CH702489B1

CH702489B1 - Method for guiding and storing cylindrical work pieces, particularly shank tools, in processing machine, involves taking work piece by gripper of manipulator out of device for storing and withdrawing cylindrical work pieces

Info

Publication number: CH702489B1
Application number: CH00620/07A
Authority: CH
Original assignee: Magnetfinish Gmbh
Priority date: 2007-04-14
Filing date: 2007-04-14
Publication date: 2011-07-15

Abstract

The method involves taking a work piece (1) by a gripper (5) of a manipulator out of a device for storing and withdrawing cylindrical work pieces. The cylindrical work pieces are gripped at an end coaxially from the gripper of the manipulator. The work piece is rotated by the gripper guided by the manipulator in a processing chamber around a longitudinal axis. An independent claim is also included for a device for storing and withdrawing cylindrical work pieces for a processing machine.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Führung und Speicherung von zylindrischen Werkstücken, insbesondere von Schaftwerkzeugen in Bearbeitungsmaschinen, eine Bearbeitungsmaschine zur Durchführung des Verfahrens und eine Vorrichtung zur Speicherung und Entnahme von zylindrischen Werkstücken. The invention relates to a method for guiding and storing cylindrical workpieces, in particular of shaft tools in processing machines, a processing machine for carrying out the method and an apparatus for storing and removing cylindrical workpieces.

[0002] Das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Vorrichtung dienen insbesondere der Führung und Speicherung von Schaftwerkzeugen wie beispielsweise Spiralbohrern, Schaftfräsern, Gewindebohrern oder dergleichen in Bearbeitungsmaschinen. Diese Bearbeitungsmaschinen sind zum Beispiel automatische Werkzeugschleifmaschinen, automatische Bürstenanlagen oder Poliermaschinen nach dem Magnetfinish-Verfahren, bei denen aus einem Werkzeugmagazin durch einen Manipulator Werkzeuge gegriffen und in den Bearbeitungsraum der Maschine geführt werden müssen. The inventive method and the inventive device are used in particular the management and storage of shank tools such as twist drills, end mills, taps or the like in processing machines. These processing machines are, for example, automatic tool grinding machines, automatic brushing machines or polishing machines according to the magnetic finishing method, in which tools have to be gripped from a tool magazine by a manipulator and guided into the processing space of the machine.

[0003] Die Erfindung ermöglicht das Greifen und Führen von zylindrischen Werkstücken sehr unterschiedlicher Längen und Durchmesser aus dem gleichen Magazin und mit dem gleichen Greifer. Dadurch entfällt das ständige Tauschen von Magazinen, und Greifern wenn sich die geometrischen Daten der zu bearbeitenden Werkstücke ändern. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Lösung besteht darin, dass für das Greifen der Werkstücke aus dem Magazin und das Führen bzw. Halten des Werkstückes in seiner Bearbeitungsposition im Bearbeitungsraum ein und der gleiche Greifer an ein und demselben Manipulator eingesetzt werden. Damit wird das übliche zweite kinematische System komplett eingespart. Diese Einsparung ermöglicht eine wesentlich kompaktere Bauweise der Bearbeitungsmaschine. Als Manipulator können sowohl Roboter, als auch gesteuerte Mehrachsen Systeme zum Einsatz kommen. The invention enables the gripping and guiding of cylindrical workpieces of very different lengths and diameters from the same magazine and with the same gripper. This eliminates the constant exchange of magazines, and grippers when the geometric data of the workpieces to be processed change. A particular advantage of the inventive solution is that for gripping the workpieces from the magazine and guiding or holding the workpiece in its processing position in the processing room and the same gripper are used on one and the same manipulator. This completely eliminates the usual second kinematic system. This saving allows a much more compact design of the processing machine. Both robots and controlled multi-axis systems can be used as manipulators.

