, b of a carrier arm 24 and rotatably mounted relative to the carrier arm 24 about a first pivot axis 26.
  • the carrier arm 24 comprises a main body 28, from which the two legs 22a, b of the carrier arm 24 extend, and which in turn is rotatable relative to a carrier base 30 about a second pivot axis 32.
  • the carrier base 30 is arranged on an X-carriage 34, which in turn can be moved by means of X-guides 36 in a so-called X-direction relative to the machine frame 10.
  • the carrier base 30 preferably still sits on a Y slide 44 which is movable relative to the X slide and which is guided on the X slide 34 by means of Y guides 46, so that the support base 30 as a whole is moved relative to the X slide in the Y slide.
  • Direction that is transversely to the X direction, preferably perpendicular to this, is movable.
  • the workpiece WS is held in a machining receptacle BA, for example a chuck, which is arranged on the front side on a workpiece spindle 50, which in turn is rotatably mounted in a spindle housing 52 about a spindle axis 54, wherein the spindle housing 52 in turn is guided in a Z-carriage 56 which is guided via Z-guides 58 relative to the machine frame 10 in a Z-direction movable.
  • a machining receptacle BA for example a chuck
  • the Z-direction is transverse to the Y-direction and preferably perpendicular to it.
  • the Z-direction is transverse to the X-direction, preferably also perpendicular to this.
  • the spindle axis 52 and the Z-direction are parallel to each other, as is common in conventional machine tools.
  • the rotational movement of the carrier head 20 is blocked relative to the support arm 24 about the first pivot axis 26 by the machine control M and also blocks the rotation of the support arm 24 relative to the support base 30 about the second pivot axis 32 by the machine control M and also there is no shift in Y- Direction so that the carrier head 20 follows the movements of the X-carriage 34 in the X direction rigid.
  • This solution makes it possible for the pivoting movement about the first pivot axis 26 and about the second pivot axis 32 to use actuators that do not generate torques that can be used for machining the workpiece WS, but much lower torques, and the actuators by the machine control M controllable To block brakes.
  • the tool WZl When machining the material of the workpiece WS in the course of a conventional turning operation, the tool WZl is in a first movement plane 60, which passes through the spindle axis 54, wherein in such a conventional turning a Schoten- force 62 is formed, which is perpendicular to the first plane of movement 60th runs (Fig. 3). Furthermore, according to the invention, the first pivot axis 26 and the second pivot axis 32 are oriented such that they run parallel to the main cutting force 62, so that the main cutting force 62 does not contribute to a torque about one of the pivot axes 26, 32, but through which the pivot axes 26, 32 forming bearing is added.
  • first pivot axis 26 and the second pivot axis 32 extend perpendicular to the first plane of movement 60, which in turn runs parallel to the X direction, in which a delivery of the tool WZl takes place in the direction of the workpiece WS.
  • the support arm 24 extends with a longitudinal axis 66 extending between the pivot axes 26, 32 in a machining position substantially parallel to the first plane of motion 60 and in an angular range of about -45 ° to about + 45 °, more preferably in an angular range of about - 30 ° to approximately + 30 °, for projecting the X direction onto the first movement plane 60, the carrier head 20 being arranged facing the workpiece WS and thus the spindle axis 54, while the main body 28 is facing away from the spindle axis 54 side of the carrier head 20 lies.
  • the carrier head 20 due to the mobility in the Y direction in a second plane of movement 68 which is parallel to the pivot axes 26, 32, movable.
  • the conventional functionality of a simple lathe is given.
  • the rotatability of the carrier head 20 about the first pivot axis 26 by means of the machine control M allows, in the case that the tool WZl is a simple turning tool with a cutting tip SP, an angle ⁇ between the cutting tip SP and a surface O of the workpiece WS or the spindle axis 54 variable set to use, for example, multiple tools in a variety of ways can (Fig. 4).
  • the rotatability of the carrier head 20 about the first pivot axis 26 allows the use of a further tool arranged on the carrier head 20, for example a tool WZ2 inserted in a receptacle A2, wherein the tool WZ2 is a driven tool, for example a milling or drilling tool, and the Recording A2, the recording of a arranged on the carrier head 20 tool spindle 70 for driving the rotating tool WZ2 about its axis of rotation WZD.
  • a further tool arranged on the carrier head 20 for example a tool WZ2 inserted in a receptacle A2
  • the tool WZ2 is a driven tool, for example a milling or drilling tool
  • the Recording A2 the recording of a arranged on the carrier head 20 tool spindle 70 for driving the rotating tool WZ2 about its axis of rotation WZD.
  • the rotatability of the carrier head 20 about the first pivot axis 26 allows the same functionality as a known B-axis.
  • first pivot axis 26 opens up the possibility, as shown in FIG. 5, that a plurality of tools WZ1 and WZ2 can be arranged on the carrier head 20 and used to machine the workpiece.
  • the plurality of tools WZ for example, the tools WZL and WZ2, arranged on the carrier head 20, that the tool cutting WZSl and WZS2 with respect to the first pivot axis 26 have an angular distance WA of at least about 60 ° to the tools WZL and WZ2 collision-free on To be able to use workpiece WS.
  • the carrier head 20 can be equipped, on one side 72, with a carrier block T, two stationary tools WZ1 and WZ3 mounted in the receptacles A1 and A3 of the carrier block T.
  • the support block T can be mounted as a whole with preassembled tools WZl and WZ3 on the carrier head 20 or it can be fixed by a provided in the carrier head 20 fixing on this, wherein in an expedient embodiment, the fixing device by the machine control M is solvable, so that the Carrier block T can be replaced as a unit controlled by the machine control M.
  • the tool WZ2 is seated, which is seated in the receptacle A2, which in turn is designed as a tool spindle 70 arranged in the carrier head 20 and is designed as an interchangeable receptacle into which tools WZ2 are controlled use the machine control M and from which the tools WZ2 controlled by the machine control M can be solved.
  • the side 72 opposite side 76 and the side 74 opposite side 78 could also be equipped with tools WZ, preferably fixedly arranged tools.
  • the tools WZ1, WZ2 and WZ3 are arranged relative to one another such that they extend in a direction perpendicular to the pivot axis 26 and through the tools WZ1, WZ2 and WZ3 passing through level 64 always have a distance from each other, which corresponds approximately to a maximum diameter of the workpiece WS, so that the tools WZl, WZ2 and WZ3 can be used without collision.
  • the tools WZ1, WZ2 and WZ3 are aligned such that, with their extent, starting from the carrier head 20, they respectively lie in planes perpendicular to the first pivot axis 26.
  • this can be done such that all the tools WZ1, WZ2 and WZ3 extend in one and the same plane 64 or in such a way that each of the tools WZ1, WZ2 and WZ3 respectively extends in a plane parallel to the plane 64, which extends vertically to the first pivot axis 26 extends (Fig. 5).
  • the carrier head 20 is provided with four flat sides, 72, 74, 76 and 78, which have approximately the same extent in the plane 64 extending perpendicular to the pivot axis 26, so that the carrier head 20 is rectangular in cross-section, for example. .
  • the extent of the flat sides 72, 74, 76 and 78 corresponds to at least approximately a maximum diameter of the workpiece WS.
  • the plane 64 in which the respective tool WZ1, WZ2 or WZ3 or all three tools WZ1, WZ2 and WZ3 lie, thereby coincides, at least in a conventional turning operation, with the first movement plane 60 passing through the spindle axis 54 and parallel to the X axis.
  • Direction runs, so that by moving the carrier head 20 in the X direction of this tool WZl or WZ3 as in the known machine tools in the X direction is deliverable.
  • the mobility in the Y-direction is advantageous if a machining outside the first movement plane 60 on the workpiece WS is to be performed with the driven tool WZ2, so that a displacement of the carrier head 20 in the Y-direction can take place.
  • a suitable kinematics can be obtained if the first pivot axis 26 extends parallel to the second pivot axis 32 and both pivot axes 26 and 32 transversely, more preferably perpendicularly, to the first plane of motion 60,
  • the pivotability of the support arm 24 about the second pivot axis 32 by means of the machine control M now opens the possibility of the carrier head 20 in processing positions facing the workpiece WS, in which the first pivot axis 26 of the carrier head 20, for example within a processing movement range 80 (FIG. 1) is moved, in changing positions, exemplified by a in 6 continuously drawn change position, in which the first pivot axis 26 is movable within an alternating movement range 90 to move without large travels in the X direction are required.
  • a range of motion 82 can create, which - apart from the movement in the Y direction - on the one hand by the travel in the X direction is determined and on the other hand by the length of the support arm 24, in particular the distance of the first pivot axis 26 of the second pivot axis 32nd
  • the machining movement region 80 remains unaffected by the additional functions to be performed in the alternating motion region 90.
  • the alternating movement region 90 could, for example, be designed so that it covers the entire region not covered by the machining movement region 80.
  • the changeover movement range 90 or the changeover movement ranges 90 be located in an outer region of the movement range 82 and expediently outside of the machining movement region 80, so that in a simple manner favorable spatial relationships in the realization of the change of motion range or the change of motion ranges associated functions.
  • the carrier head 20 has the capability of removing or depositing tools from a tool magazine 100 provided with tool retainers, such as tool retainers 102a-102d, with the tool retainers 102 being stationary Tool holding devices 102 are formed, in which the respective tool WZ can be used exclusively by moving the support arm 24 and the carrier head 20 and optionally also the X-slide 34 or from these.
  • the tool holding devices 102 of the tool magazine 100 lie in the simplest case in the plane 70, with an intended movability of the carrier base 30 in the Y direction, there is also the possibility of arranging the tool holders 102 in planes parallel to the plane 60, since at the same time the pivoting of the support arm 24 in the change positions a start different plane parallel to plane 64 is possible. Further, a pivotal movement of the support arm 24 about the axis 32 for achieving the change positions has the great advantage that in a simple manner, the carrier head 20 in the plane 64 or parallel to this plane is movable and extending in these planes tools WZ by a Movement in the plane 64 or in the plane parallel to this in the tool holding devices 102 can be used.
  • the pivoting movement of the carrier head 20 about the first pivot axis 26 is to coordinate in addition, and optionally with a movement of the X-carriage 34 in the X direction to correct the tools WZ in a respective straight insertion direction 104 to be able to use in the tool holding devices 102.
  • the tools WZ are arranged on the support head 20 in a total of three mutually parallel but different planes 64a, 64b and 64c, so that when these tools WZ are used in the first movement plane 60 come, a displacement of the support base 30 in the Y direction is required.
  • the tools WZ1 and WZ3 lie in the plane 64a, whereas tools WZ4 and WZ5 offset in the direction of the pivot axis 26 are provided, which are of the same type as the tools WZ1 and WZ3, ie tools arranged stationarily on the carrier head 20, which, however, lie in the plane 64c.
  • the driven tools WZ2 and WZ6 can now be inserted either in the first movement plane 60 or in a plane parallel to this on the workpiece WS.
  • the tools WZl and WZ3 and WZ4 and WZ5 are formed as normal turning tools on the carrier T and thus are always used for machining the workpiece WS in a position in which they are in the first plane of movement 60, that is, the support base so far it must be shifted that the plane 64a or plane 64c coincides with the first plane of movement 60.
  • the second embodiment of the machine tool according to the invention corresponds to the first embodiment, so that the same reference numerals are used for the same parts and with respect to the description of the same fully incorporated by reference to the comments on the first embodiment.
  • the carrier head 20 in contrast to the first exemplary embodiment, is designed so that the tools WZ1, WZ2 and WZ3 lie in the plane 64a, while the tools WZ4, WZ5 and WZ6 are in the plane 64c lie so that by moving the support base 30 in the Y direction arranged in the planes 64a and 64c tools WZ, for example, in the first movement plane 60 or at a distance from this are used.
  • the third embodiment of the machine tool according to the invention corresponds to the preceding embodiments, so that the same parts are provided with the same reference numerals and can be fully incorporated herein by reference.
  • the workpiece spindle 50 is arranged stationary on the machine frame 10, so that the movement of the workpiece WS in the Z direction through the workpiece spindle 50 is not possible.
  • the relative movement in the Z direction between the tool WZ and the workpiece WS can be achieved in that the carrier arm 24 to the second
  • Swivel axis 32 is pivotable and by moving the X-carriage in X direction and simultaneous rotation of the carrier head 20 about the first pivot axis 26, a linear movement of each of the tools WZ in the Z direction can be achieved by interpolation of these three axes of movement.
  • pivot axes 26 and 32 are continuously rotatable during machining of the workpiece WS with the machine control M - similar B axes in known lathes - in order to work with the tools WZ controlled any position in the Z direction controlled and to be able to realize any feed in the Z direction, while still delivering the tools WZ toward the workpiece WS by moving the X-carriage in the X direction and also still optionally in the Y direction, as described in the preceding embodiments.
  • the possibility of pivoting of the support arm 24 even more consistently exploited namely to order also with the aid of the pivotal movement of the support arm 24 about the second pivot axis 32 and the simultaneous possible pivotal movement of the Carrier head 20 about the first pivot axis 26, and optionally after the movement of the X-carriage 34 to grab raw workpieces WSR to use in the processing fixture BA and to remove after processing the workpieces WS finished workpieces WSF from the processing recording and store.
  • a feed device 110 for raw workpieces and a discharge device 112 for finished workpieces are provided for this purpose, in particular on opposite sides, which are arranged at the edge of the movement region 82, in which the pivot axis 26 as a whole is movable by the movement unit 14, thereby the support arm 24 is not subject to any obstructions with respect to movements for exchanging the tools WZ.
  • the carrier head 20 is provided with a workpiece gripper 114, for example on a side opposite the tool WZ2, which with gripper fingers 116 both the raw workpieces WSR and the finished workpieces WSF can grab.
  • Both the workpiece feed device 110 and the workpiece removal device 112 are merely designed as conveyors which make a raw workpiece WSR available in a specific position and receive a finished workpiece WSF in a defined position and, moreover, move these workpieces towards or away from this position from being transported away from this position, so that no additional handling or fixation is necessary to perform the change of a workpiece WS.
  • the advantage of the solution according to the invention is the fact that even heavy workpieces can be simply inserted into or removed from the machining fixture BA by the movement device 14, since large forces are required for the movement of the carrier head 20 for machining the workpiece WS anyway, to achieve the necessary rigidity and machining accuracy, so that these forces be easily enough to accommodate particular heavy workpieces WS of a workpiece feed 110 and store it in a Maschinentschabbow responded 112.
  • a fifth embodiment illustrated in Fig. 11, two machine tools according to any one of the preceding embodiments, in particular, arranged in accordance with the fourth embodiment relative to each other that the movement units are provided 14i and 14 2 to each other conces- facing sides of machine frames 10i and 1O 2 such that a workpiece WS machined on a front side can be removed from the workpiece spindle 50i from the carrier head 20i and transferred to the other carrier head 20 2 , which then has the possibility of inserting workpiece WS into the workpiece spindle 50 2 and then placing it on its side Back side to work.
  • the movement device 14 is arranged on the machine frame 10 such that the carrier head 20 is suspended in the direction of gravity on the carrier arm 24 so that the carrier base 30 lies in the direction of gravity above the carrier head 20.
  • the tools WZ do not act from below in the direction of gravity, but from above onto the workpiece WS during the machining operation, so that a simple chip fall and easy removal of the chips are ensured.
  • the sixth embodiment is designed in the same way as the preceding embodiments, so that the comments on this can be made in full content.
  • the machine frame 10 'comprises a longitudinal beam 120, and a stator 122, which is mounted on the longitudinal beam 120 at the end and carries the spindle housing 52 of the workpiece spindle 50.
  • the workpiece spindle 50 extends with its spindle axis 54 parallel to a longitudinal direction 123 of the longitudinal member 120.
  • a Z slide 124 of the movement unit 14 ' is displaceably guided on the side member 120 in the Z direction by means of Z guides 126, so that in this exemplary embodiment the movement unit 14' itself can be moved in the Z direction.
  • the Y slide which can be moved in the Y direction, is seated on the Z slide, which is guided with Y guides 46 on the Z slide 124.
  • the support arm 24 is pivoted about the second pivot axis 32 relative to the support base 30, which is arranged on the Y-slide 44 and guided by Y-guides 46 and relative to the support arm 24 in the same manner as described in connection with the preceding embodiments the carrier head 20 is pivotable about the first pivot axis 26.
  • tools WZ are also arranged, which are movable relative to the workpiece WS, in the Z direction by the Z slide 124 of the movement unit 14 ', in the Y direction by the Y-slide 44 of the movement unit 14' and in the X direction by a coordinated pivotal movement of the support arm 24 for moving the carrier head 20 in Direction of the spindle axis 54 and away therefrom, a corresponding coordinated rotational movement of the carrier head 20 and also a coordinated movement of the Z-carriage 124 in the Z direction to the delivery of the tool WZ in the X direction, the movement of the support arm 24 in Z Direction to compensate.
  • the seventh embodiment is formed in the same manner as the preceding embodiments, so that the same reference numerals are used for the same elements and reference is made to the comments on this full content.
  • the arrangement of the movement units 14 'and 14'G according to the sixth embodiment can be combined to form a counter-spindle machine in which the workpiece spindle 50 is assigned a workpiece counter spindle 5OG, which is also in Z Direction is displaced to remove a workpiece WS from the workpiece spindle 50 and edit back.
  • the workpiece spindle 50 and the workpiece counter spindle 5OG are arranged coaxially to a common spindle axis 54.
  • the workpiece spindle 50 is assigned the movement unit 14 'and the workpiece counter spindle 5OG the movement unit 14'G.
  • the movement unit 14 ' is arranged so that the support arm 24 with its longitudinal axis 66, starting from the base body 28 in the direction of the processing receptacle BA Workpiece spindle 50 extends, so that the carrier head 20 is arranged facing this, while the main body 28 is on a side facing away from the processing receptacle BA of the carrier head 20.
  • the longitudinal direction 66 extends parallel to the first movement plane 60, which is parallel to the X direction and through the spindle axis 54, and at an acute angle to the spindle axis 54, said acute angle in a range between about 0 and about 80 ° lies.
  • the movement unit 14 ' is formed so that at the maximum acute angle, that is the acute angle of about 80 °, with the held in the carrier head 20 tool WZ machining on a side opposite the base body 28 side of the spindle axis 54 is possible and thus a large axis overpass in the X direction can be realized.
  • the movement unit 14'G assigned to the workpiece counterspindle 50G is arranged and designed so that its base body 28G is arranged with respect to the carrier head 2OG on an opposite side from the machining receptacle BA of the workpiece counterspindle.
  • the base bodies 28 and 28G are each arranged at a maximum distance from the associated workpiece spindle 50, 5OG, while the carrier heads 20, 2OG always between the respective base body 28 and 28G and the corresponding processing fixture BA Workpiece spindle 50 and the workpiece counter spindle 5OG are.
  • the movement units 14 ', 14'G of the eighth exemplary embodiment it is also possible to change the assignment of the carrier heads 20 and 2OG, that is to turn them around, namely by moving the respective carrier base 30 in the Z direction, so far that the support arm 24 and 24G, starting from the main body 28 and 28G to the other workpiece spindle 5OG and 50, that is, in this case then the carrier body 20 of the workpiece spindle 5OG would be assigned and the carrier body 2OG of the workpiece spindle 50th
  • the eighth embodiment still allows the supply of green workpieces WSR into the moving area 82 of the moving unit 14 1 G in an outer area 132d near the wall 128d of the working space 130 and the discharge of finished workpieces WSF from the moving area 82 the moving unit 14'G in an outer area 132f near the wall 128f of the working space 130.
  • the carrier head 2OG is preferably to be provided with the workpiece gripper 114.
  • tools WZ are in tool holders 102 near the walls 128a, 128b and 128c of the working space 130 held, which are accessible to the carrier head 20 so that it can exchange the held in the carrier head 20 tool WZ one of the tools held in the tool holding devices 102 tools WZ.
  • the main body 28G of the carrier arm 24G is also the basic body for a further carrier arm 24WG, which is firmly fixed to this basic body 28G, such that upon pivoting of the carrier arm 24G about the second pivot axis 32G as well the support arm 24WG is pivotable.
  • the carrier arm 24WG likewise carries a carrier head 20WG which can pivot about a first pivot axis 26WG and has the same functionality as the carrier head 2OG.
  • the carrier heads 2OG and 20WG can thus be used alternately on a workpiece WS held in the counter-tool spindle 5OG or the tool spindle 50, as has been described in connection with, for example, the eighth exemplary embodiment, so that reference can be made in full to the statements on this point.
  • the movement unit 14 is configured in the same way as in the fifth embodiment, except that in this embodiment, a workpiece spindle 50 'with a machining fixture BA for a workpiece WS is held on the carrier head 20 movable by the moving unit 14 in a known manner in the X-direction through the X-carriage 34, in the Y-direction described in connection with the fifth embodiment, parallel to the pivoting axes 26, 32, and around the Swivel axes 26, 32 is pivotable, so that the workpiece spindle 50 'corresponding to these pan and movement axes in space movable and with these thus the workpiece WS can be positioned.
  • machining corresponding to the machining of a lathe with a vertical spindle are possible, so that for example the individual tools WZV are stationary on a designed as a receptacle WZA for tools WZV tool carrier 134 and the tool carrier 134 is also held stationary on the machine frame 10 and
  • the workpiece WS can be moved to the individual tools WZV of the tool carrier 134 in order to perform this processing, for example by rotating the workpiece WS about the spindle axis 54 'a turning operation.
  • the spindle axis 54 'of the workpiece spindle 50' extends approximately vertically, so that the same processing options as in a vertical spindle machine can also be realized with standing tools WZ.
  • FIG. 17 An exemplary embodiment of a swivel unit illustrated in FIG. 17 comprises a support base 30 in the form of a tube, to which an inner body 140 designed as an inner tube is attached, which serves to support the sleeve-shaped basic body 28 comprising the inner body 140.
  • the inner body 140 carries two spaced apart in the direction of the pivot axis 32 pivot bearings 142, 144 which support the sleeve-shaped and the inner body 140 cross-base body 28 both in the radial direction to the pivot axis 32 and in the axial direction to the pivot axis 32.
  • pivot bearings 142 and 144 are a designated as a whole with 150 drive motor, designed as a so-called torque motor, ie round linear motor, arranged, which includes a seated on the inner tube 140 and a stator 152 arranged on the main body 28 rotor 154, so that the main body 28 is rotatable relative to the inner tube 140 by this drive motor 150.
  • 150 drive motor designed as a so-called torque motor, ie round linear motor, arranged, which includes a seated on the inner tube 140 and a stator 152 arranged on the main body 28 rotor 154, so that the main body 28 is rotatable relative to the inner tube 140 by this drive motor 150.
  • the support arms 22a, 22b integrally formed, between which the carrier head 20 is rotatably mounted about the pivot axis 26.
  • two mutually prestressed main bearings 162a, 162b are provided in the support arm 22a, which are arranged in a bearing seat 164 of the support arm 22a and rotatably guide a support lug 22a of the support head 20 through the support arm 22a.
  • a pivot bearing 168 is also provided in the support arm 22b in a bearing seat 170, which receives the support arm 22b by cross-bearing shoulder 172, wherein the bearing lug 172 extends from a side opposite the bearing lug 166 side of the carrier head 20.
  • the bearing lug 166 extends to a support head 20 opposite side of the pivot bearing 162a, 162b and carries a rotatably on the bearing lug 166 on the carrier head 20 remote from the side of the pivot bearing 162a, 162b arranged rotor 174, which extends within a stator 176 of a drive motor designated as a whole by 180, wherein the drive motor 180 is also designed as a so-called torque motor.
  • the stator 176 is seated within a stator housing 182 which is fixedly connected to the support arm 24 so that the stator 176 is rotatably mounted on the support arm 24.
  • the drive motor 150 and the drive motor 180 are arranged offset, so that the drive motor 180 may have a greater extent in the radial direction to the pivot axis 26, as a minimum distance of the rotor 154 of the drive motor 150 corresponds to the pivot axis 26, so that the drive motors 150, 180 may overlap in terms of their radial extent to interpret both drive motors 150, 180 optimally in terms of the required torque and holding torque can.
  • spindles 190a, 190b arranged parallel to each other and accommodating a pair of receptacles are provided in carrier head 20, which in turn are rotatably mounted in carrier head 20 via front spindle bearings d92a, 192b and rear spindle bearings 194a, 194b and coupled via a linkage 196, wherein the linkage 196 either drives both spindles 190a, 190b synchronously, that is, both rotate at the same speed, or the linkage 196 is a translating gear, such that, for example, the spindle 190b rotates faster than the spindle 190a.
  • the drive of the tool spindles takes place via a bearing lug 166 of the carrier head 20 passing through and rotatably mounted in this drive shaft 198, which carries at its end facing the tool spindle 190a a gear 200 which meshes with a circumferentially mounted on the tool spindle 190a gear 202.
  • the drive of the drive shaft 198 via a belt drive 204, which carries on a carrier head 20 remote from the side of the drive motor 180 from the pivot axis 26 to the pivot axis 32 and on the one hand coaxial with the pivot axis 26 on the drive shaft 198 seated pulley 206 and on the other hand, a coaxial Swivel axis 32 arranged
  • Pulley 208 both of which are coupled by a drive belt 210, such as a toothed belt.
  • the pulley 208 sits on a coaxial with the pivot axis 32 arranged output shaft 212 of an engaging into an interior 214 of the inner tube 140 and held with a support sleeve 216 spindle drive motor 220, which is thus arranged stationary relative to the support base 30 and partially at least in the inside the interior of the drive motor 150 214 engages.
  • the spindle drive motor 220 With the spindle drive motor 220, there is thus an immediate drive of the spindle 190a via the belt drive 204 and the drive shaft 198, which, for example, rotates more slowly than the spindle 190b and is thus designed for greater torque, which extends directly via the belt drive 204 and the drive shaft 198 the spindle 190a can be transmitted, while the connecting gear 196 then from the spindle 190a, the spindle 190b at a higher speed, but also with a lower driving torque, drives.
  • each of the spindles 190a, 190b is provided with a fixing device 222a, 222b assigned to the respective receptacle A for fixing a unit to be inserted, which is detachable by an actuating device 224a, 224b, for example designed as a hydraulic cylinder, and by built-in springs in the direction its fixing position is applied.
  • a fixing device 222a, 222b assigned to the respective receptacle A for fixing a unit to be inserted, which is detachable by an actuating device 224a, 224b, for example designed as a hydraulic cylinder, and by built-in springs in the direction its fixing position is applied.
  • the spindles 190a, 190b are arranged with their spindle axes 226a, 226b so that they are parallel to each other and intersect the first pivot axis 26, and also preferably arranged so that the fixing means 222a, 222b in the same perpendicular to the spindle axes 226a, 226b extending level lie.
  • the carrier head 20 with two spindles 190a, 190b arranged parallel to one another, as shown in FIG. 18, it is possible to arrange different tools in these spindles 190a, 190b, for example, as shown in FIG 18, a boring tool 232 in the spindle 190a and an internal boring tool 234 in the spindle 190b.
  • milling tools 236 or sawing tools 238, shown in FIGS. 19 and 20 it is also possible, for example, to use milling tools 236 or sawing tools 238, shown in FIGS. 19 and 20.
  • FIG. 21 when the two spindles 190a, 190b are provided, it is possible to arrange them in the carrier head 20 so that simultaneous access to two holding devices 102a, 102b for tools WZ, for example the tools 232 and 234, is possible.
  • one of the spindles 190a, 190b is equipped with a tool WZ and one of the spindles 190a, 190b is free.
  • a tool can be loaded into the free spindle and at the same time the tool held in the other of the spindles 190a, 190b can be deposited in the corresponding holding device.
  • the spindle 190a is free and the tool 234 is arranged in the spindle 190b, then the tool 232 arranged in the holding device 102a can be picked up by the spindle 190a and the spindle 190b can be moved by moving the tool magazine 100 once with the holding devices 102a and 102b existing tool 234 are stored in the holding device 102b.
  • the carrier head 20 can continue to work with the tool 232.
  • the two spindles 190a, 190b can also be used in a turning tool 240 shown in FIG. 22 to jointly receive a tool holder 242 for the turning tool 240 in the unit to be used, wherein the tool holder 242 can be inserted into the spindle 190a 244a and an insertable into the spindle 190b projection 244b, wherein both lugs 244a and 244b in the corresponding fixing means 222a, 222b of the spindles 190a, 190b are fixable.
  • the turning tool 240 is, for example, a so-called heavy turning tool, which requires a stable fixation on the carrier head 20, which takes place via the two spindles 190a, 190b and in particular their fixing device 222a, 222b, wherein a drive of the spindles 190a, 190b is not required.
  • a heavy boring tool 246 may also be fixed to the tool holder 242 in the two spindles 190a, 190b.
  • a tool holder 242 a plurality of rotary tools 248, 250, 252 to fix, which also do not represent powered tools.
  • a tool holder 254 form such that it has rotatable lugs 256a, 256b, wherein the rotatable lug 256a in the spindle 190a with the fixing 222a is fixable and the rotatable lug 256b in the spindle 190b with the fixing 222b is fixable.
  • a total of the tool holder 254 is fixed twice and also exists in this case by driving the spindles 190a, 190b by means of the spindle drive motor 220 a arranged on the tool holder 254 drive spindle 258 for example, a drilling tool 260 via either the approach 256a or the approach 256b to drive ,
  • a tool turret 270 may be provided with fixed rotary tools 272a to 272f, which on a Turret 274 is disposed, which in turn is rotatable about a turret axis 276 opposite the tool holder 254, wherein rotation of the turret 274 relative to the tool holder 254 is achievable by driving the rotatable lugs 256a, 256b through at least one of the spindles 190a, 190b.
