DE102012111355B4

DE102012111355B4 - Flüssigkeitsausstoßvorrichtung

Info

Publication number: DE102012111355B4
Application number: DE102012111355.6A
Authority: DE
Inventors: Makoto Shirahama; Yoshikazu Nakamaru
Original assignee: MinebeaMitsumi Inc
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2011-11-25
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2021-10-21
Anticipated expiration: 2032-11-24
Also published as: DE102012111355A1; US20130134238A1; CN103128597A; CN103128597B; JP5792142B2; US9193088B2; JP2013129054A

Abstract

Flüssigkeitsausstoßvorrichtung (1) mit einer Schneidflüssigkeitsspritzdüse (10), die während der Bearbeitung eines Werkstücks (61) mit einer Werkzeugmaschine (60) das an der Werkzeugmaschine vorgesehene Werkzeug (51) und/oder das Werkstück (61) mit Schneidflüssigkeit (90) versorgt,einem Antriebsmotor (21), mit welchem der Spritzwinkel der Schneidflüssigkeitsspritzdüse regulierbar ist, undeiner Steuerungseinrichtung (30) zur Steuerung des Antriebsmotors, wobei mit der Steuerungseinrichtung eine Steuerung eines Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus möglich ist, bei welchem Schneidspäne entfernt werden,dadurch gekennzeichnet, dass im Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus innerhalb des Regulierungsbereiches des Spritzwinkels die Winkelbewegungsgeschwindigkeit der Schneidflüssigkeitsspritzdüse (10) verändert wird.

Description

[Technisches Gebiet der Erfindung]
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsausstoßvorrichtung zum Entfernen von Schneidspänen, die am Werkzeug einer Werkzeugmaschine, beispielsweise einer NC-Drehbank, einer Fräsmaschine, einer Bohrmaschine oder dergleichen bzw. an einem zu bearbeitenden Werkstück hängengeblieben sind.
Technischer Hintergrund der Erfindung
Flüssigkeitsausstoßvorrichtungen zum Entfernen von Schneidspänen, die am Werkzeug einer Werkzeugmaschine, beispielsweise einer NC-Drehbank, einer Fräsmaschine, einer Bohrmaschine oder dergleichen bzw. an einem Werkstück hängengeblieben sind, sind herkömmlich bekannt (siehe z. B. Offenlegungsschrift JP08243876A ). Der Aufbau dieser Flüssigkeitsausstoßvorrichtung weist eine Kühlmittelversorgungsdüse und einen Motor auf, der die Kühlmittelversorgungsdüse drehend antreibt.
[Übersicht der Erfindung]
[Die durch die Erfindung zu lösende Aufgabe]
Mit der oben genannten Flüssigkeitsausstoßvorrichtung werden die am Werkzeug einer Werkzeugmaschine und/oder am Werkstück hängen- gebliebenen Schneidspäne entfernt, indem die Kühlmittelversorgungsdüse drehend angetrieben und das Werkzeug und/oder das Werkstück mit der Schneidflüssigkeit versorgt wird. Wenn jedoch Schneidspäne mit komplizierter Form sich um das Werkzeug oder Werkstück schlingen oder sich am Werkzeug oder Werkstück verfangen, muss die Werkzeugmaschine einschließlich der Flüssigkeitsausstoßvorrichtung einmal gestoppt werden, wonach der Arbeiter diese Späne mit eigener Hand entfernen muss, was zusätzliche Arbeit bedeutet. Daher kann die Werkzeugmaschine nicht durchgehend betrieben werden, und es entsteht das Problem, dass eine Verkürzung der Bearbeitungszeit nicht ersichtlich ist.
In dieser Hinsicht sind Flüssigkeitsausstoßvorrichtungen bekannt, bei welchen, auch wenn Schneidspäne am Werkzeug oder Werkstück hängenbleiben, diese entfernt werden können, ohne dass die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung oder die Werkzeugmaschine gestoppt wird (siehe z. B. Offenlegungsschrift JP10118884A ). Der Aufbau dieser Flüssigkeitsausstoßvorrichtung weist eine Kühlmittelversorgungsdüse auf, sowie einen Motor, der die Kühlmittelversorgungsdüse drehend antreibt, und eine Pumpe für die Schneidflüssigkeitsversorgung. Bei dieser Flüssigkeitsausstoßvorrichtung wird die Kühlmittelversorgungsdüse drehend angetrieben und der Spritzdruck der Schneidflüssigkeit reguliert, indem der Pumpendruck reguliert wird, wodurch somit die Schneidspäne entfernt werden. Jedoch benötigt diese Flüssigkeitsausstoßvorrichtung eine aufwändige Pumpe, um den Spritzdruck der Schneidflüssigkeit zu regulieren, und es entsteht das Problem, dass sich die Ausrüstungskosten steigern und somit eine Kosteneinsparung nicht ersichtlich ist.
In 5 ist ein schematisches Blockdiagramm dargestellt, welches einen allgemeinen Aufbau einer solchen herkömmlichen Schneidflüssigkeitsausstoßvorrichtung 5 zeigt. Die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung 5 ist ein System, welches ein Werkzeug 51 einer Werkzeugmaschine, bestehend aus einer NC-Drehbank 60 mit einer Schneidflüssigkeit 90, die auch als Kühlmittel dient (weiterhin einfach als „Schneidflüssigkeit 90“ bezeichnet), versorgt, und die am Werkzeug 51 der Werkzeugmaschine hängengebliebenen Schneidspäne entfernt. Die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung 5 verfügt weiterhin über ein Schneidflüssigkeitsversorgungssystem 20, welches durch den Drehantrieb der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10, welche die Schneidflüssigkeit 90 spritzt, die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse innerhalb eines festgesetzten Winkelbereichs in einer bestimmten Geschwindigkeit Vo bewegt, und eine Steuerungseinrichtung 30, welche den Antrieb des in dem Schneidflüssigkeitsversorgungssystem 20 eingebauten Motors sowie das Spritzen der Schneidflüssigkeit 90 steuert. Das Werkzeug 51 ist im Werkzeughalter 50 gehalten.
Da bei dieser Flüssigkeitsausstoßvorrichtung 5 die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse innerhalb eines festgesetzten Winkelbereichs mit einer bestimmten Geschwindigkeit Vo bewegt wird, kann es trotz eines Spritzens der Schneidflüssigkeit auf das Werkzeug 51 passieren, dass die durch das Schneiden des Werkstücks 61 mit dem Werkzeug 51 entstandenen Schneidspäne mit komplizierter Form sich um das Werkzeug verfangen und somit nicht mehr entfernt werden können.
Ziel der Erfindung ist es, eine kostengünstige Flüssigkeitsausstoßvorrichtung bereitzustellen, bei welcher die am Werkzeug einer Werkzeugmaschine und/oder an einem Werkstück hängengebliebenen Schneidspäne effektiv entfernt werden können.
