DE202006015097U1 - Clamping device for machine tools includes hydraulic tensioning cylinder for clamping jaws associated with pressure sensors to monitor and ultimately identify tensioning state of jaws - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Innen- und Außenspannen eines Werkstücks, mit mehreren in einem zylindrischen Futterkörper winkelversetzt angeordneten Spannbacken, mit einem Mechanismus zum synchronen radialen Verschieben der Spannbacken zum Fixieren oder Lösen eines Werkstücks, mit einem doppelt wirkenden Spannzylinder zum Betätigen des Spannmechanismus und mit Mitteln zum Montieren der Spannvorrichtung auf einem Träger, beispielsweise auf einem Werkstücktisch oder auf einer Palette.The The invention relates to a clamping device for internal and external clamping a workpiece, with several arranged angularly offset in a cylindrical chuck body Clamping jaws, with a mechanism for synchronous radial displacement the clamping jaws for fixing or releasing a workpiece, with a double-acting clamping cylinder for actuating the clamping mechanism and means for mounting the tensioning device on a support, for example on a workpiece table or on a pallet.
Für die Leistungsfähigkeit von programmgesteuerten Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren ist es von erheblicher Bedeutung, dass eine Vielzahl unterschiedlicher Bearbeitungsvorgänge an Werkstücken in jeweils einer Aufspannung durchgeführt werden kann. Die Werkstücke selbst werden auf geeigneten Werkstückträgern, meistens auf sog. Paletten, außerhalb des Bearbeitungsbereichs der Werkzeugmaschine in Rüstplätzen montiert und gespannt. Mit Hilfe von geeigneten Palettenwechslern werden die bereits bearbeiteten Werkstücke aus dem Arbeitsraum der Maschine entfernt und gleichzeitig Paletten mit gespannten unbearbeiteten Werkstücken auf dem Werkstücktisch im Arbeitsraum der Maschine plaziert. Ziel dieser Vorgänge sind möglichst kurze Totzeiten der Maschine.For the efficiency of programmable milling machines And machining centers, it is of considerable importance that a Variety of different machining operations on workpieces in each one clamping can be performed. The workpieces themselves be on suitable workpiece carriers, mostly on so-called pallets, outside the machining area of the machine tool mounted in preparation stations and curious. With the help of suitable pallet changers, the already processed workpieces removed from the working space of the machine and at the same time pallets with tensioned unprocessed workpieces on the workpiece table placed in the working space of the machine. The goal of these processes are preferably short dead times of the machine.
Aus
der
In
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Bei den bekannten Systemen ist die Überwachung des Betriebszustandes der jeweils eingesetzten Spannelemente ungenügend. Bisher erfolgte die Überwachung des Betriebszustandes der jeweiligen Spannvorrichtung durch Erfassen der Stellung des Kolbens bzw. seiner Kolbenstange. Dabei konnten keine sicheren Aussagen darüber getroffen werden, ob sich die Vorrichtung in einem gespannten oder aber im gelösten Zustand befindet.at the known systems is the monitoring the operating state of each clamping elements used insufficient. So far the monitoring took place the operating state of the respective clamping device by detecting the position of the piston or its piston rod. None could certain statements about it be taken, whether the device is in a cocked or but in the solved State is.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spannvorrichtung zum Innen- und Außenspannen von Werkstücken zu schaffen, die zuverlässige Aussagen über den jeweiligen Spannzustand gewährleistet.task The invention is a clamping device for internal and external clamping of workpieces to create the reliable Statements about the guaranteed respective clamping state.