切削加工机床的制作方法

本发明涉及一种切削加工机床。该切削加工机床具有至少一个分别旋转驱动一把刀具的电机主轴。此外，该切削加工机床具有工件台，所述至少一个工件直接或间接通过支承工件的托盘在切削加工的过程中被夹紧在该工件台旁或上。为了将工件或支承工件的托盘从准备工作台运送至工件台以及返回，在工件台表面上设有滑动导轨或滚柱导轨，工件或托盘为了运送而平放在该滑动导轨或滚柱导轨上，或者托盘在其底侧上配备有滑道或滚轮。电机主轴能至少沿第一直线轴线通过第一电机主轴直线驱动装置可运动地定位。

此外，本发明涉及一种用于将工件换到工件台上的方法，该方法尤其可以借助上述加工机床来实施。

此外，本发明涉及一种具有切削加工机床和托盘的系统。

背景技术：

在已知的切削加工机床中，将典型地在准备工作台上的要加工的工件放置到加工机床或托盘上。接着，用手使工件移动，使得工件进入到在电机主轴内保持的刀具的作用范围内，或者为此使用一种专门设置的电动的或者液压的驱动装置。

但已认识到：通过手动介入的移动导致增加的耗费和增加的容易出错性，并且为了运送工件或者托盘而使用专门的驱动装置导致高的耗费。

技术实现要素：

因此，本发明的任务是规定一种切削加工机床，与已知的加工机床相比，该切削加工机床尤其在操作和/或耗费方面得以改进。此外，本发明的任务是规定一种相对应的用于更换工件的方法，该方法可以借助这样一种加工机床来使用。此外，本发明的任务是提供一种具有这样的加工机床和托盘的系统。

根据本发明，这通过一种根据设备独立权利要求所述的加工机床、通过一种根据方法独立权利要求所述的方法以及通过一种根据系统权利要求所述的系统来实现。有利的设计方案例如可以从相应的从属权利要求中得出。

本发明涉及一种切削加工机床。该切削加工机床具有至少一个分别旋转驱动一把刀具的电机主轴。此外，该切削加工机床具有工件台，所述至少一个工件直接或间接通过支承工件的托盘在切削加工的过程中被夹紧在该工件台旁或上。为了将工件或支承工件的托盘从准备工作台运送至工件台以及返回，在工件台表面上设有滑动导轨或滚柱导轨，工件或托盘为了运送而平放在该滑动导轨或滚柱导轨上，或者托盘在其底侧上配备有滑道或滚轮。电机主轴能至少沿第一直线轴线通过第一电机主轴直线驱动装置可运动地定位。

根据本发明规定，所述电机主轴直线驱动装置也用于使工件从准备工作台运动至工件台以及返回。

因此，不仅可以放弃手动推移，也可以放弃设置单独的驱动装置用于推移工件或者托盘。因此，与手动推移相比，节省了工序并且避免了错误源。与设置单独的驱动装置相比，节省了设备方面的耗费。

加工机床典型地用于切削加工工件、例如发动机缸体。在此，可以借助刀具例如钻孔、使表面结构化或者使边缘平直。刀具相应地例如可以是钻头或磨削刀具。

如果使用托盘，则该托盘典型地配备有用于保持和/或固定工件的器具。因此，工件可以与托盘固定连接。

准备工作台通常是加工机床的这样的部分，该部分设置用于装载工件以及用于在加工后移除工件。

滑动导轨典型地是如下的表面，工件或托盘可以必要时在借助滑道或类似元件的条件下在该表面上滑动。

滚柱导轨典型地是如下的表面，多个或甚至大量滚轮位于该表面上，在通常情况下，每个滚轮可以独自转动。因此，与滑动导轨相比，尤其可以降低摩擦和磨损。

根据滑动导轨或滚柱导轨在工件台表面上的构造，托盘还可以构造为用于便利于托盘连同工件毫无问题地在准备工作台与工件台之间运动。为此，例如可以在托盘的底侧上存在有滑道或滚轮。