[Mittel zur Lösung der Aufgabe]
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe weist die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 1 eine Schneidflüssigkeitsspritzdüse auf, die während der Bearbeitung eines Werkstücks mit einer Werkzeugmaschine das an der Werkzeugmaschine vorgesehene Werkzeug und/oder das Werkstück mit Schneidflüssigkeit versorgt, einen Antriebsmotor, mit welchem der Spritzwinkel der Schneidflüssigkeitsspritzdüse regulierbar ist, und eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Antriebsmotors, wobei mit der Steuerungseinrichtung eine Steuerung eines Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus möglich ist, bei welchem die Schneidspäne entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, dass im Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus innerhalb des Regulierungsbereiches des Spritzwinkels die Winkelbewegungsgeschwindigkeit der Schneidflüssigkeitsspritzdüse verändert wird.
Dadurch, dass die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 1 einen solchen Aufbau aufweist, können die Schneidspäne mit komplizierter Form, die sich um Werkzeug oder Werkstück geschlungen haben, innerhalb einer kurzen Zeit in einem Zug entfernt werden, ohne dass der Arbeiter eingreifen muss. Dadurch können Schneidspäne, die sich am Werkzeug und/oder Werkstück verwickelt oder verfangen haben, effektiv entfernt werden, auch wenn Werkzeug und/oder Werkstück unterschiedlich geformt oder aus verschiedenartigem Material hergestellt sind. Somit entfällt der aufwändige Arbeitsgang, bei welchem der Arbeiter die Werkzeugmaschine einschließlich der Flüssigkeitsausstoßvorrichtung einmal stoppen muss, um die Schneidspäne mit der Hand zu entfernen, wie es in der Patentschrift 1 dargestellt ist. Hierdurch kann eine Verkürzung der Bearbeitungszeit erreicht werden, da die Werkzeugmaschine durchgehend betrieben werden kann.
Ferner ist eine aufwändige Ausrüstung, wie zum Beispiel eine Pumpe, um den Spritzdruck der Schneidflüssigkeit zu regulieren, nicht notwendig, wie es im oben genannten letzteren Stand der Technik der Fall war. Weiterhin muss auch die Fließgeschwindigkeit der Schneidflüssigkeit nicht aktiv geändert werden und es wird kein kompliziertes System mit einem Fließmengen-Steuerventil und einer zugehörigen Steuerung, wie es für die Kontrolle der Fließgeschwindigkeit der Schneidflüssigkeit nötig wäre, benötigt. Somit können die Herstellungskosten der Flüssigkeitsausstoßvorrichtung reduziert werden.
Zudem ändern sich Größe und/oder Richtung der Spritzkraft der aus der Schneidflüssigkeitsspritzdüse gespritzten Schneidflüssigkeit augenblicklich. Somit ist es möglich, die Schneidspäne mit komplizierter Form, die sich um Werkzeug oder Werkstück geschlungen haben, zu entfernen.
Ferner ist die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 2 in Bezug auf die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass Schneidspäne am Werkzeug und/oder am Werkstück hängengeblieben sind, der Spritzwinkel der Schneidflüssigkeitsspritzdüse, bei welchem die Schneidflüssigkeit die hängengebliebenen Schneidspäne berührt, als Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt genommen wird, und in der Nähe dieses Geschwindigkeits-Umschaltungspunkts sich die Winkelbewegungsgeschwindigkeit ändert.
Dadurch, dass die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 2 einen solchen Aufbau aufweist, können dadurch, dass sich Größe und/oder Richtung der Spritzkraft der Schneidflüssigkeit in der Nähe der am Werkzeug und/oder Werkstück verwickelten oder verfangenen Schneidspäne augenblicklich ändert, die an verschiedenen Werkzeugen und/oder Werkstücken hängengebliebenen Schneidspäne effektiver entfernt werden.
Ferner ist die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 3 in Bezug auf die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebs-Startpunkt, bei welchem die Schneidflüssigkeitsspritzdüse den Betrieb startet, und der Betriebs-Endpunkt, bei welchem die Schneidflüssigkeitsspritzdüse den Betrieb beendet, und der Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt und die Winkelbewegungsgeschwindigkeit und die Wiederholungszahl des Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus vorher an der Steuerungseinrichtung eingestellt werden können.
Dadurch, dass die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 3 einen solchen Aufbau aufweist, können Betriebs-Startpunkt, Betriebs-Endpunkt und Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt der Schneidflüssigkeitsspritzdüse je nach Form und Material des Werkzeugs und/oder des Werkstücks an der Steuerungseinrichtung einfach eingestellt werden, um eine optimale Bedingung zu erreichen, so dass die Schneidspäne am effektivsten entfernt werden können. Ferner können je nach Art und/oder Menge der zu entfernenden Schneidspäne die Winkelbewegungsgeschwindigkeit und die Wiederholungszahl an der Steuerungseinrichtung einfach eingestellt werden, um eine optimale Bedingung zu erreichen. Daher kann bei abwechselnder Benutzung von verschiedenen Werkzeugen und/oder Werkstücken die Zeit für die Regulierung bezüglich der verschiedenartigen Bedingungen für die Schneidspanentfernung verkürzt werden, wodurch die Bearbeitungseffizienz gesteigert wird und die Produktivität erhöht wird.
Ferner ist die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 4 in Bezug auf die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass betreffend der Schneidflüssigkeitsspritzdüse, eine erste Geschwindigkeit definiert ist vom Betriebs-Startpunkt zum Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt und eine zweite Geschwindigkeit definiert ist vom Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt zum Betriebs-Endpunkt, wobei die erste Geschwindigkeit und die zweite Geschwindigkeit relativ unterschiedliche Geschwindigkeiten sind.
Dadurch, dass die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 4 einen solchen Aufbau aufweist, kann an der Steuerungseinrichtung mühelos eingestellt werden, und es ist eine Entfernung der Schneidspäne möglich, entsprechend den Schneidspänen, welche am Werkzeug und/oder Werkstück mit verschiedenartiger Form und/oder Material hängengeblieben sind.
Ferner ist die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 5 in Bezug auf die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelbewegungsgeschwindigkeit der Schneidflüssigkeitsspritzdüse allmählich reduziert wird, je mehr sich die Schneidflüssigkeitsspritzdüse dem Betriebs-Endpunkt nähert.
Dadurch, dass die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 5 einen solchen Aufbau aufweist, kann die Gefahr einer Beschädigung des Motors und/oder des Systems vermieden werden, da Motor und/oder System nicht übermäßig belastet werden.
Ferner ist die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 6 in Bezug auf die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 3 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidflüssigkeitsspritzdüse eine Hin- und Herbewegung durchführen kann, wobei in der Steuerungseinrichtung des Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus, wenn im Hinweg die Schneidflüssigkeitsspritzdüse den Betriebs-Endpunkt erreicht hat, im Rückweg der Betriebs-Startpunkt des Hinwegs durch den Betriebs-Endpunkt, und der Betriebs-Endpunkt des Hinwegs durch den Betriebs-Startpunkt jeweils ersetzt wird, und somit die Schneidflüssigkeitsspritzdüse eine Hin- und Herbewegung durchführt.
