CH710171B1

CH710171B1 - Machine tool.

Info

Publication number: CH710171B1
Application number: CH01112/15A
Authority: CH
Inventors: Weixler Johannes; Geiser Hansjörg
Original assignee: Liebherr Verzahntech Gmbh
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2020-09-30
Also published as: CN105458819A; DE102014014417A1; CH710171A2; CN105458819B; DE102014014417B4; ITUB20153931A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einem Ladesystem (90) zum Transportieren eines Werkstücks von einer Maschinenbe- und - entladestation zu einer Bearbeitungsstation und nach der Bearbeitung wieder zurück zur Maschinenbe- und -entladestation. Das Ladesystem (90) kann wenigstens drei Positionen innerhalb der Werkzeugmaschine (10) anfahren. Die Werkzeugmaschine umfasst eine Schleuderstation (60) zum Reinigen der Werkstückaußenkontur sowie wenigstens eine Vorreinigungsstation (70) zum Vorreinigen des Werkstücks, vorzugsweise an dessen Innenkontur.The invention relates to a machine tool with a loading system (90) for transporting a workpiece from a machine loading and unloading station to a processing station and, after processing, back to the machine loading and unloading station. The loading system (90) can move to at least three positions within the machine tool (10). The machine tool comprises a centrifugal station (60) for cleaning the outer contour of the workpiece and at least one pre-cleaning station (70) for pre-cleaning the workpiece, preferably on its inner contour.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine gemäss dem unabhängigen Anspruch 1, mit welcher eine Bearbeitungsflüssigkeit von einem verzahnten Werkstück entfernt werden kann. The present invention relates to a machine tool according to independent claim 1, with which a machining fluid can be removed from a toothed workpiece.

[0002] Mit der Werkzeugmaschine kann ein mindestens zweistufiger Reinigungsprozess durchgeführt werden, mit einer Vorreinigung, vorzugweise der Innenkentur der Werkstücke, und einer Schleuderstation in der vorzugsweise die am Außenumfang anhaftende Bearbeitungsflüssigkeit abgeschleudert wird. With the machine tool, an at least two-stage cleaning process can be carried out, with a pre-cleaning, preferably the inner contour of the workpieces, and a centrifugal station in which the machining liquid adhering to the outer circumference is preferably thrown off.

[0003] Beim spanenden Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere bei der Bearbeitung von verzahnten Werkstücken, wird eine Bearbeitungsflüssigkeit zum Kühlen des Werkstücks und des Werkzeuges sowie zur Abfuhr von Bearbeitungsspänen eingesetzt. Je nach Bearbeitungsverfahren kommen dabei unterschiedliche Kühlschmiermittel zum Einsatz. Bei der Verzahnungsbearbeitung wird überwiegend Kühlöl, in seltenen Fällen aber auch eine Emulsion, eingesetzt. Die Kühlschmiermittel unterscheiden sich je nach Bearbeitungsverfahren hinsichtlich ihrer Viskosität. Gerade bei höherer Viskosität ist es aber schwierig, die Werkstücke vom Kühlschmiermittel zu befreien. When machining workpieces, especially when machining toothed workpieces, a machining liquid is used to cool the workpiece and the tool and to remove machining chips. Different cooling lubricants are used depending on the machining process. Cooling oil is predominantly used in gear machining, but in rare cases an emulsion is also used. The cooling lubricants differ in terms of their viscosity depending on the machining process. However, especially with higher viscosity, it is difficult to remove the coolant from the workpieces.

[0004] Der Trend in der Fertigung geht inzwischen immer mehr in Richtung Trockenbearbeitung von Werkstücken, um das gesamte Kühlmittelhandling zu vermeiden. Gerade auch aus Umweltschutzgründen wird versucht, auf Kühlschmiermittel zu verzichten. Bei Prozessen, bei denen derzeit nicht auf Kühlschmiermittel verzichtet werden kann, wird versucht, die Kühlschmiermittelverschleppung aus der Werkzeugmaschine zu minimieren. Bei manchen Folgeprozessen soll verhindert werden, dass das dort verwendete Kühlmittel mit dem Kühlmittel aus dem vorhergehenden Prozess vermischt und dadurch verändert wird. Insgesamt stört das Kühlmittel im Folgeprozess. Außerdem sollen die zwischen den Werkzeugmaschinen angeordneten Automationseinrichtungen und Transportstrecken nicht durch herabfallende Späne oder herabtropfendes Kühlmittel verschmutzt werden. [0004] The trend in manufacturing is now moving more and more towards dry machining of workpieces in order to avoid the entire coolant handling. For environmental reasons in particular, attempts are being made to dispense with cooling lubricants. In processes in which it is currently not possible to do without cooling lubricant, attempts are made to minimize the cooling lubricant carryover from the machine tool. In some subsequent processes, the aim is to prevent the coolant used there from being mixed with the coolant from the previous process and thereby changed. Overall, the coolant interferes with the subsequent process. In addition, the automation devices and transport routes arranged between the machine tools should not be contaminated by falling chips or dripping coolant.

[0005] Aus diesem Grund legen heute viele Anwender Wert auf möglichst kühlmittel- und spänefreie Werkstücke, wenn diese aus der Werkzeugmaschine heraustransportiert werden. Durch Zeitvorgaben, wie lange ein Werkstück tropffrei bleiben muss, versuchen manchen Kunden eine Messgröße für den Reinheitsgrad der Werkstücke zu definieren. For this reason, many users today value workpieces that are as coolant-free and chip-free as possible when they are transported out of the machine tool. By specifying how long a workpiece must remain drip-free, some customers try to define a measured variable for the degree of cleanliness of the workpiece.

