JP2008161947A - Main spindle device and machining center furnished with it - Google Patents

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JP2008161947A JP2006351016A JP2006351016A JP2008161947A JP 2008161947 A JP2008161947 A JP 2008161947A JP 2006351016 A JP2006351016 A JP 2006351016A JP 2006351016 A JP2006351016 A JP 2006351016A JP 2008161947 A JP2008161947 A JP 2008161947A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a main spindle device capable of exchanging a main spindle in an extremely short period of time, short in downtime in maintenance and high in productivity and a machining center furnished with it. <P>SOLUTION: Wiring 41, 42 extended from a main spindle 30 and wired on the side of a supporting arm through a bracket 21 are provided on the main spindle device 20, and a joint part 74 provided at a position separated by prescribed length from an extended part of the wiring 41, 42 is stored in the bracket 21. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、主軸装置及びそれを備えた複合加工工作機械に関し、より詳細には、門形マシニングセンタの主軸ヘッドに取り付けられる主軸装置及びそれを備えた複合加工工作機械に関する。   The present invention relates to a spindle device and a multi-tasking machine tool including the same, and more particularly to a main spindle device attached to a main spindle head of a portal machining center and a multi-tasking machine tool including the same.

従来、大物ワークと工具との三次元的な相対移動によって、切削、穴あけ等の加工を行なう複合加工工作機械として、例えば、ワークを取り付けたテーブルを直進往復運動させると共に、工具を有する主軸をX軸、Y軸、Z軸方向に制御する門形マシニングセンタが使用されている。   Conventionally, as a multi-tasking machine tool that performs machining such as cutting and drilling by three-dimensional relative movement between a large workpiece and a tool, for example, a table to which a workpiece is attached is reciprocated linearly, and a spindle having a tool is set to X A portal machining center that controls in the direction of the axis, Y axis, and Z axis is used.

門形マシニングセンタでは、2つのコラムによって支持されたクロスレールにサドルが取り付けられ、サドルに対してZ軸方向に移動するラムの端部に主軸ヘッドが取り付けられ、さらに、この主軸ヘッドの2本の支持アームにブラケットを介して主軸が旋回可能に取り付けられる。   In the portal machining center, a saddle is attached to a cross rail supported by two columns, a spindle head is attached to an end of a ram that moves in the Z-axis direction with respect to the saddle, and two spindle heads The main shaft is pivotally attached to the support arm via a bracket.

この種の主軸にはモータビルトイン式のものが使用されており、このモータを駆動するための動力線やセンサ等の信号線が、中継コネクタを設けて接続されたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−129611号公報(第1図)
A motor built-in type is used for this type of spindle, and a power line for driving the motor and a signal line such as a sensor are connected by providing a relay connector (for example, , See Patent Document 1).
JP 2006-129611 A (FIG. 1)

ところで、特許文献1に記載の工作機械では、アタッチメントが主軸頭の旋回割出軸に取り付けられており、中継コネクタがアタッチメントと旋回割出軸との間の接続部に設けられている。このため、例えば、メンテナンスのために主軸をアタッチメントから取り外す場合、動力線や信号線を中継コネクタによって切り離すためにアタッチメントと旋回割出軸とを分解する必要があり、メンテナンスに時間がかかる。メンテナンス中は、機械を止める必要があるため、ダウンタイムが増大し、生産性が低下する問題がある。   By the way, in the machine tool described in Patent Document 1, the attachment is attached to the turning index shaft of the spindle head, and the relay connector is provided at the connection portion between the attachment and the turning index shaft. For this reason, for example, when the main shaft is removed from the attachment for maintenance, it is necessary to disassemble the attachment and the turning index shaft in order to disconnect the power line and the signal line by the relay connector, which requires time for maintenance. During maintenance, it is necessary to stop the machine, which increases the downtime and decreases productivity.

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、主軸の交換が極めて短時間で行なえ、メンテナンス時のダウンタイムが短く生産性の高い主軸装置及び複合加工工作機械を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a spindle device and a multi-tasking machine tool that can exchange a spindle in a very short time, have a short downtime during maintenance, and have high productivity. There is to do.

