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DE10259215A1 - Direct-drive machine tool for workpiece rotating on two or more axes has rotary direct drives for axes - Google Patents

Direct-drive machine tool for workpiece rotating on two or more axes has rotary direct drives for axes Download PDF

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Publication number
DE10259215A1
DE10259215A1 DE2002159215 DE10259215A DE10259215A1 DE 10259215 A1 DE10259215 A1 DE 10259215A1 DE 2002159215 DE2002159215 DE 2002159215 DE 10259215 A DE10259215 A DE 10259215A DE 10259215 A1 DE10259215 A1 DE 10259215A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
axis
machine tool
axes
tool according
swivel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2002159215
Other languages
German (de)
Inventor
Heinz Adams
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MFS MASCHINENFABRIK GmbH
Original Assignee
MFS MASCHINENFABRIK GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MFS MASCHINENFABRIK GmbH filed Critical MFS MASCHINENFABRIK GmbH
Priority to DE2002159215 priority Critical patent/DE10259215A1/en
Priority to DE20221851U priority patent/DE20221851U1/en
Publication of DE10259215A1 publication Critical patent/DE10259215A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

The machine tool may have as many as five axes, with rotating workpiece A and B turning axes and a rotating C turntable axis. All three of these axes are fitted with rotary synchronous direct drives. The A or B axes and the C axis can be rotated simultaneously or individually. The X, Y and Z axes may also have direct drives.

Description

Die Erfindung betrifft 5-Achsen-Werkzeugmaschinen, bei denen das Werkstück über zwei Achsen, nämlich mittels einer rotierenden B-Schwenktischachse oder einer rotierenden A-Schwenktischachse und einer C-Drehtischachse und das Werkzeug entsprechend den drei X-, Y- und Z-Achsen bewegt werden kann. Sie betrifft insbesondere Werkzeugmaschinen mit Motoren zum direkten Antrieb.The invention relates to 5-axis machine tools, where the workpiece is over two Axes, namely by means of a rotating B swivel table axis or a rotating one A swivel table axis and a C rotary table axis and the tool can be moved according to the three X, Y and Z axes. she especially concerns machine tools with motors for direct Drive.

Werkzeugmaschinen mit Direktantrieb sind an sich bereits bekannt. So wird in der DE 696 15 223 T2 (eine Übersetzung der EP 0 885 081 B1 ) ein getriebeloser direkt angetriebener Mehrachsen-Fräsdrehkopf für eine Werkzeugmaschinenspindel beschrieben.Direct drive machine tools are known per se. So in the DE 696 15 223 T2 (a translation of the EP 0 885 081 B1 ) describes a gearless, directly driven, multi-axis milling turret for a machine tool spindle.

Die dort beschriebene Werkzeugmaschine hat einen getriebelosen, direkt angetriebenen Mehrachsen-Fräsdrehkopf für eine Werkzeugmaschinenspindel mit einer um eine erste Achse drehbar angeordneter Gabel, die ein Paar von einander beabstandeter Gabelarme aufweist, einer um eine zweite Achse drehbaren, zwischen den Gabelarmen angeordneten Spindel, einer ersten, an die Gabel gekuppelten Motoreinrichtung zum direkten Antrieb und zur Steuerung der Gabeldrehung um die erste Achse und einer zweiten, an die Spindel gekuppelten Motoreinrichtung zum direkten Antrieb und zur Steuerung der Spindeldrehung um die zweite Achse.The machine tool described there has a gearless, directly driven multi-axis milling turret for one Machine tool spindle with one arranged rotatably about a first axis Fork which has a pair of spaced fork arms, a rotatable about a second axis, arranged between the fork arms Spindle, a first motor device coupled to the fork for direct drive and for controlling the fork rotation by the first Axis and a second motor device coupled to the spindle for direct drive and for controlling the spindle rotation around the second axis.

Die dort beschriebene Werkzeugmaschine ist jedoch, was die Genauigkeit beim Bearbeiten von Werkstücken anbetrifft, nicht voll zufriedenstellend. Das liegt insbesondere daran, daß der Fräskopf, konstruktionsbedingt, nicht über eine optimale Stabilität verfügt.The machine tool described there is however, in terms of accuracy when machining workpieces, not fully satisfactory. This is due in particular to the fact that the milling head, due to the design, no over has optimal stability.

Ihr Aufbau ist zudem relativ kompliziert.Their structure is also relatively complicated.