[0006] Eine Möglichkeit, das Kühlmittel von den Werkstücken zu entfernen besteht beispielsweise in einer Schleuderstation. Eine solche Schleuderstation weist dabei eine Werkstückaufnahme auf, welche durch einen Antrieb in Rotation versetzt werden kann, um ein in der Werkstückaufnahme aufnehmbares Werkstück von anhaftender Bearbeitungsflüssigkeit zu befreien. Die Entfernung der Bearbeitungsflüssigkeit erfolgt damit durch die durch Rotation erzeugte Fliehkraft. Eine solche Schleuderstation ist beispielsweise aus der DE 10 2005 043 602 A1 bekannt. Das Werkstück wird dabei auf direktem Wege von seiner Bearbeitungsstelle in eine als Schleuderstation ausgebildete Übergabestation geschwenkt und dort von anhaftendem Kühlschmiermittel befreit. One way of removing the coolant from the workpieces is, for example, in a centrifugal station. Such a centrifugal station has a workpiece holder which can be set in rotation by a drive in order to free a workpiece which can be accommodated in the workpiece holder from adhering machining fluid. The machining liquid is removed by the centrifugal force generated by rotation. Such a centrifugal station is known, for example, from DE 10 2005 043 602 A1. The workpiece is swiveled directly from its processing point into a transfer station designed as a centrifugal station, where any adhering cooling lubricant is removed.

[0007] Auch die DE 10 2012 023 978 A1 zeigt eine externe Schleuderstation zum Abreinigen von Werkstücken. In dieser Übergabeeinrichtung wird das Werkstück von einem Ladesystem von der Werkzeugmaschine übernommen und durch eine Verfahrbewegung in eine Schleudereinrichtung befördert. Dort wird das Kühlschmiermittel abgeschleudert. Nach dem Reinigungsprozess wird das Werkstück mitsamt seinem Werkstückträger auf einer Werkstückzufuhr abgelegt. [0007] DE 10 2012 023 978 A1 also shows an external centrifugal station for cleaning workpieces. In this transfer device, the workpiece is taken over from the machine tool by a loading system and conveyed into a centrifugal device by a movement. The coolant is thrown off there. After the cleaning process, the workpiece and its workpiece carrier are placed on a workpiece feeder.

[0008] Weiterhin ist es bekannt, Schleudereinrichtungen auf externen Bändern zu montieren, welche die Werkzeugmaschine mit Werkstücken versorgen und diese von der Werkzeugmaschine weiterbefördern. Dieser Montageort hat aber den Nachteil, dass Späne und Kühlschmiermittel mit den Werkstücken erst aus dem Arbeitsraum der Werkzeugmaschine herausbefördert werden, um dann außerhalb des Arbeitsraums vom Werkstück entfernt zu werden. Das Kühlschmiermittel kann relativ einfach wieder zurückgepumpt werden. Bei anhaftenden Spänen stellt dies aber schon ein größeres Problem dar, was dazu führt, dass sich die Späne an der Schleuderstation ansammeln und nicht so einfach wieder zurückgespült werden können. It is also known to mount centrifugal devices on external belts, which supply the machine tool with workpieces and convey them on from the machine tool. However, this installation site has the disadvantage that chips and cooling lubricant with the workpieces are first conveyed out of the work area of the machine tool in order to then be removed from the workpiece outside the work area. The cooling lubricant can be pumped back relatively easily. In the case of clinging chips, this is a bigger problem, which means that the chips accumulate at the centrifugal station and cannot be easily washed back again.

[0009] Die oben beschriebenen Schleuderstationen entfernen dabei außen am Werkstück anhaftende Bearbeitungsflüssigkeit relativ gut. Werkstücke mit innen liegenden Bereichen lassen sich durch eine Schleuderstation jedoch nur schwer von der Bearbeitungsflüssigkeit befreien. Weiterhin ist auch die Entfernung auf der Außenseite noch nicht optimal. Vor allem in den Zahnlücken und in Bohrungen, Rillen etc. verbleibt häufig noch Bearbeitungsflüssigkeit die sich mit der Zeit ansammelt und dann vom Werkstück heruntertropft. Weiterhin verbleibt an den Greifern und Werkstückauflagen Kühlschmiermittel, wenn diese während der Bearbeitung im Arbeitsraum verblieben sind. Wenn nun mit diesen flüssigkeitsbehafteten Greifern das Werkstück nach dem Schleudervorgang wieder gegriffen wird, bzw. wenn das Werkstück auf die Werkstückauflagen zurückgelegt wird, kommt es wieder zu einer Rückübertragung des Kühlschmiermittels auf das Werkstück. The centrifugal stations described above remove machining fluid adhering to the outside of the workpiece relatively well. However, it is difficult to remove the machining fluid from workpieces with areas on the inside using a centrifugal station. Furthermore, the distance on the outside is not yet optimal either. Machining fluid often remains, especially in the gaps between the teeth and in bores, grooves, etc., which accumulates over time and then drips down from the workpiece. Furthermore, cooling lubricant remains on the grippers and workpiece supports if they have remained in the work area during processing. If the workpiece is gripped again with these liquid-laden grippers after the spinning process, or if the workpiece is placed back on the workpiece supports, the cooling lubricant is transferred back to the workpiece.

