DE3533001C2

DE3533001C2 -

Info

Publication number: DE3533001C2
Application number: DE19853533001
Authority: DE
Inventors: Ernst Ing. Losone Ch Buehler
Original assignee: Agie Charmilles SA
Current assignee: Agie Charmilles SA
Priority date: 1985-09-16
Filing date: 1985-09-16
Publication date: 1988-05-26
Also published as: DE3533001A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung gemäß dem Ober begriff des Patentanspruches 1. Eine solche Spannvorrichtung ist aus der US-PS 37 90 152 bekannt. Aus dieser Schrift sowie der US-PS 9 95 537 ist es bekannt, Werkstücke dadurch einzuspannen, daß sie zu einem Teil in einen mit Lotmetall gefüllten Behälter eingetaucht werden. In beiden Fällen sind Heiz- und Kühleinrichtungen in Form von Heiz- bzw. Kühlschlangen vorhanden.The invention relates to a tensioning device according to the Ober Concept of claim 1. Such a tensioning device is made the US-PS 37 90 152 known. From this document and the US PS 9 95 537 it is known to clamp workpieces in that they partly immersed in a container filled with solder metal will. In both cases, heating and cooling devices are in shape of heating or cooling coils available.

Aus der CH-PS 5 66 186 ist es bekannt, unmittelbar auf dem Maschinen tisch eine Schicht aus schmelzbarem Metall aufzubringen. Erwärmung und Kühlung erfolgt durch Peltier-Elemente. Unter dem Maschinentisch ist eine weitere Platte angeordnet, die Kühlkanäle für die zu kühlen den Elektroden der Peltier-Elemente besitzt. Das ebene Werkstück wird dabei unmittelbar am Tisch aufgespannt.From CH-PS 5 66 186 it is known directly on the machine apply a layer of meltable metal to the table. warming and cooling is done by Peltier elements. Under the machine table Another plate is arranged to cool the cooling channels for the the electrodes of the Peltier elements. The flat workpiece will stretched directly at the table.

Die DE-PS 8 52 642 beschreibt das Grundprinzip des Aufspannens von Werkstücken mit leicht schmelzbarem Metall oder gefrorenem Wasser.DE-PS 8 52 642 describes the basic principle of clamping Workpieces with easily meltable metal or frozen water.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsbildende Spannvorrichtung so weiter zu bilden, daß sie ein äußerst präzises Spannen von Werk zeugen und/oder Werkstücken an einer Elektroerosionsmaschine ermöglicht.The object of the invention is the generic clamping device so that they form an extremely precise clamping of work witness and / or workpieces on an electrical discharge machine.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsbildenden Vorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This task is in the generic device by the in characterizing part of claim 1 specified features solved. Advantageous refinements and developments of the invention are the See subclaims.

Kurz zusammengefaßt arbeitet die Vorrichtung nach der Erfindung wie folgt: Der Transport des Werkstückes zum Spannort erfolgt durch den Werkzeughalter, nämlich die Pinole. Ist das Werkstück an dem vorbe stimmten Aufspannort angekommen, so wird es von der Pinole noch so lange gehalten, bis es am Maschinentisch angelötet ist. Eine Verschie bung während des Spann- bzw. Lötvorganges kann nicht erfolgen. Damit ist die Lage des Werkstückes eindeutig definiert und bekannt, da die Pinole über die numerische Steuerung den Spannort für das Werkstück anfährt. Anschließend wird das Werkstück von der Pinole gelöst und die Pinole holt sich das Werkzeug in gleicher Weise ab. Auch hierbei können keine Spannfehler auftreten. Die Präzisierung des Spannens wird dadurch erhöht, daß präzise Spannflächen an den Spanndornen vorhanden sind und nicht etwa ein großflächiges Lötbad verwendet wird. Daher benötigt man nur sehr wenig Lötzinn an den Spannflächen. Damit wiederum erfolgt auch das Abkühlen des Lötzinns schneller, was dem präzisen Spannen dient, da ungewollte Vibrationen oder Erschütterungen der Maschine, die über längere Zeiträume nicht immer zu vermeiden sind, nur mit äußerst geringer Wahrscheinlichkeit in dem kurzen Zeitintervall auftreten, in welchem sich die verhältnismäßig geringe Menge des Löt zinnes unter die Erstarrungstemperatur abkühlt. Zusätzlich wird das Kühlen durch die Kühlflüssigkeit in den Spülbohrungen beschleunigt. Diese Kühlflüssigkeit gelangt dabei auch direkt zur Lötstelle und muß nicht - wie beim Stand der Technik - ihre Kälte über Wärmetauscher und die Wärmeleitung von teilweise großvolumigen Lötbädern zu der eigentlichen Spannstelle bringen. Daher gehen die Spülbohrungen durch die Spanndorne, durch das Werkzeug und durch das Werkstück hindurch. In short, the device according to the invention works as follows: The workpiece is transported to the clamping location by the tool holder, namely the quill. Once the workpiece has arrived at the predetermined clamping location, the quill will hold it until it is soldered to the machine table. A shift during the clamping or soldering process cannot take place. The position of the workpiece is thus clearly defined and known, since the quill moves to the workpiece clamping location via the numerical control. The workpiece is then released from the quill and the quill picks up the tool in the same way. No clamping errors can occur here either. The precision of the clamping is increased by the fact that there are precise clamping surfaces on the mandrels and that a large-area solder bath is not used. Therefore, very little tin solder is required on the clamping surfaces. This in turn also allows the solder to cool down more quickly, which is used for precise clamping, since unwanted vibrations or shocks to the machine, which cannot always be avoided over long periods of time, are extremely unlikely to occur in the short time interval in which the relative small amount of the tin cools below the solidification temperature. In addition, cooling is accelerated by the coolant in the flushing holes. This coolant gets it directly to the soldering and must not - bring their cold heat exchanger and the heat conduction from partly high-volume solder baths to the actual clamping point - as with the prior art. Therefore, the rinsing holes go through the mandrels, through the tool and through the workpiece.

