(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク（２）の機械加工のための工作機械（１）であって、工具（３５）または前記ワーク（２）を受容するためのスピンドル（３４）を有するスピンドルアーム（３０）を備え、前記スピンドルアーム（３０）は、加工スペース内での前記スピンドル（３４）の位置決めのために動き得るよう、マシンベース（２０）に配置されたスピンドルアーム受容セクション（２１）に取り付けられており、
前記スピンドルアーム（３０）は、前記スピンドル（３４）の旋回のために、
細長い要素として形成され、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）にヒンジ結合され、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）に対して第１回転軸（Ｒ１）の周りを回転可能な第１スピンドルアームセクション（３１）と、
細長い要素として形成され、前記第１スピンドルアームセクション（３１）にヒンジ結合され、前記第１スピンドルアームセクション（３１）に対して第２回転軸（Ｒ２）の周りを回転可能な第２スピンドルアームセクション（３２）と、を備え、
前記第１回転軸（Ｒ１）は、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）の第１エンドセクション（２１５）及び前記第１スピンドルアームセクション（３１）の第１エンドセクション（３１５）に配置され、
前記第２回転軸（Ｒ２）は、前記第１スピンドルアームセクション（３１）の第２エンドセクション（３１６）及び前記第２スピンドルアームセクション（３２）の第１エンドセクション（３２５）に配置されており、
前記スピンドルアーム受容セクション（２１）は、前記スピンドルアーム（３０）を受容するために前記マシンベース（２０）において互いに隔てて配置された第１サブセクション（２１１）及び第２サブセクション（２１２）を備え、
前記スピンドルアーム受容セクション（２１）の前記第１サブセクション（２１１）は、前記第１スピンドルアームセクション（３１）の前記第１回転軸（Ｒ１）周りの回転運動のための第１回転トルクを前記第１スピンドルアームセクション（３１）に伝達する第１の張力付与駆動装置（２１３）を備え、
前記第１スピンドルアームセクション（３１）は、前記第２スピンドルアームセクション（３２）を受容するために前記スピンドルアーム受容セクション（２１）において互いに隔てて配置された第１サブセクション（３１１）及び第２サブセクション（３１２）を備え、
前記第１スピンドルアームセクション（３１）の前記第１サブセクション（３１１）は、前記第２スピンドルアームセクション（３２）の前記第２回転軸（Ｒ２）周りの回転運動のための第２回転トルクを前記第２スピンドルアームセクション（３２）に伝達する第２の張力付与駆動装置（３１３）を備え、
前記第１スピンドルアームセクション（３１）の前記第１エンドセクション（３１５）が、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）の前記２つのサブセクション（２１１，２１２）の間に配置されることにより、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）の前記２つのサブセクション（２１１，２１２）の間の距離は、前記第１スピンドルアームセクション（３１）の前記２つのサブセクション（３１１，３１２）の間の距離より大きいことを特徴とする工作機械（１）。
【請求項２】
ワーク（２）の機械加工のための工作機械（１）であって、工具（３５）または前記ワーク（２）を受容するためのスピンドル（３４）を有するスピンドルアーム（３０）を備え、前記スピンドルアーム（３０）は、加工スペース内での前記スピンドル（３４）の位置決めのために動き得るよう、マシンベース（２０）に配置されたスピンドルアーム受容セクション（２１）に取り付けられており、
前記スピンドルアーム（３０）は、前記スピンドル（３４）の旋回のために、
細長い要素として形成され、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）にヒンジ結合され、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）に対して第１回転軸（Ｒ１）の周りを回転可能な第１スピンドルアームセクション（３１）と、
細長い要素として形成され、前記第１スピンドルアームセクション（３１）にヒンジ結合され、前記第１スピンドルアームセクション（３１）に対して第２回転軸（Ｒ２）の周りを回転可能な第２スピンドルアームセクション（３２）と、を備え、
前記第１回転軸（Ｒ１）は、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）の第１エンドセクション（２１５）及び前記第１スピンドルアームセクション（３１）の第１エンドセクション（３１５）に配置され、
前記第２回転軸（Ｒ２）は、前記第１スピンドルアームセクション（３１）の第２エンドセクション（３１６）及び前記第２スピンドルアームセクション（３２）の第１エンドセクション（３２５）に配置されており、
前記スピンドルアーム受容セクション（２１）は、前記スピンドルアーム（３０）を受容するために前記マシンベース（２０）において互いに隔てて配置された第１サブセクション（２１１）及び第２サブセクション（２１２）を備え、
前記スピンドルアーム受容セクション（２１）の前記第１サブセクション（２１１）は、前記第１スピンドルアームセクション（３１）の前記第１回転軸（Ｒ１）周りの回転運動のための第１回転トルクを前記第１スピンドルアームセクション（３１）に伝達する第１の張力付与駆動装置（２１３）を備え、
前記第１スピンドルアームセクション（３１）は、前記第２スピンドルアームセクション（３２）を受容するために前記スピンドルアーム受容セクション（２１）において互いに隔てて配置された第１サブセクション（３１１）及び第２サブセクション（３１２）を備え、
前記第１スピンドルアームセクション（３１）の前記第１サブセクション（３１１）は、前記第２スピンドルアームセクション（３２）の前記第２回転軸（Ｒ２）周りの回転運動のための第２回転トルクを前記第２スピンドルアームセクション（３２）に伝達する第２の張力付与駆動装置（３１３）を備え、
前記第１の張力付与駆動装置（２１３）及び前記第２の張力付与駆動装置（３１３）は、それぞれ４つの機械的に張力を付与された駆動エレメント（２１３Ａ−２１３Ｄ，３１３Ａ−３１３Ｄ）、及び、それぞれ１つの駆動エレメント（２１３Ｅ，３１３Ｅ）を備える、ことを特徴とする工作機械（１）。
【請求項３】
前記第１の張力付与駆動装置（２１３）の前記４つの駆動エレメント（２１３Ａ−２１３Ｄ）は、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）に、最大１８０°の中心角を有する円弧に沿って配置され、前記第２の張力付与駆動装置（３１３）の前記４つの駆動エレメント（３１３Ａ−３１３Ｄ）は、前記第１スピンドルアームセクション（３１）に、円弧に沿って均等に配置されている、ことを特徴とする請求項２に記載の工作機械（１）。
【請求項４】
ワーク（２）の機械加工のための工作機械（１）であって、工具（３５）または前記ワーク（２）を受容するためのスピンドル（３４）を有するスピンドルアーム（３０）を備え、前記スピンドルアーム（３０）は、加工スペース内での前記スピンドル（３４）の位置決めのために動き得るよう、マシンベース（２０）に配置されたスピンドルアーム受容セクション（２１）に取り付けられており、
前記スピンドルアーム（３０）は、前記スピンドル（３４）の旋回のために、
細長い要素として形成され、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）にヒンジ結合され、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）に対して第１回転軸（Ｒ１）の周りを回転可能な第１スピンドルアームセクション（３１）と、
細長い要素として形成され、前記第１スピンドルアームセクション（３１）にヒンジ結合され、前記第１スピンドルアームセクション（３１）に対して第２回転軸（Ｒ２）の周りを回転可能な第２スピンドルアームセクション（３２）と、を備え、
前記第１回転軸（Ｒ１）は、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）の第１エンドセクション（２１５）及び前記第１スピンドルアームセクション（３１）の第１エンドセクション（３１５）に配置され、
