DE10350657A1

DE10350657A1 - Method and device for moving tool from magazine to machine center, using hermetically sealed entrance compartment

Info

Publication number: DE10350657A1
Application number: DE10350657A
Authority: DE
Inventors: Karl Bauch; Michael Breg
Original assignee: IOBB PRODUKTIDEEN VORAUSENTWIC; Iobb Produktideen Vorausentwicklung und Problemlosungen GmbH
Current assignee: IOBB PRODUKTIDEEN VORAUSENTWIC; Iobb Produktideen Vorausentwicklung und Problemlosungen GmbH
Priority date: 2003-10-29
Filing date: 2003-10-29
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2023-10-30
Also published as: DE10350657B4

Abstract

When the tool (4) in the machine center (2) is to be exchanged the magazine part (1) comprising the tool exchange unit is first guided through an hermetically sealed entrance compartment (3) with its at least two doors (3.1, 3.2) opening successively. The doors (3.1, 3.2) can be designed with a cleaning function. They can be equipped with bristles or made of a foam material in order to remove dirt particles. For a particular protected atmosphere a twin compartment (3) can be used.

Description

Werkzeugmaschinen, insbesondere Bearbeitungszentren und Fräsmaschinen mit automatischem Werkzeugwechsel, verfügen in der Regel über einen Bearbeitungsraum und über zumindest ein so genanntes Magazin, also einen Raum, in dem die Werkzeuge bereitgestellt werden. Bei Maschinen mit automatischem Werkzeugwechsel findet in unterschiedlichen Zyklen ein Wechsel der Werkzeuge, die aus dem Bearbeitungsraum kommen, mit den im Magazin befindlichen Werkzeugen statt. Durch diesen Austausch werden Späne und Verschmutzung vom Bearbeitungsraum in das Magazin verfrachtet. Zur Abschottung zwischen Magazin und Bearbeitungsraum werden in der Regel Klappen oder Türen, die maschinengesteuert oder direkt durch die Spindel geöffnet und geschlossen werden, verwendet. In seltenen Fällen ist das Werkzeugmagazin ohne direkte Abdeckung in der Maschine bzw. im Bearbeitungsraum positioniert. Zum Teil werden Hilfseinrichtungen, also so genannte Werkzeugwechsler, dazu verwendet, das Werkzeug zwischen Spindel und Magazin auszutauschen. Im Pick-up-Verfahren greift die Spindel direkt auf die Werkzeuge im Magazin zu.Machine tools, especially machining centers and milling machines with automatic Tool change, have usually over a editing room and over at least a so-called magazine, so a room in which the Tools are provided. For machines with automatic Tool change takes place in different cycles Tools that come out of the editing room with those in the magazine located tools. Through this exchange, chips and pollution from the processing room into the magazine. For foreclosure between magazine and editing room are usually flaps or doors, the machine-controlled or directly opened by the spindle and closed, used. In rare cases, the tool magazine without direct cover in the machine or in the processing room positioned. In part, auxiliary facilities, so-called Tool changer, used to tool between spindle and exchange magazine. In the pick-up process, the spindle engages directly to the tools in the magazine too.