  • the tool holder 254 with the tool turret 270 and the rotatable turret 274 can also, as shown in FIGS. 28 and 29, still be provided with tool spindles 278 for driven tools arranged in these tool spindles 278.
  • a drive of the turret 274 and a drive of the tool spindles 278 via the two spindles 190a, 190b in the carrier head 20, which, however, must be decoupled for this purpose also takes place.
  • the rotation of the turret 274 about the turret axis 276 can be carried out with the spindle 190a, while the spindle 190b can drive the tool spindle 278 seated on the turret 274.
  • a tool holder 254 with rotatable lugs 256a, 256b may also be used to fix and drive a workpiece gripper 282 instead of a tool having gripper arms 286 pivotable about pivot axes 284 and end provided with gripper jaws 288 are.
  • three gripper arms 286 pivotable about the respective pivot axes 284 about a center 290 are arranged at equal angular intervals, the gripper jaws 288 of which are radially displaceable toward the center 290 such that the gripper jaws 288 engage workpieces WS with a large diameter variation can.
  • both a raw workpiece WSR and a finished workpiece WSF are tangible.
  • the gripper arms 286 are driven about the respective axes of rotation 284 synchronously via a gear 294 arranged in a tool gripper housing 292, which can be driven by the spindle 190b via the rotatable shoulder 256b, for example, while the rotatable shoulder 256a is freely rotatably mounted in the tool holder 254 ,
  • FIG. 32 Another embodiment of a pivoting unit according to the invention with a support arm 24 ', shown in Fig. 32, in the same manner as the embodiment described above with two drive motors 150 and 180 for pivoting the support arm 24' or for pivoting the carrier head 20 is provided.
  • a drive of the tool spindles 190a, 190b in the carrier head via the tool drive motor 220, the belt drive 204 and the drive shaft 198.
  • a mechanical coupling gear 300 is still provided in the support arm 24 ', which allows a coupling of the drive power of the drive motor 150 and the drive motor 180.
  • the rotor 174 of the drive motor 180 is provided with a gear 302 which meshes with a coupling gear 306 rotatably mounted on the support arm 24 'about a rotation axis 304, wherein the coupling gear 306 in turn is in engagement with a gear 308, the end of the Inner body 140 is arranged and via a switchable coupling 310 either rotationally fixed to the inner body 140 can be fixed or relative to the inner body 140 is freely rotatable. In the case of a free rotation of the gear 308 relative to the inner body 140, the coupling gear 300 is ineffective.
  • the pivotal movement of the carrier arm 24 'can thus be driven by adding the power of the two drive motors 150 and 180, although it must be accepted that the carrier head 20 is in a specific relationship about the pivot axis 26 rotates in accordance with the rotation of the support arm 24 'about the pivot axis 32nd
  • the mechanical coupling gear 300 can be dimensioned so that the carrier head 20, its orientation, for example to the workpiece WS, regardless of the pivoting movement of the support arm 24 'maintains, so that thereby not only in the pivotal movement of the support arm 24', the alignment of the tools WZ relative to the workpiece WS is already determined by the mechanical coupling gear 300 and is always maintained and thus the drive motor 180 with its drive power, the pivoting movement of the support arm 24 'is supported.
  • the mechanical coupling gear 300 may be formed so that it has a coupling gear 304 or even a plurality of coupling gears, as shown in FIGS. 33 and 34, at the same time the effect of the mechanical coupling gear 300 in terms of maintaining the orientation of the carrier head 20 relative to the support base 30 during a pivotal movement of the support arm 24 'show.

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Abstract

Disclosed is a machine tool for machining a workpiece with the aid of at least one tool (WZ) by having the workpiece (WS) and the tool (WZ) perform controlled positioning movements relative to each other. Said machine tool comprises a machine frame (10), a support head (20) that can be moved relative to the machine frame (10) by means of a moving unit (14), and at least one receiving device (A) which is located on the support head (20) and by means of which a workpiece (WS) or a tool (WZ) can be placed on the support head (20) such that at least some of the positioning movements can be performed using the moving unit. In order to improve said machine tool in such a way that multiple complex machining processes can be carried out in an optimal fashion, the support head (20) is mounted on a support arm (24) so as to be pivotable about a first swiveling axis (26) while said support arm (24) is mounted so as to be pivotable relative to a support base (30) about a second swiveling axis (32) that is located parallel to and at a distance from the first swiveling axis (26). Furthermore, the support base (30) can be moved relative to the machine frame (10) by means of at least one controlled axis of movement (X, Y, Z).

Description

WERKZEUGMASCHINE MACHINE TOOL
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung eines Werk- Stücks mittels mindestens eines Werkzeugs durch gesteuerte Positionierbewegungen von Werkstück und Werkzeug relativ zueinander, umfassend ein Maschinengestell, einen gegenüber dem Maschinengestell mittels einer Bewegungseinheit bewegbaren Trägerkopf und mindestens eine am Trägerkopf vorgesehen Aufnahme, mittels welcher entweder ein Werkstück oder ein Werkzeug an dem Trägerkopf angeordnet werden kann, so dass mittels der Bewegungseinheit zumindest einen Teil der Positionierbewegungen ausführbar ist.The invention relates to a machine tool for machining a workpiece by means of at least one tool by controlled positioning movements of workpiece and tool relative to each other, comprising a machine frame, a relative to the machine frame by means of a moving unit movable carrier head and at least one provided on the carrier head recording, by means of either a Workpiece or a tool can be arranged on the carrier head, so that by means of the movement unit at least a part of the positioning movements is executable.
Derartige Werkzeugmaschinen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei diesen Werkzeugmaschinen ist der Trägerkopf üblicherweise als Werkzeugträgerkopf ausgebildet, welcher mittels eines Schlittensystems zur Ausführung der Positionierbewegungen bewegbar ist.Such machine tools are known from the prior art. In these machine tools, the carrier head is usually designed as a tool carrier head, which is movable by means of a carriage system for carrying out the positioning movements.
Unter einer Bearbeitung im Sinne der erfindungsgemäßen Lösung ist jede Art der Gestaltung des Werkstücks zu verstehen, also beispielsweise Abtragen oder auch Auftragen von Material aber auch Umwandlung von Material beispielsweise durch Härten.Under a processing in the sense of the solution according to the invention is any type of design of the workpiece to understand, so for example, removal or application of material but also conversion of material, for example by curing.
Bei den materialabtragenden oder materialauftragenden Prozessen ist ins- besondere auch die Laserbearbeitung einschließlich Laserschweißen mit umfasst. In jedem Fall umfassen die materialabtragenden Prozesse die zerspanende Bearbeitung von Werkstücken, beispielsweise durch Drehen, Fräsen oder Schleifen.In the case of material-removing or material-applying processes, laser machining including laser welding is also included in particular. In any case, the material-removing processes include the machining of workpieces, for example by turning, milling or grinding.
Dieses Konzept hat jedoch den Nachteil, dass vielfältige komplexe Bearbeitungen eines Werkstücks nicht optimal ausführbar sind.However, this concept has the disadvantage that a variety of complex machining of a workpiece can not be performed optimally.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, dass vielfältige komplexe Bearbeitungen optimal ausführbar sind.The invention is therefore an object of the invention to improve a machine tool of the generic type such that a variety of complex processes are optimally executed.
Diese Aufgabe wird bei einer Werkzeugmaschine der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Trägerkopf um eine erste Schwenkachse schwenkbar an einem Trägerarm gehalten ist, dass der Trägerarm seinerseits um eine zur ersten Schwenkachse parallelen und im Abstand von dieser angeordnete zweite Schwenkachse schwenkbar gegenüber einer Trägerbasis gelagert ist und dass die Trägerbasis gegenüber dem Maschinengestell mittels mindestens einer gesteuerten Bewegungsachse bewegbar ist.This object is achieved in a machine tool of the type described above according to the invention that the carrier head is pivotally supported about a first pivot axis on a support arm, that the support arm in turn about a pivot axis parallel to the first and spaced therefrom second pivot axis pivotally relative to a support base is mounted and that the support base relative to the machine frame by means of at least one controlled movement axis is movable.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass ein großer Bewegungsbereich des Trägerkopfes bei möglichst hoher Steifigkeit und Genauigkeit bei der Positionierung desselben realisierbar ist, insbesondere dadurch, dass der um die zweite Schwenkachse schwenkbare Trägerarm zusammen mit dem um die erste Schwenkachse gegenüber dem Trägerarm schwenkbaren Trägerkopf eine einfache Möglichkeit eröffnet, einerseits einen großen Bewegungsbereich des Trägerkopfs zu erreichen und andererseits innerhalb dieses Bewegungsbereichs den Trägerarm mit der notwendigen Steifigkeit und Präzision zu positionieren. Außerdem erlaubt das Vorsehen eines verschwenkbaren Trägerarms neben einem großen Bewegungsbereich auch noch hohe Fahrgeschwindigkeiten beim Verschwenken des Trägerarms und somit schnelle und zeitsparende Bewegungen der Bewegungseinheit, zumindest insoweit, als diese auf Bewegungen des Trägerarms relativ zur Trägerbasis erfolgen.The advantage of the solution according to the invention is the fact that a large range of movement of the carrier head with the highest possible rigidity and accuracy in the positioning of the same is feasible, especially in that the pivotable about the second pivot axis support arm together with the first pivot axis relative to the support arm pivotable carrier head opens up a simple way, on the one hand to achieve a large range of motion of the carrier head and on the other hand to position within this range of motion the support arm with the necessary rigidity and precision. In addition, the provision of a pivotable support arm in addition to a large range of motion also allows high speeds when pivoting the support arm and thus fast and time-saving movements of the movement unit, at least insofar as they are made to movements of the support arm relative to the support base.
Dieses Konzept hat gegenüber den bekannten Lösungen insbesondere den Vorteil, dass aufgrund der für die Bewegung des Revolverkopfes vorgesehenen Bewegungseinheit ein großer Bewegungsbereich des Trägerkopfes nicht durch eine große Länge von Linearachsen realisierbar ist, die hinsichtlich der Steifigkeit der Bewegungseinheit und der Präzision der Positionierbarkeit der Bewegungsachsen Probleme mit sich bringt.This concept has over the known solutions in particular the advantage that due to the provided for the movement of the turret movement unit, a large range of movement of the carrier head can not be realized by a large length of linear axes, the problems in terms of the stiffness of the moving unit and the precision of the positioning of the axes of motion brings with it.
Im Übrigen hat das Vorsehen des Trägerarms auch hinsichtlich der Genauigkeit der Positionierbewegungen Vorteile, da der durch den Trägerarm bedingte Hebelarm stets gleich groß und nicht längenveränderlich ist, so dass dadurch bereits aufgrund der Art der Konstruktion eine gut reproduzierbare Positio- nierung des Trägerkopfes zur Trägerbasis möglich ist.Moreover, the provision of the support arm also has advantages with regard to the accuracy of the positioning movements, since the lever arm caused by the support arm is always the same size and not variable in length, thereby already allowing a highly reproducible positioning of the support head to the support base due to the nature of the construction is.
Hinsichtlich der mindestens einen Bewegungsachse zur Bewegung der Trägerbasis wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, dass die Trägerbasis durch die mindestens eine Bewegungsachse in Richtung ungefähr parallel zu einer quer zu den Schwenkachsen verlaufenden ersten Bewegungsebene bewegbar ist. Durch die Bewegbarkeit der Trägerbasis mit mindestens einer Bewegungsachse in der ersten Bewegungsebene steht eine ausreichende Zahl von Achsen zur Verfügung, um mit in der Werkzeugmaschine mindestens in üblichem Umfang Bearbeitungen vornehmen zu können.With regard to the at least one movement axis for moving the carrier base, no further details have been given so far. Thus, an advantageous embodiment provides that the support base is movable through the at least one movement axis in the direction approximately parallel to a transverse to the pivot axes first movement plane. Due to the movability of the carrier base with at least one movement axis in the first movement plane, a sufficient number of axes is available in order to be able to carry out machining operations in the machine tool at least to the usual extent.
Zweckmäßigerweise verläuft die erste Bewegungsebene parallel zur X- Richtung.Conveniently, the first plane of movement runs parallel to the X direction.
Außerdem ist vorzugsweise vorgesehen, dass die erste Bewegungsebene parallel zur Z-Richtung der Werkzeugmaschine verläuft.In addition, it is preferably provided that the first plane of movement runs parallel to the Z direction of the machine tool.
Weiterhin sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine vor, dass die Trägerbasis durch eine Bewegungsachse in einer Richtung ungefähr parallel zu den Schwenkachsen bewegbar ist.Furthermore, an advantageous embodiment of the machine tool according to the invention provides that the support base is movable by a movement axis in a direction approximately parallel to the pivot axes.
Eine derartige Bewegungsachse verläuft vorzugsweise parallel zur Y-Richtung der Werkzeugmaschine.Such a movement axis preferably runs parallel to the Y-direction of the machine tool.
Besonders günstig ist es ferner, wenn die Trägerbasis in Richtung ungefähr parallel zu einer ungefähr parallel zu den Schwenkachsen verlaufenden zweiten Bewegungsebene bewegbar ist.It is furthermore particularly favorable if the carrier base is movable in the direction approximately parallel to a second movement plane extending approximately parallel to the pivot axes.
Hinsichtlich der Art der Bewegungsachsen wurden bislang keinerlei nähere Angaben gemacht.With regard to the type of axes of motion, no details have yet been given.
Beispielsweise könnten die zur Bewegung der Trägerbasis vorgesehenen Achsen ebenfalls Schwenkachsen sein, das heißt, dass die parallel zur jeweiligen Ebene verlaufende Bewegungsachse die Trägerbasis auf einer gekrümmten Bahn führt. Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht jedoch vor, dass die Trägerbasis gegenüber dem Maschinengestell längs mindestens einer ersten Linearachse verfahrbar ist.For example, the axes provided for moving the support base could also be pivot axes, that is, the axis of movement parallel to the respective plane guides the support base on a curved path. However, a particularly advantageous solution provides that the support base can be moved relative to the machine frame along at least one first linear axis.
Das Vorsehen der ersten Linearachse hat den Vorteil, dass diese die Gesamtbewegungen der Bewegungseinheit einfach steuerbar macht, da damit die Möglichkeit besteht, zumindest bezüglich dieser Achse eine konventionelle Steuerung einzusetzen und die lineare Bewegung ohne Überlagerung weiterer Bewegungen direkt zur Positionierung des Trägerkopfes bei der Bearbeitung des Werkstücks einzusetzen.The provision of the first linear axis has the advantage that it makes the overall movements of the movement unit easily controllable, since there is the possibility to use at least with respect to this axis a conventional control and the linear movement without superposition of further movements directly to the positioning of the carrier head in the processing of Insert workpiece.
Noch vorteilhafter ist es, wenn die Trägerbasis an dem Maschinengestell längs einer quer zur ersten Linearachse verlaufenden zweiten Linearachse verfahrbar ist.It is even more advantageous if the carrier base is movable on the machine frame along a second linear axis extending transversely to the first linear axis.
Auch die zweite Linearachse hat den großen Vorteil, dass damit die Möglichkeit besteht, diese unmittelbar zur Positionierung des Trägerkopfes bei der Bear- beitung des Werkstücks einzusetzen.The second linear axis also has the great advantage that it makes it possible to use it directly for the positioning of the carrier head during the machining of the workpiece.
Die Linearachsen können dabei grundsätzlich beliebig angeordnet sein. Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass die erste Linearachse in der ersten Bewegungsebene liegt.The linear axes can basically be arranged arbitrarily. A particularly favorable solution provides that the first linear axis lies in the first movement plane.
Die zweite Linearachse könnte dabei ebenfalls in der ersten Bewegungsebene liegen. Besonders günstig ist jedoch eine Lösung, bei welcher die zweite Linearachse in der zweiten Bewegungsebene liegt.The second linear axis could also be in the first movement plane. However, a solution in which the second linear axis lies in the second plane of movement is particularly favorable.
Vorzugsweise ist dabei die zweite Linearachse so ausgebildet, dass sie ungefähr parallel zu den Schwenkachsen verläuft.Preferably, the second linear axis is designed such that it runs approximately parallel to the pivot axes.
Hinsichtlich der Ausrichtung der ersten Bewegungsebene zu einer in der Werkzeugmaschine vorgesehenen Spindelachse wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So ist vorzugsweise vorgesehen, dass die ersteWith regard to the alignment of the first plane of movement to a spindle axis provided in the machine tool, no further details have so far been given. Thus, it is preferably provided that the first
Bewegungsebene parallel zu einer Spindelachse verläuft, um welche das Werkstück oder das Werkzeug drehbar antreibbar sind.Movement plane runs parallel to a spindle axis about which the workpiece or the tool are rotatably driven.
Ferner ist hinsichtlich der zweiten Bewegungsebene zweckmäßigerweise vorgesehen, dass die zweite Bewegungsebene quer zu einer Spindelachse verläuft, um welche das Werkstück oder das Werkzeug antreibbar sind.Furthermore, with regard to the second movement plane, provision is expediently made for the second movement plane to extend transversely to a spindle axis about which the workpiece or the tool can be driven.
Die Spindelachse kann dabei beispielsweise die Spindelachse einer Werkstückspindel sein, so dass mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine ins- besondere eine Drehbearbeitung vorgenommen wird.In this case, the spindle axis may be, for example, the spindle axis of a workpiece spindle, so that, in particular, a turning operation is performed with the machine tool according to the invention.
Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, dass die Spindelachse die Spindelachse einer Werkzeugspindel ist, so dass mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine Fräsbearbeitungen vorgenommen werden können.Alternatively, however, it is also conceivable that the spindle axis is the spindle axis of a tool spindle, so that milling operations can be performed with the machine tool according to the invention.
Vorzugsweise ist sowohl eine Werkstückspindel als auch eine Werkzeugspindel vorgesehen, so dass sowohl Drehbearbeitungen als auch Fräsbearbeitungen und somit die Komplettbearbeitung von Werkstücken mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine möglich ist. Hinsichtlich der Anordnung der Schwenkachsen in Relation zu den bei einer zerspanenden Bearbeitung auftretenden Kräften wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.Preferably, both a workpiece spindle and a tool spindle are provided, so that both turning operations and milling operations and thus the complete machining of workpieces with the machine tool according to the invention is possible. With regard to the arrangement of the pivot axes in relation to the forces occurring during a machining machining, no further details have been given so far.
Grundsätzlich ist jede Art der Anordnung denkbar.In principle, any type of arrangement is conceivable.
Eine besonders günstige Lösung sieht jedoch vor, dass die Schwenkachsen parallel zu einer Richtung einer bei der zerspanenden Bearbeitung auftretenden Hauptschnittkraft verlaufen.However, a particularly favorable solution provides that the pivot axes run parallel to a direction of a main cutting force occurring during the machining.
Diese Anordnung der Schwenkachsen hat den großen Vorteil, dass damit durch die Hauptschnittkraft keine Momente bezüglich der Schwenkachsen entstehen, sondern die Hauptschnittkraft über die zur Realisierung der Schwenkachsen vorgesehenen Lagerungen aufgenommen wird und somit die Antriebe für die Schwenkachsen frei von aus der Hauptschnittkraft resultierenden Momenten sind.This arrangement of the pivot axes has the great advantage that no moments with respect to the pivot axes arise through the main cutting force, but the main cutting force is taken over the provided for the realization of the pivot axes bearings and thus the drives for the pivot axes are free from the main cutting force resulting moments.
Hinsichtlich des Antriebs der Bewegungen um die Schwenkachse wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So wäre es beispielsweise denkbar, die Schwenkachsen gemeinsam oder zumindest ausgehend von einem gemeinsamen Antriebsmotor anzutreiben, zu dem die einzelnen Schwenkachsen zuschaltbar sind.With regard to the drive of the movements about the pivot axis so far no further details have been made. Thus, it would be conceivable, for example, to drive the pivot axes together or at least starting from a common drive motor, to which the individual pivot axes can be engaged.
Eine hinsichtlich der Ansteuerung und des konstruktiven Aufwandes besonders günstige Lösung sieht vor, dass der ersten Schwenkachse ein eigener Antrieb zugeordnet ist. Ein derartiger eigener Antrieb der Schwenkachse kann dabei einerseits ein Positionierantrieb sein, mit welchem die Drehstellung um die erste Schwenkachse frei von beim Bearbeiten des Werkstücks auftretenden Kräften ist.A particularly favorable in terms of control and design effort solution provides that the first pivot axis is assigned its own drive. Such a separate drive of the pivot axis can be on the one hand a positioning drive, with which the rotational position about the first pivot axis is free of forces occurring during the machining of the workpiece.
Es ist aber auch denkbar, den Antrieb der ersten Schwenkachse als drehmomentstarken Antrieb auszubilden, welcher in der Lage ist, auch beim Auftreten der bei der Bearbeitung des Werkstücks auftretenden Kräfte den Trägerkörper relativ zum Trägerarm zu drehen und in der jeweiligen Dreh- Stellung zu halten.But it is also conceivable to form the drive of the first pivot axis as a high-torque drive, which is able to rotate relative to the support arm and to keep in the respective rotational position even when the occurring during machining of the workpiece forces the carrier body.
In gleicher Weise ist aus Gründen einer konstruktiv besonders einfachen und vorteilhaften Lösung vorgesehen, dass der zweiten Schwenkachse ein eigener Antrieb zugeordnet ist.In the same way, it is provided for the sake of a structurally particularly simple and advantageous solution that the second pivot axis is assigned its own drive.
Bei der zweiten Schwenkachse hat der eigene Antrieb den Trägerarm relativ zur Trägerbasis zu verschwenken.At the second pivot axis, the own drive has to pivot the carrier arm relative to the carrier base.
Auch hier ist es denkbar, lediglich einen Positionsantrieb vorzusehen, welcher in der Lage ist, bei nicht erfolgenden Bearbeitungsvorgängen der Trägerarm relativ zur Trägerbasis zu verschwenken.Again, it is conceivable to provide only one position drive, which is able to pivot in non-performing machining operations of the support arm relative to the support base.
Alternativ dazu sieht eine noch vorteilhaftere Lösung vor, dass der zweiten Schwenkachse ein drehmomentstarker Antrieb zugeordnet ist, welcher es ermöglicht, den Trägerarm relativ zur Trägerbasis im Laufe der Bearbeitung des Werkstücks zu drehen, zu positionieren und in Position zu halten.Alternatively, an even more advantageous solution provides that the second pivot axis is assigned a high-torque drive, which makes it possible to rotate, position and hold the support arm relative to the support base during the machining of the workpiece.
Alle Antriebe können beispielsweise hydraulische oder anders getriebene Antriebe sein. Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Antriebe Elektromotoren sind, wobei es besonders günstig ist, insbesondere im Fall drehmomentstarker Antriebe, wenn die Antriebe als runde Linearmotoren, das heißt Torque- Motoren, ausgebildet sind.All drives can be, for example, hydraulic or other driven drives. A particularly advantageous solution provides that the drives are electric motors, and it is particularly favorable, in particular in the case of high-torque drives, when the drives are designed as round linear motors, that is, torque motors.
Prinzipiell können der der ersten Schwenkachse zugeordnete Antrieb und der der zweiten Schwenkachse zugeordnete Antrieb völlig unabhängig voneinander arbeiten.In principle, the drive associated with the first pivot axis and the drive associated with the second pivot axis can operate completely independently of one another.
Um jedoch insbesondere während der Bearbeitung des Werkstücks eine große Antriebsleistung zur Verfügung zu haben oder zumindest die Schwenkbewegung in mit der notwendigen Steifigkeit durchführen zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die erste Schwenkachse und die zweite Schwenkachse durch ein Kopplungsgetriebe koppelbar sind.However, in order to have a high drive power, in particular during machining of the workpiece, or at least to be able to carry out the pivoting movement with the necessary rigidity, it is preferably provided that the first pivot axis and the second pivot axis can be coupled by a coupling gear.
Das Kopplungsgetriebe könnte auch hydraulisch arbeiten. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, wenn das Kopplungsgetriebe ein mechanisches Kopp- lungsgetriebe ist, welches zur Kopplung der Drehbewegung um die ersteThe coupling gear could also work hydraulically. However, it is particularly expedient if the coupling transmission is a mechanical coupling transmission, which is used to couple the rotational movement about the first
Schwenkachse und der Drehbewegung um die zweite Schwenkachse zuschaltbar oder auch wieder abschaltbar ist.Swivel axis and the rotational movement about the second pivot axis can be switched or switched off again.
Insbesondere dann, wenn die ersten Schwenkachse und/oder der zweiten Schwenkachse zugeordneten Antriebe Positionierantriebe sind, ist es besonders vorteilhaft, wenn die erste Schwenkachse und die zweite Schwenkachse in mindestens einer Relativstellung blockierbar sind. Eine derartige Blockierung der ersten Schwenkachse und der zweiten Schwenkachse hat den Vorteil, dass damit mindestens eine für die Bearbeitung des Werkstücks einsetzbare Stellung vorhanden ist, in welcher durch Blockie- rung der Drehbewegung um die erste Schwenkachse und die zweite Schwenkachse eine sehr steife Ausrichtung des Trägerkopfes relativ zur Trägerbasis besteht, um mit möglichst großer Präzision das Werkstück bearbeiten zu können.In particular, when the first pivot axis and / or the second pivot axis associated drives positioning drives, it is particularly advantageous if the first pivot axis and the second pivot axis are blocked in at least one relative position. Such a blockage of the first pivot axis and the second pivot axis has the advantage that at least one usable for machining the workpiece position is present, in which by blocking the rotational movement about the first pivot axis and the second pivot axis a very rigid orientation of the carrier head Relative to the support base exists to edit the workpiece with the greatest possible precision.
Noch zweckmäßiger ist es, wenn die erste Schwenkachse und die zweite Schwenkachse in jeder Schwenkstellung blockierbar sind.It is even more expedient if the first pivot axis and the second pivot axis can be blocked in each pivot position.
Eine derartige Blockierung der Schwenkstellung ist beispielsweise mit den Antrieben, insbesondere bei runden Linearmotoren, zu erreichen.Such a blocking of the pivot position can be achieved, for example, with the drives, in particular with round linear motors.
Eine andere Möglichkeit sieht vor, dass die Blockierung durch Bremsen oder Verzahnungen erfolgt.Another possibility is that the blocking is done by braking or gearing.
Eine derartige Blockierbarkeit ist aber auch bei drehmomentstarken Antrieben vorteilhaft, um die Steifigkeit der Einheit Trägerbasis, Trägerarm und Trägerkopf zu verbessern.However, such blockability is also advantageous in high-torque drives to improve the rigidity of the unit carrier base, support arm and carrier head.
Im Zusammenhang mit der bisherigen Beschreibung der Bearbeitung des Werkstücks durch Bewegen des Trägerkopfes wurden bislang keine näheren Angaben gemacht, wie der Trägerkopf durch die Bewegungseinheit bewegt werden soll.In connection with the previous description of the machining of the workpiece by moving the carrier head, no further details have so far been provided as to how the carrier head is to be moved by the movement unit.
So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass zur Bearbeitung des Werkstücks der Trägerkopf durch Bewegen der Trägerbasis bewegbar ist. Diese Lösung hat den Vorteil, dass das Bewegen der Trägerbasis einfach realisierbar ist und damit zum Erreichen einer hohen Steifigkeit der Einheit aus Trägerbasis, Trägerarm und Trägerkopf zunächst primär die Trägerbasis bewegt wird.Thus, an advantageous solution provides that, for machining the workpiece, the carrier head can be moved by moving the carrier base. This solution has the advantage that the movement of the support base is easy to implement and thus initially primarily the support base is moved to achieve a high rigidity of the unit of support base, support arm and carrier head.
Noch vorteilhafter ist es, wenn der Trägerkopf ausschließlich durch Bewegen der Trägerbasis bewegt wird, so dass die Einheit aus Trägerbasis, Trägerarm und Trägerkopf eine in sich steife bei der Bearbeitung nicht bewegte Einheit bilden kann.It is even more advantageous if the carrier head is moved exclusively by moving the carrier base, so that the unit of carrier base, carrier arm and carrier head can form a rigid unit that is not moving during processing.
Besonders günstig ist es, wenn zur Bearbeitung des Werkstücks der Trägerkopf ausschließlich mittels mindestens einer der Linearachsen bewegbar ist, da damit die mindestens eine Linearachse unmittelbar zur Positionierung des Trägerkopfes bei der Bearbeitung eingesetzt werden kann und somit eine Bearbeitung des Werkstücks mit konventionellen Bewegungsachsen möglich ist.It is particularly advantageous if, for machining the workpiece, the carrier head can be moved exclusively by means of at least one of the linear axes, since in this way the at least one linear axis can be used directly for positioning the carrier head during processing and thus machining the workpiece with conventional axes of motion is possible.
In diesem Fall wird die Schwenkbewegung um die erste und die zweiteIn this case, the pivoting movement around the first and the second
Schwenkachse primär nicht zum Erreichen von Positionierbewegungen bei der Bearbeitung des Werkstücks eingesetzt, sondern primär zum Erreichen von Positionierbewegungen zu Zeiten außerhalb der Bearbeitung des Werkstücks.Swivel axis primarily not used to achieve positioning movements in the machining of the workpiece, but primarily to achieve positioning movements at times outside the machining of the workpiece.
