专利名称：机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机床，其包括:机架；布置在机架上的工件主轴单元，带有工件主轴和工件容纳部，工件容纳部能通过工件主轴驱动器绕工件主轴轴线旋转地驱动并且能绕作为C轴线的工件主轴轴线受控制地转动；布置在机架上的工具承载单元，工具承载单元带有工具转塔，工具转塔包括能相对于转塔壳体绕转塔头轴线转动的转塔头，该工具承载单元还带有承载转塔壳体的且支撑在机架上的工具承载基座；至少一个运动系统，利用该至少一个运动系统，工件容纳部和处在工作位置中的工具能相对彼此受控制地运动；机器控制装置，用于控制处在工作位置中的工具相对于容纳在工具容纳部中的工件的运动。
背景技术：
这类机床由现有技术公开。
在这些机床中存在这样的问题，S卩，能够在一方面到工作空间的最佳可接近性的情况下以及另一方面最佳的工具使用的情况下处理大工件。发明内容
因此本发明所要解决的技术问题是，能够尽量最佳地处理大工件。
该技术问题在开头所述类型的机床的情况下通过如下方式来解决，即，至少一个用于容纳受驱动的工具的工具主轴单元整合到转塔头中，转塔壳体能相对于工具承载基座绕横向于Z轴线以及横向于X轴线分布的B轴线通过机器控制装置以受控制的方式转动，以及转塔头轴线横向于B轴线分布。
通过这种结构一方面存在这样的可能性，即，转塔头最佳地相对于工件取向，以便能够最佳地使用设置在转塔头上的工具，以及另一方面存在这样的可能性，即，通过同样布置在转塔头上的工具主轴单元可提供用于铣削处理的受驱动的工具，除其余布置在转塔头上的工具外，该受驱动的工具也能用于处理工件。
因此存在这样的可能性，S卩，最佳地在传统车削处理和铣削处理之间切换以及尤其也处理大工件。
本发明的很大的优势在于，布置在转塔头上的工件主轴单元整合到转塔头中，这就是说，不是构造成保持在转塔头上的能简单地替换的工件主轴单元，而是转塔头的组成部件。
迄今为止未在布置在转塔头上的工件主轴单元的构造方面作详细说明。
在此尤其设置，布置在转塔头上的工具主轴单元具有装入在转塔头中的工具主轴壳体、工具主轴和工具主轴驱动器。
在此，工具主轴壳体是转塔头的一部分并且作为单独的部件牢牢地装入该转塔头中或与转塔头的承载体一体式地构造。
工具主轴驱动器在此可以以最为不同的方式构造。
有利的可行方案设置，工具主轴驱动器构造成主轴马达，也就是说，工具主轴驱动器的转子直接坐落在工具主轴上，而定子则坐落在工具主轴壳体内。
另外的有利的可行方案设置，工具主轴驱动器具有穿过转塔头运动单元贯穿导引的驱动系和与该驱动系联接的、布置在转塔壳体中的工具主轴驱动马达。
在此相宜地将驱动系通过布置在转塔头内的联接传动装置与工具主轴联接。
联接传动装置可以是简单的联接传动装置，其以恒定的传动比关系工作。
对此备选地优选设置,联接传动装置是一种变速器(Wechselgetriebe),从而使得可以不同地选择在驱动系和工件主轴之间的传动比。
原则上可以这样地构造工具主轴单元，从而使得该工具主轴单元具有工具容纳部，在该工具容纳部中能手动地固定有待使用的工具。
因为基于按本发明的理念，工具主轴单元整合到转塔头中，以及因而在转塔头中没有提供多个经这种方式驱动的工具，所以特别有利的技术方案设置，工具主轴单元具有能通过操纵装置操纵的工具容纳部。
这种技术方案具有的优点在于，因此存在这样的可能性，即，通过操纵装置的操控更为简单且快速地替换在工件主轴单元中的工具。
例如存在这样的可能性，S卩，通过启动工具库而将工具主轴单元的工具存放在库中或由该工具库容纳。
在此尤其设置，操纵装置能通过机器控制装置控制，从而使得以简单的方式能受控制地通过机器控制装置实现工具更换以及由此不需要手动干预。
原则上操纵装置可以布置在工具主轴的任意位置上。
但有利的技术方案设置，操纵装置布置在工具主轴的与工具容纳部对置的端部上，因为因此能优化结构空间地将操纵装置整合到转塔头中。
迄今为止未在工具主轴壳体本身关于其到转塔头中的有利的整合的构造方面作详细说明。
按照本发明，工具主轴壳体牢牢地装入到转塔头中以及因而是转塔头的部件，其中，不详细说明工具主轴壳体的装入方式。
在此，有利的技术方案设置，工具主轴壳体具有用于工具主轴的容纳体以及安装在转塔头的承载体上的保持体。
这类保持体在此创造了这样的可能性，即，实现了在转塔头的承载体上的最佳安装。
在此，保持体优选从工具主轴壳体的容纳体出发在转塔头轴线的方向上延伸并且本身牢牢地与承载体连接。
特别有利的技术方案设置，保持体支撑在沿相对转塔头轴线的径向方向分布的且在转塔头的承载体上在容纳体和转塔头轴线之间设置的安装区域上。
该技术方案的优势在于，该技术方案使得工具主轴壳体相对于转塔头的承载体的力矩稳定且高度精确的布置成为可能。
在此例如设置，安装区域从承载体的中央区域延伸直至承载体的外部区域。
在此尤其能将保持体支撑在外部区域中以及支撑在外部区域和中央区域之间。
特别有利的是，保持体在外部区域附近以及在中央区域附近支撑在承载体上。
特别稳定的技术方案设置，保持体既支撑在中央区域上又支撑在外部区域上以及优选也在中央区域和外部区域之间支撑在承载体上。
更为稳定地可以实现保持体在承载体上的容纳部，如果安装区域形成用于保持体的容纳部且保持体嵌入到该容纳部中的话。
结合迄今为止所述的实施例在此仅阐释保持体用于工具主轴壳体在承载体上的固定。
但保持体也可以满足其它功能。
在此优选设置，保持体形成针对用于驱动工具主轴的联接传动装置的壳体。
在此尤其设置，保持体具有内部空间，联接传动装置布置在该内部空间中以将驱动系与工具主轴连接，其中，驱动系为了驱动联接传动装置而嵌入到内部空间中。