[0010] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die Entfernung von Bearbeitungsflüssigkeit von Werkstücken, insbesondere von verzahnten Werkstücken, zu verbessern. The object of the present invention is now to improve the removal of machining fluid from workpieces, in particular from toothed workpieces.

[0011] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Werkzeugmaschine gemäß Anspruch 1 erfüllt. According to the invention, this object is achieved by a machine tool according to claim 1.

[0012] Die Werkzeugmaschine umfasst eine Kombination aus Schleuderstation zum Entfernen von außen am Werkstück anhaftender Bearbeitungsflüssigkeit und einer Vorreinigungsstation, bei der vorzugsweise innenliegende Bereiche der Werkstücke und/oder bedarfsweise Werkstücke auch am Außenumfang vorgereinigt werden. Dies hilft, das Reinigungsergebnis vor allem in den Zahnlücken und/oder Bohrungen zu verbessern. Die Vorreinigungsstation ist dabei vorzugsweise vor der Schleuderstation angeordnet, sodass die Werkstücke bereits vorgereinigt sind, bevor sie dann zur abschließenden Reinigung auf die Schleuderstation kommen. Durch die Aufteilung des Reinigungsprozesses in wenigstens zwei Stufen wird eine deutlich verbesserte Entfernung der Bearbeitungsflüssigkeit von den Werkstücken erzielt. The machine tool comprises a combination of centrifugal station for removing machining fluid adhering to the outside of the workpiece and a pre-cleaning station in which preferably internal areas of the workpieces and / or, if necessary, workpieces are also pre-cleaned on the outer circumference. This helps to improve the cleaning result, especially in the tooth gaps and / or bores. The pre-cleaning station is preferably arranged in front of the centrifugal station so that the workpieces are already pre-cleaned before they come to the centrifugal station for final cleaning. By dividing the cleaning process into at least two stages, a significantly improved removal of the machining fluid from the workpieces is achieved.

[0013] Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. [0013] Preferred embodiments of the invention emerge from the dependent claims.

[0014] Die Vorreinigungsstation ist in einem ersten Ausführungsbeispiel als Druckluftreinigungsstation mit einer Druckluftlanze ausgebildet. Insbesondere kann die Druckluftlanze dabei zum Reinigen einer Bohrung des Werkstücks eingesetzt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann zusätzlich über einen Außenumfangsreiniger, beispielsweise in Form einer Ringdüse, das Werkstück zusätzlich schon an seinem Außenumfang gereinigt werden. In a first embodiment, the pre-cleaning station is designed as a compressed air cleaning station with a compressed air lance. In particular, the compressed air lance can be used to clean a bore in the workpiece. In a further embodiment, the workpiece can also be cleaned on its outer circumference using an outer circumference cleaner, for example in the form of an annular nozzle.

[0015] Durch das Anblasen mit Druckluft wird eine deutlich verbesserte Entfernung von Bearbeitungsflüssigkeit erreicht. Die Druckluftreinigungsstation ermöglicht damit insbesondere die Entfernung von Bearbeitungsflüssigkeit auch aus solchen Bereichen des Werkstücks, aus welchen sie durch das Schleudern auf der Schleuderstation nicht entfernt werden kann. [0015] By blowing compressed air on, a significantly improved removal of machining liquid is achieved. The compressed air cleaning station thus in particular enables machining fluid to be removed from areas of the workpiece from which it cannot be removed by spinning on the spinning station.

[0016] Die Druckluftreinigungsstation kann dabei insbesondere Bearbeitungsflüssigkeit, die an einem innenliegenden und/oder die an einem außenliegenden Bereich des Werkstücks anhaftet, durch Anblasen mit Druckluft entfernen. Bei der Anordnung zur Reinigung innenliegender Werkstückflächen wird eine Druckluftlanze, in deren Kopfbereich ein Druckluftauslass angeordnet ist, in Längsrichtung der Werkstückbohrung, bei vertikaler Werkstückanordnung, vorzugweise nach unten bewegt. Dabei wird die Bearbeitungsflüssigkeit durch den Druckluftstrahl aus der Werkstückbohrung in Richtung der Schwerkraft befördert. Unterstützt werden kann der Reinigungsprozess an dieser Stelle noch dadurch, dass das Werkstück langsam um seine Mittelachse gedreht wird. The compressed air cleaning station can in particular remove machining fluid that adheres to an inner and / or to an outer area of the workpiece by blowing compressed air on it. In the arrangement for cleaning internal workpiece surfaces, a compressed air lance, in the head area of which a compressed air outlet is arranged, is preferably moved downward in the longitudinal direction of the workpiece bore, with a vertical workpiece arrangement. The machining fluid is transported out of the workpiece bore in the direction of gravity by the compressed air jet. The cleaning process can also be supported at this point by slowly rotating the workpiece around its central axis.

[0017] Zusätzlich kann mit einem Außenumfangsreiniger das Werkstück auch noch auf seinen Außenflächen von der Bearbeitungsflüssigkeit befreit werden. Dabei wird eine ringförmige Düse entlang der Außenfläche des Werkstücks parallel zur Richtung der Werkstückmittelachse bewegt. In addition, the workpiece can also be freed from the machining liquid on its outer surfaces with an outer circumference cleaner. Here, an annular nozzle is moved along the outer surface of the workpiece parallel to the direction of the workpiece center axis.