Derartige Positionierbewegungen sind beispielsweise Werkzeugwechsel, Werkstückwechsel oder ähnliches. Alternativ dazu sieht eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung vor, dass zur Bearbeitung des Werkstücks der Trägerkopf durch Kombination einer Drehung des Trägerarms um die zweite Schwenkachse relativ zur Trägerbasis mit einer Bewegung der mindestens einen Bewegungsachse für die Trägerbasis relativ zum Maschinengestell zweidimensional bewegbar ist.Such positioning movements are for example tool change, workpiece change or the like. Alternatively, a further advantageous embodiment of the solution according to the invention provides that, for the machining of the workpiece, the carrier head can be moved two-dimensionally relative to the carrier frame by a combination of a rotation of the carrier arm about the second pivot axis relative to the carrier base with a movement of the at least one movement axis for the carrier base.
Damit lässt sich die Schwenkbewegung des Trägerarms in Kombination zu einer Bewegungsachse der Trägerbasis dazu einsetzen, zweidimensionale Bewegungen auszuführen.In this way, the pivotal movement of the carrier arm in combination with a movement axis of the carrier base can be used to carry out two-dimensional movements.
Dabei ist es günstig, wenn die zweidimensionale Bewegung durch eine Linearbewegung der Trägerbasis kombiniert mit einer Schwenkbewegung des Trägerarms quer zur Linearbewegung ausführbar ist. Damit ist eine besonders einfache Kombination der Schwenkbewegung des Trägerarms mit der Bewegung der Trägerbasis geschaffen.It is advantageous if the two-dimensional movement by a linear movement of the support base combined with a pivoting movement of the support arm transverse to the linear movement is executable. This creates a particularly simple combination of the pivotal movement of the carrier arm with the movement of the carrier base.
Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass bei der Bearbeitung des Werkstücks der Trägerarm mit seiner Längsachse in einem Winkelbereich von -80° bis +80° zur linearen Bewegungsrichtung bewegbar ist, um den Trägerarm möglichst optimal zur Erzeugung der zweidimensionalen Bewegung einsetzen zu können.In particular, it is provided that in the machining of the workpiece, the support arm with its longitudinal axis in an angular range of -80 ° to + 80 ° to the linear direction of movement is movable in order to use the support arm optimally for generating the two-dimensional movement can.
Insbesondere ist dabei die Einheit aus Trägerbasis, Trägerarm und Trägerkopf bei der Bearbeitung des Werkstücks so angeordnet, dass ein Grundkörper des Trägerarms auf einer dem Werkstück abgewandten Seite liegt. Schließlich ist es zur Ausrichtung des Trägerkopfes vorteilhaft, wenn die Drehung des Trägerarms um die zweite Linearachse mit einer Drehbewegung des Trägerkopfes um die erste Schwenkachse kombiniert erfolgt.In particular, the unit of carrier base, carrier arm and carrier head is arranged during the machining of the workpiece so that a base body of the carrier arm is located on a side facing away from the workpiece. Finally, it is advantageous for alignment of the carrier head when the rotation of the carrier arm about the second linear axis is combined with a rotational movement of the carrier head about the first pivot axis.
Hinsichtlich der am Trägerkopf vorgesehenen Aufnahme wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.With regard to the recording provided on the carrier head so far no further details have been made.
So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, dass die mindestens eine am Trägerkopf vorgesehene Aufnahme eine Werkzeugaufnahme ist, in welche ein Werkzeug unmittelbar oder ein Werkzeughalter einsetzbar ist.For example, an advantageous embodiment provides that the at least one receptacle provided on the carrier head is a tool receptacle into which a tool or a tool holder can be inserted directly.
Außerdem ist zweckmäßigerweise die mindestens eine am Trägerkopf vorgesehene Aufnahme als eine gesteuert lösbare Aufnahme ausgebildet ist. Unter einer derart gesteuerten lösbaren Aufnahme besteht die Möglichkeit, entweder ein Werkstück oder ein Werkzeug in der Aufnahme zu halten und auch wieder aus dieser gesteuert freizugeben.In addition, the at least one provided on the carrier head receptacle is expediently designed as a controlled releasable receptacle. Under such a controlled releasable recording is possible either to hold a workpiece or a tool in the recording and release again controlled from this.
Ergänzend oder alternativ zu den bislang beschriebenen Merkmalen der ein- gangs genannten Werkzeugmaschine sieht eine weitere Ausführungsform einer eingangs genannten Werkzeugmaschine vor, dass die Bewegungseinheit zum Bewegen des Trägerkopfes zwei Schwenkachsen umfasst und dass durch die Bewegungseinheit Positionierbewegungen des Trägerkopfs innerhalb eines Bewegungsbereichs des Trägerkopfes ausführbar sind.In addition or as an alternative to the features of the aforementioned machine tool, a further embodiment of a machine tool mentioned above provides that the movement unit comprises two pivot axes for moving the carrier head and positioning movements of the carrier head within a movement range of the carrier head can be performed by the movement unit.
Diese Lösung stellt darauf ab, dass generell durch das Vorsehen zweier Schwenkachsen eine vorteilhafte Bewegung des Trägerkopfes innerhalb eines Bewegungsbereichs möglich ist. Dazu sind die zwei Schwenkachsen nicht zwingenderweise parallel zueinander angeordnet, sie können in beliebiger Art und Weise windschief zueinander, insbesondere im Raum quer zueinander verlaufend angeordnet sein.This solution is based on the fact that generally by the provision of two pivot axes, an advantageous movement of the carrier head within a range of motion is possible. For this purpose, the two pivot axes are not necessarily arranged parallel to each other, they can be arranged in any manner windschief each other, in particular in the space extending transversely to each other.
Dabei ist bei dieser Lösung zweckmäßigerweise vorgesehen, dass der Bewegungsbereich durch maximal mit den Schwenk- und Bewegungsachsen erreichbare Positionen festgelegt ist, das heißt, dass der Bewegungsbereich durch die Kombination der Maximalpositionen der Trägerbasis relativ zum Maschinengestell und die Kombination der Maximalpositionen des Trägerkopfes relativ zur Trägerbasis festgelegt ist.It is expediently provided in this solution that the range of motion is determined by maximum achievable with the pivot and movement axes positions, that is, the range of motion by the combination of the maximum positions of the support base relative to the machine frame and the combination of the maximum positions of the carrier head relative to the support base is fixed.
Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Trägerkopf bei der Bearbeitung des Werkstücks innerhalb eines vom Bewegungsbereich umfassten Bearbei- tungsbewegungsbereichs bewegbar ist, das heißt, dass der Bearbeitungs- bewegungsbereich weit kleiner bemessen ist, als der gesamte Bewegungsbereich des Trägerkopfes, der mit der erfindungsgemäßen Lösung realisierbar ist.In this case, it is preferably provided that the carrier head can be moved within a machining movement range encompassed by the movement region during machining of the workpiece, ie, that the machining movement region is dimensioned much smaller than the entire movement region of the carrier head which can be realized with the solution according to the invention is.
Ferner sieht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel vor, dass der Trägerkopf zum Wechseln des am Trägerkopf angeordneten Werkstücks oder Werkzeugs innerhalb eines vom Bewegungsbereich umfassten Wechselbewegungsbereichs bewegbar ist.Furthermore, a preferred embodiment provides that the carrier head for changing the workpiece or tool arranged on the carrier head is movable within a range of change of movement encompassed by the movement region.
Dabei ist ein derartiger Wechselbewegungsbereich als der Bewegungsbereich definiert, in welchem ein Wechseln des Werkzeugs oder des Werkstücks oder anderer am Trägerkopf aufnehmbaren Komponenten erfolgt. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass der Bearbeitungsbewegungsbereich und der Wechselbewegungsbereich nicht überlappend innerhalb des Bewegungsbereichs angeordnet sind.In this case, such an alternating movement range is defined as the movement range in which a change of the tool or of the workpiece or of other components which can be received on the carrier head takes place. In particular, it is provided that the machining movement area and the change movement area are not arranged overlapping within the movement area.
Um in dem Wechselbewegungsbereich des Trägerkopfes in einfacher Weise ein Werkzeug oder ein Werkstück wechseln zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass an dem Maschinengestell in dem Wechselbewegungsbereich des Trägerkopfes mindestens eine Halteeinrichtung für ein Werkzeug oder Werk- stück angeordnet ist.In order to be able to easily change a tool or a workpiece in the alternating movement range of the carrier head, it is preferably provided that at least one holding device for a tool or workpiece is arranged on the machine frame in the area of change of movement of the carrier head.
Noch vorteilhafter ist es, wenn am Maschinengestell in dem Wechselbewegungsbereich des Trägerkopfes eine Vielzahl von Halteeinrichtungen für Werkzeuge und/oder Werkstücke angeordnet ist.It is even more advantageous when a multiplicity of holding devices for tools and / or workpieces is arranged on the machine frame in the area of change of movement of the carrier head.
Zweckmäßigerweise, insbesondere um die Bearbeitung eines Werkstücks nicht zu behindern, ist dabei vorgesehen, dass die mindestens eine Halteeinrichtung in einem Außenbereich des Bewegungsbereichs der Werkzeugmaschine angeordnet ist.Expediently, in particular so as not to hinder the machining of a workpiece, it is provided that the at least one holding device is arranged in an outer region of the movement region of the machine tool.
Besonders günstig ist die Anordnung der Halteeinrichtung dann, wenn die mindestens eine Halteeinrichtung in einem Außenbereich des Wechselbewegungsbereichs angeordnet ist.The arrangement of the holding device is particularly favorable when the at least one holding device is arranged in an outer region of the alternating movement region.
Weiterhin sieht eine zweckmäßige Lösung vor, dass der Bewegungsbereich des Trägerkopfes bis zu mindestens einer Wand eines Arbeitsraums reicht.Furthermore, a suitable solution provides that the movement range of the carrier head extends to at least one wall of a working space.
In diesem Fall ist es günstig, wenn die mindestens eine Halteeinrichtung an der Wand des Arbeitsraums angeordnet ist. Die Wand des Arbeitsraums bildet in der Regel viel Raum, so dass die erfindungsgemäße Konzeption besonders günstig dann die sich dieser bietenden Möglichkeiten ausnützt, wenn eine Vielzahl von Halteeinrichtungen an der mindestens einen Wand des Arbeitsraums vorgesehen ist.In this case, it is favorable if the at least one holding device is arranged on the wall of the working space. The wall of the working space usually forms a lot of space, so that the conception of the invention particularly favorable then uses the opportunities offered by this, if a plurality of holding devices is provided on the at least one wall of the working space.
Hinsichtlich der Ausbildung der Halteeinrichtung wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.With regard to the design of the holding device so far no details have been made.
Beispielsweise ist vorgesehen, dass die Halteeinrichtung eine passive Speicher- einrichtung ist, das heißt, dass in die Halteeinrichtung am Trägerkopf fixierbare Einheiten einsetzbar und vom Trägerkopf wieder entnehmbar sind, ohne dass es einer Betätigung oder Ansteuerung der Halteeinrichtung zur Aufnahme oder Freigabe der Einheiten bedarf.For example, it is provided that the holding device is a passive storage device, that is, in the holding device on the carrier head fixable units can be used and removed again from the carrier head, without requiring an actuation or control of the holding device for receiving or releasing the units.
Derartige Einheiten können beispielsweise Werkzeuge oder Werkzeugträger oder auch Handhabungseinheiten für Werkzeuge oder Werkstückhalter aber auch Greifer für Werkstücke sein.Such units can be, for example, tools or tool carriers or also handling units for tools or workpiece holders, but also grippers for workpieces.
Die Halteeinrichtungen können relativ zum Maschinengestell stationär sein. Es ist aber auch möglich die Halteeinrichtungen am Maschinengestell bewegbar anzuordnen.The holding devices may be stationary relative to the machine frame. But it is also possible to arrange the holding devices on the machine frame movable.
Eine andere Ausbildung einer Halteeinrichtung sieht vor, dass die jeweilige Halteeinrichtung als Wechseleinrichtung ausgebildet ist. Unter einer Wechseleinrichtung ist dabei zu verstehen, dass es sich hier um eine Einrichtung handelt, die aktiv entweder ein zu wechselndes Element zuführt oder abführt. Derartige Elemente können beispielsweise Werkzeuge oder Werkstücke sein.Another embodiment of a holding device provides that the respective holding device is designed as a changing device. Under a change device is to be understood that this is a device that actively either supplies or removes an element to be changed. Such elements may be, for example, tools or workpieces.
Ein Beispiel für eine derartige Wechseleinrichtung ist beispielsweise ein bekanntes Werkzeugmagazin, bei welchem die Wechseleinrichtung einen Träger umfasst, der eine Zugriffsposition aufweist und in der Lage ist, durch eine Bewegung jeweils eines der gehaltenen Werkzeuge in der Zugriffsposition zu positionieren oder aufzunehmen.An example of such a change device is, for example, a known tool magazine in which the change device comprises a carrier which has an access position and is able to position or receive by movement one of the held tools in the access position.
Ein weiteres Beispiel für eine derartige Wechseleinrichtung ist beispielsweise eine Werkstückzuführung oder eine Werkstückabführung, welche aktiv ein Werkstück entweder in eine bestimmte Position zuführt, aus der es durch den Trägerkopf abgeholt werden kann, oder ein Werkstück aus einer bestimmten Position abführt, so dass dadurch ein neues Werkstück wieder in dieser Position abgelegt werden kann.Another example of such a change device is, for example, a workpiece feed or a workpiece removal, which actively feeds a workpiece into a specific position, from which it can be picked up by the carrier head, or removes a workpiece from a certain position, thereby creating a new one Workpiece can be stored in this position again.
Das erfindungsgemäße Konzept lässt sich darüber hinaus dann zweckmäßig weiterentwickeln, wenn an dem Maschinengestell und in dem Bewegungsbereich des Trägerkopfes eine Aufnahme für mindestens ein Werkzeug oder mindestens ein Werkstück angeordnet ist.The concept according to the invention can be further developed expediently if a receptacle for at least one tool or at least one workpiece is arranged on the machine frame and in the movement region of the carrier head.
Um die Zahl der vorhandenen Achsen möglichst gering zu halten ist zweck- mäßigerweise vorgesehen, dass die Aufnahme relativ zum Maschinengestell stationär angeordnet ist.In order to keep the number of existing axles as small as possible it is expediently provided that the receptacle is arranged stationary relative to the machine frame.
Es ist aber auch denkbar, dass die Aufnahme relativ zu dem Maschinengestell bewegbar ist. Dabei könnte die Aufnahme ebenfalls mit einer vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Bewegungseinheit bewegbar sein.But it is also conceivable that the receptacle is movable relative to the machine frame. In this case, the receptacle could also be movable with a movement unit according to the invention described above.
Aus Gründen der Einfachheit hat es sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, wenn die Aufnahme relativ zum Maschinengestell linear bewegbar ist, vorzugsweise ausschließlich linear bewegbar ist.For the sake of simplicity, however, it has proven to be expedient if the receptacle is linearly movable relative to the machine frame, preferably is exclusively linearly movable.
Hinsichtlich der Ausbildung der Aufnahme sind unterschiedlichste Möglichkeiten denkbar.With regard to the training of recording a variety of ways are conceivable.
Ist die Aufnahme als Aufnahme für Werkzeuge vorgesehen, so kann es ausreichend sein, wenn die Aufnahme eine stationäre Aufnahme für mindestens ein Werkzeug oder eine Vielzahl von Werkzeugen ist.If the receptacle is provided as a receptacle for tools, it may be sufficient if the receptacle is a stationary receptacle for at least one tool or a plurality of tools.
Für den Einsatz rotierender Werkzeuge hat es sich jedoch aber auch als vorteilhaft erwiesen, wenn die mindestens eine Aufnahme als Spindel, insbesondere als Werkzeugspindel, ausgebildet ist, so dass eine Bearbeitung des Werkstücks mit mindestens einem rotierenden Werkzeug oder einer Vielzahl von rotierenden Werkzeugen möglich ist.For the use of rotating tools, however, it has also proved to be advantageous if the at least one receptacle is designed as a spindle, in particular as a tool spindle, so that a machining of the workpiece with at least one rotating tool or a plurality of rotating tools is possible.
Wenn die mindestens eine Aufnahme als Spindel ausgebildet ist, kann die Aufnahme aber auch zur Aufnahme eines Werkstücks dienen.If the at least one receptacle is designed as a spindle, the receptacle can also serve to receive a workpiece.
Hierbei ist vorgesehen, dass die mindestens eine Aufnahme als Werkstückspindel ausgebildet ist, so dass mindestens eine Werkstückspindel oder mehrere Werkstückspindeln zur Aufnahme eines Werkstücks zur Verfügung stehen. Ein weiteres zweckmäßiges Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine sieht vor, dass ein Grundkörper eines Trägerarms auch Grundkörper für einen weiteren Trägerarm ist. Damit lassen sich die Vorteile eines erfindungsgemäßen Trägerarms noch umfassender erreichen, da zwei Trägerköpfe zur Verfügung stehen.It is provided that the at least one receptacle is designed as a workpiece spindle, so that at least one workpiece spindle or several workpiece spindles are available for receiving a workpiece. A further expedient exemplary embodiment of a machine tool according to the invention provides that a main body of a carrier arm is also the basic body for a further carrier arm. In this way, the advantages of a carrier arm according to the invention can be achieved even more comprehensively, since two carrier heads are available.
Besonders günstig ist es dabei, wenn der Trägerarm und der weitere Träger- arm einen Winkel von mindestens 90° miteinander einschließen, da sich damit Kollisionen des anderen Trägerkopfes mit dem Werkstück oder Werkzeug, mit dem der eine Trägerkopf bei der Bearbeitung zusammenwirkt, vermeiden lassen.In this case, it is particularly favorable if the carrier arm and the further carrier arm enclose an angle of at least 90 ° with one another, since collisions of the other carrier head with the workpiece or tool with which the carrier head cooperates during processing can thereby be avoided.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßenAnother advantageous embodiment of an inventive
Werkzeugmaschine sieht vor, dass die Werkzeugmaschine mindestens zwei Bewegungseinheiten aufweist, und dass Werkzeuge oder Werkstücke von einem der Trägerköpfe dem anderen der Trägerköpfe übergebbar sind. Damit sind nicht nur die Vorteile zweier unabhängig voneinander zu betreibender Bewegungseinheiten erhältlich, sondern zusätzlich noch deren Handhabungseigenschaften dahingehend ausgenutzt, dass beispielsweise Werkstücke übergeben werden können und somit in einfacher Weise eine Vorder- und Rückseitenbearbeitung realisierbar ist.Machine tool provides that the machine tool has at least two movement units, and that tools or workpieces from one of the carrier heads to the other of the carrier heads can be handed over. Thus, not only are the advantages of two independently operable movement units available, but additionally exploited their handling properties to the effect that, for example, workpieces can be transferred and thus a front and back side machining is feasible in a simple manner.
Alternativ oder ergänzend zu den vorstehend beschriebenen Lösungen der eingangs genannten Aufgabe sieht eine weitere Lösung der eingangs genannten Aufgabe bei einer eingangs genannten Werkzeugmaschine erfindungsgemäß vor, dass der Trägerkopf um eine erste Schwenkachse schwenkbar an einem Trägerarm gelagert ist, dass der Trägerkopf mit mindestens einer Aufnahme für eine auswechselbare Einheit versehen ist, die mit einer Fixiereinrichtung in der Aufnahme fixierbar ist, und dass die Fixiereinrichtung durch eine Maschinensteuerung ansteuerbar und dadurch in eine Lösestellung bringbar ist.Alternatively or in addition to the above-described solutions of the above-mentioned object, a further solution of the aforementioned object provides for an aforementioned machine tool according to the invention that the carrier head about a first pivot axis is pivotally mounted on a support arm, that the carrier head is provided with at least one receptacle for a replaceable unit which is fixable with a fixing device in the receptacle, and that the fixing device can be controlled by a machine control and thereby brought into a release position.
Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass eine derartige, mit einer ansteuerbaren Fixiereinrichtung versehene Aufnahme die Möglichkeit eröffnet, durch die Maschinensteuerung gesteuert in einfacher Weise Einheiten an dem Trägerkopf zu fixieren oder von diesem zu lösen.The advantage of this solution is the fact that such a receptacle provided with a controllable fixing device opens up the possibility of being controlled by the machine control in a simple manner to fix or detach units from the carrier head.
Die Fixiereinrichtung kann dabei so ausgebildet sein, dass sie ebenfalls durch die Maschinensteuerung gesteuert in die Fixierstellung übergeht.The fixing device can be designed so that it also passes controlled by the machine control in the fixing position.
Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass die Fixiereinrichtung selbsttätig in eine Fixierstellung übergehend ausgebildet ist.A particularly favorable solution provides that the fixing device is designed to automatically transition into a fixing position.
Um die Fixiereinrichtung in die Lösestellung zu bringen, sind unterschiedlichste Möglichkeiten denkbar. Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der Fixier- einrichtung eine von der Maschinensteuerung ansteuerbare Betätigungseinrichtung zugeordnet ist.In order to bring the fixing in the release position, a variety of ways are conceivable. An advantageous solution provides that the fixing device is associated with an activatable by the machine control actuator.
Der Trägerkopf kann grundsätzlich mit einer derartigen Aufnahme oder mit mehreren Aufnahmen versehen sein.The carrier head can basically be provided with such a receptacle or with a plurality of receptacles.
Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn der Trägerkopf mit mindestens zwei Aufnahmen mit diesen zugeordneter Fixiereinrichtung versehen ist. Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass damit mehrere Einheiten gleichzeitig von den Aufnahmen aufgenommen und in diesen fixiert werden können.It has proved to be particularly favorable if the carrier head is provided with at least two receptacles with these associated fixing device. The advantage of this solution can be seen in the fact that several units can be taken simultaneously by the recordings and fixed in these.
Da die Einheiten je nach auszuführender Funktion unterschiedlichen Kräften ausgesetzt sind, wäre es erforderlich, mindestens eine der mindestens zwei Aufnahmen so auszubilden, dass diese den maximal auf die Einheiten wirkenden Kräften Stand halten.Since the units are subjected to different forces depending on the function to be performed, it would be necessary to design at least one of the at least two receptacles in such a way that they withstand the maximum forces acting on the units.
Dies hat jedoch den Nachteil, dass damit auch die Baugröße des Trägerkopfes entsprechend der die maximal wirkenden Kräfte aufnehmenden Aufnahme ausgebildet sein muss.However, this has the disadvantage that thus the size of the carrier head according to the maximum acting forces receiving receptacle must be formed.
Aus diesem Grund sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass von den mindestens zwei Aufnahmen zwei ein Aufnahmenpaar bilden, an welchem eine der Einheiten fixierbar ist.For this reason, an advantageous solution provides that two of the at least two receptacles form a pair of receptacles on which one of the units can be fixed.
Das heißt, dass die Einheit, welche die maximalen Kräfte aufnehmen soll, nicht in einer der Aufnahmen fixierbar ist, sondern in zwei Aufnahmen gleichzeitig fixierbar ist, und somit die Kräfte über zwei Aufnahmen verteilt in den Trägerkopf eingeleitet werden. Damit sind nur die beiden Aufnahmen gemeinsam derart stabil auszubilden, dass diese in der Lage sind, die maximal auf eine derartige Einheit wirkenden Kräfte aufzunehmen.This means that the unit which is to absorb the maximum forces can not be fixed in one of the receptacles, but can be fixed in two receptacles at the same time, and thus the forces distributed over two receptacles can be introduced into the carrier head. Thus, only the two images together are so stable form that they are able to absorb the maximum acting on such a unit forces.
Grundsätzlich könnte die in den Aufnahmen des Aufnahmenpaares fixierte Einheit noch zusätzlich am Trägerkopf abgestützt sein. Um eine leichte Auswechselbarkeit dieser Einheit zu erreichen ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die in den Aufnahmen des Aufnahmenpaares fixierte Einheit ausschließlich über diese Aufnahmen an dem Trägerkopf fixiert ist.In principle, the unit fixed in the recordings of the record pair could additionally be supported on the support head. In order to achieve an easy interchangeability of this unit is advantageously provided that the fixed in the recordings of the pair of recording unit is fixed solely on these recordings on the carrier head.
Die mit einer ansteuerbaren Fixiereinrichtung versehene Aufnahme kann vom Grundsatz her eine stationäre Aufnahme sein, in welche die Einheit einsetzbar und stationär fixierbar ist.The receptacle provided with a controllable fixing device can in principle be a stationary receptacle into which the unit can be inserted and fixed in place.
Besonders günstig ist es jedoch, wenn die mindestens eine Aufnahme rotierend antreibbar ist.It is particularly favorable, however, if the at least one receptacle is driven in rotation.
Im Falle mehrerer Aufnahmen kann dabei vorgesehen sein, dass eine der Aufnahmen rotierend antreibbar ist und die andere nicht.In the case of multiple recordings can be provided that one of the recordings is driven in rotation and the other not.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn mehrere antreibbare Aufnahmen vorgesehen sind.However, it is particularly advantageous if a plurality of drivable receptacles are provided.
Um den Antrieb der Aufnahmen realisieren zu können, ist es denkbar, jeder der Aufnahmen einen eigenen Antrieb zuzuordnen.In order to realize the drive of the recordings, it is conceivable to assign each of the recordings a separate drive.
Aus Gründen einer möglichst kompakten Bauweise hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Aufnahmen durch einen gemeinsamen Antrieb antreibbar sind.For reasons of a compact construction, it has proven to be advantageous if the recordings are driven by a common drive.
Ein gemeinsamer Antrieb kann dabei so ausgeführt sein, dass alle Aufnahmen mit derselben Drehzahl antreibbar sind. Es ist aber auch denkbar, dass trotz des gemeinsamen Antriebs unterschiedliche Aufnahmen mit unterschiedlicher Drehzahl antreibbar sind.A common drive can be designed so that all recordings are driven at the same speed. But it is also conceivable that despite the common drive different shots with different speed can be driven.
Bei dem Antrieb der Aufnahmen kann selbst, wenn ein gemeinsamer Antrieb vorgesehen ist, jede der Aufnahmen einzeln antreibbar sein.When driving the recordings, even if a common drive is provided, each of the recordings can be driven individually.
Es ist im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung aber auch vorgesehen, dass der Trägerkopf so ausgebildet ist, dass die Aufnahmen gleichzeitig antreibbar sind.It is also provided in the context of the inventive solution, however, that the carrier head is designed so that the recordings are driven simultaneously.
Dies gilt auch für die Aufnahmen eines Aufnahmenpaares, so dass auch bei einem Aufnahmenpaar entweder jede der Aufnahmen einzeln antreibbar ist oder die Aufnahmen gemeinsam antreibbar sein können.This also applies to the recordings of a pair of recordings, so that either one of the recordings can be driven individually or the recordings can be driven together.
Im Falle rotierend antreibbarer Aufnahmen sieht eine besonders zweckmäßige Lösung, bei welcher die Aufnahmen eines Aufnahmenpaares eine Einheit gemeinsam halten, vor, dass mit den Aufnahmen eines Aufnahmenpaares die in diesen Aufnahmen gemeinsam gehaltene Einheit antreibbar ist.In the case of rotationally drivable recordings, a particularly expedient solution, in which the recordings of a pair of recordings keep a unit together, provides that the recordings of a record pair can drive the unit held together in these recordings.
Dabei können die Einheiten so ausgebildet sein, dass mit einer der Aufnahmen des Aufnahmenpaares ein Antrieb einer Funktion der Einheit erfolgt.In this case, the units can be designed such that one of the receptacles of the pair of receptacles drives a function of the unit.
Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht vor, dass mit jeder der Aufnahmen eines Aufnahmepaares je eine Funktion der Einheit antreibbar ist, so dass durch die zwei Aufnahmen des Aufnahmepaares zwei unterschiedliche Funktionen der Einheit antreibbar sind. Bei einem Ausführungsbeispiel einer Werkzeugmaschine mit einem Aufnahmenpaar lässt sich ein Werkzeugwechsel besonders günstig dann realisieren, wenn ein Werkzeugmagazin paarweise angeordnete Halte- einrichtungen für die in einem Aufnahmepaar angeordneten Einheiten aufweist.A particularly advantageous solution provides that one function of the unit can be driven with each of the receptacles of a pair of receptacles, so that two different functions of the unit can be driven by the two receptacles of the pair of receptacles. In one embodiment of a machine tool with a pair of receptacles, a tool change can be realized particularly favorable when a tool magazine has holding devices arranged in pairs for the units arranged in a receiving pair.
Somit können beispielsweise zwei in den Halteeinrichtungen angeordnete Werkzeuge gleichzeitig in den Trägerkopf eingesetzt werden oder gleichzeitig vom Trägerkopf zwei in den Aufnahmen angeordnete Werkzeuge in den Halteeinrichtungen abgelegt werden.Thus, for example, two tools arranged in the holding devices can be simultaneously inserted into the carrier head or at the same time two tools arranged in the receptacles can be deposited in the holding devices by the carrier head.
Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn von den paarweise angeordneten Halteeinrichtungen eine frei ist und die andere mit einem Werkzeug bestückt ist und dass von dem Aufnahmenpaar eine Aufnahme mit einem Werkzeug bestückt ist und die andere frei ist und dass bei einem einmaligen Zugriff des Trägerkopfes auf das Werkzeugmagazin das Werkzeug der einen Aufnahme in der einen Halteeinrichtung ablegbar und das Werkzeug der anderen Halteeinrichtung in die andere Aufnahme einsetzbar ist.It is particularly useful if one of the paired holding devices is a free and the other is equipped with a tool and that of the pair of receptacles a recording is equipped with a tool and the other is free and that in a single access of the carrier head to the Tool magazine, the tool of a recording in a holding device can be stored and the tool of the other holding device in the other recording is used.
