KR20160032134A - 선회 가능한 공구 스핀들을 포함하는 공작 기계 - Google Patents

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부르크하르트 그로프
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그롭-베르케 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 피가공물(9)의 절삭 가공을 위한 공작 기계에 관한 것이며, 상기 공작 기계(1)는 스핀들 축(20)을 중심으로 한 공구의 회전 구동을 위한 모터 스핀들(2)을 포함하고, 모터 스핀들(2)은 스탠드(3)에 의해 지지되고, 스탠드(3) 상에는 피벗 베어링(4)이 제공되고, 모터 스핀들(2)은 제어 가능한 회전 구동 유닛(44)에 의해 피벗 베어링(4) 상에서 제 1 회전축(A)을 중심으로 선회 및 포지셔닝될 수 있고, 모터 스핀들(2) 상에는, 제어 가능한 선형 구동 유닛에 의해 스핀들 축(20)에 대해 평행한 공구의 선형 이동을 허용하는 선형 가이드(21)가 제공된다. 절삭 가공 동안, 회전 이동과 선형 이동이 중첩될 수 있다.

Description

선회 가능한 공구 스핀들을 포함하는 공작 기계{MACHINING TOOL WITH PIVOTABLE TOOL SPINDLE}
본 발명은 피가공물의 절삭 가공을 위한 공작 기계에 관한 것이며, 상기 공작 기계는 스핀들 축을 중심으로 한 공구의 회전 구동을 위한 모터 스핀들을 포함하고, 모터 스핀들은 스탠드에 의해 지지된다.
이러한 공작 기계들은 충분히 공지되어 있다. 공작 기계들은, 피가공물 상에서, 예컨대 실린더 헤드 또는 변속기 하우징 상에서 흔히 복잡한 다수의 절삭 가공을 실행하기 위해 사용된다. 이러한 공작 기계들은, 적합한 체인 연결 또는 이송 수단들을 통해 서로 연결되는 가공 라인들의 부분으로서 사용되거나, 또는 범용 기계들로서도 독립적으로 사용된다. 이 경우, 피가공물의 효과적인 가공을 위해, 바람직하게는 피가공물이 공구에 대해 상대적으로 복수의 축을 따라서 고정밀도로 포지셔닝되어 가공될 수 있다. 이 경우, 피가공물과 모터 스핀들 사이에 선형축들 및 회전축들을 분배하는 것은 공지되어 있다. 가공은 예컨대 모터 스핀들에 의해 지지되어 구동되는 드릴링 또는 밀링 공구를 통해 수행된다. 이 경우, 흔히 데카르트 구성이 선택되며, 다시 말하면 서로 수직인 3개의 공간 축이 3개의 선형 축을 나타내며, 이 3개의 선형 축을 따라서 공구 및/또는 피가공물이 포지셔닝될 수 있다. 추가로, 예컨대 다면 가공 시 피가공물의 재고정(reclamping)을 방지하기 위해, 회전축들도 제공되며, 이는 피가공물의 가공 지속 시간을 상응하게 단축시킨다.
본 발명의 과제는 상대적으로 더 유연하게 사용될 수 있거나 상대적으로 더 경제적으로 실현될 수 있도록 공지된 공작 기계를 개선하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항에 따른 공작 기계에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들의 대상이다.
출원 대상은, 스탠드 상에 피벗 베어링이 제공되고, 모터 스핀들은 제어 가능한 회전 구동 유닛에 의해 피벗 베어링 상에서 제 1 회전축을 중심으로 선회 및 포지셔닝될 수 있으며, 모터 스핀들 상에는, 제어 가능한 선형 구동 유닛에 의해 스핀들 축에 대해 평행한 공구의 선형 이동을 허용하는 선형 가이드가 제공되어 있고, 절삭 가공 동안 회전 이동과 선형 이동이 중첩되는 공작 기계이다.
회전 이동과 선형 이동의 중첩을 통해 본 발명에 따르는 공작 기계의 높은 유연성이 달성되며, 이 유연성은 소형으로 그로 인해 경제적인 구동 유닛들로 구현될 수 있는데, 그 이유는 이동될 질량들이 작기 때문이다. 한편으로 모터 스핀들의 질량만이 회전되면 되고 다른 한편으로는 모터 스핀들의 질량 중 일부분이 선형 이동되면 된다. 회전 구동 유닛뿐만 아니라 선형 구동 유닛도 각각 제어 가능하게 설치됨으로써 매우 높은 가공 정밀도를 허용한다. 또한, 종래 기술에서 공지되어 기계 제어 시스템으로서 사용되는 NC 제어 시스템에 의해 매우 복잡한 가공도 경제적으로 실행될 수 있다.
피벗 베어링의 제 1 회전축을 중심으로 모터 스핀들의 포지셔닝을 위해, 이동 및 포지셔닝을 위한 상응하는 회전 구동 유닛이 제공되는 것은 명백하다.
종래 기술에서는, 작업대 내에서 회전축들을 구현하는 것이 공지되어 있다. 이는 특히 피가공물들이 크고 무거운 경우 상당한 구조적인 비용을 야기한다. 피가공물의 큰 질량은 상기 회전축의 설계 시에 상응하게 고려되어야 하며, 이는 상응하는 비용을 야기한다. 그러나 결국, 상기 회전축에 의해 모터 스핀들의 스핀들 축 또는 공구에 대한 피가공물의 단 하나의 상대 위치만이 제공되고, 여기서 훨씬 더 적은 질량이 이동되면 된다는 장점이 나타나는데, 이는 본 발명에 따른 공작 기계의 실현에서 경제적이고, 또한 본 발명에 따른 공작 기계의 작동 중에는 더 경제적이다.
공작 기계는, 스탠드 상에 피벗 베어링이 제공되고, 모터 스핀들은 피벗 베어링 상에서 제 1 회전축을 중심으로 선회 및 포지셔닝될 수 있고, 모터 스핀들 상에는 스핀들 축에 대해 평행한 공구의 전진 이동을 허용하는 선형 가이드가 제공되며, 공작 기계는 피가공물 지지대를 포함하고, 피가공물 지지대는 제 1 선형 축을 나타내면서 바람직하게는 수평으로 배향되는 피가공물 가이드를 따라서 이동 및 포지셔닝될 수 있고, 스탠드 상에는 바람직하게는 수직으로 배향되는 제 2 선형 축의 방향으로 피벗 베어링을 위한 가이드 또는 이중 가이드가 제공되고, 피벗 베어링은 상기 가이드 또는 이중 가이드를 따라서 이동 가능하고 포지셔닝될 수 있으며, 특히 피가공물 지지대는 제 2 회전축을 중심으로 회전 및 포지셔닝될 수 있도록, 변형될 수 있다. 이런 유형의 실시예는 각각의 선형축들을 공구의 이동과 피가공물 지지대의 이동으로 분배한다. 그에 따라, 각각의 구조적인 비용이 감소하는데, 그 이유는 여러 부재들 내에서 다양한 이동들 또는 회전축들의 구조적 실현이 결국 하나의 부재 내에서 하나의 선형축 및 회전축의 실현보다 더 바람직해지기 때문이다. 이 경우, 공구 측에, 다시 말하면 스탠드 상에 2개의 선형 이동과 하나의 회전 이동이 제공된다. 피가공물은 적어도 하나의 선형축을 따라서 이동될 수 있다. 개선안에서, 피가공물을 위해 여전히 하나의 회전축이 제공되며, 여기서는 수직으로 배향되는 제 2 회전축이 실현되며, 그럼으로써 피가공물은 수평 평면에서 회전 및 포지셔닝될 수 있다. 상기 개념은, 특히 들어올리는데 상당한 힘 및 에너지가 요구되는 무거운 피가공물들의 경우에 제공된다. 이런 적용 사례들의 경우에는, 상대적으로 더 가벼운 부재 내에, 이 경우 모터 스핀들 내에 수직 에너지를 소비하는 축을 배치하는 것이 더 적합하다.
또한, 모터 스핀들 내에는, 예컨대 스핀들 축에 대해 평행한 공구의 전진 이동을 허용하는 선형 가이드가 제공된다. 적합한 방식으로, 모터 스핀들 상에는 제어 가능한 선형 구동 유닛에 의해 스핀들 축에 대해 평행한 공구의 선형 이동을 허용하는 선형 가이드가 제공된다. 예컨대 스핀들 슬리브(spindle sleeve) 형태의 구현예는 상당한 장점들을 갖는데, 그 이유는 모터 스핀들이 피가공물 내에서 공구의 전진 이동을 실현하기 위해 하나의 축을 따라서만 이동되기 때문이다. 이동될 질량은 매우 작으며, 다시 말하면 구동 유닛들이 비교적 소형이고 유리한 경우 높은 속도 및 높은 효율이 달성될 수 있다.
고유의 구동 유닛에 의해 실현되는, 선형 가이드를 따르는 모터 스핀들의 이동성은 회전축에 대한 모터 스핀들의 각각의 회전 각도 위치에서 효율적인 해결책을 제공한다. 이 경우, 실질적으로 전진 이동을 위해 소요되는 질량들만이 이동된다. 공작 기계의 스탠드 및/또는 다른 더 무거운 부재들은, 종래 기술에서 2개 축의 이동의 공지된 중첩의 경우 제공되는 것처럼 이동되지 않아도 된다. 이 경우, 2개의 독립된 이동의 중첩에 의해 나타나는 이동이 달성되지만, 2개의 구동 유닛이 활성화되고 상응하게 더 큰 질량들이 이동되어야 하며, 이는 더 높은 비용과 더 낮은 효율 및 정밀도를 야기한다.