[0018] Die Verfahrgeschwindigkeit der Druckluftreinigungsdüsen kann individuell an die Werkstückkontur angepasst werden. So kann der Innen- und bedarfsweise auch der Außenreiniger individuell in seiner Bewegungsgeschwindigkeit gesteuert werden. Falls erforderlich kann auch der Druck bzw. die Druckluftmenge abhängig von der Werkstückkontur oder der Lage des/der Reiniger relativ zur Werkstückkontur, mit unterschiedlichen Drücken betrieben werden, um so den gesamten Druckluftverbrauch auf das notwendige Maß zu beschränken. The speed of travel of the compressed air cleaning nozzles can be adapted individually to the workpiece contour. The speed of movement of the inside and, if necessary, the outside cleaner can be controlled individually. If necessary, the pressure or the amount of compressed air can also be operated with different pressures depending on the workpiece contour or the position of the cleaner (s) relative to the workpiece contour, in order to limit the total compressed air consumption to the necessary level.

[0019] Die Anpassung der Druckluftreinigungsstation an die Werkstücke kann weiterhin durch speziell an den Durchmesser angepasste Druckluftlanzen und Außenumfangsreingier erfolgen. Diese werden dann beim Umrüsten der Werkzeugmaschine von einem Werkstücktyp auf den nächsten mit gewechselt. Damit lässt sich die Reinigungsleistung verbessern, außerdem kann der Druckluftverbrauch gesenkt werden, wenn die Druckluftreiniger nur einen geringen Luftspalt gegenüber dem Innen- bzw. Außendurchmesser des Werkstücks aufweisen. Nachdem es sich bei den Druckluftreinigern um einfach aufgebaute und damit preiswerte Bauteile handelt, lohnt sich in jedem Fall die zusätzliche Investition für jedes Werkstück. Dies ist eine einmalige Anschaffung wohingegen der Druckluftverbrauch laufende Betriebskosten darstellt. The adaptation of the compressed air cleaning station to the workpieces can also be carried out by means of compressed air lances and outer circumference cleaning devices specially adapted to the diameter. These are then changed from one workpiece type to the next when the machine tool is converted. The cleaning performance can thus be improved, and the compressed air consumption can also be reduced if the compressed air cleaners only have a small air gap in relation to the inner or outer diameter of the workpiece. Since the compressed air cleaners are simply structured and therefore inexpensive components, the additional investment for each workpiece is worthwhile in any case. This is a one-time purchase whereas the compressed air consumption represents ongoing operating costs.

[0020] Dieses vorgereinigte Werkstück wird mit dem maschineninternen Ladesystem nach dem Vorreinigungsprozess mit dem Werkstückgreifer an seinem Umfang aufgenommen. Dabei wird in Kauf genommen, dass der vom Bearbeitungsprozess noch verschmutze Greifer das mehr oder weniger gereinigte Werkstück an seinem Außenumfang aufnimmt. This pre-cleaned workpiece is picked up with the machine-internal loading system after the pre-cleaning process with the workpiece gripper on its periphery. It is accepted that the gripper, which is still soiled from the machining process, picks up the more or less cleaned workpiece on its outer circumference.

[0021] Das Werkstück wird anschließend zur Übergabeeinrichtung/Schleuderstation weitergetaktet und dort von der Absenkeinrichtung auf die Werkstückaufnahme der Schleuderstation aufgesetzt. The workpiece is then clocked to the transfer device / centrifugal station and there placed by the lowering device on the workpiece holder of the centrifugal station.

[0022] Die Werkstückaufnahmen sind dabei so ausgebildet, dass sie nur ein Minimum an Kontaktfläche mit dem Werkstück aufweisen, um möglichst wenig Flächen auszuweisen, an denen sich ein Restölfilm zwischen Werkstück und Werkstückauflage halten kann. Die minimale Größe der Kontaktfläche wird dabei von dem für das Schleudern notwendige Mitnahmemoment bestimmt. The workpiece holders are designed so that they have only a minimum of contact surface with the workpiece in order to identify as few surfaces as possible on which a residual oil film can hold between the workpiece and the workpiece support. The minimum size of the contact area is determined by the torque required for the spin.

[0023] Nachdem das Werkstück aufgesetzt wurde, wird in diesem Ausführungsbeispiel das Werkstück in der Schleuderstation gespannt, indem die Schleuderstation mit der oberen Werkstückaufnahme auf das Werkstück abgesenkt wird und so das Werkstück eingespannt wird. After the workpiece has been placed, in this embodiment the workpiece is clamped in the centrifugal station by lowering the centrifugal station with the upper workpiece holder onto the workpiece and so the workpiece is clamped.

[0024] Anschließend wird der Greifer geöffnet und die Greifereinsätze werden aus dem Arbeitsbereich herausgeschwenkt. Alternativ werden die Greifer geringfügig geöffnet, um kollisionsfrei nach unten unter die Unterkante der Werkstückkontur abgesenkt zu werden. Damit wird verhindert, dass Bearbeitungsflüssigkeit nach dem Schleuderprozess von den Greifern auf das Werkstück tropfen kann. The gripper is then opened and the gripper inserts are pivoted out of the work area. Alternatively, the grippers are opened slightly in order to be lowered below the lower edge of the workpiece contour without collision. This prevents machining liquid from dripping from the grippers onto the workpiece after the centrifugal process.