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Das erfindungsgemäße Vorsehen von Drucksensoren für die Arbeitskammer des hydraulischen Spannzylinders ermöglicht eine von der Kolbenstellung des Spannzylinders unabhängige Erfassung des jeweiligen Betriebszustandes durch kontinuierliches Erfassen und Überwachen der Druckwerte in der einen oder anderen Arbeitskammer des hydraulischen Spannzylinders. Da der Arbeitsdruck im Spannzylinder das Kriterium für den Spannungszustand des Spannbackenfutters ist, haben die erfassten Druckwerte einen unmittelbaren Aussagegehalt darüber, ob sich das Spannfutter im Betriebszustand des Innenspannens, des Außenspannens oder im Lösezustand befindet.These The object is achieved by the achieved in claim 1 features. The inventive provision of pressure sensors for the working chamber of the hydraulic clamping cylinder allows a independent of the piston position of the clamping cylinder detection of the respective Operating state by continuous detection and monitoring the pressure values in one or the other working chamber of the hydraulic clamping cylinder. Since the working pressure in the clamping cylinder is the criterion for the stress state of the jaw chuck, the detected pressure values have one immediate statement about whether the chuck in the operating state of the internal clamping, the outer clamping or in the release state located.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist an mindestens einer Spannbacke oder an einem Schieber, der die gleiche Bewegung wie die Spannbacke macht, eine Nocke vorgesehen, die ein Ventil im hydraulischen System steuert. Durch Radialverschieben der zugehörigen Spannbacke wird auch die Schiebenocke verstellt, wodurch das zugehörige federbelastete Ventil aus einer Durchfluss-Stellung in eine Sperrstellung – und umgekehrt – verstellt wird.According to an advantageous embodiment of the invention, a cam is provided on at least one clamping jaw or on a slider which makes the same movement as the clamping jaw, which controls a valve in the hydraulic system. By radial displacement of the associated jaw and the sliding cam is adjusted, causing the associated spring-loaded valve from a flow position to a blocking position - and vice versa - is adjusted.
Um jeden möglichen Betriebszustand erfassen zu können, ist jeder Arbeitskammer des doppelt wirkenden Spannzylinders je ein Drucksensor zugeordnet, wobei dieser Drucksensor unmittelbar in der jeweiligen Arbeitskammer oder in einer damit kommunizierenden Leitung angeordnet sein kann.Around any To be able to record operating status each working chamber of the double-acting clamping cylinder is ever associated with a pressure sensor, said pressure sensor immediately in the respective working chamber or in a communicating with it Can be arranged line.
Zum Einstellen eines gewünschten Betriebszustandes, z.B. zum Innenspannen oder zum Außenspannen, sind in dem hydraulischen System der Spannvorrichtung verriegelbare Schalthebel vorgesehen, mit denen sich durch manuelle Betätigung der jeweilige Betriebszustand einstellen lässt.To the Setting a desired Operating condition, e.g. for interior clamping or for external clamping, are lockable in the hydraulic system of the tensioner Shift lever provided with which by manual operation of the respective Set operating state.
Eine eigenständige Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, dass die hydraulische Spannvorrichtung mit dem Spannbakkenfutter und dem hydraulischen Spannsystem in eine Palette integriert ist, die Anschlüsse zum selbsttätigen Verbinden der inneren Hydraulikkanäle mit äußeren Hydraulikkanälen aufweist. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, ein Werkstück auf oder im Spannbackenfutter in einer neben der Werkzeugmaschine angeordneten Rüststation auf einem Werkstückträger, d.h. auf einer Palette, zu positionieren und zu spannen. Die Fixierung des Werkstückes in der vorgesehenen Position erfolgt durch das hydraulische System der Spannvorrichtung, dem die Druckflüssigkeit über ein in der Rüststation vorhandenes Leitungssystem zugeführt wird. Die Rüststation kann mit einem Palettenträger kombiniert sein. Um die Palette mit dem im Spannbackenfutter bereits gespannten Werkzeug auf den Werkstücktisch im Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine zu positionieren, erfolgt ein an sich bekannter Palettenwechsel, durch den die Palette mit dem bereits bearbeiteten Werkstück vom Werkstücktisch der Maschine entfernt und die Palette mit dem neuen Werkstück auf dem Werkstücktisch positioniert wird. Während des Wechsel- bzw. Übergabevorganges wird der bisherige Betriebszustand der Spannvorrichtung aufrechterhalten, indem die Druckleitungen zum Versorgungssystem in der Rüststation automa tisch gesperrt werden. Nach Absetzen der Palette auf dem Werkstücktisch erfolgt automatisch die Ankoppelung des hydraulischen Systems der