电机主轴直线驱动装置典型地构成为用于使电机主轴沿一个或多个、尤其是三个空间方向运动。通常，电机主轴直线驱动装置可以使电机主轴至少沿一个Z方向运动，该方向被理解为平行于工件台表面的和/或处于水平的方向。在本发明的范围内，这一功能可以尤其用于使工件从准备工作台运动至工件台以及返回。

电机主轴直线驱动装置可以构成为用于使电机主轴仅沿一个空间方向运动。在这种情况下，尤其对于每个空间方向而言，可以存在一个自己的电机主轴直线驱动装置。但电机主轴直线驱动装置也可以构成为用于沿两个或三个空间方向的运动。

当然，电机主轴直线驱动装置典型地也存在于根据现有技术的加工机床中，并且现在在本发明的范围内获得了一种额外的功能，而不损失效率。典型地，在不加工工件并且因而电机主轴未处于使用状态的时间内进行工件更换。根据按本发明的建议，正好在这些更换间隔内，电机主轴额外地得到利用。

本就存在的驱动装置适合于并且设计为用于运送工件，也就是说，这种额外的加工舒适性不引起额外的成本。

当然，所述主轴或在主轴内保持的联接件既可以作用在托盘上，也可以直接作用在工件、例如发动机缸体上。尤其在不使用托盘的情况下考虑后者。但在使用托盘的情况下，主轴或联接件也可以有选择地作用在托盘上或在工件上，其中，在后一情况下，托盘可以一起运动。

根据一种实施方式规定，电机主轴为了传递用于将工件从准备工作台运送至工件台或返回的运动力而与托盘或工件相联接，并且所述运动力由电机主轴的通过电机主轴直线驱动装置所引起的运动导出。这能够实现直接利用电机主轴直线驱动装置来使工件运动。

优选，联接件能装入电机主轴的刀夹内。另外优选，联接件为了将运动力传递到工件或托盘上而与设置在工件或者托盘上的联接配合件配合作用。

力传递可以通过使用这样的联接件而得到改进。联接件和联接配合件可以构造成，使得尤其在相关方向上优化力传递。例如，联接配合件可以构造成完全或部分与联接件互补。因此或者也不同地，例如可以实现联接件形锁合地接合到联接配合件内。

巧妙地规定，联接配合件配备有至少一个与联接件的至少一个元件形锁合地配合作用的侧凹部，以便由此既沿牵拉方向、也沿推移方向传递运动力。这能够实现非常高效的力传递。

根据一种实施方式规定，联接件具有至少一个关于电机主轴轴线沿径向向外或向内突出的区段，而且电机主轴使插入到联接配合件内或搭接到连接配合件上的联接件转动，使得所述突出的区段与限定侧凹部边界的边缘配合作用。因此，电机主轴的通常本来就规定的可转动性可以用于使联接件与联接配合件彼此接合并且建立形锁合连接。在使联接件和联接配合件彼此连接的过程期间，可以有利地避免工件或托盘的移动。

联接件可以尤其在一个区段上、尤其在远离杆的端部区段上具有用于传递转矩的多棱体。该端部区段巧妙地具有弹簧支座。由此可以传递转矩，该转矩可以用来驱动工件或托盘的元件。尤其可以由此驱动夹紧装置，所述夹紧装置例如可以保持和/或固定工件。

根据一种实施方式规定，电机主轴能沿与第一直线轴线(Z)成角度的、优选成直角的第二直线轴线(Y)通过第二电机主轴直线驱动装置可运动地定位。电机主轴还能围绕第一转动轴线通过旋转驱动装置可转动地定位，并且所述转动轴线尤其可以与第一(Z)和/或第二直线轴线(Y)成直角。这对应于电机主轴直线驱动装置的一种可行的实施方式。

工件台巧妙地能与转动轴线成角度地、优选成直角地通过工件台驱动装置运动和定位。这例如能够实现工件在加工过程中的定位。

运动力优选源自电机主轴沿第一(Z)和/或第二直线轴线(Y)的直线运动和/或电机主轴围绕转动轴线的旋转运动的叠加。这能够实现有利地利用典型地由电机主轴直线驱动装置所提供的运动可能性。