迄今为止未在工件主轴的工件主轴轴线相对于转塔头轴线的取向方面作详细说明。
因此，有利的技术方案设置，工具主轴的工具主轴轴线平行于转塔头轴线取向。
但备选地同样可以考虑，工具主轴的工具主轴轴线横向于转塔头轴线取向。
在这种情况下，工具主轴轴线这样地取向，从而使得其倾斜于转塔头轴线分布，如第一工具容纳部或第二工具容纳部的容纳部轴线那样。
但其它的适宜的技术方案设置，工具主轴轴线垂直于转塔头轴线取向。
在转塔头的可能的构造方案的情况下可以设想将工具主轴单元以如下方式很小地构造，即，该工具主轴单元相应于第一和第二工具容纳部在转塔头中整合。
特别有利的、尤其用于构造有效的工具主轴单元的技术方案设置，工具主轴单元布置在转塔头的没有工具容纳部的圆形节段中。
也就是说，转塔头这样地构造，从而使得其具有圆形节段，在该圆形节段中不设置工具容纳部，并且在这个圆形节段中然后布置有工具主轴单元。
这使得如下称为可能，S卩，尤其在有效的工具主轴单元的情况下创造出针对该工具主轴单元的所需的结构空间。
此外，这种技术方案还具有的优势为，当皇冠式转塔头的其中布置有工具主轴单元的圆形节段在足够大的角度区域中绕转塔头轴线延伸时，由此在工具容纳部中的工具不会在用受驱动的工具处理工件的情况下干扰。
原则上可以以任意方式在转塔头上布置工具容纳部。
特别有利的技术方案设置，转塔头具有一组第一工具容纳部，这些第一工具容纳部布置在转塔头的背离转塔壳体的一侧上。
在此优选设置，第一工具容纳部具有横向于转塔头轴线取向的容纳部轴线。
在此，容纳部轴线相对转塔头轴线的角度还可以变化。
但特别有利的是，这些第一工具容纳部用其容纳部轴线以相对转塔头轴线的同样的角度分布。
业已证实如下技术方案特别有利，在该技术方案中，第一工具容纳部的容纳部轴线与转塔头轴线围出了在10°至40°范围内的角度，其中，特别有利的是，这个角度处在20。和30。之间。
此外优选设置，转塔头具有一组第二工具容纳部，这些第二工具容纳部布置在转塔头的面朝转塔壳体的一侧上。
伴随这类第二工具容纳部存在这样的可能性，S卩，在转塔头上待布置的工具的数量提闻。
在此特别有利的是，第二工具容纳部具有横向于转塔头轴线取向的容纳部轴线。
在此优选地，第二工具容纳部用其容纳部轴线以相对转塔头轴线的同样的角度布置，这就是说，所有的第二工具容纳部具有以相对转塔头轴线的同样的角度分布的容纳部轴线。
在此未细述对于第二工具容纳部而言的容纳部轴线的角度。
在此优选设置，第二工具容纳部的容纳部轴线与转塔头轴线围出了在100°至130°、优选110°至120°的范围内的角度。
迄今为止未在第一工具容纳部和第二工具容纳部的彼此的相对布置方面作详细说明。
因此，优选的技术方案设置，沿环绕方向绕转塔头轴线的依次相继的工具容纳部的容纳部轴线处在穿过转塔头轴线的、彼此以角度间距分布的径向平面内。
也就是说，这些容纳部轴线虽然各与转塔头轴线围出了一个角度，但在此和转塔头轴线一起各处在一个径向平面内，其中，优选每条容纳部轴线处在如下的径向平面内，该径向平面以与另一条容纳部轴线的径向平面的一定角度间距布置。
特别相宜的是，这些径向平面彼此间具有恒定的角度间距，这就是说，这些径向平面形成了一个平面群(Ebenenschar),其中，该平面群的单个平面彼此间具有恒定的角度间距。
特别有利的是，第一和第二工具容纳部沿环绕方向依次相继，也就是说交替地依次相继。
转塔头的对工具的使用而言有利的类型为皇冠式转塔头。
迄今为止未在工具转塔的构造和其布置方面作详细说明。
因此，有利的技术方案设置，转塔壳体相对于工具承载基座通过B运动系统以能绕B轴线转动的方式保持，从而使得转塔壳体本身直接能绕B轴线转动。
在此例如设置，B运动系统由工具承载基座承载。
按本发明，B运动系统尤其能通过机器控制装置操控，尤其是受位置调节地操控。
在此，未在B运动系统的构造方面作详细说明。
因此，优选的技术方案设置，B运动系统具有转动支承装置和用于使转塔壳体绕B轴线转动的B轴线驱动器。
在此相宜地，转动支承装置这样地构造，从而使得其以能转动的方式支承转塔壳体。
此外优选将B轴线驱动器这样地构造，从而使得其具有减速器，该减速器在驱动侧绕转动轴线转动地驱动转塔壳体。
原则上，B运动系统可以这样地构造，从而使得转动支承装置能固定在各种不连续的转动位置中，例如利用鼠牙盘。
特别有利的技术方案设置，B运动系统设有用于抗相对转动地固定各自的转动位置的制动单元。
这类制动单元具有的优势为,其不要求在不连续的转动位置中的转动，而是创造出如下的可能性，即，将B运动系统抗相对转动地固定。
在此，制动单元优选构造成盘式制动器，因为盘式制动器在简单的结构下创造出了这样的可能性，即，产生很大的保持力。
基于简单性和运行安全性的有利的技术方案设置，盘式制动器包括固定不动的制动蹄和能相对于固定不动的制动蹄在制动位直和释放位直之间来回运动的制动蹄。
在此尤其设置，制动盘嵌入在固定不动的和能运动的制动蹄之间，并且在释放位置中与固定不动的和能运动的制动蹄无接触地分布，并且为了到达能运动的制动蹄的制动位置产生了制动盘直至贴靠在固定不动的制动蹄上的变形。
迄今为止未在转塔头的驱动器方面作详细说明。
原则上可以设想转塔头的驱动器的传统的构造方案。
但有利的实施形式尤其设置，转塔头能通过布置在转塔壳体上的转塔头运动单元而绕转塔头轴线转动。
在此尤其设置，转塔头运动单元具有转动支承装置和转塔头转动驱动器。
转塔头转动驱动器在此可以是传统的转塔头转动驱动器。
但是，特别有利的技术方案设置，转塔头转动驱动器包括高力矩直接驱动马达，尤其是力矩马达，它的转子与转塔头连接以及它的定子牢牢地布置在转塔壳体中。
