WO2010119087A2

WO2010119087A2 - Drehmaschine

Info

Publication number: WO2010119087A2
Application number: PCT/EP2010/054935
Authority: WO
Inventors: Walter Grossmann
Original assignee: Index-Werke Gmbh & Co. Kg Hahn & Tessky
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2010-10-21
Also published as: WO2010119087A3; EP2419240A2; DE102009018642A1

Abstract

Um eine Drehmaschine umfassend ein Maschinengestell, eine am Maschinengestell angeordnete Werkstückspindeleinheit mit einer um eine Werkstückspindelachse rotierend antreibbaren Werkstückaufnahme für ein in einer Werkstückposition zu haltendes Werkstück, ein relativ zum Maschinengestell bewegbaren Werkzeugträger, an welchem eine Vielzahl von Werkzeugaufnahmeplätzen für Werkzeuge angeordnet ist, derart zu verbessern, dass diese möglichst kompakt aufgebaut ist, wird vorgeschlagen, dass der Werkzeugträger parallel zu einer quer zur Werkstückspindelachse verlaufenden Bewegungsebene nur in Richtung zweier, quer zueinander verlaufender Bewegungsachsen bewegbar ist, dass die Werkzeuge und die Werkzeugaufnahmeplätze so angeordnet sind, dass die Werkzeugschneiden der Werkzeuge in Richtung parallel zur Bewegungsebene auf einer dem Werkstück zuwendbaren Seite der Werkzeugaufnahmeplätze angeordnet sind und dass nur durch Bewegen des Werkzeugträgers in der Bewegungsebene aus mindestens einem Teil der den Werkzeugaufnahmeplätzen zugeordneten Werkzeuge einzelne Werkzeuge auswählbar und zur Bearbeitung des Werkstücks in Richtung der Werkstückspindelachse in mindestens eine Bearbeitungsstellung bringbar sind.

Description

DREHMASCHINE

Die Erfindung betrifft eine Drehmaschine, umfassend ein Maschinengestell, eine am Maschinengestell angeordnete Werkstückspindeleinheit mit einer um eine Werkstückspindelachse rotierend antreibbaren Werkstückaufnahme für ein in einer Werkstückposition zu haltendes Werkstück, einen relativ zum Maschinengestell bewegbaren Werkzeugträger, an welchem eine Vielzahl von Werkzeugaufnahmeplätzen für Werkzeuge angeordnet ist.

Derartige Drehmaschinen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei diesen besteht das Problem, dass eine derartige Drehmaschine einen großen Bauraum benötigt, da üblicherweise der Werkzeugträger dann, wenn er mehrere Werkzeugaufnahmeplätze aufweist, als Werkzeugrevolver ausgebildet ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drehmaschine der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, dass diese möglichst kompakt aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Drehmaschine der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Werkzeugträger parallel zu einer quer zur Werkstückspindelachse verlaufenden Bewegungsebene nur in Richtung zweier quer zueinander verlaufender Bewegungsachsen bewegbar ist, dass die Werkzeuge und die Werkzeugaufnahmeplätze so angeordnet sind, dass die Werkzeugschneiden der Werkzeuge in Richtung parallel zur Bewegungsebene auf einer dem Werkstück zuwendbaren Seite der Werkzeugaufnahmeplätze angeordnet sind und dass nur durch Bewegen des Werkzeugträgers in der Bewegungsebene aus mindestens einem Teil der Werkzeugaufnahmeplätze zugeordneten Werkzeugen einzelne Werkzeuge auswählbar und zur Bearbeitung des Werkstücks in Richtung der Werkstückspindelachse in mindestens eine Bearbeitungsstellung bewegbar sind. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass diese einerseits einen relativ einfachen Aufbau hat und dass diese andererseits in einfacher Art und Weise die Möglichkeit eröffnet, die den mehreren Werkzeugaufnahmeplätzen zugeordneten Werkzeuge wechselweise auszuwählen und einzusetzen.

Besonders günstig ist es dabei, wenn von den dem Teil der Werkzeugaufnahmeplätze zugeordneten Werkzeugen die einzelnen Werkzeuge ausschließlich durch Bewegen des Werkzeugträgers auswählbar und in eine Bearbeitungsausgangsstellung bringbar sind.

Prinzipiell wäre es denkbar, gleichzeitig mehrere Werkzeuge in eine Bearbeitungsstellung zu bringen.

Besonders günstig ist es, wenn jeweils nur eines der ausgewählten Werkzeuge durch Bewegen des Werkzeugträgers in der Bewegungsebene in die mindestens eine Bearbeitungsstellung bringbar ist.

Ferner ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass - zur Vermeidung von Kollisionen - die den einzelnen Werkzeugaufnahmeplätzen zugeordneten Werkzeuge einen derartigen Mindestabstand voneinander aufweisen, dass bei Erreichen der Bearbeitungsstellung von einem der Werkzeuge die übrigen Werkzeuge kollisionsfrei zum Werkstück angeordnet sind.

Vorzugsweise sind die Werkzeuge relativ zueinander so angeordnet, dass beim Bewegen eines der Werkzeuge von einer Bearbeitungsausgangsstellung in die mindestens eine Bearbeitungsstellung die übrigen der Werkzeuge in kollisionsfreien Stellungen stehen. Hinsichtlich der tatsächlichen Anordnung der Werkzeugaufnahmeplätze relativ zur Werkstückspindelachse wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. Diese können beispielsweise in einer Reihe angeordnet sein.

So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die Werkzeugaufnahmeplätze auf mehreren Seiten der Werkstückspindelachse angeordnet sind.

Beispielsweise wäre es denkbar, jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der Werkstückspindelachse Werkzeugaufnahmeplätze vorzusehen.

Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Werkzeugaufnahmeplätze zumindest U-ähnlich um die Werkstückspindelachse angeordnet sind.

Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Werkzeugaufnahmeplätze zumindest teilweise um die Werkstückspindelachse herum angeordnet sind.

Beispielsweise ist es denkbar, dass die Werkzeugaufnahmeplätze in zumindest in einem Winkelbereich von 120° um das Werkstück herum angeordnet sind.

Eine noch bessere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Werkzeugaufnahmeplätze in einem Winkelbereich von mindestens 150° um die Werkstückspindelachse herum angeordnet sind.

Eine weitere zweckmäßige Lösung sieht vor, dass die Werkzeugaufnahmeplätze in einem Winkelbereich von mindestens 180° um die Werkstückspindelachse herum angeordnet sind.

Um einen günstigen Spänefall zu erreichen ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein zwischen dem Werkstück und einer Späneaufnahme liegender Spänefall- bereich frei von Werkstückaufnahmeplätzen ist. Ein nur zum Abstechen verwendetes Abstechwerkzeug kann jedoch auch im Spänefallbereich so angeordnet sein, dass dieses aufgrund seiner Form und seines Einsatzzwecks relativ zu anderen Werkzeugen unempfindlicher gegen Spänefall ist.

Hinsichtlich der Bewegbarkeit der Werkzeuge durch Bewegung des Werkzeugträgers sind die unterschiedlichsten Lösungen denkbar.

So ist es beispielsweise aufgrund der Möglichkeit, den Werkzeugträger in der Bewegungsebene quer zur Werkstückspindelachse zu bewegen, denkbar, die Werkzeuge auf beliebig geformten Bahnen auf das Werkstück zu zu bewegen, um sie in ihrer Bearbeitungsstellung zu positionieren.

Eine derartige Lösung wirft jedoch mögliche Kollisionsprobleme auf.

Aus diesem Grund ist vorzugsweise vorgesehen, dass jedem Werkzeugaufnahmeplatz eine Werkzeugebene zugeordnet ist und dass das an diesem Werkzeugaufnahmeplatz angeordnete Werkzeug parallel zu dieser Werkzeugebene von der Bearbeitungsausgangsstellung in die Bearbeitungsstellung bewegbar ist.