또한, 작업대 내에서 피가공물의 회전축과의 조합이 가능해진다. 그 결과, 적은 비용으로, 경사 각도들 하에서 다면 절삭 가공이 가능하다.
또한, 본원의 제안에서 바람직한 방식으로, 모터 스핀들 상에는 제어 가능한 선형 구동 유닛에 의해 스핀들 축에 대해 평행한 공구의 선형 이동을 허용하는 선형 가이드가 제공된다.
본원의 제안의 바람직한 구현예의 경우, 절삭 가공 동안 회전 이동과 선형 이동의 중첩이 제공된다. 회전 이동과 선형 이동의 바람직하게 제안되는 중첩을 통해, 공작 기계의 높은 유연성이 달성되며, 이런 유연성은 소형으로 구성되고 그로 인해 경제적인 구동 유닛들로 실현될 수 있는데, 그 이유는 이동될 질량들이 작기 때문이다. 한편으로, 모터 스핀들의 질량만이 회전되면 되고, 다른 한편으로는 모터 스핀들의 질량 중 일부분만이 선형 이동되면 된다. 회전 구동 유닛뿐만 아니라 선형 구동 유닛도 각각 제어 가능하게 설치됨으로써 매우 높은 가공 정밀도를 허용한다. 종래 기술에서 공지되어 기계 제어 시스템으로서 사용되는 NC 제어 시스템들에 의해 매우 복잡한 가공들도 경제적으로 실행될 수 있다. 이 경우, 주의할 사항은, 선형 이동 개념이 전진 이동뿐만 아니라 복귀 이동도 포함하며, 전진 또는 복귀는 피가공물 쪽으로 향하는 이동 또는 피가공물로부터 이격되는 이동에 관련된다는 점이다.
또한, 스핀들 축이 수평으로 정렬된 경우, 피벗 베어링의 회전축은 스핀들 축의 하부에 배치된다. 통상적으로 회전축과 스핀들 축은 서로 수직으로 배향된다. 그러나 이는 자동으로 회전축과 스핀들 축이 교차되어야 한다는 것을 전제로 하지 않는다. 축들의 위치는, 회전축과 스핀들 축이 교차하거나, 다른 변형예에서 회전축이 스핀들 축의 상부에 배치되거나, 또는 바람직하게 실현되는 것처럼 회전축이 스핀들 축의 하부에 배치되는 방식으로, 가변적으로 선택될 수 있다. 상기 구현예는, 특히 피가공물의 가공이 상부로부터 수행되어야 할 때, 다시 말하면 가공이 예컨대 상부로부터 하향으로 수직 방향으로 수행되어야 할 때 장점들을 갖는다. 이 경우에, 회전축은 스핀들 축의 하부에 배치되기 때문에, 선회 이동에 의해 수직 방향으로 행정 길이(stroke length)가 소실되지 않는다.
한 바람직한 구현예에서, 회전축은 복귀된 모터 스핀들의 공구 수용부 근처에 배치된다. 모터 스핀들은 피가공물로 향해 있는 자신의 단부에 공구 수용부를 포함하며, 이 공구 수용부는 공구를 파지하는 홀딩 장치에 의해 형성된다. 또한, 모터 스핀들은 스핀들 축에 대해 평행하게 연장되는 선형 가이드를 포함하고, 이 선형 가이드에 의해, 제어 가능한 회전 구동 유닛은 스핀들 축에 대해 평행하게 공구를 포지셔닝할 수 있다. 당연히, 공구의 포지셔닝에 의해, 공구 수용부도 상응하게 이동되고 포지셔닝된다. 그에 따라, 공구는 피가공물에 대해 전진된 최종 위치 또는 복귀된 최종 위치를 취한다. 그에 따라, 모터 스핀들의 복귀된 위치는, 공구가 피가공물로부터 최대로 이격되어 있는 모터 스핀들의 위치를 나타낸다. 한 실시예에서, 공구 수용부에 대한 회전축의 위치는 스핀들 축과 관련한 축 방향 위치에 의해, 그리고 마찬가지로 스핀들 축과 관련한 반경 방향 위치에 의해 나타내어진다. 따라서, 예시의 제안에서 회전축은 모터 스핀들의 최대 1 내지 2의 지름만큼 스핀들 축의 하부에 배치된다. 축 방향 위치는 예컨대 복귀된, 다시 말하면 확장되지 않은 모터 스핀들의 전체 길이에 걸쳐서, 예컨대 공구 수용부의 모터 스핀들의 전방 단부와 관련하여 상기 길이의 0% 내지 50% 에서 한정된다. 이 경우, 회전축의 축 방향 위치는 모터 스핀들의 중심점과 공구 수용부 사이일 뿐만 아니라, 공구 수용부의 전방일 수도 있으며, 그럼으로써 선회시, 특히 수직 위치에서 모터 스핀들의 상향 절첩(folding-up)이 제공되며, 그럼으로써 수직 방향으로 행정 길이가 획득된다.
바람직한 방식으로, 피벗 베어링의 회전축은 스핀들 축의 하부에서 공구 수용부의 근처에서 전방에 위치한다. 스핀들 축의 하부에서 공구 수용부 근처에서 전방에 존재하는 회전축의 위치는 예컨대 밀링 동안 커터 헤드에 의해 발생하는 것과 같은 횡력이 작은 모멘트만을 생성하게 한다. 이런 모멘트는, 높은 가공 정밀도를 달성하기 위해 확실하게 지지되어야 한다. 또한, 스핀들 축은 수직 위치에서 선회 동안 피가공물에 근접되며, 이는 예컨대 회전축이 공구 수용부의 전방 단부를 지나 돌출되지 않는 경우에 해당한다. 따라서, 수평 위치에서 스핀들 노즈부(spindle nose)(공구 수용부)와 수직 가이드 사이의 간격이 작으며, 수직 위치에서는 피가공물 지지대의 중심을 훨씬 지나서 가공이 수행될 수 있다.
한 바람직한 변형예에서, 스탠드 상에는 제 2 선형축(Y)의 방향으로 피벗 베어링을 위한 가이드가 제공되고, 피벗 베어링은 상기 가이드를 따라서 이동 가능하고 포지셔닝될 수 있다. 상기 제 2 선형축을 따르는 피벗 베어링의 이동을 위해, 조절 및 제어 가능한 구동 유닛이 제공되며, 이 구동 유닛을 통해 피벗 베어링과 그에 따라 모터 스핀들의 위치의 정확한 포지셔닝이 달성된다.
통상적으로, 상기 제 2 선형축은 수직축 또는 Y 축을 나타낸다. 그 결과, 상기 제안에 의해, 모터 스핀들이 피벗 베어링을 중심으로 하는 선회성을 기반으로 자신의 수직 위치와 수평선에 대한 자신의 기울기와 관련하여 조정될 수 있고 포지셔닝될 수 있다.
적합한 방식으로, 스탠드는 2개의 이격된 부분 스탠드로 형성되고, 피벗 베어링은 부분 스탠드들의 가이드들 상에서 가이드 슬라이드들을 통해 동기로 이동 가능하고 포지셔닝될 수 있다. 2개의 이격된 부분 스탠드를 포함하는 구현예에 의해 스탠드의 높은 안정성이 주어진다. 이 경우, 피벗 베어링은 적어도 각각 하나의 가이드 슬라이드를 통해 두 부분 스탠드 상에 지지되며, 각각의 부분 스탠드는 서로 동기화되는 고유의 구동 유닛을 포함한다.
한 추가의 바람직한 실시예에서, 피벗 베어링은 두 부분 스탠드 사이에, 또는 이중 가이드의 개별 가이드들 사이에 배치된다. 평행하게 연장되는 두 부분 스탠드는 하나의 평면을 나타낸다. 가이드 슬라이드들은 예컨대 부분 스탠드들 상에서 각각 서로 향해 있는 내면들 상에 배치된다. 그에 따라, 피벗 베어링도 전술한 평면 내에 또는 상에 배치된다. 그러나 본 발명에 따르는 공작 기계는 이것에 국한되지 않는다. 또한, 피벗 베어링은 전술한 평면의 전방에 배치될 수 있고 두 부분 스탠드 사이의 브리지 형태 연결부를 형성한다.
또한, 스탠드는 제 1 선형축을 나타내는 가이드를 따라서 이동 가능하고 포지셔닝될 수 있다. 일반적인 또는 본 발명에 따르는 공작 기계의 기하구조를 결정할 때, 모터 스핀들의 회전축은 선형축들 중 하나의 선형축에 대해 평행하게 선택되지만, 본 발명이 이것에 국한되지는 않는다. 당연히, 모터 스핀들의 회전축은 바람직하게는 데카르트 좌표계에 상응하는 선형축들과 소정의 각도를 이룰 수 있다. 간단한 참고를 위해, 적어도 한 위치에서 모터 스핀들의 회전축은 제 1 선형축에 대해 평행하고 상기 제 1 선형축은 공작 기계의 명명법에서 Z 축이라고도 기재되는 것이 가정된다.
주의할 사항은, 개별 선형축들의 분포가 자유롭다는 것이다. 제 1 변형예에서, 피벗 베어링은 스탠드 상에 위치 고정되어 배치될 수 있고, 특히 선형축들을 따르는 피가공물의 모든 이동이 실시될 수 있다. 통상적으로, 제 1 선형축(Z 축)은 수평으로 배향되며, 적어도 2개의 평행하게 연장된 가이드 레일에 의해 구현되는 선형 가이드를 통해 달성된다.