Als zusätzlichen Vorteil erhält man, daß durch dieselben Spülbohrungen auch das für den Elektroerosionsprozeß als Dielektrikum benötigte Medium fließen kann. Zur weiteren Erhöhung der Genauigkeit ist schließlich der Meßtaster vorgesehen, der ebenfalls von der Pinole anfahrbar ist und mit welchem die Ausrichtung des Werkstückes über prüft werden kann.An additional advantage is that through the same flushing holes also that required as a dielectric for the electrical discharge machining process Medium can flow. To further increase accuracy finally the probe is provided, also from the quill can be approached and with which the alignment of the workpiece can be checked.

Als weiterer Vorteil der Erfindung ist anzugeben, daß ihre Anwendung bei Elektroerosionsmaschinen ermöglicht, ausgehend von Rohelektroden und von Rohwerkstücken sämtliche Arbeitsvorgänge, einschließlich der Bearbeitung der Rohelektrode auf einer einzigen Maschine durchgeführt werden kann, ohne daß zwischendurch der Einsatz eines Menschen er forderlich ist.Another advantage of the invention is that its application with electrical discharge machines made possible, starting from raw electrodes and of raw workpieces all work processes, including the Machining of the raw electrode carried out on a single machine can be without the use of a human in between is required.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:In the following the invention is based on exemplary embodiments play in more detail in connection with the drawing explained. It shows:

Fig. 1 ein Beispiel der Spannvorrichtung bei Aufspannung eines rohrförmigen Werkzeuges; Figure 1 shows an example of the clamping device when clamping a tubular tool.

Fig. 2 eine ähnliches Beispiel mit einem platten förmigen Werkzeug; Fig. 2 shows a similar example with a plate-shaped tool;

Fig. 3 ein Beispiel der Spannvorrichtung zur Aufspannung einer das Werkstück tragenden Werkstückpalette;3 shows an example of the clamping device for clamping a workpiece supporting work pallet.

Fig. 4 ein Beispiel der Spannvorrichtung zur direkten Aufspannung eines Werkstückes am Maschinentisch; Fig. 4 shows an example of the clamping device for the direct clamping of a workpiece on the machine table;

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Spannvorrichtung bei einem speziell ge formten Werkstück; Fig. 5 shows another embodiment of the clamping device in a specially shaped workpiece;

Fig. 6 und 7 Beispiele von Werkzeug- und/oder Werk stückmagazinen zur Verwendung bei der Erfindung; Figures 6 and 7 examples of tool and / or workpiece magazines for use in the invention.

Fig. 8 bis 10 eine andere Ausführungsform zur Bereit stellung von Werkzeugen bzw. Werkstücken zur Verwendung bei der Erfindung; und Figures 8 to 10 another embodiment for the provision of tools or workpieces for use in the invention; and

Fig. 11 eine Elektroerosionsmaschine mit der Spannvorrichtung nach der Erfindung. Fig. 11 shows an electrical discharge machine with the clamping device according to the invention.

Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren bezeichnen gleiche bzw. einander entsprechende Teile.Identify the same reference numerals in the individual figures same or corresponding parts.

Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit einer Elektroero sionsmaschine beschrieben wird, sei doch hervorgehoben, daß sie auch allgemein bei Werkzeugmaschinen anwendbar ist. Die Grenzen für die Anwendung der Erfindung liegen ledig lich in der Festigkeit der Lötverbindung und in den während des Einsatzes des Werkstückes auftretenden Tempera turen am Werkzeug bzw. Werkstück. Da bei Elektroerosions maschinen die auf das Werkzeug (Elektrode) und das Werk stück wirkenden mechanischen Kräfte im Regelfalle geringer sind als bei sonstigen Werkzeugmaschinen, insbesondere bei spanabhebenden Werkzeugmaschinen, ist ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung die Elektroerosion.Although the invention is related to an Elektroero sion machine is described, it should be emphasized that it is also generally applicable to machine tools. The limits for the application of the invention are single Lich in the strength of the solder joint and in the Tempera occurring during the use of the workpiece structures on the tool or workpiece. As with EDM machines on the tool (electrode) and the work mechanical forces generally less are than with other machine tools, especially with cutting machine tools, is a preferred Field of application of the invention is electroerosion.