Eine derartige Werkzeugebene ist bei der erfindungsgemäßen Drehmaschine relativ zu einem Bezugspunkt des Werkzeugaufnahmeplatzes festgelegt, wobei die Werkzeugebene nicht durch den Bezugspunkt hindurch verlaufen muss.

Vielmehr ist zunächst eine durch den Bezugspunkt hindurch verlaufende Bezugsebene festgelegt, mit der die Werkzeugebene zusammenfallen oder zu der die Werkzeugebene parallel verschoben sein kann. Insbesondere ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Werkzeugebene entsprechend eines Werkzeugkorrekturwertes relativ zu der durch den Bezugspunkt verlaufende Bezugsebene verschiebbar festgelegt ist.

Der Werkzeugkorrekturwert definiert die Lage einer Werkzeugschneide relativ zu dem Bezugspunkt des jeweiligen Werkzeugaufnahmeplatzes, insbesondere den Abstand der Werkzeugschneide von der Bezugsebene. Somit lässt sich insbesondere die Werkzeugebene exakt so festlegen, dass in dieser die Werkzeugschneide bei deren Bewegung in die Bearbeitungsstellung bewegt wird.

Damit können auf einfache Weise Werkzeug korrekturwerte für die Bewegung des Werkzeugs bei der Bearbeitung berücksichtigt werden.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Zuordnung einer Werkzeugebene zu jedem einzelnen Werkzeugaufnahmeplatz ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass in der Bearbeitungsausgangsstellung die Werkzeugebene des jeweiligen Werkzeugaufnahmeplatzes relativ zur Werkstückspindelachse so ausgerichtet ist, dass diese Werkzeugebene durch die Werkstückspindelachse hindurch verläuft, das heißt, dass die Werkstückspindelachse ebenfalls in der Werkzeugebene liegt, wenn das jeweilige Werkzeug in der Bearbeitungsausgangsstellung steht.

Vorzugsweise ist dabei die jedem Werkzeug zugeordnete Werkzeugebene so angeordnet, dass eine Werkzeugschneide die Werkzeugebene berührt oder schneidet, vorzugsweise in der Werkzeugebene liegt und sich somit in dieser erstreckt.

Die Werkzeugebenen der einzelnen Werkzeuge können grundsätzlich beliebig zueinander verlaufen. Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Werkzeugebenen zumindest einzelner Werkzeuge parallel zueinander verlaufen.

In diesem Fall sind die Werkzeuge in der Art eines oder mehrerer Linearwerkzeugträger angeordnet.

Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Werkzeugebenen zumindest einzelner Werkzeuge sich in einem Winkel schneiden.

Eine besonders günstige Lösung für die Anordnung der Werkzeugaufnahmeplätze mit den Werkzeugen sieht vor, dass die Bezugsebenen Ebenen einer Ebenenschar sind, welche durch eine Mittelachse festgelegt ist, in welcher sich alle Ebenen der Ebenenschar schneiden.

In diesem Fall ist in einfacher Weise die Bearbeitungsausgangsstellung einer der Ebenen durch kleine Bewegungen erreichbar, wenn die Mittelachse, welche die Ebenenschar definiert, koaxial zur Werkstückspindelachse liegt. In diesem Fall ist es lediglich notwendig, dass seitens der Steuerung durch einen Übergang von der jeweiligen Bezugsebene zur jeweiligen Werkzeugebene eine der Werkzeugebenen und somit eines der Werkzeuge ausgewählt wird, parallel zu welcher dann ein Verfahren des Werkzeugträgers und somit des Werkzeugs erfolgt, um dieses Werkzeug von der Bearbeitungsausgangsstellung in seine Bearbeitungsstellung zu bewegen und dort zu positionieren.

Hinsichtlich einer Steuerung der erfindungsgemäßen Drehmaschine wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.

So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die Steuerung der Drehmaschine eine Relativbewegung zwischen dem ausgewählten Werkzeug und dem Werkstück in Richtung einer mit der Werkstückspindelachse zusammenfallenden Z-Achse steuert und außerdem noch eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem ausgewählten Werkzeug in Richtung einer X-Achse steuert, wobei die jeweilige X-Achse dem Werkzeug in dem ausgewählten Werkzeugaufnahmeplatz individuell zugeordnet ist.

Das heißt, dass jedes Werkzeug eine eigene X-Achse aufweist, längs welcher dieses bewegbar ist.

Vorzugsweise liegt dabei die X-Achse in der jeweiligen jedem Werkzeugaufnahmeplatz zugeordneten Werkzeugebene.

Die Lage der X-Achse von jedem einzelnen Werkzeug ist für den Betrieb bereits in Anpassung an die Werkzeugbestückung in der Steuerung vorgegeben, so dass die Auswahl des Werkzeugs dadurch erfolgt, dass die jeweilige, dem Werkzeugaufnahmeplatz dieses Werkzeugs zugeordnete X- Achse ausgewählt wird und dann eine Bewegung des Werkzeugträgers längs dieser X-Achse erfolgt, um das Werkzeug von der Bearbeitungsausgangsstellung in die Bearbeitungsstellung zu bringen.

Damit besteht die Möglichkeit, bei der Erstellung eines Bearbeitungsprogramms die Bearbeitung der jeweiligen Werkstücke entsprechend Bewegungen in Richtung der X-Achse und der Z-Achse vorzugeben, wobei die Steuerung der erfindungsgemäße Drehmaschine entsprechend dem ausgewählten Werkzeug in dem jeweiligen Werkzeugaufnahmeplatz die jeweilige X-Achse auswählt und dann das Werkzeug längs dieser ausgewählten X-Achse verfährt.

Hinsichtlich der Ausbildung des Werkzeugträgers wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. Beispielsweise könnte der Werkzeugträger mehrteilig ausgebildet sein, was insbesondere bei auf mehreren Seiten der Werkstückspindelachse angeordneten Werkzeugaufnahmeplätzen denkbar wäre.

Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass der die Werkzeuge tragende Werkzeugträger ein zusammenhängendes Teil ist.

Der Werkzeugträger könnte dabei beispielsweise als langgestrecktes, als U- förmiges oder als ringförmig zumindest teilweise oder auch geschlossen einen Frontbereich der Werkstückspindeleinheit umfassendes Teil sein.

Ferner könnten die Werkzeugaufnahmeplätze am Werkzeugträger in unterschiedlichster Art und Weise, beispielsweise als Vertiefungen oder Bohrungen ausgebildet sein.

Eine konstruktiv besonders geeignete Lösung sieht dabei vor, dass die Werkzeugaufnahmeplätze an einer quer zur Werkstückspindelachse verlaufenden Frontseite des Werkzeugträgers angeordnet sind.

Vorzugsweise ist dabei die Frontseite des Werkzeugträgers mit einer Frontfläche versehen, auf weicher die Werkzeugaufnahmeplätze angeordnet sind.

Im günstigsten Fall verläuft dabei die Frontfläche des Werkzeugträgers parallel zu der Bewegungsebene.

Hinsichtlich der Bewegungsmöglichkeiten des Werkzeugträgers wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.

Prinzipiell wäre es denkbar, dass der Werkzeugträger selbst quer zu der Bewegungsebene, das heißt beispielsweise parallel zu einer Z-Achse, bewegbar ist. Eine hinsichtlich der Steuerungstechnik besonders einfache und somit konstruktiv vorteilhafte Lösung sieht jedoch vor, dass der Werkzeugträger nur parallel zur Bewegungsebene bewegbar ist.

Insbesondere hat die Tatsache, dass der Werkzeugträger relativ zum Maschinengestell nur parallel zur Bewegungsebene bewegbar ist, den Vorteil, dass damit eine stabile Anordnung und Führung des Werkzeugträgers relativ zum Maschinengestell möglich ist.