[0004] Die bislang gebräuchliche Form der Führung und Speicherung von zylindrischen Werkstücken in Bearbeitungsmaschinen besteht darin, die Werkstücke in Magazineinsätzen zu halten, welche aus einer Anordnung von Bohrungen bestehen. Die Werkstücke werden mit dem nicht zu bearbeitenden Abschnitt, bei Werkzeugen ist dies der Werkzeugschaft, in die Bohrung näherungsweise lotrecht eingesteckt. Der zu bearbeitende Abschnitt der Werkstücke weist dabei nach oben. Unterschiedliche Längen dieses Abschnittes bauen sich näherungsweise lotrecht nach oben auf. Ein Teil des nicht zu bearbeitenden Abschnittes überragt den Bohrungsrand und dient dem Greifen durch den Greifer eines Manipulators. Der Greifer nähert sich dabei mit seinen geöffneten (i.d.R. zwei) Greiferfingern der Werkstückachse orthogonal. Stehen die Greiferfinger näherungsweise symmetrisch beiderseits des zu greifenden Abschnitts des Werkstückes, wird der Greifer geschlossen und das Werkstück ist durch den Greifer geklemmt und kann von diesem geführt werden. Das Ablegen des Werkstückes erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Wird als Manipulator ein Roboter verwendet, so kann er alle in einer Ebene angeordneten Werkstückspeicherpositionen anfahren, so dass das Magazin selbst statisch angeordnet werden kann. Kommt als Manipulator ein gesteuertes Mehrachsensystem zum Einsatz, kann das Magazin in der horizontalen Ebene bewegt werden, so dass die Entnahme des Werkstückes durch den Greifer stets in der gleichen Position erfolgt. Derartige Systeme werden von allen führenden Herstellern von Werkzeugmaschinen angeboten und sind in deren Dokumentationen beschrieben, so z.B. bei Rollomatik SA, Alferfred H. Schütte GmbH & Co KG, sowie Walter AG. The hitherto conventional form of leadership and storage of cylindrical workpieces in processing machines is to hold the workpieces in magazine inserts, which consist of an array of holes. The workpieces are inserted with the non-machinable section, in the case of tools this is the tool shank, approximately perpendicular in the bore. The section of workpieces to be machined points upwards. Different lengths of this section build up approximately vertically upwards. A portion of the non-machinable section projects beyond the bore edge and is for gripping by the gripper of a manipulator. The gripper approaches orthogonal with its open (i.d.R., two) gripper fingers of the workpiece axis. If the gripper fingers are approximately symmetrical on both sides of the section of the workpiece to be gripped, the gripper is closed and the workpiece is clamped by the gripper and can be guided by the gripper. The removal of the workpiece is done in reverse order. If a robot is used as the manipulator, it can approach all workpiece storage positions arranged in one plane so that the magazine itself can be arranged statically. If a controlled multi-axis system is used as the manipulator, the magazine can be moved in the horizontal plane, so that the removal of the workpiece by the gripper always takes place in the same position. Such systems are offered by all leading manufacturers of machine tools and are described in their documentation, e.g. at Rollomatik SA, Alferfred H. Schütte GmbH & Co KG, and Walter AG.

[0005] Der Nachteil aller dieser Lösungen besteht darin, dass die Durchmesser der Bohrungen in den Einsätzen den Durchmessern der Werkstücke entsprechen müssen. Sind die Bohrungen der Einsätze zu gross (z.B. mehr als 5% vom Werkstückdurchmesser), kippt das Werkstück nach einer Seite. Die Folge ist eine relevante Abweichung der Werkstückachse von der Lotrechten, so dass der Greifer des Manipulators die Werkstücke nicht mehr sicher greifen kann. Das bedeutet, dass praktisch für jeden Werkstückdurchmesser D ein spezieller Einsatz bzw. ein spezielles Magazin bereitgestellt werden muss. Mit zunehmender Werkstücklänge L vergrössert sich die Abweichung am oberen Ende des Werkstückes. Zylindrische Werkstücke mit grossem Längen/Durchmesser-Verhältnis (z.B. Tieflochbohrer mit L > 20 × D) sind auf diese Weise nicht mehr präzise im Bearbeitungsraum der Maschine zu positionieren. The disadvantage of all these solutions is that the diameter of the holes in the inserts must correspond to the diameters of the workpieces. If the holes of the inserts are too large (e.g., more than 5% of the workpiece diameter), the workpiece tilts to one side. The result is a relevant deviation of the workpiece axis from the vertical, so that the gripper of the manipulator can no longer safely grip the workpieces. This means that practically for each workpiece diameter D, a special insert or a special magazine must be provided. As the workpiece length L increases, the deviation increases at the upper end of the workpiece. Cylindrical workpieces with a large length / diameter ratio (for example, deep hole drills with L> 20 × D) can no longer be precisely positioned in the processing space of the machine in this way.