高力矩直接驱动马达的优势在于，用该高力矩直接驱动马达就不需要减速传动装置，而是转塔头可以直接与转子联接，其中，力矩马达创造了这样的可能性，即，产生足够大的转矩，以便将转塔头保持在其各自的位置中。
在此尤其设置，转塔头转动驱动器能通过机器控制装置受位置调节地驱动。
为了在转塔头可以固定不动时实现将转塔头转动驱动器然后减负，优选设置，转塔头的转动位置可以通过制动单元抗相对转动地固定在每个相对于转塔壳体的转动位置中。
结合对按本发明的技术方案的迄今为止的阐释没有对此详细说明，S卩，应当如何进行工件容纳部和工具在X方向上的相对运动。
特别有利的技术方案设置，在X轴线的方向上在工件容纳部和工具之间的相对运动能够通过X运动系统产生。
在此尤其这样地构造X运动系统，从而使得其包括能沿X导引装置运动的X滑块。
X运动系统此外优选包括X轴线驱动器。
X运动系统原则上可以使机床的各种部件相对彼此运动。
特别有利的技术方案设置，X运动系统在工具承载基座和B运动系统之间起作用。
在此，X运动系统优选布置在工具承载基座上并且承载B运动系统。
此外优选设置，在工件容纳部和工具之间的在Z轴线方向上的相对运动能通过Z运动系统产生。
在此，Z运动系统相宜地包括能沿Z导引装置运动的Z滑块。
此外优选设置，Z运动系统具有Z轴线驱动器。
此外相宜的是，Z运动系统在机架和工具承载基座之间起作用。
尤其设置，Z运动系统承载工具承载基座。
本发明其它的特征和优势是接下来的说明和一些实施例的图示的主题。
附图中:
图1是按本发明的机床的实施例的正面视图2是从上方到按图1的机床上的俯视图3是图1中沿线3-3的剖面；
图4是图1中沿线4-4的剖面；
图5与图4类似地示出了带有X运动系统和B运动系统的工具承载基座；
图6是按图5的B运动系统的放大图7是在制动单元区域内的B运动系统的一部分的再次放大的图8是工具转塔的示意性剖面图，带有转塔头运动系统的图示和工具主轴单元的图示；
图9是转塔头运动系统在制动单元的区域中的截段地放大的图10是类似图3的到工具转塔上的放大俯视图11是按图8的剖面图在工件主轴单元区域内被放大的和详细示出的图示；
图12是到带有示意性示出的联接传动装置的工件主轴单元上的俯视图13是沿图3中线13-13的剖面图14是按本发明的机床的第二实施例的与图3类似的视图；以及
图15是按本发明的机床的第二实施例的与图10类似的视图。
具体实施方式
图1至图4示出了按本发明的机床的实施例，包括作为整体用附图标记10标注的机架，该机架具有基体12和前部结构14，作为整体用附图标记20标注的工件主轴单元借助工件主支承件载件16布置在该前部结构上，工件主轴单元具有工件主轴壳体22，工件主轴24以能绕工件主轴轴线26转动的方式支承在该工件主轴壳体中并且能借助工件主轴驱动器25旋转地或作为E轴线并且由机器控制装置50控制地驱动，其中，工件主轴24承载工件容纳部28以固定待处理的工件。
工件主轴轴线26在此优选大致平行于机架10的基体12的纵向方向18延伸。
在机架10的基体12上设置有作为整体用附图标记30标注的工具承载单元，该工具承载单元包括工具承载基座32，该工具承载基座借助Z运动系统40在基体12上沿平行于工件主轴轴线26的Z方向导引，其中，Z运动系统40包括Z滑块系统42以及Z轴线驱动器44，该Z轴线驱动器能通过机器控制装置50操控。
Z滑块系统42具有Z导引装置52和54，它们布置在基体12上，并且Z导引车56和58在这些Z导引装置上导引，这些Z导引车本身布置在工具承载基座32上并且与其一起形成了 Z滑块60。
Z轴线驱动器44例如具有驱动主轴62，该驱动主轴能转动，但不能移动地并且沿Z方向延伸地支承在基体12上以及与连接工具承载基座32的主轴螺母64共同作用，其中，驱动主轴62能通过Z驱动马达66驱动。
由此，工具承载基座32通过Z轴线驱动器44能在Z方向上相对于基体12受控制地，尤其是受位置调节地运动并且沿Z方向相对于工件容纳部28能定位在任意定位中。
工具承载单元30的工具承载基座32本身还承载作为整体用附图标记70标注的并且构造为皇冠式转塔的工具转塔，该工具转塔包括转塔壳体72，转塔头74以能绕转塔头轴线76转动的方式支承在转塔壳体上(图1至图3和图10)。
转塔头轴线76没有受控制的Y轴线地始终处在穿过工件主轴轴线26贯穿分布的处理平面BE中。
若在图示地未示出的变型方案的情况下存在能通过机器控制装置50控制的Y轴线，那么转塔头轴线能横向于处理平面BE运动。
转塔壳体72本身在脚部78上借助B运动系统80 (图4)能绕垂直于处理平面BE取向的B轴线B转动，其中，B运动系统80具有针对转塔壳体72的转动支承装置82和B轴线驱动器84 (图5和图6)。
转动支承装置82由轴向/径向支承件92来形成，该轴向/径向支承件以能绕B轴线转动的方式支承转动体94，其中，转动体94设有在端侧的、针对转塔头壳体72的脚部78的容纳部96，从而使得转塔头壳体72通过轴向/径向支承件92以能绕B轴线B转动的方式受支承。
轴向/径向支承件92本身坐落在B运动系统80的基座主体100中。
转动轴线驱动器84包括抗相对转动地与转动体94连接的并且优选坐落在该转动体上的驱动齿轮102，该驱动齿轮能通过减速器106的从动小齿轮104驱动，该从动小齿轮本身由B驱动马达108驱动并且伴随着B驱动马达108保持在基座主体100上，其中，B驱动马达108能通过机器控制装置50这样地操控，从而使得转动轴线驱动器84可以将转塔壳体72受位置调节地保持在每个转动位置中。