Es sei nun auf Fig. 1 Bezug genommen. Ein an der Pinole der Maschine befestigter Spanndorn 42 weist an seinem unteren, freien Ende eine Beschichtung 35 aus bei niedri ger Temperatur (ca. zwischen 60 und 200°C) schmelzendem Metall bzw. einer entsprechenden Metallegierung auf. Im Bereich des unteren Endes des Spanndornes 42 ist eine Wick lung einer elektrischen Widerstandsheizung (36) angebracht, die über steuerbare Schalter mit einer Stromversorgung verbunden werden kann. Bei einer Elektroerosionsmaschine wird die Widerstandsheizung 36 bevorzugt an den Erosions generator angeschlossen.Reference is now made to FIG. 1. A mandrel 42 attached to the quill of the machine has at its lower, free end a coating 35 made of metal or a corresponding metal alloy melting at low temperature (approx. Between 60 and 200 ° C.). In the area of the lower end of the mandrel 42 a winding development of an electrical resistance heater ( 36 ) is attached, which can be connected to a power supply via controllable switches. In an electroerosion machine, the resistance heater 36 is preferably connected to the erosion generator.

Auf diesen Spanndorn soll nun das Werkzeug, hier eine Rohlelektrode 43 aufgespannt werden. Diese Rohelektrode hat im Beispiel der Fig. 1 eine zylindrische Form. An ihrem oberen, dem Spanndorn 42 zugewandten Ende trägt sie eben falls eine Beschichtung 35 aus entsprechendem lötfähigem Material. Der Spanndorn und die Rohelektrode besitzen zu einander ausgefluchtete Spülbohrungen 44 für den nachfol genden Erosionsprozeß. Zusätzlich kann durch diese Spül bohrung 44 auch zum schnelleren Abkühlen der Lötstelle ein Kühlmittel geleitet werden. Zum Aufspannen der Roh elektrode wird durch Relativverschiebung zwischen der Pinole und einem Rohelektrodenmagazin der Spanndorn über der Rohelektrode ausgerichtet und durch Verschieben der Z-Achse der Pinole eine Berührung hergestellt. Sodann wird die Widerstandsheizung 36 eingeschaltet, so daß sich die Beschichtungen 35 über ihren Schmelzpunkt erwärmen und damit Rohlelektrode 43 an den Spanndorn angelötet wird.The tool, here a raw electrode 43, is now to be clamped onto this mandrel. In the example in FIG. 1, this raw electrode has a cylindrical shape. At its upper end, which faces the mandrel 42 , it also carries a coating 35 made of a suitable solderable material. The mandrel and the raw electrode have flush bores 44 aligned with one another for the subsequent erosion process. In addition, a coolant can also be passed through this flushing bore 44 for faster cooling of the solder joint. To clamp the raw electrode, the mandrel is aligned above the raw electrode by relative displacement between the quill and a raw electrode magazine and contact is made by moving the Z axis of the quill. Then the resistance heater 36 is switched on, so that the coatings 35 heat up above their melting point and thus the raw electrode 43 is soldered to the mandrel.

In Fig. 2 hat die Rohelektrode 43 eine Plattenform mit zwei schräg verlaufenden Spülbohrungen, die in Strömungs verbindung mit der Spülbohrung des Spanndornes 42 stehen. Als elektrische Heizeinrichtung ist hier eine Induktions spule 37 vorgesehen, die mit Hochfrequenzimpulsen - ggf. ebenfalls aus dem Erosionsgenerator - gespeist wird. Die Oberseite der plattenförmigen Rohelektrode 44 trägt ebenfalls die Beschichtung 35.In Fig. 2, the raw electrode 43 has a plate shape with two oblique flushing holes, which are in flow connection with the flushing hole of the mandrel 42 . When electric heater is an induction coil 37 is provided here, the high frequency pulses - is fed - possibly also from the erosion generator. The top of the plate-shaped raw electrode 44 also has the coating 35 .