Während des Durchfahrens der Strecke vom Bearbeitungsraum zum Magazin mit dem Werkzeug sind die Abdeckklappen geöffnet. Dies gibt Spänen und Verschmutzung Gelegenheit, ins Magazin vorzudringen, insbesondere wenn während des Wechsels weitere Arbeits- und Bearbeitungsgänge laufen. Zum Teil reicht jedoch bereits der durch die Spindel verursachte Luftzug aus, um Späne mit in das Magazin zu verfrachten. Verschleiß und sonstige gegebene bzw. notwendige Spalten zwischen den bewegten Klappen oder Türen und den feststehenden Maschinenteilen erlauben es zudem häufig, Spänen den Weg zum Magazin zu öffnen. Späne und Verschmutzungen im Magazin sind ein erhebliches Handicap, da sie von da aus auf die Schäfte der Werkzeuge, also in die in die Spindel eingesetzten Werkzeugteile, gelangen können. Späne zwischen Werkzeugschaft und Spindel verursachen eine Fehlpositionierung des Werkzeuges und daraus folgend Ausschuss am Werkstück.During the Passage of the distance from the processing room to the magazine with the Tool, the cover flaps are open. This gives chips and Pollution opportunity to penetrate the magazine, in particular if during the change further work and processing operations run. Partly enough However, already caused by the spindle draft to off Chips with into the magazine. Wear and other given or necessary Gaps between the moving flaps or doors and the fixed machine parts also allow it frequently shavings to open the way to the magazine. Chips and Dirt in the magazine is a significant handicap as it from there to the shafts of the tools, that is, in the tool parts inserted into the spindle, can reach. Chips between Tool shank and spindle cause incorrect positioning of the tool and consequent rejects on the workpiece.

Aufgabenstellung der Erfindung ist es deswegen, eine Verfahrensweise, also ein System oder eine Vorrichtung zu schaffen, die es der Verschmutzung und den Spänen unmöglich macht, aus dem Bearbeitungsraum in das Magazin und insbesondere auf die Werkzeugschäfte zu gelangen.task The invention is therefore a procedure, ie a system or to create a device that can pollute it and the chips impossible makes, from the editing room in the magazine and in particular on the tool shanks to get.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe mit einer speziellen Zellenschleuse, wie in Anspruch 1 und nachfolgend beschrieben, gelöst. Ausformungen bzw. Details dieser Lösung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich. Diese Zellenschleuse schließt das Werkzeug und gegebenenfalls die Spindelnase komplett ein und erlaubt so zu keiner Zeit einen direkten Durchgang zwischen Bearbeitungsraum und Magazin. Wie aus den beigefügten Skizzen ersichtlich, besteht eine Zellenschleuse aus zumindest 2 Abdeckelementen, die zeitlich versetzt die Abriegelung zwischen Bearbeitungsraum und Magazin realisieren. Um den Zellenraum, durch den das Werkzeug in das Magazin oder aus dem Magazin geführt wird, möglichst klein zu halten, werden Zellen, Klappen oder Wände vorgestellt, die beweglich sind. Diese Zellenklappen können aktiv oder passiv angetrieben sein und kombinierte Bewegungen aus Rotation und Schwenkung realisieren. Als flexible Zellenwände werden insbesondere Kombinationen vorgeschlagen, die aus Bürsten, Fluid, Elastomeren und festen Baustoffen bestehen. Eine weitere Variante ist der Einsatz von hochflexiblen Werkstoffen, wie z. B. Schwämmen oder Schäume. Bei den hochflexiblen Materialien ist es möglich, den kompletten Zellenraum auszufüllen und das Werkzeug durch das Abwälzen zweiter gegeneinander stehender Schleusen und Walzen hindurchzuführen. Das Werkzeug ist in diesem Fall hermetisch umschlossen und der direkte Zugang von Verschmutzung und Spänen aus dem Bearbeitungsraum ist unmöglich, obwohl das Werkzeug diese Strecke passiert. In diesem Fall empfiehlt sich das Spülen der „Zellenwalzenoberfläche", so dass anhaftende oder aufgeschleuderte Schmutz- und Spanpartikel nicht miteingeschleust, sondern abgespritzt werden.According to the invention this is Task with a special cell lock, as in claim 1 and below described, solved. Forms or details of this solution can be seen from the dependent claims. This cell lock closes this Tool and possibly the spindle nose completely and allowed so at no time a direct passage between processing space and magazine. As from the attached Sketches can be seen, there is a cell lock of at least 2 Cover elements, the time offset the lock between Realize processing space and magazine. To the cell room, through the tool is guided in the magazine or from the magazine, if possible To keep small, cells, flaps or walls are presented that move are. These cell flaps can be active or passive powered and combined movements Realize rotation and tilting. Be as flexible cell walls in particular combinations proposed consisting of brushing, fluid, Elastomers and solid building materials exist. Another variant is the use of highly flexible materials, such. B. sponges or Foams. With the highly flexible materials, it is possible to use the complete cell space fill and the tool by rolling pass through the second standing against each other locks and rollers. The Tool is hermetically enclosed in this case and direct access of dirt and chips from the editing room is impossible although the tool passes this route. In this case, we recommend the rinse the "cell roller surface" so that adherent or spin-on dirt and chip particles are not included, but be hosed.