为了能将转动体94附加地抗相对转动地固定在该转动体在其中通过B轴线驱动器84受位置调节地被保持的转动位置中，设置有作为整体用附图标记110标注的制动单元，该制动单元具有抗相对转动地与转动体94连接的制动盘112,制动盘布置在能运动的制动蹄114和固定不动的制动蹄116之间，并且在能运动的制动蹄114运动情况下能夹紧在能运动的制动蹄114和固定不动的制动蹄116之间(图7)。
固定不动的制动蹄116在此是基座主体100的部件并且能运动的制动蹄114以能朝着固定不动的制动蹄116运动的方式支承在基座主体100上。
因此利用按本发明的制动单元110存在这样的可能性，即，转动体94相对于基座主体100在转动体94的每个通过B轴线驱动器84的位置调节预先给定的转动位置中，通过制动单元110将转动体94相对于基座主体100机械上地固定。
制动单元110也可以通过机器控制装置50操控。
在优选的实施形式中，制动单元110这样地设计,从而使得该制动单元能够在处理工件的情况下也在起作用的处理力下保持工具转塔70的转动位置，从而使得存在这样的可能性，即，借助于机器控制装置50激活制动单元110并且降低B轴线驱动器84的为了保持转动位置而由位置调节所需的电功率，以及在极端情况下导引到零位，因为由制动单元110接管了转动位置的保持。
然后在应当又松开制动单元110以及再次通过B轴线驱动器84来接管位置调节和转动位置的保持之前，将B轴线驱动器的用于位置调节所需的电功率又提高到在制动单元110的起作用之前所要求的功率，从而使得然后在制动单元Iio松开之后，B轴线驱动器又能保持或必要时改变工具转塔70的转动位置。
转塔头轴线76可以利用B运动系统80在处理平面BE内转动。
B运动系统80通过作为整体用附图标记120标注的X运动系统保持在承载基座32上并且能相对该承载基座在平行于处理平面BE的X方向X上运动，其中，X运动系统具有X滑块系统122和X轴线驱动器124。
在所示实施例中，X滑块系统122承载基座主体100并且由此承载带有工具转塔70的B运动系统80。
X滑块系统122允许了沿横向于Z方向的X方向的运动，并且包括设置在工具承载基座32上的X导引装置132，X滑块134在这些X导引装置上以能在X轴线的方向上以及平行于平面136取向地运动的方式导引，其中，平面136再次平行于工件主轴轴线26并且由此也平行于Z方向Z分布，并且此外B轴线72垂直于平面136取向。
为了 X滑块134在X轴线方向上运动设置有X轴线驱动器124，该X轴线驱动器具有驱动主轴142，该驱动主轴能相对工具承载基座32转动，但不能在其纵向方向上移动地支承在这个工具承载基座上，以及与布置在X滑块92上的主轴螺母144共同作用。
在此，驱动主轴142能通过X轴线驱动马达146驱动。
通过X运动系统120，整个B轴线系统70能在X方向X上相对工具承载基座32运动。
在按本发明的机床的情况下，转塔头74能相对转塔壳体72通过作为整体用附图标记160标注的转塔头运动单元转动且抗相对转动地固定,其中,转塔头运动单元160具有转动支承装置162以及转塔头转动驱动器164 (图8、图9)。
在此，通过布置在转塔壳体72的面朝转塔头74的区域上并且容纳转塔头74的支承件凸肩176的轴向/径向支承件172来形成转动支承装置162，从而使得通过这个轴向/径向支承件172能将整个转塔头74以能转动的方式支承在转塔壳体72上。
此外,转塔头转动驱动器164还包括力矩马达182，该力矩马达具有稳定地布置在转塔壳体72中的定子184以及转子186，转子牢牢地保持在与转塔头74的支承件凸肩176连接的转子承载件188上，从而使得转子186能与转塔头74同步地转动。
力矩马达182也这样地设计，从而使得利用机器控制装置50能实现转塔头74绕转塔头轴线76的受位置调节的可转动性，以及此外，所有在处理工件的情况下作用到转塔头74上的力矩能够由力矩马达182在保持位置的情况下吸收。
此外，给由转子186和转塔头74构成的单元配属有在图9和图10中示出的制动单元190，该制动单元具有牢牢地与力矩马达182的转子承载件188连接的支撑环192，制动盘194从该支撑环出发径向向外地延伸(图9)。
制动盘194布置在能运动的制动体196和固定不动的制动体198之间，其中，能运动的制动体196和固定不动的制动体198牢牢地与转塔壳体72连接。
制动盘194在此这样地布置，从而使得其在未操纵的能运动的制动体196的情况下能无接触地在该制动体和固定不动的制动体198之间转动，而制动盘194在经力加载的能运动的制动体196的情况下则变形并且由此能贴靠在固定不动的制动体198上以及能在这个制动体和能运动的制动体196之间夹紧，以便能将力矩马达182的转子186并且连同转塔头74绕转塔转动轴线76抗相对转动地固定。
制动单元190在此这样地设计尺寸大小，从而使得其能够吸收所有在处理工件的情况下作用到转塔头74上的转矩。
此外，制动单元190这样地来运行，从而使得在转塔头74的各自的转动位置通过转塔头转动驱动器164稳定地被保持时将该制动单元激活,从而使得在制动单元190的激活之后存在这样的可能性，即，减小用于定位转塔头74的转塔头转动驱动器164的功率。
但在松开制动单元之前又要如下程度地提高转塔头转动驱动器174的功率，从而使得它又能在制动单元190的松开之后吸收作用到转塔头74上的转矩进而转动位置稳定地保持转塔头74。
如图3、8和10至12所示，转塔头74设有工具主轴单元200，该工具主轴单元具有主轴壳体202，工具主轴204以能绕工具主轴轴线206转动的方式支承在该主轴壳体中，其中，工具主轴轴线206在所示实施例中平行于转塔头轴线76取向，但与该转塔头轴线间隔地分布。