[0006] Ein weiterer Mangel dieser herkömmlichen Lösung besteht darin, dass durch das seitliche Greifen der Werkstücke bezüglich ihrer Längsachse diese nur mit zwei Fingern gegriffen und gehalten werden können. Auch wenn die Greiferfinger ggf. spezielle Ausformungen für ein sicheres Halten aufweisen, sind doch die Haltekräfte eines Zweifingersystems begrenzt. Hinzu kommt, dass der grösste Teil des nicht zu bearbeitenden Abschnittes (bei Werkzeugen der Schaft) verbraucht wird, um in der Bohrung des Magazineinsatzes seitlichen Halt zu finden und das Werkstück näherungsweise lotrecht zu stellen. Für den Greifer bleibt daher nur ein kleiner Teil des nicht zu bearbeitenden Abschnittes zum Greifen des Werkstückes übrig. Diese kurze Greiflänge begrenzt die Kräfte, welche auf das Werkstück ausgeübt werden können. Es ist mit derartigen Systemen nicht möglich, das gegriffene Werkstück auch im Arbeitsraum einer Bearbeitungsmaschine zu halten. Die durch die produktive Bearbeitung (Schleifen, Polieren etc.) auf das Werkstück ausgeübten Kräfte sind so gross, dass es aus dem Greifer gerissen würde. Deshalb wird mit den herkömmlichen Lösungen das Werkstück im Arbeitsraum noch einmal neu eingespannt, z.B. in einem Dreibackenfutter auf einer stabilen Spindel. Der Greifer des Manipulators dient also lediglich zum Transport in und aus dem Bearbeitungsraum. In der Summe verlangen die herkömmlichen Lösungen also zwei Greifersysteme, eines zum Transport vom Magazin in den Arbeitsraum und zurück und eines zum Führen bzw. Halten des Werkstückes im Bearbeitungsraum während der Bearbeitung. Another shortcoming of this conventional solution is that by the lateral gripping of the workpieces with respect to their longitudinal axis they can be grasped and held only with two fingers. Even if the gripper fingers may have special shapes for a secure hold, but the holding forces of a two-finger system are limited. In addition, most of the non-machinable portion (in the case of shank tools) is consumed to find lateral support in the cartridge insert bore and to make the workpiece approximately perpendicular. For the gripper, therefore, only a small part of the non-machinable section for gripping the workpiece remains. This short gripping length limits the forces that can be exerted on the workpiece. It is not possible with such systems to hold the gripped workpiece in the working space of a processing machine. The forces exerted on the workpiece by productive machining (grinding, polishing, etc.) are so great that it would be torn from the gripper. Therefore, with the conventional solutions, the workpiece is re-clamped in the working space, e.g. in a three-jaw chuck on a stable spindle. The gripper of the manipulator thus serves only for transport in and out of the processing room. In sum, the conventional solutions thus require two gripper systems, one for transport from the magazine into the working space and back and one for guiding or holding the workpiece in the processing space during processing.

[0007] Das Ziel der erfinderischen Lösung besteht darin, eine einfache, kostengünstige und platzsparende Lösung zur Führung und Speicherung von zylindrischen Werkstücken in Bearbeitungsmaschinen zu schaffen. Diese Lösung beruht auf der Verwendung nur eines Manipulators mit Greifer, welcher sowohl den Werkstücktransport vom Magazin zum Arbeitsraum der Maschine und zurück, als auch die Führung des Werkstückes während dessen Bearbeitung übernimmt. Ausserdem soll der zeitliche Aufwand für das Tauschen von Magazinen bzw. Einsetzen, sowie das Tauschen von Greifern bzw. Spannsystemen, hervorgerufen durch wechselnde Werkstückgeometrie, auf ein Minimum reduziert werden. The aim of the inventive solution is to provide a simple, inexpensive and space-saving solution for guiding and storing cylindrical workpieces in processing machines. This solution is based on the use of only one manipulator with gripper, which takes over both the workpiece transport from the magazine to the working space of the machine and back, as well as the leadership of the workpiece during its processing. In addition, the time required for the exchange of magazines or insertion, as well as the exchange of grippers or clamping systems, caused by changing workpiece geometry, should be reduced to a minimum.

[0008] Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, wobei die in der Vorrichtung angeordneten zylindrischen Werkstücke an einem Ende koaxial vom Greifer eines Manipulators gegriffen und in dieser Position durch den Greifer in den Bearbeitungsraum einer Bearbeitungsmaschine gebracht und dort während der Bearbeitung gehalten bzw. geführt werden. Die Bearbeitungsmaschine zur Durchführung des Verfahrens weist eine Vorrichtung zur Speicherung und Entnahme von zylindrischen Werkstücken, einen Manipulator mit Greifer und einen Bearbeitungsraum, in welchen die Werkstücke geführt und gehalten werden, auf. Die Vorrichtung zur Speicherung und Entnahme von zylindrischen Werkstücken enthält mehrere in einer Ebene angeordnete Einsteckplätze für zylindrische Werkstücke, wobei die Achse des zylindrischen Werkstückes, unabhängig von dessen Durchmesser und Länge, lotrecht, mit dem durch den Greifer des Manipulators zu greifenden Ende nach oben weisend, angeordnet ist und das Werkstück mittels eines Klemmmechanismus an der Vorrichtung gehalten wird, wobei der den Klemmmechanismus nach oben überragende Teil des Werkstückes und der nach unten überstehende zu bearbeitende Abschnitt des Werkstückes frei zugänglich sind. According to the invention this object is achieved by a method and an apparatus of the type mentioned above, wherein arranged in the device cylindrical workpieces gripped at one end coaxially by the gripper of a manipulator and placed in this position by the gripper in the processing room of a processing machine and held or guided there during processing. The processing machine for carrying out the method has a device for storing and removing cylindrical workpieces, a manipulator with gripper and a processing space in which the workpieces are guided and held on. The device for storing and removing cylindrical workpieces includes a plurality of arranged in a plane slots for cylindrical workpieces, wherein the axis of the cylindrical workpiece, regardless of its diameter and length, perpendicular, with the end to be gripped by the gripper of the manipulator end facing up, is arranged and the workpiece is held by means of a clamping mechanism on the device, wherein the clamping mechanism upwardly projecting part of the workpiece and the downwardly projecting to be machined portion of the workpiece are freely accessible.