前記第２回転軸（Ｒ２）は、前記第１スピンドルアームセクション（３１）の第２エンドセクション（３１６）及び前記第２スピンドルアームセクション（３２）の第１エンドセクション（３２５）に配置されており、
前記スピンドルアーム受容セクション（２１）は、前記スピンドルアーム（３０）を受容するために前記マシンベース（２０）において互いに隔てて配置された第１サブセクション（２１１）及び第２サブセクション（２１２）を備え、
前記スピンドルアーム受容セクション（２１）の前記第１サブセクション（２１１）は、前記第１スピンドルアームセクション（３１）の前記第１回転軸（Ｒ１）周りの回転運動のための第１回転トルクを前記第１スピンドルアームセクション（３１）に伝達する第１の張力付与駆動装置（２１３）を備え、
前記第１スピンドルアームセクション（３１）は、前記第２スピンドルアームセクション（３２）を受容するために前記スピンドルアーム受容セクション（２１）において互いに隔てて配置された第１サブセクション（３１１）及び第２サブセクション（３１２）を備え、
前記第１スピンドルアームセクション（３１）の前記第１サブセクション（３１１）は、前記第２スピンドルアームセクション（３２）の前記第２回転軸（Ｒ２）周りの回転運動のための第２回転トルクを前記第２スピンドルアームセクション（３２）に伝達する第２の張力付与駆動装置（３１３）を備え、
前記第２スピンドルアームセクション（３２）に対して第３回転軸（Ｒ３）の周りを回転可能な、前記スピンドル（３４）を受容するための第３スピンドルアームセクション（３３）をさらに含み、当該第３スピンドルアームセクション（３３）は前記第２スピンドルアームセクション（３２）にヒンジ結合されており、
前記第３回転軸（Ｒ３）は前記第２スピンドルアームセクション（３２）の第２エンドセクション（３２６）に位置しており、
前記第２スピンドルアームセクション（３２）は、前記第３スピンドルアームセクション（３３）の前記第３回転軸（Ｒ３）周りの回転運動のための第３回転トルクを前記第３スピンドルアームセクション（３３）に伝達する第３の駆動装置（３２３）を備える、ことを特徴とする工作機械（１）。
【請求項５】
前記第１回転軸（Ｒ１）、前記第２回転軸（Ｒ２）及び前記第３回転軸（Ｒ３）は互いに平行に方向付けられており、
前記工作機械（１）は、さらに、
前記第１スピンドルアームセクション（３１）の前記第１回転軸（Ｒ１）周りの回転運動、前記第２スピンドルアームセクション（３２）の前記第２回転軸（Ｒ２）周りの回転運動、及び、前記第３スピンドルアームセクション（３３）の前記第３回転軸（Ｒ３）周りの回転運動を同時に生じさせることにより、前記第３スピンドルアームセクション（３３）の前記スピンドル（３４）のエンドセクション（３４５）が、前記平行な回転軸（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）に垂直な平面内において矩形のパスを描くように、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）の前記第１の張力付与駆動装置（２１３）、前記第１スピンドルアームセクション（３１）の前記第２の張力付与駆動装置（３１３）及び前記第２スピンドルアームセクション（３２）の前記第３の駆動装置（３２３）を制御するように設計された数値制御装置（４０）を含む、ことを特徴とする請求項４に記載の工作機械（１）。
【請求項６】
前記スピンドルアーム受容セクション（２１）及び前記第１スピンドルアームセクション（３１）に配置された前記張力付与駆動装置（２１３，３１３）は、サイクロイド伝動装置として構成されており、
前記第２スピンドルアームセクション（３２）に配置された前記第３の駆動装置（３２３）は、冷却されたトルク駆動装置として構成されている、ことを特徴とする請求項４または５に記載の工作機械（１）。
【請求項７】
ワーク（２）の機械加工のための工作機械（１）であって、工具（３５）または前記ワーク（２）を受容するためのスピンドル（３４）を有するスピンドルアーム（３０）を備え、前記スピンドルアーム（３０）は、加工スペース内での前記スピンドル（３４）の位置決めのために動き得るよう、マシンベース（２０）に配置されたスピンドルアーム受容セクション（２１）に取り付けられており、
前記スピンドルアーム（３０）は、前記スピンドル（３４）の旋回のために、
細長い要素として形成され、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）にヒンジ結合され、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）に対して第１回転軸（Ｒ１）の周りを回転可能な第１スピンドルアームセクション（３１）と、
細長い要素として形成され、前記第１スピンドルアームセクション（３１）にヒンジ結合され、前記第１スピンドルアームセクション（３１）に対して第２回転軸（Ｒ２）の周りを回転可能な第２スピンドルアームセクション（３２）と、を備え、
前記第１回転軸（Ｒ１）は、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）の第１エンドセクション（２１５）及び前記第１スピンドルアームセクション（３１）の第１エンドセクション（３１５）に配置され、
前記第２回転軸（Ｒ２）は、前記第１スピンドルアームセクション（３１）の第２エンドセクション（３１６）及び前記第２スピンドルアームセクション（３２）の第１エンドセクション（３２５）に配置されており、
前記スピンドルアーム受容セクション（２１）は、前記スピンドルアーム（３０）を受容するために前記マシンベース（２０）において互いに隔てて配置された第１サブセクション（２１１）及び第２サブセクション（２１２）を備え、
前記スピンドルアーム受容セクション（２１）の前記第１サブセクション（２１１）は、前記第１スピンドルアームセクション（３１）の前記第１回転軸（Ｒ１）周りの回転運動のための第１回転トルクを前記第１スピンドルアームセクション（３１）に伝達する第１の張力付与駆動装置（２１３）を備え、
前記第１スピンドルアームセクション（３１）は、前記第２スピンドルアームセクション（３２）を受容するために前記スピンドルアーム受容セクション（２１）において互いに隔てて配置された第１サブセクション（３１１）及び第２サブセクション（３１２）を備え、
前記第１スピンドルアームセクション（３１）の前記第１サブセクション（３１１）は、前記第２スピンドルアームセクション（３２）の前記第２回転軸（Ｒ２）周りの回転運動のための第２回転トルクを前記第２スピンドルアームセクション（３２）に伝達する第２の張力付与駆動装置（３１３）を備え、
前記スピンドルアーム（３０）は、前記第２スピンドルアームセクション（３２）が前記第１スピンドルアームセクション（３１）にヒンジ結合されている位置に、導管を案内するためのガイドエレメント（３６）を含み、当該ガイドエレメント（３６）は、複数の導管（７０）を別々に案内するための複数のセグメントを備える、ことを特徴とする工作機械（１）。
【請求項８】
さらに、ターンテーブル回転軸（Ｒ５）の周りを回転可能な、前記ワーク（２）または前記工具（３５）を受容するためのターンテーブル（５０）を、前記マシンベース（２０）に備える、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の工作機械（１）。
【請求項９】
さらに、前記ターンテーブル（５０）を受容するための第１直線軸（６１）を含み、前記ターンテーブル（５０）は前記第１直線軸（６１）に沿って移動可能であり、前記ターンテーブル回転軸（Ｒ５）は前記第１直線軸（６１）に対して０°と９０°の間の角度で方向付けられている、ことを特徴とする請求項８に記載の工作機械（１）。
【請求項１０】
ワーク（２）の機械加工のための工作機械（１）であって、工具（３５）または前記ワーク（２）を受容するためのスピンドル（３４）を有するスピンドルアーム（３０）を備え、前記スピンドルアーム（３０）は、加工スペース内での前記スピンドル（３４）の位置決めのために動き得るよう、マシンベース（２０）に配置されたスピンドルアーム受容セクション（２１）に取り付けられており、
前記スピンドルアーム（３０）は、前記スピンドル（３４）の旋回のために、