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 支持アームに旋回可能に取り付けられ、その旋回軸に対して略垂直な筒部を有するブラケットと、
該ブラケットの筒部に挿脱可能に取り付けられ、一端側に工具が取り付け可能な主軸と、
前記主軸から延出して前記ブラケットを介して前記支持アーム側に配索される配線と、
を備える主軸装置であって、
前記ブラケット内には、前記配線の延出部分から所定の長さ離れた位置に設けられたジョイント部品が収容されていることを特徴とする主軸装置。
(2) 前記ブラケットは、前記筒部と、前記ジョイント部品を収容する溝部と、を有するブラケット本体、及び前記溝部の開口部を覆うように前記ブラケット本体に取り付けられるカバーを備えることを特徴とする(1)に記載の主軸装置。
(3) (1)又は(2)に記載の主軸装置を備えたことを特徴とする複合加工工作機械。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) a bracket that is pivotably attached to the support arm and has a cylindrical portion that is substantially perpendicular to the pivot axis;
A spindle that is removably attached to the cylindrical portion of the bracket, and a tool can be attached to one end side;
Wiring extending from the main shaft and routed to the support arm via the bracket;
A spindle device comprising:
The spindle device according to claim 1, wherein a joint component provided at a position away from the extending portion of the wiring by a predetermined length is accommodated in the bracket.
(2) The bracket includes a bracket body having the tube portion and a groove portion that houses the joint component, and a cover that is attached to the bracket body so as to cover an opening of the groove portion. The spindle device according to (1).
(3) A multi-task machine tool comprising the spindle device according to (1) or (2).

本発明によれば、主軸から延出してブラケットを介して支持アーム側に配索される配線が設けられ、ブラケット内には、配線の延出部分から所定の長さ離れた位置に設けられたジョイント部品が収容されているので、主軸をブラケットから取り外す場合に、配線はブラケットを支持アームに取り付けた状態のまま、ジョイント部品によって切り離すことができる。また、主軸をブラケットに組み付ける場合にも、配線はブラケットを支持アームに取り付けた状態のまま、ジョイント部品によって接続することができ、主軸の交換が極めて短時間で行なえ、メンテナンス時のダウンタイムが短く生産性の高いものとなる。   According to the present invention, the wiring extending from the main shaft and routed to the support arm side via the bracket is provided, and the bracket is provided at a position away from the extending portion of the wiring by a predetermined length. Since the joint part is accommodated, when the main shaft is removed from the bracket, the wiring can be separated by the joint part while the bracket is attached to the support arm. Also, when assembling the spindle to the bracket, the wiring can be connected with joint parts while the bracket is attached to the support arm, so that the spindle can be replaced in a very short time, and the downtime during maintenance is short. Productivity will be high.

また、ジョイント部品はカバーによって覆われるブラケット本体の溝部内に収容されているので、主軸をブラケットから取り外す場合に、ジョイント部品を主軸と共にブラケットから容易に引き出すことができ、また、ジョイント部品がブラケット内の他の部品と干渉することを防止することができる。   Also, since the joint part is housed in the groove of the bracket body covered by the cover, the joint part can be easily pulled out from the bracket together with the main shaft when the main shaft is removed from the bracket. Interference with other components can be prevented.

以下、本発明に係る主軸装置及び複合加工工作機械としての門形マシニングセンタについて図面に基づいて詳細に説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a spindle machine and a portal machining center as a combined machining machine tool according to the present invention will be described in detail based on the drawings.

図1に示すように、門形マシニングセンタ1では、ベッド2の上にテーブル3がX軸方向へ移動可能に支持されており、ベッド2の両側には一対のコラム4が立設されている。コラム4の上端にはクロスレール5が架設されており、クロスレール5には、サドル6がY軸方向へ移動可能に設けられる。また、サドル6には、Z軸方向に昇降可能なラム7が支持されており、ラム7の下端には、本発明の主軸装置20をY軸回り及びZ軸回りに回転割出し駆動可能に保持する主軸ヘッド8が装着されている。   As shown in FIG. 1, in the portal machining center 1, a table 3 is supported on a bed 2 so as to be movable in the X-axis direction, and a pair of columns 4 are erected on both sides of the bed 2. A cross rail 5 is installed on the upper end of the column 4, and a saddle 6 is provided on the cross rail 5 so as to be movable in the Y-axis direction. The saddle 6 also supports a ram 7 that can be raised and lowered in the Z-axis direction. The spindle device 20 of the present invention can be rotationally indexed around the Y-axis and the Z-axis at the lower end of the ram 7. A spindle head 8 to be held is mounted.