Dadurch, dass die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 6 einen solchen Aufbau aufweist, kann der Übergang vom Hinweg zum Rückweg harmonisch durchgeführt werden, wobei die Schneidspäne in einer kürzeren Zeit entfernt werden können.
[Wirkung der Erfindung]
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine kostengünstige Flüssigkeitsausstoßvorrichtung bereitgestellt werden, bei welcher die am Werkzeug einer Werkzeugmaschine und/oder an einem Werkstück hängengebliebenen Schneidspäne effektiv entfernt werden können.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitsausstoßvorrichtung zeigt.
2 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Betrieb des Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus der in 1 gezeigten Flüssigkeitsausstoßvorrichtung erklärt.
3a und 3b sind Figuren zur Erklärung für den Betrieb des Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus der in 1 gezeigten Flüssigkeitsausstoßvorrichtung, mit denen die Bewegung vom Betriebs-Startpunkt der Düsenspitze (Ps in 3a und 3b) zum Betriebs-Endpunkt der Düsenspitze (Pe in 3a und 3b) erklärt wird.
4 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Betrieb eines bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß einer Ausführungsform erklärt.
5 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches den Aufbau einer herkömmlichen Flüssigkeitsausstoßvorrichtung zeigt.
6 zeigt eine erste Betriebseigenschaft der Schneidflüssigkeitsspritzdüse gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
7 zeigt eine zweite Betriebseigenschaft der Schneidflüssigkeitsspritzdüse gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
8 zeigt eine dritte Betriebseigenschaft der Schneidflüssigkeitsspritzdüse gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
9 zeigt eine vierte Betriebseigenschaft der Schneidflüssigkeitsspritzdüse gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
10 zeigt eine fünfte Betriebseigenschaft der Schneidflüssigkeitsspritzdüse gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
11 zeigt eine sechste Betriebseigenschaft der Schneidflüssigkeitsspritzdüse gemäß der vorliegenden Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsform der Erfindung
Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Flüssigkeitsausstoßvorrichtung anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren näher beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht einer Flüssigkeitsausstoßvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung 1 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein System, welches ein Werkzeug 51, das an eine NC-Drehbank 60, eine Art einer Werkzeugmaschine, montiert ist, mit einer Schneidflüssigkeit 90, die auch als Kühlmittel dient (weiterhin einfach als „Schneidflüssigkeit 90“ bezeichnet), versorgt, und die am Werkzeug 51 der NC-Drehbank 60 hängengebliebenen Schneidspäne 65 (siehe 3a und 3b) entfernt.
Die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung 1 weist eine Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 auf, welche die Schneidflüssigkeit 90 spritzt, und einen Motor 21, der die Richtung der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 ändert, ein Schneidflüssigkeitsversorgungssystem 20, welches die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 innerhalb eines festgesetzten Winkelbereichs bewegt, und eine Steuerungseinrichtung 30, welche den Antrieb des Motors 21 und die Umschaltung des Betriebsmodus sowie das Spritzen der Schneidflüssigkeit 90 steuert. Die Steuerungseinrichtung 30 weist eine Motor-Antriebsschaltung 31 für den Motor 21, eine Motorsteuerung 32 und eine Werkzeugmaschinensteuerung 33 auf.
Die Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 ist an ihrem Ende über ein Schneidflüssigkeitsversorgungssystem 20 an eine hier nicht dargestellte Schneidflüssigkeitsversorgungsquelle angeschlossen, wobei die von dem Schneidflüssigkeitsversorgungssystem 20 gelieferte Schneidflüssigkeit 90 an das Werkzeug 51 gespritzt wird. Durch den Antrieb des Motors 21 ändert die Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 innerhalb eines festgesetzten Winkelbereichs ihre Richtung, wobei infolge dessen die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse sich innerhalb der festgesetzten Winkelbewegungsgeschwindigkeit bewegt. In einem nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Geschwindigkeit an der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse als Winkelbewegungsgeschwindigkeit betrachtet. Ferner gilt für die Winkelbewegungsgeschwindigkeit V an der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse: $V = ω \times r$
wobei ω die Winkelgeschwindigkeit der durch den Motor 21 drehend angetriebenen Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 darstellt, und r die Entfernung zwischen dem Drehmittelpunkt der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 und der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse.
Der Motor 21 ist im Gehäuse der Flüssigkeitsausstoßvorrichtung 1 montiert und wird angetrieben durch ein Befehlssignal von der Steuerungseinrichtung 30 und durch die Stromversorgung. In dieser Ausführungsform wird ein Gleichstrommotor verwendet. Der Gleichstrommotor in dieser Ausführungsform kann sowohl ein Bürstenmotor als auch ein bürstenloser Motor sein. Andererseits ist es möglich, anstatt eines Gleichstrommotors, wie er in dieser Ausführungsform verwendet wird, einen Servomotor oder einen Schrittmotor zu verwenden.
Die Steuerungseinrichtung 30 besitzt eine Motor-Antriebsschaltung 31, die den Motor 21 mit einem Antriebsstrom versorgt, eine Motorsteuerung 32, die der Motor- Antriebsschaltung 31 ein Antriebssteuersignal sendet und den Antrieb des Motors 21 steuert, und eine Werkzeugmaschinensteuerung 33, die anhand des Schneidflüssigkeitsversorgungsmodus die Betriebssteuerung der NC-Drehbank 60 durchführt und das Umschalten zwischen dem Schneidflüssigkeitsversorgungsmodus und dem Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus durchführt und auch das Spritzen der Schneidflüssigkeit während des Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus steuert. Allerdings ist in der 1 von der Werkzeugmaschinensteuerung 33 nur ein Teil gezeigt, welcher die Funktion, mit welcher die vorliegende Erfindung durchgeführt wird, beinhaltet. Mit dem Schneidflüssigkeitsversorgungsmodus ist ein Modus gemeint, bei welchem von der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10, entweder im Stillstand oder in einer Hin- und Herbewegung der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 innerhalb eines festgesetzten Winkelbereichs, eine Schneidflüssigkeit 90 gespritzt wird. Mit dem Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus ist ein Modus gemeint, bei welchem die Schneidspäne, die sich am Werkzeug und/oder Werkstück verwickelt oder verfangen haben, effektiv vom Werkzeug und/oder Werkstück entfernt werden. Das Betriebsprinzip des Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus wird später erklärt.
Ferner besitzt die Motorsteuerung 32 in 1 einen Speicher, in welchem die für das Entfernen von Schneidspänen benötigten verschiedenen Einstellwerte, beispielsweise der Betriebs-Startpunkt und der Betriebs-Endpunkt der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse, der Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt, die erste Geschwindigkeit V1 und die zweite Geschwindigkeit V2 und die Wiederholungszahl der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 im Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus gespeichert sind. Mit der ersten Geschwindigkeit V1 und der zweiten Geschwindigkeit V2 ist die Winkelbewegungsgeschwindigkeit der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse gemeint. Ferner hat die Motorsteuerung 32 auch die Aufgabe, die Drehzahl des Motors 21 (die Drehung der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 in einer festgesetzten Winkelgeschwindigkeit) zu steuern. Andererseits verhält es sich bei der Werkzeugmaschinensteuerung 33 so, dass abgesehen von der für die Bedienung der NC-Drehbank 60 benötigten Steuerung, die Wahlsignale des Betriebsmodus in Bezug auf den Schneidflüssigkeitsversorgungsmodus und den Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus und die Befehlssignale für den Beginn und den Abschluss der jeweiligen Modi an die Motorsteuerung 32 geliefert werden.