細長い要素として形成され、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）にヒンジ結合され、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）に対して第１回転軸（Ｒ１）の周りを回転可能な第１スピンドルアームセクション（３１）と、
細長い要素として形成され、前記第１スピンドルアームセクション（３１）にヒンジ結合され、前記第１スピンドルアームセクション（３１）に対して第２回転軸（Ｒ２）の周りを回転可能な第２スピンドルアームセクション（３２）と、を備え、
前記第１回転軸（Ｒ１）は、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）の第１エンドセクション（２１５）及び前記第１スピンドルアームセクション（３１）の第１エンドセクション（３１５）に配置され、
前記第２回転軸（Ｒ２）は、前記第１スピンドルアームセクション（３１）の第２エンドセクション（３１６）及び前記第２スピンドルアームセクション（３２）の第１エンドセクション（３２５）に配置されており、
前記スピンドルアーム受容セクション（２１）は、前記スピンドルアーム（３０）を受容するために前記マシンベース（２０）において互いに隔てて配置された第１サブセクション（２１１）及び第２サブセクション（２１２）を備え、
前記スピンドルアーム受容セクション（２１）の前記第１サブセクション（２１１）は、前記第１スピンドルアームセクション（３１）の前記第１回転軸（Ｒ１）周りの回転運動のための第１回転トルクを前記第１スピンドルアームセクション（３１）に伝達する第１の張力付与駆動装置（２１３）を備え、
前記第１スピンドルアームセクション（３１）は、前記第２スピンドルアームセクション（３２）を受容するために前記スピンドルアーム受容セクション（２１）において互いに隔てて配置された第１サブセクション（３１１）及び第２サブセクション（３１２）を備え、
前記第１スピンドルアームセクション（３１）の前記第１サブセクション（３１１）は、前記第２スピンドルアームセクション（３２）の前記第２回転軸（Ｒ２）周りの回転運動のための第２回転トルクを前記第２スピンドルアームセクション（３２）に伝達する第２の張力付与駆動装置（３１３）を備え、
さらに、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）を受容するための第２直線軸（６２）を含み、前記第２直線軸（６２）は前記第１回転軸（Ｒ１）に平行に方向付けられ、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）は、前記第２直線軸（６２）に沿って移動可能に前記マシンベース（２０）に配置されている、ことを特徴とする工作機械（１）。
【請求項１１】
ワーク（２）の機械加工のための工作機械（１）であって、工具（３５）または前記ワーク（２）を受容するためのスピンドル（３４）を有するスピンドルアーム（３０）を備え、前記スピンドルアーム（３０）は、加工スペース内での前記スピンドル（３４）の位置決めのために動き得るよう、マシンベース（２０）に配置されたスピンドルアーム受容セクション（２１）に取り付けられており、
前記スピンドルアーム（３０）は、前記スピンドル（３４）の旋回のために、
細長い要素として形成され、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）にヒンジ結合され、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）に対して第１回転軸（Ｒ１）の周りを回転可能な第１スピンドルアームセクション（３１）と、
細長い要素として形成され、前記第１スピンドルアームセクション（３１）にヒンジ結合され、前記第１スピンドルアームセクション（３１）に対して第２回転軸（Ｒ２）の周りを回転可能な第２スピンドルアームセクション（３２）と、を備え、
前記第１回転軸（Ｒ１）は、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）の第１エンドセクション（２１５）及び前記第１スピンドルアームセクション（３１）の第１エンドセクション（３１５）に配置され、
前記第２回転軸（Ｒ２）は、前記第１スピンドルアームセクション（３１）の第２エンドセクション（３１６）及び前記第２スピンドルアームセクション（３２）の第１エンドセクション（３２５）に配置されており、
前記スピンドルアーム受容セクション（２１）は、前記スピンドルアーム（３０）を受容するために前記マシンベース（２０）において互いに隔てて配置された第１サブセクション（２１１）及び第２サブセクション（２１２）を備え、
前記スピンドルアーム受容セクション（２１）の前記第１サブセクション（２１１）は、前記第１スピンドルアームセクション（３１）の前記第１回転軸（Ｒ１）周りの回転運動のための第１回転トルクを前記第１スピンドルアームセクション（３１）に伝達する第１の張力付与駆動装置（２１３）を備え、
前記第１スピンドルアームセクション（３１）は、前記第２スピンドルアームセクション（３２）を受容するために前記スピンドルアーム受容セクション（２１）において互いに隔てて配置された第１サブセクション（３１１）及び第２サブセクション（３１２）を備え、
前記第１スピンドルアームセクション（３１）の前記第１サブセクション（３１１）は、前記第２スピンドルアームセクション（３２）の前記第２回転軸（Ｒ２）周りの回転運動のための第２回転トルクを前記第２スピンドルアームセクション（３２）に伝達する第２の張力付与駆動装置（３１３）を備え、
前記第１スピンドルアームセクション（３１）は、前記第１スピンドルアームセクション（３１）へ向けての前記第２スピンドルアームセクション（３２）の回転運動を止めるためのバッファセクション（３１７）を備える、ことを特徴とする工作機械（１）。
【請求項１２】
前記マシンベース（２０）は、前記スピンドルアーム受容セクション（２１）を受容するための受容面（２００）を備え、
前記工作機械（１）のための据付スペースの天井面から前記工作機械（１）のベース面への方向によって上下方向が定義され、
前記スピンドルアーム受容セクション（２１）は、前記受容面（２００）の上方、下方及び側方のうちいずれかに配置されている、ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の工作機械（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの機械加工のための工作機械に関し、当該工作機械は、工具またはワークを受容するためのスピンドルを有するスピンドルアームを備え、当該スピンドルアームは、加工スペース内でのスピンドルの位置決めのために動き得るよう、マシンベースに配置されたスピンドルアーム受容セクションに取り付けられている。
【背景技術】
【０００２】
先行技術において、ワークの機械加工のための工作機械であって、スピンドルの旋回運動を直線並進運動と組み合わせたものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、ワークの機械加工のための工作機械であって、マシンベースの上を若しくはマシンベースに沿ってモータにより並進可能な工具スライドを、１つの加工スピンドル及び加工対象ワークを受容するための１つのワークキャリアを少なくとも備える加工ユニットのキャリアとして備えるものが記載されている。工具スライドは、マシンベースの上を若しくはマシンベースに沿って並進可能に案内され、その長手方向にモータにより移動可能な２つのクロススライドを備えるクロスキャリアを含み、当該２つのクロススライドの間には、加工ユニットが、加工スピンドルの軸方向運動のために、少なくとも２つの剛な旋回アームを備えるカップリング機構によるヒンジ結合を介して配置されている。
【０００４】
これらの機械は、そのスピンドルの限られた可動性のため、角張った若しくは湾曲したワーク表面の走査には向いていない。
【０００５】
複数の部分から成り、細長い形状で、したがってねじり抵抗に劣る、比較的大きなリーチを有する旋回アームの場合、旋回運動のために必要な回転トルクをスピンドルの位置決め精度を損なうことなく伝達し、同時に、機械加工時に発生する荷重を受容可能な構造を選択するという問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１１８８５１１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の１つの課題は、個々のスピンドルアームセクションの回転運動のための回転トルクを、スピンドルアーム端部のスピンドルの位置決めが高精度で実現されるように伝達することが可能な、ワークの機械加工のための工作機械を提供することである。