한 추가 변형예에서, 공작 기계는 스탠드의 포지셔닝을 위해 제 3 선형축을 따르는 스탠드 가이드를 포함한다. 본 실시예에서, 모터 스핀들에 의해 모든 이동은 3개의 공간축을 따라서 실시되고, 제 1 선형축(Z)과 제 3 선형축(X)은 수평 평면에 위치한다. 제 1 회전축(A)을 중심으로 하는 모터 스핀들의 경동성(tiltability)에 의해, (수평선에 대해) 경사 가공이 가능해진다.
모터 스핀들 내에서 선형축들을 따르는 모든 이동의 집중 외에도, 당연히 모터 스핀들과 피가공물, 특히 피가공물을 지지하는 피가공물 지지대 사이에 상기 이동성을 분배할 수 있다. 그 결과로, 추가 제안에 따라서, 공작 기계는 피가공물 지지대를 포함하고 피가공물 지지대는 제 3 선형축을 나타내는 피가공물 가이드를 따라서 이동 및 포지셔닝될 수 있다.
대안으로서 또는 추가로, 피가공물 지지대의 배치는, 피가공물 지지대가 제 1 선형축(Z)을 나타내는 피가공물 가이드를 따라서 이동 및 포지셔닝될 수 있도록 선택될 수 있다. 바람직하게 수평인 평면 상에 위치하는 제 1 선형축(Z) 및/또는 제 3 선형축(X)을 따라서 각각의 피가공물 가이드 상에서 피가공물 지지대의 이동 및 포지셔닝을 위해, 상응하게 제어 및 조절 가능한 구동 유닛들이 제공된다.
부재들의 각각의 가이드들 상에서 개별 부재들의 이동성 또는 포지셔닝 가능성을 위해, 구동 유닛들, 바람직하게는 전기 모터들이 제공된다. 상기 구동 유닛들은, 스탠드, 및/또는 모터 스핀들, 및/또는 회전축을 중심으로 한 모터 스핀들의 위치, 및/또는 피가공물을 지지하는 피가공물 지지대의 위치의 포지셔닝을 통해 실현되는, 피가공물에 대한 모터 스핀들의 신속하고 고정밀의 포지셔닝을 달성하기 위해, 고정밀 위치 센서들 및 제어 알고리즘을 구비한다. 이런 특성은, 모터 스핀들, 스탠드 또는 피가공물 지지대의 이동인지, 그리고 상응하는 회전축을 중심으로 한 부재의 각각의 회전 운동 또는 선회 운동을 위한 이동인지의 여부와 무관하게, 선형축들을 따르는 모든 이동에 적용된다.
한 추가 변형예에서, 피가공물 지지대는 제 2 회전축을 중심으로 회전 및 포지셔닝될 수 있다. 이 경우, 제 2 회전축은 제 2 선형축에 대해 평행하고 바람직하게는 수직으로 배향된다. 그 결과, 한 번 고정된 피가공물의 다면 가공이 달성된다.
바람직한 방식으로, 모터 스핀들은 스핀들 축의 방향으로 선형 가이드 상에서 지지되면서 모터 스핀들 하우징에 대해 이동 및 포지셔닝될 수 있는 스핀들 슬리브를 포함한다. 스핀들 슬리브는 공구의 회전축의 방향으로 공구의 축 방향 이동을 허용한다. 그러므로 스핀들 슬리브 또는 공구 슬리브(tool sleeve)는, 공구를 상응하게 전진 이동시키기 위해, 2개의 이동, 즉 공구의 회전 이동과 추가로 독립적인 선형 이동을 허용한다. 모터 스핀들 상에 스핀들 슬리브의 구현에 의해, 간단한 방식으로, 피벗 베어링을 중심으로 선회되는 모터 스핀들 상에 배치된 공구를 피가공물 쪽으로 이동시킬 수 있으며, 상기 독립적인 구동 유닛에 의해 훨씬 더 적은 중량이 이동되고 그로 인해 모터 스핀들의 상기 전진 이동 축으로 특히 작은 보어들의 가공을 위한, 그리고 공구 교체를 위한 고속 이동이 가능하다.
또한, 더 바람직한 방식으로, 제 1 모터 스핀들의 옆에, 피벗 베어링 상에서 제 1 회전축을 중심으로 선회 및 포지셔닝될 수 있는 적어도 하나의 추가 모터 스핀들이 배치된다. 동일한 방식으로 회전축을 중심으로 선회 및 포지셔닝될 수 있는 피벗 베어링 상에 추가 모터 스핀들들의 배치에 의해, 그렇게 설치된 공작 기계로 동시에 복수의 (동일한 형태의 또는 상이한) 피가공물을 가공할 수 있으며, 그럼으로써 절삭 성능이 상응하게 증가한다.
바람직한 방식으로, 적어도 2개의 모터 스핀들의 각각의 스핀들 축들은 서로 평행하게 배향된다. 흔히, 전술한 것처럼 설치되는 공작 기계로 동일한 피가공물들 상에서 (또는 하나의 피가공물 상에서) 동일한 형태의 가공 단계들을 실시하는 것이 바람직하다. 이런 경우에는, 적어도 2개의 모터 스핀들의 스핀들 축들을 평행하게 배향하는 것이 바람직하며, 그럼으로써 이런 경우에 상응하는 선형 구동 유닛들도 불필요하게 제공되지 않아도 되며, 이는 상응하는 질량 절감으로 이어진다. 또한, 상응하는 가공 계획의 경우, 바람직하게는 모터 스핀들들이 예컨대 서로 상이하거나 또는 동일한 피가공물들 상에서 상이한 가공들을 실시하기 때문에, 모터 스핀들들의 스핀들 축들은 서로 상이하게 배향될 수도 있다.
또한, 바람직한 방식으로, 모터 스핀들들 사이의 간격을 조정하기 위해 조정 장치가 제공된다. 조정 장치는 예컨대 상응하는 가이드들과, 선택된 위치에 모터 스핀들들을 고정시킬 수 있는 하나의 록킹 기구(locking mechanism)를 포함한다. 이 경우, 조정 장치는 예컨대 수동으로만 작동될 수 있는데, 그 이유는 상기 조정이 드물게만 수행되거나, 또는 상기 조정 장치가 제어될 수 있는 전기식 구동 유닛을 구비하여 구현됨으로써 상기 조정 가능성이 가공 동안에도 제공되기 때문이다.
피벗 베어링 상에는 제 1 회전축을 중심으로 선회될 수 있으면서 포지셔닝될 수 있는 스핀들 베드(spindle bed)가 제공된다. 회전 운동을 위해, 상응하게 제어 및 조절될 수 있는 회전 구동 유닛이 제공된다. 모터 스핀들은 선형 가이드를 통해 스핀들 축의 방향으로 스핀들 베드 상에 또는 스핀들 베드에 지지된다.
따라서, 스핀들 베드는 피벗 베어링 상의 모터 스핀들의 수용부를 나타내며, 스핀들 베드는 단 하나의 모터 스핀들의 수용부로 국한되지 않는다. 바람직한 구현예의 경우, 스핀들 베드는 적어도 2개의 모터 스핀들을 수용한다.
또한, 적어도 2개의 모터 스핀들을 위해 하나의 공통 선형 구동 유닛이 제공되거나, 또는 적어도 2개의 모터 스핀들 각각을 위해 각각 하나의 고유 선형 구동 유닛이 제공된다. 복수의 모터 스핀들에 대해 하나의 공통 선형 구동 유닛을 사용하는 것은, 모터 스핀들들이 예컨대 더욱 강성이면서 더욱 안정적으로 구성될 수 있는 하나의 유닛을 형성하고 단 하나의 구동 유닛만이 필요하다는 장점을 갖는다. 그 밖에도, 스핀들 베드 상에 배치되는 각각의 모터 스핀들에 고유의 선형 구동 유닛을 할당할 수도 있으며, 그럼으로써 예컨대 서로 독립적인 이동도 가능하다.
한 바람직한 구현예에서, 스핀들 베드는 케이지(cage) 또는 터널 형태로, 특히 일체형으로 또는 내굽힘성을 갖는 방식으로 형성된다. 스핀들 베드의 터널 형태 구현예는 예컨대 도 7에 도시되어 있다. 상기 구현예는 분명하게 굽힘에 안정적이며, 이는 높은 가공 정밀도를 위해 바람직하다.
적합한 방식으로, 전방, 특히 하부의 스핀들 베드 단부 상에 피벗 베어링의 베어링 부재가 배치된다.
한 추가의 바람직한 실시예에서, 스핀들 베드는 베어링 부재에 대향하여 위치하는 스핀들 베드 단부 상에 클램핑 표면들을 포함한다. 그에 따라, 스핀들 베드는 한편으로 피벗 베어링 상에서, 그리고 다른 한편으로는 클램핑 표면들 및 이 클램핑 표면들에 작용하는 클램핑 장치를 통해 피벗 베어링과 연결된다. 상기 두 지지 영역들은 서로 비교적 멀리 이격되어 있기 때문에, 상응하는 안정된 지지가 이루어지는데, 그 이유는 모터 스핀들들의 대부분이 상기 두 지지 영역들 사이에 배치되기 때문이다.