Es besteht deshalb noch ein Bedürfnis nach verbesserten Werkzeugmaschinen.There is therefore still a need for improved Machine tools.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Werkzeugmaschine zur Verfügung zu stellen, die nur eine geringe Wartung erforderlich macht, die einem geringen Verschleiß unterworfen wird, die ein sehr genaues Bearbeiten von Werkstücken ermöglicht und die insbesondere auch für die Bearbeitung von hochgewichtigen Werkstücken geeignet ist und die über eine ausgezeichnete Stabilität verfügt.The object of the invention is therefore a machine tool is available which requires little maintenance, which subject to slight wear is, which enables a very precise machining of workpieces and in particular also for the processing of high-weight workpieces is suitable and the one excellent stability features.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine 5-Achsen-Werkzeugmaschine mit rotierender Werkstück-A-Schwenkachse bzw. B-Schwenkachse und einer rotierenden C-Drehtischachse, wobei die A- bzw. B-Achse und die C-Achse mit rotativen Synchron-Direktantrieben versehen ist.This task is solved by a 5-axis machine tool with rotating workpiece A swivel axis or B pivot axis and a rotating C rotary table axis, where the A or B axis and the C axis with rotary synchronous direct drives is provided.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen 5-Achsen-Werkzeugmaschine sind sowohl A- bzw. B- und C-Achsen und die X-, Y- und Z-Achsen mit Direktantrieben versehen.In an advantageous embodiment the 5-axis machine tool according to the invention both A and B and C axes and the X, Y and Z axes with direct drives Mistake.

Bevorzugt sind die Direktantriebe Torque-Motoren.The direct drives torque motors are preferred.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der 5-Achsen-Werkzeugmaschine ist die A-Schwenkachse auf zwei Seiten jeweils mit einem Direktantrieb versehen. Es ist aber auch möglich, daß die A-Achse lediglich auf einer Seite mit einem Direktantrieb versehen ist und auf der gegenüberliegenden Seite gelagert ist.In a further advantageous embodiment the 5-axis machine tool is the A swivel axis on two sides, each with a direct drive Mistake. But it is also possible that the A axis is only provided with a direct drive on one side and on the opposite Side is stored.

Bevorzugt stehen die A-Achse und C-Achse in einem Winkel von 90° zu einander.The A-axis and are preferably C axis at an angle of 90 ° each other.

Vorteilhaft sind die A-Achse bzw. die B-Achse und die C-Achse simultan oder einzeln drehbar angeordnet. Auch können die X-, Y- und Z-Achsen simultan oder einzeln drehbar angeordnet sein.The A-axis or the B axis and the C axis can be rotated simultaneously or individually. Can too the X, Y and Z axes can be rotated simultaneously or individually his.

Bei der vorteilhaften Ausführungsform Werkzeugmaschinen mit B-Schwenkachse und C-Drehtischachse stehen die B- und C-Achse bevorzugt in einem Winkel 90° zueinander. Sie können aber auch nach Anforderung in einem größeren oder kleineren Winkel z. B. 80 oder 100° zu einander stehen. Kleinere oder größere Winkel sind jedoch möglich.In the advantageous embodiment Machine tools with B swivel axis and C rotary table axis the B and C axes are preferably at an angle of 90 ° to one another. But you can also on request at a larger or smaller angle z. B. 80 or 100 ° stand against each other. However, smaller or larger angles are possible.

Es ist vorteilhaft, wenn die B-Schwenkachse und die C-Drehtischachse in einem voraus ausgewählten beliebigen Winkel zu einander einstellbar sind.It is advantageous if the B swivel axis and the C turntable axis at any preselected angle are mutually adjustable.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist eine 5-Achsen-Werkzeugmaschine mit rotierender Werkstück-B-Schwenkachse und einer rotierenden C-Drehtischachse, wobei die B-Achse und die C-Achse mit rotativem Synchron-Direktantrieben versehen sind und die B-Achse der Schwenkeinrichtung (5) im Maschinenbett (1) horizontal angeordnet ist und der Winkel (28) der Führungen (12) zwischen Maschinenbett (1) und Längsschlitten (2) zwischen 30 und 60° zur Horizontalen liegt, der Längsschlitten (2) auf dem Maschinenbett (1) verfährt, der Querschlitten (3) auf dem Längsschlitten (2) verfährt und der Vertikalschlitten (4) auf dem Querschlitten (3) verfährt und der Vertikalschlitten (4) so angeordnet ist, dass die X-, Y- und Z-Führungen außerhalb des Spänebereichs angeordnet sind.A particularly advantageous embodiment of the invention is a 5-axis machine tool with a rotating workpiece B swivel axis and a rotating C rotary table axis, the B axis and the C axis being provided with rotary synchronous direct drives and the B axis of the Swivel device ( 5 ) in the machine bed ( 1 ) is arranged horizontally and the angle ( 28 ) of the guided tours ( 12 ) between machine bed ( 1 ) and longitudinal slide ( 2 ) is between 30 and 60 ° to the horizontal, the longitudinal slide ( 2 ) on the machine bed ( 1 ) moves, the cross slide ( 3 ) on the longitudinal slide ( 2 ) moves and the vertical slide ( 4 ) on the cross slide ( 3 ) moves and the vertical slide ( 4 ) is arranged so that the X, Y and Z guides are arranged outside the chip area.