【０００８】
さらに、本発明の１つの課題は、スピンドルの１つの連続的な並進運動の間に、ワーク表面の可能な限り大きな部分を加工することができる工作機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これらの課題は、請求項１に従う工作機械によって解決される。従属請求項は、本発明による工作機械の有利な実施例に関連している。
【００１０】
ワークの機械加工のための本発明による工作機械は、工具またはワークを受容するためのスピンドルを有するスピンドルアームを備え、当該スピンドルアームは、加工スペース内でのスピンドルの位置決めのために動き得るよう、マシンベースに配置されたスピンドルアーム受容セクションに取り付けられている。
【００１１】
ここで、スピンドルアームは、スピンドルの旋回のために、細長い要素として形成され、スピンドルアーム受容セクションにヒンジ結合され、スピンドルアーム受容セクションに対して第１回転軸の周りを回転可能な第１スピンドルアームセクションと、細長い要素として形成され、第１スピンドルアームセクションにヒンジ結合され、第１スピンドルアームセクションに対して第２回転軸の周りを回転可能な第２スピンドルアームセクションと、を備え、第１回転軸は、スピンドルアーム受容セクションの第１エンドセクション及び第１スピンドルアームセクションの第１エンドセクションに配置され、第２回転軸は、第１スピンドルアームセクションの第２エンドセクション及び第２スピンドルアームセクションの第１エンドセクションに配置されている。
【００１２】
スピンドルアーム受容セクションは、スピンドルアームを受容するためにマシンベースにおいて互いに隔てて配置された第１サブセクション及び第２サブセクションを備え、スピンドルアーム受容セクションの第１サブセクションは、第１スピンドルアームセクションの第１回転軸周りの回転運動のための第１回転トルクを第１スピンドルアームセクションに伝達する第１の張力付与駆動装置を備えている。
【００１３】
第１スピンドルアームセクションは、第２スピンドルアームセクションを受容するために互いに隔てられてスピンドルアーム受容セクションに配置された第１サブセクション及び第２サブセクションを備え、第１スピンドルアームセクションの第１サブセクションは、第２スピンドルアームセクションの第２回転軸周りの回転運動のための第２回転トルクを第２スピンドルアームセクションに伝達する第２の張力付与駆動装置を備えている。
【００１４】
これにより、スピンドルアームは、全体として旋回することができるが、同時に、そのセクションごとに旋回することもできる。第１及び第２スピンドルアームセクションを細長い要素として形成することにより、スピンドルアームを同時に動かす際、スピンドルアームを折り畳む動き、または、展開する動きが可能となる。このようにして、少数の単独並進運動によって加工スペースの大きな範囲への到達が可能であり、それにより、スピンドルは、その最終調整位置へ迅速に移動することができる。
【００１５】
個々のスピンドルアームセクションを、それぞれの基端側にあるスピンドルアームセクションの２つのサブセクションの間に装着すること、もしくは、第１スピンドルアームセクションをスピンドルアーム受容セクションの２つのサブセクションの間に装着することにより、吊り下げの際の高い安定性及び長いスピンドルアームの高いねじり剛性が達成される。
【００１６】
第１及び第２スピンドルアームセクションの回転のための駆動装置を、それぞれの継手部に直接的に装着することにより、必要とされる回転トルクを過不足なくそれぞれの先端側にあるスピンドルアームセクションに伝達することができる。それによって、スピンドルは、その運動が、スピンドルアームセクションの他方の端部において、したがってスピンドルから比較的遠く隔たった位置で生じる第１スピンドルアームセクションの回転運動の結果としても生じるにもかかわらず、スピンドルアームの一端において正確に位置決めされ得る。１つの継手部における駆動装置の数は、１つに限定されることはなく、それぞれの継手部においてどれだけの荷重が伝達されなければならないか、即ち、例えばスピンドルアームセクションの重量や、機械加工の方式、もしくは加工対象の材料に依存する。スピンドルアーム受容セクション及びスピンドルアームセクションのそれぞれの第２サブセクションにも、それぞれ１つの駆動装置が装着され得る。スピンドルアーム受容セクション及びスピンドルアームセクションの全てではないがいくつかの第２サブセクションに１つの駆動装置を装着することも、同様に可能である。
【００１７】
駆動装置への張力付与は、伝動装置内のバックラッシュを低減させ、したがってスピンドルの正確な位置決めに寄与する。
【００１８】
好ましくは、本発明による工作機械においては、第１スピンドルアームセクションの第１エンドセクションが、スピンドルアーム受容セクションの２つのサブセクションの間に配置されることにより、スピンドルアーム受容セクションの２つのサブセクションの間の距離が、第１スピンドルアームセクションの２つのサブセクションの間の距離より大きい。
【００１９】
したがって、スピンドルアームセクションの幅方向の寸法は、段階的に小さくなっている。そのような配置により、第１及び第２スピンドルアームセクションの間に非常に小さな角度を形成すること、即ちスピンドルアームをほぼ完全に折り畳んで、第１及び第２スピンドルアームをほぼ平行にすることが可能である。それによって、スピンドルを、第１スピンドルアームセクションの近くに位置付けることも可能である。こうして、スピンドルのための旋回範囲が全体として拡大される。
【００２０】
好ましくは、第１の張力付与駆動装置及び第２の張力付与駆動装置は、それぞれ４つの機械的に張力を付与された駆動エレメント及びそれぞれ１つの駆動エレメントを備えている。
【００２１】
これにより、大きな駆動エレメントによって、必要とされる回転トルクを伝達するための大型の駆動装置を実現することができ、にもかかわらず、この駆動装置は、４つの駆動装置のうちそれぞれ２つが機械的に張力を付与されることができ、したがってバックラッシュがほぼ完全に除去されるため、非常に正確に作動するという利点が得られる。
【００２２】
好ましくは、第１の張力付与駆動装置の４つの駆動エレメントは、スピンドルアーム受容セクションに、最大１８０°の中心角を有する円弧に沿って配置され、第２の張力付与駆動装置の４つの駆動エレメントは、第１スピンドルアームセクションに、円弧に沿って均等に配置されている。
【００２３】
スピンドルアーム受容セクション及び第１スピンドルアームセクションに関する異なる配置は、第１回転軸の継手部及び第２回転軸の継手部における駆動エレメントの異なる大きさを、その根拠としている。利用可能な旋回領域を制限することなく、駆動エレメント（複数）を駆動エレメントの周りに均等に配置し得るよう、第２回転軸の駆動エレメントが十分に小さいのに対して、これは、第１回転軸の大きな駆動エレメントにおいては、もはや可能ではない。
【００２４】
好ましくは、工作機械は、さらに、第２スピンドルアームセクションに対して第３回転軸の周りを回転可能な、スピンドルを受容するための第３スピンドルアームセクションをさらに含み、第３スピンドルアームセクションは第２スピンドルアームセクションにヒンジ結合されており、第３回転軸は第２スピンドルアームセクションの第２エンドセクションに位置しており、第２スピンドルアームセクションは、第３スピンドルアームセクションの第３回転軸周りの回転運動のための第３回転トルクを第３スピンドルアームセクションに伝達する第３の駆動装置を備えている。
【００２５】
第３回転軸という形態での第３の自由度によって、加工スペースにおけるスピンドルの位置決めに加えて、例えばスピンドルに受容された工具を用いてワークの表面の輪郭を走査し加工できるようスピンドルを調整することも可能となる。その際、本発明による工作機械は、３つのスピンドルアーム回転軸に限定されることはなく、スピンドルアームは３つより多くの（例えば４つの）個々に動き得るセクションを備えることができる。
【００２６】
好ましくは、第１回転軸、第２回転軸及び第３回転軸は互いに平行に方向付けられており、好ましくは、工作機械は、第１スピンドルアームセクションの第１回転軸周りの回転運動、第２スピンドルアームセクションの第２回転軸周りの回転運動、及び、第３スピンドルアームセクションの第３回転軸周りの回転運動を同時に生じさせることにより、第３スピンドルアームセクションのスピンドルのエンドセクションが、平行な回転軸（複数）に垂直な平面内において矩形のパスを描くように、スピンドルアーム受容セクションの第１の張力付与駆動装置、第１スピンドルアームセクションの第２の張力付与駆動装置及び第２スピンドルアームセクションの第３の駆動装置を制御するように設計された数値制御装置をさらに含んでいる。