[0025] Die Vorgehensweise unterscheidet sich dabei auch durch die Ausgestaltung der Greifer oder der Werkstücke. So kann es sich um kraft- oder formschlüssige Greifer und um scheiben- oder wellenförmige Werkstücke handeln. The procedure also differs in the design of the grippers or the workpieces. It can be a force-fit or form-fit gripper and disk-shaped or wave-shaped workpieces.

[0026] Nach dem Schleudervorgang wird die externe Ladetür geöffnet und das gereinigte Werkstück kann von der Aufspannung vom Maschinenbediener oder einer externen Automation mit einem Greifer entnommen und gegen ein unbearbeitetes Werkstück ausgetauscht werden. Durch diese Vorgehensweise wird verhindert, dass der externe Greifer in Kontakt mit verschmutzen Maschinenkomponenten kommt. After the spinning process, the external loading door is opened and the cleaned workpiece can be removed from the clamping by the machine operator or an external automation system with a gripper and exchanged for an unprocessed workpiece. This procedure prevents the external gripper from coming into contact with dirty machine components.

[0027] Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen: <tb>Fig. 1:<SEP>eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschineumfassend eine Vorreinigungsstation und eine Schleuderstation und angeordnet an einem Vier-Stationen-Ladesystem, <tb>Fig. 2:<SEP>eine Schemazeichnung eines Zwei-Stationen-Laders mit einer Schleuderstation nach dem Stand der Technik, <tb>Fig. 3:<SEP>ein Ausführungsbeispiel einer Verzahnmaschine mit einer Vorreinigungsstation und einer Schleuderstation, wie sie in der Fig. 1 gezeigt sind, <tb>Fig. 4:<SEP>ein Ausführungsbeispiel für eine Druckluftreinigungsstation zum Reinigen der Innenbohrung eines Werkstücks, <tb>Fig. 5:<SEP>eine Detailansicht für eine Druckluftreinigungsstation mit einer Druckluftlanze und einem Druckluft-Außenumfangsreiniger und <tb>Fig. 6a,b:<SEP>ein Ausführungsbeispiel für eine Schleuderstation zum Reinigen eines Werkstücks an seinem Außenumfang.Further features, details and advantages of the invention emerge from the exemplary embodiments shown in the drawing. Show: <tb> Fig. 1: <SEP> a schematic representation of a machine tool according to the invention comprising a pre-cleaning station and a centrifugal station and arranged on a four-station loading system, <tb> Fig. 2: <SEP> a schematic drawing of a two-station loader with a centrifugal station according to the state of the art, <tb> Fig. 3: <SEP> an embodiment of a gear cutting machine with a pre-cleaning station and a centrifugal station, as shown in FIG. 1, <tb> Fig. 4: <SEP> an exemplary embodiment for a compressed air cleaning station for cleaning the inner bore of a workpiece, <tb> Fig. 5: <SEP> a detailed view for a compressed air cleaning station with a compressed air lance and a compressed air external circumference cleaner and <tb> Fig. 6a, b: <SEP> an exemplary embodiment of a centrifugal station for cleaning a workpiece on its outer circumference.

[0028] Fig. 1 ist eine schematische Zeichnung einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, die als Verzahnmaschine 10 ausgebildet ist, mit einem Maschinenarbeitsraum MR, einem Bereich, in dem die Vorreinigung stattfindet VR und in einem Übergabebereich ÜR mit integrierter Schleuderstation 60. Die Werkstücke werden zur Bearbeitung in der Werkzeugmaschine von einer externen Automation oder einem Maschinenbediener über die Ladeöffnung 22 auf der Übergabeposition, welche gleichzeitig die Schleuderstation darstellt, abgelegt. Von dort werden sie mit dem internen Ladesystem, in diesem Fall einem Vier-Stationen-Ringlader 90, der sich um einen Gegenständer 80 dreht, aufgenommen und über einen, in diesem Beispiel ungenutzten Zwischenstopp, auf dem Maschinentisch 35 automatisch zur Bearbeitung gespannt. Das Bearbeitungswerkzeug 30 wird über den Bearbeitungskopf 40 durch eine Zustellbewegung des Maschinenständers 45 in Richtung der X1-Achse auf das Werkstück zugestellt und erzeugt oder bearbeitet die Verzahnung auf dem Werkstück 25. Fig. 1 is a schematic drawing of a machine tool according to the invention, which is designed as a gear cutting machine 10, with a machine work space MR, an area in which the pre-cleaning takes place VR and in a transfer area ÜR with integrated centrifugal station 60. The workpieces are for processing stored in the machine tool by an external automation system or a machine operator via the loading opening 22 on the transfer position, which at the same time represents the centrifugal station. From there they are picked up with the internal loading system, in this case a four-station ring loader 90, which rotates around an object frame 80, and automatically clamped for processing on the machine table 35 via an intermediate stop, which is not used in this example. The machining tool 30 is fed to the workpiece via the machining head 40 by an infeed movement of the machine stand 45 in the direction of the X1 axis and generates or processes the toothing on the workpiece 25.