Als nächstes folgt eine Erklärung zum Betriebsprinzip des Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus mittels der Flüssigkeitsausstoßvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform anhand eines Ablaufdiagramms. 2 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Betrieb des Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus der in 1 gezeigten Flüssigkeitsausstoßvorrichtung 1 erklärt. Ehe nun der Betrieb anhand des Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus vorgenommen wird, sind die oben genannten verschiedenen Einstellwerte, d.h. beispielsweise der Betriebs-Startpunkt und der Betriebs-Endpunkt, der Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt, die Winkelbewegungsgeschwindigkeit und/oder die Tafelwerte eines bevorzugten Beispiels einer Ausführungsform, welche später erklärt werden, vorher in den Speicher der Motorsteuerung 32 zu speichern.
Wenn nun der Modus der Flüssigkeitsausstoßvorrichtung 1 nach einer Ausführungsform vom Schneidflüssigkeitsversorgungsmodus in den Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus umgeschaltet wird, beginnt der Betrieb der Funktion für die Entfernung der Schneidspäne (Schritt S10). Anschließend wird der Motor 21 angetrieben und somit die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse innerhalb der bestimmten Winkelbewegungsgeschwindigkeit bis zum Betriebs-Startpunkt bewegt (Schritt S11). Anschließend werden die vorher in den Speicher der Motorsteuerung 32 eingestellten Winkelbewegungsgeschwindigkeiten (die erste Geschwindigkeit V1, bei welcher sich die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse mit niedriger Geschwindigkeit dreht, und die zweite Geschwindigkeit V2, bei welcher sich die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse mit hoher Geschwindigkeit dreht) aus der Steuerschaltung der Motorsteuerung 32 ausgelesen (Schritt S12). Danach wird der Antrieb des Motors gestartet, so dass sich die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse mit der ersten Geschwindigkeit V1 bewegt, bei welcher sie sich mit niedriger Geschwindigkeit dreht, während sie eine bestimmte Menge von Schneidflüssigkeit spritzt (Schritt S13). Anschließend wird beurteilt, ob die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse den Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt Pc erreicht hat oder nicht erreicht hat (Schritt S14). Falls nun die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse den Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt Pc nicht erreicht hat, wird der Antrieb des Motors 21 fortgesetzt, so dass sich die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse unter Aufrechterhaltung der niedrigen ersten Geschwindigkeit V1 bewegt (Schritt S15). Falls andererseits die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse den Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt Pc erreicht hat, wird der Motor so angetrieben, dass sich die Drehzahl des Motors 21 steigert, so dass die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse sich mit der zweiten Geschwindigkeit, d. h. der hohen Geschwindigkeit, bewegt (Schritt S16). Somit wird nun die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse mit der hohen Winkelbewegungsgeschwindigkeit V2 bewegt. Auch während der Bewegung der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 wird eine bestimmte Menge von Schneidflüssigkeit von der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse auf das Werkzeug 51 gespritzt. Anschließend wird beurteilt, ob die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse den Betriebs-Endpunkt erreicht hat oder nicht erreicht hat (Schritt S17). Falls nun die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse den Betriebs-Endpunkt nicht erreicht hat, wird der Antrieb des Motors fortgesetzt, ohne dass die Drehzahl des Motors 21 geändert wird, so dass sich die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse mit der zweiten Geschwindigkeit V2 bewegt, welche die hohe Geschwindigkeit ist (Schritt S18). Falls andererseits die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse den Betriebs-Endpunkt erreicht hat, wird der Antrieb des Motors 21 gestoppt und die Bewegungsroutine der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse in die eine Richtung beendet (Schritt S19).
Anschließend wird eine Form eines praktischen Betriebs der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erklärt. Die 3a und 3b sind Figuren zur Erklärung des Betriebs des Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus der in 1 gezeigten Flüssigkeitsausstoßvorrichtung 1. 3a ist eine Figur, welche die Bewegung der Spitze 10a der Düse vom Betriebs-Startpunkt (die in 3a mit gestrichelten Linien dargestellte Position Ps der Spitze der Düse) bis zum Betriebs-Endpunkt (die in 3a mit nicht unterbrochenen Linien dargestellte Position Pe der Spitze der Düse) erklärt, wobei in 3b die Rückbewegung der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 gezeigt ist.
Das Werkstück 61, welches in dem Spannfutter 62 der NC-Drehbank 60 eingespannt ist, dreht sich infolge einer Drehbewegung des Spannfutters 62. Ferner wird das Werkzeug 51, welches in der Werkzeughalterung 50 der NC-Drehbank 60 gehalten ist, an das sich drehende Werkstück 61 gedrückt und schneidet das Werkstück 61 in die gewünschte Form. Bei diesem Bearbeitungsvorgang bleiben feine Schneidspäne und/oder Schneidspäne 65 mit komplizierter Form am Werkzeug 51 hängen. Allerdings werden feine Schneidspäne durch die während des Bearbeitungsvorgangs gelieferte Schneidflüssigkeit 90 entfernt, wobei jedoch die wegen ihrer komplizierten Form sich am Werkzeug 51 verfangenen Schneidspäne 65 unter Umständen am Werkzeug 51 hängenbleiben, auch wenn die Schneidflüssigkeit 90 das Werkzeug 51 kräftig trifft.
In dieser Ausführungsform verhält es sich so, dass, nachdem das Werkstück 61 bestimmte Male (bestimmte Zeit) bearbeitet worden ist, die Werkzeugmaschinensteuerung 33 so steuert, dass automatisch vom Schneidflüssigkeitsversorgungsmodus in den Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus umgeschaltet wird (automatische Modus-Umschaltung). Es ist andererseits auch möglich, dass das Umschalten vom Schneidflüssigkeitsversorgungsmodus in den Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus geschieht, nachdem bis zu einem gewissen Ausmaß gearbeitet worden ist und eine gewisse Menge an Schneidspänen 65 am Werkzeug 51 hängengeblieben sind oder der Arbeiter das Hängenbleiben von Spänen 65 mit eigenen Augen festgestellt hat (manuelle Modusumschaltung). In den 3a und 3b wird gezeigt, dass bei dieser Modusumschaltung das mit einer strichpunktierten Linie dargestellte Werkstück 61 aus dem Spannfutter 62 der NC-Drehbank 60 herausragt, wobei es aber auch möglich ist, die automatische Modusumschaltung oder die manuelle Modusumschaltung durchzuführen, ohne dass das Werkstück 61 aus dem Spannfutter 62 herausragt.