Bevorzugt ist die C-Drehtischachse für Umdrehungen bis mindestens 630 Umdrehungen pro Minute ausgelegt. Es ist vorteilhaft, wenn die B-Achse für eine Drehgeschwindigkeit von bis zu 150 Umdrehungen pro Minute ausgelegt ist.The C rotary table axis is preferred for revolutions designed for at least 630 revolutions per minute. It is beneficial if the B axis for designed for a speed of up to 150 revolutions per minute is.

Es ist vorteilhaft, wenn der oder die rotativen Synchron-Direktantriebe von der A-Schwenktischachse im Maschinenbett (1) oder in Seitenständer (23) und/oder Seitenständer (25) angeordnet sind.It is advantageous if the rotary synchronous direct drive or drives from the A swivel table axis in the machine bed ( 1 ) or in a side stand ( 23 ) and / or side stand ( 25 ) are arranged.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäß 5-Achsen-Werkzeugmaschinen sind die Hohlräume von Baugruppen der Werkzeugmaschine und/oder Hohlräume des Werkzeugs ganz oder teilweise mit einer Mischung breiiger Konsistenz von festen Teilchen und einer Flüssigkeit gefüllt.In a particularly advantageous embodiment the 5-axis machine tools according to the invention are the cavities of assemblies of the machine tool and / or cavities of the tool wholly or partially with a mixture of mushy consistency of firm Particles and a liquid filled.

Unter Baugruppen gemäß der Erfindung sind zu verstehen Teile von Werkzeugmaschinen wie Grundgestell (Maschinenbett), Spindelstock, Reitstock, Lunetten, Rollenböcke, Supporte, auf den beispielsweise ein Fräsaufsatz aufgebracht sein kann und anderes mehr. Diese Baugruppen weisen im allgemeinen Hohlräume auf und können gemäß der Erfindung ganz oder teilweise mit einer Mischung breiiger Konsistenz aus Flüssigkeit und körnigem Feststoff gefüllt sein.Modules according to the invention are to be understood as parts of machine tools such as base frame (machine bed), headstock, tailstock, steady rest, roller stands, supports, to which, for example, a milling attachment can be attached and more. These assemblies generally have cavities and, according to the invention, can be completely or partially filled with a mixture of mushy consistency of liquid and granular solid.

Dadurch erhält man eine hervorragende Dämpfung der Werkzeugmaschine.This gives you excellent damping Machine tool.

Es wird in diesem Zusammenhang auf die DE 1 004 68 68 A1 verwiesen, auf deren Offenbarung sich hier bezogen wird und die hiermit eingeschlossen wird.It is in this context on the DE 1 004 68 68 A1 referred to, the disclosure of which is referred to here and which is hereby included.

Rotative Synchron-Direktantriebe sind an sich bereits bekannt. In diesem Zusammenhang wird auf den Verkaufsprospekt LAT der SUHL AG ROTATIVE AC SYNCHRONMOTOREN, RSM-P-36-Serie verwiesen, welche die Firma LAT SUHL AG, Mittelbergstraße 2 in D-98527 Suhl im Juli 2002 herausgebracht hat. Auf die Offenbarung in diesem Prospekt wird sich hiermit bezogen und voll in die Offenbarung dieser Patentanmeldung eingeschlossen. In diesem Prospekt werden auch die bevorzugt eingesetzten Torque-Motoren näher erläutert.Rotary synchronous direct drives are already known per se. In this context, the Reference brochure LAT of SUHL AG ROTATIVE AC SYNCHRONOUS MOTORS, RSM-P-36 series referenced, which the company LAT SUHL AG, Mittelbergstrasse 2 in D-98527 Suhl in July Released in 2002. On the disclosure in this prospectus hereby incorporated and fully in the disclosure of this patent application locked in. This brochure also shows the preferred torque motors explained in more detail.

Der Zusammenbau der 5-Achsen-Werkzeugmaschinen mit den rotativen Synchron-Direktantrieben ist einfach durchzuführen und stellt für den Durchschnittsfachmann kein Problem dar.The assembly of the 5-axis machine tools with the rotary synchronous direct drives is easy to carry out and represents for not a problem for the average specialist.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert:The invention will be more apparent from the following Figures closer explains:

1
stellt schematisch eine Fünf-Achsen-Werkzeugmaschine mit rotativen AC-Synchron-Direktantrieben in der B-Schwenkachse und der C-Drehtischachse dar. 1
schematically shows a five-axis machine tool with rotary AC synchronous direct drives in the B swivel axis and the C rotary table axis.

Auf dem Maschinenbett (1) fährt auf Linearführungen der Längsschlitten (2) in Längsrichtung, d. h. längs der X-Achse. Auf dem Längsschlitten (2) verfährt der Querschlitten (3) in Y-Richtung und auf dem Querschlitten (3) verfährt der Vertikalschlitten (4) in der Z-Achse in Vertikalrichtung.On the machine bed ( 1 ) travels on linear guides of the longitudinal slide ( 2 ) in the longitudinal direction, ie along the X axis. On the longitudinal slide ( 2 ) the cross slide moves ( 3 ) in the Y direction and on the cross slide ( 3 ) the vertical slide moves ( 4 ) in the Z axis in the vertical direction.