図2及び図3に示すように、主軸ヘッド8には、主軸装置20のブラケット21を挟むように一対の支持アーム9が設けられており、支持アーム9の内部には、ブラケット21の両側面に固定された一対の旋回シャフト10が複数の軸受11を介して回転可能に収容されている。また、一方の旋回シャフト10にはモータ12が配置されており、これにより、主軸装置20は一対の支持アーム9にY軸(旋回軸A)回りに旋回可能に取り付けられる。なお、主軸装置20の旋回駆動は、旋回シャフト10まわりにモータ12を配置する代わりに、旋回シャフト10をギア駆動するものであってもよい。   As shown in FIGS. 2 and 3, the spindle head 8 is provided with a pair of support arms 9 so as to sandwich the bracket 21 of the spindle device 20, and both sides of the bracket 21 are provided inside the support arm 9. A pair of revolving shafts 10 fixed to each other are rotatably accommodated via a plurality of bearings 11. In addition, a motor 12 is disposed on one of the turning shafts 10, whereby the spindle device 20 is attached to the pair of support arms 9 so as to be rotatable about the Y axis (the turning axis A). Note that the turning drive of the spindle device 20 may be such that the turning shaft 10 is gear driven instead of arranging the motor 12 around the turning shaft 10.

図4に示すように、主軸装置20のブラケット21は、旋回シャフト10がY軸方向の両側面に固定され、X軸方向(旋回軸に対して略垂直)に貫通する筒部22を有するブラケット本体23と、ブラケット本体23のZ軸方向の両側面に固定される一対の平板カバー24と、ブラケット本体23の後端面に固定される後蓋25と、を備える。そして、このブラケット本体23の筒部22には、一端側である先端側に工具Wが取り付けられる主軸30が挿脱可能に取り付けられている。なお、図4中、符号23aは、旋回シャフト10を取り付けるためのボルト孔である。   As shown in FIG. 4, the bracket 21 of the spindle device 20 has a cylindrical portion 22 in which the turning shaft 10 is fixed to both side surfaces in the Y-axis direction and penetrates in the X-axis direction (substantially perpendicular to the turning axis). A main body 23, a pair of flat plate covers 24 fixed to both side surfaces of the bracket main body 23 in the Z-axis direction, and a rear lid 25 fixed to the rear end surface of the bracket main body 23 are provided. And the main axis | shaft 30 to which the tool W is attached to the front-end | tip side which is one end side is attached to the cylinder part 22 of this bracket main body 23 so that insertion or removal is possible. In FIG. 4, reference numeral 23 a is a bolt hole for attaching the turning shaft 10.

また、主軸30では、内蔵された図示しないモータの駆動により、工具Wを備える回転部31がハウジング32に対して図示しない軸受を介して回転自在に支持される。なお、主軸30は、モータビルトイン式の公知のものが適用可能である。この主軸30は、ハウジング32に設けられたフランジ部32aをブラケット本体23の先端面にボルト締結することで、ブラケット21に固定されている。このため、主軸30は、複数のボルト33を外すことで、ブラケット21から先端側に抜き取られる。   Further, in the main shaft 30, the rotating part 31 including the tool W is rotatably supported with respect to the housing 32 via a bearing (not shown) by driving a built-in motor (not shown). The spindle 30 can be a known motor built-in type. The main shaft 30 is fixed to the bracket 21 by bolting a flange portion 32 a provided on the housing 32 to the front end surface of the bracket body 23. For this reason, the main shaft 30 is pulled out from the bracket 21 to the tip side by removing the plurality of bolts 33.