Nach dem Übergang in den Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus treibt die Motor-Antriebsschaltung 31 den Motor 21 anhand vom Signal von der Motorsteuerung 32 an, und die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse wird zum Betriebs-Startpunkt Ps bewegt (entsprechend dem Schritt S11 in 2). Zu der in 3a dargestellten Hinbewegung ist zu erläutern, dass der Betriebs-Startpunkt Ps eine Position definiert, bei welcher die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse auf die Seite der Spitze des Werkzeugs 51 gerichtet ist, und dass der Betriebs-Endpunkt Pe der Düse eine Position definiert, bei welcher die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse auf die Seite des Halters des Werkzeugs 51 (die Seite, bei welcher das Werkzeug 51 in der Werkzeughalterung 50 eingespannt ist) gerichtet ist. Ferner definiert der Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt Pc eine Position, bei welcher die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse so ausgerichtet ist, dass die Schneidflüssigkeit 90 auf die Schneidspäne trifft, die auf der Mitte der Längsrichtung des Werkzeugs 51 hängengeblieben sind.
In der Hinbewegung dieser Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse, wie sie in 3a dargestellt ist, wird die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse mit der niedrigen ersten Geschwindigkeit V1 vom Betriebs- Startpunkt Ps der Düse bis zum Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt Pc bewegt. Dies entspricht den in 2 dargestellten Schritten S13 bis S15. Nun wird, wenn die Spitze 10a der Düse den Geschwindigkeits- Umschaltungspunkt Pc erreicht hat, die Winkelbewegungsgeschwindigkeit der Spitze 10a der Düse in die schnelle Geschwindigkeit V2 geändert. Anschließend wird die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse mit der schnellen zweiten Geschwindigkeit V2 vom Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt Pc bis zum Betriebs-Endpunkt Pe bewegt. Dies entspricht den in 2 dargestellten Schritten S16 bis S18. Die Winkelbewegungsgeschwindigkeit der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse am Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt Pc ist ohne Unterbrechung zu ändern. Somit kann die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse fortlaufend vom Betriebs-Startpunkt Ps zum Betriebs-Endpunkt Pe bewegt werden, während eine bestimmte Menge von Schneidflüssigkeit 90 gespritzt wird. Wenn die Spitze 10a der Düse den Betriebs-Endpunkt Pe erreicht hat, wird der Antrieb des Motors gestoppt und die Hinbewegung der Spitze 10a der Düse beendet. Dies entspricht den in 2 dargestellten Schritten S17 und S18. Betreffs der oben erläuterten Routine entspricht das in 2 gezeigte Ablaufdiagramm der Bewegung der Schneidflüssigkeitsspritzdüse in eine Richtung (Hinbewegung), vom Betriebs-Startpunkt Ps bis zum Betriebs-Endpunkt Pe.
Anschließend folgt eine Erklärung zur Rückbewegung. Wenn die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse den Betriebs-Endpunkt Pe erreicht hat, wird der Betriebs-Endpunkt Pe durch den Betriebs-Startpunkt Ps ersetzt. Daher wird in der in 3b dargestellten Rückbewegung, im Gegensatz zur Hinbewegung, der Betriebs-Startpunkt Ps als Position definiert, in welcher die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse auf die Seite des Halters des Werkzeugs 51 gerichtet ist, und der Betriebs-Endpunkt Pe als Position definiert, in welcher die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse auf die Seite der Spitze des Werkzeugs 51 gerichtet ist. Ferner definiert der Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt Pc eine Position, genauso wie beim Hinweg, bei welcher die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse so ausgerichtet ist, dass die Schneidflüssigkeit 90 auf die Schneidspäne trifft, die auf der Mitte der Längsrichtung des Werkzeugs 51 hängengeblieben sind. Auf dem Rückweg wird nun unter Ersetzung des Betriebs-Startpunkts Ps und des Betriebs-Endpunkts Pe der Hinbewegung die gleiche Betriebssteuerung durchgeführt, wie sie in der Hinbewegung durchgeführt wird. Daher wird das Betriebsprinzip der Rückbewegung nicht noch einmal erklärt.
Wenn nun in der Rückbewegung die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse den Betriebs-Endpunkts Pe erreicht hat, wird abermals der Betriebs-Endpunkt Pe durch den Betriebs-Startpunkt Ps ersetzt und die Hinbewegung der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse begonnen.
Somit wird eine Hin- und Herbewegung der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse zwischen Betriebs-Startpunkt Ps und Betriebs- Endpunkts Pe so viele Mal, wie in der Steuerungseinrichtung 30 eingestellt, durchgeführt.
Allerdings verhält es sich in dieser Ausführungsform so, dass während der Hin- und Herbewegung der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse die Menge der aus der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse gespritzten Schneidflüssigkeit 90 stets gleich ist.
Anschließend wird der Effekt der vorliegenden Ausführungsform anhand der 6 erklärt. Die 6 zeigt eine erste Betriebseigenschaft der Schneidflüssigkeitsspritzdüse gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Neben dem Betrieb gemäß des Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus ist für den Vergleich auch der Betrieb des Schneidflüssigkeitsversorgungsmodus mit gestrichelten Linien dargestellt (gleicherweise auch in den 9 und 10). Dadurch, dass die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen solchen Aufbau aufweist, ändert sich am Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt Pc die Winkelbewegungsgeschwindigkeit der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse von der niedrigen ersten Geschwindigkeit V1 in die hohe zweite Geschwindigkeit V2 in einem Augenblick, und es wird beschleunigt. Daraufhin ändern sich Größe und Richtung der Spritzkraft der Schneidflüssigkeit 90 schlagartig, weshalb die am Werkzeug 51 verwickelten Schneidspäne 65 in einem Zug weggenommen werden können. Dadurch können, auch wenn das Werkzeug 51 eine komplizierte Form hat oder aus verschiedenen Arten von Material hergestellt ist, die Schneidspäne 65 mit komplizierter Form, die sich um das Werkzeug geschlungen haben oder am Werkzeug verfangen haben oder dort hängengeblieben sind, entfernt werden. Dadurch entfällt die aufwändige Arbeit, wobei die Werkzeugmaschine und/oder die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung einmal angehalten werden und der Arbeiter diese Späne mit eigener Hand entfernen muss, wie es in der Patentschrift 1 beschrieben ist. So ist eine Verkürzung der Bearbeitungszeit ersichtlich.
Weiterhin ist keine aufwändige Ausrüstung, wie zum Beispiel eine Pumpe für die Spritzdruckregulierung der Schneidflüssigkeit 90, nötig, wie sie im oben genannten Stand der Technik benötigt wird. Da ferner auch die Fließgeschwindigkeit nicht unter Kontrolle gehalten werden muss, ist es auch nicht nötig, komplizierte Vorrichtungen für die Kontrolle der Fließgeschwindigkeit der Schneidflüssigkeit 90, wie zum Beispiel ein Steuerventil zum Kontrollieren der Fließmenge und dessen Steuervorrichtung, einzurichten. Somit ist eine Kosteneinsparung der Flüssigkeitsausstoßvorrichtung 1 ersichtlich.