(6) stellt die Drehtischeinheit dar und (5) die Schwenkeinrichtung, auf der die Drehtischeinheit mit der C-Achse integriert ist. Die B-Schwenktischachse (5) ist horizontal im Maschinenbett angeordnet und die C-Drehtischachse (6) ist in einem Winkel von 90° zu der B-Achse angeordnet.( 6 ) represents the turntable unit and ( 5 ) the swivel device on which the turntable unit is integrated with the C-axis. The B swivel table axis ( 5 ) is arranged horizontally in the machine bed and the C rotary table axis ( 6 ) is arranged at an angle of 90 ° to the B axis.

2
stellt eine 5-Achsen-Werkzeugmaschine dar, in der im Maschinenbett (1) bzw. in den Seitenständer (23 und 25) die rotierenden AC Synchron Direktantriebe bzw. Torque-Motoren installiert sind und die A-Schwenkachse (26) antreiben. 2
represents a 5-axis machine tool in which in the machine bed ( 1 ) or in the side stand ( 23 and 25 ) the rotating AC synchronous direct drives or torque motors are installed and the A swivel axis ( 26 ) drive.

Die Schwenkachse (2G) und die C-Drehtischachse werden mit rotativen AC Synchron- Direktantrieben angetrieben. Die C-Drehtischachse steht im Winkel von 90° zur A-Schwenkachse (26). Der rotative Synchron-Direktantrieb ist entweder nur auf einer Seite z. B. beim Seitenständer (23) installiert oder es sind beide Seiten nämlich Seitenständer (23 und 25) mit einem Direktantrieb ausgestattet. Bei dieser 5-Achsen-Werkzeugmaschine (z.B. Werkzeugfräsmaschine) bewegen die rotierenden A- und C- Achsen das Werkstück und die geraden Achsen X, Y und Z des Werkzeug.The pivot axis ( 2G ) and the C rotary table axis are driven by rotary AC synchronous direct drives. The C rotary table axis is at an angle of 90 ° to the A swivel axis ( 26 ). The rotary synchronous direct drive is either only on one side z. B. with the side stand ( 23 ) or both sides are side stands ( 23 and 25 ) equipped with a direct drive. In this 5-axis machine tool (e.g. tool milling machine), the rotating A and C axes move the workpiece and the straight axes X, Y and Z of the tool.

Auf dem Bett (1) sind die Seitenständer (23 und 25) befestigt. Der Querschlitten (3) verfährt in Y-Richtung auf Linearführungen, die auf dem Seitenständer (23,25) befestigt sind, und wird über eine Kugelrollspindel angetrieben. Der Längsschlitten (2) verfährt auf Linearführungen in X-Richtung , die auf dem Querschlitten (3) befestigt sind. Der Vertikalschlitten (4) verfährt in Z-Richtung auf Linearführungen, die auf dem Längsschlitten befestigt sind, und wird über eine Kugelrollspindel angetrieben.On the bed ( 1 ) are the side stands ( 23 and 25 ) attached. The cross slide ( 3 ) travels in the Y direction on linear guides that are on the side stand ( 23 . 25 ) are attached, and is driven by a ball screw. The longitudinal slide ( 2 ) travels on linear guides in the X direction, which are on the cross slide ( 3 ) are attached. The vertical slide ( 4 ) travels in the Z direction on linear guides that are attached to the longitudinal slide and is driven by a ball screw.

Die Schwenkeinrichtung (27) dreht sich um die A-Schwenkachse (26).The swivel device ( 27 ) rotates around the A swivel axis ( 26 ).

Die C-Achse ist im Winkel von 90° zur A-Achse angeordnet. Der Drehtisch (6) befindet zwischen der Lagerung der A-Schwenktischeinrichtung und ist im Winkel von 90° zur A-Achse (26) angeordnet.The C axis is arranged at an angle of 90 ° to the A axis. The turntable ( 6 ) is located between the bearings of the A swivel table device and is at an angle of 90 ° to the A axis ( 26 ) arranged.