[0029] Nach beendetem Bearbeitungsprozess werden die Werkstücke mit einem Greifer 95 durch die Greifereinsätze 96 gegriffen und nach einem 90°-Schwenk jeweils in der nächsten Station positioniert. Das Werkstück aus dem Bearbeitungsprozess kommt so in die Vorreinigungsstation, beispielsweise einer Druckluftreinigungsstation 70, und wird dort von dem Bearbeitungskühlschmiermittel vorgereinigt. Hierbei geht es vorzugsweise darum, Bereiche, die in der anschließenden Schleuderstation nur unzureichend gereinigt werden können, von Bearbeitungskühlschmiermittel zu befreien und/oder die Menge an Kühlschmiermittel, die in der Schleuderstation entfernt werden muss, schon vorher zu reduzieren, um so ein besseres Reinigungsergebnis zu erzielen. Der Vorreinigungsbereich ist dabei über eine maschineninterne Trennwand 110 mit automatisch verschließbaren Durchladeöffnungen 100 vom Bearbeitungsbereich MR getrennt. Diese Trennung verhindert zum einen, dass Kühlschmierstoff vom Bearbeitungsprozess zum Reinigungsprozess herüberspritzt, zum anderen dient dies z.B. bei Verzahnungsschleifmaschinen als Sicherheitseinrichtung, vor allem da bevorzugt alle Prozess-Schritte hauptzeitparallel stattfinden sollen (Die Taktzeitvorgabe kommt vom Bearbeitungsprozess). After the end of the machining process, the workpieces are gripped with a gripper 95 by the gripper inserts 96 and positioned in the next station after a 90 ° pivot. The workpiece from the machining process thus comes to the pre-cleaning station, for example a compressed air cleaning station 70, and is pre-cleaned there by the machining coolant. The main aim here is to remove machining coolant from areas that can only be insufficiently cleaned in the subsequent centrifugal station and / or to reduce the amount of coolant that has to be removed in the centrifugal station beforehand in order to achieve a better cleaning result achieve. The pre-cleaning area is separated from the processing area MR by a machine-internal partition 110 with automatically closable through-loading openings 100. On the one hand, this separation prevents cooling lubricant from splashing over from the machining process to the cleaning process; on the other hand, this serves e.g. in gear grinding machines as a safety device, especially since all process steps should preferably take place parallel to production (the cycle time specification comes from the machining process).

[0030] Fig. 2 zeigt den Stand der Technik, wie er beispielsweise in der DE 10 2005 043 602 offenbart wurde. Hier wird das Werkstück direkt nach dem Schleuderprozess in einer Schleuderstation abgelegt und an seinem Außenumfang gereinigt. Neben der gezeigten Version mit einem Zwei-Stationen-Lader gibt es diese Ausführung im Stand der Technik auch in verschiedenen Ausführungen mit Mehr-Stationen-Ladern. FIG. 2 shows the prior art as disclosed in DE 10 2005 043 602, for example. Here the workpiece is placed in a centrifugal station immediately after the centrifugation process and its outer circumference is cleaned. In addition to the version shown with a two-station loader, this prior art version is also available in various versions with multi-station loaders.

[0031] Fig. 3 zeigt bespielhaft eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine, die als Verzahnmaschine 10 ausgebildet ist, bei der die Sicherheitseinhausung 20 der Verzahnmaschine 10 teilweise weggelassen bzw. die Abmessung über Strichpunktlinien dargestellt wurde, um den Bereich der Reinigungseinrichtung besser zu zeigen. Bedient wird die Verzahnmaschine 10 über die Steuertafel 50. Die obere Pinole 64 für die Schleuderstation 60 steht unabhängig von der Verzahnmaschine 10 neben dieser auf dem Hallenboden. Damit wird verhindert, dass Vibrationen aus dem Schleuderprozess auf die Werkstückbearbeitung übertragen werden. Bei der Vorreinigungsstation 70 hingegen findet nur eine langsame Linearbewegung der Druckluftlanze oder des Außenumfangsreinigers statt, so dass diese problemlos am Gegenständer 80 befestigt werden kann, ohne dass sich deren Bewegung nachteilig auswirkt. Angetrieben wird die Schleuderstation von dem Motor 65, der an der unteren Konsole 69 befestigt ist. Fig. 3 shows an example of a machine tool according to the invention, which is designed as a gear cutting machine 10, in which the safety housing 20 of the gear cutting machine 10 is partially omitted or the dimension has been shown by dash-dotted lines to better show the area of the cleaning device. The gear cutting machine 10 is operated via the control panel 50. The upper quill 64 for the centrifugal station 60 is independent of the gear cutting machine 10 next to it on the hall floor. This prevents vibrations from the centrifugal process being transferred to workpiece processing. In the pre-cleaning station 70, on the other hand, there is only a slow linear movement of the compressed air lance or the outer circumference cleaner, so that it can be fastened to the object stand 80 without any problems without their movement having a disadvantageous effect. The centrifugal station is driven by the motor 65, which is attached to the lower bracket 69.

[0032] Im dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Vorreinigungsstation eine Druckluftreinigungsstation auf, welche dazu eingesetzt wird, um die Wellenbohrung des Werkstücks 25 von Kühlschmiermittel zu befreien. Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, handelt es sich bei der Druckluftreinigungsstation um eine Druckluftlanze 71, welche in die Wellenbohrung des Werkstücks 25 eingeführt werden kann, um das dort vorhandene Kühlschmiermittel durch Anblasen mit Druckluft zu entfernen. In the embodiment shown in Fig. 4, the pre-cleaning station has a compressed air cleaning station, which is used to free the shaft bore of the workpiece 25 of cooling lubricant. As can be seen in FIG. 4, the compressed air cleaning station is a compressed air lance 71 which can be inserted into the shaft bore of the workpiece 25 in order to remove the cooling lubricant present there by blowing compressed air on it.