한 바람직한 변형예는 베어링의 회전축을 중심으로 선회 가능한 스핀들 축의 중심 위치를 특징으로 하며, 이 중심 위치에서 스핀들 축은 제 1 선형축(Z 축 또는 수평축)에 대해 평행하고 상기 중심 위치에 대해 -25° 내지 +100°, 바람직하게는 -20° 내지 +95°, 더 바람직하게는 -15° 내지 +90°의 선회 범위에서 선회 및 포지셔닝될 수 있다. 일반적으로, 상기 회전 범위는 하한과 상한에 의해 나타내어진다. 하한은 예컨대 -25°, -20°, -15°, -10°이고, 상한은 +90°, +95°, +100°, +105°, +110°이다. 본 출원은 상기 상한과 상기 하한의 모든 조합을 개시하며, 당업자라면 피벗 베어링 상에서 선회 범위의 상기 구현예가 어떻게 실현되는지를 분명히 알 수 있다. 이 경우, 음의 각도 표시는 수평선에 대해 상향으로 스핀들 축을 들어올리거나 선회하는 것을 나타내며, 그럼으로써 가공은 하부로부터, 또는 비스듬하게 하부로부터 (상향으로) 가능해진다. 양의 각도 표시는 스핀들 헤드 및 이 스핀들 헤드에 고정된 공구를 하강시키는 것이며, 그럼으로써 상부로부터, 또는 비스듬하게 상부로부터 (하향으로) 피가공물 상으로 가공이 가능해진다. 선회되는 모터 스핀들 내에 고유의 선형 가이드 또는 스핀들 슬리브를 배치하는 것에 따른 장점은, 선회 각도와 무관하게 공구에 대해 변함없는 정밀도를 갖는 전진 이동 축이 이용될 수 있다는 것이다.
추가 장점은, 모터 스핀들 내의 독립적인 전진 이동 축이 공구 교체 과정을 지원한다는 것이다. 따라서, 한 변형예에서, 공작 기계는 공구 교체 장치를 구비한 공구 매거진을 포함하고, 공구 교체 장치에서 공구를 교체하기 위한 모터 스핀들의 접근 이동을 위해, 스핀들 축에 대해 평행한 선형 가이드를 따르는 모터 스핀들 또는 스핀들 슬리브의 포지셔닝이 사용된다. 스핀들 슬리브 또는 전체 모터 스핀들 내에 훨씬 더 작게 치수 설계되고 그로 인해 더욱 저성능인 구동 유닛(예컨대 스핀들 슬리브의 경우에서처럼 단지 공구 스핀들의 일부가 아니라, 모터 스핀들 전체가 선형 가이드 상에 배치되고 스핀들 축에 대해 평행한 방향으로 이동 가능하다)은 적은 에너지 소비량으로 공구 교체를 실시하는 것을 허용한다. 또한, 훨씬 더 작은 질량이 이동되기 때문에, 교체 과정은 더 신속하면서도 더 조심스럽게 수행된다.
이 경우, 바람직하게는, 공구 교체 장치가 선회 구동 유닛에 의해 이동 가능한 선회 암에 의해 형성되며, 선회 암은 제 1 선형축(Z) 및/또는 제 2 선형축(Y)을 따라서 각각 고유 구동 유닛에 의해 이동 가능하고 포지셔닝될 수 있다. 적합한 방식으로, 선회 암이 길이방향으로 변위될 수 있는 중심이 되는 선형축들은, 모터 스핀들 및/또는 피가공물 지지대와 관련하여 제공되는 각각의 선형축들에 대해 각각 평행하다. 그 결과, 기하학적 배치는 수월해진다. 이 경우, 공구 매거진은 측면에서 (예컨대 X 방향으로 볼 때) 스탠드의 옆에 위치되며, 그럼으로써 공구 매거진으로부터 또는 공구 매거진 내로 공구들의 인입 및 인출 선회를 위해 공구 교체 장치 상에 제공되는 선회 암의 선회 이동은 수월해지게 된다. 선회 암 자체는 서로 연결된 2개의 그립 장치(gripping device)를 포함한다. 일반적으로 하나의 그립 장치는 모터 스핀들로부터 교체 탈거될 공구의 수용을 위해 비어있고, 제 2 그립 장치는 교체 장착될 공구를 옮긴다.
한 추가 변형예에서, 피벗 베어링은 서로 이격된 2개의 피벗 베어링 지지부에 의해 포크 또는 갈퀴 발톱 형태로 형성되고, 피벗 베어링 지지부들 사이에는 모터 스핀들 또는 스핀들 베드가 배치된다. 피가공물에 대한 공구의 위치는 불량률이 가능한 한 적으면서 정확하고 효율적인 가공을 위해 매우 중요하다. 서로 이격된 2개의 피벗 베어링 지지부에 의한 피벗 베어링의 구현예를 통해, 피벗 베어링의 구현을 위한 상응하게 고정밀의 가공을 허용하는 매우 안정된 구성이 제안된다.
또한, 바람직한 방식으로, 피벗 베어링은 아치 형태이면서 특히 일체형으로 형성된 클램핑 세그먼트를 포함하며, 상기 클램핑 세그먼트는 이 클램핑 세그먼트 상에서 클램핑 장치를 이용하여 스핀들 베드의 클램핑 표면을 고정하기 위해 사용된다. 클램핑 세그먼트의 아치 형태 구현예를 통해, 스핀들 베드 또는 모터 스핀들 상에 제공되는 클램핑 표면의 회전축을 중심으로 하는 회전의 각각 임의의 각도 위치에서 클램핑 세그먼트의 평행하게 연장하는 영역이 고정을 위해 제공된다. 그 결과, 각각 임의의 각도 위치에서 선회되는 모터 스핀들의 안정되고 위치 정확한 고정이 수행된다. 일체형으로 형성된 클램핑 세그먼트는 그 자체로 마찬가지로 위치 정확한 고정을 지원하는 안정된 구조를 제공한다.
바람직한 방식으로, 피벗 베어링은 스핀들 베드의 베어링 부재와 상호작용하는 베어링 상대 부재를 포함한다.
또한, 본원의 제안에서 바람직한 방식으로, 구동 유닛들로 구동될 수 있는 적어도 하나, 바람직하게는 2개의 볼 나사 드라이브(ball-thread drive)가 회전 구동 유닛으로서 제공되며, 이 볼 나사 드라이브는 측면에서 스핀들 베드에 작용한다. 바람직하게 볼 나사 드라이브들은 토크 모터들에 의해 구동된다. 그 밖에, 당연히 직접 구동 유닛들(direct drive unit)도 회전 구동 유닛으로서 제공된다. 2개의 볼 나사 드라이브가 제공되는 경우, 스핀들 베드는 상기 두 볼 나사 드라이브 사이에 배치된다. 그 결과로, 매우 안정된 배치가 이루어진다. 볼 나사 드라이브로서의 구현예는 바람직한데, 그 이유는 볼 나사 드라이브들이 회전축을 중심으로 한 이동과 선형 이동의 중첩 시 매우 안정되고 위치 정확하기 때문이다.
바람직하게 제 1 선형축(Z), 제 2 선형축(Y) 및 제 3 선형축(X)은 데카르트 시스템을 형성하며, 다시 말하면 상기 3개의 축은 우회전 시스템에서 서로 수직을 이룬다. 피벗 베어링은 바람직하게 제 1 선형축(Z)에 대해 수직으로 배향되는 제 1 회전축을 형성한다. 제 2 선형축(Y, 수직 방향)은 바람직하게 제 1 회전축(A)에 대해 수직으로 배향되며, 그리고 제 1 선형축(Z)에 대해서도 수직으로 배향된다. 본원의 제안의 바람직한 구현예의 경우, 제 2 선형축은 수직으로 연장된다.
본원의 제안의 바람직한 구현예는 피가공물의 절삭 가공을 위한 공작 기계에 의해 형성되며, 상기 공작 기계는 스핀들 축을 중심으로 한 공구의 회전 구동을 위한 모터 스핀들을 포함하고, 모터 스핀들은 스탠드에 의해 지지되고, 스탠드 상에는 피벗 베어링이 제공되고, 모터 스핀들은 스핀들 베드 내에서 지지되며 피벗 베어링 상에 제 1 회전축을 중심으로 회전 및 포지셔닝될 수 있고, 모터 스핀들 상에는 스핀들 축에 대해 평행한 공구의 전진 이동을 허용하는 선형 가이드가 제공되고, 스핀들 베드는 케이지 또는 터널 형태로, 특히 일체형으로 또는 내굽힘성을 갖는 방식으로 형성되고, 스핀들 베드는 피벗 베어링의 베어링 부재에 대해 대향하여 위치하는 스핀들 베드 단부 상에 클램핑 표면들을 포함하고, 피벗 베어링은 아치 형태이면서 특히 일체형으로 형성된 클램핑 세그먼트를 포함하며, 상기 클램핑 세그먼트는, 클램핑 장치를 이용하여 클램핑 세그먼트 상에 스핀들 베드의 클램핑 표면을 고정하기 위해 사용된다.
상기 제안은 한편으로 높은 유연성을 특징으로 하고 다른 한편으로는 높은 안정성도 특징으로 하는데, 그 이유는 피벗 베어링 및 클램핑 표면들이 서로 멀리 떨어져 있어서 배치 구조가 매우 높은 가공력을 흡수할 수 있으며 공작 기계의 상기 구현예의 높은 가공 정밀도에 부정적인 영향을 미칠 수 없기 때문이다.
도면에는 본 발명의 실시예가 개략적으로 도시되어 있다.
도 1a, 1b, 4a, 4b는 다양한 위치들에서 공작 기계를 각각 도시한 사시도이다.
도 2, 5a, 5b는 추가 가공 위치에서 공작 기계를 각각 도시한 측면도이다.
도 3은 (도 1a에 따르는 Z 축의 방향에서) 공작 기계를 도시한 정면도이다.
도 6은 공작 기계의 모터 스핀들의 지지부를 도시한 확대 측면도이다.
도 7은 공작 기계의 스핀들 베드의 변형예를 도시한 사시도이다.