An den Beispielen der Fig. 1 und 3 ist zu erkennen, daß praktisch jede Elektroden- oder Werkzeugform aufgespannt werden kann, sofern entsprechend zueinander angepaßte Spannflächen am Spanndorn und dem Werkzeug vorhanden sind. It can be seen from the examples in FIGS. 1 and 3 that practically any electrode or tool shape can be clamped, provided that there are correspondingly adapted clamping surfaces on the mandrel and the tool.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Aufspannung eines Werkstückes mittels einer Werkzeugpalette an dem Maschinentisch. Eine Werkzeugpalette 30 bekannter Art hat mehrere nach unten weisenden Vorsprünge, die wiederum mit der Beschichtung 35 versehen sind. Das Werkstück 31 ist in bekannter Weise auf der Werkstückpalette 30 fixiert. Auch hier sind durch das Werkstück 31 und die Werkstückpalette 30 hindurchgehende Spülbohrungen 44 vorgesehen, die in einem der Vorsprünge enden und damit auch durch die Be schichtung 35 hindurchgehen. Auf dem Werkzeugtisch sind entsprechende Spannzapfen mit Heizeinrichtung vorgesehen, so daß auch die Werkstückpalette in analoger Weise am Werk zeugtisch angelötet werden kann. Für den Transport von einem Werkstückmagazin zu der Aufspannstelle auf dem Werkzeugtisch ist ein glockenförmiger Spanndorn 61 mit einem senkrecht nach oben abstehenden Zapfen vorgesehen. Dieser Zapfen kann ebenfalls eine Beschichtung 35 auf weisen. Dieser Zapfen wird entsprechend dem Ausführungs beispiel der Fig. 1 und 2 an einem Spanndorn der Pinole an gelötet und dann durch Relativverschiebung zwischen Pinole und Maschinentisch zur Spannstelle an den Maschinen tisch gefahren. Sodann wird dort die Widerstandsheizung der tischseitigen Spanndorne eingeschaltet, so daß die Werkstückpalette 30 am Tisch angelötet wird. Der Spann dorn 61 besitzt an seinen zur Werkstückpalette 30 hin weisenden Enden mindestens einen Dauermagneten 34, der auf einer entsprechenden Spannfläche 33 der Werkstückpalette aufliegt. Die Magnetkräfte sind hierbei ausreichend stark, so daß der Spanndorn 31 die Werkstückpalette 30 mit dem Werkstück 31 tragen kann. Sobald die Werkstückpalette 35 an dem Maschinentisch angelötet ist, ist die Halte kraft der Lötverbindung stärker als die des bzw. der Elek tromagneten 34, so daß der Spanndorn 61 durch Verschie bung der Z-Achse der Pinole abgehoben werden kann. Fig. 3 shows an embodiment for the clamping of a workpiece by means of a tool pallet on the machine table. A tool pallet 30 of a known type has a plurality of projections pointing downwards, which in turn are provided with the coating 35 . The workpiece 31 is fixed on the workpiece pallet 30 in a known manner. Here too, flushing bores 44 are provided through the workpiece 31 and the workpiece pallet 30 , which end in one of the projections and thus also pass through the coating 35 . Corresponding clamping pins with heating devices are provided on the tool table, so that the workpiece pallet can also be soldered to the tool table in an analogous manner at the factory. A bell-shaped mandrel 61 with a pin projecting vertically upwards is provided for the transport from a workpiece magazine to the clamping point on the tool table. This pin can also have a coating 35 . This pin is soldered according to the embodiment example of FIGS. 1 and 2 on a mandrel of the quill and then moved by relative displacement between the quill and machine table to the clamping point on the machine table. Then the resistance heating of the table-side mandrels is switched on, so that the workpiece pallet 30 is soldered to the table. The clamping mandrel 61 has at its ends facing the workpiece pallet 30 at least one permanent magnet 34 which rests on a corresponding clamping surface 33 of the workpiece pallet. The magnetic forces are sufficiently strong so that the mandrel 31 can carry the workpiece pallet 30 with the workpiece 31 . As soon as the workpiece pallet 35 is soldered to the machine table, the holding force of the soldered connection is stronger than that of the electromagnet (s) 34 , so that the mandrel 61 can be lifted by shifting the Z axis of the quill.

Der Spanndorn 61 kann dann in einem automatischen Werkzeug bzw. Werkstückwechsler abgelegt werden, wobei die pinolen seitige Lötverbindung durch Erwärmen gelöst wird.The mandrel 61 can then be stored in an automatic tool or workpiece changer, the quill side solder connection being released by heating.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Werkstück 31 direkt, d.h. ohne Werkstückpalette auf dem Maschinentisch 1 angelötet wird. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 handelt es sich um ein Zahnrad, das beidseitig (oben wie unten) die Beschichtung 35 trägt. Der Maschinen tisch 1 besitzt mehrere Spanndorne 32, die jeweils eine Heizeinrichtung 36 besitzen. Ebenfalls sind die tisch seitigen Spanndorne 32 mit der Beschichtung 35 versehen. Die tischseitigen Spanndorne 32 sind an dem Tisch 1 ange schweißt. Entsprechend dem obigen Ausführungsbeispiel wird vom pinolenseitigen Spanndorn das Werkstück aus einem Werkstückmagazin entnommen durch Anlöten des Werkstücks 31 an den pinolenseitigen Spanndorn. Sodann wird das Werkstück 31 zu dem tischseitigen Spanndornen 32 transpor tiert und durch Erwärmung derselben mit seiner Unterseite an den Spanndornen 32 angelötet. Anschließend wird die pinolenseitige Lötverbindung durch Erwärmen wieder gelöst. FIG. 4 shows a further exemplary embodiment in which the workpiece 31 is soldered onto the machine table 1 directly, ie without a workpiece pallet. In the exemplary embodiment in FIG. 4, it is a gearwheel that carries the coating 35 on both sides (top and bottom). The machine table 1 has a plurality of mandrels 32 , each having a heater 36 . The table-side mandrels 32 are also provided with the coating 35 . The table-side mandrels 32 are welded to the table 1 . According to the above exemplary embodiment, the workpiece is removed from a workpiece magazine by the mandrel-side mandrel by soldering the workpiece 31 to the mandrel-side mandrel. Then, the workpiece 31 transported advantage to the table side mandrels 32 and soldered by heating the same with its underside on the mandrels 32nd The soldered connection on the pinole side is then loosened again by heating.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er findung, bei dem der pinolenseitige Spanndorn 42 einen Dauermagneten 34 trägt sowie einen nach unten in eine Öffnung des Werkstückes 31 ragende Zentriernase. Die Unter seite des hier glockenförmigen Werkstückes 31 trägt wiederum die Beschichtung 35. Das Abholen des Werkstückes 31 aus einem Werkstückmagazin und das Transportieren zu dem tischseitigen Spanndorn 32 erfolgt über die Kraft des Magneten 34 während das eigentliche Aufspannen des Werkstückes 31 an dem tischseitigen Spanndorn 32 wiederum durch Anlöten erfolgt. Fig. 5 shows a further embodiment of the invention, in which the mandrel-side mandrel 42 carries a permanent magnet 34 and a downwardly projecting into an opening of the workpiece 31 centering nose. The underside of the bell-shaped workpiece 31 here in turn carries the coating 35 . The workpiece 31 is picked up from a workpiece magazine and transported to the table-side mandrel 32 by the force of the magnet 34, while the actual clamping of the workpiece 31 on the table-side mandrel 32 is in turn carried out by soldering.