【００２７】
即ち、スピンドルアームの前方に位置決めされた例えば立方体形状のワークについて、当該ワークのスピンドルアームの方を向いた表面及び後方を向いた表面を、スピンドルの連続的な運動において、スピンドルアームセクションをそれぞれの回転軸の周りに同時に回転させることにより、走査することができる。スピンドルの相応する連続的な走査運動が、ワークの丸みが付けられた縁部または球形のワークにおいても可能である。ワークが追加的に回転させられた場合、それにより、スピンドルの全周加工運動が可能である。
【００２８】
好ましくは、スピンドルアーム受容セクション及び第１スピンドルアームセクションに配置された張力付与駆動装置はサイクロイド伝動装置として構成されており、また、第２スピンドルアームセクションに配置された第３の張力付与駆動装置は冷却されたトルク駆動装置として構成されている。
【００２９】
サイクロイド伝動装置は、とりわけ耐摩耗性に優れ、長寿命であり、長いスピンドルアーム及び機械加工に関して十分に高い荷重を伝達することができるという長所を備えている。トルク駆動装置は、大きな加速性及びシステムの高いダイナミクスを可能にし、機械要素がないためにメンテナンスに手がかからないという長所を備えている。冷却は、トルク駆動装置において、増大した熱発生の補償に寄与する。
【００３０】
好ましくは、スピンドルアームは、第２スピンドルアームセクションが第１スピンドルアームセクションにヒンジ結合されている位置に、導管を案内するためのガイドエレメントを含み、ガイドエレメントは、複数の導管を別々に案内するための複数のセグメントを備えている。
【００３１】
スピンドルアームの駆動装置へのエネルギ供給のため、及び、冷却されたトルク駆動装置への冷却媒体供給のため、電流ケーブルまたは流体案内チューブのような供給導管が、スピンドルアームの様々な位置へ、もしくは、スピンドルまで、導かれなければならない。これらは、好ましくはスピンドルアームの内部を導かれる。第２スピンドルアームセクションの旋回運動の際の、第２回転軸の継手部における導管の曲げ荷重を回避するために、当該継手部にはガイドエレメントが設けられ、様々な供給導管がガイドエレメントの様々なセグメントを通じて導かれる。その際、供給導管は、継手部に若しくはその内部に固定されておらず、浮遊した状態でガイドエレメントを通じて導かれている。スピンドルアームは複数のガイドエレメントを備えることができ、それにより、複数の継手部またはスピンドルアームの各継手部に、対応するガイドエレメントを備える。
【００３２】
好ましくは、本発明による工作機械は、さらに、ワークまたは工具を受容するために、ターンテーブル回転軸の周りを回転可能なターンテーブルを、マシンベースに備えている。
【００３３】
通常、加工対象のワークはターンテーブル上に固定され、加工工具はスピンドル内に受容されている。しかしながら、ワークをスピンドルに、工具をターンテーブル上に固定することも可能である。以上で説明したスピンドルアームの可動性は、ワーク表面が加工可能となるために必要な距離に達するまでスピンドルをターンテーブルに接近させ、また、ワークを空中で走査するのに役立つ。上方を向いたワークの表面の加工も、スピンドルアームの運動によって可能である。しかしながら、スピンドルアームと反対側を向いたワークの面を加工可能とするために、ターンテーブルが必要であり、当該ターンテーブルによって、スピンドルアームを必要に応じてワークの他の面に向けることができる。
【００３４】
好ましくは、本発明による工作機械は、さらに、ターンテーブルを受容するための第１直線軸を含み、ターンテーブルは第１直線軸に沿って移動可能であり、ターンテーブル回転軸は第１直線軸に対して０°と９０°の間の角度で方向付けられている。
【００３５】
ワークを、高さ方向及び長さ方向に加えて、幅方向においても加工可能とするために、その位置は、スピンドルアーム受容セクションまでの距離を一定に保ったまま、スピンドルに対して横方向に移動可能でなければならない。これは、例えば移動可能なターンテーブルによって実現される。これにより、テーブル上におけるワークの固定面を除いて、ワークの表面の全体が、スピンドルヘッドによって到達可能となる。さらに、ターンテーブルは、旋回可能（即ち、ターンテーブル回転軸以外の別の軸の周りに）であってもよく、それにより、例えばワークをスピンドルアームの方へ傾けることができる。（第１及び第２スピンドルアームセクションをほぼ一杯に伸ばした場合の）スピンドルアームの大きなリーチ、並びに、第３スピンドルアームセクションをスピンドルアーム受容セクションに接近させることが可能なことにより、小さなワークも大きなワークも、全周加工することが可能である。
【００３６】
好ましくは、本発明による工作機械は、さらに、スピンドルアーム受容セクションを受容するための第２直線軸を含み、第２直線軸は第１回転軸に平行に方向付けられ、スピンドルアーム受容セクションは、第２直線軸に沿って移動可能にマシンベースに配置されている。
【００３７】
とりわけ、長いワークの場合、ターンテーブルの代わりに、スピンドルアーム、または、ターンテーブル及びスピンドルアームの両方が移動可能であることは、有利であり得る。
【００３８】
好ましくは、第１スピンドルアームセクションは、第１スピンドルアームセクションへ向けての第２スピンドルアームセクションの回転運動を止めるためのバッファセクションを備えている。
【００３９】
これにより、とりわけスピンドルアームが急速なまたは制御されない運動をする場合に、第１及び第２スピンドルアームセクションの損傷が回避されるという利点が得られる。
【００４０】
好ましくは、マシンベースは、スピンドルアーム受容セクションを受容するための受容面を備え、工作機械のための据付スペースの天井面から工作機械のベース面への方向によって上下方向が定義され、スピンドルアーム受容セクションは、受容面の上方、下方及び側方のうちいずれかに配置されている。
【００４１】
これにより、必要に応じて、または、スペースの状況に合わせて、旋回アームを、マシンベースの上に立てた状態で、または、横に吊り下げた状態で、取り付けることができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による工作機械の一実施例を、斜め前方から示す図である。
【図２Ａ】本発明による工作機械の一実施例を、斜め前方から断面で示す図である。
【図２Ｂ】本発明による工作機械のガイドエレメントの一実施例を示す図である。
【図３Ａ】本発明による工作機械の一実施例を側方から示す図である。
【図３Ｂ】本発明による工作機械の一実施例を側方から断面で示す図である。
【図４】本発明による工作機械の一実施例を他の側方から示す図である。
【図５】本発明による工作機械の一実施例を、斜め後方から示す図である。
【図６】本発明による工作機械の一実施例を、前方から示す図である。
【図７】本発明による工作機械の一実施例を、後方から示す図である。
【図８Ａ】本発明による工作機械の一実施例を、長い工具のためのスピンドルの位置決め運動の１つの位置において示す図である。
【図８Ｂ】本発明による工作機械の一実施例を、スピンドルの位置決め運動の他の位置において示す図である。
【図８Ｃ】本発明による工作機械の一実施例を、スピンドルの位置決め運動の他の位置において示す図である。
【図８Ｄ】本発明による工作機械の一実施例を、スピンドルの位置決め運動の他の位置において示す図である。
【図８Ｅ】本発明による工作機械の一実施例を、スピンドルの位置決め運動の他の位置において示す図である。
【図９Ａ】本発明による工作機械の一実施例を、短い工具のためのスピンドルの位置決め運動の１つの位置において示す図である。
【図９Ｂ】本発明による工作機械の一実施例を、スピンドルの位置決め運動の他の位置において示す図である。
【図９Ｃ】本発明による工作機械の一実施例を、スピンドルの位置決め運動の他の位置において示す図である。
【図１０】本発明による工作機械の他の実施例を示す図である。
【図１１】本発明による工作機械の他の実施例を他の視点から示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下において、実施例及び例示的な図面に基づいて、本発明が詳細に記述・説明される。
【００４４】