Bei den Kombinationen der Zellenklappen wird aus einer Vielzahl von Möglichkeiten die Kombination von Fluid, Bürsten und geschlossenen Bauteilen, wie z. B. Kunststoffplatten, bevorzugt. Als Beispiel für eine hermetische Abschirmung des Magazins durch eine Zellenschleuse wird eine mittels Fluidvorhang gespülte Borstenklappe auf der einen Seite und eine z. B. aus Kunststoffplatten und Fluidspülung bestehende 2. Klappe gesehen. Die erste, dem Bearbeitungsraum zugewandte Klappe sorgt dafür, dass Späne und Verschmutzung abgehalten und durch den Fluidvorhang ausgespült und abgetragen werden. Beim Hindurchfahren des Werkzeuges sorgen die Bürsten dafür, dass eventuell am Werkzeug und/oder an der Spindelnase anhaftende Späne abgetragen werden. Dieser Bürstenvorhang kann fix angeordnet oder rotatorisch angetrieben sein und so aktiv zur Werkzeugreinigung beitragen und Späne gezielt in den Arbeitsraum zurückschleudern. Der Fluidvorhang dient in diesem Falle dazu, Staub und feinen Partikeln den Zutritt zum Magazin zu verwehren und Schmutz und Späne aus den Bürsten auszuwaschen und in den Späneabfluss zu befördern. Durch die Beweglichkeit der Bürsten ist zudem sichergestellt, dass nur exakt der Raum freigegeben wird, den das Werkzeug zum Durchlaufen benötigt. Die zweite zu durchlaufende Schleusenbegrenzung kann aus einer ähnlichen Kombination wie die erste oder auch aus einer geschlossenen starren oder flexiblen Platte mit Fluidspülung bestehen. Wichtig ist, dass der Abstand der beiden zu durchlaufenden Schleusenbegrenzungen so groß ist, dass stets zumindest eine geschlossen ist.In the combinations of cell flaps is the combination of fluid, brushes and closed components, such as. As plastic plates, preferably. As an example of a hermetic shielding of the magazine by a cell sluice is washed by a fluid curtain bristle flap on one side and a z. B. seen from plastic plates and fluid flush existing second flap. The first, the processing room facing flap ensures that chips and contamination are held and flushed through the fluid curtain and removed. When passing through the tool, the brushes ensure that any chips adhering to the tool and / or to the spindle nose are removed. This brush curtain can be arranged fixed or rotationally driven and thus actively contribute to the tool cleaning and spin back chips specifically in the work space. The fluid curtain in this case serves to prevent dust and fine particles from entering the magazine and to wash out dirt and chips from the brushes and to convey them into the chip discharge. The mobility of the brushes also ensures that only the exact space is released the tool is needed to go through. The second to be traversed lock boundary may consist of a similar combination as the first or from a closed rigid or flexible plate with fluid rinse. It is important that the distance of the two to be traversed lock boundaries is so large that always at least one is closed.

Praktikabel ist zudem eine Lösung, bei der die zu durchlaufenden Schleusenbegrenzungen zwar aus beweglichen Abschirmungen, wie z. B. Bürsten, bestehen und bei zu hohem Widerstand, insbesondere bei großen Werkzeugen, zumindest teilweise abkippen oder abdrehen können.Practical is also a solution in the case of which the barrier boundaries to be passed through are movable Shields, such. Brushes, and if the resistance is too high, especially with large tools, at least partially tip or turn off.