도면들에서 동일하거나 서로 상응하는 부재들은 각각 동일한 도면부호들로 표시되어 있으며 그로 인해 바람직하지 않다면 다시 설명되지 않는다. 전체 명세서에 포함된 개시 내용들은 동일한 도면부호들 또는 동일한 부품 명칭들을 갖는 동일한 부분들에 유사하게 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 상부, 하부, 측면 등처럼 명세서에서 선택된 위치 정보들은 직접적으로 설명되고, 도시된 도면과 관련되며, 위치 변경 시 새로운 위치에 유사하게 적용된다. 또한, 도시되고 기재된 여러 가지 실시예에서 확인되는 개별 특징들 또는 특징 조합들은 그 자체로 독자적이거나 진보성이 있거나 발명에 따르는 해결책들을 형성할 수 있다.
공작 기계(1)는 도 1a 및 1b에 2가지 가공 위치에서 예시로 도시되어 있다. 공작 기계(1)는 피가공물 지지대(90) 상에 배치되는 피가공물(9)의 절삭 가공을 위해 사용된다. 공작 기계(1)는 특히 스핀들 축(20)을 중심으로 한 공구의 회전 구동을 위한 모터 스핀들(2)을 포함한다. 공작 기계(1)는 특히 모터 스핀들(2)을 지지하는 스탠드(3)도 포함한다. 스탠드(3) 상에는 피벗 베어링(4)이 제공되며, 이 피벗 베어링은, 모터 스핀들(2)이 회전 및 포지셔닝될 수 있는 중심이 되는 제 1 회전축(A)을 형성한다.
이 경우, 기하학적 설계는 바람직하게는 회전축(A)이 스핀들 축(20)과 교차하도록 선택되지만, 그러나 이것에 본 발명을 국한하지는 않는다.
도 1a에는, 공작 기계(1)의 우측 옆에, 사용되는 명명법을 설명하는 데카르트 좌표계가 도시되어 있다. 이러한 데카르트 시스템은 일차로 선형축들(X, Y 및 Z)로 나타내어지며, Z 축은 바람직하게는 수평으로 연장되고 (선회 가능한 모터 스핀들을 포함하지 않는 기계의 경우) 모터 스핀들(2)의 스핀들 축(20)에 대해 적어도 평행하다. 선형축(Z)은 본 출원에서 제 1 선형축이라 한다. Y 축은 제 2 선형축이라고 하고, X 축은 제 3 선형축이라 한다.
또한, 명명법은 다양하고 가능한 회전축들(A, B)의 식별 표시에 대한 결정도 포함하며, Y 축을 중심으로 한 회전은 B 축을 중심으로 한 회전이라 한다. 또한, 이러한 회전은 동시에 본 출원의 범위에서 제 2 회전축을 중심으로 한 회전으로도 기재된다. X 축을 중심으로 한 회전 또는 회전성은 A 축을 중심으로 한 회전으로서 기재되며, 이는 본 출원의 개시 범위에서 제 1 회전축을 중심으로 한 회전에도 해당한다. 주의할 사항은, 제 1 회전축을 중심으로 한 모터 스핀들(2)의 선회가 제공되지만, 이는 상기 회전축이 반드시 수평으로 또는 수직으로 연장되는 공간축 또는 선형축과 평행하다고 본 발명을 국한하는 것은 아니라는 점이다. 원칙상, 이와 다른 기하학적 배치 구조들도 선택될 수 있으며, 다시 말하면 예컨대 X 축, Y 축 또는 Z 축과 예각을 이루는 제 1 회전축도 제공될 수 있다. 이런 변형예들도 본 발명 및 개시 내용에 포함된다.
도 1a에 도시된 다양한 선형축들의 분배, 다시 말하면 다양한 공간 방향들을 따르는 길이방향 이동성들의 분배는 하기와 같다.
피가공물 지지대(90)는 (수평 또는 제 3) 선형축(X)을 따라서 이동 가능하고 포지셔닝될 수 있다. 이를 위해, 평행하게 연장되는 2개의 피가공물 가이드(91)를 포함하는 피가공물 베드(92)가 제공되고, 피가공물 가이드들은 평행하게 연장되며 X 방향으로 배향된다. 피가공물 베드(92) 내에는, 피가공물 가이드들(91) 상에서 상응하게 이동될 수 있으면서 위치 정확하게 포지셔닝될 수 있는 피가공물 지지대(90)용 조절 및 제어 가능한 구동 유닛이 제공된다.
여기에 도시된 실시예에는, 수평으로 연장되는 제 2 회전축(B)을 중심으로 한 피가공물 지지대(90)의 선회 가능성도 제공되며, 이런 선회 가능성을 통해 추가로 모터 스핀들(2)에 의한 피가공물(9)의 다면 가공 및 그에 따른 더 유연한 가공이 가능하다. 이는, 이동 가능한 피가공물 지지대(90) 내에 배치되는 턴테이블에 의해 실현된다.
스탠드(3)는 선형 가이드(31)를 따라서 이동 가능하고 포지셔닝될 수 있다. 이 경우, 선형 가이드(31)는 평행하게 연장되는 2개의 가이드 레일(32)에 의해 형성되며, 가이드 레일들을 통해 스탠드(3)는 스탠드 베이스들(33) 위에 지지된다. 이 경우, 가이드(31)의 길이방향 연장부는 제 1 선형축(Z)의 방향으로 연장된다. 모터 스핀들(2)은 스탠드(3) 상에서 가이드(30)를 따라서 이동 가능하고 포지셔닝될 수 있고, 가이드(30)는 여기에 나타나지 않는 가이드 레일들에 의해 형성되며, 엄밀히 말하자면 모터 스핀들(2)은 피벗 베어링(4)을 통해 상기 가이드(30) 상에 안착된다. 이 경우, 상기 가이드(30)의 길이방향 연장부는 수직 방향으로 연장되고 제 2 선형축(Y)에 대해 평행하다.
스탠드(3) 상에서의 구조적인 구성은 하기와 같다.
Y 축의 방향으로 이루어지는 모터 스핀들의 이동 가능성을 위해, 스탠드(3)의 가이드(30) 상에는 모터 스핀들 슬라이드(23)가 제공된다. 여기에 도시된 실시예에서, 모터 스핀들 슬라이드(23)는 피벗 베어링(4)과 동일하며, 이런 어셈블리는 여기에 도시된 실시예의 경우 다양한 개념들을 통해 기재되어 있는 다수의 과제를 갖는다. 또한, 피벗 베어링(4)은 위치 고정될 수 있다. 피벗 베어링(4) 자체는 포크, 집게 또는 요크(yoke) 형태로 배치되는 2개의 피벗 베어링 지지부(40)로 구성되며, 이들 피벗 베어링 지지부는 모터 스핀들(2)의 회전 이동을 위한 견고하고 안정된 받침부를 형성하고 자신들 사이에서는 모터 스핀들(2) 또는 스핀들 베드(22)를 수용하여 지지한다. 모터 스핀들(2) 자체는, 피벗 베어링(4) 상에서 회전축(A)을 형성하는 회전 샤프트에 대한 연결부들을 가용하게 하는 스핀들 베드(22) 내에서 지지된다. 당연히, 모터 스핀들(2)은 스핀들 베드(22)의 배치 없이 피벗 베어링(4) 내에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 피벗 베어링(4)의 회전축(A)을 중심으로 모터 스핀들(2)을 선회시키기 위한 회전 구동 유닛은 예컨대 피벗 베어링 지지부(40) 내에, 또는 모터 스핀들(2)의 측면들 또는 스핀들 베드(22) 상에 배치된다.
모터 스핀들(2)은 공구(81)(도 3 참조)를 수용하고 고정하여 가공 목적을 위해 회전 구동시키는 스핀들 헤드(24)를 포함한다.
본원의 제안의 실질적인 장점은, 공작 기계(1) 상에 대형 공구 매거진(8)이 제공되고, 이 공구 매거진이 모터 스핀들(2)과 관련하여 모터 스핀들(2) 측면 옆에 또는 스탠드(3) 내에 배치된다는 것이다.
공구 매거진(8)은, 상하로 또는 차례로 배치되는 복수의 공구 매거진 디스크(82)로 형성되며, 여기에 도시된 구현예(도 1a)의 경우 총 4개의 공구 매거진 디스크(82)가 제공되며, 2개의 공구 매거진 디스크(82)는 상하로 배치되고 이것의 2 열이 차례로 배치된다. 따라서, 많은 보유량의 공구(81)가 공구 매거진(8) 내에 제공될 수 있다. 모터 스핀들(2)의 스핀들 헤드(24) 내로 그리고 상기 스핀들 헤드(24)로부터 공구(81)의 교체 장착 및 교체 탈거를 위해 공구 교체 장치(80)가 제공된다. 이 공구 교체 장치는 Z 축에 대해 평행한 선회축(84)을 중심으로 선회할 수 있는 선회 암(83)으로 구성된다. 동시에, 선회 암(83)은 Y 방향으로(도 3에서 양방향 화살표 참조) 이동 및 포지셔닝될 수 있으며, 이를 위해 상응하는 구동 유닛이 제공된다. 또한, 차례로 배치된 두 공구 매거진 디스크(82)에 도달하기 위해 Z 방향으로 선회 암(83)의 이동성도 제공된다. 공구 교체 장치의 수직 변위 가능성을 통해, 선회 암(83)은 공구(81)를 삽입 보관하거나 빼내기 위해 하부 공구 매거진 디스크(82)뿐만 아니라 상부 공구 매거진 디스크(82)에도 도달할 수 있다.