工具主轴204在前侧设有工具容纳部207，能旋转地受驱动的工具RW的保持凸肩S能插入、张紧到该工具容纳部中以及能通过工具主轴204驱动。
在工具主轴的与工具容纳部207对置的端部上，在工具主轴壳体202内设置有操纵装置208，工具容纳部207通过贯穿嵌接工具主轴204的连接元件209与该操纵装置联接，其中，连接元件例如通过盘簧在工具容纳部207的保持张紧位置的方向上加载，并且连接元件利用操纵装置208能在释放在工具容纳部207中的工具RQ的张紧的位置的方向上运动。
操纵装置208能由机器控制装置50操控，从而使得由此在工具容纳部207中的工具RW的由该机器控制装置控制的释放或张紧是可行的，以便例如将这个工具RW存放在布置在机架10上的工具库WZ中并且容纳另外哦工具RW。
工具主轴壳体202包括容纳工具主轴204和操纵装置208的容纳体210，工具主轴204利用以彼此间一定间距布置的主轴支承件211和212以能转动的方式支承到该容纳体中，工具主轴壳体还包括从容纳体210的一侧离开地在转塔头轴线76的方向上并且超过该转塔头轴线延伸的保持体213,该保持体构造成空心体并且设有保持体底部214、保持体侧壁215以及保持体顶盖216，它们围住内部空间218。
在工具主轴单元200的情况下相宜的是，主轴支承件211和212比在带有在大小上与工具容纳部207相应的工具容纳部的标准工具保持件的情况下更大地尺寸设定，由此可知，利用整合到转塔头74中的工具主轴单元200，以远比利用布置在标准工具保持件中的旋转地受驱动的工具RW更大的切削功率实现铣削处理。
此外，工具主轴204也优选在工具主轴轴线206的方向上具有扩张部，该扩张部比在带有与工具容纳部207的大小相应的工具容纳部大小的标准工具保持件的情况下更大。
工具主轴204可以例如具有自身的工具主轴马达。
在所示实施例中，工具主轴204能通过作为整体用附图标记220标注的工具主轴驱动器驱动，该工具主轴驱动器具有与转塔头轴线76同轴地穿过转塔头转动驱动器164贯穿导引的驱动系222，例如形式为驱动轴，其中，驱动系222—方面通过布置在保持体213的内部空间218中的联接传动装置224与工具主轴204联接，以及通过联接传动装置226与工具主轴驱动马达228联接，以及其中，工具主轴驱动马达228布置在转塔壳体72上。联接传动装置226处在转塔壳体中并且驱动系222从转塔壳体72直至转塔头74地分布以及在该转塔头中进入保持体213的联接传动装置224布置在其中的内部空间218。
这种联接传动装置224可以构造成简单的、仅具有一个传动比的联接传动装置。
联接传动装置224优选是切换传动装置，其可以通过能运动的传动装置齿轮232以两个不同的传动比切换。
工具主轴单元200例如这样地布置，从而使得它的工具主轴壳体202不延伸超过转塔头74的承载体240的面朝转塔壳体72的后壁234，但伴随着容纳工具主轴204的容纳体210则超出了转塔头74的承载体240的前侧的端壁236。
工件主轴单元200的工具主轴壳体202整合到转塔头74中，其中，工具主轴壳体202在转塔头74的承载体240上无法替换或快速更换，而是持久地装入。保持体213尤其跨接承载体240的安装区域237并且固定在该安装区域上。
安装区域237从承载体240的由转塔头轴线76贯穿的中央区域238出发在相对转塔头轴线76的径向方向上直至承载体40的径向外置的外部区域239地分布并且在其在相对转塔头轴线76的径向方向上的整个扩张部上力矩稳定地支撑保持体213。
安装区域237优选处在成形在承载体240中的并且与保持体213的形状适配的容纳部241中，从而使得保持体213嵌入到该容纳部241中并且由此额外地稳定化。
在该实施例中，工具主轴204例如在其工具主轴轴线206的方向上具有扩张部，该扩张部大于转塔头74的前侧的端壁236与后壁234的间距，从而使得由此也得出，工具主轴204的切削功率比在带有如工具主轴204的工具容纳部207那样的大小相同的工具容纳部的标准工具保持件中的工具主轴的情况下明显更大。
承载体240在设有工具主轴单元200的主轴壳体202之外还设有一组第一工具容纳部242，这些第一工具容纳部从锥形地相对转塔头轴线76分布的安装面244出发延伸进入承载体240中，其中，安装面244在承载体240上布置在背离转塔壳体72的前侧上并且例如转塔头轴线76以例如115°的角度分布。
第一工具容纳部242在此本身这样地布置和取向，从而使得同样的工具容纳部的容纳部轴线246垂直于安装面244分布并且在这种情况下在容纳部轴线和转塔头轴线76之间围出例如为25°的角度。
此外，转塔头74的承载体240设有一组第二工具容纳部252，这些第二工具容纳部从安装面254出发延伸进入承载体240中，其中，安装面254在承载体240上布置在面朝转塔壳体的背侧上并且相对转塔头轴线76以例如25。的角度分布，而第二工具容纳部252则具有容纳部轴线256，这些容纳部轴线与转塔头轴线76围出例如115°的角度。
在构造为皇冠式转塔头的并且在图10中所示的转塔头74的情况下，安装面244和254构造成承载体240的锥形地相对转塔头轴线76分布的并且在形成转塔头74的外边缘250的情况下相互邻接的外表面，它们绕转塔头轴线76在圆形节段258中延伸，该圆形节段延展经过至少270°，最大320°的角度区域。
由此，在承载体240上还保留着没有工具容纳部242和252以及安装面244或者说254的至少40°、最大90°的圆形节段260，主轴壳体202在该圆形节段内布置在承载体240 上。
尤其地，在承载体240的圆形节段260中构造有安装区域238，确切地说以针对保持体213的容纳部239的形式，保持体213嵌入到该容纳部中。