Eine Werkzeugschleuse kann aus Sicherheitsgründen auch aus mehr als einer Zelle bestehen. Erhöhte Sicherheit gegen die Schmutzeinbringung ins Magazin bringt eine Schleuse mit 3 zu durchlaufenden Schleusenbegrenzungen und daraus resultierend aus zwei Kammern. Eine zusätzliche Variante, Schmutz aus dem Magazin fernzuhalten, besteht darin, in zumindest einer der Schleusenkammern oder im gesamten Magazin einen Überdruck zu erzeugen, der dazu führt, dass beim Durchfahren ein steter Schmutzaustrag erfolgt. Wird eine der Zellen einer Werkzeugschleuse mit Fluid gefüllt, durch das die Spindelnase und das Werkzeug hindurchtaucht, so lässt sich zusätzlich das Waschen und Reinigen des Werkzeuges realisieren. Mit jedem Durchtauchen ist dabei der Austausch der Flüssigkeit, die zum Beispiel aus der in der Maschine verwendeten Bohremulsion besteht, vorgesehen.A For safety reasons, the tool lock can also consist of more than one Cell exist. Increased Security against the introduction of dirt into the magazine brings one Lock with 3 locks to pass through and from it resulting from two chambers. An additional variant, dirt out keeping away from the magazine, is in at least one of Sluice chambers or throughout the magazine to produce an overpressure, which leads, that when passing through a steady dirt discharge takes place. Will one of the Cells of a tool lock filled with fluid, through which the spindle nose and the tool penetrates, so can the addition Wash and clean the tool. With every dive is the replacement of the liquid, for example, from the drilling emulsion used in the machine exists, provided.

Die beigefügten Abbildungen stellen folgendes dar:The attached Illustrations represent the following:

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Werkzeugmaschine mit Arbeitsraum, Magazin und zwischengeschalteter Schleuse 1 shows a schematic representation of a machine tool with working space, magazine and intermediate lock

2 zeigt eine schematische Darstellung mit einteiligen Schleusenabsperrelementen zu Beginn des Werkzeugwechsels 2 shows a schematic representation with one-piece Schleusenabsperrelementen at the beginning of the tool change

3 zeigt die gleiche Anordnung beim Hindurchfahren des Werkzeuges durch die Schleuse 3 shows the same arrangement when passing through the tool through the lock

4 zeigt eine schematische Darstellung mit zweigeteilten Schleusenabsperrelementen beim Einfahren des Werkzeuges in die Schleuse 4 shows a schematic representation with two-part Schleusenabsperrelementen when retracting the tool in the lock

5 zeigt die gleiche Anordnung wie 4, jedoch beim Ausfahren des Werkzeuges aus der Schleuse in den Magazinbereich 5 shows the same arrangement as 4 , but when extending the tool from the lock in the magazine area

6 zeigt eine schematische Anordnung, bei der die Schleuse aus 2 sich gegeneinander abwälzenden Schwamm- oder Schaumstoffhalbwalzen besteht, wenn der Fräser vom Bearbeitungsraum in die Schleuse einfährt 6 shows a schematic arrangement in which the lock consists of 2 mutually rolling sponge or foam half-rollers when the cutter moves from the processing room into the lock

7 zeigt die gleiche Anordnung wie 6, jedoch beim Austauchen des Fräsers aus der Schleuse in Richtung Magazin 7 shows the same arrangement as 6 , however, when dipping the milling cutter out of the lock towards the magazine

8 zeigt die schematische Darstellung einer Mehrkammerschleuse beim Einfahren des Werkzeuges vom Bearbeitungsraum aus 8th shows the schematic representation of a multi-chamber lock during retraction of the tool from the processing room