In dieser Ausführungsform verhält es sich mit dem Geschwindigkeits- Umschaltungspunkt Pc so, dass dieser die Position, bei welcher die Schneidflüssigkeit 90 auf die Mitte der Längsrichtung des Werkzeugs 51 trifft, als Position der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse definiert. Diese Position kann jedoch entsprechend der Position, bei welcher die Schneidspäne 65 hängenbleiben, passend geändert werden.
Anschließend wird das Betriebsprinzip eines bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Ausführungsform anhand eines Ablaufdiagramms erklärt, welches sich von dem in 2 gezeigten Ablaufdiagramm unterscheidet. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Motor 21 ein Schrittmotor. Das in 4 gezeigte Ablaufdiagramm dient zur Erklärung eines Betriebes in einem bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Wenn der Betrieb der Funktion für die Entfernung der Schneidspäne (Schritt S20) beginnt, wird der Schrittmotor 21 angetrieben und die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse mit der bestimmten Winkelbewegungsgeschwindigkeit bis zum Betriebs-Startpunkt Ps bewegt (Schritt S21). Anschließend werden die vorher eingestellten Tafelwerte für den Motorantrieb und eine korrespondierende Pulszahl im Speicher der Motorsteuerung 32 von der Motorsteuerschaltung ausgelesen (Schritt S22), der Motorantrieb gestartet und der Motor 21 angetrieben, und zwar so, dass die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse auf die auf den Tafelwerten basierenden Winkelbewegungsgeschwindigkeit kommt (Schritt S23, Schritt S24). Hierbei sind die Tafelwerte aus zwei Stufen zusammengesetzt, und in der ersten Hälfte wird der Schrittmotor 21 mit niedriger Geschwindigkeit gedreht, wobei die Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 sich mit der niedrigen Winkelbewegungsgeschwindigkeit V1 bewegt. In der zweiten Hälfte der Tafelwerte wird nun der Schrittmotor 21 mit hoher Geschwindigkeit gedreht, wobei die Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 sich mit der hohen Winkelbewegungsgeschwindigkeit V2 bewegt. Hierbei deckt sich die Umschaltstelle der Tafelwerte mit dem Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt Pc der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10.
Anschließend wird beurteilt, ob der Betrieb bis zum letzten Tafelwert beendet oder nicht beendet worden ist (Schritt S25). Falls hier der Betrieb bis zum letzten Tafelwert nicht beendet worden ist, setzt der Motor 21 den Antrieb fort, so dass die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse auf die auf die Tafelwerte basierende Winkelbewegungsgeschwindigkeit kommt (Schritt S26). Falls andererseits der Betrieb bis zum letzten Tafelwert beendet worden ist, wird der Betrieb des Motors 21 gestoppt und die Bewegungsroutine der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse in die eine Richtung beendet (Schritt S27).
Anschließend wird eine Form des praktischen Betriebs gemäß des oben erläuterten Ausführungsbeispiels erklärt, indem konkrete Werte als Tafelwerte angewendet werden. Zum leichteren Verständnis der Erfindung sind diese Werte allerdings vereinfacht.
In diesem Ausführungsbeispiel sind im Speicher der Motorsteuerung 32, als oben genannte Tafelwerte, Werte von 1 bis 10 gespeichert. Mit diesen zehn Werten verhält es sich so, dass bei den Tafelwerten 1 bis 5 der Antriebspuls für den Schrittmotor auf 10Hz eingestellt ist, und bei den Tafelwerten 6 bis 10 der Antriebspuls für den Schrittmotor auf 100Hz eingestellt ist. Somit wird bei den Tafelwerten 1 bis 5 die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse mit der niedrigen Geschwindigkeit V1 bewegt und bei den Tafelwerten 6 bis 10 mit der schnellen Geschwindigkeit V2. Weiterhin verhält es sich so, dass der Tafelwert 1 sich mit dem Betriebs-Startpunkt Ps, der Tafelwert 10 sich mit dem Betriebs-Endpunkt Pe der Düse und der Punkt, bei welchem vom Tafelwert 5 auf den Tafelwert 6 umgeschaltet wird, sich mit dem Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt Pc jeweils deckt.
In der Hinbewegung dieser Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse wird vom Betriebs-Startpunkt Ps bis zum Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt Pc der Antriebspuls des Schrittmotors auf 10Hz eingestellt, und die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse wird, basierend auf den Tafelwerten 1 bis 5, mit der niedrigen Geschwindigkeit V1 bewegt. Weiterhin wird vom Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt Pc bis zum Betriebs-Endpunkt Pe der Antriebspuls des Schrittmotors auf 100Hz eingestellt, und die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse wird, basierend auf den Tafelwerten 6 bis 10, mit der hohen Geschwindigkeit V2 bewegt. Allerdings ist die Winkelbewegungsgeschwindigkeit der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse am Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt Pc ohne Unterbrechung zu ändern. Somit wird die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse vom Betriebs-Startpunkt Ps zum Betriebs-Endpunkt Pe bewegt, während die Schneidflüssigkeit 90 von der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse auf das Werkzeug gespritzt wird. Das Ablaufdiagramm, welches in 4 gezeigt ist, stellt den Betrieb der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 in die eine Richtung vom Betriebs-Startpunkt Ps bis zum Betriebs-Endpunkt Pe dar.
Danach, wenn die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse den Betriebs-Endpunkt Pe erreicht hat, wird der Betriebs-Endpunkt Pe durch den Betriebs-Startpunkt ersetzt, und die Rückbewegung der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse gestartet. Auf dem Rückweg wird nun unter Ersetzung des Betriebs-Startpunkts Ps und des Betriebs-Endpunkts Pe der Hinbewegung die gleiche Betriebssteuerung durchgeführt, wie sie in der Hinbewegung durchgeführt wird. Daher wird das Betriebsprinzip der Rückbewegung nicht noch einmal erklärt.
Somit führt die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse eine Hin- und Herbewegung durch, wie in der oben beschriebenen Ausführungsform. Dadurch kann ein der oben beschriebenen Ausführungsform entsprechender Betriebseffekt erreicht werden, nämlich, dass dadurch, dass die Winkelbewegungsgeschwindigkeit der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse am Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt Pc in einem Augenblick beschleunigt und die Größe und Richtung der Spritzkraft der aus der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 gespritzten Schneidflüssigkeit 90 sich schlagartig ändert, die am Werkzeug verwickelten, verfangenen oder hängengebliebenen Schneidspäne 65 mit komplizierter Form in einem Zug weggenommen (entfernt) werden können.
Ferner ist in diesem Ausführungsbeispiel die konkrete Position des Betriebs-Startpunkts, des Betriebs-Endpunkts und des Geschwindigkeits- Umschaltungspunkts anhand der im Speicher der Motorsteuerung 32 eingespeicherten Tafelwerte eingestellt. Daher ist es zusätzlich zum oben beschriebenen Effekt auch möglich, durch eine Änderung des Programms den Betriebs-Startpunkt, den Betriebs-Endpunkt und den Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt einfach zu ändern. Somit kann, der Position der zu entfernenden Schneidspäne 65 entsprechend, der Betriebs-Startpunkt, der Betriebs-Endpunkt und der Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse einfach eingestellt werden und die Schneidspäne 65 können entfernt werden.