Beispielsweise könnte die Bewegung des Werkzeugträgers parallel zur Bewegungsebene auch eine Drehung des Werkzeugträgers umfassen.

Aus Gründen einer einfachen Programmierung der Steuerung ist eine zweckmäßige Lösung jedoch so ausgebildet, dass der Werkzeugträger in der Bewegungsebene verdrehungsfrei bewegbar ist.

Hinsichtlich der Art der Bewegungsachsen wurden keine näheren Angaben gemacht. So könnten die Bewegungsachsen prinzipiell eine Linearachse und eine Drehachse umfassen.

Eine steuerungstechnisch günstige Lösung sieht vor, dass die Bewegungsachsen Linearachsen sind.

Eine besonders günstige Lösung sieht dabei vor, dass der Werkzeugträger in der Bewegungsebene nur entlang zweier quer, vorzugsweise senkrecht zueinander verlaufender Linearachsen bewegbar ist.

Hinsichtlich der Führung des Werkzeugträgers relativ zum Maschinengestell wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. Prinzipiell könnte der Werkzeugträger auf einem konventionellen Kreuzschlittensystem angeordnet sein.

Ein derartiges konventionelles Kreuzschlittensystem weist zwei quer zueinander verlaufende und aufeinander montierte Schlittensysteme auf.

Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der Werkzeugträger auf einem Kreuzschlittensystem angeordnet ist und dass das Kreuzschlittensystem ein einziges bewegbares Schlittenelement aufweist, welches relativ zu einem am Maschinengestell angeordneten stationären Schlittenelement in Richtung der zwei quer zueinander verlaufenden Bewegungsachsen in der Bewegungsebene bewegbar ist.

Der Vorteil dieses Kreuzschlittensystems ist darin zu sehen, dass bei diesen mit einfachen Mitteln eine sehr hohe Stabilität und Dämpfung und eine präzise Führung des Werkzeugträgers erhältlich ist.

Hinsichtlich der Führung des bewegbaren Schlittenelements an dem stationären Schlittenelement sind bislang keine näheren Angaben gemacht. So wäre es beispielsweise denkbar, das bewegbare Schlittenelement über im Abstand voneinander angeordnete Stützflächen an dem stationären Schlittenelement zu führen.

Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das bewegbare Schlittenelement auf gegenüberliegenden Seiten der Werkstückspindeleinheit durch das stationäre Schlittenelement geführt ist.

Besonders günstig ist es, wenn das bewegbare Schlittenelement die Werkstückspindeleinheit zumindest über einen Teilbereich umschließend ausgebildet ist. Dabei könnte vorgesehen sein, dass das bewegbare Schlittenelement die Werkstückspindeleinheit zumindest ungefähr U-förmig umschließt.

Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass das bewegbare Schlittenelement einen Durchbruch aufweist, durch welchen sich die Werkstückspindeleinheit mit einem Frontbereich hindurch erstreckt.

Damit besteht die Möglichkeit, das bewegbare Schlittenelement rings um die Werkstückspindeleinheit herum abzustützen und somit möglichst präzise zu führen.

Dabei könnten punktuell um die Werkstückspindeleinheit herum angeordnete Stützflächen vorgesehen sein.

Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass das bewegbare Schlittenelement um die Werkstückspindeleinheit herum an mindestens einer ersten Stützfläche mit mindestens einer ersten Führungsfläche geführt ist.

Dabei könnte das stationäre Schlittenelement so ausgebildet sein, dass es lediglich die ersten Stützflächen aufweist.

Um eine besonders sichere Führung zu gewährleisten, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das stationäre Schlittenelement mindestens eine zweite, der ersten Stützfläche gegenüberliegende Stützfläche aufweist, an welcher das bewegbare Schlittenelement mit mindestens einer zweiten, der ersten Führungsfläche gegenüberliegenden Führungsfläche geführt ist.

Eine besonders stabile Konstruktion sieht vor, dass das stationäre Schlittenelement eine Aufnahme umfasst, in welche das bewegbare Schlittenelement eingesetzt ist und dass die Aufnahme die mindestens eine erste Stützfläche aufweist, an welcher das bewegbare Schlittenelement mit der mindestens einen ersten Führungsfläche gleitend geführt ist und dass die Aufnahme durch einen Gegenlagerkörper abdeckbar ist, der mit der Aufnahme fest verbunden ist, und die mindestens eine zweite Stützfläche aufweist, an welcher das bewegbare Schlittenelement mit der zweiten Führungsfläche gleitend geführt ist.

Eine besonders günstige Führung des bewegbaren Schlittenelements ist dann möglich, wenn mindestens eine der Führungsflächen, vorzugsweise beide Führungsflächen Planflächen sind, die insbesondere parallel zueinander verlaufen.

Ferner ist es ebenfalls günstig, wenn die mindestens eine Stützfläche, vorzugsweise beide Stützflächen, Planflächen sind.

Hinsichtlich der Möglichkeiten des Bewegungsantriebs des bewegbaren Schlittenelements, um dieses in der Bewegungsebene in den zwei Bewegungsachsen zu bewegen, wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.

Ein derartiger Bewegungsantrieb könnte in unterschiedlichster Art und Weise realisiert sein.

Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass eine Bewegungsantriebseinheit für das bewegbare Schlittenelement eine Stabkinematik umfasst.

Die Stabkinematik kann prinzipiell rotatorische und translatorische Bewegungen zulassen. Besonders günstig ist es im Rahmen der Erfindung, wenn die Stabkinematik so aufgebaut ist, dass sie nur zwei translatorische Bewegungen in zwei quer zueinander verlaufenden Richtungen zulässt, so dass das bewegbare Schlittenelement in diesen Richtungen nur in parallel zueinander ausgerichteten Stellungen bewegbar ist.

Eine derartige Stabkinematik ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie mehrere, beispielsweise vier, parallel zu einer Führungsrichtung bewegbare Schlitteneinheiten aufweist, an welchen längeninvariante Streben gelenkig gelagert sind. Insbesondere sind dabei jeweils zwei längeninvariante Streben über ein gemeinsames Gelenk mit dem bewegbaren Schlittenelement gekoppelt.

Vorzugsweise sitzt dabei das Gelenk an einem an das bewegbare Schlittenelement angeformten Arm.

Ferner erstrecken sich vorzugsweise die Streben in parallel zu der Bewegungsebene des bewegbaren Schlittenelements verlaufenden Ebenen.

Zweckmäßigerweise sind die Streben gleich lang und paarweise parallel zueinander verlaufend angeordnet, wobei in der Führungsrichtung gesehen jeweils aufeinanderfolgende Streben zu einem gemeinsamen Gelenk geführt sind und außerdem die zu jeder Strebe übernächste Strebe parallel zu dieser verläuft.

Ferner sind vorzugsweise jeweils übernächste Schlitteneinheiten miteinander gekoppelt und die gekoppelten Schlitteneinheiten gemeinsam durch eine Linearantriebseinheit antreibbar. Bei einer zweckmäßigen Lösung sind lediglich zwei Linearantriebseinheiten erforderlich, um die paarweise gekoppelten Schlitteneinheiten entweder synchron miteinander in einer Richtung oder relativ zueinander zu bewegen, um eine Bewegung des bewegbaren Schlittenelements in Richtung der zwei Bewegungsachsen zu erzielen.

Dabei kann durch geeignete Ansteuerung der Linearantriebseinheiten jede Bewegungsform des bewegbaren Schlittenelements innerhalb der Bewegungsebene ausgeführt werden, wobei insbesondere alle Stellungen des Schlittenelements parallel zueinander ausgerichtet sind.

Prinzipiell wäre es im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung denkbar, das Kreuzschlittensystem mit dem Werkzeugträger und die Werkstückspindeleinheit auf unterschiedlichen Seiten des Arbeitsraums anzuordnen.