Aus den Beispielen der Fig. 1 bis 5 ist zu erkennen, daß kein Spannfehler durch eine Klemmbewegung von Spannbacken auftreten können. Ist die Lage der Elektroelektrode 43 oder des Werkstückes (ggf. der Werkstückpalette ) exakt bekannt, so kann sie von der Pinole auch exakt angefahren werden. Aufgrund der sehr präzise steuerbaren Bewegungen der Ma schine kann diese Lage und die spätere Lage der tisch seitigen Spanndorne präzise angefahren werden. Während des Lötens sind die miteinander zu verbindenden Teile festge halten, wobei nach Abkühlung der Lötstelle keine Verschie bungen mehr auftreten können. Der ganze Spannvorgang läßt sich dabei auch vollautomatisch ohne Überwachung durch einen Menschen durchführen, so daß ein vollautomatischer 24-Stundenbetrieb möglich ist.It can be seen from the examples in FIGS. 1 to 5 that no clamping error can occur due to a clamping movement of clamping jaws. If the position of the electrical electrode 43 or of the workpiece (possibly the workpiece pallet) is known exactly, the quill can also approach it exactly. Due to the very precisely controllable movements of the machine, this position and the later position of the table-side mandrels can be approached precisely. During soldering, the parts to be connected are to be held tight, and after the solder joint has cooled, no more displacements can occur. The entire clamping process can also be carried out fully automatically without human supervision, so that fully automatic 24-hour operation is possible.

Die Fig. 6 und 7 zeigen zwei Ausführungsbeispiele von Werkzeug- bzw. Werkstückmagazinen 53. Im konkreten Aus führungsfall zeigt Fig. 6 ein vertikales Stapelmagazin mit gestapelten Rohelektroden 43, die jeweils an ihrer Oberseite die Beschichtung 35 aufweisen. Auch besitzen diese Rohelektroden 43 je eine Spülbohrung 44. Die Roh elektroden 43 werden durch Federkraft F nach oben gegen eine Übergabevorrichtung 52 gedrückt, welche hier durch nach innen vorspringende, einen Teil der Rohelektroden 43 überdeckende Laschen ausgebildet sind. Unterhalb dieser Laschen besitzt das Stapelmagazin 53 eine der Breite der Rohelektrode 43 entsprechende Öffnung. Bei Entnahme wird die Beschichtung 35 mit der Beschichtung des Spanndornes 42 verschmolzen und anschließend durch eine Bewegung in Y-Achsenrichtung nach vorne oder hinten entnommen. Nach der Entnahme springt die nächste Rohelektrode 43 in die Entnahmeposition. FIGS. 6 and 7 show two embodiments of tool or workpiece magazines 53rd In the concrete from routing case, FIG. 6 is a vertical stacking magazine with stacked Rohelektroden 43 each having on its upper side, the coating 35th These raw electrodes 43 also each have a rinsing hole 44 . The raw electrodes 43 are pressed by spring force F upward against a transfer device 52 , which are formed here by inwardly projecting, part of the raw electrodes 43 covering tabs. Below these tabs, the stack magazine 53 has an opening corresponding to the width of the raw electrode 43 . When removed, the coating 35 is fused to the coating of the mandrel 42 and then removed by moving it in the Y -axis direction to the front or back. After removal, the next raw electrode 43 jumps into the removal position.

In Fig. 7 ist ein horizontales Stapelmagazin 52 gezeigt, das in gleicher Weise funktioniert. Hier werden lediglich rohrförmige Elektroden 43 nach oben entnommen.In Fig. 7 a horizontal stacking magazine 52 is shown, which functions in the same way. Here only tubular electrodes 43 are removed upwards.

Die Fig. 8 bis 10 zeigen eine andere Art der Magazinierung von Rohelektroden 43. Die Rohelektroden werden durch Stanz- oder Fräsbearbeitung in entsprechenden Automaten unter Belassung eines Verbindungssteges 45 in Bandform gebracht, so daß es möglich wird, bis zu mehreren Tausend Rohelektroden 43 auf ein Spulenmagazin (50 in Fig. 11) aufzuwickeln. Bei der Entnahme der Rohelektrode 43 wird dieser Steg 45 durch eine Stanz- oder Schervorrichtung entfernt. Auch diese Rohelektroden weisen spannseitig die Beschichtung 35 auf und können auch vorgefertigte Spülbohrungen haben. Figs. 8 to 10 show a different kind of magazining Rohelektroden 43rd The raw electrodes are stamped or milled in appropriate machines, leaving a connecting web 45 in band form, so that it is possible to wind up to several thousand raw electrodes 43 on a coil magazine ( 50 in FIG. 11). When the raw electrode 43 is removed, this web 45 is removed by a punching or shearing device. These raw electrodes also have the coating 35 on the tension side and can also have prefabricated rinsing bores.

Fig. 11 zeigt eine Erosionsmaschine, bei der die Spannvor richtung nach der Erfindung zur Anwendung kommt. Diese Maschine hat neben den nichtgezeigten Komponenten: numerische Steuerung, Generator und Dielektrikumsauf bereitung, einen Tisch 1, einen Dielektrikumsbehälter 7 mit erstem Arbeitsraum 2 und zweitem Arbeitsraum 3, eine Pinole 4, ein Rohelektrodenmagazin 5 und einen Elektro denwechsler 6. Fig. 11 shows an erosion machine in which the Spannvor direction according to the invention is used. This machine has in addition to the components not shown: numerical control, generator and Dielektrikumsauf preparation, a table 1 , a dielectric container 7 with the first work space 2 and second work space 3 , a quill 4 , a raw electrode magazine 5 and an electrode denchanger 6 .