主軸30の他端側であるハウジング32の後端部は小径に形成されており、モータのステータに動力を伝送する配線である動力線41と、主軸30に設けられたセンサの配線である信号線42がブラケット本体23の筒部22と干渉しないように後方へ延出される。なお、本実施形態では、センサとして、回転部31の回転速度を検出するエンコーダや、クランプ用ピストンの位置を検出する位置検出センサ、工具の有無を検出する工具検出センサが設けられている。   The rear end portion of the housing 32 which is the other end side of the main shaft 30 is formed with a small diameter, and a power line 41 which is a wiring for transmitting power to the stator of the motor and a signal which is a wiring of a sensor provided on the main shaft 30. The line 42 extends rearward so as not to interfere with the cylindrical portion 22 of the bracket body 23. In the present embodiment, an encoder that detects the rotational speed of the rotating unit 31, a position detection sensor that detects the position of the clamping piston, and a tool detection sensor that detects the presence or absence of a tool are provided as sensors.

ハウジング32から後蓋25内に導出された動力線41は、ブラケット本体23に形成された第1空間Sに配索されており、一方、後蓋25内の各信号線42は、ブラケット本体23の筒部22の中心軸Bに対して第1空間Sと略対称位置に形成された第2空間Sに配索されている。 Power lines 41 are led out to the rear lid 25 from the housing 32 is routed in the first space S 1 formed in the bracket body 23, while each signal line 42 of the rear cover 25 is bracket body 23 is routed in a second space S 2 formed at a position substantially symmetrical to the first space S 1 with respect to the central axis B of the cylindrical portion 22.

第1及び第2空間S,Sは、互いに略同形状に形成されており、図4及び図5に示すように、ブラケット本体23には、ブラケット本体23の旋回軸Aと筒部22の中心軸Bに垂直な(Z軸方向の)両側面上に形成される溝部70と、ブラケット本体23の後端面から溝部70に貫通する開口孔71と、溝部70の底面から旋回シャフト10が取り付けられる各取付面に開口し、且つ、部分的に筒部22の内周面に開口した傾斜孔72と、がそれぞれ形成されている。また、溝部70の周囲には、図示しないOリングが装着されるリング溝73が形成されており、それぞれ一対の平板カバー24をブラケット本体23に固定することで、溝部70の側面開口は密封される。 The first and second spaces S 1 and S 2 are formed in substantially the same shape as each other. As shown in FIGS. 4 and 5, the bracket body 23 includes the pivot axis A and the cylindrical portion 22 of the bracket body 23. The groove portion 70 formed on both side surfaces perpendicular to the central axis B (in the Z-axis direction), the opening hole 71 penetrating from the rear end surface of the bracket body 23 to the groove portion 70, and the pivot shaft 10 from the bottom surface of the groove portion 70 An inclined hole 72 that is open to each mounting surface to be attached and partially opened to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 22 is formed. Further, a ring groove 73 in which an O-ring (not shown) is mounted is formed around the groove portion 70, and the side opening of the groove portion 70 is sealed by fixing the pair of flat plate covers 24 to the bracket body 23. The

また、このように形成された第1及び第2空間S,S内を配索されて各取付面から導出された動力線41と信号線42は、それぞれ一対の旋回シャフト10に形成された円筒面10aから取り出され、主軸ヘッド側へ導かれる(図3参照)。また、図4に示すように、動力線41及び信号線42は、それぞれ圧着端子やコネクタ等のジョイント部品74によって途中接続されている。ジョイント部品74は、ハウジング32の外面から延出する配線41,42の延出部分から所定の長さ離れた位置に設けられており、ジョイント部品74は溝部70内に収容される。また、ブラケット本体23の開口孔71は、配線41,42及びジョイント部品74が十分に通過できる大きさに形成されている。 Further, the power line 41 and the signal line 42 that are routed in the first and second spaces S 1 and S 2 thus formed and led out from the respective mounting surfaces are formed in the pair of turning shafts 10, respectively. The cylindrical surface 10a is taken out and guided to the spindle head side (see FIG. 3). Further, as shown in FIG. 4, the power line 41 and the signal line 42 are connected midway by joint parts 74 such as crimp terminals and connectors, respectively. The joint component 74 is provided at a position away from the extended portion of the wirings 41 and 42 extending from the outer surface of the housing 32 by a predetermined length, and the joint component 74 is accommodated in the groove portion 70. Moreover, the opening hole 71 of the bracket main body 23 is formed in a size that allows the wires 41 and 42 and the joint component 74 to pass sufficiently.