Eine besonders günstige Lösung sieht jedoch vor, dass das Kreuzschlittensystem und der Werkzeugträger sowie die Werkstückspindeleinheit auf derselben Seite eines Arbeitsraums angeordnet sind.

Insbesondere ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass eine Werkstückspindelaufnahme und das Kreuzschlittensystem an demselben Maschinen- bettkörper angeordnet sind.

Besonders günstig ist es, für einen präzisen Aufbau der Drehmaschine, wenn die Werkstückspindelaufnahme und das Kreuzschlittensystem an demselben Teilkörper des Maschinenbettkörpers angeordnet sind.

Dabei kann bereits der die Werkstückspindelaufnahme tragende Teilkörper des Maschinenbettkörpers so ausgebildet sein, dass dieser Teil des stationären Schlittenelements des Kreuzschlittensystems ist. Mit dieser Lösung liegt eine besonders kompakte und stabile Bauweise der Werkzeugmaschine vor, bei welcher einerseits eine stabile Abstützung des Werkzeugträgers seitens des Kreuzschlittensystems erfolgt und andererseits auch die Werkstückspindelaufnahme stabil relativ zum stationären Schlittenelement des Kreuzschlittensystems angeordnet ist.

Hinsichtlich der Ausführung der Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück in Richtung der Werkstückspindelachse wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.

Beispielsweise wäre es denkbar, das Kreuzschlittensystem als Ganzes relativ zum Maschinenbettkörper noch bewegbar anzuordnen.

Eine besonders günstige Lösung sieht jedoch vor, dass die Werkstückspindeleinheit in Richtung der Werkstückspindelachse relativ zum Maschinengestell bewegbar ist.

Vorzugsweise ist hierzu vorgesehen, dass die Werkstückspindeleinheit in der Werkstückspindelaufnahme des Maschinengestells in Richtung der Werkstückspindelachse verschiebbar geführt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.

In der Zeichnung zeigen :

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Drehmaschine von vorne;

Fig. 2 einen Schnitt längs Linie 2-2 in Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt längs Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt längs Linie 4-4 in Fig. 2;

Fig. 5 einen Schnitt längs Linie 5-5 in Fig. 2;

Fig. 6 einen Schnitt längs Linie 6-6 in Fig. 3

Fig. 7 eine Draufsicht in Richtung des Pfeils A in Fig. 2;

Fig. 8 eine stark vergrößerte ausschnittsweise Darstellung der Draufsicht gemäß Fig. 7 bei einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Drehmaschine bei in einer Bearbeitungsausgangsstellung stehendem Werkzeug;

Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung der Draufsicht gemäß Fig. 7 bei einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Drehmaschine;

Fig. 10 eine Darstellung ähnlich Fig. 9 bei einem in einer Bearbeitungsstellung stehendem Werkzeug;

Fig. 11 eine Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels mit Darstellung der Bearbeitungsstellung, beispielsweise gegenüberliegender Werkzeuge und

Fig. 12 eine Draufsicht ähnlich Fig. 9 eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drehmaschine. Ein in Fig. 1 dargestelltes erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmaschine umfasst ein als Ganzes mit 10 bezeichnetes Maschinengestell, welches ein Untergestell 12 aufweist, auf welchem ein Maschinenbettkörper 14 angeordnet ist.

Der Maschinenbettkörper 14 umfasst, wie in Fig. 2 dargestellt, ein Fußteil 16, mit welchem der Maschinenbettkörper 14 auf dem Untergestell 12 sitzt und einen sich vom Fußteil 16, vorzugsweise einstückig an dieses angeformt erhebenden Basiskörper 18, welcher vorzugsweise zumindest in Bereichen plattenähnlich ausgebildet ist und sich bis zu einem dem Fußteil 16 gegenüberliegend angeordneten Kopfteil 20 erstreckt.

In einem mittigen Bereich trägt der Basiskörper 18 eine ebenfalls vorzugsweise einstückig an diesen angeformte Spindelaufnahmehülse 22, welche vorzugsweise im Abstand vom Basiskörper 18 noch durch eine Stützrippe 24 relativ zum Fußteil 16 abgestützt ist.

Vorzugsweise ist zwischen der Spindelaufnahmehülse 22 und der Stützrippe 24 noch eine Lageraufnahme 26 vorgesehen, welcher zur Aufnahme einer Spindelmutter dient, wie nachfolgend im Detail beschrieben.

In der Spindelaufnahmehülse 22 sitzt eine als Ganzes mit 30 bezeichnete Werkstückspindeleinheit, welche mit mantelseitigen Führungsflächen 32, 34 in in die Spindelaufnahmehülse 22 eingesetzten Führungsbüchsen 36, 38 umfangsseitig geführt und somit in Richtung einer Werkstückspindelachse 40 der Werkstückspindeleinheit 30 relativ zur Spindelaufnahmehülse 22 und zu den Führungsbüchsen 36, 38 linear verschiebbar geführt ist.

Die Werkstückspindeleinheit 30 trägt eine Werkstückaufnahme 42, welche vorzugsweise in einem vorderen Bereich 44 der Werkstückspindeleinheit 30 angeordnet ist und ist in einem dem vorderen Bereich 44 gegenüberliegenden hinteren Bereich 46 mit einem Ausleger 48 versehen, welcher eine sich parallel zur Werkstückspindelachse 40 erstreckende Gewindespindel 50 aufweist, die drehfest an dem Ausleger 48 gehalten ist und sich durch eine Gewindespindelmutter 52 hindurcherstreckt, welche um eine Achse 54 drehbar in der Lageraufnahme 26 gelagert ist.

Durch Drehen der Gewindespindelmutter 52 ist somit die Gewindespindel 50 längs der Achse 54 verschiebbar und aufgrund der Kopplung derselben über den Ausleger 48 mit der Werkstückspindeleinheit 30 ist auch die Werkstückspindeleinheit 30 in Richtung der Werkstückspindelachse 40 linear verschiebbar.

Zum Antrieb der Gewindespindelmutter 52 ist diese über ein Getriebe 56, beispielsweise einen Zahnriementrieb, mit einem Achsantrieb 58 verbunden, welcher ebenfalls an dem Maschinenbettkörper 14, beispielsweise zwischen der Lageraufnahme 26 und dem Fußteil 16 angeordnet ist.

Der Basiskörper 18 bildet auf einer einem Arbeitsraum 60 zugewandten Seite eine Aufnahme 62, die beispielsweise um einen Frontbereich 63 der Spindelaufnahmehülse 22 herum angeordnet ist und die um den Frontbereich 63 der Spindelaufnahmehülse 22 herum angeordnete erste Stützflächen 64 aufweist, die in einer senkrecht zur Werkstückspindelachse 40 verlaufenden Ebene 66 liegen, die eine Bewegungsebene darstellt.

An diesen ersten Stützflächen 64 ist ein als Ganzes mit 70 bezeichnetes bewegbares Schlittenelement geführt, welches seinerseits mit ersten als Planflächen ausgeführten Führungsflächen 72 an den ebenfalls als Planflächen ausgeführten Stützflächen 64 anliegt und dadurch relativ zur Ebene 66 zweidimensional bewegbar geführt ist. Das bewegbare Schlittenelement 70 weist ferner den ersten Führungsflächen 72 gegenüberliegende parallel zu diesen verlaufende und ebenfalls als Planflächen ausgeführte zweite Führungsflächen 74 auf, welche an ebenfalls als Planflächen ausgeführte zweite Stützflächen 82 eines Gegenlagerkörpers 80 anliegen, der seinerseits mit dem Basiskörper 18 starr verbunden ist, so dass das bewegbare Schlittenelement 70 mit den ersten und zweiten Führungsflächen 72 und 74 zwischen den Gegenlagerkörper 80 und dem Basiskörper 18 geführt ist.

Vorzugsweise erstrecken sich auch die zweiten Stützflächen 82 des Gegenlagerkörpers 80 in einer Ebene 84, die parallel zur Ebene 66 verläuft.