Hinsichtlich der Form des Trägerkopfes und der Anordnung der Aufnahmen an diesem wurden im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Lösung bisher keine näheren Angaben gemacht.With regard to the shape of the carrier head and the arrangement of the recordings on this have been made in connection with the inventive solution so far no further details.
Um möglichst viele Aufnahmen an dem Trägerkopf zur Verfügung zu haben, andererseits das Kollisionsrisiko von in die Aufnahmen eingesetzten Einheiten möglichst gering zu halten, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Trägerkopf auf mindestens zwei unterschiedlichen Seiten Aufnahmen trägt. Noch besser ist es, wenn der Trägerkopf auf mindestens drei unterschiedlichen Seiten Aufnahmen trägt.In order to have as many images on the carrier head available, on the other hand to keep the risk of collision of units used in the recordings as low as possible, it is preferably provided that the carrier head carries on at least two different sides recordings. It is even better if the carrier head carries pictures on at least three different sides.
Die unterschiedlichen Seiten des Trägerkopfes werden dabei vorzugsweise durch Seitenflächen des Trägerkopfes gebildet, wobei die Seitenflächen so angeordnet sind, dass Flächennormalen derselben in unterschiedliche Richtungen weisen.The different sides of the carrier head are preferably formed by side surfaces of the carrier head, wherein the side surfaces are arranged so that surface normal of the same have in different directions.
Die Seitenflächen können dabei prinzipiell gewölbt sein.The side surfaces can be curved in principle.
Besonders günstig ist es jedoch, wenn die Seitenflächen des Trägerkopfes ebene Flächen sind.It is particularly favorable, however, if the side surfaces of the carrier head are flat surfaces.
Hinsichtlich der Art der Ausbildung des Trägerkopfes sind die unterschiedlichsten geometrischen Formen denkbar.With regard to the type of training of the carrier head a variety of geometric shapes are conceivable.
Beispielsweise wäre es denkbar, den Trägerkopf kugelförmig oder elipsoid- förmig oder auch konusförmig auszubilden, wobei diese Körperformen auch mit zusätzlichen Abflachungen versehen sein können.For example, it would be conceivable to form the carrier head in a spherical or ellipsoidal or conical shape, wherein these body shapes may also be provided with additional flattenings.
Eine für die räumlichen Verhältnisse einer Werkzeugmaschine besonders günstige Form sieht vor, dass der Werkzeugträgerkopf als prismatischer Körper ausgebildet ist und die erste Schwenkachse den prismatischen Körper parallel zu einer Seitenfläche verlaufend durchsetzt.A particularly favorable form for the spatial relationships of a machine tool provides that the tool carrier head is designed as a prismatic body and the first pivot axis passes through the prismatic body running parallel to a side surface.
Vorzugsweise verläuft dabei die erste Schwenkachse parallel zur Mittelachse des prismatischen Körpers. Geometrisch besonders günstig ist es dabei, wenn der prismatische Körper in Richtung der ersten Schwenkachse eine Ausdehnung aufweist, die mindestens so groß ist wie in jeder Richtung quer zu der ersten Schwenkachse.Preferably, the first pivot axis runs parallel to the central axis of the prismatic body. It is particularly advantageous geometrically when the prismatic body has an extension in the direction of the first pivot axis which is at least as large as in each direction transverse to the first pivot axis.
Noch besser ist es, wenn der prismatische Körper in Richtung der ersten Schwenkachse eine Ausdehnung aufweist, die mindestens dem 1,5-fachen der maximalen Ausdehnung quer zu der ersten Schwenkachse entspricht.It is even better if the prismatic body has an extension in the direction of the first pivot axis that is at least 1.5 times the maximum extent transverse to the first pivot axis.
Die Grundfläche des prismatischen Körpers kann die unterschiedlichsten Formen haben.The base of the prismatic body can have a variety of forms.
Beispielsweise kann die Grundfläche auch eine runde oder elliptische Form haben.For example, the base can also have a round or elliptical shape.
Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass der prismatische Körper als Grundfläche ein Vieleck aufweist.A particularly favorable solution provides that the prismatic body has a polygon as a base.
Vorzugsweise ist dabei das Vieleck maximal ein Sechseck, noch vorteilhafter sind Grundflächen in Form eines Fünfecks oder eines Vierecks, um einerseits möglichst viele Aufnahmen vorsehen zu können und andererseits die in den Aufnahmen gehaltenen Einheiten noch mit möglichst geringer Kollisionsgefahr einsetzen zu können.Preferably, the polygon is at most a hexagon, even more advantageous are base surfaces in the form of a pentagon or a quadrilateral, on the one hand to provide as many shots and on the other hand to keep the units held in the recordings still with the least possible risk of collision.
Hinsichtlich der Ausdehnung des Trägerkopfes wurden bislang ebenfalls keine näheren Angaben gemacht. Damit der Trägerkopf jedoch hinsichtlich seiner Größe die Baugröße der Werkzeugmaschine nicht negativ beeinflusst, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Werkzeugträgerkopf quer zu der ersten Schwenkachse eine maximale Ausdehnung aufweist, die höchstens dem 8-fachen eines maximalen Werkstückdurchmessers entspricht.With regard to the extent of the carrier head so far no further details have been made. However, so that the carrier head does not adversely affect the size of the machine tool in terms of its size is preferably provided that the tool carrier head transversely to the first pivot axis has a maximum extent which corresponds at most to 8 times a maximum workpiece diameter.
Noch besser ist es, wenn der Werkzeugträgerkopf quer zu der erstenIt is even better if the tool carrier head transversely to the first
Schwenkachse eine maximale Ausdehnung aufweist, welche höchstens dem 6-fachen eines maximalen Werkzeugdurchmessers entspricht.Swivel axis has a maximum extent, which corresponds to at most 6 times a maximum tool diameter.
Sollte der Werkzeugträgerkopf Seitenflächen aufweisen, so ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Seitenflächen in einem Abstand von der ersten Schwenkachse angeordnet sind, welcher maximal dem 4-fachen des maximalen Werkstückdurchmessers entspricht.If the tool carrier head have side surfaces, then it is preferably provided that the side surfaces are arranged at a distance from the first pivot axis, which corresponds at most to 4 times the maximum workpiece diameter.
Noch besser ist es, wenn der Abstand der Seitenflächen von der ersten Schwenkachse maximal dem 2-fachen des maximalen Werkstückdurchmessers entspricht.It is even better if the distance between the side surfaces of the first pivot axis corresponds to a maximum of 2 times the maximum workpiece diameter.
Darüber hinaus sieht eine besonders günstige Form eines erfindungsgemäßen Trägerkopfes vor, dass dieser einander gegenüberliegende Seitenflächen auf- weist, und dass die einander gegenüberliegenden Seitenflächen jeweils einen maximalen Abstand voneinander aufweisen, der höchstens dem 6-fachen des maximalen Werkstückdurchmessers entspricht.In addition, a particularly favorable form of a carrier head according to the invention provides that this has opposite side surfaces, and that the opposite side surfaces each have a maximum distance from each other, which corresponds at most to 6 times the maximum workpiece diameter.
Noch besser ist es, wenn dieser maximale Abstand höchstens dem 4-fachen des maximalen Werkstückdurchmessers entspricht, da dann der Trägerkopf noch kompakter aufgebaut ist. Hinsichtlich der Ausdehnung des Trägerkopfes in Richtung der ersten Schwenkachse wurden bislang ebenfalls keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine konstruktiv besonders geeignete Lösung vor, dass der Trägerkopf in Richtung der ersten Schwenkachse eine Ausdehnung aufweist, welche mindestens dem 6-fachen des maximalen Werkstückdurchmessers entspricht.It is even better if this maximum distance corresponds to at most 4 times the maximum workpiece diameter, because then the carrier head is constructed even more compact. With regard to the expansion of the carrier head in the direction of the first pivot axis so far no further details have been made. Thus, a structurally particularly suitable solution provides that the carrier head has an extension in the direction of the first pivot axis which corresponds at least to 6 times the maximum workpiece diameter.
Hinsichtlich der Drehbarkeit des Trägerkopfes um die erste Schwenkachse wurden ebenfalls im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der erfindungsgemäßen Lösung keine näheren Angaben gemacht.With regard to the rotatability of the carrier head about the first pivot axis, no further details have been given in connection with the previous explanation of the solution according to the invention.
So wäre es beispielsweise denkbar, den Werkzeugträgerkopf auf zwei unterschiedlichen Seiten jeweils mit Werkzeugen zu bestücken und eine Drehbarkeit des Trägerkopfs von maximal 180° vorzusehen.Thus, it would be conceivable, for example, to equip the tool carrier head with tools on two different sides and to provide a rotatability of the carrier head of a maximum of 180 °.
Noch vorteilhafter ist es jedoch, insbesondere um die Einheiten am Werkzeugträgerkopf optimal einsetzen zu können, wenn der Werkzeugträgerkopf um die erste Schwenkachse um mindestens 270° drehbar ist, so dass auf mehreren Seiten des Trägerkopfes Einheiten angeordnet werden können, die dann durch Drehung des Trägerkopfes zur Bearbeitung des Werkstücks eingesetzt werden können.However, it is even more advantageous, in particular, to be able to optimally use the units on the tool carrier head when the tool carrier head is rotatable about the first pivot axis by at least 270 °, so that units can be arranged on several sides of the carrier head, which can then be rotated by rotation of the carrier head Machining of the workpiece can be used.
Noch vorteilhafter ist es, wenn der Trägerkopf um die erste Schwenkachse um mindestens 360° drehbar ist, so dass eine optimale Flexibilität bei der Bestückung des Trägerkopfes mit Einheiten und beim Einsatz dieser Einheiten gegeben ist.It is even more advantageous if the carrier head is rotatable about the first pivot axis by at least 360 °, so that an optimal flexibility in the assembly of the carrier head with units and the use of these units is given.
Hinsichtlich der Drehbarkeit des Trägerkopfes um die erste Schwenkachse sind die unterschiedlichsten Möglichkeiten denkbar. Eine Lösung sieht vor, dass der Trägerkopf um die erste Schwenkachse in diskrete Drehstellungen drehbar ist.With regard to the rotatability of the carrier head about the first pivot axis a variety of ways are conceivable. A solution provides that the carrier head is rotatable about the first pivot axis in discrete rotational positions.
Beispielsweise können derartige diskrete Drehstellungen durch für die an dem Trägerkopf vorgesehenen Einheiten erforderlichen Hauptrichtungen vorgegeben sein, beispielsweise Hauptrichtungen von Werkzeugen oder Werkstücken, so dass sich jedes Werkzeug oder Werkstück mit seiner Hauptrichtung in geeigneter Weise ausrichten lässt.For example, such discrete rotational positions can be predetermined by the main directions required for the units provided on the carrier head, for example main directions of tools or workpieces, so that each tool or workpiece can be aligned with its main direction in a suitable manner.
Besonders günstig ist es hinsichtlich der diskreten Drehstellungen, wenn die diskreten Drehstellungen in demselben Winkelabstand voneinander angeordnet sind, so dass für die Festlegung des Trägerkopfes Fixiervorrichtungen mit entsprechender mehrzeiliger Symmetrie vorgesehen sein können.It is particularly favorable in terms of discrete rotational positions when the discrete rotational positions are arranged at the same angular distance from each other, so that may be provided for the determination of the carrier head fixing devices with corresponding multi-line symmetry.
Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der Trägerkopf mehr diskrete Drehstellungen aufweist als Hauptrichtungen von am Trägerkopf vorgesehenen Einheiten.A further advantageous solution provides that the carrier head has more discrete rotational positions than main directions of units provided on the carrier head.
Eine mögliche Lösung sieht dabei vor, dass die Winkelabstände zwischen den diskreten Drehstellungen des Trägerkopfes kleiner als 10° sind. Noch vorteilhafter ist es, wenn die Winkelabstände ein ganzzahliges Vielfaches von 1,25° betragen, das heißt 1,25° oder 2,5° oder 5°.One possible solution provides that the angular distances between the discrete rotational positions of the carrier head are less than 10 °. It is even more advantageous if the angular distances are an integer multiple of 1.25 °, that is 1.25 ° or 2.5 ° or 5 °.
Alternativ oder ergänzend zum Vorsehen diskreter Drehstellungen sieht ein weiteres vorteilhafter Ausführungsbeispiel vor, dass der Trägerkopf um die erste Schwenkachse als durch die Maschinensteuerung gesteuerte B-Achse drehbar ist und somit die Maschinensteuerung die Möglichkeit hat, den Trägerkopf in beliebige Drehstellungen zu drehen, um in diesen Drehstellungen analog der bekannten B-Achse das Werkstück bearbeiten zu können.As an alternative or in addition to providing discrete rotational positions, a further advantageous embodiment provides that the carrier head about the first pivot axis as controlled by the machine control B-axis is rotatable and thus the machine control has the ability to rotate the carrier head in any rotational position to edit in these rotational positions analogous to the known B-axis the workpiece.
Hinsichtlich der Anordnung der Aufnahmen an dem Trägerkopf wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So können beispielsweise die Aufnahmen beliebig am Trägerkopf verteilt sein.With regard to the arrangement of the images on the carrier head, no further details have been given so far. For example, the recordings can be distributed as desired on the carrier head.
Eine besonders für die Steuerung und auch die Kollisionsfreiheit beim Einsatz des Trägerkopfes günstige Lösung sieht vor, dass der Trägerkopf mindestens zwei Aufnahmen aufweist, die mit ihren Hauptrichtungen in einer gemeinsamen Ebene liegen.A solution which is particularly favorable for the control and also the freedom of collision when using the carrier head provides that the carrier head has at least two receptacles which lie with their main directions in a common plane.
Vorzugsweise ist dabei die Ebene so angeordnet, dass diese quer insbesondere senkrecht zur ersten Schwenkachse verläuft.Preferably, the plane is arranged so that it runs transversely in particular perpendicular to the first pivot axis.
Noch optimaler lassen sich mehrere Aufnahmen an dem Trägerkopf dann anordnen, wenn dieser mindestens zwei in Richtung der Schwenkachse im Abstand voneinander angeordnete Ebenen aufweist, in welchen jeweils mindestens eine Aufnahme angeordnet ist.Even more optimally, a plurality of receptacles can then be arranged on the carrier head if the latter has at least two planes spaced apart from one another in the direction of the pivot axis, in each of which at least one receptacle is arranged.
Noch vorteilhafter ist es, wenn in jeder der Ebenen mehrere Aufnahmen, insbesondere auch mehrere Aufnahmen an unterschiedlichen Seiten des Trägerkopfes, angeordnet sind.It is even more advantageous if several receptacles, in particular also several receptacles on different sides of the carrier head, are arranged in each of the planes.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung. In der Zeichnung zeigen:Further features and advantages of the invention are the subject of the following description and the drawings of some embodiments of the inventive solution. In the drawing show:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungs- beispiels einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine;1 shows a perspective view of a first embodiment of a machine tool according to the invention;
Fig. 2 eine Seitenansicht des erste'n Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine in Richtung des Pfeils A;FIG. 2 shows a side view of the first embodiment of the machine tool according to the invention in the direction of the arrow A; FIG.
Fig. 3 einen Schnitt längs Linie 3-3 in Fig. 1;Fig. 3 is a section along line 3-3 in Fig. 1;
Fig. 4 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 2 eines auf ein Werkstück wirkenden Werkzeugs bei dem ersten Ausführungs- beispiel;FIG. 4 is a side view corresponding to FIG. 2 of a tool acting on a workpiece in the first embodiment; FIG.
Fig. 5 eine Ansicht eines Trägerkopfes in Richtung einer erstenFig. 5 is a view of a carrier head in the direction of a first
Schwenkachse desselben;The same pivot axis;
Fig. 6 eine Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels entsprechendFig. 6 is a view of the first embodiment according to
Fig. 2 mit gestrichelt dargestellter Arbeitsposition eines Trägerarms und durchgezogen dargestellter Wechselposition eines Trägerarms;Fig. 2 with a dashed line shown working position of a support arm and shown in phantom change position of a support arm;
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 1 eines zweitenFig. 7 is a perspective view similar to Fig. 1 of a second
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine; Fig. 8 eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 1 eines drittenEmbodiment of a machine tool according to the invention; Fig. 8 is a perspective view similar to Fig. 1 of a third
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine;Embodiment of a machine tool according to the invention;
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 1 eines vierten9 is a perspective view similar to FIG. 1 of a fourth
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine;Embodiment of a machine tool according to the invention;
Fig. 10 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 des vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine mit Darstellung eines Werkzeugmagazins und einer Zufuhr- und Abfuhreinrichtung für Werkstücke;10 shows a view similar to FIG. 2 of the fourth exemplary embodiment of the machine tool according to the invention, showing a tool magazine and a supply and removal device for workpieces;
Fig. 11 eine Darstellung ähnlich Fig. 10 eines fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine;11 is a view similar to FIG. 10 of a fifth embodiment of a machine tool according to the invention;
Fig. 12 eine Darstellung ähnlich Fig. 2 eines sechsten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine;FIG. 12 is a view similar to FIG. 2 of a sixth embodiment of a machine tool according to the invention; FIG.
Fig. 13 eine perspektivische Darstellung eines siebten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine;13 is a perspective view of a seventh embodiment of a machine tool according to the invention;
Fig. 14 eine Draufsicht auf ein achtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine;14 is a plan view of an eighth embodiment of a machine tool according to the invention;
Fig. 15 eine Draufsicht ähnlich Fig. 14 auf ein neuntes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine; Fig. 16 eine Seitenansicht ähnlich Fig. 2 eines zehnten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine;FIG. 15 is a plan view similar to FIG. 14 of a ninth embodiment of a machine tool according to the invention; FIG. FIG. 16 is a side view similar to FIG. 2 of a tenth embodiment of a machine tool according to the invention; FIG.
Fig. 17 einen Schnitt in einer durch eine erste und eine zweiteFig. 17 is a section in one through a first and a second
Schwenkachse verlaufenden Schnittebene durch eine erfindungsgemäße Schwenkeinheit;Pivot axis extending cutting plane by a pivoting unit according to the invention;
Fig. 18 eine schematische Darstellung verschiedener in Spindeln des Trägerkopfes einsetzbarer Werkzeuge;FIG. 18 shows a schematic representation of various tools that can be used in spindles of the carrier head; FIG.
Fig. 19 eine schematische Darstellung eines in eine Spindel desFig. 19 is a schematic representation of a in a spindle of
Spindelkopfes einsetzbaren Fräswerkzeugs;Spindle head insertable milling tool;
Fig. 20 eine schematische Darstellung eines in einer Spindel desFig. 20 is a schematic representation of a in a spindle of
Trägerkopfes einsetzbaren Sägewerkzeugs;Carrier head insertable sawing tool;
Fig. 21 eine Darstellung eines gleichzeitigen Werkzeugwechsels bei einem Trägerkopf entsprechend der Schwenkeinheit in Fig. 17;21 is an illustration of a simultaneous tool change in a carrier head according to the pivot unit in FIG. 17;
Fig. 22 eine schematische Darstellung eines Werkzeughalters, der gleichzeitig in beide Spindeln des Trägerkopfes einsetzbar ist mit einem Werkzeug auf welches große Kräfte wirken;Fig. 22 is a schematic representation of a tool holder which can be used simultaneously in both spindles of the carrier head with a tool on which large forces act;
Fig. 23 eine Darstellung des Werkzeughalters gemäß Fig. 22 mit einem weiteren großen Kräften unterworfenen Werkzeug; Fig. 24 eine schematische Darstellung des in Fig. 21 und 22 dargestellten Werkzeughalters mit mehreren Werkzeugen;FIG. 23 shows an illustration of the tool holder according to FIG. 22 with a tool subjected to further large forces; FIG. FIG. 24 shows a schematic representation of the tool holder shown in FIGS. 21 and 22 with a plurality of tools; FIG.
Fig. 25 eine schematische Darstellung eines weiteren in beideFig. 25 is a schematic representation of another in both
Spindeln des Trägerkopfes einsetzbaren Werkzeughalters mit einer auf diesem angeordneten Werkzeugspindel, welche mittels einer der Spindeln antreibbar ist;Spindles of the carrier head insertable tool holder with a tool spindle arranged thereon, which is drivable by means of one of the spindles;
Fig. 26 eine schematische Darstellung eines in beide Spindeln gemeinsam einsetzbaren Werkzeughalters mit einem auf diesem angeordneten Werkzeugrevolver in Seitenansicht;FIG. 26 shows a schematic illustration of a tool holder that can be used in common in both spindles with a tool turret arranged thereon in side view; FIG.
Fig. 27 eine Ansicht in Richtung des Pfeils B in Fig. 26;FIG. 27 is a view in the direction of the arrow B in FIG. 26; FIG.
Fig. 28 eine Ansicht ähnlich Fig. 27 des Werkzeughalters mit einem weiteren auf diesem angeordneten Revolver umfassend mehrere Werkzeugspindeln;FIG. 28 shows a view similar to FIG. 27 of the tool holder with a further turret arranged on it, comprising a plurality of tool spindles; FIG.
Fig. 29 eine Ansicht in Richtung des Pfeils C in Fig. 28;Fig. 29 is a view in the direction of the arrow C in Fig. 28;
Fig. 30 eine schematische Darstellung des in beide Spindeln einsetzbaren Werkzeughalters mit einem auf diesem angeordneten Werkstückgreifer;FIG. 30 shows a schematic representation of the tool holder insertable in both spindles with a workpiece gripper arranged on it; FIG.
Fig. 31 eine Draufsicht in Richtung des Pfeils D in Fig. 30;Fig. 31 is a plan view in the direction of the arrow D in Fig. 30;
Fig. 32 eine Darstellung ähnlich Fig. 17 eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schwenkeinheit; Fig. 33 eine Draufsicht in Richtung des Pfeils E auf die Schwenkeinheit gemäß Fig. 32 in einer ersten Schwenkstellung undFIG. 32 shows an illustration similar to FIG. 17 of a second exemplary embodiment of a pivoting unit according to the invention; FIG. Fig. 33 is a plan view in the direction of the arrow E on the pivot unit of FIG. 32 in a first pivot position and
Fig. 34 eine Draufsicht in Richtung des Pfeils E auf die Schwenkeinheit gemäß Fig. 32 in einer zweiten Schwenkstellung.Fig. 34 is a plan view in the direction of arrow E on the pivot unit of FIG. 32 in a second pivot position.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Werkzeugmaschine, dargestellt in Fig. 1 und 2 umfasst ein als Ganzes mit 10 bezeichnetes Maschinengestell, welches mit einem Fuß 12 auf einer Grundfläche ruht und an welchem eine als Ganzes mit 14 bezeichnete Bewegungseinheit angeordnet ist, die dazu dient, ein Werkzeug WZ, beispielsweise ein Werkzeug WZl, relativ zu einem Werkstück WS zu bewegen, um das Werkstück WS zerspanend zu bearbeiten.A first embodiment of a machine tool shown in Figs. 1 and 2 comprises a generally designated 10 machine frame, which rests with a foot 12 on a base surface and on which a designated as a whole by 14 movement unit is arranged, which serves to a tool WZ, for example, a tool WZl to move relative to a workpiece WS to machine the workpiece WS machining.
Die Bewegungseinheit 14 ist dabei mit einem als Ganzes mit 20 bezeichneten Trägerkopf versehen, welcher eine Aufnahme Al für das Werkzeug WZl aufweist.The movement unit 14 is provided with a carrier head designated as a whole with 20, which has a receptacle Al for the tool WZl.
Der Trägerkopf 20 ist seinerseits zwischen parallel zueinander verlaufenden Schenkeln 22a, b eines Trägerarms 24 angeordnet und relativ zum Trägerarm 24 um eine erste Schwenkachse 26 drehbar gelagert.The carrier head 20 is in turn arranged between mutually parallel legs 22a, b of a carrier arm 24 and rotatably mounted relative to the carrier arm 24 about a first pivot axis 26.
Ferner umfasst der Trägerarm 24 einen Grundkörper 28, von welchem aus- gehend sich die beiden Schenkel 22a, b des Trägerarms 24 erstrecken und welcher seinerseits gegenüber einer Trägerbasis 30 um eine zweite Schwenkachse 32 drehbar ist. Die Trägerbasis 30 ist auf einem X-Schlitten 34 angeordnet, der seinerseits mittels X-Führungen 36 in einer sogenannten X-Richtung relativ zum Maschinengestell 10 verfahrbar ist.Furthermore, the carrier arm 24 comprises a main body 28, from which the two legs 22a, b of the carrier arm 24 extend, and which in turn is rotatable relative to a carrier base 30 about a second pivot axis 32. The carrier base 30 is arranged on an X-carriage 34, which in turn can be moved by means of X-guides 36 in a so-called X-direction relative to the machine frame 10.
Vorzugsweise sitzt hierzu die Trägerbasis 30 noch auf einem gegenüber dem X-Schlitten verfahrbaren Y-Schlitten 44, welcher mittels Y-Führungen 46 an dem X-Schlitten 34 geführt ist, so dass die Trägerbasis 30 insgesamt relativ zum X-Schlitten in der Y-Richtung, das heißt quer zur X-Richtung, vorzugs- weise senkrecht zu dieser, verfahrbar ist.For this purpose, the carrier base 30 preferably still sits on a Y slide 44 which is movable relative to the X slide and which is guided on the X slide 34 by means of Y guides 46, so that the support base 30 as a whole is moved relative to the X slide in the Y slide. Direction, that is transversely to the X direction, preferably perpendicular to this, is movable.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine ist das Werkstück WS in einer Bearbeitungsaufnahme BA, beispielsweise einem Spannfutter gehalten, welches frontseitig an einer Werkstück- spindel 50 angeordnet ist, die ihrerseits in einem Spindelgehäuse 52 um eine Spindelachse 54 drehbar gelagert ist, wobei das Spindelgehäuse 52 seinerseits in einem Z-Schlitten 56 geführt ist, der über Z-Führungen 58 relativ zum Maschinengestell 10 in einer Z-Richtung bewegbar geführt ist.In the first embodiment of the machine tool according to the invention, the workpiece WS is held in a machining receptacle BA, for example a chuck, which is arranged on the front side on a workpiece spindle 50, which in turn is rotatably mounted in a spindle housing 52 about a spindle axis 54, wherein the spindle housing 52 in turn is guided in a Z-carriage 56 which is guided via Z-guides 58 relative to the machine frame 10 in a Z-direction movable.
Die Z-Richtung verläuft quer zur Y-Richtung und vorzugsweise senkrecht zu dieser.The Z-direction is transverse to the Y-direction and preferably perpendicular to it.
Außerdem verläuft die Z-Richtung quer zur X-Richtung, vorzugsweise ebenfalls senkrecht zu dieser.In addition, the Z-direction is transverse to the X-direction, preferably also perpendicular to this.
Außerdem verlaufen die Spindelachse 52 und die Z-Richtung parallel zueinander, wie dies bei konventionellen Werkzeugmaschinen üblich ist. Im einfachsten Fall ist mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine eine Bearbeitung des Werkstücks WS mit dem Werkzeug WZl durch Bewegen des Trägerkopfes 20 in X-Richtung aufgrund einer Verschiebung des X-Schlittens 34 und entsprechendes Verschieben des Werkstücks WS durch Verfahren der Werkstückspindel 50 mittels des Z-Schlittens 56 in der Z-Richtung gesteuert durch eine Maschinensteuerung M möglich.In addition, the spindle axis 52 and the Z-direction are parallel to each other, as is common in conventional machine tools. In the simplest case, with the machine tool according to the invention, a machining of the workpiece WS with the tool WZl by moving the carrier head 20 in the X direction due to a displacement of the X-carriage 34 and corresponding displacement of the workpiece WS by moving the workpiece spindle 50 by means of the Z-carriage 56 controlled in the Z direction by a machine control M possible.
Dabei wird die Drehbewegung des Trägerkopfes 20 relativ zum Trägerarm 24 um die erste Schwenkachse 26 durch die Maschinensteuerung M blockiert und auch die Drehbewegung des Trägerarms 24 relativ zur Trägerbasis 30 um die zweite Schwenkachse 32 durch die Maschinensteuerung M blockiert und außerdem erfolgt keine Verschiebung in Y-Richtung, so dass der Trägerkopf 20 den Bewegungen des X-Schlittens 34 in X-Richtung starr folgt. Diese Lösung ermöglicht es für die Schwenkbewegung um die erste Schwenkachse 26 und um die zweite Schwenkachse 32 Stellantriebe einzusetzen, die keine Drehmomente erzeugen, die für eine Bearbeitung des Werkstücks WS einsetzbar sind, sondern wesentlich geringere Drehmomente, und die Stellantriebe durch durch die Maschinensteuerung M ansteuerbare Bremsen zu blockieren.In this case, the rotational movement of the carrier head 20 is blocked relative to the support arm 24 about the first pivot axis 26 by the machine control M and also blocks the rotation of the support arm 24 relative to the support base 30 about the second pivot axis 32 by the machine control M and also there is no shift in Y- Direction so that the carrier head 20 follows the movements of the X-carriage 34 in the X direction rigid. This solution makes it possible for the pivoting movement about the first pivot axis 26 and about the second pivot axis 32 to use actuators that do not generate torques that can be used for machining the workpiece WS, but much lower torques, and the actuators by the machine control M controllable To block brakes.