3
stellt die Seitenansicht der 5-Achsen-Werkzeugmaschine dar, in der im Maschinenbett (1) der rotierende AC Synchron Direktantrieb bzw. der Torque-Motor von der B- Schwenkachse, installiert ist. Auf der Schwenkeinrichtung (5) ist die Drehtischeinheit (6) mit C-Achse (7) integriert. Die B-Schwenkachse (10) und die C-Drehtischachse (7) sind im Winkel von 90° zueinander angeordnet. Die Drehtischachse (7) kann von vertikal bis horizontal oder um 360° um die B-Schwenkachse (10) gedreht werden. 3
shows the side view of the 5-axis machine tool, in which in the machine bed ( 1 ) the rotating AC synchronous direct drive or the torque motor from the B swivel axis is installed. On the swivel device ( 5 ) is the turntable unit ( 6 ) with C-axis ( 7 ) integrated. The B swivel axis ( 10 ) and the C rotary table axis ( 7 ) are arranged at an angle of 90 ° to each other. The turntable axis ( 7 ) can move from vertical to horizontal or 360 ° around the B swivel axis ( 10 ) be rotated.

Bei der B-Achsenausführung ist der Stator (17) fest mit dem Maschinenbett (1) verbunden. Bei der C-Achse ist der Stator (17) fest mit den Drehtischgehäuse verbunden.In the B-axis version, the stator ( 17 ) firmly with the machine bed ( 1 ) connected. For the C axis, the stator ( 17 ) firmly connected to the turntable housing.

Der Rotor (14) und Magnet (15) sind über das Lager (22) drehbar befestigt. Zwischen dem Stator (17) und dem Magnet (15), der auf dem Rotor (14) befestigt ist, befindet sich ein Luftspalt (18). Der Antrieb erfolgt berührungslos.The rotor ( 14 ) and magnet ( 15 ) are about the camp ( 22 ) rotatably attached. Between the stator ( 17 ) and the magnet ( 15 ) on the rotor ( 14 ) there is an air gap ( 18 ). The drive is contactless.

Der Rotor ist auf dem Rotorflansch (21) befestigt. Die C-Achse (7) steht im Winkel von 90° zu der B-Schwenkachse (10). Der Drehtisch (6) mit Gehäuse (24) ist auf der B-Schwenkachseneinrichtung (5) befestigt.The rotor is on the rotor flange ( 21 ) attached. The C axis ( 7 ) is at an angle of 90 ° to the B swivel axis ( 10 ). The turntable ( 6 ) with housing ( 24 ) is on the B swivel axis device ( 5 ) attached.

4
stellt einen Querschnitt einer 5-Achsen-Werkzeugmaschine mit beidseitigem Antrieb der A-Achse (26) mittels Torque-Motoren dar. Auch die C-Achse (7) wird mittels eines Torque-Motors angetrieben. Der Stator (17) ist fest mit den Seitenständern (23 und 25) verbunden. Der Rotor (14) und Magnet (15) sind über das Lager (22) drehbar befestigt. Zwischen dem Stator (17) und dem Magnet (15), der auf dem Rotor (14) befestigt ist, befindet sich ein Luftspalt (18). Der Rotor (14) ist auf dem Rotorflansch (21) befestigt. 4
represents a cross section of a 5-axis machine tool with double-sided drive of the A-axis ( 26 ) using torque motors. Also the C-axis ( 7 ) is driven by a torque motor. The stator ( 17 ) is firmly attached to the side stands ( 23 and 25 ) connected. The rotor ( 14 ) and magnet ( 15 ) are about the camp ( 22 ) rotatably attached. Between the stator ( 17 ) and the magnet ( 15 ) on the rotor ( 14 ) there is an air gap ( 18 ). The rotor ( 14 ) is on the rotor flange ( 21 ) attached.

Die C-Achse (7) steht im Winkel von 90° zu der A-Schwenkachse (26). Bei der C-Achse ist der Stator (17) fest mit dem Drehschlinggehäuse (24) verbunden.The C axis ( 7 ) is at an angle of 90 ° to the A swivel axis ( 26 ). For the C axis, the stator ( 17 ) fixed to the rotating sling housing ( 24 ) connected.

Der Drehtisch (6) mit dem Drehtischgehäuse (24) ist in der A-Schwenktischeinrichtung (27) integriert. Die A-Schwenkachse (26) kann auf der rechten Seite und auch auf der linken Seite der Schwenkbrücke (23, 25) mit Direktantrieb angetrieben werden.The turntable ( 6 ) with the turntable housing ( 24 ) is in the A swivel table device ( 27 ) inte grated. The A swivel axis ( 26 ) can be on the right side and also on the left side of the swing bridge ( 23 . 25 ) are driven with direct drive.

5
stellt eine Seitenansicht einer 5-Achsen-Werkzeugmaschine mit B-Achse (10) dar. Auf dem Maschinenbett (1) verfährt der Längsschlitten (2) auf Führungen (12) horizontal in X-Richtung. 5
represents a side view of a 5-axis machine tool with B-axis ( 10 ) on the machine bed ( 1 ) the longitudinal slide moves ( 2 ) on guided tours ( 12 ) horizontally in the X direction.

Die Führungen zwischen Maschinenbett (1) und Längsschlitten (2) sind vorzugsweise unter einem Winkel (28) von 30 bis 60°, insbesondere 35 bis 55° bevorzugt 40°, zur Horizontalen angeordnet.The guides between the machine bed ( 1 ) and longitudinal slide ( 2 ) are preferably at an angle ( 28 ) from 30 to 60 °, in particular 35 to 55 °, preferably 40 °, to the horizontal.

Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, den Längsschlitten in der X-Achse sehr groß zu dimensionieren und einen großen Führungsabstand zu erzielen, wodurch die Bearbeitungskräfte optimal aufgenommen werden.This gives the opportunity the longitudinal slide very large in the X axis dimension and a large one guiding distance to achieve, whereby the machining forces are optimally absorbed.

Auf dem Längsschlitten (2) verfährt der Querschlitten (3) auf Führungen horizontal in Y-Richtung. Auf dem Querschlitten (3) verfährt der Vertikalschlitten (4) auf Führungen in Z-Richtung.On the longitudinal slide ( 2 ) the cross slide moves ( 3 ) on guides horizontally in the Y direction. On the cross slide ( 3 ) the vertical slide moves ( 4 ) on guides in the Z direction.

Im Maschinenbett (1) ist ein Querschnitt des Synchron Direktantriebes (9) dargestellt. In der Schwenkeinrichtung (5) ist die B-Achse (10) horizontal angeordnet. In der Schwenkeinrichtung (5) der B-Achse ist ein Synchron-Direktantrieb (8) angedeutet.In the machine bed ( 1 ) is a cross section of the synchronous direct drive ( 9 ). In the swivel device ( 5 ) is the B axis ( 10 ) arranged horizontally. In the swivel device ( 5 ) the B-axis is a synchronous direct drive ( 8th ) indicated.

Die Drehtischachse (7) ist im Winkel von 90° zur B-Achse (10) angeordnet. Die C-Drehtischachse (7) kann von horizontal bis vertikal oder um bis zu 360° um die B-Schwenkachse geschwenkt werden.The turntable axis ( 7 ) is at an angle of 90 ° to the B axis ( 10 ) arranged. The C rotary table axis ( 7 ) can be swiveled from horizontal to vertical or up to 360 ° around the B swivel axis.

Die 1 bis 6 und die dazu gegebenen Erläuterung sollen den Gegenstand der Erfindung ganz allgemein erläutern, aber keineswegs beschränken.The 1 to 6 and the explanation given for this purpose is intended to explain the subject matter of the invention in general terms, but in no way to limit it.

6
stellt die Vorderansicht der 5-Achsen-Werkzeugmaschine dar, in der eine B-Schwenkachse integriert ist. Der Längsschlitten (2) verfährt auf Linearführungen, die auf dem Maschinenbett (1) befestigt sind. Der Querschlitten (3) verfährt in Y-Richtung auf Linearführungen (12), die auf dem Längsschlitten (2) befestigt sind, und wird über eine Kugelrollspindel angetrieben. Der Vertikalschlitten (4) verfährt in Z-Richtung auf Linearführungen , die auf dem Querschlitten (3) befestigt sind, und wird über eine Kugelrollspindel (13) angetrieben. Am Kopf des Vertikalschlittens ist die Frässpindel (11) integriert. 6
shows the front view of the 5-axis machine tool, in which a B-swivel axis is integrated. The longitudinal slide ( 2 ) travels on linear guides on the machine bed ( 1 ) are attached. The cross slide ( 3 ) travels in the Y direction on linear guides ( 12 ) on the longitudinal slide ( 2 ) are attached, and is driven by a ball screw. The vertical slide ( 4 ) travels in the Z direction on linear guides that are on the cross slide ( 3 ) are attached, and is over a ball screw ( 13 ) driven. At the head of the vertical slide is the milling spindle ( 11 ) integrated.

Der Antrieb der Achsen X, Y und Z kann auch über Linearmotor erfolgen. Die B-Schwenkachse (10) schwenkt in der Achse, die in der Y-Achse verfährt.The axes X, Y and Z can also be driven by a linear motor. The B swivel axis ( 10 ) pivots in the axis that travels in the Y axis.

Es war überraschend, daß mit der Erfindung eine Vielzahl von Vorteilen erreichbar sind. So kann bei der Bearbeitung, sei es nun durch Fräsen, Bohren, Drehen usw. der Drehzahlbereich bis zu 100 % der Nenndrehzahl ausgenutzt werden. Die Drehzahlausnutzbarkeit nimmt auch nicht mit zunehmender Motorengröße ab, so daß auch ein genaues, schnelles und zuverlässiges Bearbeiten von Werkstücken mit hohen Gewichten auf einfache und vorteilhafte Weise möglich ist.It was surprising that with the Invention a variety of advantages are achievable. So at processing, whether by milling, drilling, turning, etc. Speed range up to 100% of the nominal speed can be used. The speed usability does not decrease with increasing engine size either, so that too precise, fast and reliable machining of workpieces with high weights is possible in a simple and advantageous manner.