Der Tisch 1 hat Antriebe für die X-Achse 10, für die Y- Achse 11 sowie für eine Rotationsachse 12 für eine Draht schneidevorrichtung 20, die an einer Seitenwand des Be hälters 7 drehbar befestigt ist. Der erste Arbeitsraum ist zum Erodieren mittels Drahtschneiden vorgesehen. Darin ist - wie erwähnt - die Drahtschneidevorrichtung mit einer Drahtelektrode 21 über eine Rotationsachse A drehbar ge lagert. Dabei kommen die üblichen Elemente einer Draht schneidemaschine wie Abwickelrolle, Drahtantrieb, Strom zuführung, Drahtführungen, Spüldüsen und Aufwickelrollen zum Einsatz. Auch die Funktion dieser Elemente ist prinzipiell gleich der einer bekannten Drahtschneidema schine. Vorteilhafterweise werden aber die Kerben der Drahtführung weniger tief als der Drahtelektrodendurch messer gemacht, um möglichst viele Freiheitsgrade für die Drahtschneidebearbeitung zu realisieren. Die Drahtschnei devorrichtung 20 ist beispielsweise aus einem Bügel 25 aufgebaut, weicher zwei parallel zur Hauptarbeitsebene (X-Y-Ebene) der Maschine verlaufende Arme 26 und 27 hat. Zwischen den freien Enden dieser Arme 26 und 27 ist die Drahtelektrode 21 gespannt. Auf diesen Armen können, etwas von der Drahtelektrodenachse zurückversetzt, eine Bohr vorrichtung 22 und ein Meßtaster 23 angebracht werden. Die Bohrvorrichtung 22 kann eine Baugruppe sein, wie sie auf Drahtschneidemaschinen üblicherweise verwendet wird. Sie kann aber auch viel einfacher sein, in dem eine stift- oder röhrchenförmige Rohelektrode 43 in derselben Weise auf die Bohrvorrichtung 22 gespannt wird, wie oben be schrieben. Die Bohrvorrichtung 22 braucht dabei keinen eigenen Vorschubantrieb, da die Vorschubbewegung auch durch die schon vorhandenen fünf Maschinenachsen (X, Y, Z, C, A) ausgeführt werden kann. Der erste Arbeitsraum ist vorgesehen zur Bearbeitung von Rohelektroden 43, die während dieses Prozesses das Werkstück bilden, während einer späteren Be arbeitung des Werkstückes 31 jedoch das Werkzeug.The table 1 has drives for the X axis 10 , for the Y axis 11 and for a rotation axis 12 for a wire cutting device 20 which is rotatably attached to a side wall of the container 7 Be. The first work area is intended for wire cutting EDM. In it - as mentioned - the wire cutting device with a wire electrode 21 is rotatably supported via an axis of rotation A. The usual elements of a wire cutting machine such as unwinding reel, wire drive, power supply, wire guides, rinsing nozzles and winding reels are used. The function of these elements is basically the same as that of a known wire cutting machine. Advantageously, however, the notches of the wire guide are made less deep than the wire electrode diameter in order to realize as many degrees of freedom as possible for the wire cutting processing. The wire cutting device 20 is constructed, for example, from a bracket 25 which has two arms 26 and 27 running parallel to the main working plane (XY plane) of the machine. The wire electrode 21 is stretched between the free ends of these arms 26 and 27 . On these arms, a bit set back from the wire electrode axis, a drilling device 22 and a probe 23 can be attached. The drilling device 22 may be an assembly as is commonly used on wire cutters. However, it can also be much simpler in that a pin-shaped or tubular raw electrode 43 is clamped onto the drilling device 22 in the same way as described above. The drilling device 22 does not need its own feed drive, since the feed movement can also be carried out by the five machine axes ( X , Y , Z , C , A ) already present. The first working space is provided for processing raw electrodes 43 , which form the workpiece during this process, but the tool during a subsequent machining of the workpiece 31 .

Der Bügel 25 ist noch so ausgebildet, daß die Arme 26 gegenüber der Drehachse A bzw. der Achse des Antriebes 12 versetzt sind.The bracket 25 is still designed so that the arms 26 are offset from the axis of rotation A or the axis of the drive 12 .

Der zweite Arbeitsraum 3 ist zur Ausführung des Senkpro zesses vorgesehen und wird normalerweise mit einem Kohlen wasserstoffdielektrikum geflutet. Für Spezialanwendungen mit kleinen Elektroden kann es aber auch vorteilhaft sein, den Senkprozeß mit wäßrigem Dielektrikum zu fahren, ent sprechend dem Dielektrikum während der Schneidbearbeitung im ersten Arbeitsraum 2. In diesem Falle könnte eine Trenn wand 24 zwischen dem ersten und dem zweiten Arbeitsraum 2 und 3 entfallen. Im zweiten Arbeitsraum 3 sind mehrere tischseitige Spanndorne 32 vorgesehen, wovon in Fig. 11 nur 3 gezeichnet sind. Diese Spanndorne 32 dienen zum Auf spannen der Werkstückpaletten 30 oder direkt zum Spannen von speziell vorbereiteten Werkstücken 31.The second work space 3 is provided for the execution of the Senkpro process and is normally flooded with a carbon hydrogen dielectric. For special applications with small electrodes, however, it can also be advantageous to drive the lowering process with an aqueous dielectric, corresponding to the dielectric during the cutting process in the first working space 2 . In this case, a partition wall 24 between the first and the second work space 2 and 3 could be omitted. In the second work space 3 , several table-side mandrels 32 are provided, of which only 3 are shown in FIG. 11. These mandrels 32 are used to clamp the workpiece pallets 30 or directly to clamp specially prepared workpieces 31 .