在施加运动力的过程中，电机主轴轴线可以与第一直线轴线(Z)形成锐角。电机主轴轴线也可以定向为平行于运动力的方向。通过相应的定向可以实现所期望的力分布，并且可以减少在加工功能与运动功能之间过渡所需要的电机主轴的运动。

此外，本发明涉及一种具有至少一个分别旋转驱动一把刀具的电机主轴并具有工件台的切削加工机床。工件在加工过程中夹紧在工件台上。为了将工件从准备工作台运送至工件台以及返回，在工件台表面上设有滚柱导轨，工件或托盘为了运送而平放在该滚柱导轨上。电机主轴能至少沿第一直线轴线(Z)通过第一电机主轴直线驱动装置可运动地定位。

根据本发明规定，所述电机主轴直线驱动装置也用于使工件从准备工作台运动至工件台以及返回。

由此可以得到与如更上面参照首先说明的切削加工机床所说明的那样相类似的优点。此外，当然所有在本说明书的更上面或者甚至其他地方所提到的实施方式和变型方案可以相应地应用。

此外，本发明涉及一种用于在切削加工机床内部将工件从准备工作台换至工件台上的方法。在此，尤其可以涉及一种根据本发明的加工机床，其中可以追溯到所有在本申请中所说明的实施方式和变型方案。

将至少一个联接件换入到加工机床的电机主轴的刀夹内。然后，电机主轴以联接件通过电机主轴直线驱动装置定位在工件或支承工件的托盘上，使得能传递用于使工件从准备工作台进入到工件台上的运动力。在工件定位在工件台上之后，从刀夹换出联接件并且换入切削刀具。

借助根据本发明的方法，可以实现在更上面参照根据本发明的切削加工机床所提到的优点。尤其是可以放弃手动移动工件，而且可以放弃设置单独的驱动装置来移动工件。

在电机主轴将工件定位在工件台上之后，电机主轴可以与托盘或工件脱离。然后，电机主轴可以定位在工件台上，使得由电机主轴保持的联接件联接到工件台的能量接口内，并且然后将用于执行工件台的功能的、例如将工件或托盘下降到工件台上或者将工件夹紧在工件台上的能量输入到工件台中。

这允许驱动托盘、工件台或工件上的元件，例如可以用于保持和固定工件或托盘的夹紧装置。为此，也无需额外的驱动装置，因为需要的能量或运动可以由为了加工目的本就存在的电机主轴来提供。

此外，本发明涉及一种系统。该系统具有根据本发明的切削加工机床，在此，可以追溯到所有已说明的实施方式和变型方案。所述系统另外具有直接或间接支承工件的托盘。所述电机主轴直线驱动装置也用于使工件从准备工作台运动至工件台以及返回。

在根据本发明的系统中，也适用根据本发明的加工机床的在更上面所说明的优点。

当然，在更上面所说明的组成部分的构造方案或部件、例如托盘、联接件或联接配合件的构造方案尤其在根据本发明的系统上下文中是意义重大的，因为这类部件尤其可能是系统的组成部分。

在这种情况下，尤其指出，所有参考设备、即尤其是所述加工机床和所述系统所说明的特征和特性、还有工作方法按照意义也可关于按本发明的方法的表述转用，在本发明的意义上是可应用的，并且视为是一起公开的内容。反之亦然，这就意味着，仅参照所述方法提到的、结构上的、也即按设备的特征也可以在设备权利要求的范围内考虑并被要求保护，并且同样属于公开内容。