Beim Zerspanen des Materials des Werkstücks WS im Zuge einer konventionellen Drehbearbeitung erfolgt eine Zustellung des Werkzeugs WZl in einer ersten Bewegungsebene 60, die durch die Spindelachse 54 hindurchverläuft, wobei bei einer derartigen konventionellen Drehbearbeitung eine Hauptschnitt- kraft 62 entsteht, welche senkrecht zur ersten Bewegungsebene 60 verläuft (Fig. 3). Ferner sind erfindungsgemäß die erste Schwenkachse 26 und die zweite Schwenkachse 32 derart ausgerichtet, dass diese parallel zur Hauptschnittkraft 62 verlaufen, so dass die Hauptschnittkraft 62 nicht zu einem Drehmoment um eine der Schwenkachsen 26, 32 beiträgt, sondern durch die die Schwenk- achsen 26, 32 bildenden Lager aufgenommen wird.When machining the material of the workpiece WS in the course of a conventional turning operation, the tool WZl is in a first movement plane 60, which passes through the spindle axis 54, wherein in such a conventional turning a Hauptschnitt- force 62 is formed, which is perpendicular to the first plane of movement 60th runs (Fig. 3). Furthermore, according to the invention, the first pivot axis 26 and the second pivot axis 32 are oriented such that they run parallel to the main cutting force 62, so that the main cutting force 62 does not contribute to a torque about one of the pivot axes 26, 32, but through which the pivot axes 26, 32 forming bearing is added.
Damit verlaufen auch die erste Schwenkachse 26 und die zweite Schwenkachse 32 senkrecht zu der ersten Bewegungsebene 60, welche ihrerseits parallel zur X-Richtung verläuft, in welcher eine Zustellung des Werkzeugs WZl in Richtung auf das Werkstück WS erfolgt.Thus, the first pivot axis 26 and the second pivot axis 32 extend perpendicular to the first plane of movement 60, which in turn runs parallel to the X direction, in which a delivery of the tool WZl takes place in the direction of the workpiece WS.
Zweckmäßigerweise erstreckt sich der Trägerarm 24 mit einer zwischen den Schwenkachsen 26, 32 verlaufenden Längsachse 66 in einer Bearbeitungsposition im Wesentlichen parallel zur ersten Bewegungsebene 60 und in einem Winkelbereich von ungefähr -45° bis ungefähr +45°, noch günstiger in einem Winkelbereich von ungefähr -30° bis ungefähr +30°, zur Projektion der X- Richtung auf die erste Bewegungsebene 60, wobei der Trägerkopf 20 dem Werkstück WS und somit der Spindelachse 54 zugewandt angeordnet ist, während der Grundkörper 28 auf einer der Spindelachse 54 abgewandten Seite des Trägerkopfes 20 liegt.Conveniently, the support arm 24 extends with a longitudinal axis 66 extending between the pivot axes 26, 32 in a machining position substantially parallel to the first plane of motion 60 and in an angular range of about -45 ° to about + 45 °, more preferably in an angular range of about - 30 ° to approximately + 30 °, for projecting the X direction onto the first movement plane 60, the carrier head 20 being arranged facing the workpiece WS and thus the spindle axis 54, while the main body 28 is facing away from the spindle axis 54 side of the carrier head 20 lies.
Außerdem ist der Trägerkopf 20 aufgrund der Bewegbarkeit in Y-Richtung in einer zweiten Bewegungsebene 68, die parallel zu den Schwenkachsen 26, 32 verläuft, bewegbar.In addition, the carrier head 20 due to the mobility in the Y direction in a second plane of movement 68 which is parallel to the pivot axes 26, 32, movable.
Insoweit ist die konventionelle Funktionalität einer einfachen Drehmaschine gegeben. Allerdings ermöglicht die Drehbarkeit des Trägerkopfs 20 um die erste Schwenkachse 26 mittels der Maschinensteuerung M, im Fall, dass das Werkzeug WZl ein einfaches Drehwerkzeug mit einer Schneidplatte SP ist, einen Winkel α zwischen der Schneidplatte SP und einer Oberfläche O des Werkstücks WS oder der Spindelachse 54 variabel einzustellen, um beispielsweise Mehrfachwerkzeuge in unterschiedlichster Art und Weise einsetzen zu können (Fig. 4).In that regard, the conventional functionality of a simple lathe is given. However, the rotatability of the carrier head 20 about the first pivot axis 26 by means of the machine control M allows, in the case that the tool WZl is a simple turning tool with a cutting tip SP, an angle α between the cutting tip SP and a surface O of the workpiece WS or the spindle axis 54 variable set to use, for example, multiple tools in a variety of ways can (Fig. 4).
Ferner ermöglicht die Drehbarkeit des Trägerkopfes 20 um die erste Schwenkachse 26 den Einsatz eines weiteren am Trägerkopfs 20 angeordneten Werkzeugs, beispielsweise eines in eine Aufnahme A2 eingesetzten Werkzeugs WZ2, wobei das Werkzeug WZ2 ein angetriebenes Werkzeug, beispielsweise ein Fräs- oder Bohrwerkzeug, ist und die Aufnahme A2 die Aufnahme einer an dem Trägerkopf 20 angeordneten Werkzeugspindel 70 zum Antreiben des rotierenden Werkzeugs WZ2 um seine Drehachse WZD.Furthermore, the rotatability of the carrier head 20 about the first pivot axis 26 allows the use of a further tool arranged on the carrier head 20, for example a tool WZ2 inserted in a receptacle A2, wherein the tool WZ2 is a driven tool, for example a milling or drilling tool, and the Recording A2, the recording of a arranged on the carrier head 20 tool spindle 70 for driving the rotating tool WZ2 about its axis of rotation WZD.
Somit ermöglicht die Drehbarkeit des Trägerkopfes 20 um die erste Schwenkachse 26 dieselbe Funktionalität wie eine bekannte B-Achse.Thus, the rotatability of the carrier head 20 about the first pivot axis 26 allows the same functionality as a known B-axis.
Außerdem eröffnet die erste Schwenkachse 26 die Möglichkeit, wie in Fig. 5 dargestellt, dass mehrere Werkzeuge WZl und WZ2 an dem Trägerkopf 20 angeordnet und zur Bearbeitung des Werkstücks eingesetzt werden können.In addition, the first pivot axis 26 opens up the possibility, as shown in FIG. 5, that a plurality of tools WZ1 and WZ2 can be arranged on the carrier head 20 and used to machine the workpiece.
Vorzugsweise sind die mehreren Werkzeuge WZ, beispielsweise die Werkzeuge WZl und WZ2, derart am Trägerkopf 20 angeordnet, dass die Werkzeugschneiden WZSl und WZS2 bezogen auf die erste Schwenkachse 26 einen Winkelabstand WA von mindestens ungefähr 60° aufweisen, um die Werkzeuge WZl und WZ2 kollisionsfrei am Werkstück WS einsetzen zu können. Preferably, the plurality of tools WZ, for example, the tools WZL and WZ2, arranged on the carrier head 20, that the tool cutting WZSl and WZS2 with respect to the first pivot axis 26 have an angular distance WA of at least about 60 ° to the tools WZL and WZ2 collision-free on To be able to use workpiece WS.
Beispielsweise lässt sich der Trägerkopf 20, wie in Fig. 5 dargestellt, auf einer Seite 72 mit einem Trägerblock T zwei feststehenden Werkzeugen WZl und WZ3 bestücken, die in den Aufnahmen Al und A3 des Trägerblocks T montiert sind. Dabei kann der Trägerblock T als ganzes mit vormontierten Werkzeugen WZl und WZ3 am Trägerkopf 20 montiert werden oder er ist durch eine in dem Trägerkopf 20 vorgesehene Fixiereinrichtung an diesem fixierbar, wobei bei einer zweckmäßigen Ausführungsform die Fixiereinrichtung durch die Maschinensteuerung M lösbar ist, so dass der Trägerblock T als eine Einheit gesteuert durch die Maschinensteuerung M ausgewechselt werden kann.For example, as shown in FIG. 5, the carrier head 20 can be equipped, on one side 72, with a carrier block T, two stationary tools WZ1 and WZ3 mounted in the receptacles A1 and A3 of the carrier block T. In this case, the support block T can be mounted as a whole with preassembled tools WZl and WZ3 on the carrier head 20 or it can be fixed by a provided in the carrier head 20 fixing on this, wherein in an expedient embodiment, the fixing device by the machine control M is solvable, so that the Carrier block T can be replaced as a unit controlled by the machine control M.
Von einer an die Seite 72 angrenzenden Seite 74 des Trägerkopfes 20 steht das Werkzeug WZ2 über, welches in der Aufnahme A2 sitzt, die ihrerseits als in dem Trägerkopf 20 angeordnete Werkzeugspindel 70 ausgebildet ist und als Wechselaufnahme ausgebildet ist, in welche sich Werkzeuge WZ2 gesteuert durch die Maschinensteuerung M einsetzen und aus welcher sich die Werkzeuge WZ2 gesteuert durch die Maschinensteuerung M lösen lassen.From a side 74 of the carrier head 20 adjoining the side 72, the tool WZ2 is seated, which is seated in the receptacle A2, which in turn is designed as a tool spindle 70 arranged in the carrier head 20 and is designed as an interchangeable receptacle into which tools WZ2 are controlled use the machine control M and from which the tools WZ2 controlled by the machine control M can be solved.
Ferner ließe sich auch noch, wie allerdings in Fig. 5 nicht dargestellt, die der Seite 72 gegenüberliegende Seite 76 und die der Seite 74 gegenüberliegende Seite 78 mit Werkzeugen WZ, vorzugsweise feststehend angeordneten Werkzeugen bestücken.Furthermore, as not shown in FIG. 5, the side 72 opposite side 76 and the side 74 opposite side 78 could also be equipped with tools WZ, preferably fixedly arranged tools.
Insbesondere sind die Werkzeuge WZl, WZ2 und WZ3 relativ zueinander derart angeordnet, dass diese in einer senkrecht zur Schwenkachse 26 verlaufenden und durch die Werkzeuge WZl, WZ2 und WZ3 hindurchverlaufenden Ebene 64 stets einen Abstand voneinander aufweisen, welcher ungefähr einem Maximaldurchmesser des Werkstücks WS entspricht, so dass sich die Werkzeuge WZl, WZ2 und WZ3 kollisionsfrei einsetzen lassen.In particular, the tools WZ1, WZ2 and WZ3 are arranged relative to one another such that they extend in a direction perpendicular to the pivot axis 26 and through the tools WZ1, WZ2 and WZ3 passing through level 64 always have a distance from each other, which corresponds approximately to a maximum diameter of the workpiece WS, so that the tools WZl, WZ2 and WZ3 can be used without collision.
Ferner sind insbesondere die Werkzeuge WZl, WZ2 und WZ3 so ausgerichtet, dass diese mit ihrer Erstreckung ausgehend vom Trägerkopf 20 jeweils in senkrecht zur ersten Schwenkachse 26 verlaufenden Ebenen liegen. Dies kann zum einen derart erfolgen, dass sich alle Werkzeuge WZl, WZ2 und WZ3 in ein und derselben Ebene 64 erstrecken oder aber auch so, dass sich jedes der Werkzeuge WZl, WZ2 und WZ3 jeweils in einer zur Ebene 64 parallelen Ebene erstreckt, die senkrecht zur ersten Schwenkachse 26 verläuft (Fig. 5).Furthermore, in particular the tools WZ1, WZ2 and WZ3 are aligned such that, with their extent, starting from the carrier head 20, they respectively lie in planes perpendicular to the first pivot axis 26. On the one hand, this can be done such that all the tools WZ1, WZ2 and WZ3 extend in one and the same plane 64 or in such a way that each of the tools WZ1, WZ2 and WZ3 respectively extends in a plane parallel to the plane 64, which extends vertically to the first pivot axis 26 extends (Fig. 5).
Durch die Drehbarkeit des Trägerkopfes 20 um die erste Schwenkachse 26 besteht somit die Möglichkeit, jedes der Werkzeuge WZl, WZ2 und WZ3 in unterschiedlicher Winkelstellung relativ zur Werkstückoberfläche O und somit auch in unterschiedlicher Ausrichtung zur Spindelachse 54 einzusetzen.Due to the rotatability of the carrier head 20 about the first pivot axis 26, it is thus possible to use each of the tools WZ1, WZ2 and WZ3 in different angular positions relative to the workpiece surface O and thus also in a different orientation to the spindle axis 54.
Beispielsweise lässt sich mit dem Werkzeug WZ2, wenn dieses ein Bohrer ist, entweder eine Bohrung parallel zur Spindelachse 54 oder senkrecht zu dieser ausführen, je nach dem, wie der Trägerkopf 20 relativ zum Trägerarm 24 um die erste Schwenkachse 26 gedreht ist.For example, with the tool WZ2, if this is a drill, either a bore parallel to the spindle axis 54 or perpendicular to this run, depending on how the carrier head 20 is rotated relative to the support arm 24 about the first pivot axis 26.
Vorzugsweise ist der Trägerkopf 20 mit vier Flachseiten, 72, 74, 76 und 78 versehen, die in der senkrecht zur Schwenkachse 26 verlaufenden Ebene 64 ungefähr dieselbe Ausdehnung aufweisen, so dass der Trägerkopf 20 beispielsweise im Querschnitt rechteckförmig ist. ,Preferably, the carrier head 20 is provided with four flat sides, 72, 74, 76 and 78, which have approximately the same extent in the plane 64 extending perpendicular to the pivot axis 26, so that the carrier head 20 is rectangular in cross-section, for example. .
Dabei entspricht die Ausdehnung der Flachseiten 72, 74, 76 und 78 mindestens ungefähr einem Maximaldurchmesser des Werkstücks WS. Die Ebene 64, in welcher das jeweilige Werkzeug WZl, WZ2 oder WZ3 oder alle drei Werkzeuge WZl, WZ2 und WZ3 liegen, fällt dabei zumindest bei einer konventionellen Drehbearbeitung zusammen mit der ersten Bewegungsebene 60, die durch die Spindelachse 54 hindurch und parallel zur X-Richtung verläuft, so dass durch Bewegen des Trägerkopfes 20 in der X-Richtung dieses Werkzeug WZl oder WZ3wie bei den bekannten Werkzeugmaschinen in der X- Richtung zustellbar ist.The extent of the flat sides 72, 74, 76 and 78 corresponds to at least approximately a maximum diameter of the workpiece WS. The plane 64, in which the respective tool WZ1, WZ2 or WZ3 or all three tools WZ1, WZ2 and WZ3 lie, thereby coincides, at least in a conventional turning operation, with the first movement plane 60 passing through the spindle axis 54 and parallel to the X axis. Direction runs, so that by moving the carrier head 20 in the X direction of this tool WZl or WZ3 as in the known machine tools in the X direction is deliverable.
Die Bewegbarkeit in der Y-Richtung ist dann vorteilhaft, wenn mit dem angetriebenen Werkzeug WZ2 eine Bearbeitung außerhalb der ersten Bewegungsebene 60 am Werkstück WS ausgeführt werden soll, so dass eine Verschiebung des Trägerkopfes 20 in der Y-Richtung erfolgen kann.The mobility in the Y-direction is advantageous if a machining outside the first movement plane 60 on the workpiece WS is to be performed with the driven tool WZ2, so that a displacement of the carrier head 20 in the Y-direction can take place.
Vorteilhafterweise ist bei der erfindungsgemäßen Lösung eine zweckmäßige Kinematik dann erhältlich, wenn die erste Schwenkachse 26 parallel zur zweiten Schwenkachse 32 und beide Schwenkachsen 26 und 32 quer, noch besser senkrecht, zur ersten Bewegungsebene 60 verlaufen,Advantageously, in the solution according to the invention, a suitable kinematics can be obtained if the first pivot axis 26 extends parallel to the second pivot axis 32 and both pivot axes 26 and 32 transversely, more preferably perpendicularly, to the first plane of motion 60,
Die Verschwenkbarkeit des Trägerarms 24 um die zweite Schwenkachse 32 mittels der Maschinensteuerung M eröffnet nunmehr die Möglichkeit, den Trägerkopf 20 in von dem Werkstück WS zugewandt liegenden Bearbeitungspositionen, in denen die erste Schwenkachse 26 des Trägerkopfes 20 bei- spielsweise innerhalb eines Bearbeitungsbewegungsbereichs 80 (Fig. 1) bewegt wird, in Wechselpositionen, exemplarisch dargestellt durch eine in Fig. 6 durchgezogen gezeichnete Wechselposition, in welchen die erste Schwenkachse 26 innerhalb eines Wechselbewegungsbereichs 90 bewegbar ist, zu bewegen, ohne dass große Verfahrwege in X-Richtung erforderlich werden.The pivotability of the support arm 24 about the second pivot axis 32 by means of the machine control M now opens the possibility of the carrier head 20 in processing positions facing the workpiece WS, in which the first pivot axis 26 of the carrier head 20, for example within a processing movement range 80 (FIG. 1) is moved, in changing positions, exemplified by a in 6 continuously drawn change position, in which the first pivot axis 26 is movable within an alternating movement range 90 to move without large travels in the X direction are required.
Insgesamt lässt sich somit ein Bewegungsbereich 82 schaffen, der - wenn man von der Bewegung in Y-Richtung absieht - einerseits durch den Verfahrweg in X-Richtung bestimmt ist und andererseits durch die Länge des Trägerarmes 24, insbesondere den Abstand der ersten Schwenkachse 26 von der zweiten Schwenkachse 32.Overall, thus, a range of motion 82 can create, which - apart from the movement in the Y direction - on the one hand by the travel in the X direction is determined and on the other hand by the length of the support arm 24, in particular the distance of the first pivot axis 26 of the second pivot axis 32nd
Bei einem derartig erweiterten Bewegungsbereich lassen sich in einfacher Weise zusätzliche Funktionalitäten, wie beispielsweise ein Werkzeugwechsel oder ein Werkstückwechsel mit der Bewegungseinheit 14 ausführen, ohne dass der Bearbeitungsbewegungsbereich 80 eingeschränkt wird.With such an extended range of motion, additional functionalities, such as a tool change or a workpiece change with the movement unit 14, can be carried out in a simple manner, without the machining movement region 80 being restricted.
Vielmehr bleibt der Bearbeitungsbewegungsbereich 80 unberührt von den zusätzlichen Funktionen, die in dem Wechselbewegungsbereich 90 auszuführen sind.Rather, the machining movement region 80 remains unaffected by the additional functions to be performed in the alternating motion region 90.
Dabei könnte der Wechselbewegungsbereich 90 beispielsweise so ausgeführt werden, dass dieser den gesamten, nicht vom Bearbeitungsbewegungsbereich 80 erfassten Bereich umfasst.In this case, the alternating movement region 90 could, for example, be designed so that it covers the entire region not covered by the machining movement region 80.
Aus Gründen einer einfachen Realisierbarkeit und Ausführbarkeit der in dem Wechselbewegungsbereich auszuführenden Funktion ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Wechselbewegungsbereich 90 oder die Wechselbewegungsbereiche 90 in einem Außenbereich des Bewegungsbereichs 82 liegen und zweckmäßigerweise außerhalb des Bearbeitungsbewegungsbereichs 80, so dass sich in einfacher Weise günstige räumliche Verhältnisse bei der Realisierung von dem Wechselbewegungsbereich oder den Wechselbewegungsbereichen zugeordnete Funktionen ergeben.For reasons of ease of realization and executability of the function to be performed in the changing movement range, it is preferably provided that the changeover movement range 90 or the changeover movement ranges 90 be located in an outer region of the movement range 82 and expediently outside of the machining movement region 80, so that in a simple manner favorable spatial relationships in the realization of the change of motion range or the change of motion ranges associated functions.
Wenn die Schwenkachse 26 innerhalb des Wechselbewegungsbereichs 90 steht, hat der Trägerkopf 20 beispielsweise die Möglichkeit, aus einem Werkzeugmagazin 100, versehen mit Werkzeughalteeinrichtungen, beispielsweise den Werkzeughalteeinrichtungen 102a bis 102d, Werkzeuge zu entnehmen, oder in diesen abzulegen, wobei die Werkzeughalteeinrichtungen 102 ihrerseits als stationäre Werkzeughalteeinrichtungen 102 ausgebildet sind, in welche das jeweilige Werkzeug WZ ausschließlich durch Bewegen des Trägerarms 24 und des Trägerkopfes 20 sowie gegebenenfalls noch des X-Schlittens 34 einsetzbar oder aus diesen entnehmbar ist.For example, if the pivot axis 26 is within the changeover range 90, the carrier head 20 has the capability of removing or depositing tools from a tool magazine 100 provided with tool retainers, such as tool retainers 102a-102d, with the tool retainers 102 being stationary Tool holding devices 102 are formed, in which the respective tool WZ can be used exclusively by moving the support arm 24 and the carrier head 20 and optionally also the X-slide 34 or from these.
Damit besteht die Möglichkeit, das Werkzeugmagazin 100 nur mit stationären Werkzeughalteeinrichtungen 102 zu versehen und somit konstruktiv einfachst auszubilden, und dennoch ein sehr einfaches Auswechseln der Werkzeuge WZ zu ermöglichen.This makes it possible to provide the tool magazine 100 only with stationary tool holders 102 and thus structurally simplest form, and still allow a very simple replacement of tools WZ.
Vorzugsweise liegen dabei die Werkzeughalteeinrichtungen 102 des Werkzeugmagazins 100 im einfachsten Fall in der Ebene 70, bei einer vorgesehenen Bewegbarkeit der Trägerbasis 30 in der Y-Richtung besteht auch noch die Möglichkeit, die Werkzeughalteeinrichtungen 102 in zu der Ebene 60 parallelen Ebenen anzuordnen, da gleichzeitig mit dem Verschwenken des Trägerarms 24 in die Wechselpositionen ein Anfahren unterschiedlicher zur Ebene 64 paralleler Ebenen möglich ist. Ferner hat eine Schwenkbewegung des Trägerarms 24 um die Achse 32 zum Erreichen der Wechselpositionen den großen Vorteil, dass dadurch in einfacher Weise der Trägerkopf 20 in der Ebene 64 oder der zu dieser parallelen Ebene bewegbar ist und die sich in diesen Ebenen erstreckenden Werkzeuge WZ durch eine Bewegung in der Ebene 64 oder in der zu dieser parallelen Ebene in die Werkzeughalteeinrichtungen 102 eingesetzt werden kann.Preferably, the tool holding devices 102 of the tool magazine 100 lie in the simplest case in the plane 70, with an intended movability of the carrier base 30 in the Y direction, there is also the possibility of arranging the tool holders 102 in planes parallel to the plane 60, since at the same time the pivoting of the support arm 24 in the change positions a start different plane parallel to plane 64 is possible. Further, a pivotal movement of the support arm 24 about the axis 32 for achieving the change positions has the great advantage that in a simple manner, the carrier head 20 in the plane 64 or parallel to this plane is movable and extending in these planes tools WZ by a Movement in the plane 64 or in the plane parallel to this in the tool holding devices 102 can be used.
Bei Einsetzbewegungen der Werkzeuge WZ in die Werkzeughalteeinrichtungen 102 ist die Schwenkbewegung des Trägerkopfes 20 um die erste Schwenkachse 26 noch zusätzlich zu koordinieren, und gegebenenfalls noch mit einer Bewegung des X-Schlittens 34 in X-Richtung zu korrigieren, um die Werkzeuge WZ in einer jeweiligen geradlinig verlaufenden Einsetzrichtung 104 in die Werkzeughalteeinrichtungen 102 einsetzen zu können.When inserting movements of the tools WZ in the tool holding devices 102, the pivoting movement of the carrier head 20 about the first pivot axis 26 is to coordinate in addition, and optionally with a movement of the X-carriage 34 in the X direction to correct the tools WZ in a respective straight insertion direction 104 to be able to use in the tool holding devices 102.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, dargestellt in Fig. 7, sind diejenigen Merkmale, die mit den ersten Ausführungsbeispielen identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diesbezüglich auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel verwiesen wird.In a second embodiment of a machine tool according to the invention, shown in Fig. 7, those features which are identical to the first embodiments, provided with the same reference numerals, so that reference is made in this regard to the comments on the first embodiment.
Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel an dem Trägerkopf 20 die Werkzeuge WZ in insgesamt drei zueinander parallelen, jedoch verschiedenen Ebenen 64a, 64b und 64c ange- ordnet, so dass dann, wenn diese Werkzeuge WZ in der ersten Bewegungsebene 60 zum Einsatz kommen sollen, eine Verschiebung der Trägerbasis 30 in der Y-Richtung erforderlich ist. So liegen beispielsweise die Werkzeuge WZl und WZ3 in der Ebene 64a, dagegen sind in Richtung der Schwenkachse 26 versetzt angeordnete Werkzeuge WZ4 und WZ5 vorgesehen, welche vom gleichen Typ sind, wie die Werkzeuge WZl und WZ3, das heißt stationär am Trägerkopf 20 angeordnete Werkzeuge, welche allerdings in der Ebene 64c liegen.In contrast to the first embodiment, in the second exemplary embodiment, the tools WZ are arranged on the support head 20 in a total of three mutually parallel but different planes 64a, 64b and 64c, so that when these tools WZ are used in the first movement plane 60 come, a displacement of the support base 30 in the Y direction is required. For example, the tools WZ1 and WZ3 lie in the plane 64a, whereas tools WZ4 and WZ5 offset in the direction of the pivot axis 26 are provided, which are of the same type as the tools WZ1 and WZ3, ie tools arranged stationarily on the carrier head 20, which, however, lie in the plane 64c.
Zusätzlich liegen in einer Ebene 64b zwei angetriebene Werkzeuge, nämlich WZ2 und WZ6, die in zwei entsprechenden angetriebenen Werkzeugauf- nahmen A2 und A6 antreibbar aufgenommen sind.In addition, in a plane 64b there are two driven tools, namely WZ2 and WZ6, which are drivably received in two corresponding driven tool holders A2 and A6.
Durch Verschieben der Trägerbasis 30 in der Y-Richtung lassen sich nun die angetriebenen Werkzeuge WZ2 und WZ6 entweder in der ersten Bewegungsebene 60 oder in einer parallel zu dieser verlaufenden Ebene am Werkstück WS einsetzen.By moving the support base 30 in the Y direction, the driven tools WZ2 and WZ6 can now be inserted either in the first movement plane 60 or in a plane parallel to this on the workpiece WS.
Ferner sind beispielsweise die Werkzeuge WZl und WZ3 sowie WZ4 und WZ5 als normale Drehwerkzeuge am Träger T ausgebildet und sind somit stets zur Bearbeitung des Werkstücks WS in einer Stellung einzusetzen, in der diese in der ersten Bewegungsebene 60 liegen, das heißt, dass die Trägerbasis soweit verschoben werden muss, dass die Ebene 64a oder Ebene 64c mit der ersten Bewegungsebene 60 zusammenfällt.Further, for example, the tools WZl and WZ3 and WZ4 and WZ5 are formed as normal turning tools on the carrier T and thus are always used for machining the workpiece WS in a position in which they are in the first plane of movement 60, that is, the support base so far it must be shifted that the plane 64a or plane 64c coincides with the first plane of movement 60.
Im Übrigen entspricht das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass für dieselben Teile dieselben Bezugszeichen verwendet sind und hinsichtlich der Beschreibung derselben vollinhaltlich auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen werden kann. Bei einem dritten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 8 ist im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel der Trägerkopf 20 so ausgebildet, dass die Werkzeuge WZl, WZ2 und WZ3 in der Ebene 64a liegen, während die Werk- zeuge WZ4, WZ5 und WZ6 in der Ebene 64c liegen, so dass durch Verschieben der Trägerbasis 30 in der Y-Richtung die in den Ebenen 64a und 64c angeordneten Werkzeuge WZ beispielsweise in der ersten Bewegungsebene 60 oder auch im Abstand von dieser einsetzbar sind.Incidentally, the second embodiment of the machine tool according to the invention corresponds to the first embodiment, so that the same reference numerals are used for the same parts and with respect to the description of the same fully incorporated by reference to the comments on the first embodiment. In a third exemplary embodiment, illustrated in FIG. 8, in contrast to the first exemplary embodiment, the carrier head 20 is designed so that the tools WZ1, WZ2 and WZ3 lie in the plane 64a, while the tools WZ4, WZ5 and WZ6 are in the plane 64c lie so that by moving the support base 30 in the Y direction arranged in the planes 64a and 64c tools WZ, for example, in the first movement plane 60 or at a distance from this are used.
Im Übrigen entspricht das dritte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine den voranstehenden Ausführungsbeispielen, so dass dieselben Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind und vollinhaltlich auf diese Bezug genommen werden kann.Incidentally, the third embodiment of the machine tool according to the invention corresponds to the preceding embodiments, so that the same parts are provided with the same reference numerals and can be fully incorporated herein by reference.
Bei einem vierten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 9 und Fig. 10 ist im Gegensatz zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen die Werkstückspindel 50 stationär am Maschinengestell 10 angeordnet, so dass die Bewegung des Werkstücks WS in Z-Richtung durch die Werkstückspindel 50 nicht möglich ist.In a fourth embodiment, shown in FIGS. 9 and 10, in contrast to the preceding embodiments, the workpiece spindle 50 is arranged stationary on the machine frame 10, so that the movement of the workpiece WS in the Z direction through the workpiece spindle 50 is not possible.