[0009] Für das Greifen der Werkstücke wird vorteilhafterweise ein Dreibackengreifer mit dem Manipulator verbunden. Der Greifer wird pneumatisch geöffnet und geschlossen. Die Greiferfinger greifen das Werkstück koaxial an einem zylindrischen Ende, z.B. dem Schaft eines Rundwerkzeuges. Zur Aufnahme der auf das Werkzeug im Bearbeitungsraum wirkenden Bearbeitungskräfte sind die Greiferfinger durch Materialauswahl und Geometrie massiv und steif ausgeführt. Die zu greifende Länge des Schaftes ist von den im Arbeitsraum wirkenden Kräften und dem von der Werkstücklänge bedingten Hebel abhängig. Zum Beispiel beträgt die Einspannlänge für einen Tieflochbohrer mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Länge von 300 mm mindestens 25 mm. For gripping the workpieces advantageously a three-jaw gripper is connected to the manipulator. The gripper is pneumatically opened and closed. The gripper fingers grasp the workpiece coaxially at a cylindrical end, e.g. the shaft of a round tool. To pick up the machining forces acting on the tool in the machining area, the gripper fingers are solid and rigid due to the material selection and geometry. The length of the shank to be gripped depends on the forces acting in the working space and the lever dependent on the length of the workpiece. For example, for a deep hole drill bit with a diameter of 10 mm and a length of 300 mm, the clamping length is at least 25 mm.

[0010] Der Manipulator ist vorteilhafterweise ein Roboter. Er kann so programmiert werden, dass neben dem Transport von den einzelnen Werkstückpositionen im Magazin zum Bearbeitungsraum der Maschine auch noch bestimmte Bewegungen im Arbeitsraum ausgeführt werden. Zum Beispiel kann ein zu polierendes Schaftwerkzeug im Arbeitsraum durch den Robotergreifer gedreht werden, so dass es auf seinem Umfang gleichmässig bearbeitet wird. Zusätzliche Arbeitsgänge, wie Entmagnetisieren in einer Spule oder Waschen des Werkstückes in einem Ultraschallbad, können ebenfalls vom Manipulator ausgeführt werden. Der Vorteil, dass das Werkstück stets in der gleichen Einspannung bleibt, multipliziert sich dadurch. The manipulator is advantageously a robot. It can be programmed so that, in addition to the transport from the individual workpiece positions in the magazine to the processing space of the machine, certain movements in the working space are also carried out. For example, a shank tool to be polished in the working space can be rotated by the robot gripper so that it is uniformly machined on its circumference. Additional operations, such as demagnetizing in a coil or washing the workpiece in an ultrasonic bath, may also be performed by the manipulator. The advantage that the workpiece always remains in the same clamping multiplies.

[0011] Die zylindrischen Werkstücke, welche in der erfindungsgemässen Vorrichtung gespeichert werden, sind vorteilhafterweise in einer horizontalen Ebene angeordnet, so dass ihre othogonal dazu orientierten Achsen lotrecht stehen. Der Abstand zwischen benachbarten Werkstücken in dieser Anordnung muss so gewählt werden, dass die Finger des koaxial arbeitenden Greifers in geöffnetem Zustand nicht die benachbarten Werkstücke berühren. Für Werkstückdurchmesser bis zu 10 mm ist z.B. ein Rastermass von 30 mm ausreichend. The cylindrical workpieces which are stored in the inventive device are advantageously arranged in a horizontal plane, so that their othogonal oriented axes are perpendicular. The distance between adjacent workpieces in this arrangement must be chosen so that the fingers of the coaxial gripper in the open state do not touch the adjacent workpieces. For workpiece diameters up to 10 mm, e.g. a pitch of 30 mm is sufficient.

[0012] Die Werkstücke eines solchen Magazins werden alle in der gleichen horizontalen Ebene gegriffen. Das vereinfacht die Programmierung des Roboters bzw. die Auslegung eines gesteuerten Mehrachsen-Systems. Unterschiedliche Längen der Werkstücke bauen sich dabei nach unten auf. Bei der Bearbeitung von Werkzeugen sind heute Längen von bis zu 300 mm (Tieflochbohrer) üblich. Die Klemmmechanismen sind dabei auf einem Gestell angeordnet, welches über der Grundplatte eine Mindesthöhe aufweist, welche der maximalen zu behandelnden Werkstücklänge entspricht. The workpieces of such a magazine are all gripped in the same horizontal plane. This simplifies the programming of the robot or the design of a controlled multi-axis system. Different lengths of the workpieces build themselves down. When machining tools today, lengths of up to 300 mm (deep hole drills) are common. The clamping mechanisms are arranged on a frame which has a minimum height above the base plate, which corresponds to the maximum workpiece length to be treated.