도 1b에는, 다른 사용 위치에서 공작 기계(1)가 도시되어 있다.
우선, 스탠드(3) 상에서 피벗 베어링(4)의 위치가 변경된다. 즉, 피벗 베어링(4)은 스탠드(3) 상에서 완전히 상향 이동된다. 또한, 스핀들 축(20)이 수평선과 예각을 이루고 모터 스핀들(2) 또는 이 모터 스핀들의 헤드(24)가 하향으로 향하는 방식으로, 모터 스핀들(2)은 제 1 회전축(A)을 중심으로 선회된다. 이런 위치를 통해, 피가공물(9) 상에서의 가공은 상부로부터 하향으로 경사 각도 하에서 상한 각도에 이를 때까지 가능하다.
또한, 잘 나타나는 바와 같이, 모터 스핀들(2)의 전방 단부(25)는 스핀들 베드(22)로부터 이동된다. 모터 스핀들(2) 상에는, 이 모터 스핀들(2)과 함께 제 1 회전축(A)을 중심으로 선회되고 포지셔닝될 수 있으며 스핀들 축(20)에 대해 평행한 공구(81)의 전진 이동을 허용하는 선형 가이드(21)(도 2 참조)가 제공된다. 이 선형 가이드(21)는 다양한 방식들로 구현될 수 있다. 제 1 변형예에서, 전체 모터 스핀들(2)은 선형 가이드(21) 상에 지지되며 스핀들 베드(22)[또는 피벗 베어링(4)]에 대해 길이방향으로 변위될 수 있다. 제 2 변형예의 경우, 모터 스핀들(2) 내에 선형 가이드가 제공되고, 이 선형 가이드는 예컨대 스핀들 슬리브를 형성하며, 다시 말하면 이 스핀들 슬리브의 경우 공구 구동 샤프트가 모터 스핀들(2)로부터 전방 방향으로 밀려진다.
두 제안에 따라서, 모터 스핀들(2)이 회전축(A)을 중심으로 선회되는 경우, [회전축(A)을 중심으로 선회되는] 스핀들 축의 방향으로 전진 이동이 제공되며, 상기 간단하게 형성된 선형 구동 유닛이 피가공물과 상호작용하는 공구(81)의 접근 이동을 위해 사용된다.
상황에 따라 매우 무거운, 예컨대 수 톤의 무게에 달하는 피가공물을 회전축(A)을 중심으로 기울어지게 해야만 하는 것 대신, 이제는 피가공물의 상응하는 드릴링 또는 다른 절삭 가공을 실시하기 위해 훨씬 더 가벼운 모터 스핀들(2)이 제 1 회전축(A)을 중심으로 경사진다.
선형 가이드(21)를 따르는 모터 스핀들(2) 또는 모터 스핀들(2)의 일부의 변위 가능성은 효율적이면서도 신속한 가공을 위해 바람직할 뿐만 아니라, 공구 교체 과정 시에도 예컨대 스핀들 헤드(24)로부터 공구 섕크(tool shank)를 인출하기 위해 스핀들 헤드(24) 내로의 복귀 이동이 이루어져야만 할 때도 상기 변위 가능성이 이용될 수 있다. 여기서도, 상기 추가 선형축이 바람직한데, 그 이유는 구동 유닛들이 훨씬 더 소형으로 구성될 수 있고 그에 따라 작동 중에도 더욱 경제적이기 때문이다.
도 1b에 도시된 선회는 양의 부호를 갖는 선회 범위에서 수행되며, 그리고 본 발명을 이에 국한하지 않으면서, 수평선에 대해 100° 또는 110°까지 이를 수 있다.
이와 반대로, 도 2에는, 음의 범위의 선회가 도시되어 있으며, 이 선회는 스핀들 헤드(24)가 상향으로 경사지는 방식으로 수행된다.
선형 가이드(21)를 따르는 모터 스핀들(2) 또는 모터 스핀들(2)의 부분들의 양방향 변위 가능성은 양방향 화살표(27)로 표시되어 있다. 이는 피가공물(9)의 방향으로 스핀들 헤드(24)의 상응하는 접근 이동을 일으킨다. 회전축(A)을 중심으로 하여 모터 스핀들(2)과 함께 수행되는 스핀들 베드(22)의 회전성은 양방향 화살표(26)로 도시되어 있다.
도 2에 잘 나타나는 바와 같이, 비스듬하게 하부로부터 비스듬하게 상향으로 연장되는 드릴링 및 기타 절삭 가공을 개시하기 위한 본원의 제안을 통해 스핀들 축(20) 및 그에 따라 스핀들(2)도 수평으로 배향된 회전축(A)을 중심으로 음의 각도 범위로 회전된다. 그 결과 스핀들 헤드(24)는 모터 스핀들(2)의 무게중심 또는 모터 스핀들의 회전축(A)보다 더 높게 위치하기 때문에, 바람직하게는 모터 스핀들(2)이 전체적으로 피가공물(9)에 대해 매우 멀리 하향 이동될 수 있도록 배치 구조를 형성한다. 이는 각각의 가이드들의 특별한 배치를 통해 가능하며, 이에 대해서는 도 3이 참조된다. 잘 나타나는 바와 같이, 모터 스핀들 슬라이드(23)는 스탠드(3)의 가이드(31)의 두 가이드 레일(32) 사이에서 하향 통과할 수 있으며, 그에 따라 피가공물(9)의 하부 영역에서도 상응하는 가공을 실행할 수 있도록 하기 위해 하부를 향해 공간을 제공한다. 이는, 특히 스탠드(3) 내에서 모터 스핀들 슬라이드(23)를 지탱하거나 지지하는 가이드 레일들(32)이, 측면에서도 스탠드(3) 상에 배치되는 스탠드 베이스들(33)의 위쪽에서 스탠드(3)를 지지하는 가이드 레일들(32)보다 서로 더 작은 간격을 갖는 것을 통해 실현된다.
도 4a에는, 실질적으로 도 1a에서와 동일한 것이 도시되어 있다. 여기에 도시된 실시예의 경우, 피벗 베어링 지지부들은 케이싱(47)에 의해 덮여있다. 도 1a에 따른 도시와의 추가 차이점은 스핀들 축(20)에 대한 회전축(A)의 배치, 여기에 도시된 것처럼 스핀들 축(20)의 하부에 회전축(A)의 배치에 있다.
도 4b는 도 1b와 비교될 수 있다. 도 1b에서와 유사하게, 도 4b에서는 피벗 베어링(4)이 스탠드(3) 상에서 수직으로 상향 변위된다. 또한, 스핀들 축(20)은, 공구 수용부(28)를 지지하는 모터 스핀들(2)의 전방 단부가 하향 선회되는 방식으로, 도 4a에 따르는 배향에 비해 선회되어 있다. 또한, 잘 나타나는 바와 같이, 도 4b에서는 모터 스핀들(2)의 전방 단부가 도 4에 따르는 상황에 비해 하우징(47)으로부터 돌출되며, 이는 스핀들 축(20)에 대해 평행한 공구 수용부(28)의 선형 이동을 허용하는 선형 가이드가 제공되는 것을 통해 달성된다. 공구 수용부(28)가 미도시한 공구를 수용하여 절삭 가공 동안 충분히 파지하는 것은 명백하다.
도 5a에 도시된 상황은 도 2에 도시된 상황들과 비교될 수 있다. 도 2와 달리, 도 5a에서 잘 나타나는 바와 같이, 스핀들 축(20)이 여기서는 수평이 아니라, 약간 비스듬하게 상향으로 경사져 있다고 하더라도, 회전축(A)은 스핀들 축(20)의 하부에서 연장된다. 도 5a에서는 (도 2에 비해) 피벗 베어링(4) 상에 아치 형태인 클램핑 세그먼트(41)의 구현도 잘 나타난다. 이런 구조적인 상세 내용은 재차 도 6과 관련하여 설명된다.
도 5a에 비해, 도 5b에는, 한편으로 피벗 베어링(4)이 피가공물 지지대(90) 위쪽에 포지셔닝되는 방식으로, Z 방향으로 완전히 전방을 향해 이동되어 있는 스탠드(3)가 도시되어 있다. 이 경우, 모터 스핀들(2)은 회전축(A)을 중심으로 수직 위치로 회전되며, 피가공물 지지대(90) 상에 놓인 피가공물(9)은 상부로부터 가공될 수 있다.
도 5b에 도시된 공작 기계(1)는 여기서는 가공 챔버(93)를 밀폐하는 하우징(94)을 완비한 상태로 도시되어 있으며, 당연히 하우징(94)은 피가공물들(9)의 삽입 및 배출 이송을 위한 적어도 하나의 도어(95)를 포함한다. 공작 기계(1)의 하부 영역에서, 특히 피가공물 지지대(90)의 하부에서 두 피가공물 가이드(91) 사이에는 칩 수집기(chip collector) 또는 칩 컨베이어(chip conveyor)가 배치된다.
회전 구동 유닛의 구현예는 도 6에서 설명된다. 피벗 베어링(4) 상에 모터 스핀들(2)의 정확한 정렬을 위해, 클램핑 장치(5), 클램핑 표면(50) 및 아치 형태인 클램핑 세그먼트(41)의 상호작용이 이용된다. 아치 형태인 클램핑 세그먼트(41)는 피벗 베어링(4) 상에 위치 고정되며, 바람직하게는 일체형으로 안정적으로 구현되며, 클램핑 장치(5)를 이용하여 모터 스핀들(2) 상에, 또는 이 모터 스핀들(2)을 수용하는 스핀들 베드(22) 상에 제공되는 클램핑 표면(50)을 높은 위치 정확도로 고정하기 위해 사용된다.