相宜的是，在承载体240的情况下，第一工具容纳部242和第二工具容纳部252沿环绕方向262这样绕转塔头轴线76布置，从而使得容纳部轴线246和256各处在沿环绕方向262依次相继的径向平面264或者说266中，但这些径向平面彼此间具有角度间距WA，其中，在径向平面264和266的每个中各仅布置一个带有容纳部轴线246的工具容纳部242或者说带有容纳部轴线256的工具容纳部252，从而使得第一工具容纳部242和第二工具容纳部252相对彼此沿环绕方向262错开地布置，以便因此最佳地利用在承载体240中的空间。
在此，优选大多数地将内部处理工具IW插入第一工具容纳部242中，而可以主要将外部处理工具AW插入第二工具容纳部252中。
因此存在这样的可能性，S卩，将内部处理工具IW插入工具容纳部242，而主要将外部处理工具AW插入第二工具容纳部252，外部处理工具在容纳部轴线256的方向上具有比内部处理工具IW在其容纳部轴线246的方向上更小的延展。
此外，在机架12上与工件主轴单元20对置地设置有Z承载系统280，该Z承载系统包括Z滑块系统282以及用于使功能承载基座290运动的Z轴线驱动器284。
Z滑块系统282具有布置在机架12上的Z导引装置292和294，在这些Z导引装置上，导引车296和298以能在Z方向上运动的方式导引，其中，通过Z导引车296和298，作为整体用附图标记300标注的Z承载滑块在前部结构14上导引。
为了借助机器控制装置50受控制地移动Z承载滑块300，Z轴线驱动器284包括驱动主轴302，该驱动主轴与牢牢地布置在Z承载滑块300内的主轴螺母304共同作用，并且该驱动主轴能通过同样布置在机架10上的驱动马达306驱动。
如图1至图3中所示，Z承载滑块300承载功能承载基座290，该功能承载基座具有带横向导引装置312和314的横向导引基座310，其中，在这些横向导引装置312和314上，功能承载基座290的作为整体用附图标记320标注的横向滑块借助与横向导引装置312和314共同作用的导引体322和324导引，从而使得横向滑块320总体上能通过相对横向导引基座310在横向于Z方向的横向方向316上的导引来运动。
横向滑块320能通过功能承载基座290的作为整体用附图标记330标注的横向轴线驱动器沿横向方向316运动，其中，横向轴线驱动器330具有驱动主轴332，该驱动主轴与主轴螺母334共同作用，其中，主轴螺母334例如布置在横向滑块320上并且沿横向方向316延伸的驱动主轴332能转动地，但在方向316上无法移动地布置在横向导引基座310上。
此外，驱动主轴332在此能由作为整体用附图标记336标注的驱动马达驱动，其中，驱动马达336能通过机器控制装置50操控，机器控制装置允许横向滑块320沿作为经定位控制的、尤其是受位置调节的轴线类似NC轴线的横向方向316运动。
在横向滑块320上布置有作为整体用附图标记340标注的尾架，如图13中所示，该尾架包括尾架壳体342，用附图标记344标注的尾架尖端承载件支承在该尾架壳体中，该尾架尖端承载件本身承载尾架尖端346。
尾架尖端承载件344在此以能绕尾架尖端轴线348转动并且能沿尾架尖端轴线348受界限地移动的方式支承在尾架壳体342中。
为此，尾架尖端承载件344包括第一支承件区段352，其设有相对尾架尖端轴线348呈柱体形的径向支承件面354和356，这些径向支承件面与设置在尾架壳体342中的环形凹腔364和366对置，其中，液压流体在压力下能够输送给环形凹腔364和366，从而使得径向支承件面354和356与相应对置的环形凹腔364或者说366形成了静液压的径向支承件374和376，它们一方面允许了尾架尖端承载件344在尾架壳体342中的径向硬性的支承，但另一方面也允许了尾架尖端承载件344在尾架尖端轴线348的方向上的移动。
尾架尖端承载件344的轴向支撑因此通过尾架尖端承载件344的第二支承件区段382来进行，该第二支承件区段具有横向于尾架尖端轴线348分布的并且彼此对置的轴向支承件面384和386，压力室394和396与这些轴向支承件面对置地布置在尾架壳体342中，其中，压力室394和396以及第二支承件区段382这样地布置，从而使得第二支承件区段382能在尾架尖端轴线348的方向上相对于压力室394和396运动，以便通过压力室394和396用处在压力下的液压介质的加载使第二支承件区段382能在尾架尖端轴线348的方向上移动，更确切地说，移动例如小于10mm、优选小于5mm的距离。
由此，轴向支承件面382和386与相应的压力室394和396形成了静液压的定位单元404和406，利用这些定位单元可以进行尾架尖端承载件344在尾架尖端轴线348的方向上的移动。
附加地在尾架壳体342中还设置有传感器410，该传感器一方面能够探测如下:尾架尖端承载件344是否以及如何迅速地相对于尾架壳体342绕尾架尖端轴线348转动；尾架尖端承载件344以哪个角度转动；以及是否且以哪种程度进行了尾架尖端承载件344在尾架尖端轴线348的方向上相对于尾架壳体342的移动。
通过经由尾架尖端承载件344静液压地在径向以及在轴向支承在尾架壳体342中的尾架尖端346存在这样的可能性，即，一方面尽量无摩擦地导引与工件一同旋转的尾架尖端346，并且另一方面但也在尾架尖端轴线348的方向上移动，以便尤其是通过静液压的定位单元404和406将尾架尖端346用保持力Hk相对容纳在工件主轴单元20中的工件按压，其中，用来使尾架尖端346作用到工件上的保持力Hk可以通过在静液压的定位单元404和406中的压力来配量。