Der Basiskörper 18 und der Gegenlagerkörper 80 bilden dabei ein insgesamt mit 90 bezeichnetes stationäres Schlittenelement relativ zu welchem das bewegbare Schlittenelement 70 nur in Richtung zweier senkrecht zueinander verlaufender linearer Bewegungsachsen Bl und B2 parallel zu den Ebenen 66, 84 bewegbar sind.

Damit das bewegbare Schlittenelement 70 kollisionsfrei zur Spindelaufnahmehülse 22 bewegbar ist, ist das bewegbare Schlittenelement 70 mit einem zentralen Durchbruch 92 versehen, durch welchen die Spindelaufnahmehülse 22 mit dem Frontbereich 63 hindurchgreift. Ferner ist das bewegbare Schlittenelement 70 mit Durchbrüchen 94 versehen, welche von Verankerungselementen 96 durchsetzt sind, die den Gegenlagerkörper 80 starr mit dem Basiskörper 18 verbinden.

Die Durchbrüche 92 und 94 sind dabei so dimensioniert, dass das bewegbare Schlittenelement 70 in Richtung der beiden linearen Bewegungsachsen Bl und B2 bewegbar ist, wobei beispielsweise die Wege in Richtung der Bewegungsachsen Bl und B2 ungefähr gleich groß sind, so dass in einer in Fig. 4 dargestellten neutralen Ausgangsstellung des bewegbaren Schlittenelements 70 Berandungen 93 bzw. 95 der Durchbrüche 92 bzw. 94 in einem derartigen Abstand von der Lageraufnahme 26 bzw. den Verankerungselementen 96 angeordnet sind, dass Bewegungen des bewegbaren Schlittenelements 70 in jeweils entgegengesetzte Richtungen in Richtung der Bewegungsachsen Bl und B2 mit ungefähr denselben Verfahrwegen Vl + , Vl- bzw. V2+, V2- möglich sind.

Zum Bewegen des bewegbaren Schlittenelements 70 ist dieses, wie in den Fig. 3, 5 und 6 dargestellt, mit einer mit 100 bezeichneten Bewegungsantriebseinheit nach dem Prinzip einer Stabkinematik versehen, welche eine Längsführung 102 aufweist, an welcher in einer Führungsrichtung 104 insgesamt vier aufeinander folgend angeordnete Schlitteneinheiten 112, 114, 116 und 118 bewegbar geführt sind.

Dabei ist die Schlitteneinheit 112 über ein Gelenk 121 mit einer Strebe 122 verbunden, die Schlitteneinheit 114 über ein Gelenk 123 mit einer Strebe 124, die Schlitteneinheit 116 über ein Gelenk 125 mit einer Strebe 126 und die Schlitteneinheit 118 über ein Gelenk 127 mit einer Strebe 128 verbunden.

Ferner sind die Streben 122 und 124 über ein gemeinsames Gelenk 132 mit einem an dem bewegbaren Schlittenelement 70 vorgesehenen Arm 134 verbunden und die beiden Streben 126 und 128 über ein gemeinsames Gelenk 136 mit einem an dem bewegbaren Schlittenelement 70 vorgesehenen Arm 138 verbunden. Beide Arme 134 und 138 sind vorzugsweise einstückig an das bewegbare Schlittenelement 70 angeformt und durchsetzen jeweils ein in dem Basiskörper 18 angeordnetes Fenster 142, 144, so dass die Streben 122, 124, 126 und 128auf einer dem bewegbaren Schlittenelement 70 gegenüberliegenden Seite des Basiskörpers 18 angeordnet sind. Vorzugsweise sind dabei die Streben 122, 124, 126 und 128, wie in Fig. 6 dargestellt, im Querschnitt ungefähr U-förmig ausgebildet und mit den Gelenken 121, 123, 125 und 127 jeweils beidseitig der Schlitteneinheiten 112, 114, 116, 118 gelagert.

Ferner sind, wie in Fig. 3 und 5 dargestellt, die Schlitteneinheiten 112 und 116 sowie die Schlitteneinheiten 114 und 118 durch Kopplungsstreben 146 bzw. 148 starr miteinander gekoppelt, so dass die Schlitteneinheiten 112 und 116 sowie die Schlitteneinheiten 114 und 118 nur gemeinsam entlang der Längsführung 102 in der Führungsrichtung 104 bewegbar sind. Eine derartige Stabkinematik erlaubt somit nur Bewegungen des bewegbaren Schlittenelements 70 derart, dass dieses in allen möglichen Stellungen stets dieselbe Ausrichtung zu den Bewegungsachsen aufweist, das heißt, dass das bewegbare Schlittenelement 70 nur in zueinander parallel ausgerichteten Stellungen verschiebbar ist.

Zum Verschieben der Schlitteneinheiten 112 und 116 ist eine als Ganzes mit 152 bezeichnete Linearantriebseinheit vorgesehen, welche beispielsweise eine fest mit den Schlitteneinheiten 112 und 116 verbundene, beispielsweise über die Kopplungsstrebe 146 gekoppelte, Spindelmutter 154 aufweist, die auf einer am Maschinenbettkörper 14 gelagerten Gewindespindel 156 angeordnet ist, wobei die Gewindespindel 156 um eine Spindelachse 158 rotierend antreibbar jedoch nicht in Richtung der Spindelachse 158 verschiebbar ist. Hierzu ist, wie in den Fig. 3 und 5 dargestellt, eine als Ganzes mit 160 bezeichnete Antriebseinheit vorgesehen.

Zum Verschieben der Schlittenelemente 114 und 118 ist ebenfalls eine Linearantriebseinheit 162 vorgesehen, welche eine starr mit den Schlittenelementen 116 und 118 gekoppelte Spindelmutter 164 aufweist, welche ihrerseits von einer Gewindespindel 166 durchsetzt ist, um eine Spindelachse 168, die vorzugsweise koaxial zur Spindelachse 158 angeordnet ist, mittels einer Antriebseinheit 170 drehbar antreibbar ist, jedoch in Richtung der Spindelachse 168 unverschiebbar am Maschinenbettkörper 14 gelagert ist.

Vorzugsweise sind die Antriebseinheiten 160 und 170 so ausgebildet, dass jede einen im Abstand von den jeweiligen Gewindespindeln 156 bzw. 166 angeordneten Antriebsmotor 172 und ein den Antriebsmotor 172 mit der jeweiligen Gewindespindel 156 bzw. 166 koppelndes Zahnriemengetriebe 174 aufweist, wobei vorzugsweise der Antriebsmotor 172 jeweils an dem Kopfteil 20 des Maschinenbettkörpers 14 gehalten ist.

Insbesondere ist die gesamte Bewegungsantriebseinheit 100 auf einer dem Fußteil 16 gegenüberliegenden Seite der Werkstückspindeleinheit 30 angeordnet, wobei sich die Führungsrichtung 104 der Längsführung 102 vorzugsweise ungefähr parallel zum Fußteil 16, insbesondere im Wesentlichen horizontal, erstreckt.

Ferner liegen die beiden Arme 134 und 138 auf gegenüberliegenden Seiten der Werkstückspindeleinheit 30, wobei vorzugsweise in der neutralen Ausgangsstellung des bewegbaren Schlittenelements 70 die Gelenke 132 und 136 in einer im Wesentlichen horizontal verlaufenden Ebene 176 liegen, die durch die Werkstückspindelachse 14 hindurch verläuft.