Die Pinole 4 kann über einen Z-Achsenantrieb 40 bewegt werden und weist zusätzlich eine Rotationsachse C auf, welche über einen Antrieb 41 den Spanndorn 42 mit der Elektrode 43 drehen kann. Dabei sind Schleifringe und Spülungsdurchführungen vorgesehen, welche den Ver drehwinkel nicht limitieren. Mehrere Rohelektrodenmagazine 5 sind beispielsweise hinter dem ersten Arbeitsraum 2 an geordnet. Dort sind Rohelektrodenbänder 51 (entsprechend den Fig. 8 bis 10) auf Spulen 50 aufgewickelt oder es sind Stapelmagazine 53 (entsprechend den Fig. 6 und 7) vor handen, in welchen die Einzelelektroden 43 abgelegt sind. Übergabevorrichtungen 52 sichern eine einwandfreie Ent nahme der Rohelektroden aus dem Magazin. In gleichartigen Magazinen können auch kleine Rohwerkstücke wie beispiels weise Düsen, Mikroteile und Schneidplatten für Zerspanungs werkzeuge gespeichert werden.The sleeve 4 can be moved via a Z axis drive 40 and additionally has a rotation axis C , which can rotate the mandrel 42 with the electrode 43 via a drive 41 . Slip rings and rinsing bushings are provided, which do not limit the angle of rotation. Several raw electrode magazines 5 are arranged, for example, behind the first working space 2 . There, raw electrode strips 51 (corresponding to FIGS . 8 to 10) are wound on coils 50 or stack magazines 53 (corresponding to FIGS. 6 and 7) are present in which the individual electrodes 43 are stored. Transfer devices 52 ensure a flawless removal of the raw electrodes from the magazine. Small rough workpieces such as nozzles, micro parts and cutting inserts for cutting tools can also be stored in magazines of the same type.

Neben dem zweiten Arbeitsraum 3 ist der Elektrodenwechsler 6 angeordnet, welcher ebenfalls durch die vorhandenen Maschinenachsen X, Y, Z relativ zur Pinole 4 bewegt wird. Dort sind mittels genormter Spanndorne 42 Werkstückpaletten 61, Meßtaster 64, fertig bearbeitete Spezialelektroden 63, leere Spanndorne 60 und schon gebrauchte aber noch verwend bare Elektroden 62 gespeichert. In addition to the second working space 3 , the electrode changer 6 is arranged, which is also moved relative to the sleeve 4 by the existing machine axes X , Y , Z. There are 42 workpiece pallets 61 , probe 64 , finished special electrodes 63 , empty mandrels 60 and used but still usable electrodes 62 stored by means of standardized mandrels 42 .

Ein typischer Bearbeitungszyklus läuft wie folgt ab:A typical machining cycle is as follows:

1. A workpiece pallet 61 loaded with the workpiece 31 is removed from the electrode changer 6 and clamped onto the sleeve 4 in a conventional manner.
2. The first work area 2 is approached and a possible clamping error is measured with the measuring probe 23 (axis A ) rotated into a favorable position.
3. The second work area 3 is approached. The pallet 61 is aligned via the axes X , Y , Z , C so that the clamping error becomes zero.
4. The pallet 61 is connected to the table-side mandrels 32 according to the invention; The mandrel-side mandrel 42 is detached from the pallet 61 and temporarily stored in the electrical denchanger 6 .
5. A suitable, empty mandrel is removed from the electrode changer 6 and charged with a suitable raw electrode 43 according to the invention in the raw electrode magazine 5 .
6. The raw electrode is machined to final dimensions with the wire cutting device 20 .
7. In the second working space 3 , the desired shape of the workpiece is generated by translation and / or rotation via the X , Y , Z , C axes.
8. Repeat steps 5 to 7 if necessary. Worn electrodes 43 are each thrown into a waste container. Mandrels 60 that are no longer used are again stored in the electrode changer 6 .
9. In the reverse sequence, the pallet 61 with the finished workpiece 31 is brought back into the electrical denchanger 6 .
10. A new, possibly different, working cycle will started automatically.

Aus diesem Beispiel erkennt man deutlich, daß außer der Bereitstellung von geeignetem Rohmaterial, Erstellung des Bearbeitungsprogrammes und Entnahme der fertigen Werkstücke keine Bedienungstätigkeiten durch Menschen an fallen. Viele Zyklen können über ein nur einmalig zu er stellendes, sogenanntes Dienstprogramm sogar selbsttätig generiert werden. Solche Dienstprogramme beinhalten Tabellen mit Erfahrungswerten, Berechnungsalgorithmen für Parameter und Tabellen mit Koordinatenwerten von Elektrodenwechsler, Aufspannposition, Meßposition und dergleichen. Die Erstellung dieser Dienstprogramme ist zwar sehr aufwendig jedoch lohnend, da sie nachher jedem Anwender der Anlage zugute kommen.This example clearly shows that in addition to the Provision of suitable raw material, creation the machining program and removal of the finished one Workpieces do not involve human operations fall. Many cycles can only be done once providing, so-called utility even automatically to be generated. Such utilities include Tables with empirical values, calculation algorithms for parameters and tables with coordinate values of Electrode changer, clamping position, measuring position and the like. The creation of these utilities is very expensive but worthwhile, since afterwards everyone Benefit users of the system.