[0013] Zum Greifen des Werkstückes fährt der Manipulator mit dem Greifer über das die Einspannung überragende Ende des lotrecht stehenden zylindrischen Werkstückes. Mit geöffneten Greiferfingern fährt er anschliessend in dieser lotrechten Achse nach unten. Hat der Greifer auf diese Weise die Greifposition erreicht, schliesst er die Greiferfinger, und das Werkstück ist über den eingespannten Abschnitt mit dem Greifer fest verbunden. For gripping the workpiece, the manipulator moves with the gripper on the clamping superior to the end of the vertically standing cylindrical workpiece. With open gripper fingers he then moves down in this vertical axis. When the gripper has reached the gripping position in this way, it closes the gripper fingers and the workpiece is firmly connected to the gripper via the clamped section.

[0014] Als Klemmmechanismen kommen vorteilhafterweise Klemmfedern aus Federstahl zur Anwendung. Ihre Geometrie für den Greifbereich entspricht vorzugsweise einem Prisma, damit ein möglichst grosser Durchmesserbereich mit einem Typ Klemmfeder sicher geklemmt werden kann. Dieser Durchmesserbereich liegt im Allgemeinen im Verhältnis 1:2. Zum Beispiel kann eine derartig ausgeführte Klemmfeder bei Werkzeugen Schaftdurchmesser von 3 mm bis 6 mm sicher greifen. Für den benachbarten Durchmesserbereich kommt eine entsprechend geometrische angepasste Form der Klemmfeder zum Einsatz. Insgesamt kann mit einem derartig gestuften System an Klemmfedern ein Durchmesserbereich von 2 mm bis 40 mm abgedeckt werden. Die Klemmfedern müssen eine bestimmte Höhe aufweisen, damit genügend seitliche Haltekräfte aufgebaut werden können. Für den Durchmesserbereich 3 mm bis 6 mm sollte die Höhe der Klemmfedern ca. 10 mm betragen. Für grössere Durchmesser ist diese Höhe entsprechend anzupassen. As clamping mechanisms advantageously spring springs made of spring steel are used. Their geometry for the gripping area preferably corresponds to a prism, so that the largest possible diameter range can be securely clamped with a type of clamping spring. This diameter range is generally in the ratio 1: 2. For example, such a designed clamping spring for tools shaft diameter of 3 mm to 6 mm safely grasp. For the adjacent diameter range, a corresponding geometric adapted shape of the clamping spring is used. Overall, a diameter range of 2 mm to 40 mm can be covered with such a stepped system of clamping springs. The clamping springs must have a certain height so that sufficient lateral holding forces can be built up. For the diameter range 3 mm to 6 mm, the height of the clamping springs should be approx. 10 mm. For larger diameters, this height must be adjusted accordingly.

[0015] Die Klemmfedern besitzen eine Einlauföffnung, durch welche der zu klemmende Abschnitt der zylindrischen Werkstücke in die Mitte des Prismas hineingeschoben bzw. von dort herausgeschoben wird. Diese Bewegung wird in der horizontalen Ebene mit dem lotrecht stehenden Werkstück ausgeführt, sowohl mit dem automatisch geführten Greifer, als auch bei der manuellen Bestückung bzw. Entladung des Magazins. The clamping springs have an inlet opening through which the clamped portion of the cylindrical workpieces is pushed into the center of the prism or pushed out from there. This movement is performed in the horizontal plane with the perpendicular workpiece, both with the automatically guided gripper, as well as during manual loading or unloading of the magazine.

[0016] Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Als Beispiel für eine Bearbeitungsmaschine dient eine Poliermaschine, mit der das Magnetfinish-Verfahren für Schaftwerkzeuge realisiert wird. Das in der WO02/38 334 beschriebene Magnetfinish-Verfahren dient der Oberflächenbehandlung von Werkzeugen und Werkstücken. Es wird angewandt, um Rauigkeiten zu reduzieren, Schneidkanten zu verrunden oder Schleifgrate zu entfernen. In WO02/38 334 ist eine Bearbeitungsvorrichtung mit einem Bearbeitungskörper beschrieben, der mittels einer Vielzahl von Permanentmagneten und Polschuhen in der Lage ist, ein magnetisierbares, abrasives Schleifpulver als Bearbeitungspulver zu binden und über eine zu bearbeitende Oberfläche eines Werkstückes zu führen. Dabei lässt sich die von dem Bearbeitungspulver auf eine jeweilige Werkstückoberfläche ausgeübte Kraft über den Abstand zwischen der Werkstückoberfläche und dem das Bearbeitungspulver haltenden Magneten einstellen. Ausserdem kann die Intensität der vom Bearbeitungspulver auf das Werkstück ausgeübten Schneidarbeit auch durch die Grösse der Relativbewegung zwischen dem Magneten und der zu bearbeitenden Oberflächen eingestellt werden. Als Kräfte auf die Einspannung des Werkstückes wirken bei diesem Bearbeitungsverfahren zum einen der Druck des rotierenden Schleifpulvers, zum anderen die magnetische Anziehungskraft durch die Magnete. Je nach Position des Werkstückes im Bearbeitungsraum wirken diese Kräfte als Hebel- oder Zugkräfte auf die Greiferfinger. The invention will now be explained in more detail with reference to an embodiment. As an example of a processing machine is a polishing machine, with which the Magnetfinish method for shank tools is realized. The magnetic finishing process described in WO02 / 38334 is for the surface treatment of tools and workpieces. It is used to reduce roughness, to round cutting edges or to remove grinding burrs. In WO02 / 38334 a machining device is described with a machining body which is capable of binding a magnetizable abrasive abrasive powder as machining powder and passing over a surface to be machined of a workpiece by means of a plurality of permanent magnets and pole shoes. In this case, the force exerted by the machining powder on a respective workpiece surface can be adjusted via the distance between the workpiece surface and the magnet holding the machining powder. In addition, the intensity of the cutting work applied to the workpiece by the machining powder can also be adjusted by the magnitude of the relative movement between the magnet and the surfaces to be machined. As forces on the clamping of the workpiece act in this processing method on the one hand, the pressure of the rotating grinding powder, on the other hand, the magnetic attraction by the magnets. Depending on the position of the workpiece in the processing space, these forces act as leverage or pulling forces on the gripper fingers.