Durch das Integrieren der Rotationsachsen in der Tischgruppe bzw. in den rotierenden Werkstückachsen können die Rotationsachsen wie A-Schwenkachse bzw. B-Schwenkachse und C-Drehtischachse sehr steif und sehr stabil dimensioniert werden. Durch die Anordnung der rotierenden Achsen wie A- B- und C-Achse im Werkstück kann beispielsweise die Frässpindel linear im Vertikalschlitten angeordnet sein. Durch die gerade Anordnung der Frässpindel wird zusätzlich eine sehr hohe Steifigkeit im Vertikalschlitten erzielt, was sich wiederum positiv auf das Werkzeug auswirkt insbesondere auf die Genauigkeit desselben. Mit gerader und stabiler Spindelanordnung sind viel höhere Vorschübe und Spantiefen möglich. Durch den stabilen Aufbau wird die Oberfläche des Werkstücks sehr positiv beeinflußt. Die rotierenden B-Schwenkachsen und C-Drehtischachsen können vom Platzbedarf optimal im Maschinenbett bzw. im B-Schwenkachsengehäuse eingebaut werden, somit steht wesentlich mehr Platz zur Verfügung als bei Fräsköpfen mit zwei integrierten rotierenden Achsen. Es können somit Antriebe mit wesentlich höherer Leistung installiert werden.By integrating the axes of rotation into in the table group or in the rotating workpiece axes, the axes of rotation can be the same as the A swivel axis or B swivel axis and C rotary table axis very stiff and very stable be dimensioned. By arranging the rotating axes like A, B and C axis in the workpiece can, for example, the milling spindle be arranged linearly in the vertical slide. Because of the straight arrangement the milling spindle will be additional achieved a very high stiffness in the vertical slide in turn has a positive effect on the tool in particular on the Accuracy of the same. With straight and stable spindle arrangement are much higher Feeds and Depth of cut possible. Due to the stable construction, the surface of the workpiece becomes very positively influenced. The rotating B swivel axes and C rotary table axes can optimally take up space Machine bed or built into the B swivel axis housing there is much more space available than with milling heads with two integrated rotating axes. This means that drives can be essential higher Power to be installed.

Somit ist es möglich, mit der Erfindung hoch dynamische Werkzeugmaschinen mit sehr schnellen und genauen positionierbaren Direktantrieben auszustatten, mit denen optimale Schnittgeschwindigkeiten für Werkzeuge erzielt werden können. Von großem Vorteil ist ferner, daß man den Drehzahlstellenbereich bis zu 100 Prozent der Nenndrehzahl ausnützen kann. Diese hohe Ausnutzbarkeit nimmt auch mit zunehmender Motorgröße nicht ab. Da man ein günstiges Verhältnis von Trägheitsmoment zu Drehmoment mittels der Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung erreichen kann, ist auch ein höheres Beschleunigungs- und Bremsvermögen möglich. Die Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung zeichnet sich im übrigen durch praktische Wartungsfreiheit der Motoren aus, wo nur am Lager ein Verschleiß entstehen kann. Der Austausch der Lager kann in kürzester Zeit mit einfachen Mitteln durchgeführt werden.Thus, it is possible to be highly dynamic with the invention Machine tools with very fast and precise positionable Equip direct drives with which optimal cutting speeds for tools can be achieved. Great Another advantage is that one can use the speed range up to 100 percent of the nominal speed. This high exploitability does not decrease even with increasing engine size from. Since you have a cheap one relationship of moment of inertia to achieve torque by means of the machine tool according to the invention, is also a higher one Acceleration and braking ability possible. The machine tool according to the invention stands out for the rest due to the fact that the motors are practically maintenance-free where only in stock wear and tear can. Replacing the bearings can be done in a very short time with simple Funds carried out become.

Dadurch, daß die Führungen der Linearachsen der X-, Y- und C-Achsen außerhalb des Spänebereichs angeordnet sind, sind die Führungen vor Verschmutzungen weitgehend geschützt. Dies ist von großem Vorteil während der Bearbeitung der Werkstücke.The fact that the guides of the linear axes X, Y and C axes outside of the chip area are arranged are the guides largely protected from contamination. This is a big advantage while the processing of the workpieces.