此外，通过将尾架340布置在横向滑块320上以及通过横向滑块320沿横向方向316借助机器控制装置50的受位置调节的可运动性而给出这样的可能性，S卩，将尾架340在工作位置中精确地定位在处理平面BE中，从而使得尾架尖端轴线348处在处理平面BE中，工件主轴轴线26也在该处理平面内分布，其中，尾架尖端轴线348和工件主轴轴线26为此彼此同轴地布置。
在横向滑块320上，更确切地说沿横向方向316与尾架尖端340间隔地、尤其以大于工件容纳部28的最大半径的间距，布置有工具容纳部420，更确切地说布置在横向滑块320的面朝工具库430的一侧上。
由此存在这样的可能性，S卩，由工具库430将工具422插入工具容纳部420中，并且将该工具通过横向滑块320的借助机器控制装置50的受位置调节的运动插入在用于在工件上处理的合适的定位中，工具422优选在工作位置中被定位在靠近处理平面BE的区域中，以便尤其用构造成内部处理工具IW的工具422进行在工件上的内部处理。
因为工具容纳部420能通过横向滑块320在横向方向316上运动并且导引基座310能在Z方向上运动，所以能充分利用沿横向方向316和沿Z方向的两个运动，以便使工具422既沿横向方向316又沿Z方向，既为了处理工件又为了工具更换而运动。
工具库430具有针对工具422的多重存储元件432，该多重存储元件本身能这样地相对于工具容纳部420能运动到其中的转交定位434运动，从而使得能将多重存储元件432的不同的工具保持装置436带到转交定位434中，以便在转交定位434中要么将工件422插入多重存储元件432的各自的存储容纳部436中要么将这类工具从多重存储元件432的工具保持装置436中取出。
在按本发明的机床的在图14和图15中所示的第二实施例中，工件主轴单元20(V这样地布置在转塔头74中，从而使得工件主轴轴线206'横向于转塔头轴线76、优选垂直于该转塔头轴线，插入工具主轴204'中的受驱动的工具RW'能以绕横向于转塔头轴线76分布的工具主轴轴线206'旋转的方式驱动。
原则上工具主轴204'可以以如在第一实施例中那样的相同的方式通过工具主轴驱动器来驱动，该工具主轴驱动器通过锥形轮与驱动系222联接。
但特别有利的技术方案设置，工具主轴单元200'能通过主轴马达440驱动，其中，定子442布置在工具主轴壳体202'中，而转子444则直接坐落在工具主轴204'上。
工具主轴壳体202'可以以如在第一实施例中那样的相同的方式安装在转塔头74的承载体240上。
在这种实施例中特别有利的是，工具主轴壳体202' —体式地成形到承载体240上。
权利要求
1.机床，包括: 机架(10)； 布置在所述机架(10 )上的工件主轴单元(20 )，带有工件主轴(24)和工件容纳部(28 )，所述工件容纳部能通过工件主轴驱动器(25)绕工件主轴轴线(26)旋转地驱动并且能绕作为C轴线的所述工件主轴轴线(26)受控制地转动； 布置在所述机架(10 )上的工具承载单元(30 )，所述工具承载单元带有工具转塔(70 )，所述工具转塔包括能相对于所述转塔壳体(72)绕转塔头轴线(76)转动的转塔头(74)，所述工具承载单元还带有承载所述转塔壳体(72)且支撑在所述机架(10)上的工具承载基座(32)； 至少一个运动系统(40、120)，借助所述至少一个运动系统，所述工件容纳部(28)和处在工作位置中的工具(W)能相对彼此受控制地运动； 以及机器控制装置(50)，用于控制所述处在工作位置中的工具(W)相对于容纳在所述工件容纳部(28)中的工件的运动， 其特征在于，至少一个用于容纳受驱动的工具(RW)的工具主轴单元(200)整合在所述转塔头(74)中， 所述转塔壳体(72)相对于所述工具承载基座(32)能绕横向于Z轴线(Z)和横向于X轴线(X)分布的B轴线(B)通过所述机器控制装置(50)受控制地转动，并且 所述转塔头轴线(76 )横向于B轴线(B)分布。
2.按权利要求1所述的机床，其特征在于，布置在所述转塔头(74)上的工具主轴单元(200 )具有装入在所述转塔头(74)内的工具主轴壳体(202 )、工具主轴(204)和工具主轴驱动器(220)。
3.按权利要求2所述的机床，其特征在于，所述工具主轴驱动器(220)构造成主轴马达。
4.按前述权利要求之一所述的机床，其特征在于，所述工具主轴驱动器(220)具有穿过转塔头运动单元(160)贯穿导引的驱动系(222)和与所述驱动系(222)联接的、布置在所述转塔壳体(72)中的工具主轴驱动马达(228)。
5.按权利要求4所述的机床，其特征在于，所述驱动系(222)通过布置在所述转塔头(74)中的联接传动装置(224)与所述工具主轴(204)联接。
6.按权利要求5所述的机床，其特征在于，所述联接传动装置(224)是一种变速器。
7.按前述权利要求之一所述的机床，其特征在于，所述工具主轴单元(200)具有能通过操纵装置(208 )操纵的工具容纳部(207 )。
8.按权利要求7所述的机床，其特征在于，所述操纵装置(208)能通过所述机器控制装置(50)控制。
9.按权利要求7或8所述的机床，其特征在于，所述操纵装置(208)布置在所述工具主轴(204)的与所述工具容纳部(207 )对置的端部上。
10.按前述权利要求之一所述的机床，其特征在于，所述工具主轴壳体(202)具有用于所述工具主轴(204)的容纳体(210 )以及安装在所述转塔头(74)的承载体(240 )上的保持体(213)。