図１は、本発明による工作機械１の一実施例を、斜め前方の視点から示している。マシンベース２０の受容面２００の上には、第１サブセクション２１１及び第２サブセクション２１２の２つの部分から成るスピンドルアーム受容セクション２１が取り付けられているが、図１においては、第１サブセクション２１１のみが見えており、第２サブセクション２１２はスピンドルアーム３０によって隠されている。
【００４５】
スピンドルアーム３０は３つの部分により構築されており、第１スピンドルアームセクション３１、第２スピンドルアームセクション３２及び第３スピンドルアームセクション３３から成っている。第１スピンドルアームセクション３１は、スピンドルアーム受容セクション２１のサブセクション２１１，２１２の間に配置された第１エンドセクション３１５と、第１サブセクション３１１及び第２サブセクション３１２の２つの部分により構築された第２エンドセクション３１６とを備える細長い部材である。第２スピンドルアームセクション３２は、同様に、第１スピンドルアームセクション３１のサブセクション３１１，３１２の間に配置された第１エンドセクション３２５と、この実施形態では第１サブセクション３２１及び第２サブセクション３２２の２つの部分により構築された第２エンドセクション３２６とを備える細長い部材である。第３スピンドルアームセクション３３は、第２スピンドルアームセクション３２のサブセクション３２１，３２２の間に配置され、スピンドル３４を支持している。このように、スピンドルアーム３０のいずれのセクションも、厳密にスピンドルアーム３０の他の１つのセクションに取り付けられており、細長い要素の１つの端部における互いに隔てられたサブセクションの分岐形状は、スピンドルアーム受容セクション２１を起点として、スピンドルアーム３０の全体（第１、第２及び第３スピンドルアームセクション３１，３２，３３）を経て、スピンドル３４が受容されるスピンドルアーム３０の端部まで延びている。その際、スピンドルアーム受容セクション２１のサブセクション２１１，２１２は互いに連結されておらず、他方、第１スピンドルアームセクション３１のサブセクション３１１，３１２、第２スピンドルアームセクション３２のサブセクション３２１，３２２は、それぞれ細長い形状のスピンドルアームセクションの中央へ向かう方向において連結されている。
【００４６】
スピンドルアーム３０の３つの部分から成る形状によって、スピンドルアーム３０の３つの全てのセクション３１，３２，３３は独立して旋回することができ、このときスピンドル３４は、スピンドルアームセクション３１，３２，３３の旋回運動の和を実現する。詳細には、そのために第１スピンドルアームセクション３１の第１エンドセクション３１５がスピンドルアーム受容セクション２１の第１エンドセクション２１５にヒンジ結合されており（スピンドルアーム受容セクション２１の第２エンドセクション２１６は、マシンベース２０の受容面２００の上に取り付けられている）、それにより、第１スピンドルアームセクション３１（及び、したがってスピンドルアーム３０の全体）は第１回転軸Ｒ１の周りを回転可能である。第１スピンドルアームセクション３１への回転運動の伝達のための伝動装置の配置を、図３に基づいて、より詳細に説明する。同様に、第２スピンドルアームセクション３２の第１エンドセクション３２５が第１スピンドルアームセクション３１の第２エンドセクション３１６にヒンジ結合されており、それにより、第２スピンドルアームセクション３２は（第３スピンドルアームセクション３３及びスピンドル３４と共に）第２回転軸Ｒ２の周りを回転可能である。第３スピンドルアームセクション３３は、第３回転軸Ｒ３の周りを回転可能な状態で第２スピンドルアームセクション３２の第２エンドセクション３２６に取り付けられており、長手方向においてスピンドル回転軸Ｒ４（図２Ａ参照）の周りを回転可能なスピンドル３４の受容に用いられる。このように、スピンドルアームの３つの継手部の全てはヒンジとして形成されており、３つの回転軸Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は互いに平行に、かつ、工作機械１のベース面に平行に方向付けられている。
【００４７】
さらに、本発明による工作機械１のマシンベース２０は、第１直線軸６１の２本のガイドレールを備えており、当該ガイドレールの上を１つのスライド５１が回転軸Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と平行に並進可能である。スライド５１の上には、１つのターンテーブル５０が取り付けられており、当該ターンテーブル５０は、工作機械１のベース面に垂直なターンテーブル回転軸Ｒ５（図２Ａ参照）の周りを回転可能である。ターンテーブル５０は、さらにスライド５１の上で旋回可能に形成されていてもよい。
【００４８】
図２Ａは、本発明による工作機械１の、スピンドルアーム３０の長手方向に沿った断面を示している。一方では、幅方向における第１スピンドルアームセクション３１及び第２スピンドルアームセクション３２の補強部材、並びに、第２スピンドルアームセクション３２の第２エンドセクション３２６におけるスピンドル３４の配置が、他方では、スピンドルアームセクション３１，３２，３３の平行な回転軸Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３、スピンドル回転軸Ｒ４、及び、ターンテーブル回転軸Ｒ５の位置が、良好に見て取れる。
【００４９】
第１回転軸Ｒ１の空間における位置は、固定されている。第２回転軸Ｒ２及び第３回転軸Ｒ３の方向も同様に不変、即ち第１回転軸Ｒ１と平行であるが、その床からの高さは、第１スピンドルアームセクション３１の方向（Ｒ２について）、若しくは、第１スピンドルアームセクション３１及び第２スピンドルアームセクション３２の方向（Ｒ３について）に依存する。スピンドル回転軸Ｒ４の方向は、スピンドル３４の配向と一致しており、３つのスピンドルアームセクション３１，３２，３３の全ての方向に依存する。ターンテーブル回転軸Ｒ５の方向は、スピンドルアーム３０から独立しており、旋回可能ではないターンテーブル５０にあっては、床面と垂直である。
【００５０】
第２回転軸の継手部にはガイドエレメント３６が示されており、当該ガイドエレメント３６を通じて導管７０（冷却流体のための供給配管及び電流ケーブル）が案内される。ガイドエレメント３６の１つの例示的な形態が図２Ｂに示されている。ガイドエレメント３６は円形であり、円形のカバー３６１、及び、ガイドエレメント３６を複数のセグメント３６３に分割するウェブ３６２を有している。導管７０は、それぞれセグメント３６３を通じて案内され、第２回転軸Ｒ２の周りを第２スピンドルアームセクション３２が回転する際の曲げ荷重を回避するために、ガイドエレメント３６には固定されていない。
【００５１】
ガイドエレメント３６は、第２スピンドルアームセクション３２と相互回転不能に結合されており、それにより、第２スピンドルアームセクション３２の旋回運動に際し、対応して共に回転する。したがって、第２スピンドルアームセクション３２の第２エンドセクション３２６まで案内される導管７０は、第２スピンドルアームセクション３２の内部において、その長手方向に真っ直ぐに案内され得る。
【００５２】
第１回転軸Ｒ１の継手部及び第３回転軸Ｒ３の継手部も、対応するガイドエレメント３６を備えていてよい。
【００５３】
図３Ａは、本発明による工作機械１の一実施例を側方から示している。この図において、３つの回転軸Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は紙面に垂直である。第１スピンドルアームセクション３１への回転運動の伝達のために、スピンドルアーム受容セクション２１の第１サブセクション２１１は、第１の張力付与駆動装置２１３を備えており、当該第１の張力付与駆動装置２１３は、４つの円形の駆動エレメント２１３Ａ−２１３Ｄと、駆動エレメント２１３Ａ−２１３Ｄの半径と比較してより大きな、例えば６倍の半径を有する１つの円形の駆動エレメント２１３Ｅとから成っている。駆動エレメント２１３Ａ−２１３Ｄは、駆動エレメント２１３Ｅの周囲に配置されており、協働して回転トルクを駆動エレメント２１３Ｅに伝達する。バックラッシュの除去及びそれによるスピンドル３４のより精密な位置決めのための駆動エレメント２１３Ａ−２１３Ｄへの張力付与は、例えば、４つの駆動エレメント２１３Ａ−２１３Ｄのうちそれぞれ２つに、それぞれ２つの駆動エレメント２１３Ａ，２１３Ｂもしくは２１３Ｃ，２１３Ｄ及び駆動エレメント２１３Ｅの円形平面内の１つの第３の固定点の周りを延びて２つの三角形を形成するベルトによって機械的に張力を付与することによって実現され得る。スピンドルアーム受容セクション２１における駆動エレメント２１３Ａ−２１３Ｄは、駆動エレメント２１３Ｅの周囲に均等に配置されているのではなく、第１スピンドルアームセクション３１の旋回範囲を制限することがないよう、駆動エレメント２１３Ｅの下半分の円弧上にのみ配置されている。スピンドルアーム受容セクション２１における第１の張力付与駆動装置２１３は、他の伝動装置と比較して特に高い剛性において際立っているサイクロイド伝動装置として構成することができる。張力付与されたサイクロイド伝動装置を用いて、比較的重く長いスピンドルアーム３０を正確に動かすことができ、それにより、スピンドル３４の位置決めのための３つの回転運動のうち１つがスピンドル３４から離れたスピンドルアーム３０の反対側の端部において生じ、第２の回転運動がスピンドルアーム３０のほぼ中央において生じるにもかかわらず、スピンドル３４を正確に位置決めすることができる。