此外，本发明还包括电机主轴的用于使工件在准备工作台与加工台之间运动目的的应用。

附图说明

在附图中，尤其以实施例示意性地示出本发明。其中：

图1以第一视图示出一种根据本发明的加工机床，

图2以第二视图示出根据本发明的加工机床，

图3以第三视图示出根据本发明的加工机床，

图4a示出根据本发明的加工机床的细节图，

图4b示出根据本发明的加工机床的细节图。

具体实施方式

在图中，相同的或者相互对应的元件分别以相同的附图标记表示，因此只要没有必要，就不再赘述。在整个说明书中所含的公开内容可以按照意义转用到具有相同附图标记或者相同构件名称的相同部件上。同样，在说明书中选择的位置说明、例如上、下、侧面等等参照直接说明的以及所示的图，并且在位置改变时要按照意义转用到新的位置上。另外，单个特征或者来自所示和所说明的不同实施例的特征组合也可以是本身独立的、有独创性的或者按本发明的解决方案。

图1示出根据一种实施例的一台按本发明的切削加工机床1。

该加工机床1具有准备工作台10。该准备工作台构成为用于将要借助加工机床1来加工的工件4引入到该加工机床1中或者从该加工机床中移除。

此外，加工机床1具有电机主轴2。该电机主轴具有用于容纳刀具、例如钻头的刀夹20。但在当前、即在如图1所示的状态下，在该刀夹20中未容纳常见的刀具，而是容纳联接件21。该联接件如更下面说明的那样进行使用。

加工机床1具有工件台3。在该工件台上构成有工件台表面30。工件台3基本用于支承工件4、例如发动机缸体以便加工。这可以直接地、即通过直接在工件台表面30上支承工件4来实现，或者也可以间接地、即在之间设置托盘40的情况下实现。后一情况在图1中示出。

工件台3借助轴承31可转动地支承。该工件台由此可以围绕工件台转动轴线32转动。通过未示出的旋转驱动装置，工件台3可以主动围绕工件台转动轴线32转动。这能够实现刀具在不同位置上、尤其关于角度位置的定位，而无须规定电机主轴的非常广泛的可运动性，这在设备方面是耗费的。

工件4支承在更上面已经提到的托盘40上。该托盘在加工的过程中并且也在装载和卸载的过程中用作为工件4的底座。

托盘40在其底侧41上具有一定数量的(当前共计四个)滚轮42。借助这些滚轮42，托盘40可以沿水平方向移动。因此可能的是，托盘40在工件台3与准备工作台10之间移动或者说推移。

电机主轴2具有未示出的电机主轴直线驱动装置，电机主轴借助该电机主轴直线驱动装置可以沿所有三个空间方向有限地运动。该电机主轴直线驱动装置通常用于使电机主轴2并且由此使其容纳的刀具在加工工件4的过程中这样移动，使得实现对工件4的所期望的加工。

联接件21在图1所示的状态下与托盘40相连接。这怎样精确实现在更下面参照图2详细地说明。

通过联接件21与托盘40的连接，电机主轴直线驱动装置不仅可以使电机主轴2连同其联接件运动，而且还可以使托盘40运动。电机主轴直线驱动装置尤其可以用于如更上面参照滚轮42所说明的那样沿水平方向的运动。这对应于在所示的加工机床1中用于引入和移除工件4所需要的运动。

电机主轴直线驱动装置可以通过这种方式用于使托盘40在工件台3与准备工作台10之间运动。这既不需要手动介入，也不需要单独设置的驱动装置。

图2示出图1的加工机床1的另一视图。

在此，示出电机主轴直线驱动装置的运动方向中的两个方向，即Y和Z。Y方向在此对应于竖直方向。Z方向对应于工件台3与准备工作台10之间的水平方向。当然，电机主轴2此外也还可以围绕X方向运动，该X方向垂直于所示的Y和Z方向以及图2的纸面并且处于水平。电机主轴2此外可以围绕第一转动轴线27转动。

电机主轴2具有电机主轴转动轴线22，电机主轴2可以使刀具或者也使所示的联接件21围绕该电机主轴转动轴线转动。在刀具的情况下，由此可以实现典型的加工过程、例如钻孔。

此外，如在图2中所示的那样，托盘40具有联接配合件46。在该联接配合件内形锁合地容纳联接件21。因此，最终在电机主轴2与托盘40之间建立形锁合连接。如果电机主轴2借助其电机主轴直线驱动装置沿所示的Z方向移动，则托盘40也同时一起运动。