도 5b에 도시된 실시예의 경우, 모터 스핀들(2)의 전진 이동된 위치에서, 스탠드로부터 떨어져 있는 피가공물 지지대(90)의 절반 상에 놓인 피가공물 영역들을 상부로부터 가공할 수 있다. 이는, 스핀들 축(20)이 회전축(A)과 교차하는 것이 아니라, 스핀들 축(20)의 수평 위치에서 회전축(A)이 스핀들 축의 하부에 배치되는 것을 통해 달성된다.
도 6에는, 스핀들 베드(22) 내에서 파지되는 모터 스핀들(2)의 구현예가 확대도로 도시되어 있다. 도 7에는, 스핀들 베드(22)의 한 실시예가 확대도로 도시되어 있다. 스핀들 베드(22)는 터널 형태로 형성되고, 자신의 단부면들에서 [여기에 도시되지 않은 스핀들 축(20)과 관련하여] 개방되어 있으며, 바람직하게는 2개의 부재로 형성되며, 제 1 부재, 즉 베이스 부재(200)는 스핀들 축의 방향으로, 또는 개구부에 대해 수직으로 U자 형태로 형성되고, 바람직하게는 높은 안정성을 보장하기 위해 일체형으로 가공되며, 상부에서는 커버 부재(201)로 폐쇄되어 있다. 이 경우, 커버 부재(201)는 U자형 베이스 부재(200)의 두 웨브(203, 203')를 연결한다. 전방의 스핀들 베드 단부(29) 상에서 베이스 부재(200) 내에는 하부 영역에 베어링 부재(42)가 제공되며, 이 베어링 부재는 여기서는 미도시된 피벗 핀(pivot pin) 또는 샤프트의 수용을 위한 예컨대 관통 개구부로서 형성된다. 스핀들 베드 단부(29)에 대향하여 위치하는 단부(204) 상에는, 클램핑 세그먼트(41) 및 클램핑 장치(5)와 상호작용하는 클램핑 표면(50)이 제공된다. 중량을 줄이기 위해, 베이스 부재(200)는 복수의 개구부(202)를 포함하지만, 베이스 부재(200) 및 스핀들 베드(22)의 안정성 및 강성을 전체적으로 감소시키지는 않는다. 베어링 부재(42)는 모터 스핀들(2)의 하부에 배치된다. 상부 영역에서, 다시 말하면 베이스 부재(200)의 웨브 높이의 끝에서 1/3 또는 1/4 또는 1/5 영역에서, 후방 영역에는 후방 단부(28)에 할당되거나, 또는 그 끝에서 1/3 또는 1/4 또는 1/5 영역에 위치하는 방식으로 적어도 하나의 링크 지점(51)이 배치되며, 이 링크 지점 상에 회전 구동 유닛(44)(도 6 참조)이 부착된다.
도 6에는, 회전축(A)이 베어링 상대 부재(43)와 베어링 부재(42)를 연결하는 피벗 핀(48) 내에서 구현되어 있다. 전술한 것처럼, 스핀들 베드(22)는 베어링 부재(42)를 포함하며, 이 베어링 부재는 피벗 베어링(4) 상에 제공되는 베어링 상대 부재(43)와 피벗 핀(47)에 의해 상호작용한다. 여기서도, 회전축(A)이 스핀들 축(20)의 하부에서 연장되는 것이 잘 나타난다. 스핀들 축(20)의 상부에는 링크 지점(51)이 배치된다. 상기 링크 지점(51)에는 회전 구동 유닛(44)의 로드(rod)가 연결된다. 회전 구동 유닛(44)은 모터 스핀들(2)이 회전축(A)을 중심으로 제어 가능하고 위치 정확하며 최고로 안정된 방식으로 회전 및 고정될 수 있게 한다. 바람직한 방식으로, 회전 구동 유닛은, 구동 모터 또는 구동 유닛(45)에 의해 구동되고 그에 따라 회전축(A)을 중심으로 링크 지점(51)을 선회시키는 선형 이동을 실행하는 볼 나사 드라이브(46)에 의해 구현된다.
하기에서는, 본 발명의 바람직한 개별 양태들이 간단히 요약된다. 상기 양태들은 (개별적으로 또는 서로 조합된 방식으로) 하기 사항들을 포함한다.
모터 스핀들(2)은 피벗 베어링(4) 상에서 제어 가능한 회전 구동 유닛(44)에 의해 제 1 회전축(A)을 중심으로 선회 및 포지셔닝될 수 있고;
모터 스핀들(2) 상에는, 제어 가능한 선형 구동 유닛에 의해 스핀들 축(20)에 대해 평행한 공구의 선형 이동을 허용하는 선형 가이드(21)가 제공되고;
절삭 가공 동안 회전 이동과 선형 이동의 중첩이 제공되고;
스핀들 축(20)이 수평으로 정렬된 경우 피벗 베어링(4)의 회전축(A)은 스핀들 축(20)의 하부에 배치되고;
회전축(A)은 복귀된 모터 스핀들(2)의 공구 수용부 근처에 배치되고;
스탠드(3) 상에는 특히 수직으로 연장되는 제 2 선형축(Y)의 방향으로 피벗 베어링(4)용 가이드(30) 또는 이중 가이드가 제공되고, 피벗 베어링(4)은 상기 가이드(30) 또는 이중 가이드를 따라서 이동 가능하며 포지셔닝될 수 있고;
스탠드(3)는 2개의 이격된 부분 스탠드로 형성되고 피벗 베어링(4)은 부분 스탠드들의 가이드들 상에서 가이드 슬라이드들을 통해 동기로 이동 가능하고 포지셔닝될 수 있고;
피벗 베어링(4)은 두 부분 스탠드 사이에, 또는 이중 가이드의 개별 가이드들 사이에 배치되고;
스탠드(3)는 제 1 선형축(Z)을 나타내는 가이드(31)를 따라서 이동 가능하고 포지셔닝될 수 있고;
공작 기계(1)는 스탠드(3)의 포지셔닝을 위한 제 3 선형축(X)을 따르는 스탠드 가이드를 포함하고;
공작 기계(1)는 피가공물 지지대(90)를 포함하며, 이 피가공물 지지대(90)는 제 3 선형축(X)을 나타내는 피가공물 가이드(91)를 따라서 및/또는 제 1 선형축(Z)을 나타내는 피가공물 가이드를 따라서 이동 및 포지셔닝될 수 있고;
피가공물 지지대(90)는 제 2 회전축(B)을 중심으로 회전 및 포지셔닝될 수 있고;
모터 스핀들(2)은 선형 가이드(21) 상에 스핀들 축(20)의 방향으로 지지되면서 모터 스핀들 하우징에 대해 변위될 수 있으며 포지셔닝될 수 있는 스핀들 슬리브를 포함하고;
제 1 모터 스핀들(2)의 옆에, 피벗 베어링(4) 상에서 제 1 회전축(A)을 중심으로 선회 및 포지셔닝될 수 있는 적어도 하나의 추가 모터 스핀들이 배치되고,
적어도 2개의 모터 스핀들의 각각의 스핀들 축들은 서로 평행하게 배향되고;
모터 스핀들들 사이의 이격 간격을 조정하기 위해 조정 장치가 제공되고;
피벗 베어링(4) 상에는 제 1 회전축(A)을 중심으로 선회될 수 있으며 포지셔닝될 수 있는 스핀들 베드(22)가 제공되고, 모터 스핀들(2)은 선형 가이드(21)를 통해 스핀들 축(20)의 방향으로 스핀들 베드(22) 상에 또는 스핀들 베드(22)에 지지되고;
스핀들 베드(22)는 적어도 2개의 모터 스핀들을 수용하고;
적어도 2개의 모터 스핀들을 위해 하나의 공통 선형 구동 유닛이 제공되거나, 또는 적어도 2개의 모터 스핀들 각각을 위해 각각 고유의 선형 구동 유닛이 제공되고;
스핀들 베드(22)는 케이지 또는 터널 형태로, 특히 일체형으로 또는 내굽힘성을 갖는 방식으로 형성되고;
전방, 특히 하부의 스핀들 베드 단부(29) 상에는 피벗 베어링(4)의 베어링 부재(42)가 배치되고;
스핀들 베드(22)는 베어링 부재(42)에 대향하여 위치하는 스핀들 베드 단부 상에 클램핑 표면들을 포함하고;
피벗 베어링(4)의 회전축(A)을 중심으로 선회 가능한 스핀들 축(20)의 중심 위치가 제공되고, 이 중심 위치에서 스핀들 축(20)은 제 1 선형축(Z)에 대해 평행하면서 상기 중심 위치에 대해 -25° 내지 +100°, 바람직하게는 -20° 내지 +95°, 특히 바람직하게는 -15° 내지 +90°의 선회 범위에서 선회 및 포지셔닝될 수 있고;
공작 기계(1)는 공구 교체 장치(80)를 구비한 공구 매거진(8)을 포함하고, 공구 교체 장치(80) 상에서 공구를 교체하기 위한 모터 스핀들(2)의 접근 이동을 위해 스핀들 축(20)에 대해 평행한 선형 가이드(21)를 따르는 모터 스핀들(2) 또는 스핀들 슬리브의 포지셔닝이 사용되고;
공구 교체 장치(80)는 선회 구동 유닛에 의해 이동 가능한 선회 암에 의해 형성되며, 선회 암은 제 1 선형축(Z) 및/또는 제 2 선형축(Y)을 따라서 구동 유닛에 의해 이동 가능하고 포지셔닝될 수 있고;
피벗 베어링(4)은 서로 이격된 2개의 피벗 베어링 지지부(40)에 의해 포크 또는 갈퀴 발톱 형태로 형성되며, 피벗 베어링 지지부들(40) 사이에는 모터 스핀들(2) 또는 스핀들 베드(22)가 배치되고;
피벗 베어링(4)은 아치 형태이면서 특히 일체형으로 형성된 클램핑 세그먼트(41)를 포함하며, 상기 클램핑 세그먼트는 이 클램핑 세그먼트(41) 상에 클램핑 장치(5)를 이용하여 스핀들 베드(22)의 클램핑 표면(50)을 고정하기 위해 사용되고;
피벗 베어링(4)은 스핀들 베드(22)의 베어링 부재(42)와 상호작용하는 베어링 상대 부재(43)를 포함하고;
회전 구동 유닛(44)으로서 각각 하나의 구동 유닛(45)으로 구동될 수 있는 적어도 하나, 바람직하게는 2개의 볼 나사 드라이브(46)가 제공되고, 이들 볼 나사 드라이브는 측면에서 스핀들 베드(22)에 작용하고;
제 1 선형축(Z)은 제 1 회전축(A)에 대해 수직으로 배향되고;
제 2 선형축(Y)은 제 1 선형축(Z) 및 제 1 회전축(A)에 대해 수직으로 배향되고;
제 1 선형축(Z), 제 2 선형축(Y) 및 제 3 선형축(X)은 데카르트 시스템을 형성하고;
제 2 선형축(Y)은 수직으로 연장되며;
회전축(A)과 스핀들 축(20)은 서로 각을 이루어, 특히 예각 또는 수직으로 (적어도 한 투영면 또는 관찰 방향에서, 이 경우 축들은 반드시 교차하지 않아도 된다) 배향된다.