【００５４】
第１スピンドルアームセクション３１の回転運動とは独立して生じる回転運動の第２スピンドルアームセクション３２への伝達のために、第１スピンドルアームセクション３１の第１サブセクション３１１は、第２の張力付与駆動装置３１３を備えており、当該第２の張力付与駆動装置３１３は、４つの円形の駆動エレメント３１３Ａ−３１３Ｄと、駆動エレメント３１３Ａ−３１３Ｄの半径と比較してより大きな、例えば２倍の半径を有する１つの円形の駆動エレメント３１３Ｅとから成っている。駆動エレメント３１３Ａ−３１３Ｄは、駆動エレメント３１３Ｅの周囲に配置されており、協働して回転トルクを駆動エレメント３１３Ｅに伝達する。バックラッシュの除去及びそれによるスピンドル３４のより精密な位置決めのための駆動エレメント３１３Ａ−３１３Ｄへの張力付与は、例えば、４つの駆動エレメント３１３Ａ−３１３Ｄのうちそれぞれ２つに、それぞれ２つの駆動エレメント３１３Ａ，３１３Ｂもしくは３１３Ｃ，３１３Ｄ及び駆動エレメント３１３Ｅの円形平面外の１つの第３の固定点の周りを延びて２つの三角形を形成するベルトによって機械的に張力を付与することによって実現され得る。第１スピンドルアームセクション３１における駆動エレメント３１３Ａ−３１３Ｄは、駆動エレメント２１３Ｅの周囲に均等に配置されている。第１スピンドルアームセクション３１における第２の張力付与駆動装置３１３は、同様に、サイクロイド伝動装置として構成することができる。
【００５５】
第１及び第２スピンドルアームセクション３１，３２の回転運動とは独立して生じる回転運動の第３スピンドルアームセクション３３への伝達のために、第２スピンドルアームセクション３２の第２エンドセクション３２６は第３の駆動装置３２３を備えている。図３Ａに示された実施例において、第２スピンドルアームセクション３２の第２エンドセクション３２６、並びに、対応するスピンドルアーム受容セクション２１及び第１スピンドルアームセクション３１のエンドセクション２１５及び３１６は、２分割された、もしくは分岐した形状として形成されており、それにより、この実施例においては、第３の駆動装置３２３が第２スピンドルアームセクション３２のサブセクション３２１，３２２の間に位置している。第３の駆動装置３２３は、冷却されているが故に熱的安定性において、高いダイナミクスにおいて、また、高い駆動剛性において際立っている冷却されたトルク駆動装置として構成することができる。
【００５６】
スピンドルアーム３０の可動性を、図３Ｂに基づいてさらに説明する。図３Ｂには、本発明による工作機械の一実施例の、図３Ａにおけるものと同一の視点からの断面図が示されている。スピンドルアーム３０の回転軸Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、紙面に垂直である。スピンドルアーム受容セクション２１は、マシンベース２０の受容面２００の上に配置されているが、図３Ｂにおいては、スピンドルアーム受容セクション２１の空間的に分離された２つのサブセクション２１１，２１２のうち１つのみを見ることができる。スピンドルアーム受容セクション２１において、スピンドルアーム３０は第１スピンドルアームセクション３１の第１エンドセクション３１５においてヒンジ結合されており、それにより、スピンドルアーム受容セクション２１の第１エンドセクション２１５及び第１スピンドルアームセクション３１の第１エンドセクション３１５は１つのヒンジを形成している。関連する要素（即ち、スピンドルアーム受容セクション２１の第１エンドセクション２１５、第１スピンドルアームセクション３１の第１エンドセクション３１５、及び、大きな車輪状の駆動エレメント２１３Ｅ）の大きさにより、第１の張力付与駆動装置２１３のモータは、この継手部において、その中空シャフト内に場所を取ることなく収容され得る。第１スピンドルアームセクション３１にはバッファセクション３１７があり、当該バッファセクション３１７は、第１スピンドルアームセクション３１へ向けての第２回転軸Ｒ２周りの第２スピンドルアームセクション３２の運動を止める。
【００５７】
いくらか小さな形態の同様の構造が、第２回転軸Ｒ２の継手部にもある。そこでは、第２スピンドルアームセクション３２が、そのエンドセクション３２５によって、第１スピンドルアームセクション３１の第２エンドセクション３１６にヒンジ結合されている。駆動エレメント２１３Ｅと比較してより小さな第２の張力付与駆動装置３１３の駆動エレメント３１３Ｅも示されている。ここでも再び、第１スピンドルアームセクション３１の第２エンドセクション３１６の２つのサブセクション３１１，３１２のうち１つのみが示されている。
【００５８】
第３回転軸Ｒ３の継手部には、第３スピンドルアームセクション３３にスピンドル３４があり、当該第３スピンドルアームセクション３３は、第２スピンドルアームセクション３２の第２エンドセクション３２６のサブセクション３１１，３１２の間に収容され、第３回転軸Ｒ３の周りを回転可能である。スピンドル３４内に受容された工具３５（図示せず）は、機械加工を実行するために、単独でまたはスピンドルヘッドと共に、軸Ｒ４の周りを回転可能である。
【００５９】
同様に、スライド５１の上にパレットを備え軸Ｒ５の周りを回転可能なテーブル５０が示されており、当該スライド５１は第１直線軸６１のガイドレールの上に並進可能に搭載されている。
【００６０】
図４は、本発明による工作機械１の一実施例の構造を、図３Ａとは反対側から示している。この実施例において、工作機械１の両側における駆動装置の配置は対称ではない。スピンドルアーム受容セクション２１の第２サブセクション２１２においては、第１サブセクション２１１（図３Ａ参照）と全く同様に、４つの駆動エレメント２１４Ａ−Ｄが１つの駆動エレメント２１４Ｅを回転させる一方、第１スピンドルアームセクション３１の第２サブセクション３１２には、第１サブセクション３１１とは対照的に、駆動エレメントがない。駆動装置の配置は、それぞれの継手部において伝達されるべき回転トルクの大きさに依存し、本発明による工作機械１の他の実施例においては、対称、または、他の態様で非対称であり得る。
【００６１】
図５，６及び７は、本発明による工作機械１の実施例を他の視点から（図５は斜め後方から、図６は前方から、図７は後方から）示しており、そこでは、２つのサブセクション２１１，２１２を備えるスピンドルアーム受容セクション２１、並びに、それぞれ２つのサブセクション３１１，３１２及び３２１，３２２をその２つのエンドセクション３１６及び３２６に備えるピンドルアームセクション３１及び３２の構造における２部分形態もしくは分岐形態が明らかになる。
【００６２】
図８Ａ−Ｅは、立方体形状のワーク２の全方位加工中における、長い穴開け工具３５を備えたスピンドルアーム３０の様々な加工姿勢を示しており、スピンドルアーム３０の工具３５は、以下においてワーク２の前面及び上面と称される立方体の２つの隣接する表面に沿ったパスをたどっている。図８Ａ−Ｃにおいてスピンドル３４は前面に向けられており、図８Ｄは上面への移行を示している。図８Ｅにおいてスピンドル３４は上面に向けられている。
【００６３】