Spannvorrichtung mit dem Versorgungssystem des Werkstücktisches.A independent A special feature of the present invention is the fact that the hydraulic tensioner with the chuck chuck and the hydraulic tensioning system is integrated into a pallet, the connections to the automatic Connecting the inner hydraulic channels having outer hydraulic channels. This will be the possibility created a workpiece on or in the jaw chuck in one beside the machine tool arranged setup station on a workpiece carrier, i. on a pallet, to position and tension. The fixation of the workpiece in the intended position is done by the hydraulic system the tensioning device, the pressure fluid over a in the setup station supplied to existing piping system becomes. The setup station Can with a pallet carrier be combined. To the pallet with the already in the jaw chuck clamped tool on the workpiece table in the work area of Positioning machine tool, a known per se Pallet change, through which the pallet with the already processed workpiece from the workpiece table removed the machine and the pallet with the new workpiece on the Workpiece table positioned becomes. While of the exchange or transfer process the previous operating state of the tensioning device is maintained, by connecting the pressure lines to the supply system in the setup station be automatically locked. After settling the pallet on the workpiece table automatically the coupling of the hydraulic system of the Clamping device with the supply system of the workpiece table.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:in the Below are embodiments of the Invention described in detail with reference to the drawing. Show it:
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich um hydraulisch betätigte Dreibackenfutter, die mit Proportionalhydraulik betrieben werden. Die Anwahl der Innenspannung und der Außenspannung erfolgt jeweils durch ein manuell betätigtes Ventil am eigentlichen Spannmittel, das selbst keine Sensorik enthält. Der Endpunkt des jeweiligen Spannweges wird nicht durch einen eigenen Sensor überwacht. Im Spannmittel ist eine Rücklaufleitung vorgesehen, über die Hydrauliköl beim Spannvorgang in den Tank zurückfließt. Im Strömungsweg zum Tank befindet sich ein Drucksensor, über den abgefragt wird, ob ein Werkstück gespannt ist. Dieser Sensor kann schon Spanndruck melden, bevor das Ende des Spannweges erreicht worden ist. Sobald das Spannwegende erreicht ist, wird der Druck an den Sensor durch das Spannmittel unterbrochen. Durch diese Signaländerung erfolgt die Auswertung, dass das Werkstück gespannt ist. Ergänzend zu dem Drucksensor bzw. Druckschalter ist ein Durchfluss-Sensor in der Druckleitung für den Spannvorgang angeordnet. Durch Überwachung des Durchflusses wird erkannt, ob ein Spannvorgang abgeschlossen ist.at the illustrated embodiments it was hydraulically operated Three-jaw chucks that are operated with proportional hydraulics. The selection of the internal voltage and the external voltage takes place in each case by a manually operated valve on the actual clamping device, which itself contains no sensors. Of the End point of each clamping path is not by its own Sensor monitored. In the clamping device, a return line is provided over the hydraulic oil flows back into the tank during the clamping process. Located in the flow path to the tank a pressure sensor, over which is queried whether a workpiece is tensioned. This sensor can already report clamping pressure before reaching the end of the clamping path has been. Once the Spannwegende is reached, the pressure interrupted to the sensor by the clamping means. This signal change takes place the evaluation that the workpiece is curious. additional to the pressure sensor or pressure switch is a flow sensor in the pressure line for arranged the clamping operation. By monitoring the flow it is detected whether a clamping operation is completed.
Bei
dem in
An
der Unterseite jeder Spannbacke
An
der Unterseite der in
Die
erfindungsgemäße Spannvorrichtung kann
manuell zwischen Innenspannen und Außenspannen geschaltet werden.
Zu diesem Zweck sind zwei Schaltventile
Bei
dem in
Das
in
Bei
dem in
Bei
dem in
Das
hydraulische System des Werkstücktischs
Gemäß
Claims (7)
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R152 | Term of protection extended to 10 years |
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