현재 본 출원서와 함께 제출되는 그리고 차후에 제출되는 특허청구범위는 편견 없이 광범위한 보호의 달성을 위한 것이다.
특히 관련 종래 기술의 더 상세한 심사에서, 하나의 특징 또는 다른 특징이 본 발명의 목적을 위해 바람직하기는 하지만, 결정적으로 중요하지 않은 것으로 확인된다면, 특히 독립 청구항에 상기 특징을 더 이상 포함하지 않는 작성이 이루어질 것이다. 상기 하위 조합도 본 출원의 공개에 의해 커버된다.
그 밖에 유념할 사항은, 다양한 실시예들에서 기재되고 도면들에 도시된 본 발명의 구현예들 및 변형예들이 임의로 서로 조합될 수 있다는 것이다. 이 경우, 개별 특징들 또는 복수의 특징들은 임의로 서로 교체될 수 있다. 이런 특징 조합들도 함께 개시되어 있다.
종속 청구항들에서의 인용은 각각의 종속 청구항의 특징들에 의한 독립 청구항의 대상의 추가적 실시를 지시한다. 그러나 이는, 인용된 종속 청구항들의 특징들에 대한 독립적이고 구체적인 보호의 달성을 포기하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
명세서에서만 개시된 특징들, 또는 다수의 특징을 포함하는 청구범위에서의 개별 특징들도 항상 종래 기술과 구분을 위한 본 발명에 중요한 의미로서 독립 청구항(들) 내에 포함될 수 있으며, 더욱 정확하게 말하면, 상기 특징들이 다른 특징들과 관련하여 언급되었거나, 또는 다른 특징들과 관련되어 특히 바람직한 결과를 달성할 때에도 포함될 수 있다.
1: 공작 기계
2: 모터 스핀들
3: 스탠드
4: 피벗 베어링
5: 클램핑 장치
9: 피가공물
20: 스핀들 축
21: 선형 가이드
22: 스핀들 베드
29: 스핀들 베드 단부
41: 클램핑 세그먼트
42: 베어링 부재
43: 베어링 상대 부재
44: 회전 구동 유닛
45: 구동 유닛
46: 볼 나사 드라이브
50: 클램핑 표면
A: 제 1 회전축

Claims (15)

  1. 피가공물(9)의 절삭 가공을 위한 공작 기계로서, 상기 공작 기계(1)는 스핀들 축(20)을 중심으로 한 공구의 회전 구동을 위한 모터 스핀들(2)을 포함하고, 상기 모터 스핀들(2)은 스탠드(3)에 의해 지지되고, 상기 스탠드(3) 상에는 피벗 베어링(4)이 제공되고, 상기 모터 스핀들(2)은 제어 가능한 회전 구동 유닛(44)에 의해 상기 피벗 베어링(4) 상에서 제 1 회전축(A)을 중심으로 선회 및 포지셔닝될 수 있으며, 상기 모터 스핀들(2) 상에는, 제어 가능한 선형 구동 유닛에 의해 상기 스핀들 축(20)에 대해 평행한 상기 공구의 선형 이동을 허용하는 선형 가이드(21)가 제공되고, 상기 절삭 가공 동안 회전 이동과 선형 이동이 중첩되는, 공작 기계.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스핀들 축(20)이 수평으로 정렬된 경우 상기 피벗 베어링(4)의 회전축(A)은 상기 스핀들 축(20)의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 회전축(A)은 복귀된 모터 스핀들(2)의 공구 수용부 근처에 배치되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전축(A)과 상기 스핀들 축(20)은 서로 각을 이루어, 특히 수직으로 배향되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 모터 스핀들(2)의 옆에, 상기 피벗 베어링(4) 상에서 상기 제 1 회전축(A)을 중심으로 선회 및 포지셔닝될 수 있는 적어도 하나의 추가 모터 스핀들이 배치되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 모터 스핀들의 각각의 스핀들 축들은 서로 평행하게 배향되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터 스핀들들 사이의 간격을 조정하기 위한 조정 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피벗 베어링(4) 상에 상기 제 1 회전축(A)을 중심으로 선회될 수 있으면서 포지셔닝될 수 있는 스핀들 베드(22)가 제공되며, 상기 모터 스핀들(2)은 상기 선형 가이드(21)를 통해 상기 스핀들 축(20)의 방향으로 상기 스핀들 베드(22) 상에 또는 상기 스핀들 베드(22)에 지지되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스핀들 베드(22)는 적어도 2개의 모터 스핀들을 수용하고, 및/또는 상기 적어도 2개의 모터 스핀들을 위해 하나의 공통 선형 구동 유닛이 제공되거나, 또는 상기 적어도 2개의 모터 스핀들 각각을 위해 각각 고유의 선형 구동 유닛이 제공되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스핀들 베드(22)는 케이지 또는 터널 형태로, 특히 일체형으로 또는 내굽힘성을 갖는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 전방, 특히 하부의 스핀들 베드 단부(29) 상에는 상기 피벗 베어링(4)의 베어링 부재(42)가 배치되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스핀들 베드(22)는 상기 베어링 부재(42)에 대향하여 위치하는 상기 스핀들 베드 단부 상에 클램핑 표면들을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피벗 베어링(4)의 회전축(A)을 중심으로 선회 가능한 상기 스핀들 축(20)의 중심 위치가 제공되고, 이 중심 위치에서 상기 스핀들 축(20)은 제 1 선형축(Z)에 대해 평행하면서 상기 중심 위치에 대해 -25° 내지 +100°, 바람직하게는 -20° 내지 +95°, 특히 바람직하게는 -15° 내지 +90°의 선회 범위에서 선회 및 포지셔닝될 수 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피벗 베어링(4)은 아치 형태이면서 특히 일체형으로 형성된 클램핑 세그먼트(41)를 포함하며, 상기 클램핑 세그먼트는 상기 클램핑 세그먼트(41) 상에 클램핑 장치(5)를 이용하여 상기 스핀들 베드(22)의 클램핑 표면(50)을 고정하기 위해 사용되고, 및/또는 회전 구동 유닛(44)으로서 각각 하나의 구동 유닛(45)으로 구동될 수 있는 적어도 하나, 바람직하게는 2개의 볼 나사 드라이브(46)가 제공되며, 상기 볼 나사 드라이브는 측면에서 상기 스핀들 베드(22)에 작용하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  15. 피가공물(9)의 절삭 가공을 위한 공작 기계로서, 상기 공작 기계(1)는 스핀들 축(20)을 중심으로 한 공구의 회전 구동을 위한 모터 스핀들(2)을 포함하고, 상기 모터 스핀들(2)은 스탠드(3)에 의해 지지되고, 상기 스탠드(3) 상에는 피벗 베어링(4)이 제공되고, 상기 모터 스핀들(2)은 스핀들 베드(22) 내에 지지되면서 상기 피벗 베어링(4) 상에서 제 1 회전축(A)을 중심으로 선회 및 포지셔닝될 수 있고, 상기 모터 스핀들(2) 상에는, 상기 스핀들 축(20)에 대해 평행한 상기 공구의 전진 이동을 허용하는 선형 가이드(21)가 제공되고, 상기 스핀들 베드(22)는 케이지 또는 터널 형태로, 특히 일체형으로 또는 내굽힘성을 갖는 방식으로 형성되고, 상기 스핀들 베드(22)는 상기 피벗 베어링(4)의 베어링 부재(42)에 대향하여 위치하는 스핀들 베드 단부 상에 클램핑 표면들을 포함하고, 상기 피벗 베어링(4)은 아치 형태이면서 특히 일체형으로 형성된 클램핑 세그먼트(41)를 포함하며, 상기 클램핑 세그먼트는 상기 클램핑 세그먼트(41) 상에 클램핑 장치(5)를 이용하여 상기 스핀들 베드(22)의 상기 클램핑 표면(50)을 고정하기 위해 사용되는, 공작 기계.
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