[0017] Zur Erläuterung dienen folgende sechs Figuren: <tb>Fig. 1:<sep>Seitenansicht des Klemmmechanismus für zylindrische Werkstücke <tb>Fig. 2:<sep>Draufsicht auf den Klemmmechanismus für zylindrische Werkstücke <tb>Fig. 3:<sep>Darstellung der Werkstückpositionen in der horizontalen Ebene <tb>Fig. 4:<sep>Darstellung eines Magazins mit zylindrischen Werkstücken verschiedener Längen <tb>Fig. 5:<sep>Darstellung eines geklemmten Werkstückes im Bearbeitungsraum einer Bearbeitungsmaschine <tb>Fig. 6:<sep>Draufsicht einer kompletten vollautomatischen BearbeitungsmaschineThe following six figures are used for explanation: <Tb> FIG. 1: <sep> Side view of the clamping mechanism for cylindrical workpieces <Tb> FIG. 2: <sep> Top view of the clamping mechanism for cylindrical workpieces <Tb> FIG. 3: <sep> Representation of workpiece positions in the horizontal plane <Tb> FIG. 4: <sep> Illustration of a magazine with cylindrical workpieces of different lengths <Tb> FIG. 5: <sep> Representation of a clamped workpiece in the processing space of a processing machine <Tb> FIG. 6: <sep> Top view of a complete fully automatic processing machine

[0018] Die Hauptbestandteile einer speziellen Ausführung der erfindungsgemässen Lösung sind: zylindrisches Werkzeug (Bohrer) (1), Prismatischer Teil der Klemmfeder (2), Einlaufzone der Klemmfeder (3), Befestigungsteil der Klemmfeder (4), Greifer (5), Greiferfinger (6), Klemmfeder (7), Gestell mit Klemmfedern (8), Manipulator (Roboter) (9), Magnetscheiben (10), Antriebe (11), Grundplatte der Bearbeitungsmaschine (12), Magazin (13), Bearbeitungsraum (14), Entmagnetisierstation (15), Ultraschallbad (16), Abschnitt des Werkzeuges, welcher die Klemmfeder überragt (a), Abschnitt des Werkzeuges, welcher geklemmt wird (b), Abschnitt des Werkzeuges, welcher nach unten übersteht (c). The main components of a special embodiment of the inventive solution are: cylindrical tool (drill) (1), Prismatic part of the clamping spring (2), inlet zone of the clamping spring (3), fastening part of the clamping spring (4), gripper (5), gripper fingers (6), clamping spring (7), frame with clamping springs (8), manipulator (robot) (9), magnetic disks (10), drives (11), base plate of the processing machine (12), magazine (13), processing space (14) Demagnetizing station (15), ultrasonic bath (16), section of the tool which projects beyond the clamping spring (a), section of the tool which is clamped (b), section of the tool which projects downwards (c).

[0019] In Fig. 1 ist das koaxiale Greifen des Schaftes eines Bohrers (1) dargestellt. Die drei Greiferfinger (6) umschliessen auf dem Abschnitt (a) den zylindrischen Schaft des Bohrers (1). Die Greiferfinger (6) sind am Greifer (5) befestigt, welcher pneumatisch betätigt wird. Gezeigt ist die geschlossene Position des Greifers. Der Bohrer (1) befindet sich noch in seiner Speicherposition im Magazin. Er wird auf seinem Abschnitt (b) durch eine Klemmfeder (7) geklemmt. Die Klemmfeder (7) ist zusammen mit anderen Klemmfedern an einem Gestell (8) befestigt. Sie sorgt für eine lotrechte Ausrichtung der Bohrerachse. Der Abschnitt (c) des Bohrers (1) überragt die Klemmfeder (7) nach unten. Dieser Abschnitt ist durch die Bearbeitungsmaschine zu polieren. In Fig. 1, the coaxial gripping of the shank of a drill (1) is shown. The three gripper fingers (6) enclose on the section (a) the cylindrical shaft of the drill (1). The gripper fingers (6) are attached to the gripper (5), which is pneumatically operated. Shown is the closed position of the gripper. The drill (1) is still in its storage position in the magazine. It is clamped on its section (b) by a clamping spring (7). The clamping spring (7) is fastened together with other clamping springs on a frame (8). It ensures a vertical alignment of the drill axis. The section (c) of the drill (1) projects beyond the clamping spring (7) downwards. This section is to be polished by the processing machine.