11.按权利要求10所述的机床，其特征在于，所述保持体(213)支撑在沿相对所述转塔头轴线(76)的径向方向分布的且在所述转塔头(74)的所述承载体(240)上在所述容纳体(210)和所述转塔头轴线(76)之间设置的安装区域(237)上。
12.按权利要求11所述的机床，其特征在于，所述安装区域(237)从所述承载体(240)的中央区域(238)直至所述承载体(240)的外部区域(239)地分布。
13.按权利要求12所述的机床，其特征在于，所述保持体(213)既在外部区域附近又在中央区域附近支撑在所述承载体(240)上。
14.按权利要求12或13所述的机床，其特征在于，所述保持体(213)既支撑在所述承载体(240)的中央区域(238)中又支撑在所述承载体(240)的外部区域(239)上。
15.按权利要求11至14之一所述的机床，其特征在于，所述安装区域(237)形成针对所述保持体(213)的容纳部(241)且所述保持体(213)嵌入到所述容纳部(241)中。
16.按权利要求11至15之一所述的机床，其特征在于，所述保持体(213)具有内部空间(218)，所述联接传动装置(224)布置在所述内部空间中。
17.按前述权利要求之一所述的机床，其特征在于，所述工具主轴(204)的工具主轴轴线(206)平行于所述转塔头轴线(76)取向。
18.按权利要求1至16之一所述的机床，其特征在于，所述工具主轴(204')的工具主轴轴线(206 ^ )横向于所述转塔头轴线(76 )取向。
19.按权利要求18所述的机床，其特征在于，所述工具主轴轴线(206')垂直于所述转塔头轴线(76)取向。
20.按前述权利要求之一所述的机床，其特征在于，所述工具主轴单元(200)布置在所述转塔头(74)的没有第一工具容纳部(242、252)的圆形节段(260)中。
21.按前述权利要求之一所述的机床，其特征在于，所述转塔头(74)具有一组第一工具容纳部(242)，所述第一工具容纳部布置在所述转塔头(74)的背离所述转塔壳体(72)的一侧上。
22.按权利要求21所述的机床，其特征在于，所述第一工具容纳部(242)具有横向于所述转塔头轴线(76)取向的容纳部轴线(246)。
23.按权利 要求22所述的机床，其特征在于，所述第一工具容纳部(242)用其容纳部轴线(246)以相对所述转塔头轴线(76)的同样的角度分布。
24.按权利要求22或23所述的机床，其特征在于，所述第一工具容纳部(242)的容纳部轴线(246)与所述转塔头轴线(76)围出在10°和40°之间的范围内的角度。
25.按前述权利要求之一所述的机床，其特征在于，所述转塔头(74)具有一组第二工具容纳部(252)，所述第二工具容纳部布置在所述转塔头(74)的面朝所述转塔壳体(72)的一侧上。
26.按权利要求25所述的机床，其特征在于，所述第二工具容纳部(252)具有横向于所述转塔头轴线(76)取向的容纳部轴线(256)。
27.按权利要求25或26所述的机床，其特征在于，所述第二工具容纳部(252)用其容纳部轴线(256)以相对所述转塔头轴线(76)的同样的角度分布。
28.按权利要求26或27所述的机床，其特征在于，所述第二工具容纳部(252)的容纳部轴线(256)与所述转塔头轴线(76)围出在100°和130°之间的范围内的角度。
29.按前述权利要求之一所述的机床，其特征在于，在环绕方向(262)上绕所述转塔头轴线(76)的依次相继的工具容纳部(242、252)的容纳部轴线(246、256)处在穿过所述转塔头轴线的彼此以角度间距分布的径向平面(264、266)内。
30.按权利要求29所述的机床，其特征在于，所述径向平面(264、266)彼此间具有恒定的角度间距。
31.按前述权利要求之一所述的机床，其特征在于，所述转塔壳体(72)相对于所述工具承载基座(32)通过B运动系统(80)以能绕B轴线(B)转动的方式保持。
32.按权利要求31所述的机床，其特征在于，所述B运动系统(80)由所述工具承载基座(32)承载。
33.按权利要求1前述部分所述的或按前述权利要求之一所述的机床，其特征在于，所述转塔头(74 )通过布置在所述转塔壳体(72 )上的转塔头运动单元(160 )能绕所述转塔头轴线(76)转动。
34.按权利要求33所述的机床，其特征在于，所述转塔头运动单元(160)具有转动支承装置(162)和转塔头转动驱动器(164)，并且所述转塔头转动驱动器(164)尤其包括高力矩直接驱动马达(182)，它的转子(186)与所述转塔头(74)连接以及它的定子(184)牢牢地布置在所述转塔 壳体(72)中。
全文摘要
机床，包括机架；布置在机架上的工件主轴单元，带有工件主轴和工件容纳部；布置在机架上的工具承载单元，带有工具转塔，其包括能相对于转塔壳体绕转塔头轴线转动的转塔头，工具承载单元还带有承载转塔壳体且支撑在机架上的工具承载基座；至少一个运动系统，借助其，工件容纳部和处在工作位置中的工具能相对彼此受控制地运动；机器控制装置，用于控制工具相对于容纳在工件容纳部中的工件的运动。为改善这种机床使得能尽量最佳地处理大工件而建议，至少一个用于容纳受驱动的工具的工具主轴单元整合在转塔头中，转塔壳体相对于工具承载基座能绕横向于Z轴线和X轴线分布的B轴线通过机器控制装置受控制地转动，且转塔头轴线横向于B轴线分布。
文档编号B23Q37/00GK103158040SQ201210530099
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月10日 优先权日2011年12月8日
发明者乌尔里希·鲍曼, 拉尔夫·托马斯·斯塔克, 英格·西格勒, 君特·施莱希 申请人:哈恩和特斯基工件指数有限商业两合公司