[0033] Die Druckluftlanze 71 ist dabei über eine Verfahranordnung in die Wellenbohrung hinein und aus dieser heraus verfahrbar. Hierfür ist ein rückwärtiger Bereich der Druckluftlanze 71 an einem Schlitten 72 befestigt, welcher an einer Führung 75 linear verschieblich ist. Zum Verschieben des Schlittens 72 steht dieser mit einem Aktor - im vorliegenden Fall einem Motor 76, der über ein Winkelgetriebe 77 auf eine Zahnstange 74 wirkt, - in Verbindung und kann über diesen entlang der Führung 75 linear verschoben werden. Die Verfahrrichtung des Schlittens ist dabei parallel zur Längserstreckung der Druckluftlanze 71. The compressed air lance 71 can be moved into and out of the shaft bore via a movement arrangement. For this purpose, a rear area of the compressed air lance 71 is attached to a slide 72 which is linearly displaceable on a guide 75. To move the slide 72, it is connected to an actuator - in the present case a motor 76, which acts on a rack 74 via an angular gear 77 - and can be moved linearly along the guide 75 via this. The direction of travel of the slide is parallel to the longitudinal extension of the compressed air lance 71.

[0034] Die Druckluftlanze 71 ist dabei rohrförmig ausgeführt und weist in ihrem Inneren einen Druckluftkanal auf, welcher mit einer nicht näher dargestellten Druckluftversorgung P in Verbindung steht. Hierfür ist im Bereich der Verbindung der Druckluftlanze 71 mit der Verfahranordnung 72 eine Schnellkupplung 73 vorgesehen, über welche der Druckluftkanal im Inneren der rohrförmigen Druckluftlanze 71 mit der Druckluftversorgung in Verbindung steht. Über die Schnellkupplung können werkstückspezifische Druckluftlanzen relativ einfach gewechselt werden. The compressed air lance 71 is tubular and has a compressed air channel in its interior, which is connected to a compressed air supply P, not shown in detail. For this purpose, a quick-release coupling 73 is provided in the area of the connection between the compressed air lance 71 and the displacement arrangement 72, via which the compressed air channel inside the tubular compressed air lance 71 is connected to the compressed air supply. Workpiece-specific compressed air lances can be changed relatively easily via the quick coupling.

[0035] Die zu reinigenden Werkstücke 25 werden über den Ringlader 90 über die C3-Achse um den Gegenständer 80 herum aus dem Bearbeitungsraum herausgeschwenkt. Dazu wird das Werkstück mit den Greifereinsätzen 96 gegriffen und der Greifer wird über die Absenkführung 75 nach oben in die Schwenkstellung gefahren. Durch diese Vorgehensweise ist es möglich, beispielsweise wellenförmige Werkstücke in eine Spannvorrichtung einzufuttern. An der Vorreinigungsstation wird das Werkstück bei diesem Ausführungsbeispiel nur in Position gehalten, damit die Druckluftlanze in die Werkstückbohrung eintauchen kann. Neben der Druckluftlanze kann an dieser Position auch ein Außenumfangsreiniger angeordnet sein, der in diesem Fall dann Kühlschmiermittel am Außenumfang des Werkstücks mit Druckluft abbläst, wobei er sich linear in Richtung der Werkstückachse bewegt. The workpieces 25 to be cleaned are swiveled out of the machining area by the ring loader 90 via the C3 axis around the object stand 80. For this purpose, the workpiece is gripped with the gripper inserts 96 and the gripper is moved upwards into the pivoting position via the lowering guide 75. This procedure makes it possible, for example, to feed wave-shaped workpieces into a clamping device. In this exemplary embodiment, the workpiece is only held in position at the pre-cleaning station so that the compressed air lance can dip into the workpiece bore. In addition to the compressed air lance, an outer circumference cleaner can also be arranged at this position, which in this case then blows off cooling lubricant on the outer circumference of the workpiece with compressed air, moving linearly in the direction of the workpiece axis.

[0036] Fig. 5 zeigt eine Druckluftlanze 71 und einen Druckluftaußenumfangsreiniger 76 mit einer Ringdüse 79 beim Reinigen eines Werkstücks 25. Durch die Linearbewegung der Druckluftlanze 71 nach unten und den Aufbau des Lanzenkopfes wird mit der Druckluft das Kühlschmiermittel aus der Bohrung entlang der Innenwandung es Werkstücks nach unten geblasen. Parallel dazu kann der Außenumfangsreiniger die Außenfläche und die Zahnlücken des Werkstücks reinigen. Das Werkstück wird dabei von den Werkstückgreifern (nicht dargestellt) gehalten oder aber auf einer Werkstückaufnahme (nicht dargestellt) abgesetzt. Fig. 5 shows a compressed air lance 71 and a compressed air outer circumference cleaner 76 with an annular nozzle 79 when cleaning a workpiece 25. The linear movement of the compressed air lance 71 down and the structure of the lance head is the cooling lubricant from the bore along the inner wall of the compressed air Workpiece blown down. At the same time, the outer circumference cleaner can clean the outer surface and the gaps between the teeth of the workpiece. The workpiece is held by the workpiece grippers (not shown) or placed on a workpiece holder (not shown).