[0020] Fig. 2 zeigt eine Klemmfeder mit eingespanntem Bohrerschaft in Draufsicht. Der Bohrerschaft wird im prismatischen Teil (2) der Klemmfeder durch Federkraft gespannt bzw. geklemmt. Die Entnahme des Bohrers erfolgt über die Einlaufzone (3) der Klemmfeder, ebenso die Rückführung des Bohrers in das Magazin. Der Bohrer wird dabei in Pfeilrichtung bewegt. Durch die feste Klemmung des Bohrers auf dem Schaftabschnitt (a) mittels der Greiferfinger (6) ist genügend Haltekraft vorhanden, um die Klemmfeder in der Einlaufzone (3) bei der Hin- und Rückführung des Bohrers zu spreizen. Über den Abschnitt (4) der Klemmfeder wird sie am Gestell (8) des Magazins, z.B. durch Anschrauben, befestigt. Fig. 2a zeigt den kleinsten durch diese Klemmfeder zu haltenden Schaftdurchmesser. Fig. 2b zeigt den grössten durch diese Klemmfeder zu haltenden Schaftdurchmesser. Fig. 2 shows a clamping spring with clamped drill shank in plan view. The drill shank is tensioned or clamped in the prismatic part (2) of the clamping spring by spring force. The removal of the drill via the inlet zone (3) of the clamping spring, as well as the return of the drill in the magazine. The drill is moved in the direction of the arrow. Due to the firm clamping of the drill on the shank portion (a) by means of the gripper fingers (6) sufficient holding force is present to spread the clamping spring in the inlet zone (3) in the forward and backward guidance of the drill. Via the section (4) of the clamping spring it is fixed to the frame (8) of the magazine, e.g. by screwing, attached. Fig. 2a shows the smallest to be held by this clamping spring shaft diameter. Fig. 2b shows the largest to be held by this clamping spring shaft diameter.

[0021] Fig. 3 zeigt die Anordnung der Werkzeugpositionen des Magazins in der horizontalen Ebene. Die Klemmfedern sind beidseitig an Leisten befestigt. In diesem Beispiel ist ein Magazin mit einer Kapazität von 120 Werkzeugen dargestellt. Fig. 3 shows the arrangement of the tool positions of the magazine in the horizontal plane. The clamping springs are attached to both sides of strips. This example shows a magazine with a capacity of 120 tools.

[0022] Fig. 4 zeigt das gleiche Magazin in Seitenansicht. Im Magazin sind Bohrer von sehr unterschiedlicher Länge gespeichert. Deutlich zu sehen ist, dass sich die unterschiedlichen Bohrerlängen nach unten aufbauen. Auch die längsten Bohrer sind durch die Einspannung in der Federklemme lotrecht ausgerichtet, wobei ihr Gewicht zusätzlich unterstützend wirkt. Dadurch kann der Greifer auch die längsten Bohrer mit ihrer Spitze im 1/100-mm-Bereich präzise im Bearbeitungsraum der Maschine positionieren. Nur so kann sichergestellt werden, dass z.B. die Schneidenecke des Bohrers auf einen Radius von z.B. 2/100 mm verrundet wird. Fig. 4 shows the same magazine in side view. Drills of very different lengths are stored in the magazine. It can be clearly seen that the different drill lengths are building down. Even the longest drills are aligned vertically by the clamping in the spring clamp, whereby their weight also has a supporting effect. This allows the gripper to precisely position even the longest drills with their tips in the 1/100 mm range in the processing space of the machine. Only in this way can it be ensured that e.g. the cutting corner of the drill to a radius of e.g. 2/100 mm is rounded.

[0023] Fig. 5 zeigt einen zu bearbeitenden Bohrer im Arbeitsraum einer Magnetfinish-Poliermaschine. Mit dieser Maschine werden an Rundwerkzeugen, wie z.B. Bohrer und Fräsern, Schneidkanten verrundet und Oberflächen poliert. Der Bohrer (1) wird dazu zwischen die beiden Magnetscheiben (10) geführt, welche von den Antrieben (11) in Rotation versetzt werden. Das auf den Magnetscheiben (10) haftende magnetische Schleifpulver verrichtet am Bohrerumfang die gewünschte Bearbeitung. Der Bohrer (1) wird während der Bearbeitung gedreht. Dazu ist der Greifer (5) mit einer drehenden Achse ausgerüstet. Diese Achse ist Teil des Manipulators, der in diesem Beispiel ein Industrieroboter (9) ist. Durch die erfindungsgemässe Entnahme und Einspannung des Bohrers kann der Bohrer mittels des Greifers präzise zwischen den beiden Magnetscheiben positioniert werden. Fig. 5 shows a drill to be machined in the working space of a magnetic finishing polishing machine. This machine is used on round tools, such as Drills and routers, cutting edges rounded and surfaces polished. For this purpose, the drill (1) is guided between the two magnetic disks (10), which are set in rotation by the drives (11). The magnetic grinding powder adhering to the magnetic disks (10) performs the desired machining on the periphery of the drill. The drill (1) is rotated during machining. For this purpose, the gripper (5) is equipped with a rotating axle. This axis is part of the manipulator, which in this example is an industrial robot (9). The inventive removal and clamping of the drill, the drill can be accurately positioned by means of the gripper between the two magnetic disks.