托盘40的该运动方向45用双箭头示出。方向45对应于电机主轴直线驱动装置的Z方向。要提到的是，托盘40的这样一种通过电机主轴直线驱动装置所引发的运动可以与电机主轴转动轴线22是水平定向还是如图2所示是倾斜的无关地实现。

图3更详细地示出工件台3以及联接件21，其中，此外示出在另一个位置的联接件21。

如图所示，工件台3具有第一能量接口33a和第二能量接口33b。这些能量接口33a、33b构成为用于使联接件21能够分别嵌入到其中并且能够使其也转动。因此，能量可以从联接件21、最终即从电机主轴2传递到工件台3上。

这些能量尤其可以用于进一步被传递到托盘40上。为此，托盘40可以具有能量吸收装置47。因此，电机主轴2的转动尤其可以转化成在托盘40上的运动。因此，例如未详细示出的夹紧装置可以在托盘上运行，以便保持和/或夹紧工件4。

因此，电机主轴2不仅可以用来移动托盘40，而且也可以用来驱动夹紧装置。这可以额外地节省人工耗费或专门的驱动机组。

在图4a中更详细地示出在联接配合件46内的联接件21。在此可以看出，在联接件21的右边的端部区段24上构成有多棱体25、当前为四棱体。为了将该多棱体向右挤压，在联接件21内另外存在有弹簧支座26。

多棱体25尤其可以用来将转矩传递到工件台3上。例如当联接件21被接纳在能量接口33a、33b之一内时，这就可以实现。

图4b示出一种实施方式，与图4a中所示的实施方式相比，该实施方式有所变化，因为联接配合件46具有由边缘44限定的侧凹部43。在该侧凹部43内可以容纳联接件21的凸起部28，该凸起部构成在联接件21的突出的区段23内。该凸起部28在所示状态下用于在联接件21与联接配合件46之间的形锁合连接，该连接允许在联接件21与托盘40之间的至少近似或者甚至完全无间隙的力传递。

下面结构化地复述本申请的可能特征。下面结构化地复述的特征可以任意相互组合，并且可以按任意组合的方式列入到本申请的权利要求书中。专业人员很清楚，本发明已经从具有最少特征的技术方案中得到。尤其在下面复述有利的或者可行的设计方案，但并不是复述本发明唯一可行的设计方案。

本发明包括：

一种具有至少一个分别旋转驱动一把刀具的电机主轴并具有工件台的切削加工机床，所述至少一个工件直接或间接通过支承工件的托盘在切削加工过程中被夹紧在工件台旁或上，其中，为了将工件或支承工件的托盘从准备工作台运送至工件台以及返回，在工件台表面上设有滑动导轨或滚柱导轨，工件或托盘为了运送而平放在该滑动导轨或滚柱导轨上，或者托盘在其底侧上配备有滑道或滚轮，电机主轴能至少沿第一直线轴线通过第一电机主轴直线驱动装置可运动地定位，并且电机主轴直线驱动装置也用于使工件从准备工作台运动至工件台以及返回。

一种如上所说明的切削加工机床，其中，电机主轴为了传递用于将工件从准备工作台运送至工件台或返回的运动力而与托盘或工件联接，并且所述运动力由电机主轴的通过电机主轴直线驱动装置所引起的运动导出。

一种如上所说明的切削加工机床，其中，联接件能装入电机主轴的刀夹内，并且联接件为了将运动力传递到工件或托盘上而与设置在工件或托盘上的联接配合件配合作用。

一种如上所说明的切削加工机床，其中，联接配合件配备有至少一个与联接件的至少一个元件形锁合地配合作用的侧凹部，以便由此不仅沿牵拉方向、而且沿推移方向传递运动力。

一种如上所说明的切削加工机床，其中，联接件具有至少一个关于电机主轴轴线沿径向向外或向内突出的区段，并且电机主轴使插入联接配合件内或搭接到联接配合件上的联接件转动，使得所述突出的区段与限定侧凹部的边缘配合作用。