[0037] Die Schleuderstation in der Fig. 6a und 6b weist eine Werkstückspindel mit einer oberen Werkstückaufnahme 62 und einer unteren Werkstückaufnahme 63 auf, zwischen welche ein Werkstück 25 eingespannt werden kann. Die untere Werkstückspindel 63 ist über den Antrieb 65 antreibbar. Die obere Pinole 61 ist in Höhenrichtung verfahrbar an dem Ständer 64 angeordnet. Hierfür ist die Pinole 61 an einer Führung des Ständers 64 linear verschieblich angeordnet und kann über einen Aktor (nicht dargestellt), im Ausführungsbeispiel einen Elektromotor, in der Höhe verstellt werden. The centrifugal station in FIGS. 6a and 6b has a workpiece spindle with an upper workpiece holder 62 and a lower workpiece holder 63, between which a workpiece 25 can be clamped. The lower workpiece spindle 63 can be driven via the drive 65. The upper quill 61 is arranged on the stand 64 such that it can be moved in the vertical direction. For this purpose, the quill 61 is arranged linearly displaceably on a guide of the stand 64 and can be adjusted in height via an actuator (not shown), in the exemplary embodiment an electric motor.

[0038] Ein Werkstück kann in der Werkstückspindel dadurch aufgenommen werden, dass das Werkstück mit den Greifern 95 auf die untere Werkstückaufnahme 63 aufgesetzt und anschließend die obere Werkstückaufnahme 62 zusammen mit der Pinole 61 so lange nach unten bewegt wird, bis Kontakt mit der Werkstückoberseite besteht. Das Werkstück 25 steht dabei bevorzugt reibschlüssig mit der unteren Werkstückaufnahme 63 in Verbindung und kann hierdurch über den Antrieb 65 in Rotation versetzt werden. A workpiece can be received in the workpiece spindle by placing the workpiece with the grippers 95 on the lower workpiece holder 63 and then moving the upper workpiece holder 62 together with the quill 61 down until there is contact with the upper side of the workpiece . The workpiece 25 is preferably frictionally connected to the lower workpiece holder 63 and can thereby be set in rotation via the drive 65.

[0039] Vorteilhafterweise wird das Werkstück 25 dabei im Schleuderbetrieb mit einer Drehzahl zwischen 500 Umdrehungen pro Minute und 5000 Umdrehungen pro Minute gedreht, um noch am Außenumfang des Werkstücks anhaftende Kühlschmiermittelreste zu entfernen. Advantageously, the workpiece 25 is rotated in spinning mode at a speed between 500 revolutions per minute and 5000 revolutions per minute in order to remove cooling lubricant residues still adhering to the outer circumference of the workpiece.

[0040] Die Greifereinsätze 96 sind dabei, wie in diese Ausführung dargestellt, nach hinten weggeschwenkt. Greifereinsätze, die nicht klappbar sind, können auch unter die Unterkante des Werkstücks abgesenkt werden. The gripper inserts 96 are, as shown in this embodiment, pivoted away to the rear. Gripper inserts that cannot be folded can also be lowered under the lower edge of the workpiece.

[0041] Beim anschließenden Be- und Entladevorgang ist es ebenfalls vorteilhaft, die Greifereinsätze nicht im Bereich des Werkstücks stehen zu lassen, so dass ein Herabtropfen von Kühlschmierstoff von den Greifereinsätzen auf das gereinigte Werkstück verhindert werden kann. During the subsequent loading and unloading process, it is also advantageous not to leave the gripper inserts in the area of the workpiece so that cooling lubricant can be prevented from dripping from the gripper inserts onto the cleaned workpiece.

Claims

1. Machine tool (10), in particular a gear cutting machine, with a loading system (90) for transporting a workpiece (25) from a machine loading and unloading station to a processing station and, after processing, back to the machine loading and unloading station, the loading system (90) can move to at least three positions within the machine tool (10), and with a centrifugal station (60) for removing machining fluid adhering to the outside of the workpiece, characterized, that the machine tool (10) comprises at least one pre-cleaning station (70) for pre-cleaning the workpiece (25), preferably on its inner contour.

2. Machine tool (10) according to claim 1, characterized in that the loading system (90) is designed as a ring loader with a pivot axis or as a loading portal with a linear loading axis.

3. Machine tool (10) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the pre-cleaning station (70) as a compressed air cleaning station with at least one linear axis for moving at least one cleaning nozzle parallel to a workpiece center axis around which the workpiece (25) is rotated in the cleaning process is executed.

4. Machine tool (10) according to claim 3, characterized in that the compressed air cleaning station (70) is equipped with a compressed air lance (71), in the head area of which the cleaning nozzle is arranged, for cleaning the inner contour of the workpiece.

5. Machine tool (10) according to claim 3 or 4, characterized in that the compressed air cleaning station (70) has a control device with which the travel speed and / or the pressure of the compressed air can be controlled depending on the workpiece contour.

6. Machine tool (10) according to one of the preceding claims, characterized in that between the processing station for the workpiece (25) and the pre-cleaning station (70) a splash-proof partition (110) with at least one automatically closable through-loading opening (100) is arranged, wherein the at least one automatically closable through-loading opening (100) can be opened automatically when the workpiece is changed, so that the loading system (90) can automatically exchange the workpiece (25) in the processing area.

7. Machine tool according to claim 4, characterized in that the compressed air cleaning station (70) is designed with a compressed air outer circumference cleaner (76) with an annular nozzle (79).

8. Machine tool (10) according to claim 7, characterized in that the compressed air lance (71) and / or the compressed air outer circumference cleaner (76) are designed as an interchangeable part, so that the compressed air cleaning station (70) can be individually adapted to the workpiece dimensions, the interchangeable parts with are equipped with a quick-change connection.