このため、主軸30をブラケット21から取り外す際には、平板カバー24を取り外して溝部70内に収容されたジョイント部品74を脱着することで配線41,42を分断する。そして、主軸30をブラケット21から引き出すことに伴って、分断された主軸側の配線41,42及びジョイント部品74は開口孔71を通過してブラケット21から取り出される。従って、これらの配線41,42はジョイント部品74を脱着することで分断され、ブラケット本体23を支持アーム9に連結した状態のまま、これら配線41,42の脱着が可能となる。   For this reason, when removing the main shaft 30 from the bracket 21, the wires 41 and 42 are separated by removing the flat plate cover 24 and detaching the joint parts 74 accommodated in the groove 70. As the main shaft 30 is pulled out from the bracket 21, the divided main shaft-side wires 41 and 42 and the joint component 74 pass through the opening hole 71 and are taken out from the bracket 21. Accordingly, the wires 41 and 42 are separated by attaching and detaching the joint component 74, and the wires 41 and 42 can be attached and detached while the bracket body 23 is connected to the support arm 9.

なお、図5(b)に示すように、動力線41が取り出される位相と第1空間Sの開口孔71の位相は近づけて配置されており、また、信号線42が取り出される位相と第2空間Sの開口孔71の位相も互いに極力近付けて配置されている。このため、これら電線41,42が後蓋25内で干渉することが防止され、電線の取り回しをより容易にすることができる。 Incidentally, as shown in FIG. 5 (b), the phase and the phase of the first space S 1 of the openings 71 in which the power line 41 is taken out are located close, and the phase of the signal line 42 is taken out and the phase of the second space S 2 of the opening hole 71 are also located close as possible to each other. For this reason, it is prevented that these electric wires 41 and 42 interfere in the back cover 25, and can handle an electric wire more easily.

従って、本実施形態の主軸装置20によれば、主軸30から延出してブラケット21を介して支持アーム側に配索される配線41,42が設けられ、ブラケット21内には、配線41,42の延出部分から所定の長さ離れた位置に設けられたジョイント部品74が収容されているので、主軸30をブラケット21から取り外す場合に、配線41,42はブラケット本体23を支持アーム9に取り付けた状態のまま、ジョイント部品74によって切り離すことができる。また、主軸30をブラケット21に組み付ける場合にも、配線41,42はブラケット本体23を支持アーム9に取り付けた状態のまま、ジョイント部品74によって接続することができ、ブラケット本体23を支持アーム9から取り外すことなく主軸30の交換を極めて短時間で行なうことができる。   Therefore, according to the spindle device 20 of the present embodiment, the wirings 41 and 42 that extend from the spindle 30 and are routed to the support arm side via the bracket 21 are provided, and the wirings 41 and 42 are provided in the bracket 21. Since the joint part 74 provided at a position separated from the extending portion by a predetermined length is accommodated, when removing the main shaft 30 from the bracket 21, the wires 41 and 42 attach the bracket body 23 to the support arm 9. It can be cut off by the joint component 74 while remaining in the state. Even when the main shaft 30 is assembled to the bracket 21, the wires 41 and 42 can be connected by the joint component 74 while the bracket body 23 is attached to the support arm 9, and the bracket body 23 can be connected to the support arm 9. The spindle 30 can be replaced in a very short time without being removed.

また、ジョイント部品74は平板カバー24によって覆われるブラケット本体23の溝部70内に収容されているので、主軸30をブラケット21から取り外す場合に、ジョイント部品74を主軸30と共にブラケット21から容易に引き出すことができ、また、ジョイント部品74がブラケット21内の他の部品と干渉することを防止することができる。   Further, since the joint component 74 is accommodated in the groove portion 70 of the bracket body 23 covered with the flat plate cover 24, when the main shaft 30 is removed from the bracket 21, the joint component 74 is easily pulled out from the bracket 21 together with the main shaft 30. In addition, the joint part 74 can be prevented from interfering with other parts in the bracket 21.