Claims (13)

5-Achsen-Werkzeugmaschine mit rotierender Werkstück-A-Schwenkachse bzw. B-Schwenkachse und einer rotierenden C-Drehtischachse, wobei die A- bzw. B-Achse und die C-Achse mit rotativen Synchron-Direktantrieben versehen ist.5-axis machine tool with rotating workpiece A swivel axis or B pivot axis and a rotating C rotary table axis, where the A or B axis and the C axis with rotary synchronous direct drives is provided. 5-Achsen-Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl A- bzw. B- und C-Achsen und die X-, Y- und Z-Achsen mit Direktantrieb versehen sind.5-axis machine tool according to claim 1, characterized in that both A- and B- and C axes and the X, Y and Z axes are directly driven. 5-Achsen-Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Direktantriebe Torque-Motoren sind.5-axis machine tool according to claim 1 or 2, characterized in that the Direct drives are torque motors. 5-Achsen-Werkzeugmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die A-Schwenkachse auf zwei Seiten jeweils mit einem Direktantrieb versehen ist.5-axis machine tool according to at least one of the Expectations 1 to 3, characterized in that the A pivot axis on two Pages are each provided with a direct drive. 5-Achsen-Werkzeugmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die A-Achse auf einer Seite mit einem Direktantrieb versehen ist und auf der gegenüberliegenden Seite gelagert wird.5-axis machine tool according to at least one of the Expectations 1 to 3, characterized in that the A axis on one side is provided with a direct drive and on the opposite Side is stored. 5-Achsen-Werkzeugmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die A-Achse und die C-Achse in einem Winkel von 90° C zueinander stehen.5-axis machine tool according to at least one of the Expectations 1 to 5, characterized in that the A axis and the C axis at an angle of 90 ° C to stand by each other. 5-Achsen-Werkzeugmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis G, dadurch gekennzeichnet, daß die A-Achse bzw. B-Achse und die C-Achse simultan oder einzeln drehbar angeordnet sind.5-axis machine tool according to at least one of the Expectations 1 to G, characterized in that the A-axis or B-axis and the C axis are arranged simultaneously or individually rotatable. 5-Achsen-Werkzeugmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die B-Schwenkachse und die C-Drehtischachse in einem beliebigen Winkel zueinander einstellbar sind.5-axis machine tool according to at least one of the Expectations 1 to 7, characterized in that the B pivot axis and the C-axis rotary table are adjustable at any angle to each other. 5-Achsen-Werkzeugmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die C-Drehtischachse für Umdrehungen bis mindestens 630 Umdrehungen pro Minute ausgelegt ist.5-axis machine tool according to at least one of the Expectations 1 to 8, characterized in that the C rotary table axis for revolutions is designed for at least 630 revolutions per minute. 5-Achsen-Werkzeugmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die B-Achse für eine Drehgeschwindigkeit von mindestens 150 Umdrehungen pro Minute ausgelegt ist.5-axis machine tool after at least one of claims 1 to 9, characterized in that the B axis for a rotational speed of at least 150 revolutions per minute. 5-Achsen-Werkzeugmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die rotativen AC-Synchron-Direktantriebe von der A-Schwenktischachse im Maschinenbett (1) oder in Seitenständer (23) und/oder Seitenständer (25) angeordnet sind.5-axis machine tool according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the or the rotary AC synchronous direct drives from the A swivel table axis in the machine bed ( 1 ) or in a side stand ( 23 ) and / or side stand ( 25 ) are arranged. 5-Achsen-Werkzeugmaschine mit rotierender Werkstück-B-Schwenkachse und einer rotierenden C-Drehtischachse, wobei die B-Achse und die C-Achse mit rotativem Synchron-Direktantrieben versehen sind und die B-Achse der Schwenkeinrichtung (5) im Maschinenbett (1) horizontal angeordnet ist und der Winkel (28) der Führungen (12) zwischen Maschinenbett (1) und Längsschlitten (2) zwischen 30 und 60° zur Horizontalen liegt, der Längsschlitten (2) auf dem Maschinenbett (1) verfährt, der Querschlitten (3) auf dem Längsschlitten (2) verfährt und der Vertikalschlitten (4) auf dem Querschlitten (3) verfährt und der Vertikalschlitten (4) so angeordnet ist, dass die X-, Y- und Z-Führungen außerhalb des Spänebereichs angeordnet sind.5-axis machine tool with rotating workpiece B swivel axis and a rotating C rotary table axis, the B axis and the C axis being provided with rotary synchronous direct drives and the B axis of the swivel device ( 5 ) in the machine bed ( 1 ) is arranged horizontally and the angle ( 28 ) of the guided tours ( 12 ) between machine bed ( 1 ) and longitudinal slide ( 2 ) is between 30 and 60 ° to the horizontal, the longitudinal slide ( 2 ) on the machine bed ( 1 ) moves, the cross slide ( 3 ) on the longitudinal slide ( 2 ) moves and the vertical slide ( 4 ) on the cross slide ( 3 ) moves and the vertical slide ( 4 ) is arranged so that the X, Y and Z guides are arranged outside the chip area. 5-Achsen-Werkzeugmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Hohlräume von Baugruppen der Werkzeugmaschine und/oder Hohlräume des Werkzeugs ganz oder teilweise mit einer Mischung breiiger Konsistenz von festen Teilchen und einer Flüssigkeit gefüllt sind.5-axis machine tool after at least one of claims 1 to 12, characterized in that cavities of assemblies of the machine tool and / or cavities of the tool in whole or in part with a mixture of mushy consistency of solid particles and a liquid filled are.
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