9 zeigt die gleiche Anordnung wie 8, wobei das Werkzeug sich innerhalb der Schleuse befindet 9 shows the same arrangement as 8th with the tool inside the lock

10 zeigt die gleiche Anordnung wie 8 und 9, jedoch beim Ausfahren des Werkzeuges aus der Schleuse in Richtung Magazin 10 shows the same arrangement as 8th and 9 , but when moving the tool out of the lock towards the magazine

11 zeigt die schematische Darstellung mit festfixierten, jedoch in sich flexiblen Schleusenbegrenzungen, wie z. B. Bürsten beim Einfahren in die Schleuse 11 shows the schematic representation with fixed fixed, but in itself flexible lock boundaries, such. B. brushes when entering the lock

12 zeigt die gleiche Anordnung wie 11, jedoch beim Ausfahren aus der Schleuse in Richtung Magazin 12 shows the same arrangement as 11 , but when moving out of the lock towards the magazine

11: Werkzeugmagazintool magazine
22: Arbeitsraumworking space
33: Werkzeugschleusetool lock
3.13.1: erstes Zellenabsperrelementfirst Zellenabsperrelement
3.23.2: zweites Zellenabsperrelementsecond Zellenabsperrelement
3.33.3: drittes Zellenabsperrelementthird Zellenabsperrelement
44: WerkzeugTool

Claims

Method with a device for hermetically sealing dirt and shives between the processing space and the tool magazine in machine tools, in particular in machining centers, characterized in that tools ( 4 ) coming from the processing room ( 2 ) in the magazine ( 1 ) and vice versa, in the meantime in a closed lock room ( 3 ), so that at no time a direct connection between magazine ( 1 ) and work space ( 2 ) consists.

Method for hermetically sealing dirt and chips between the processing space and the tool magazine ( 1 ) in machine tools according to claim 1, characterized in that one located in the magazine and through the tool lock ( 3 ) separated from the processing room Medium, such as. As air or coolant, overpressure against the processing room has.

Method for hermetically sealing dirt and chips between the processing space and the tool magazine ( 1 ) in machine tools according to claim 1, characterized in that during the presence of the tool and adjacent components in the tool lock ( 3 ) a cleaning takes place.

Method for hermetically sealing dirt and chips between the processing space and the tool magazine ( 1 ) in machine tools according to claim 1, characterized in that at least one cell is filled with a cleaning medium and / or a barrier fluid through which the tool penetrates.

Method for hermetically sealing dirt and chips between the processing space and the tool magazine ( 1 ) in machine tools according to claim 1; characterized in that a cell is filled with against each other rolling foam-like or sponge-like bodies which wrap the tools passed through during the implementation and / or used by the displaced by the tool volume as flushing fluid to the chip discharge.

Device for carrying out the method according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the lock ( 3 ) of at least two at least the tool size ( 4 ) correspondingly separated cell shut-off elements ( 3.1 ) and ( 3.2 ) consists.

Apparatus for carrying out the method according to at least one of the claims 1 to 7, characterized in that several cells with or without interposed bulkheads connect to each other.

Device for carrying out the method according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the individual Zellenabspenelemente ( 3.1 . 3.2 . 3.3 ) and attached to two different bearings.

Device for carrying out the method according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the Zellabspenelemente ( 3.1 . 3.2 . 3.3 ) are passively driven by the spindle or tool or actively driven by a controlled drive for tool change.

Device for carrying out the method according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the individual Zellenabspenelemente ( 3.1 . 3.2 . 3.3 ) have an elastic and / or movable structure.

Device for carrying out the method according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that at least one cell shut-off element ( 3.1 . 3.2 . 3.3 ) is a brush.

Device for carrying out the method according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that at least one cell shut-off element ( 3.1 . 3.2 . 3.3 ) is a fluid curtain.

Device for carrying out the method according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that at least one Zellenabspenelement ( 3.1 ) or ( 3.2 ) or ( 3.3 ) is an elastic plate.