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
本実施形態では、ジョイント部品74を溝部70内に収容しており、平板カバー24を取り外してジョイント部品74を脱着してから主軸30をブラケット21から取り外しているが、ジョイント部品74は主軸30をブラケット21から引き出すと共に筒部22から引き出されるような位置(例えば、後蓋25内)に収容されてもよい。
また、本実施形態では、主軸装置20は、主軸ヘッド8の一対の支持アーム9によって旋回可能に支持されているが、一本の支持アームによって片持ち支持される構成であってもよい。
In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
In the present embodiment, the joint component 74 is accommodated in the groove portion 70, and the main shaft 30 is removed from the bracket 21 after the flat cover 24 is removed and the joint component 74 is detached, but the joint component 74 removes the main shaft 30. You may accommodate in the position (for example, in the back cover 25) which pulls out from the bracket 21 while pulling out from the bracket 21.
In the present embodiment, the spindle device 20 is pivotally supported by the pair of support arms 9 of the spindle head 8, but may be configured to be cantilevered by a single support arm.

本発明の主軸装置が適用される門形マシニングセンタの概略図である。1 is a schematic view of a portal machining center to which a spindle device of the present invention is applied. 図1の主軸ヘッドを示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which shows the spindle head of FIG. 主軸ヘッドを示す正面図である。It is a front view which shows a spindle head. 主軸装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a main shaft device. (a)は、ブラケット本体の上面図で、(b)は、その背面図で、(c)は、(b)のV−V線に沿った断面図である。(A) is a top view of a bracket main body, (b) is the back view, (c) is sectional drawing along the VV line of (b).

符号の説明Explanation of symbols

1 門形マシニングセンタ(複合加工工作機械)
20 主軸装置
21 ブラケット
22 筒部
23 ブラケット本体
24 平板カバー
25 後蓋
30 主軸
41 動力線(配線)
42 信号線(配線)
70 溝部
71 開口孔
72 傾斜孔
74 ジョイント部品
第1空間
第2空間
1 Portal machining center (multi-task machine tool)
20 Spindle Device 21 Bracket 22 Tube 23 Bracket Main Body 24 Flat Plate Cover 25 Rear Cover 30 Spindle 41 Power Line (Wiring)
42 Signal lines (wiring)
70 groove portion 71 opening hole 72 inclined hole 74 joint part S 1 first space S 2 second space

Claims (3)

支持アームに旋回可能に取り付けられ、その旋回軸に対して略垂直な筒部を有するブラケットと、
該ブラケットの筒部に挿脱可能に取り付けられ、一端側に工具が取り付け可能な主軸と、
前記主軸から延出して前記ブラケットを介して前記支持アーム側に配索される配線と、
を備える主軸装置であって、
前記ブラケット内には、前記配線の延出部分から所定の長さ離れた位置に設けられたジョイント部品が収容されていることを特徴とする主軸装置。
A bracket that is pivotally attached to the support arm and has a cylindrical portion that is substantially perpendicular to the pivot axis;
A spindle that is removably attached to the cylindrical portion of the bracket, and a tool can be attached to one end side;
Wiring extending from the main shaft and routed to the support arm via the bracket;
A spindle device comprising:
The spindle device according to claim 1, wherein a joint component provided at a position away from the extending portion of the wiring by a predetermined length is accommodated in the bracket.
前記ブラケットは、前記筒部と、前記ジョイント部品を収容する溝部と、を有するブラケット本体、及び前記溝部の開口部を覆うように前記ブラケット本体に取り付けられるカバーを備えることを特徴とする請求項1に記載の主軸装置。   The bracket includes a bracket main body having the cylindrical portion and a groove portion that accommodates the joint component, and a cover that is attached to the bracket main body so as to cover an opening of the groove portion. Spindle device described in 1. 請求項1又は2に記載の主軸装置を備えたことを特徴とする複合加工工作機械。   A multi-task machine tool comprising the spindle device according to claim 1.
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