Aus diesem Grund ist die Relativbewegung zwischen den Werkzeugen WZ und dem Werkstück WS allein durch die Bewegungseinheit 14 zu erreichen.For this reason, the relative movement between the tools WZ and the workpiece WS can be achieved solely by the movement unit 14.
Bei dieser ist die Relativbewegung in Z-Richtung zwischen Werkzeug WZ und Werkstück WS dadurch erreichbar, dass der Trägerarm 24 um die zweiteIn this, the relative movement in the Z direction between the tool WZ and the workpiece WS can be achieved in that the carrier arm 24 to the second
Schwenkachse 32 verschwenkbar ist und durch Verfahren des X-Schlittens in X-Richtung sowie gleichzeitigem Drehen des Trägerkopfes 20 um die erste Schwenkachse 26 eine lineare Bewegung jedes der Werkzeuge WZ in der Z- Richtung durch Interpolation dieser drei Bewegungsachsen erreichbar ist.Swivel axis 32 is pivotable and by moving the X-carriage in X direction and simultaneous rotation of the carrier head 20 about the first pivot axis 26, a linear movement of each of the tools WZ in the Z direction can be achieved by interpolation of these three axes of movement.
Dadurch besteht bei einer Bearbeitung des Werkstücks WS mit einem der Werkzeuge WZ die Notwendigkeit, die Schwenkachsen 26 und 32 als während der Bearbeitung des Werkstücks WS mit der Maschinensteuerung M stufenlos drehbare Schwenkachsen - ähnliche B-Achsen bei bekannten Drehmaschinen - auszubilden, um mit den Werkzeugen WZ jede beliebige Position in Z-Richtung gesteuert anfahren und jeden beliebigen Vorschub in Z-Richtung realisieren zu können, wobei gleichzeitig noch die Zustellung der Werkzeuge WZ in Richtung auf das Werkstück WS durch Verfahren des X-Schlittens in X-Richtung erfolgt und außerdem noch gegebenenfalls in Y-Richtung, wie bei den voranstehenden Ausführungsbeispielen beschrieben.As a result, when machining the workpiece WS with one of the tools WZ, it is necessary to form the pivot axes 26 and 32 as pivotal axes which are continuously rotatable during machining of the workpiece WS with the machine control M - similar B axes in known lathes - in order to work with the tools WZ controlled any position in the Z direction controlled and to be able to realize any feed in the Z direction, while still delivering the tools WZ toward the workpiece WS by moving the X-carriage in the X direction and also still optionally in the Y direction, as described in the preceding embodiments.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine wird, wie in Fig. 10 dargestellt, die Möglichkeit des Verschwenkens des Trägerarms 24 noch konsequenter ausgenützt, nämlich dazu, um auch unter Zuhilfenahme der Schwenkbewegung des Trägerarms 24 um die zweite Schwenkachse 32 sowie der gleichzeitigen möglichen Schwenkbewegung des Trägerkopfes 20 um die erste Schwenkachse 26, sowie gegebenenfalls nach der Bewegung des X-Schlittens 34, rohe Werkstücke WSR zu greifen, in die Bearbeitungsaufnahme BA einzusetzen und nach dem Bearbeiten der Werkstücke WS fertigbearbeitete Werkstücke WSF aus der Bearbeitungsaufnahme zu entnehmen und abzulegen. Beispielsweise sind hierzu, insbesondere auf gegenüberliegenden Seiten, eine Zufuhreinrichtung 110 für rohe Werkstücke und eine Abfuhreinrichtung 112 für fertig bearbeitete Werkstücke vorgesehen, die am Rande des Bewegungsbereichs 82 angeordnet sind, in welchem die Schwenkachse 26 insgesamt durch die Bewegungseinheit 14 bewegbar ist, so dass dadurch der Trägerarm 24 im Hinblick auf Bewegungen zum Auswechseln der Werkzeuge WZ keinerlei Behinderungen unterliegt.In the fourth embodiment of the machine tool according to the invention, as shown in Fig. 10, the possibility of pivoting of the support arm 24 even more consistently exploited, namely to order also with the aid of the pivotal movement of the support arm 24 about the second pivot axis 32 and the simultaneous possible pivotal movement of the Carrier head 20 about the first pivot axis 26, and optionally after the movement of the X-carriage 34 to grab raw workpieces WSR to use in the processing fixture BA and to remove after processing the workpieces WS finished workpieces WSF from the processing recording and store. For this purpose, for example, a feed device 110 for raw workpieces and a discharge device 112 for finished workpieces are provided for this purpose, in particular on opposite sides, which are arranged at the edge of the movement region 82, in which the pivot axis 26 as a whole is movable by the movement unit 14, thereby the support arm 24 is not subject to any obstructions with respect to movements for exchanging the tools WZ.
Um die rohen Werkstücke WSR und die fertig bearbeiteten Werkstücke WSF greifen zu können, ist der Trägerkopf 20 mit einem Werkstückgreifer 114, beispielsweise auf einer dem Werkzeug WZ2 gegenüberliegenden Seite, versehen, welcher mit Greiferfingern 116 sowohl die rohen Werkstücke WSR als auch die fertig bearbeiteten Werkstücke WSF greifen kann.In order to be able to grasp the rough workpieces WSR and the finished workpieces WSF, the carrier head 20 is provided with a workpiece gripper 114, for example on a side opposite the tool WZ2, which with gripper fingers 116 both the raw workpieces WSR and the finished workpieces WSF can grab.
Sowohl die Werkstückzufuhreinrichtung 110 als auch die Werkstückabfuhreinrichtung 112 sind dabei lediglich als Fördereinrichtungen auszubilden, die ein rohes Werkstück WSR in einer bestimmten Position zur Verfügung stellen und ein fertig bearbeitetes Werkstück WSF in einer definierten Position aufnehmen und im Übrigen diese Werkstücke zu dieser Position hin oder bzw. von dieser Position weg zu transportieren, so dass keinerlei zusätzliche Handhabung oder Fixierung notwendig ist, um den Wechsel eines Werkstücks WS durchzuführen.Both the workpiece feed device 110 and the workpiece removal device 112 are merely designed as conveyors which make a raw workpiece WSR available in a specific position and receive a finished workpiece WSF in a defined position and, moreover, move these workpieces towards or away from this position from being transported away from this position, so that no additional handling or fixation is necessary to perform the change of a workpiece WS.
Insbesondere ist der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung darin zu sehen, dass selbst schwere Werkstücke einfach durch die Bewegungseinrichtung 14 in die Bearbeitungsaufnahme BA eingesetzt oder aus dieser entnommen werden können, da für die Bewegung des Trägerkopfes 20 zur Bearbeitung des Werkstücks WS ohnehin große Kräfte erforderlich sind, um die notwendige Steifigkeit und Bearbeitungsgenauigkeit zu erreichen, so dass diese Kräfte problemlos ausreichen, um insbesondere schwere Werkstücke WS von einer Werkstückzufuhreinrichtung 110 aufzunehmen und in einer Werkstückabfuhreinrichtung 112 abzulegen.In particular, the advantage of the solution according to the invention is the fact that even heavy workpieces can be simply inserted into or removed from the machining fixture BA by the movement device 14, since large forces are required for the movement of the carrier head 20 for machining the workpiece WS anyway, to achieve the necessary rigidity and machining accuracy, so that these forces be easily enough to accommodate particular heavy workpieces WS of a workpiece feed 110 and store it in a Werkstückabfuhreinrichtung 112.
Im Übrigen sind bei dem vierten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 9 und 10, diejenigen Elemente, die mit den vorangegangenen Ausführungsbeispielen identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass auf die Beschreibung derselben im Zusammenhang mit den voranstehenden Ausführungsbeispielen vollinhaltlich Bezug genommen wird.Incidentally, in the fourth embodiment shown in Figs. 9 and 10, those elements which are identical to the foregoing embodiments are given the same reference numerals, so that the description thereof will be fully taken in conjunction with the foregoing embodiments.
Bei einem fünften Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 11 sind zwei Werkzeugmaschinen gemäß einem der voranstehenden Ausführungsbeispielen, insbesondere gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel so relativ zueinander angeordnet, dass die Bewegungseinheiten 14i und 142 auf einander zuge- wandten Seiten der Maschinengestelle 10i und 1O2 vorgesehen sind, so dass von dem Trägerkopf 2Oi ein auf einer Vorderseite bearbeitetes Werkstück WS aus der Werkstückspindel 5Oi entnommen und dieses dem anderen Trägerkopf 2O2 übergeben werden kann, der dann die Möglichkeit hat, Werkstück WS in die Werkstückspindel 5O2 einzusetzen, um es dann auf seiner Rückseite zu bearbeiten.In a fifth embodiment, illustrated in Fig. 11, two machine tools according to any one of the preceding embodiments, in particular, arranged in accordance with the fourth embodiment relative to each other that the movement units are provided 14i and 14 2 to each other conces- facing sides of machine frames 10i and 1O 2 such that a workpiece WS machined on a front side can be removed from the workpiece spindle 50i from the carrier head 20i and transferred to the other carrier head 20 2 , which then has the possibility of inserting workpiece WS into the workpiece spindle 50 2 and then placing it on its side Back side to work.
Alternativ oder ergänzend ist es dabei aber auch denkbar, zwischen den Trägerköpfen 20i und 2O2 Werkzeuge WZ auszutauschen, um diese effizienter einsetzen zu können.Alternatively or additionally, it is also conceivable to exchange between the carrier heads 20i and 2O 2 tools WZ, be able to use to this more efficiently.
Somit lassen sich bei diesem Ausführungsbeispiel die beschriebenen Vorteile bei der Handhabung von Werkstücken WS noch mit der Möglichkeit einer effizienten Vorder- und Rückseitenbearbeitung kombinieren, ohne dass die Werkstückspindeln hierzu koaxial ausgerichtet sein müssen. Damit ergeben sich ganz neue konzeptionelle Möglichkeiten bei der Vorder- und Rückseitenbearbeitung.Thus, in this embodiment, the described advantages in the handling of workpieces WS can still be combined with the possibility of efficient front and back side machining without the workpiece spindles having to be aligned coaxially for this purpose. This opens up completely new conceptual possibilities in front and back processing.
Im Übrigen sind bei diesem Ausführungsbeispiel diejenigen Elemente, die mit denen der voranstehenden Ausführungsbeispiele identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass zur Beschreibung derselben vollinhaltlich auf die voranstehenden Ausführungsbeispiele verwiesen werden kann.Incidentally, in this embodiment, those elements which are identical to those of the preceding embodiments, provided with the same reference numerals, so that reference may be made to the description of the same fully in the foregoing embodiments.
Bei einem sechsten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 12, ist die Bewegungseinrichtung 14 so am Maschinengestell 10 angeordnet, dass der Trägerkopf 20 in Schwerkraftrichtung hängend am Trägerarm 24 positioniert ist, so dass die Trägerbasis 30 in Schwerkraftrichtung über dem Trägerkopf 20 liegt.In a sixth exemplary embodiment, illustrated in FIG. 12, the movement device 14 is arranged on the machine frame 10 such that the carrier head 20 is suspended in the direction of gravity on the carrier arm 24 so that the carrier base 30 lies in the direction of gravity above the carrier head 20.
Damit wirken die Werkzeuge WZ im Gegensatz zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen nicht in Schwerkraftrichtung gesehen von unten, sondern von oben auf das Werkstück WS bei der zerspanenden Bearbeitung ein, so dass ein einfacher Spänefall und ein einfacher Abtransport der Späne gewährleistet ist.Thus, in contrast to the preceding exemplary embodiments, the tools WZ do not act from below in the direction of gravity, but from above onto the workpiece WS during the machining operation, so that a simple chip fall and easy removal of the chips are ensured.
Im Übrigen ist das sechste Ausführungsbeispiel in gleicher Weise ausgebildet, wie die voranstehenden Ausführungsbeispiele, so dass auf die Ausführungen hierzu vollinhaltlich Bezug genommen werden kann. Bei einem siebten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, dargestellt in Fig. 13, umfasst das Maschinengestell 10' einen Längsträger 120, und einen endseitig an dem Längsträger 120 angeordneten Ständer 122, welcher das Spindelgehäuse 52 der Werkstückspindel 50 trägt.Incidentally, the sixth embodiment is designed in the same way as the preceding embodiments, so that the comments on this can be made in full content. In a seventh exemplary embodiment of a machine tool according to the invention, illustrated in FIG. 13, the machine frame 10 'comprises a longitudinal beam 120, and a stator 122, which is mounted on the longitudinal beam 120 at the end and carries the spindle housing 52 of the workpiece spindle 50.
Die Werkstückspindel 50 erstreckt sich dabei mit ihrer Spindelachse 54 parallel zu einer Längsrichtung 123 des Längsträgers 120.The workpiece spindle 50 extends with its spindle axis 54 parallel to a longitudinal direction 123 of the longitudinal member 120.
An dem Längsträger 120 ist ein Z-Schlitten 124 der Bewegungseinheit 14' mittels Z-Führungen 126 in der Z-Richtung verschiebbar geführt, so dass bei diesem Ausführungsbeispiel somit die Bewegungseinheit 14' selbst in Z- Richtung verfahrbar ist.A Z slide 124 of the movement unit 14 'is displaceably guided on the side member 120 in the Z direction by means of Z guides 126, so that in this exemplary embodiment the movement unit 14' itself can be moved in the Z direction.
Auf dem Z-Schlitten sitzt der in Y-Richtung verfahrbare Y-Schlitten 44, welcher mit Y-Führungen 46 an dem Z-Schlitten 124 geführt ist.The Y slide, which can be moved in the Y direction, is seated on the Z slide, which is guided with Y guides 46 on the Z slide 124.
Der Trägerarm 24 ist in gleicher Weise, wie im Zusammenhang mit den voranstehenden Ausführungsbeispielen beschrieben, um die zweite Schwenkachse 32 relativ zu der Trägerbasis 30 verschwenkbar, die auf dem Y-Schlitten 44 angeordnet und durch Y-Führungen 46 geführt ist und relativ zum Trägerarm 24 ist der Trägerkopf 20 um die erste Schwenkachse 26 verschwenkbar.The support arm 24 is pivoted about the second pivot axis 32 relative to the support base 30, which is arranged on the Y-slide 44 and guided by Y-guides 46 and relative to the support arm 24 in the same manner as described in connection with the preceding embodiments the carrier head 20 is pivotable about the first pivot axis 26.
An dem Trägerkopf 20 sind ebenfalls Werkzeuge WZ angeordnet, die relativ zum Werkstück WS bewegbar sind, und zwar in Z-Richtung durch den Z- Schlitten 124 der Bewegungseinheit 14', in Y-Richtung durch den Y-Schlitten 44 der Bewegungseinheit 14' und in X-Richtung durch eine koordinierte Schwenkbewegung des Trägerarms 24 zum Bewegen des Trägerkopfes 20 in Richtung der Spindelachse 54 und von dieser weg, eine entsprechend koordinierte Drehbewegung des Trägerkopfes 20 und eine außerdem koordinierte Bewegung des Z-Schlittens 124 in der Z-Richtung, um bei der Zustellung des Werkzeugs WZ in X-Richtung die Bewegung des Trägerarms 24 in Z-Richtung zu kompensieren.On the carrier head 20 tools WZ are also arranged, which are movable relative to the workpiece WS, in the Z direction by the Z slide 124 of the movement unit 14 ', in the Y direction by the Y-slide 44 of the movement unit 14' and in the X direction by a coordinated pivotal movement of the support arm 24 for moving the carrier head 20 in Direction of the spindle axis 54 and away therefrom, a corresponding coordinated rotational movement of the carrier head 20 and also a coordinated movement of the Z-carriage 124 in the Z direction to the delivery of the tool WZ in the X direction, the movement of the support arm 24 in Z Direction to compensate.
Im Übrigen ist das siebte Ausführungsbeispiel in gleicher Weise ausgebildet wie die voranstehenden Ausführungsbeispiele, so dass für dieselben Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet werden und auf die Ausführungen zu diesem vollinhaltlich Bezug genommen wird.Incidentally, the seventh embodiment is formed in the same manner as the preceding embodiments, so that the same reference numerals are used for the same elements and reference is made to the comments on this full content.
Bei einem achten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 14, lässt sich die Anordnung der Bewegungseinheiten 14' und 14'G gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel zu einer Gegenspindelmaschine kombinieren, bei welcher der Werkstückspindel 50 eine Werkstückgegenspindel 5OG zugeordnet, welche relativ zum Längsträger 120 ebenfalls in Z-Richtung verschiebbar ist, um ein Werkstück WS aus der Werkstückspindel 50 zu entnehmen und rückseitig bearbeiten zu können.In an eighth embodiment shown in FIG. 14, the arrangement of the movement units 14 'and 14'G according to the sixth embodiment can be combined to form a counter-spindle machine in which the workpiece spindle 50 is assigned a workpiece counter spindle 5OG, which is also in Z Direction is displaced to remove a workpiece WS from the workpiece spindle 50 and edit back.
Dabei sind die Werkstückspindel 50 und die Werkstückgegenspindel 5OG koaxial zu einer gemeinsamen Spindelachse 54 angeordnet.In this case, the workpiece spindle 50 and the workpiece counter spindle 5OG are arranged coaxially to a common spindle axis 54.
Ferner ist der Werkstückspindel 50 die Bewegungseinheit 14' zugeordnet und der Werkstückgegenspindel 5OG die Bewegungseinheit 14'G.Furthermore, the workpiece spindle 50 is assigned the movement unit 14 'and the workpiece counter spindle 5OG the movement unit 14'G.
Bei dem achten Ausführungsbeispiel ist die Bewegungseinheit 14' so angeordnet, dass sich der Trägerarm 24 mit seiner Längsachse 66 ausgehend von dem Grundkörper 28 in Richtung der Bearbeitungsaufnahme BA der Werkstückspindel 50 erstreckt, so dass der Trägerkopf 20 dieser zugewandt angeordnet ist, während der Grundkörper 28 auf einer der Bearbeitungsaufnahme BA abgewandten Seite des Trägerkopfes 20 steht.In the eighth embodiment, the movement unit 14 'is arranged so that the support arm 24 with its longitudinal axis 66, starting from the base body 28 in the direction of the processing receptacle BA Workpiece spindle 50 extends, so that the carrier head 20 is arranged facing this, while the main body 28 is on a side facing away from the processing receptacle BA of the carrier head 20.
Die Längsrichtung 66 erstreckt sich dabei parallel zu der ersten Bewegungsebene 60, die parallel zur X-Richtung und durch die Spindelachse 54 hindurch verläuft, und in einem spitzen Winkel zur Spindelachse 54, wobei dieser spitze Winkel in einem Bereich zwischen ungefähr 0 und ungefähr 80° liegt.The longitudinal direction 66 extends parallel to the first movement plane 60, which is parallel to the X direction and through the spindle axis 54, and at an acute angle to the spindle axis 54, said acute angle in a range between about 0 and about 80 ° lies.
Dabei ist die Bewegungseinheit 14' so ausgebildet, dass bei maximalem spitzem Winkel, das heißt dem spitzen Winkel von ungefähr 80°, mit dem im Trägerkopf 20 gehaltenen Werkzeug WZ eine Bearbeitung auf einer dem Grundkörper 28 gegenüberliegenden Seite der Spindelachse 54 möglich ist und somit ein großer Achs-Überweg in X-Richtung realisiert werden kann.In this case, the movement unit 14 'is formed so that at the maximum acute angle, that is the acute angle of about 80 °, with the held in the carrier head 20 tool WZ machining on a side opposite the base body 28 side of the spindle axis 54 is possible and thus a large axis overpass in the X direction can be realized.
In gleicher Weise ist die der Werkstückgegenspindel 50G zugeordnete Bewegungseinheit 14'G angeordnet und ausgebildet, so dass deren Grundkörper 28G bezüglich des Trägerkopfs 2OG auf einer der Bearbeitungsaufnahme BA der Werkstückgegenspindel gegenüberliegenden Seite ange- ordnet ist.In the same way, the movement unit 14'G assigned to the workpiece counterspindle 50G is arranged and designed so that its base body 28G is arranged with respect to the carrier head 2OG on an opposite side from the machining receptacle BA of the workpiece counterspindle.
Somit sind bei den Bearbeitungseinheiten 14' und 14'G die Grundkörper 28 und 28G jeweils in maximalem Abstand von der zugeordneten Werkstückspindel 50, 5OG angeordnet, während die Trägerköpfe 20, 2OG stets zwischen dem jeweiligen Grundkörper 28 bzw. 28G und der entsprechenden Bearbeitungsaufnahme BA der Werkstückspindel 50 bzw. der Werkstückgegenspindel 5OG liegen. Bei den Bewegungseinheiten 14', 14'G des achten Ausführungsbeispiels besteht aber auch die Möglichkeit, die Zuordnung der Trägerköpfe 20 und 2OG zu ändern, das heißt umzudrehen, nämlich dadurch, dass die jeweilige Träger- basis 30 in der Z-Richtung verfahren wird, so weit, dass der Trägerarm 24 bzw. 24G ausgehend vom Grundkörper 28 bzw. 28G zu der jeweils anderen Werkstückspindel 5OG bzw. 50 weist, das heißt, dass in diesem Fall dann der Trägerkörper 20 der Werkstückspindel 5OG zugeordnet wäre und der Trägerkörper 2OG der Werkstückspindel 50.Thus, in the processing units 14 'and 14'G, the base bodies 28 and 28G are each arranged at a maximum distance from the associated workpiece spindle 50, 5OG, while the carrier heads 20, 2OG always between the respective base body 28 and 28G and the corresponding processing fixture BA Workpiece spindle 50 and the workpiece counter spindle 5OG are. In the case of the movement units 14 ', 14'G of the eighth exemplary embodiment, however, it is also possible to change the assignment of the carrier heads 20 and 2OG, that is to turn them around, namely by moving the respective carrier base 30 in the Z direction, so far that the support arm 24 and 24G, starting from the main body 28 and 28G to the other workpiece spindle 5OG and 50, that is, in this case then the carrier body 20 of the workpiece spindle 5OG would be assigned and the carrier body 2OG of the workpiece spindle 50th
Die Bewegungsbereiche 82, 82G der Bearbeitungseinheiten 14', 141G überlappen einander im Bereich der Spindelachse 54 und sind ferner begrenzt durch Wände 128 eines Arbeitsraums 130.The movement regions 82, 82G of the processing units 14 ', 14 1 G overlap one another in the region of the spindle axis 54 and are furthermore delimited by walls 128 of a working space 130.
Ferner ermöglicht das achte Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 14 dargestellt, noch die Zufuhr roher Werkstücke WSR in den Bewegungsbereich 82 der Bewegungseinheit 141G in einem Außenbereich 132d nahe der Wand 128d des Arbeitsraums 130 und die Abfuhr fertig bearbeiteter Werkstücke WSF aus dem Bewegungsbereich 82 der Bewegungseinheit 14'G in einem Außenbereich 132f nahe der Wand 128f des Arbeitsraums 130.Further, as shown in Fig. 14, the eighth embodiment still allows the supply of green workpieces WSR into the moving area 82 of the moving unit 14 1 G in an outer area 132d near the wall 128d of the working space 130 and the discharge of finished workpieces WSF from the moving area 82 the moving unit 14'G in an outer area 132f near the wall 128f of the working space 130.
Hierzu ist vorzugsweise der Trägerkopf 2OG mit dem Werkstückgreifer 114 zu versehen.For this purpose, the carrier head 2OG is preferably to be provided with the workpiece gripper 114.
Darüber hinaus sind in Außenbereichen 132a, 132b und 132c des Bewegungsbereichs 82 der Bewegungseinheit 14' Werkzeuge WZ in Werkzeughalteeinrichtungen 102 nahe den Wänden 128a, 128b und 128c des Arbeitsraums 130 gehalten, die für den Trägerkopf 20 zugänglich sind, so dass dieser das in dem Trägerkopf 20 jeweils gehaltene Werkzeug WZ eines der in den Werkzeughalteeinrichtungen 102 gehaltenen Werkzeuge WZ austauschen kann.Moreover, in outer regions 132a, 132b and 132c of the movement region 82 of the movement unit 14 ', tools WZ are in tool holders 102 near the walls 128a, 128b and 128c of the working space 130 held, which are accessible to the carrier head 20 so that it can exchange the held in the carrier head 20 tool WZ one of the tools held in the tool holding devices 102 tools WZ.
Bei einem neunten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 15, ist der Grundkörper 28G des Trägerarms 24G auch noch Grundkörper für einen weiteren Trägerarm 24WG, welcher an diesem Grundkörper 28G fest angeordnet ist, so dass bei einem Verschwenken des Trägerarms 24G um die zweite Schwenkachse 32G auch der Trägerarm 24WG mit verschwenkbar ist.In a ninth exemplary embodiment, illustrated in FIG. 15, the main body 28G of the carrier arm 24G is also the basic body for a further carrier arm 24WG, which is firmly fixed to this basic body 28G, such that upon pivoting of the carrier arm 24G about the second pivot axis 32G as well the support arm 24WG is pivotable.
Der Trägerarm 24WG trägt dabei ebenfalls einen um eine erste Schwenkachse 26WG schwenkbaren Trägerkopf 20WG mit derselben Funktionalität wie der Trägerkopf 2OG.The carrier arm 24WG likewise carries a carrier head 20WG which can pivot about a first pivot axis 26WG and has the same functionality as the carrier head 2OG.
Die Trägerköpfe 2OG und 20WG sind somit abwechslungsweise an einem in der Gegenwerkzeugspindel 5OG oder der Werkzeugspindel 50 gehaltenen Werkstück WS einsetzbar, wie dies im Zusammenhang beispielsweise mit dem achten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, so dass auf die Ausführungen hierzu vollinhaltlich Bezug genommen werden kann.The carrier heads 2OG and 20WG can thus be used alternately on a workpiece WS held in the counter-tool spindle 5OG or the tool spindle 50, as has been described in connection with, for example, the eighth exemplary embodiment, so that reference can be made in full to the statements on this point.
Bei einem zehnten, in Fig. 16 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Bewegungseinheit 14 entsprechend der des fünften Ausführungsbeispiels ausgebildet, allerdings mit dem Unterschied, dass bei diesem Ausführungsbeispiel an dem Trägerkopf 20 eine Werkstückspindel 50' mit einer Bearbeitungs- aufnähme BA für ein Werkstück WS gehalten ist, das durch die Bewegungseinheit 14 bewegbar ist, und zwar in bekannter Weise in X-Richtung durch den X-Schlitten 34, in der im Zusammenhang mit dem fünften Ausführungsbeispiel beschriebenen Y-Richtung parallel zu den Schwenkachsen 26, 32, und um die Schwenkachsen 26, 32 schwenkbar ist, so dass die Werkstückspindel 50' entsprechend diesen Schwenk- und Bewegungsachsen im Raum bewegbar und mit diesen somit das Werkstück WS positionierbar ist.In a tenth embodiment shown in FIG. 16, the movement unit 14 is configured in the same way as in the fifth embodiment, except that in this embodiment, a workpiece spindle 50 'with a machining fixture BA for a workpiece WS is held on the carrier head 20 movable by the moving unit 14 in a known manner in the X-direction through the X-carriage 34, in the Y-direction described in connection with the fifth embodiment, parallel to the pivoting axes 26, 32, and around the Swivel axes 26, 32 is pivotable, so that the workpiece spindle 50 'corresponding to these pan and movement axes in space movable and with these thus the workpiece WS can be positioned.
Bei dem zehnten Ausführungsbeispiel sind somit Bearbeitungen, entsprechend den Bearbeitungen einer Drehmaschine mit Vertikalspindel möglich, so dass beispielsweise die einzelnen Werkzeuge WZV an einem als Aufnahme WZA für Werkzeuge WZV ausgebildeten Werkzeugträger 134 stationär angeordnet sind und der Werkzeugträger 134 ebenfalls stationär am Maschinengestell 10 gehalten ist und somit das Werkstück WS zu den einzelnen Werkzeugen WZV des Werkzeugträgers 134 bewegt werden kann, um an diesen eine Bearbeitung, beispielsweise durch Rotieren des Werkstücks WS um die Spindelachse 54' eine Drehbearbeitung, durchzuführen.In the tenth embodiment, therefore, machining, corresponding to the machining of a lathe with a vertical spindle are possible, so that for example the individual tools WZV are stationary on a designed as a receptacle WZA for tools WZV tool carrier 134 and the tool carrier 134 is also held stationary on the machine frame 10 and Thus, the workpiece WS can be moved to the individual tools WZV of the tool carrier 134 in order to perform this processing, for example by rotating the workpiece WS about the spindle axis 54 'a turning operation.
Vorzugsweise verläuft bei dieser Drehbearbeitung die Spindelachse 54' der Werkstückspindel 50' ungefähr vertikal, so dass dieselben Bearbeitungsmöglichkeiten wie bei einer vertikalen Spindelmaschine bei ebenfalls stehenden Werkzeugen WZ realisiert werden können.Preferably, in this rotation, the spindle axis 54 'of the workpiece spindle 50' extends approximately vertically, so that the same processing options as in a vertical spindle machine can also be realized with standing tools WZ.