Anschließend werden andersartige Betriebseigenschaften der Schneidflüssigkeitsspritzdüse gemäß den vorliegenden Ausführungsformen anhand der 7 bis 11 erklärt. Die 7 bis 11 zeigen die zweite bis zur sechsten Betriebseigenschaft der Schneidflüssigkeitsspritzdüse gemäß den vorliegenden Ausführungsformen.
Wie in 7 dargestellt, kann die Einstellung so erfolgen, dass sich der Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt in der Hin- und Rückbewegung der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 allmählich in unterschiedliche Positionen, nämlich von P1 zu P2, von P2 zu P3, verändert. Durch diese Einstellungsweise folgt die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse der Position der Schneidspäne 65, und somit können die Schneidspäne 65 in kurzer Zeit entfernt werden, auch wenn sie sich durch die Spritzkraft der Schneidflüssigkeit 90 von dem Platz, an welchem sie ursprünglich hängengeblieben sind, verschieben. Weiterhin kann entsprechend der Form und/oder des Materials des Werkzeugs 51 der Geschwindigkeits- Umschaltungspunkt der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse anhand der Motorsteuerung 32 einfach eingestellt werden, so dass in Hinsicht auf die Schneidspäneentfernung die besten Effekte geliefert werden.
In 7 ist allerdings der Fall gezeigt, bei welchem nur der Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt entsprechend der Position der Schneidspäne 65 geändert ist, wobei aber auch der Betriebs-Startpunkt und der Betriebs-Endpunkt der Position der Schneidspäne entsprechend geändert werden kann, wie es in 8 gezeigt ist. Somit kann die Zeit der Hin- und Herbewegung der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 verkürzt werden und nicht nur der Form und dem Material des Werkzeugs 51 entsprechend, sondem auch der Form und dem Fangzustand der Schneidspäne 65 entsprechend ein günstigeres Entfernen dieser Schneidspäne vorgenommen werden. Somit kann der zu entfernenden Menge der Schneidspäne 65 entsprechend die erste Geschwindigkeit V1, die zweite Geschwindigkeit V2 und die Anzahl der Wiederholung anhand der Motorsteuerung 32 auf einfacher Weise so eingestellt werden, dass am besten geeignete Bedingungen geschaffen werden, wodurch die Schneidspäne 65 den verschiedenen Situationen entsprechend entfernt werden können.
Ferner verhält es sich in dem obigen Ausführungsbeispiel so, dass beim Übergang von der Hinbewegung zur Rückbewegung oder beim Übergang von der Rückbewegung zur Hinbewegung eine augenblickliche Umschaltung am Betriebs-Endpunkt Pe stattfindet, wobei es jedoch auch möglich ist, so zu steuern, dass die Geschwindigkeit allmählich reduziert wird, je mehr sich der Betriebs-Endpunkt Pe nähert, und der Übergang erst stattfindet, nachdem am Betriebs-Endpunkt Pe einmal angehalten worden ist. Dies ist in 9 dargestellt. Soll die Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 von einer Hinbewegung in eine Rückbewegung oder von einer Rückbewegung in die Hinbewegung übergehen, dann ist es notwendig, dass der Motor 21 in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird. Wenn jedoch der Motor plötzlich in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird, werden der Motor und/oder das System überlastet, was zu einem Ausfall führen kann. So ist es durch einen oben beschriebenen Aufbau möglich, die Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 hin und zurück zu bewegen, ohne dass der Motor und/oder das System übermäßig belastet wird, wodurch der Vorteil erzielt wird, dass der Motor und/oder das System eine hervorragende Beständigkeit aufweisen.
Ferner verhält es sich im obigen so, wie in 10 gezeigt, dass am Geschwindigkeits- Umschaltungspunkt Pc von niedriger Geschwindigkeit auf hohe Geschwindigkeit umgeschaltet wird, wobei jedoch so eingestellt werden kann, dass in der Nähe des Geschwindigkeits-Umschaltungspunkts Pc die Drehzahl des Motors 21 plötzlich gesteigert wird, dann die Winkelbewegungsgeschwindigkeit der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse in einem Augenblick beschleunigt wird, und danach die Geschwindigkeit allmählich reduziert wird bis zum Umschaltungspunkt der Hin- und Herbewegung (Betriebs-Startpunkt Ps oder Betriebs-Endpunkt Pe). Durch diese Einstellungsweise wird in der Nähe der Position, an welcher die Schneidspäne hängengeblieben sind, die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse in einem Augenblick beschleunigt, wodurch sich die Größe und die Richtung der Spritzkraft der von der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 gespritzten Schneidflüssigkeit 90 auch in einem Augenblick verändert. Dadurch vergrößert sich die Spritzkraft der Schneidflüssigkeit 90 in der Nähe des Geschwindigkeits-Umschaltungspunkts Pc in einem Augenblick, wodurch die am Werkzeug und/oder Werkstück verwickelten oder hängengebliebenen Schneidspäne effektiver weggenommen (entfernt) werden können. Ferner wird an den Stellen, außer in der Nähe des Geschwindigkeits- Umschaltungspunkts Pc, der Betriebs-Startpunkt Ps oder Betriebs-Endpunkt Pe unter allmählicher Reduzierung der Geschwindigkeit erreicht, so dass beim Übergang von der Hinbewegung zur Rückbewegung oder umgekehrt der Motor nicht Einflüsse einer Überlastung durch eine spontane Drehrichtungs-Umkehrung erfahren muss.
Ferner verhält es sich in der oben beschriebenen Ausführungsform und deren bevorzugtem Ausführungsbeispiel so, dass in der Bewegung vom Betriebs-Startpunkt zum Betriebs-Endpunkt im Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus, d. h. in der Hin- oder Herbewegung, die Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse fortlaufend bewegt wird. Es ist jedoch auch möglich, es so einzurichten, dass, je nach Art der Schneidspäne, am Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt Pc der Spitze 10a der Schneidflüssigkeitsspritzdüse die Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 einmal gestoppt wird, wie es in 11 dargestellt ist. Somit kann die Richtung der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 an die Position der Schneidspäne angepasst und danach die Schneidflüssigkeit 90 ausgespritzt werden, wodurch die Schneidspäne effektiv entfernt werden können und somit ein Betriebseffekt erreicht werden kann, welcher dem in der oben beschriebenen Ausführungsform und deren bevorzugtem Ausführungsbeispiel entspricht.
Die Erfindung wird nicht auf einen Fall beschränkt, bei welchem eine Bewegung mit einer bestimmten niedrigen Geschwindigkeit vom Betriebs-Startpunkt Ps zum Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt Pc durchgeführt wird. Es kann auch so eingestellt werden, dass von der niedrigen Geschwindigkeit allmählich in die hohe Geschwindigkeit übergegangen wird, oder umgekehrt, dass von der hohen Geschwindigkeit allmählich in die niedrige Geschwindigkeit übergegangen wird. Somit können die Schneidspäne auf vielfältige Art und Weise entfernt werden, je nach Werkzeug und/oder Werkstück, Art der Schneidspäne und Zustand der hängengebliebenen Schneidspäne.