図８Ａには、工具３５を備えるスピンドル３４のワーク２の前面の下縁への位置決めが示されており、図８Ｂには、スピンドル３４（工具３５は示されていない）のワーク２の前面の中央領域への位置決めが、図８Ｃには、スピンドル３４（工具３５は示されていない）のワーク２の前面の上縁への位置決めが示されている。図８Ａ−Ｃによれば、ワーク２の前面に沿うスピンドルの並進または加工運動において、スピンドルアーム受容セクション２１と第１スピンドルアームセクション３１の間の角度が、下から上へ大きくなり、第１スピンドルアームセクション３１と第２スピンドルアームセクション３２の間の角度βに大きな変化がないことが明白である。第２スピンドルアームセクション３２と第３スピンドルアームセクション３３の間の角度γも同様に大きくなる。しかしながら、角度の変化は、ワーク２の大きさ及びスピンドルアーム受容セクション２１からの距離に依存する。さらに、ある特定のスピンドルの配向が達成される角度の組み合わせ（α；β；γ）は必ずしも一義的なものではない。なぜなら、例えば、同時により大きな角度αが選択される場合、より小さな角度βにおいても、同一の配向が達成されるからである。したがって、複雑な演算の故に、スピンドルアームセクション３１，３２，３３の旋回運動の制御に、ある特定のスピンドルの配向に適した角度の組み合わせ（α；β；γ）を算出するＣＮＣ制御が用いられることが好ましい。図８Ａ−Ｃに示されたワーク２よりも大きな高さを有するワーク２の加工のためには、第１スピンドルアームセクション３１はさらに右方へ旋回させられ、角度αは１８０°よりも大きくなる。
【００６４】
第１スピンドルアームセクション３１の旋回を通じて、スピンドルアーム受容セクション２１と第１スピンドルアームセクション３１の間の角度α＞１８０°が形成される可能性は、しかしながら、図８Ｄにおいて明白なように、図８Ａ−Ｅに示されたワーク２においても既に用いられている。そこには、前面の加工から上面の加工へのスピンドルアームの運動の推移が示されている。長い加工工具３５の故に、工具の先端は、ワーク上面から十分遠くに保持される。しかしながら、この位置においても、例えば球形のワーク２の加工が可能である。
【００６５】
図８Ｅは、長い工具３５による立方体形状のワーク２の上面の加工のためのスピンドルの位置を示している。この位置においては、第２スピンドルアームセクション３２と工具３５の長手軸は、直角をなしている。
【００６６】
図９Ａ−Ｃには、図８Ｅと同様に立方体形状のワーク２の上面加工が示されているが、スピンドル３４に取り付けられた短い工具３５が用いられている。図９Ａはワーク２の上面の前縁の加工を示し、図９Ｂは上面の中央領域の加工を示し、図９Ｃはワーク２の上面の後縁の加工を示している。長い工具を用いた上面加工と比較して、角度βは、上面に沿った並進パスの全体を通じて、より小さい。
【００６７】
図１０及び１１は、本発明による工作機械１のさらなる実施例を、斜め前方からの２つの異なる視点から示している。図１−９とは異なり、図１０及び１１においてマシンベース２０は長いマシンベッドの形態を有しており、スピンドルアーム３０を備えるスピンドルアーム受容セクション２１は、３つの回転軸Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に平行に延びる第２直線軸６２の２つのガイドレールの上を並進可能である。
【００６８】
さらに、第２スピンドルアームセクション３２の第２エンドセクション３２６は、２分割された、もしくは分岐した形状としては形成されておらず、スピンドル３４を備える第３スピンドルアームセクション３３に隣接して配置された１つの部材のみから成っている。
【００６９】
加えて、ターンテーブル５０は、もはや並進可能ではなく、回転のみ可能であるようにマシンベース２０の内部に組み込まれている。
【００７０】
回転運動のための駆動装置は、この実施例においては、第１回転軸Ｒ１の継手部の中空シャフトの内部（第１の張力付与駆動装置２１３）、第１スピンドルアームセクション３１の第１サブセクション３１１の内部（第２の張力付与駆動装置３１３）及び第２スピンドルアームセクション３２の第２エンドセクション３２６の内部（第３の張力付与駆動装置３２３）に収容されている。
【００７１】
本発明は、以上で説明された実施例に限定されることはなく、本発明のさらなる実施例を提供すべく、以上で説明された実施例の個々の観点もしくは個々の特徴を組み合わせることが可能である。
【００７２】
特に、本発明による工作機械１は、２つの直線軸６１及び６２を含んでいてもよい。さらに、本発明による工作機械１は、工作機械１の反対側にある２つの加工ステーションを含んでいてもよく、その際、一方の加工ステーションから他方の加工ステーションへの交換のために、第２スピンドルアームセクション３２が３６０°旋回可能であることが利用される。本発明による工作機械１は、それぞれが独立して回転可能な３つより多いスピンドルアームセクション３１，３２，３３から（例えば４つのスピンドルアームセクションから）構成されていてもよい。さらに、ワーク２をスピンドル３４に取り付け、工具３５をターンテーブル上に組み付けることも可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１                  工作機械
２                  ワーク
２０                マシンベース
２００              受容面
２１                スピンドルアーム受容セクション
２１１              スピンドルアーム受容セクションの第１サブセクション
２１２              スピンドルアーム受容セクションの第２サブセクション
２１３              第１の張力付与駆動装置
２１３Ａ−２１３Ｄ  第１の張力付与駆動装置の駆動エレメント
２１３Ｅ            第１の張力付与駆動装置の駆動エレメント
２１４              第４の張力付与駆動装置
２１４Ａ−２１４Ｄ  第４の張力付与駆動装置の駆動エレメント
２１４Ｅ            第４の張力付与駆動装置の駆動エレメント
２１５              スピンドルアーム受容セクションの第１エンドセクション
２１６              スピンドルアーム受容セクションの第２エンドセクション
３０                スピンドルアーム
３１                第１スピンドルアームセクション
３１１              第１スピンドルアームセクションの第１サブセクション
３１２              第１スピンドルアームセクションの第２サブセクション
３１３              第２の張力付与駆動装置
３１３Ａ−３１３Ｄ  第２の張力付与駆動装置の駆動エレメント
３１３Ｅ            第２の張力付与駆動装置の駆動エレメント
３１５              第１スピンドルアームセクションの第１エンドセクション
３１６              第１スピンドルアームセクションの第２エンドセクション
３１７              バッファセクション
３２                第２スピンドルアームセクション
３２１              第２スピンドルアームセクションの第１サブセクション
３２２              第２スピンドルアームセクションの第２サブセクション
３２３              第３の駆動装置
３２５              第２スピンドルアームセクションの第１エンドセクション
３２６              第２スピンドルアームセクションの第２エンドセクション
３３                第３スピンドルアームセクション
３４                スピンドル
３４５              スピンドルのエンドセクション
３５                工具
３６                ガイドエレメント
３６１              カバー
３６２              ウェブ
３６３              セグメント
４０                数値制御
５０                ターンテーブル
５１                スライド
６１                第１直線軸
６２                第２直線軸
７０                導管
Ｒ１                第１回転軸
Ｒ２                第２回転軸
Ｒ３                第３回転軸
Ｒ４                スピンドル回転軸
Ｒ５                ターンテーブル回転軸
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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