Darüber hinaus besteht aber auch noch die Möglichkeit, die Werkstückspindel 50' derart um die Schwenkachse 26 zu schwenken, dass die Spindelachse 54' ungefähr horizontal verläuft und in dieser Stellung ebenfalls eine Bearbeitung an Werkzeugen WZH durchzuführen, die in einem als Aufnahme WZA' für Werkzeuge WZH ausgebildeten Werkzeugträger 136 gehalten sind und ihrer- seits ungefähr horizontal ausgerichtet sind. Somit besteht die Möglichkeit, ein und dasselbe Werkstück WS in besonders einfacher Weise an einer Vielzahl von Werkzeugen, beispielsweise den Werkzeugen WZV eines vertikalen Werkzeugsatzes und den Werkzeugen WZH eines horizontalen Werkzeugsatzes, zu bearbeiten.In addition, however, there is also the possibility of pivoting the workpiece spindle 50 'about the pivot axis 26 such that the spindle axis 54' extends approximately horizontally and in this position also performs a machining on tools WZH, which in a WZA 'for tools WZH trained tool carrier 136 are held and in turn are aligned approximately horizontally. Thus, it is possible to process one and the same workpiece WS in a particularly simple manner on a multiplicity of tools, for example the tools WZV of a vertical tool set and the tools WZH of a horizontal tool set.
Im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Ausführungsbeispiele wurde nicht näher darauf eingegangen, wie eine Schwenkeinheit, umfassend den um die Schwenkachse 26 drehbaren Trägerkörper 20 und den um die Schwenkachse 32 gegenüber der Trägerbasis 30 drehbaren Trägerarm 24 ausgeführt sein soll.In connection with the previous explanation of the individual embodiments, it was not discussed in more detail how a pivoting unit comprising the support body 20 rotatable about the pivot axis 26 and the support arm 24 rotatable about the pivot axis 32 relative to the support base 30 should be designed.
Ein in Fig. 17 dargestelltes Ausführungsbeispiel einer Schwenkeinheit umfasst eine als Rohr ausgebildete Trägerbasis 30, an welche ein als Innenrohr ausgebildeter Innenkörper 140 angesetzt ist, der zur Lagerung des den Innen- körper 140 umfassenden, hülsenförmig ausgebildeten Grundkörpers 28 dient.An exemplary embodiment of a swivel unit illustrated in FIG. 17 comprises a support base 30 in the form of a tube, to which an inner body 140 designed as an inner tube is attached, which serves to support the sleeve-shaped basic body 28 comprising the inner body 140.
Hierzu trägt der Innenkörper 140 zwei in Richtung der Schwenkachse 32 im Abstand voneinander angeordnete Schwenklager 142, 144, die den hülsenförmig ausgebildeten und den Innenkörper 140 übergreifenden Grundkörper 28 sowohl in radialer Richtung zur Schwenkachse 32 als auch in axialer Richtung zur Schwenkachse 32 lagern.For this purpose, the inner body 140 carries two spaced apart in the direction of the pivot axis 32 pivot bearings 142, 144 which support the sleeve-shaped and the inner body 140 cross-base body 28 both in the radial direction to the pivot axis 32 and in the axial direction to the pivot axis 32.
Zwischen den Schwenklagern 142 und 144 ist ein als Ganzes mit 150 bezeichneter Antriebsmotor, ausgeführt als sogenannter Torque-Motor, das heißt runder Linearmotor, angeordnet, der einen auf dem Innenrohr 140 sitzenden Stator 152 und einen an dem Grundkörper 28 angeordneten Rotor 154 umfasst, so dass durch diesen Antriebsmotor 150 der Grundkörper 28 gegenüber dem Innenrohr 140 verdrehbar ist. An den Grundkörper 28 sind die Trägerarme 22a, 22b einstückig angeformt, zwischen welchen der Trägerkopf 20 um die Schwenkachse 26 drehbar gelagert ist.Between the pivot bearings 142 and 144 is a designated as a whole with 150 drive motor, designed as a so-called torque motor, ie round linear motor, arranged, which includes a seated on the inner tube 140 and a stator 152 arranged on the main body 28 rotor 154, so that the main body 28 is rotatable relative to the inner tube 140 by this drive motor 150. To the main body 28, the support arms 22a, 22b integrally formed, between which the carrier head 20 is rotatably mounted about the pivot axis 26.
Hierzu sind in dem Trägerarm 22a zwei gegeneinander vorgespannte Hauptlager 162a, 162b vorgesehen, welche in einem Lagersitz 164 des Trägerarms 22a angeordnet sind und einen den Trägerarm 22a durchgreifenden Lageransatz 166 des Trägerkopfes 20 drehbar führen.For this purpose, two mutually prestressed main bearings 162a, 162b are provided in the support arm 22a, which are arranged in a bearing seat 164 of the support arm 22a and rotatably guide a support lug 22a of the support head 20 through the support arm 22a.
Ferner ist auch im Trägerarm 22b ein Drehlager 168 in einem Lagersitz 170 vorgesehen, welches einen den Trägerarm 22b durchgreifenden Lageransatz 172 aufnimmt, wobei der Lageransatz 172 sich von einer dem Lageransatz 166 gegenüberliegenden Seite des Trägerkopfes 20 ausgehend erstreckt.Furthermore, a pivot bearing 168 is also provided in the support arm 22b in a bearing seat 170, which receives the support arm 22b by cross-bearing shoulder 172, wherein the bearing lug 172 extends from a side opposite the bearing lug 166 side of the carrier head 20.
Zum drehbaren Antrieb des Trägerkopfes 20 in dem Trägerarm 24 erstreckt sich der Lageransatz 166 bis zu einer dem Trägerkopf 20 gegenüberliegenden Seite der Drehlager 162a, 162b und trägt einen drehfest auf dem Lageransatz 166 auf der dem Trägerkopf 20 abgewandten Seite der Drehlager 162a, 162b angeordneten Rotor 174, der innerhalb eines Stators 176 eines als Ganzes mit 180 bezeichneten Antriebsmotors verläuft, wobei der Antriebsmotor 180 ebenfalls als sogenannter Torque-Motor ausgebildet ist.For rotatable driving of the carrier head 20 in the support arm 24, the bearing lug 166 extends to a support head 20 opposite side of the pivot bearing 162a, 162b and carries a rotatably on the bearing lug 166 on the carrier head 20 remote from the side of the pivot bearing 162a, 162b arranged rotor 174, which extends within a stator 176 of a drive motor designated as a whole by 180, wherein the drive motor 180 is also designed as a so-called torque motor.
Der Stator 176 sitzt dabei innerhalb eines Statorgehäuses 182, das fest mit dem Trägerarm 24 verbunden ist, so dass der Stator 176 drehfest am Trägerarm 24 angeordnet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform sind in Richtung der Schwenkachsen 26, 32 gesehen, der Antriebsmotor 150 und der Antriebsmotor 180 versetzt angeordnet, so dass der Antriebsmotor 180 in radialer Richtung zur Schwenkachse 26 eine größere Ausdehnung aufweisen kann, als einem minimalen Abstand des Rotors 154 des Antriebsmotors 150 von der Schwenkachse 26 entspricht, so dass sich die Antriebsmotoren 150, 180 hinsichtlich ihrer radialen Ausdehnung überlappen können, um beide Antriebsmotoren 150, 180 optimal im Hinblick auf das erforderliche Drehmoment und Haltemoment auslegen zu können.The stator 176 is seated within a stator housing 182 which is fixedly connected to the support arm 24 so that the stator 176 is rotatably mounted on the support arm 24. In the illustrated embodiment, seen in the direction of the pivot axes 26, 32, the drive motor 150 and the drive motor 180 are arranged offset, so that the drive motor 180 may have a greater extent in the radial direction to the pivot axis 26, as a minimum distance of the rotor 154 of the drive motor 150 corresponds to the pivot axis 26, so that the drive motors 150, 180 may overlap in terms of their radial extent to interpret both drive motors 150, 180 optimally in terms of the required torque and holding torque can.
Bei dem in Fig. 17 dargestellten Ausführungsbeispiel sind in dem Trägerkopf 20 als Aufnahmen A zwei parallel zueinander angeordnete, ein Aufnahmepaar bildende Spindeln 190a, 190b vorgesehen, die ihrerseits jeweils über vordere Spindellagerd92a, 192b sowie hintere Spindellager 194a, 194b drehbar in dem Trägerkopf 20 gelagert und über ein Verbindungsgetriebe 196 gekoppelt sind, wobei das Verbindungsgetriebe 196 entweder beide Spindeln 190a, 190b synchron antreibt, das heißt, dass sich beide mit gleicher Drehzahl drehen, oder das Verbindungsgetriebe 196 ein Übersetzungsgetriebe darstellt, so dass sich beispielsweise die Spindel 190b schneller dreht als die Spindel 190a.In the exemplary embodiment shown in FIG. 17, spindles 190a, 190b arranged parallel to each other and accommodating a pair of receptacles are provided in carrier head 20, which in turn are rotatably mounted in carrier head 20 via front spindle bearings d92a, 192b and rear spindle bearings 194a, 194b and coupled via a linkage 196, wherein the linkage 196 either drives both spindles 190a, 190b synchronously, that is, both rotate at the same speed, or the linkage 196 is a translating gear, such that, for example, the spindle 190b rotates faster than the spindle 190a.
Der Antrieb der Werkzeugspindeln erfolgt über eine den Lageransatz 166 des Trägerkopfes 20 durchsetzende und in diesem drehbar gelagerte Antriebswelle 198, welche an ihrem der Werkzeugspindel 190a zugewandten Ende ein Zahnrad 200 trägt, das mit einem umfangsseitig an der Werkzeugspindel 190a gelagerten Zahnrad 202 kämmt. Der Antrieb der Antriebswelle 198 erfolgt über einen Riementrieb 204, welcher sich auf einer dem Trägerkopf 20 abgewandten Seite des Antriebsmotors 180 von der Schwenkachse 26 zur Schwenkachse 32 trägt und einerseits ein koaxial zur Schwenkachse 26 auf der Antriebswelle 198 sitzendes Riemenrad 206 und andererseits ein koaxial zur Schwenkachse 32 angeordnetesThe drive of the tool spindles takes place via a bearing lug 166 of the carrier head 20 passing through and rotatably mounted in this drive shaft 198, which carries at its end facing the tool spindle 190a a gear 200 which meshes with a circumferentially mounted on the tool spindle 190a gear 202. The drive of the drive shaft 198 via a belt drive 204, which carries on a carrier head 20 remote from the side of the drive motor 180 from the pivot axis 26 to the pivot axis 32 and on the one hand coaxial with the pivot axis 26 on the drive shaft 198 seated pulley 206 and on the other hand, a coaxial Swivel axis 32 arranged
Riemenrad 208 aufweist, die beide durch einen Antriebsriemen 210, beispielsweise einen Zahnriemen, gekoppelt sind.Pulley 208, both of which are coupled by a drive belt 210, such as a toothed belt.
Das Riemenrad 208 sitzt dabei auf einer koaxial zur Schwenkachse 32 ange- ordneten Abtriebswelle 212 eines in einen Innenraum 214 des Innenrohrs 140 eingreifenden und mit einer Trägerhülse 216 gehaltenen Spindelantriebsmotors 220, welcher somit relativ zur Trägerbasis 30 stationär angeordnet ist und teilweise zumindest in den auch innerhalb des Antriebsmotors 150 liegenden Innenraum 214 eingreift.The pulley 208 sits on a coaxial with the pivot axis 32 arranged output shaft 212 of an engaging into an interior 214 of the inner tube 140 and held with a support sleeve 216 spindle drive motor 220, which is thus arranged stationary relative to the support base 30 and partially at least in the inside the interior of the drive motor 150 214 engages.
Somit ist eine kompakte und raumsparende Bauweise für einen Antrieb der Spindeln 190a, b geschaffen.Thus, a compact and space-saving design for driving the spindles 190a, b is created.
Mit dem Spindelantriebsmotor 220 erfolgt somit über den Riementrieb 204 und die Antriebswelle 198 ein unmittelbarer Antrieb der Spindel 190a, welche beispielsweise sich langsamer dreht als die Spindel 190b und somit für ein größeres Drehmoment ausgelegt ist, welches unmittelbar über den Riementrieb 204 und die Antriebswelle 198 auf die Spindel 190a übertragen werden kann, während das Verbindungsgetriebe 196 dann ausgehend von der Spindel 190a die Spindel 190b mit größerer Drehzahl, allerdings auch mit geringerem Antriebsmoment, antreibt. Ferner ist jede der Spindeln 190a, 190b mit einer der jeweiligen Aufnahme A für das Fixieren einer einzusetzenden Einheit zugeordneten Fixiereinrichtung 222a, 222b versehen, welche durch eine Betätigungseinrichtung 224a, 224b, beispielsweise ausgeführt als Hydraulikzylinder, lösbar ist und durch einge- baute Federn in Richtung ihrer Fixierstellung beaufschlagt ist.With the spindle drive motor 220, there is thus an immediate drive of the spindle 190a via the belt drive 204 and the drive shaft 198, which, for example, rotates more slowly than the spindle 190b and is thus designed for greater torque, which extends directly via the belt drive 204 and the drive shaft 198 the spindle 190a can be transmitted, while the connecting gear 196 then from the spindle 190a, the spindle 190b at a higher speed, but also with a lower driving torque, drives. In addition, each of the spindles 190a, 190b is provided with a fixing device 222a, 222b assigned to the respective receptacle A for fixing a unit to be inserted, which is detachable by an actuating device 224a, 224b, for example designed as a hydraulic cylinder, and by built-in springs in the direction its fixing position is applied.
Damit besteht die Möglichkeit, über die Betätigungseinrichtungen 224a, 224b, die von der Maschinensteuerung M ansteuerbar sind, in den Fixiereinrichtungen 222a, 222b gehaltene Einheiten durch die Maschinensteuerung M gesteuert zu lösen und beispielsweise andere Einheiten wieder zu fixieren.This makes it possible, via the actuators 224a, 224b, which are controlled by the machine control M, in the fixing means 222a, 222b held units controlled by the machine control M to solve and, for example, to fix other units again.
Vorzugsweise sind die Spindeln 190a, 190b mit ihren Spindelachsen 226a, 226b so angeordnet, dass diese parallel zueinander verlaufen sowie die erste Schwenkachse 26 schneiden, und außerdem vorzugsweise zweckmäßigerweise so angeordnet, dass die Fixiereinrichtungen 222a, 222b in derselben senkrecht zu den Spindelachsen 226a, 226b verlaufenden Ebene liegen.Preferably, the spindles 190a, 190b are arranged with their spindle axes 226a, 226b so that they are parallel to each other and intersect the first pivot axis 26, and also preferably arranged so that the fixing means 222a, 222b in the same perpendicular to the spindle axes 226a, 226b extending level lie.
Beispielsweise besteht nun bei einer derartigen Ausbildung des Trägerkopfes 20 mit zwei parallel zueinander angeordneten Spindeln 190a, 190b, wie in Fig. 18 dargestellt, die Möglichkeit, als in diese einzusetzende Einheiten unterschiedliche Werkzeuge in diesen Spindeln 190a, 190b anzuordnen, beispielsweise, wie in Fig. 18 dargestellt, in der Spindel 190a ein Bohrwerkzeug 232 und in der Spindel 190b ein Innenausdrehwerkzeug 234.For example, with such a design of the carrier head 20 with two spindles 190a, 190b arranged parallel to one another, as shown in FIG. 18, it is possible to arrange different tools in these spindles 190a, 190b, for example, as shown in FIG 18, a boring tool 232 in the spindle 190a and an internal boring tool 234 in the spindle 190b.
Alternativ können aber auch beispielsweise Fräswerkzeuge 236 oder Sägewerkzeuge 238, dargestellt in Fig. 19 und Fig. 20 eingesetzt werden. Wie in Fig. 21 dargestellt, besteht die Möglichkeit beim Vorsehen der zwei Spindeln 190a, 190b, diese so im Trägerkopf 20 anzuordnen, dass ein gleichzeitiger Zugriff auf zwei Halteeinrichtungen 102a, 102b für Werkzeuge WZ, beispielsweise die Werkzeuge 232 und 234, möglich ist.Alternatively, however, it is also possible, for example, to use milling tools 236 or sawing tools 238, shown in FIGS. 19 and 20. As shown in FIG. 21, when the two spindles 190a, 190b are provided, it is possible to arrange them in the carrier head 20 so that simultaneous access to two holding devices 102a, 102b for tools WZ, for example the tools 232 and 234, is possible.
Damit ist es möglich, die beiden Werkzeuge 232, 234 gleichzeitig in die Spindeln 190a, 190b einzuwechseln.This makes it possible to load the two tools 232, 234 simultaneously into the spindles 190a, 190b.
Besonders günstig ist es jedoch, wenn eine der Spindeln 190a, 190b mit einem Werkzeug WZ bestückt ist und eine der Spindeln 190a, 190b frei ist. In diesem Fall kann durch Anfahren eines Werkzeugmagazins 100 mit entsprechend den Spindeln 190a, 190b angeordneten Halteeinrichtungen 102a, 102b ein Werkzeug in die freie Spindel eingewechselt werden und gleichzeitig das in der anderen der Spindeln 190a, 190b gehaltene Werkzeug in der entsprechenden Halteeinrichtung abgelegt werden.However, it is particularly favorable if one of the spindles 190a, 190b is equipped with a tool WZ and one of the spindles 190a, 190b is free. In this case, by moving to a tool magazine 100 with holding devices 102a, 102b arranged correspondingly to the spindles 190a, 190b, a tool can be loaded into the free spindle and at the same time the tool held in the other of the spindles 190a, 190b can be deposited in the corresponding holding device.
Ist zum Beispiel die Spindel 190a frei und in der Spindel 190b das Werkzeug 234 angeordnet, so kann durch einmaliges Anfahren des Werkzeugmagazins 100 mit den Halteeinrichtungen 102a und 102b das in der Halteeinrichtung 102a angeordnete Werkzeuge 232 von der Spindel 190a aufgenommen und das in der Spindel 190b vorhandene Werkzeug 234 in der Halteeinrichtung 102b abgelegt werden.If, for example, the spindle 190a is free and the tool 234 is arranged in the spindle 190b, then the tool 232 arranged in the holding device 102a can be picked up by the spindle 190a and the spindle 190b can be moved by moving the tool magazine 100 once with the holding devices 102a and 102b existing tool 234 are stored in the holding device 102b.
Somit kann der Trägerkopf 20 nach einem einmaligen Zugriff auf das Werk- zeugmagazin 100 mit dem Werkzeug 232 weiterarbeiten.Thus, after a single access to the tool magazine 100, the carrier head 20 can continue to work with the tool 232.
Durch eine derartige wechselweise Bestückung der Spindeln 190a, 190b besteht auch keine Kollisionsgefahr durch die nebeneinander angeordneten Spindeln 190a, 190b. Die beiden Spindeln 190a, 190b können aber auch bei einem in Fig. 22 dargestellten Drehwerkzeug 240 dazu eingesetzt werden, als in diese einzu- setzende Einheit einen Werkzeughalter 242 für das Drehwerkzeug 240 gemeinsam aufzunehmen, wobei der Werkzeughalter 242 einen in die Spindel 190a einsetzbaren Ansatz 244a und einen in die Spindel 190b einsetzbaren Ansatz 244b aufweist, wobei beide Ansätze 244a und 244b in den entsprechenden Fixiereinrichtungen 222a, 222b der Spindeln 190a, 190b fixierbar sind.As a result of such alternating equipping of the spindles 190a, 190b, there is also no risk of collision due to the spindles 190a, 190b arranged next to one another. However, the two spindles 190a, 190b can also be used in a turning tool 240 shown in FIG. 22 to jointly receive a tool holder 242 for the turning tool 240 in the unit to be used, wherein the tool holder 242 can be inserted into the spindle 190a 244a and an insertable into the spindle 190b projection 244b, wherein both lugs 244a and 244b in the corresponding fixing means 222a, 222b of the spindles 190a, 190b are fixable.
Das Drehwerkzeug 240 ist dabei beispielsweise ein sogenanntes schweres Drehwerkzeug, welches einer stabilen Fixierung am Trägerkopf 20 bedarf, die über die beiden Spindeln 190a, 190b und insbesondere deren Fixiereinrichtung 222a, 222b erfolgt, wobei ein Antrieb der Spindeln 190a, 190b nicht erforderlich ist.The turning tool 240 is, for example, a so-called heavy turning tool, which requires a stable fixation on the carrier head 20, which takes place via the two spindles 190a, 190b and in particular their fixing device 222a, 222b, wherein a drive of the spindles 190a, 190b is not required.
Alternativ dazu kann, wie in Fig. 23 dargestellt, auch ein schweres Bohrwerkzeug 246 mit dem Werkzeughalter 242 in den beiden Spindeln 190a, 190b fixiert werden.Alternatively, as shown in FIG. 23, a heavy boring tool 246 may also be fixed to the tool holder 242 in the two spindles 190a, 190b.
Wie in Fig. 24 dargestellt, besteht auch die Möglichkeit, mit einem Werkzeughalter 242 mehrere Drehwerkzeuge 248, 250, 252 zu fixieren, die ebenfalls keine angetriebenen Werkzeuge darstellen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, wie in Fig. 25 dargestellt, einen Werkzeughalter 254 derart auszubilden, dass dieser drehbare Ansätze 256a, 256b aufweist, wobei der drehbare Ansatz 256a in der Spindel 190a mit der Fixiereinrichtung 222a fixierbar ist und der drehbare Ansatz 256b in der Spindel 190b mit der Fixiereinrichtung 222b fixierbar ist.As shown in Fig. 24, it is also possible with a tool holder 242 a plurality of rotary tools 248, 250, 252 to fix, which also do not represent powered tools. However, it is also possible, as shown in Fig. 25, a tool holder 254 form such that it has rotatable lugs 256a, 256b, wherein the rotatable lug 256a in the spindle 190a with the fixing 222a is fixable and the rotatable lug 256b in the spindle 190b with the fixing 222b is fixable.
Damit wird insgesamt der Werkzeughalter 254 zweifach fixiert und außerdem besteht die Möglichkeit in diesem Fall durch Antreiben der Spindeln 190a, 190b mittels des Spindelantriebsmotors 220 eine auf dem Werkzeughalter 254 angeordnete Antriebsspindel 258 für beispielsweise ein Bohrwerkzeug 260 entweder über den Ansatz 256a oder den Ansatz 256b anzutreiben.Thus, a total of the tool holder 254 is fixed twice and also exists in this case by driving the spindles 190a, 190b by means of the spindle drive motor 220 a arranged on the tool holder 254 drive spindle 258 for example, a drilling tool 260 via either the approach 256a or the approach 256b to drive ,
An einem derartigen Werkzeughalter 254 mit drehbaren Ansätzen 256a, 256b, die in den Spindeln 190a, 190b fixierbar sind, kann aber auch, wie in Fig. 26 und 27 dargestellt, ein Werkzeugrevolver 270 mit feststehenden Drehwerkzeugen 272a bis 272f vorgesehen sein, die an einem Revolverkopf 274 angeordnet sind, der seinerseits um eine Revolverachse 276 gegenüber dem Werkzeughalter 254 drehbar ist, wobei die Drehung des Revolverkopfes 274 relativ zum Werkzeughalter 254 dadurch erreichbar ist, dass die drehbaren Ansätze 256a, 256b durch mindestens eine der Spindeln 190a, 190b angetrieben werden.On such a tool holder 254 with rotatable lugs 256a, 256b, which are fixable in the spindles 190a, 190b, but also, as shown in Figs. 26 and 27, a tool turret 270 may be provided with fixed rotary tools 272a to 272f, which on a Turret 274 is disposed, which in turn is rotatable about a turret axis 276 opposite the tool holder 254, wherein rotation of the turret 274 relative to the tool holder 254 is achievable by driving the rotatable lugs 256a, 256b through at least one of the spindles 190a, 190b.
Der Werkzeughalter 254 mit dem Werkzeugrevolver 270 und dem drehbaren Revolverkopf 274 kann aber auch, wie in Fig. 28 und 29 dargestellt, noch mit Werkzeugspindeln 278 für in diesen Werkzeugspindeln 278 angeordnete angetriebene Werkzeuge versehen werden. In diesem Fall erfolgt ebenfalls ein Antrieb des Revolverkopfes 274 und ein Antrieb der Werkzeugspindeln 278 über die beiden Spindeln 190a, 190b im Trägerkopf 20, die hierzu allerdings entkoppelbar sein müssen.However, the tool holder 254 with the tool turret 270 and the rotatable turret 274 can also, as shown in FIGS. 28 and 29, still be provided with tool spindles 278 for driven tools arranged in these tool spindles 278. In this case, a drive of the turret 274 and a drive of the tool spindles 278 via the two spindles 190a, 190b in the carrier head 20, which, however, must be decoupled for this purpose also takes place.
Beispielsweise ist in diesem Fall vorgesehen, dass mit der Spindel 190a die Drehung des Revolverkopfes 274 um die Revolverachse 276 ausführbar ist, während mit der Spindel 190b der Antrieb der auf dem Revolverkopf 274 sitzenden Werkzeugspindel 278 erfolgen kann.For example, it is provided in this case that the rotation of the turret 274 about the turret axis 276 can be carried out with the spindle 190a, while the spindle 190b can drive the tool spindle 278 seated on the turret 274.
Wie in Fig. 30 und Fig. 31 dargestellt, kann ein Werkzeughalter 254 mit drehbaren Ansätzen 256a, 256b auch zum Fixieren und Antreiben eines Werkstückgreifers 282 anstelle eines Werkzeugs eingesetzt werden, welcher um Schwenkachsen 284 verschwenkbare Greiferarme 286 aufweist, die endseitig mit Greiferbacken 288 versehen sind.As shown in FIG. 30 and FIG. 31, a tool holder 254 with rotatable lugs 256a, 256b may also be used to fix and drive a workpiece gripper 282 instead of a tool having gripper arms 286 pivotable about pivot axes 284 and end provided with gripper jaws 288 are.
Wie in Fig. 31 dargestellt, sind beispielsweise um ein Zentrum 290 herum in gleichen Winkelabständen drei um die jeweiligen Schwenkachsen 284 schwenkbare Greiferarme 286 angeordnet, deren Greiferbacken 288 radial zum Zentrum 290 verstellbar sind, so dass die Greiferbacken 288 Werkstücke WS mit einer großen Durchmesservariation greifen können.For example, as shown in FIG. 31, three gripper arms 286 pivotable about the respective pivot axes 284 about a center 290 are arranged at equal angular intervals, the gripper jaws 288 of which are radially displaceable toward the center 290 such that the gripper jaws 288 engage workpieces WS with a large diameter variation can.
Beispielsweise ist mit einem derartigen Werkstückgreifer 282 sowohl ein rohes Werkstück WSR als auch ein fertig bearbeitetes Werkstück WSF greifbar. Der Antrieb der Greiferarme 286 um die jeweiligen Drehachsen 284 erfolgt synchron über ein in einem Werkzeuggreifergehäuse 292 angeordnetes Getriebe 294, welches beispielsweise über den drehbaren Ansatz 256b von der Spindel 190b antreibbar ist, während beispielsweise der drehbare Ansatz 256a frei drehbar in dem Werkzeughalter 254 gelagert ist.For example, with such a workpiece gripper 282, both a raw workpiece WSR and a finished workpiece WSF are tangible. The gripper arms 286 are driven about the respective axes of rotation 284 synchronously via a gear 294 arranged in a tool gripper housing 292, which can be driven by the spindle 190b via the rotatable shoulder 256b, for example, while the rotatable shoulder 256a is freely rotatably mounted in the tool holder 254 ,
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schwenkeinheit mit einem Trägerarm 24', dargestellt in Fig. 32, ist in gleicher Weise wie das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel mit zwei Antriebsmotoren 150 und 180 zum Schwenken des Trägerarms 24' bzw. zum Schwenken des Trägerkopfes 20 versehen.Another embodiment of a pivoting unit according to the invention with a support arm 24 ', shown in Fig. 32, in the same manner as the embodiment described above with two drive motors 150 and 180 for pivoting the support arm 24' or for pivoting the carrier head 20 is provided.
Ferner erfolgt in gleicher Weise wie beim voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Antrieb der Werkzeugspindeln 190a, 190b im Trägerkopf über den Werkzeugantriebsmotor 220, den Riementrieb 204 und die Antriebswelle 198.Furthermore, in the same way as in the embodiment described above, a drive of the tool spindles 190a, 190b in the carrier head via the tool drive motor 220, the belt drive 204 and the drive shaft 198.
Im Gegensatz zu dem voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist allerdings im Trägerarm 24' noch ein mechanisches Kopplungsgetriebe 300 vorgesehen, welches eine Kopplung der Antriebsleistung des Antriebsmotors 150 und des Antriebsmotors 180 erlaubt.In contrast to the embodiment described above, however, a mechanical coupling gear 300 is still provided in the support arm 24 ', which allows a coupling of the drive power of the drive motor 150 and the drive motor 180.
Hierzu ist der Rotor 174 des Antriebsmotors 180 mit einem Zahnrad 302 versehen, welches mit einem am Trägerarm 24' um eine Drehachse 304 drehbar gelagerten Kopplungszahnrad 306 kämmt, wobei das Kopplungszahnrad 306 seinerseits wiederum in Eingriff steht mit einem Zahnrad 308, welches end- seitig des Innenkörpers 140 angeordnet ist und über eine schaltbare Kupplung 310 entweder drehfest zum Innenkörper 140 festlegbar ist oder relativ zum Innenkörper 140 frei drehbar ist. Im Fall einer freien Drehbarkeit des Zahnrads 308 relativ zum Innenkörper 140 ist das Kopplungsgetriebe 300 wirkungslos.For this purpose, the rotor 174 of the drive motor 180 is provided with a gear 302 which meshes with a coupling gear 306 rotatably mounted on the support arm 24 'about a rotation axis 304, wherein the coupling gear 306 in turn is in engagement with a gear 308, the end of the Inner body 140 is arranged and via a switchable coupling 310 either rotationally fixed to the inner body 140 can be fixed or relative to the inner body 140 is freely rotatable. In the case of a free rotation of the gear 308 relative to the inner body 140, the coupling gear 300 is ineffective.