一种如上所说明的切削加工机床，其中，联接件在一个区段上、尤其在远离杆的端部区段上具有用于传递转矩的多棱体。

一种如上所说明的切削加工机床，其中，端部区段具有弹簧支座。

一种如上所说明的切削加工机床，其中，电机主轴能沿与第一直线轴线成角度的、优选成直角的第二直线轴线通过第二电机主轴直线驱动装置可运动地定位，和/或电机主轴能围绕第一转动轴线通过旋转驱动装置可转动地定位，尤其是所述转动轴线与第一和/或第二直线轴线成直角。

一种如上所说明的切削加工机床，其中，工件台能与转动轴线成角度地、优选成直角地通过工件台驱动装置运动和定位。

一种如上所说明的切削加工机床，其中，运动力源自电机主轴沿第一和/或第二直线轴线的直线运动和/或电机主轴围绕转动轴线的转动运动的叠加。

一种如上所说明的切削加工机床，其中，在施加运动力的过程中，电机主轴轴线与第一直线轴线形成锐角，或者电机主轴轴线定向为平行于运动力的方向。

本发明此外包括一种具有至少一个分别旋转驱动一把刀具的电机主轴并且具有工件台的切削加工机床，工件在加工过程中被夹紧在该工件台上，其中，为了将工件从准备工作台运送至工件台以及返回，在工件台表面上设有滚柱导轨，工件或托盘为了运送而平放在该滚柱导轨上，电机主轴能至少沿第一直线轴线通过第一电机主轴直线驱动装置可运动地定位，并且电机主轴直线驱动装置也用于使工件从准备工作台运动至工件台以及返回。

本发明还包括一种用于在切削加工机床、尤其是根据本发明的一种或多种变型方案或实施方式的切削加工机床内部将工件从准备工作台换至工件台的方法，其中，将至少一个联接件换入加工机床的电机主轴的刀夹内，然后将电机主轴以联接件通过电机主轴直线驱动装置定位在工件或支承工件的托盘上，以便能传递用于使工件从准备工作台进入到工件台上的运动力，在将工件定位在工件台上之后，在刀夹内换出联接件并且换入切削刀具。

在所述方法中可以规定，在电机主轴已经将工件定位在工件台上之后，使电机主轴与托盘或工件脱离，然后将电机主轴定位在工件台上，使得由电机主轴保持的联接件联接到工件台的能量接口内，然后将用于执行工件台的功能、例如将工件或托盘下降到工件台上或者将工件夹紧在工件台上的能量输入到工件台中。

本发明此外还包括一种系统，该系统至少包括根据本发明的一种或多种变型方案或实施方式的切削加工机床以及直接或间接支承所述至少一个工件的托盘，其中，电机主轴直线驱动装置也用于使工件从准备工作台运动至工件台以及返回。

现随着本申请并且在稍后所提交的权利要求书对于获得广泛的保护是没有偏见的。

如果在此在更详细的审查中、尤其是甚至在审查相关的现有技术时得出，一个或另一个特征对于本发明的目的而言虽然是有利的、但并非有决定性的重要意义，那么，当然现在就力求尤其在独立权利要求中不再具有这样的特征的表述。本申请的公开内容也覆盖这样的子组合。

另外还要注意的是，在不同实施形式中所说明的和在附图中所示的本发明的设计方案和变型方案可以任意相互组合。在此，个别或多个特征可任意彼此替换。这些特征组合同样也一起公开。

在从属权利要求中所列出的引用关系通过相应从属权利要求的特征指出独立权利要求的技术方案的其它设计。但这些设计不应理解为放弃获得对引用的从属权利要求的特征的独立的实质保护。

仅仅在说明书中已经公开的特征或者还有包括多个特征的权利要求中的单个特征随时可以作为具有本发明的重要意义地为了与现有技术划界而在独立权利要求中采用，更确切地说，即便是当这些特征结合其他特征已经提到过或者结合其他特征而实现非常有利的结果时。