Durch die Linearantriebseinheiten 152 und 162 lassen sich nun die Schlitteneinheiten 112 und 116 bzw. 114 und 118 entweder synchron miteinander in der Führungsrichtung 104 bewegen, woraus eine Bewegung des bewegbaren Schlittenelements 70 in Richtung der Bewegungsachse B2 resultiert oder symmetrisch relativ zueinander, das heißt so, dass sich die Gelenke 121 und 123 bzw. 125 und 127 aufeinander zu oder voneinander weg bewegen, woraus eine Bewegung des bewegbaren Schlittenelements 70 in Richtung der Bewegungsachse Bl resultiert. Die Bewegungsantriebseinheit 100 erlaubt somit durch die beiden Linearantriebseinheiten 152 und 162 das bewegbare Schlittenelement 70 in Richtung der beiden linearen Bewegungsachsen Bl und B2 (Fig. 4) zu bewegen.

Auf dem bewegbaren Schlittenelement 70 sitzt ein als Ganzes mit 180 bezeichneter Werkzeugträger, welcher beispielsweise als Ringkörper ausgebildet ist, der ein in der Werkstückaufnahme 42 in einer Werkstückposition angeordnetes Werkstück W ringförmig umschließt.

Vorzugsweise ist der Werkzeugträger 180 dabei mit einer Montageplatte 182 versehen, die ebenfalls ringförmig ausgebildet ist und auf ihrer dem Arbeitsraum 60 zugewandten Stirnseite 184 eine ebene Fläche 186 bildet, auf welcher Werkzeuge 190 mit ihren Werkzeughaltern 192 in verschiedenen Werkzeugaufnahmeplätzen 194 montierbar sind. Durch eine interpolierende Bewegung der Bewegungsachsen Bl und B2 ist jedes der Werkzeuge 190 parallel zu beliebigen Richtungen in der Bewegungsebene 66 bewegbar.

Die Werkzeugaufnahmeplätze 194 sind in definierten Winkelabständen, beispielsweise konstanten Winkelabständen, um eine Mittelachse 196 angeordnet, welche in der Neutralstellung des bewegbaren Schlittenelements 70 mit der Werkstückspindelachse 40 zusammenfällt.

Die Werkzeugaufnahmeplätze 194 sind vorzugsweise sternförmig auf der Montageplatte 182 des Werkzeugträgers 180 angeordnet und diesen Werkzeugaufnahmeplätzen 194 sind durch Bezugspunkte BZP der jeweiligen Werkzeugaufnahmeplätze 194 hindurch verlaufende und insbesondere senkrecht zu der Bewegungsebene 66 verlaufende Bezugsebenen BZE zugeordnet (Fig. 7, 8) die bei dem ersten Ausführungsbeispiel alle durch die Mittelachse 196 hindurch verlaufen und eine durch die Mittelachse 196 definierte Ebenenschar bilden, wobei die Bezugsebenen BZE entweder gleiche oder ungleiche Winkelabstände, je nach Lage der Werkzeugaufnahmeplätze 194 aufweisen. Insbesondere ist ein in Schwerkraftrichtung unter dem Werkstück W liegender Spänefallbereich SF frei von Werkzeugaufnahmeplätzen 194 um einen ungestörten Spänefall in eine Späneaufnahme SA zu gewährleisten.

Die beispielsweise am Werkstück W einzusetzenden Werkzeuge 190 erstrecken mit ihren Schneiden 198 in den Werkzeugaufnahmeplätzen 194 zugeordneten Werkzeugebenen WZE, die parallel zu den Bezugsebenen BZE verlaufen, jedoch in den meisten Fällen gegenüber den jeweiligen Bezugsebenen BZE um einen Werkzeugkorrekturwert WKW in Y-Richtung versetzt sind, da die Werkzeuge 190 bei der Montage in den Werkzeugaufnahmeplätzen 194 in der Regel mit ihren Schneiden nicht in der jeweiligen Bezugsebene BZE liegen (Fig. 8).

Zur Bearbeitung des Werkstücks W ist eine als Ganzes mit 200 bezeichnete Steuerung vorgesehen, welche zur Bewegung der Werkzeugaufnahmeplätze 194 mit den Werkzeugen 190 in Richtung der Bewegungsachsen Bl und B2 die Linearantriebe 152 und 162 ansteuert und außerdem zur Verschiebung der Werkstückeinheit 30 in Richtung der Werkstückspindelachse 40 das heißt in Z- Richtung den Achsantrieb 58 ansteuert.

Ferner ist durch die Steuerung 200 noch ein Werkstückspindelmotor 210 ansteuerbar, mit welchem das Werkstück W entweder um die Werkstückspindelachse 40 rotierend antreibbar oder in definierten Drehstellungen drehfest positionierbar ist.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Drehmaschine ist der, dass mit dem Werkzeugträger 180 lediglich geringe Verfahrwege Vl, V2 durchlaufen werden müssen, um die unterschiedlichsten Werkzeuge 190 einerseits am Werkzeug W in Einsatz bringen zu können und andererseits mit diesen das Werkstück W bearbeiten zu können. Dabei ist insbesondere keinerlei Bewegung der Werkzeuge 190 und auch der Werkzeughalter 182 relativ zum Werkzeugträger 180 erforderlich, sondern sowohl die Auswahl der Werkzeuge 190 als auch deren Bewegung in Richtung einer X-Achse und gegebenenfalls einer Y-Achse gemäß konventioneller Achsbezeichnungen bei Drehmaschinen während der Bearbeitung erfolgt lediglich durch Bewegen des Werkzeugträgers 180 in Richtung der Bewegungsachsen Bl und/oder B2.

In der Steuerung 200 ist zu jedem der Werkzeugaufnahmeplätze 194 mit dem jeweiligen Werkzeug 190 die Werkzeugebene WZE vorgegeben, so dass eine Zustellung des jeweiligen Werkzeugs 190 in Richtung der senkrecht zur Werkstückspindelachse 40 verlaufenden X-Achse, gemäß konventioneller Achsbezeichnungen von Drehmaschinen, dadurch erfolgt, dass das jeweilige Werkzeug 190 durch geeignete Ansteuerung der Bewegungsachsen Bl und B2 in der jeweiligen, dem Werkzeug 190 zugeordneten Werkzeugebene WZE und somit nach konventioneller Achsbezeichnung in Richtung der diesem zugeordneten X-Achse bewegt wird.

Die Auswahl des jeweiligen Werkzeugs 190 erfolgt nun dadurch, dass die dem jeweiligen Werkzeug 190 zugeordnete Werkzeugebene WZE durch Ansteuern der Bewegungsachsen Bl und B2 so ausgerichtet wird, dass diese durch die Werkstückspindelachse 40 verläuft, so dass dann das jeweilige Werkzeug 190 in einer Bearbeitungsausgangsstellung steht. Nachfolgend kann dann durch einfache lineare Bewegung dieses Werkzeugs 190 parallel zu der Werkzeugebene WZE die Zustellung und Positionierung dieses Werkzeugs 190 in Richtung der X-Achse relativ zum Werkstück W erfolgen, um das Werkstück W mit dem jeweiligen in einer Bearbeitungsstellung stehendem Werkzeug 190 bearbeiten zu können. Ferner erfolgt durch Verschiebung der Werkstückspindeleinheit 30 parallel zur Werkstückspindelachse 40, das heißt in diesem Fall in Richtung einer Z-Achse nach üblicher Definition der Bewegungsachsen bei einer Drehbearbeitung, die Bewegung des Werkstücks W in dieser Richtung zur Bearbeitung desselben. Hierzu steuert die Steuerung 200 den Achsantrieb 58 entsprechend an.

Da jedem Werkzeugaufnahmeplatz 194 eine eigene Werkzeugebene WZE zugeordnet ist, lässt sich somit durch die Steuerung 200 in einfacher Weise das jeweilige in diesem angeordnete Werkzeug 190, das zur Bearbeitung eingesetzt werden soll, dadurch auswählen, dass dessen Werkzeugebene WZE so ausgerichtet ist, dass diese durch die Werkstückspindelachse 40 hindurch verläuft, so dass dadurch das ausgewählte Werkzeug 190 in der Bearbeitungsausgangsstellung steht.