[0024] Fig. 6 zeigt eine komplette vollautomatische Bearbeitungsmaschine für Schaftwerkzeuge in der Draufsicht. Auf einer horizontal ausgerichteten Grundplatte (12) sind fest angeordnet ein Werkzeugmagazin (13), ein Roboter (9) und der Bearbeitungsraum (14). Die Werkzeuge werden auf erfindungsgemässe Weise mittels des Robotergreifers aus dem Werkzeugmagazin (13) gegriffen und vom Roboter (9) in den Bearbeitungsraum (14) transportiert. Dort erfahren sie ihre Bearbeitung, im dargestellten Fall eine Politur mit dem Magnetfinish-Verfahren. Dabei wird das Werkzeug um seine Längsachse rotiert, damit es auf seinem ganzen Umfang eine gleichmässige Bearbeitung erfährt. Nach der Bearbeitung werden die Werkzeuge zur Entmagnetisierstation (15) transportiert und dort senkrecht in Richtung der Längsachse des Werkzeuges in eine Elektromagnetspule eingetaucht und wieder zurückgeführt. Anschliessend werden die Werkzeuge zu einem Ultraschallbad (16) transportiert und dort in die Reinigungsflüssigkeit eingetaucht. Nach dem Waschvorgang werden die Werkzeuge zurücktransportiert zum Werkzeugmagazin (13) und dort in die vorgesehene Speicherposition gebracht. Der gesamte Bewegungsvorgang wird in der Robotersteuerung durch ein Programm hinterlegt. Die Werkzeuge bleiben während des gesamten Zyklus in ein und derselbe Einspannung und werden mittels Greifer durch nur einen Manipulator geführt. Fig. 6 shows a complete fully automatic processing machine for shank tools in plan view. On a horizontally oriented base plate (12) are fixedly arranged a tool magazine (13), a robot (9) and the processing space (14). The tools are gripped in accordance with the invention by means of the robot gripper from the tool magazine (13) and transported by the robot (9) into the processing space (14). There they learn their processing, in the case illustrated a polish with the magnetic finishing process. The tool is rotated about its longitudinal axis so that it undergoes uniform machining over its entire circumference. After machining, the tools are transported to the demagnetization station (15) where they are dipped vertically in the direction of the longitudinal axis of the tool into an electromagnetic coil and returned again. Subsequently, the tools are transported to an ultrasonic bath (16) and immersed in the cleaning liquid. After the washing process, the tools are transported back to the tool magazine (13) and placed there in the intended storage position. The entire movement process is stored in the robot control by a program. The tools remain in one and the same clamping during the entire cycle and are guided by grippers through only one manipulator.

Claims

1. A method for guiding and storing cylindrical workpieces, in particular of shank tools, in processing machines, wherein the workpieces are removed from the gripper of a manipulator from a device for storing and removing cylindrical workpieces and undergo processing in a processing space of the processing machine, characterized by that the cylindrical workpieces are gripped at one end coaxially from the gripper of the manipulator from said device and are brought in this position by the gripper in the processing space and held there during processing and guided.

2. The method according to claim 1, characterized in that the workpiece is rotated by means of the guided by the manipulator gripper in the processing space about its longitudinal axis.

3. The method according to claim 1, characterized in that the workpiece in the processing space performs a linear movement in the direction of its longitudinal axis.

4. Processing machine for carrying out the method according to claim 1, which comprises a device for storing and removing cylindrical workpieces, a manipulator with gripper and a processing space in which the workpieces are guided.

5. A device for storing and removing cylindrical workpieces for a processing machine according to claim 4, which has a plurality of arranged in a plane slots for cylindrical workpieces, which position a portion of the workpiece and hold at least one other section freely accessible and the freely accessible part of the gripper a manipulator for the purpose of loading and unloading, characterized in that the axis of the cylindrical workpiece is perpendicular, with the end to be gripped by the gripper of a manipulator facing up, and that the workpiece is held by a clamping mechanism, wherein the clamping mechanism upwardly projecting part of the workpiece and the downwardly projecting to be machined portion of the workpiece are freely accessible.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the clamping mechanism has the geometric shape of a prism.

7. Apparatus according to claim 5, characterized in that the clamping mechanism is designed as a clamping spring.