Zwar ist die obige Ausführungsform und deren bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand von Schneidspänen beschrieben, welche am Werkzeug einer NC-Drehbank hängengeblieben sind, wobei diese Ausführungsform selbstverständlich keinesfalls hierauf beschränkt ist, sondern natürlich können auch Schneidspäne von Fräsmaschinen und/oder Bohrmaschinen, deren Werkzeugen und den zu bearbeitenden Werkstücken entfernt werden.
Selbstverständlich ist der Betriebs-Startpunkt und der Betriebs-Endpunkt der Schneidflüssigkeitsspritzdüse nicht auf diese Ausführungsform und deren bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschränkt. Konkret gesagt kann es so gehandhabt werden, dass im Fall eines Werkstücks 61, bei welchem sich die Schneidspäne leicht verfangen oder leicht hängenbleiben, zumindest einer der Betriebs-Start- oder Betriebs-Endpunkte der Schneidflüssigkeitsspritzdüse auf das zu bearbeitende Werkstück eingestellt wird. Somit kann nach der Bearbeitung des Werkstücks zum Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus übergegangen werden, während das Werkstück 61 noch in dem Spannfutter eingespannt ist, um somit nicht nur die am Werkzeug 51 verfangenen oder hängengebliebenen Schneidspäne 65 sondern auch die am Werkstück 61 hängengebliebenen Schneidspäne 65 effektiv zu entfernen. Deshalb ist es, obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform und deren bevorzugtem Ausführungsbeispiel nur das Entfernen von am Werkzeug 51 verfangenen oder hängengebliebenen Schneidspänen 65 erklärt worden ist, möglich, den Effekt der vorliegenden Erfindung zu erlangen, wenn gemäß diesen Erklärungen der zu bespritzende Gegenstand sich auch auf das Werkzeug 51 und das Werkstück 61 bezieht, oder sich nur auf das Werkstück 61 bezieht.
Ferner verhält es sich in der oben beschriebenen Ausführungsform und deren bevorzugtem Ausführungsbeispiel so, dass ständig Schneidflüssigkeit 90 von der Schneidflüssigkeitsspritzdüse 10 geliefert wird, wobei es jedoch auch möglich ist, Schneidflüssigkeit 90 nur während der Hinbewegung zu liefern, oder Schneidflüssigkeit 90 nur während der Rückbewegung zu liefern. Somit können, wenn das Werkzeug 51 und/oder das Werkstück 61 eine besondere Form hat oder aus einem besonderen Material besteht und die Schneidspäne auf einer anderen Weise sich am Werkzeug verfangen als bei normalen Schneidspänen 65, durch das Spritzverfahren der Schneidflüssigkeit 90 die Schneidspäne auf besondere Art und Weise entfernt werden.
Bezugszeichenliste

1: Flüssigkeitsausstoßvorrichtung
5: Flüssigkeitsausstoßvorrichtung
10: Schneidflüssigkeitsspritzdüse
10a: Spitze der Schneidflüssigkeitsspritzdüse (Düsenspitze)
20: Schneidflüssigkeitsversorgungssystem
21: Motor
30: Steuerungseinrichtung
31: Motor-Antriebsschaltung
32: Motorsteuerung
33: Werkzeugmaschinensteuerung
50: Werkzeughalter
51: Werkzeug
60: NC-Drehbank (Werkzeugmaschine)
61: Werkstück
62: Spannfutter
65: Schneidspan
90: Schneidflüssigkeit
Ps: Betriebs-Startpunkt
Pe: Betriebs-Endpunkt
Pc: Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt
V1: Geschwindigkeit
V2: Geschwindigkeit

Claims

Flüssigkeitsausstoßvorrichtung (1) mit einer Schneidflüssigkeitsspritzdüse (10), die während der Bearbeitung eines Werkstücks (61) mit einer Werkzeugmaschine (60) das an der Werkzeugmaschine vorgesehene Werkzeug (51) und/oder das Werkstück (61) mit Schneidflüssigkeit (90) versorgt, einem Antriebsmotor (21), mit welchem der Spritzwinkel der Schneidflüssigkeitsspritzdüse regulierbar ist, und einer Steuerungseinrichtung (30) zur Steuerung des Antriebsmotors, wobei mit der Steuerungseinrichtung eine Steuerung eines Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus möglich ist, bei welchem Schneidspäne entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, dass im Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus innerhalb des Regulierungsbereiches des Spritzwinkels die Winkelbewegungsgeschwindigkeit der Schneidflüssigkeitsspritzdüse (10) verändert wird.
Flüssigkeitsausstoßvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass Schneidspäne (65) am Werkzeug (51) und/oder am Werkstück (61) hängengeblieben sind, der Spritzwinkel der Schneidflüssigkeitsspritzdüse (10), bei welchem die Schneidflüssigkeit die hängengebliebenen Schneidspäne berührt, als Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt (Pc) genommen wird und sich in der Nähe dieses Geschwindigkeits-Umschaltungspunkts (Pc) die Winkelbewegungsgeschwindigkeit ändert.
Flüssigkeitsausstoßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebs-Startpunkt (Ps), bei welchem die Schneidflüssigkeitsspritzdüse (10) den Betrieb startet, und ein Betriebs-Endpunkt (Pe), bei welchem die Schneidflüssigkeitsspritzdüse (10) den Betrieb beendet, und der Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt (Pc) und die Winkelbewegungsgeschwindigkeit und die Wiederholungszahl des Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus vorher in der Steuerungseinrichtung (30) eingestellt werden können.
Flüssigkeitsausstoßvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Bezug auf die Schneidflüssigkeitsspritzdüse (10) eine erste Geschwindigkeit definiert ist vom Betriebs-Startpunkt (Ps) zum Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt (Pc) und eine zweite Geschwindigkeit definiert ist vom Geschwindigkeits-Umschaltungspunkt (Pc) zum Betriebs- Endpunkt (Pe), wobei die erste Geschwindigkeit und die zweite Geschwindigkeit relativ unterschiedliche Geschwindigkeiten sind.
Flüssigkeitsausstoßvorrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelbewegungsgeschwindigkeit der Schneidflüssigkeitsspritzdüse (10) allmählich reduziert wird, je mehr sich die Schneidflüssigkeitsspritzdüse dem Betriebs-Endpunkt (Pe) nähert.
Flüssigkeitsausstoßvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidflüssigkeitsspritzdüse (10) eine Hin- und Herbewegung durchführen kann, wobei in der Steuerung des Schneidspäneentfernungs-Betriebsmodus, wenn im Hinweg die Schneidflüssigkeitsspritzdüse den Betriebs-Endpunkt (Pe) erreicht hat, im Rückweg der Betriebs-Startpunkt (Ps) des Hinwegs durch den Betriebs-Endpunkt (Pe) und der Betriebs-Endpunkt (Pe) des Hinwegs durch den Betriebs-Startpunkt (Ps) jeweils ersetzt wird, und somit die Schneidflüssigkeitsspritzdüse eine Hin- und Herbewegung durchführt.