Ist allerdings das Zahnrad 308 mit der Kupplung 310 drehfest mit dem Innenkörper 140 verbunden, so wälzt sich das Kopplungszahnrad 304 auf dem relativ zur Schwenkbewegung des Trägerarms 24' stationären Zahnrad 308 ab und treibt in einem entsprechenden Übersetzungsverhältnis das Zahnrad 302 an, welches in entsprechender Weise auf den Rotor 174 wirkt und diesen gekoppelt zur Schwenkbewegung des Trägerarms 24' mitdreht und somit auch den Trägerkopf 20 entsprechend dreht.However, if the gear 308 with the clutch 310 rotatably connected to the inner body 140, so the coupling gear 304 rolls on the relative to the pivotal movement of the support arm 24 'stationary gear 308 and drives in a corresponding ratio of the gear 302, which in a corresponding manner acts on the rotor 174 and this coupled to the pivoting movement of the support arm 24 'rotates and thus also rotates the carrier head 20 accordingly.
Durch Bestromen der beiden Antriebsmotoren 150 und 180 lässt sich somit die Schwenkbewegung des Trägerarms 24' durch Addition der Leistung der beiden Antriebsmotoren 150 und 180 antreiben, wobei allerdings in Kauf genommen werden muss, dass der Trägerkopf 20 sich in einem bestimmten Verhältnis um die Schwenkachse 26 dreht entsprechend der Drehung des Trägerarms 24' um die Schwenkachse 32.By energizing the two drive motors 150 and 180, the pivotal movement of the carrier arm 24 'can thus be driven by adding the power of the two drive motors 150 and 180, although it must be accepted that the carrier head 20 is in a specific relationship about the pivot axis 26 rotates in accordance with the rotation of the support arm 24 'about the pivot axis 32nd
Das mechanische Kopplungsgetriebe 300 lässt sich jedoch so dimensionieren, dass der Trägerkopf 20 seine Ausrichtung, beispielsweise zum Werkstück WS, unabhängig von der Verschwenkbewegung des Trägerarms 24' beibehält, so dass dadurch nicht nur die bei der Schwenkbewegung des Trägerarms 24' die Ausrichtung der Werkzeuge WZ relativ zum Werkstück WS bereits durch das mechanische Kopplungsgetriebe 300 festgelegt ist und stets aufrecht erhalten wird und somit der Antriebsmotor 180 mit seiner Antriebsleistung die Schwenkbewegung des Trägerarms 24' unterstützt. SoII die Ausrichtung der Werkzeuge WZ relativ zum Werkstück WS durch Drehen des Trägerkopfes 20 um die Schwenkachse 26 verändert werden, wird die Kupplung 310 gelöst und es besteht die Möglichkeit, mit dem Antriebs- motor 180 der Ausrichtung des Trägerkopfes 20 mit dem entsprechenden Werkzeug WZ in beliebiger Weise einzustellen und dann wiederum nach Einkuppeln der Kupplung 310 die Schwenkbewegung des Trägerarms 24' unter Beibehaltung der Ausrichtung der Werkzeuge WZ des Trägerkopfs 20 mit den beiden Antriebsmotoren 150 und 180 durchzuführen.However, the mechanical coupling gear 300 can be dimensioned so that the carrier head 20, its orientation, for example to the workpiece WS, regardless of the pivoting movement of the support arm 24 'maintains, so that thereby not only in the pivotal movement of the support arm 24', the alignment of the tools WZ relative to the workpiece WS is already determined by the mechanical coupling gear 300 and is always maintained and thus the drive motor 180 with its drive power, the pivoting movement of the support arm 24 'is supported. SoII the alignment of the tools WZ relative to the workpiece WS are changed by turning the carrier head 20 about the pivot axis 26, the clutch 310 is released and it is possible with the drive motor 180, the alignment of the carrier head 20 with the corresponding tool WZ in set any way and then turn after coupling the clutch 310 to perform the pivoting movement of the support arm 24 'while maintaining the alignment of the tools WZ of the carrier head 20 with the two drive motors 150 and 180.
Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass damit die Antriebsleistung des Antriebsmotors 180 weitaus geringer sein kann, da dieser nicht allein so ausgelegt werden muss, dass er in der Lage ist, den Trägerkopf 20 hinsichtlich seiner Drehung um die Schwenkachse 26 relativ zum Trägerarm 24' festzu- legen.The advantage of this solution is the fact that thus the drive power of the drive motor 180 may be much lower, since this alone must not be designed so that he is able to the carrier head 20 with respect to its rotation about the pivot axis 26 relative to the support arm 24 '.
Vielmehr sind sowohl die Kräfte bei der Schwenkbewegung des Trägerarms 24' als auch beim Halten der Ausrichtung des Trägerarms 24' und des Trägerkopfes 20 relativ zum Werkstück WS durch beide Antriebsmotoren 150 und 180 erzeugbar.Rather, both the forces in the pivotal movement of the support arm 24 'as well as the alignment of the support arm 24' and the carrier head 20 relative to the workpiece WS by both drive motors 150 and 180 are generated.
Das mechanische Kopplungsgetriebe 300 kann dabei so ausgebildet sein, dass dieses ein Kopplungszahnrad 304 aufweist oder auch mehrere Kopplungszahnräder, wie in den Fig. 33 und 34 dargestellt, die gleichzeitig die Wirkung des mechanischen Kopplungsgetriebes 300 im Hinblick auf die Aufrechterhaltung der Ausrichtung des Trägerkopfes 20 relativ zur Trägerbasis 30 bei einer Schwenkbewegung des Trägerarms 24' zeigen. The mechanical coupling gear 300 may be formed so that it has a coupling gear 304 or even a plurality of coupling gears, as shown in FIGS. 33 and 34, at the same time the effect of the mechanical coupling gear 300 in terms of maintaining the orientation of the carrier head 20 relative to the support base 30 during a pivotal movement of the support arm 24 'show.

Claims

PATENTANSPRÜCH E PATENT CLAIMS E
1. Werkzeugmaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks (WS) mittels mindestens eines Werkzeugs (WZ) durch gesteuerte Positionierbewegungen von Werkstück (WS) und Werkzeug (WZ) relativ zueinander, umfassend ein Maschinengestell (10), einen gegenüber dem Maschinengestell (10) mittels einer Bewegungseinheit (14) bewegbaren Trägerkopf (20) und mindestens eine am Trägerkopf (20) vorgesehene Aufnahme (A), mittels welcher entweder für ein Werkstück (WS) oder ein Werkzeug (WZ) an dem Trägerkopf (20) angeordnet werden kann, so dass mittels der Bewegungseinheit zumindest ein Teil der Positionierbewegungen ausführbar ist, dadu rch geken nzeich n et, dass der Trägerkopf (20) um eine erste Schwenkachse (26) schwenkbar an einem Trägerarm (24) gehalten ist, dass der Trägerarm (24) seinerseits um eine zur ersten Schwenkachse (26) parallel und im Abstand von dieser angeordnete zweite Schwenkachse (32) schwenkbar gegenüber einer Trägerbasis (30) gelagert ist, und dass die Trägerbasis (30) gegenüber dem Maschinengestell (10) mittels mindestens einer gesteuerten Bewegungsachse (X, Y, Z) bewegbar ist.1. Machine tool for machining a workpiece (WS) by means of at least one tool (WZ) by controlled positioning movements of workpiece (WS) and tool (WZ) relative to each other, comprising a machine frame (10), one with respect to the machine frame (10) by means of a movement unit (14) movable carrier head (20) and at least one on the carrier head (20) provided receptacle (A), by means of which either for a workpiece (WS) or a tool (WZ) on the carrier head (20) can be arranged so that means the movement unit at least a part of the positioning movements is executed, dadu rch geken nzeich n et that the carrier head (20) about a first pivot axis (26) is pivotally supported on a support arm (24), that the support arm (24) in turn to a for the first pivot axis (26) is mounted parallel and at a distance from this second pivot axis (32) pivotally relative to a support base (30), and that the support base (30) g egenüber the machine frame (10) by means of at least one controlled movement axis (X, Y, Z) is movable.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerbasis (30) durch die mindestens eine Bewegungsachse (X) in Richtung ungefähr parallel zu einer quer zu den Schwenkachsen (26, 32) verlaufenden ersten Bewegungsebene (60) bewegbar ist. 2. Machine tool according to claim 1, characterized in that the support base (30) through the at least one movement axis (X) in the direction approximately parallel to a transverse to the pivot axes (26, 32) extending first movement plane (60) is movable.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerbasis (30) durch eine Bewegungsachse (Y) in Richtung ungefähr parallel zu den Schwenkachsen (26, 32) bewegbar ist.3. Machine tool according to claim 2, characterized in that the support base (30) by a movement axis (Y) in the direction approximately parallel to the pivot axes (26, 32) is movable.
4. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerbasis (30) in Richtung ungefähr parallel zu einer ungefähr parallel zu den Schwenkachsen (26, 32) verlaufenden zweiten Bewegungsebene (68) bewegbar ist.4. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the support base (30) in the direction approximately parallel to a substantially parallel to the pivot axes (26, 32) extending second movement plane (68) is movable.
5. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerbasis (30) gegenüber dem Maschinengestell (10) längs mindestens einer ersten Linearachse (X, Z) verfahrbar ist.5. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier base (30) relative to the machine frame (10) along at least one first linear axis (X, Z) is movable.
6. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerbasis (30) gegenüber dem Maschinengestell (10) längs einer quer zur ersten Linearachse (X, Z) verlaufenden zweiten Linearachse (Y) verfahrbar ist.6. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the support base (30) relative to the machine frame (10) along a transversely to the first linear axis (X, Z) extending second linear axis (Y) is movable.
7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linearachse (X, Z) in der ersten Bewegungsebene (60) liegt.7. Machine tool according to claim 5 or 6, characterized in that the first linear axis (X, Z) in the first plane of movement (60).
8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Linearachse (Y) in der zweiten Bewegungsebene (68) verläuft. 8. Machine tool according to claim 6, characterized in that the second linear axis (Y) in the second movement plane (68).
9. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Linearachse (Y) ungefähr parallel zu den Schwenkachsen (26, 32) verläuft.9. Machine tool according to one of claims 6 to 8, characterized in that the second linear axis (Y) is approximately parallel to the pivot axes (26, 32).
10. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewegungsebene (60) parallel zu einer Spindelachse (54) verläuft, um welche das Werkstück (WS) oder das Werkzeug (WZ) drehbar antreibbar sind.10. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the first movement plane (60) extends parallel to a spindle axis (54) about which the workpiece (WS) or the tool (WZ) are rotatably driven.
11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bewegungsebene (68) quer zu einer Spindelachse (54) verläuft, um welche das Werkstück (WS) oder das Werkzeug (WZ) drehbar antreibbar sind.11. Machine tool according to claim 10, characterized in that the second movement plane (68) extends transversely to a spindle axis (54) about which the workpiece (WS) or the tool (WZ) are rotatably driven.
12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelachse (54) die Spindelachse einer Werkstückspindel (50) ist.12. Machine tool according to claim 10 or 11, characterized in that the spindle axis (54) is the spindle axis of a workpiece spindle (50).
13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelachse die Spindelachse (226) einer Werkzeugspindel (190) ist.13. Machine tool according to claim 12, characterized in that the spindle axis is the spindle axis (226) of a tool spindle (190).
14. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachsen (26, 32) parallel zu einer Richtung einer bei der Bearbeitung auftretenden Hauptschnittkraft (62) verlaufen. 14. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the pivot axes (26, 32) parallel to a direction of a main cutting force occurring during machining (62).
15. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Schwenkachse (26) ein eigener Antrieb (180) zugeordnet ist.15. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the first pivot axis (26) is associated with its own drive (180).
16. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten Schwenkachse (32) ein eigener Antrieb (150) zugeordnet ist.16. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the second pivot axis (32) is associated with its own drive (150).
17. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegung um die erste Schwenkachse (26) und die Drehbewegung um die zweite Schwenkachse (32) durch ein Kopplungsgetriebe (300) koppelbar sind.17. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the rotational movement about the first pivot axis (26) and the rotational movement about the second pivot axis (32) by a coupling gear (300) can be coupled.
18. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schwenkachse (26) und die zweite Schwenkachse (32) in mindestens einer Relativstellung blockierbar sind.18. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the first pivot axis (26) and the second pivot axis (32) are lockable in at least one relative position.
19. Werkzeugmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schwenkachse (26) und die zweite Schwenkachse (32) in jeder Schwenkstellung blockierbar sind.19. Machine tool according to claim 18, characterized in that the first pivot axis (26) and the second pivot axis (32) are lockable in each pivot position.
20. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bearbeitung des Werkstücks (WS) der Trägerkopf (20) durch Bewegen der Trägerbasis (30) bewegbar ist.20. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that for machining the workpiece (WS) of the carrier head (20) by moving the support base (30) is movable.
21. Werkzeugmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkopf (20) ausschließlich durch Bewegen der Trägerbasis (30) bewegbar ist. 21. Machine tool according to claim 20, characterized in that the carrier head (20) exclusively by moving the support base (30) is movable.
22. Werkzeugmaschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bearbeitung des Werkstücks (WS) der Trägerkopf (20) ausschließlich mittels mindestens einer der Linearachsen (X) bewegbar ist.22. Machine tool according to claim 21, characterized in that for machining the workpiece (WS) of the carrier head (20) exclusively by means of at least one of the linear axes (X) is movable.
23. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bearbeitung des Werkstücks (WS) der Trägerkopf (20) durch Kombination einer Drehung des Trägerarms (24) um die zweite Schwenkachse (32) relativ zur Trägerbasis (30) mit einer Bewegung der mindestens einen Bewegungsachse (X, Z) für die Trägerbasis (30) relativ zum Maschinengestell (10) zweidimensional bewegbar ist.23. Machine tool according to one of claims 1 to 19, characterized in that for machining the workpiece (WS) of the carrier head (20) by combining a rotation of the support arm (24) about the second pivot axis (32) relative to the support base (30) a movement of the at least one movement axis (X, Z) for the support base (30) relative to the machine frame (10) is two-dimensionally movable.
24. Werkzeugmaschine nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die zweidimensionale Bewegung durch eine lineare Bewegung (Y, Z) der Trägerbasis (30) kombiniert mit einer Schwenkbewegung des Trägerarms (24) quer zu der linearen Bewegung (X, Z) ausführbar ist.24. A machine tool according to claim 23, characterized in that the two-dimensional movement by a linear movement (Y, Z) of the support base (30) combined with a pivoting movement of the support arm (24) transversely to the linear movement (X, Z) is executable.
25. Werkzeugmaschine nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bearbeitung des Werkstücks (WS) der Trägerarm (24) mit seiner Längsachse (66) in einem Winkelbereich von -80° bis +80° zur linearen Bewegungsrichtung (X, Z) bewegbar ist.25. Machine tool according to claim 23 or 24, characterized in that during the machining of the workpiece (WS) of the support arm (24) with its longitudinal axis (66) in an angular range of -80 ° to + 80 ° to the linear direction of movement (X, Z ) is movable.
26. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bearbeitung des Werkstücks (WS) ein Grundkörper (28) des Trägerarms (24) auf einer dem Werkstück (WS) abgewandten Seite liegt. 26. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that during machining of the workpiece (WS) a base body (28) of the support arm (24) on a side facing away from the workpiece (WS) is located.
27. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung des Trägerarms (24) um die zweite Schwenkachse (32) mit einer Drehbewegung des Trägerkopfes (20) um die erste Schwenkachse (26) kombiniert erfolgt.27. Machine tool according to one of claims 23 to 26, characterized in that the rotation of the support arm (24) about the second pivot axis (32) with a rotational movement of the carrier head (20) about the first pivot axis (26) takes place combined.
28. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine am Trägerkopf (20) vorgesehene Aufnahme eine Werkzeugaufnahme ist.28. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one on the carrier head (20) provided receptacle is a tool holder.
29. Werkzeugmaschine nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aufnahme (A) als eine gesteuert lösbare Aufnahme (A) ausgebildet ist.29. Machine tool according to claim 28, characterized in that the at least one receptacle (A) is designed as a controlled releasable receptacle (A).
30. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grundkörper (28) eines Trägerarms (24) auch Grundkörper für einen weiteren Trägerarm (24WG) ist.30. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that a base body (28) of a support arm (24) and base body for a further support arm (24WG) is.
31. Werkzeugmaschine nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerarm (24) und der weitere Trägerarm (24WG) einen Winkel von mindestens 90° miteinander einschließen.31. Machine tool according to claim 30, characterized in that the support arm (24) and the further support arm (24WG) form an angle of at least 90 ° with each other.
32. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine mindestens zwei Bewegungseinheiten (14i, 142) aufweist und dass Werkzeuge (WZ) oder Werkstücke (WS) von einem der Trägerköpfe (20i, 2O2) dem anderen der Trägerköpfe 2O2, 20i) übergebbar sind. 32. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the machine tool has at least two moving units (14i, 14 2 ) and that tools (WZ) or workpieces (WS) of one of the carrier heads (20i, 2O 2 ) the other of the carrier heads 2O 2 , 20i) can be transferred.
33. Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinheit (14) zum Bewegen des Trägerkopfes (20) zwei Schwenkachsen (26, 32) umfasst und dass durch die Bewegungseinheit (14) Positionierbewegungen des Trägerkopfs (20) innerhalb eines Bewegungsbereichs (82) des Trägerkopfes (20) ausführbar sind.33. Machine tool according to the preamble of claim 1 or according to one of the preceding claims, characterized in that the movement unit (14) for moving the carrier head (20) comprises two pivot axes (26, 32) and that by the movement unit (14) positioning movements of the Carrier head (20) within a range of movement (82) of the carrier head (20) are executable.
34. Werkzeugmaschine nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsbereich (82) durch maximal mit den Schwenk- und Bewegungsachsen erreichbare Positionen festgelegt ist.34. Machine tool according to claim 33, characterized in that the movement region (82) is defined by maximum achievable with the pivoting and moving axes positions.
35. Werkzeugmaschine nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkopf (20) bei der Bearbeitung des Werkstücks (WS) innerhalb eines vom Bewegungsbereich (82) umfassten Bearbeitungs- bewegungsbereichs (80) bewegbar ist.35. Machine tool according to claim 33 or 34, characterized in that the carrier head (20) during machining of the workpiece (WS) within a movement of the range (82) encompassed machining movement range (80) is movable.
36. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkopf (20) zum Wechseln des am Trägerkopf angeordneten Werkstücks (WS) oder Werkzeugs (WZ) innerhalb eines vom Bewegungsbereich (82) umfassten Wechselbewegungsbereichs (90) bewegbar ist.36. Machine tool according to one of claims 33 to 35, characterized in that the carrier head (20) for changing the carrier head arranged on the workpiece (WS) or tool (WZ) within a range of movement (82) encompassed change movement range (90) is movable.
37. Werkzeugmaschine nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsbewegungsbereich (80) und der Wechselbewegungsbereich (90) nicht überlappend angeordnet sind. 37. Machine tool according to claim 35 or 36, characterized in that the Bearbeitungsbewegungsbereich (80) and the Wechselbewegungsbereich (90) are arranged non-overlapping.
38. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 33 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass am Maschinengestell (10) in dem Wechselbewegungsbereich (90) des Trägerkopfes (20) mindestens eine Halteeinrichtung (102, 110, 112) für ein Werkzeug (WZ) oder Werkstück (WS) angeordnet ist.38. Machine tool according to one of claims 33 to 37, characterized in that on the machine frame (10) in the change movement region (90) of the carrier head (20) at least one holding device (102, 110, 112) for a tool (WZ) or workpiece ( WS) is arranged.
39. Werkzeugmaschine nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass am Maschinengestell (10) in dem Wechselbewegungsbereich (90) des Trägerkopfes (20) eine Vielzahl von Halteeinrichtungen (102, 110, 112) für Werkzeuge (WZ) und/oder Werkstücke (WS) angeordnet ist.39. Machine tool according to claim 38, characterized in that on the machine frame (10) in the change of movement region (90) of the carrier head (20) a plurality of holding means (102, 110, 112) for tools (WZ) and / or workpieces (WS) is arranged.
40. Werkzeugmaschine nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Halteeinrichtung (102, 110, 112) in einem Außenbereich (132) eines Bewegungsbereichs (82) angeordnet ist.40. Machine tool according to claim 38 or 39, characterized in that the at least one holding device (102, 110, 112) in an outer region (132) of a movement region (82) is arranged.
41. Werkzeugmaschine nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Halteeinrichtung (102, 110, 112) in einem Außenbereich (132) des Wechselbewegungsbereichs (90) angeordnet ist.41. Machine tool according to claim 40, characterized in that the at least one holding device (102, 110, 112) in an outer region (132) of the alternating movement region (90) is arranged.
42. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 38 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsbereich (82) des Trägerkopfes (20) bis zu mindestens einer Wand (128) eines Arbeitsraums (130) reicht.42. Machine tool according to one of claims 38 to 41, characterized in that the movement region (82) of the carrier head (20) extends to at least one wall (128) of a working space (130).
43. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Halteeinrichtung (102, 110, 112) an der Wand (128) des Arbeitsraums (130) angeordnet ist. 43. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one holding device (102, 110, 112) on the wall (128) of the working space (130) is arranged.
44. Werkzeugmaschine nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Halteeinrichtungen (102, 110, 112) an der mindestens einen Wand (128) des Arbeitsraums (130) vorgesehen sind.44. Machine tool according to claim 43, characterized in that a plurality of holding devices (102, 110, 112) on the at least one wall (128) of the working space (130) are provided.
45. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Halteeinrichtung (102) als Speichereinrichtung (100) ausgebildet ist.45. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the respective holding device (102) is designed as a memory device (100).
46. Werkzeugmaschine nach Anspruch 38 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Halteeinrichtung (110, 112) als Wechseleinrichtung ausgebildet ist.46. Machine tool according to claim 38 to 45, characterized in that the respective holding device (110, 112) is designed as a changing device.
47. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, an dem Maschinengestell (10) und in dem Bewegungsbereich (82) des Trägerkopfes (20) mindestens eine Aufnahme (BA, WZA) für mindestens ein Werkstück (WS) oder Werkzeug (WZ) angeordnet ist.47. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that on the machine frame (10) and in the movement region (82) of the carrier head (20) at least one receptacle (BA, WZA) for at least one workpiece (WS) or tool (WZ) is arranged.
48. Werkzeugmaschine nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aufnahme (BA, WZA) relativ zum Maschinengestell (10) stationär angeordnet ist.48. Machine tool according to claim 47, characterized in that the at least one receptacle (BA, WZA) is arranged stationary relative to the machine frame (10).
49. Werkzeugmaschine nach Anspruch 47 oder 48, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aufnahme (BA, WZA) relativ zum Maschinengestell (10) bewegbar ist. 49. Machine tool according to claim 47 or 48, characterized in that the at least one receptacle (BA, WZA) relative to the machine frame (10) is movable.
50. Werkzeugmaschine nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aufnahme (BA, WZA) relativ zum Maschinengestell (10) linear bewegbar ist.50. Machine tool according to claim 49, characterized in that the at least one receptacle (BA, WZA) relative to the machine frame (10) is linearly movable.
51. Werkzeugmaschine nach Anspruch 49 oder 50, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestes eine Aufnahme (BA, WZA) als eine Spindel (50) ausgebildet ist .51. Machine tool according to claim 49 or 50, characterized in that the at least one receptacle (BA, WZA) is designed as a spindle (50).
52. Werkzeugmaschine nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (50) als Werkstückspindel ausgebildet ist.52. Machine tool according to claim 51, characterized in that the spindle (50) is designed as a workpiece spindle.
53. Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkopf (20) um eine erste Schwenkachse (26) schwenkbar an einem Trägerarm (24) gelagert ist, dass der Trägerkopf (20) mit mindestens einer Aufnahme (190) für eine auswechselbare Einheit (WZ, 242, 254) versehen ist, die mit einer Fixiereinrichtung (222) in der Aufnahme (190) fixierbar ist, und dass die Fixiereinrichtung (222) durch eine Maschinensteuerung (M) ansteuerbar und dadurch in eine Lösestellung bringbar ist.53. Machine tool according to the preamble of claim 1 or any one of the preceding claims, characterized in that the carrier head (20) about a first pivot axis (26) is pivotally mounted on a support arm (24), that the carrier head (20) with at least a receptacle (190) for a replaceable unit (WZ, 242, 254) is provided, which is fixable with a fixing device (222) in the receptacle (190), and that the fixing device (222) by a machine control (M) can be controlled and can be brought into a release position.
54. Werkzeugmaschine nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung (222) selbsttätig in eine Fixierstellung übergehend ausgebildet ist.54. Machine tool according to claim 53, characterized in that the fixing device (222) is formed automatically in a fixing position.
55. Werkzeugmaschine nach Anspruch 53 oder 54, dadurch gekennzeichnet, dass der Fixiereinrichtung (222) eine Betätigungseinrichtung (224) zugeordnet ist. 55. Machine tool according to claim 53 or 54, characterized in that the fixing device (222) is associated with an actuating device (224).
56. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 53 bis 55, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkopf (20) mit mindestens zwei Aufnahmen (190) mit diesen zugeordneten Fixiereinrichtungen (222) versehen ist.56. Machine tool according to one of claims 53 to 55, characterized in that the carrier head (20) with at least two receptacles (190) with these associated fixing means (222) is provided.
57. Werkzeugmaschine nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass von den mindestens zwei Aufnahmen (190) zwei ein Aufnahmenpaar (190a, b) bilden, an welchem eine der Einheiten (242, 254) fixierbar ist.57. Machine tool according to claim 56, characterized in that of the at least two receptacles (190) two form a pair of receptacles (190a, b), to which one of the units (242, 254) is fixable.
58. Werkzeugmaschine nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Aufnahmen (190) des Aufnahmenpaares fixierte Einheit (242, 254) ausschließlich über diese Aufnahmen (190) am Trägerkopf (20) fixiert ist.58. Machine tool according to claim 57, characterized in that in the receptacles (190) of the pair of receptacles fixed unit (242, 254) is fixed exclusively on these receptacles (190) on the carrier head (20).
59. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aufnahme (190) rotierend antreibbar ist.59. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one receptacle (190) is driven in rotation.
60. Werkzeugmaschine nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (190) durch einen gemeinsamen Antrieb (220) antreibbar sind.60. Machine tool according to claim 59, characterized in that the receptacles (190) by a common drive (220) are driven.
61. Werkzeugmaschine nach Anspruch 59 oder 60, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Aufnahmen (190) einzeln antreibbar ist.61. Machine tool according to claim 59 or 60, characterized in that each of the receptacles (190) is individually driven.
62. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 59 bis 61, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (190) gleichzeitig antreibbar sind. 62. Machine tool according to one of claims 59 to 61, characterized in that the receptacles (190) are driven simultaneously.
63. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 59 bis 62, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Aufnahmen (190) eines Aufnahmepaares die in diesen Aufnahmen gemeinsam gehaltene Einheit (254) antreibbar ist.63. Machine tool according to one of claims 59 to 62, characterized in that with the receptacles (190) of a pair of receptacles in these recordings together held unit (254) is drivable.
64. Werkzeugmaschine nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, dass mit jeder der Aufnahme (190) eines Aufnahmepaares je eine Funktion der Einheit (254) antreibbar ist.64. Machine tool according to claim 60, characterized in that with each of the receptacle (190) of a pair of receptacles depending on a function of the unit (254) is drivable.
65. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeugmagazin (100) paarweise angeordnete Halteeinrichtungen (102a, b) für die in einem Aufnahmepaar (190a, b) des Trägerkopfes (20) angeordneten Einheiten (232, 234) aufweist.65. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that a tool magazine (100) has paired holding devices (102a, b) for in a receiving pair (190a, b) of the carrier head (20) arranged units (232, 234).
66. Werkzeugmaschine nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, dass von den paarweise angeordneten Halteeinrichtungen (102a, b) eine frei ist und die andere mit einem Werkzeug (234) bestückt ist, und dass von dem Aufnahmepaar (190a, b) eine Aufnahme (190a) mit einem Werkzeug (232) bestückt ist und die andere (190b) frei ist und dass bei einem einmaligen Zugriff des Trägerkopfes (20) auf das Werkzeugmagazin (100) das Werkzeug (232) der einen Aufnahme (190a) in der einen Halteeinrichtung (102a) ablegbar und das Werkzeug (234) in der anderen Halteeinrichtung (102b) in die andere Aufnahme 190b) einsetzbar ist. 66. Machine tool according to claim 65, characterized in that of the paired holding means (102a, b) one is free and the other is equipped with a tool (234), and that of the receiving pair (190a, b) has a receptacle (190a ) is equipped with a tool (232) and the other (190b) is free and that with a single access of the carrier head (20) on the tool magazine (100) the tool (232) of a receptacle (190a) in the one holding device ( 102a) and the tool (234) in the other holding device (102b) in the other receptacle 190b) can be inserted.
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