Bei einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmaschine erfolgt vor Bearbeitung des Werkstücks W mit einem der Werkzeuge 190 ein Bewegen des bewegbaren Schlittenelements 70 in die neutrale Ausgangsstellung, in welcher die Mittelachse 196 mit der Werkstückspindelachse 40 zusammenfällt.

Sind nun, wie in Fig. 8 und 9 dargestellt, die Bezugsebenen BZE aller Werkzeuge 190 so angeordnet, dass sie eine durch die Mittelachse 196 hindurch verlaufende und durch diese definierte Ebenenschar bilden, so führt ein Verschieben des bewegbaren Schlittenelements 70 mit dem Werkzeugträger 180 in die neutrale Ausgangsstellung, in welcher die Mittelachse 196 mit der Werkstückspindelachse 40 zusammenfällt, dazu, dass alle Werkzeugebenen WZE jeweils durch geringe Korrekturen 30 positioniert werden können, dass die jeweilige Werkzeugebene WZE durch die Werkstückspindelachse 40 verläuft und somit das jeweilige Werkzeug 190 in seiner Bearbeitungsausgangsstellung steht. Somit ist es lediglich noch erforderlich, mit der Steuerung 200 diejenige Werkzeugebene WZE auszuwählen, parallel zu welcher die Bewegung des bewegbaren Schlittenelements 70 und somit des Werkzeugträgers 180 linear relativ zum Werkstück W erfolgen. Dadurch wird durch die Auswahl der Werkzeugebene WZE auch die jeweilige Richtung der ausgewählten X-Achse vorgegeben und somit auch gleichzeitig das jeweilige Werkzeug 190 ausgewählt, dessen Position sich nunmehr durch Bewegung in Richtung der X- Achse mittels der Steuerung 200 vorgeben lässt.

Wird nun wie beispielsweise in Fig. 9 dargestellt, die Werkzeugebene WZEd und somit das Werkzeug 19Od ausgewählt, so führt, wie in Fig. 10 dargestellt, die Bewegung des bewegbaren Schlittenelements 70 und des Werkzeugträgers 180 in Richtung Xd dazu, dass das Werkzeug 19Od in Richtung der für dieses vorgesehenen X-Achse zum Werkstück W zugestellt wird, wobei bei dieser Bewegung die Mittelachse 196 sich von der koaxialen Ausrichtung zur Werkstückspindelachse 40 entfernt und die Werkzeugebene WZEd so bewegt wird, dass diese nach wie vor durch die Werkstückspindelachse 40 hindurch verläuft, allerdings die Mittelachse 196 von der Werkstückspindelachse 40 wegbewegt wird, während sich das Werkzeug 19Od mit seiner Schneide 198d auf das Werkstück W zubewegt, um dieses beispielsweise umfangsseitig zu bearbeiten.

Gleichzeitig erfolgt in für eine Drehbearbeitung üblicher Art und Weise eine Verschiebung des Werkstücks W in Richtung der Z-Achse durch Verschieben der Werkstückspindeleinheit 30 mittels des Achsantriebs 58.

Weiter ist es beispielsweise denkbar, Werkzeugaufnahmeplätze 194, beispielsweise die Werkzeugaufnahmeplätze 194b und 194h so anzuordnen, dass deren Bezugsebenen WZEb und WZEh zusammenfallen, wobei die Werkzeuge 190b und 190h auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse 196 angeordnet sind.

Damit verlaufen die X-Achsen Xb und Xh parallel zueinander, so dass lediglich durch geringe Parallelverschiebung wahlweise das Werkzeug 190b oder das Werkzeug 190h zum Einsatz kommen kann. Die Anordnung der Werkzeuge 190 in den jeweiligen Werkzeugebenen WZE erfolgt dabei vorzugsweise so, dass ein Minimalabstand A eines zu einer Werkzeugebene WZE benachbarten Werkzeugs 190 mindestens einem halben Werkstückdurchmesser, vorzugsweise mindestens einem l,5fachen Werkstückdurchmesser, entspricht, so dass sich dadurch Kollisionen bei der Bearbeitung des Werkstücks W mit einem der Werkzeuge 190 mit benachbarten Werkzeugen 190 vermeiden lassen.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmaschine, ist, wie in Fig. 12 dargestellt, der Werkzeugträger 180' so ausgebildet, dass er die Werkstückspindelachse 40 U-förmig umschließt, so dass die Zahl der Werkzeuge 190 noch vergrößert werden kann.

Beispielsweise sind dabei die Werkzeuge 190'a und 190'b so angeordnet, dass sie auf einer Seite einer durch die Werkstückspindelachse 40 hindurch verlaufenden vertikalen Ebene V stehen, während das Werkzeug 190'k auf der anderen Seite der vertikalen Ebene V auf Lücke zu den Werkzeugen 190'a und 190'b angeordnet ist, um somit für bestimmte Bearbeitungen größere Kollisionsfreiräume zu haben.

Beispielsweise sind bei diesem Ausführungsbeispiel die Werkzeuge 190'a bis 190'c in der Art eines Linearwerkzeugträgers angeordnet, so dass die Werkzeugebenen WZE'a bis WZE'c parallel zueinander und beispielsweise senkrecht zur vertikalen Ebene V verlaufen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Bezugsebenen BZE' nicht alle so angeordnet, dass sie eine durch eine Gerade, beispielsweise die Mittelachse 196, definierte Ebenenschar bilden, sondern die in der Darstellung aus Gründen der Darstellungsgenauigkeit mit den Bezugsebenen BZE' zusammenfallend dargestellten Werkzeugebenen WZE' können teilweise parallel, teilweise auch schräg zueinander verlaufen. In diesem Fall hat die Steuerung 200 den Werkzeugträger 180' vor Beginn einer Bewegung in der dem jeweiligen Werkzeug 190' zugeordneten X-Achse so zu verfahren, dass die jeweilige Werkzeugebene WZE' durch die Werkstückspindelachse 40 hindurch verläuft und dann kann die Bewegung des Werkzeugträgers 180' in Richtung der diesem jeweiligen Werkzeug 190 zugeordneten X-Achse erfolgen.

Claims

PAT E N TA N S P R Ü C H E

1. Drehmaschine umfassend ein Maschinengestell (10), eine am Maschinengestell (10) angeordnete Werkstückspindeleinheit (30) mit einer um eine Werkstückspindelachse (40) rotierend antreibbaren Werkstückaufnahme (42) für ein in einer Werkstückposition zu haltendes Werkstück (W), ein relativ zum Maschinengestell (10) bewegbaren Werkzeugträger (180), an welchem eine Vielzahl von Werkzeugaufnahmeplätzen (194) für Werkzeuge (190) angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Werkzeugträger (180) parallel zu einer quer zur Werkstückspindelachse (40) verlaufenden Bewegungsebene (66) nur in Richtung zweier, quer zueinander verlaufender Bewegungsachsen (Bl, B2) bewegbar ist, dass die Werkzeuge (190) und die Werkzeugaufnahmeplätze (194) so angeordnet sind, dass die Werkzeugschneiden (198) der Werkzeuge (190) in Richtung parallel zur Bewegungsebene (66) auf einer dem Werkstück (W) zuwendbaren Seite der Werkzeugaufnahmeplätze (194) angeordnet sind und dass nur durch Bewegen des Werkzeugträgers (180) in der Bewegungsebene (66) aus mindestens einem Teil der den Werkzeugaufnahmeplätzen (194) zugeordneten Werkzeuge (190) einzelne Werkzeuge (190) auswählbar und zur Bearbeitung des Werkstücks (W) in Richtung der Werkstückspindelachse (40) in mindestens eine Bearbeitungsstellung bringbar sind.

2. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von den dem Teil der Werkzeugaufnahmeplätze (194) zugeordneten Werkzeugen (190) die einzelnen Werkzeuge (190) ausschließlich durch Bewegen des Werkzeugträgers (180) auswählbar und in eine Bearbeitungsausgangsstellung bringbar sind.

3. Drehmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nur eines der auswählbaren Werkzeuge (190) durch Bewegen des Werkzeugträgers (180) in der Bewegungsebene (66) in mindestens eine Bearbeitungsstellung bringbar ist.

4. Drehmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den einzelnen Werkzeugaufnahmeplätzen (194) zugeordneten Werkzeuge (190) einen derartigen Mindestabstand voneinander aufweisen, dass bei Erreichen der Bearbeitungsstellung von einem der Werkzeuge (190) die übrigen Werkzeuge (190) kollisionsfrei zum Werkstück (W) angeordnet sind.

5. Drehmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bewegen eines der Werkzeuge (190) von einer Bearbeitungsausgangsstellung in eine Bearbeitungsstellung die übrigen der Werkzeuge (190) in kollisionsfreien Stellungen stehen.

6. Drehmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahmeplätze (194) auf mehreren Seiten der Werkstückspindelachse (40) angeordnet sind.

7. Drehmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahmeplätze (194) zumindest U-ähnlich um die Werkstückspindelachse (40) herum angeordnet sind.

8. Drehmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahmeplätze (194) zumindest teilweise um die Werkstückspindelachse (40) herum angeordnet sind.

9. Drehmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahmeplätze (194) in zumindest einem Winkelbereich von mindestens 120° um die Werkstückspindelachse (40) herum angeordnet sind.

10. Drehmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem Werkstück (W) und einer Späneaufnahme (SA) liegender Spänefallbereich (SF) frei von Werkstückaufnahmeplätzen (194) ist.

11. Drehmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Werkzeugaufnahmeplatz (194) eine Werkzeugebene (WZE) zugeordnet ist und dass das an diesem Werkzeugaufnahmeplatz angeordnete Werkzeug (190) parallel zu dieser Werkzeugebene (WZE) von der Bearbeitungsausgangsstellung in die Bearbeitungsstellung bewegbar ist.

12. Drehmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugebene (WZE) relativ zu einem Bezugspunkt (BZP) des Werkzeugaufnahmeplatzes (194) festgelegt ist.

13. Drehmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugebene (WZE) entsprechend eines Werkzeugkorrekturwertes (WKW) relativ zu einer durch den Bezugspunkt verlaufenden Bezugsebene (BZE) verschiebbar festlegbar ist.

14. Drehmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bearbeitungsausgangsstellung die Werkzeugebene (WZE) des jeweiligen Werkzeugaufnahmeplatzes (194) durch die Werkstückspindelachse (40) hindurch verläuft.

15. Drehmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugebenen (WZE') zumindest einzelner Werkzeugaufnahmeplätze (194') parallel zueinander verlaufen.

16. Drehmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugebenen (WZE) zumindest einzelner Werkzeugaufnahmeplätze (194) sich in einem Winkel schneiden.

17. Drehmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die relativ zu den Bezugspunkten (BZP) der Werkzeugaufnahmeplätze (194) festgelegten Bezugsebenen (BZE) Ebenen einen Ebenenschar sind, welche durch eine Mittelachse (196) festgelegt ist.

18. Drehmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (200) der Drehmaschine eine Relativbewegung zwischen dem ausgewählten Werkzeug (190) und dem Werkstück in Richtung einer mit der Werkstückspindelachse (40) zusammenfallenden Z-Achse steuert und außerdem noch eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück (W) und dem ausgewählten Werkzeug (190) in Richtung einer X-Achse steuert und dass die X-Achse dem Werkzeug (190) in dem ausgewählten Werkzeugaufnahmeplatz (194) individuell zugeordnet ist.

19. Drehmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die X- Achse in der jeweiligen jedem Werkzeugaufnahmeplatz (194) zugeordneten Werkzeugebene (WZE) verläuft.

20. Drehmaschine nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der X-Achse von jedem einzelnen Werkzeugaufnahmeplatz (194) für den Betrieb der Steuerung (200) vorgegeben ist und dass die Auswahl des Werkzeugs (190) dadurch erfolgt, dass die jeweilige, dem Werkzeugaufnahmeplatz (194) dieses Werkzeugs (190) zugeordnete X-Achse ausgewählt wird und dann eine Bewegung des Werkzeugträgers (180) längs dieser X-Achse erfolgt.

21. Drehmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die Werkzeuge (190) tragende Werkzeugträger (180) ein zusammenhängendes Teil ist.

22. Drehmaschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahmeplätze (194) an einer quer zur Werkstückspindelachse (40) verlaufenden Frontseite (182) des Werkzeugträgers (180) angeordnet sind.

23. Drehmaschine nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontseite (182) des Werkzeugträgers (180) mit einer Frontfläche (184) versehen ist, auf welcher die Werkzeugaufnahmeplätze (194) angeordnet sind.

24. Drehmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (180) relativ zum Maschinengestell (10) nur parallel zur Bewegungsebene (66) bewegbar ist.

25. Drehmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (180) parallel zu der Bewegungsebene (66) verdrehungsfrei bewegbar ist.

26. Drehmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (180) parallel zu der Bewegungsebene (66) nur durch lineare Bewegungsachsen (Bl, B2) bewegbar ist.

27. Drehmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (180) auf einem Kreuzschlittensystem (70, 90) angeordnet ist und dass das Kreuzschlittensystem ein einziges bewegbares Schlittenelement (70) aufweist, welches relativ zu einem am Maschinengestell (10) angeordneten stationären Schlittenelement (90) in Richtung der zwei quer zueinander verlaufenden Bewegungsachsen (Bl, B2) in der Bewegungsebene (66) bewegbar ist.

28. Drehmaschine nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegbare Schlittenelement (70) auf gegenüberliegenden Seiten der Werkstückspindeleinheit (30) durch das stationäre Schlittenelement (90) geführt ist.

29. Drehmaschine nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegbare Schlittenelement (70) die Werkstückspindeleinheit (30) zumindest über einen Teilbereich umschließend ausgebildet ist.

30. Drehmaschine nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegbare Schlittenelement (70) die Werkstückspindeleinheit (30) zumindest ungefähr U-förmig umschließt.

31. Drehmaschine nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegbare Schlittenelement (70) einen Durchbruch (92) aufweist, durch welchen sich die Werkstückspindeleinheit (30) mit einem Frontbereich hindurcherstreckt.

32. Drehmaschine nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegbare Schlittenelement (70) um die Werkstückspindeleinheit (30) herum an mindestens einer ersten Stützfläche (64) mit mindestens einer ersten Führungsfläche (72) geführt ist.

33. Drehmaschine nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das stationäre Schlittenelement (90) mindestens eine zweite, der ersten Stützfläche (64) gegenüberliegende Stützfläche (82) aufweist, an welchen das bewegbare Schlittenelement (70) mit mindestens einer zweiten, der ersten Führungsfläche (72) gegenüberliegenden Führungsfläche (74) geführt ist.

34. Drehmaschine nach einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungsantriebseinheit (100) für das bewegbare Schlittenelement (70) eine Stabkinematik umfasst.

35. Drehmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kreuzschlittensystem (70, 90) und der Werkzeugträger (80) sowie die Werkstückspindeleinheit (30) auf derselben Seite eines Arbeitsraums (60) angeordnet sind.

36. Drehmaschine nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass eine Werkstückspindelaufnahme (22) und das Kreuzschlittensystem (70, 90) an demselben Maschinenbettkörper (14) angeordnet sind.

37. Drehmaschine nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückspindelaufnahme (22) und das Kreuzschlittensystem (70, 90) an demselben Teilkörper (18) des Maschinenbettkörpers (14) angeordnet sind.

38. Drehmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückspindeleinheit (30) in Richtung der Werkstückspindelachse (40) relativ zum Maschinengestell (10) bewegbar ist.