Aus diesem im Zusammenhang mit Fig. 11 dargestellten Be arbeitungsbeispiel erkennt man auch die Wichtigkeit des Spannverfahrens und der Spannvorrichtung nach der Erfindung. Mit traditionellen Klemmsystemen ist ein solcher Bearbei tungsablauf nur sehr schlecht zu lösen, da das Spanngut bereits hinsichtlich seines Gewichtes von einigen Gramm bis zu einigen zehn Kilogramm variieren kann. Auch muß die Spannoperation äußerst präzis in der angefahrenen Position erfolgen und darf keine Abweichung durch Klemmbewegungen unterworfen sein.From this working example shown in connection with FIG. 11, one can also see the importance of the clamping method and the clamping device according to the invention. With traditional clamping systems, such a processing sequence can only be solved very poorly, since the weight of the chip material can vary from a few grams to a few tens of kilograms. The clamping operation must also be carried out extremely precisely in the approached position and must not be subject to any deviation due to clamping movements.

Kurz zusammengefaßt basiert das erfindungsgemäße Spann verfahren auf einem Verschmelzungsprozeß zwischen zwei Beschichtungen 35 aus einer Weichlotlegierung, welche auf einem heizbaren Spanndorn und dem Spanngut aufgebracht sind. Die Beschichtungsdicke ermöglicht dabei Korrektur werte in allen Raumachsen bis zu einigen µm. Wie aus der Elektrotechnik bekannt, enthält die Weichlotlegierung natürlich auch sogenannte Flußmittel, die eine einwand freie Benetzung der zu verbindenden Flächen während des Lötvorganges mit dem Lot sicherstellt. In der Elektroin dustrie verwendete Weichlote und durch Siebdrucktechnik aufzubringende Weichlotpasten können die hier gestellten Anforderungen durchaus lösen. Das Aufschmelzen des Lotes dauert bei Anschluß der Heizeinrichtungen an den Erosions generator nur wenige Sekunden. Die Abkühlzeit kann durch die Spülflüssigkeit in den Spülbohrungen 44 stark ver kürzt werden.In brief, the clamping method according to the invention is based on a fusion process between two coatings 35 made of a soft solder alloy, which are applied to a heatable mandrel and the material to be clamped. The coating thickness enables correction values in all spatial axes up to a few µm. As is known from electrical engineering, the soft solder alloy naturally also contains so-called flux, which ensures that the surfaces to be connected are properly wetted with the solder during the soldering process. Soft solders used in the electrical industry and soft solder pastes applied by screen printing technology can certainly meet the requirements set here. The melting of the solder takes only a few seconds when the heating devices are connected to the erosion generator. The cooling time can be greatly reduced by the flushing liquid in the flushing bores 44 .

Claims

1. Clamping device for releasable clamping of objects on a machine tool by soldering the object with a low-melting metal or a low-melting soft solder alloy, with a heating device for heating the metal above its liquidus temperature and with a cooling device for cooling the metal below its solidus temperature, thereby featured,
that the tool holder of the machine tool is the quill ( 4 ) of an electrical discharge machine,
that the sleeve ( 4 ) and the machine table ( 1 ) each have at least one fixed clamping mandrel ( 32 , 42 ), at the free end of which the workpiece ( 31 ) or the tool ( 43 ) can be soldered,
that the mandrels ( 32 , 42 ), the tool ( 43 ) and the workpiece ( 31 ) and, if necessary, these holding workpiece pallets ( 30 ) have rinsing holes ( 44 ) for the passage of the liquid required for electroerosion as a dielectric, which simultaneously cooling of the fusible metal,
that the workpieces ( 31 ) are arranged in a magazine ( 50 , 53 ) which can be approached by the sleeve ( 4 ) of the machine and
that measuring probes are arranged in a tool change ( 6 ) which can be approached by the sleeve ( 4 ) of the machine.

2. Clamping device according to claim 1, characterized in that the mandrel or mandrel (s) ( 42 , 32 ) and the tool ( 43 ) or the workpiece ( 31 ) each have a coating ( 35 ) made of the low-melting metal.

3. Clamping device according to claim 2, characterized in that the coating ( 35 ) on the tool ( 43 ) or on the workpiece ( 31 ) additionally contains a flux.

4. Clamping device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heating device is an electrical resistance heater ( 36 ).

5. Clamping device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heating device is an electric induction heater ( 37 ).

6. Clamping device according to claim 4 or 5, characterized in that the heating device ( 36 , 37 ) in an electroerosion machine is connected to its erosion generator so that it can be controlled or switched.

7. Clamping device according to one or more of claims 2 to 6, characterized in that the workpieces ( 31 ) on workpiece pallets ( 30 ) are fixed and that the workpiece pallets ( 30 ) opposite the table-side mandrels ( 32 ) Be the coating ( 35 ) exhibit.

8. Clamping device according to claim 7, characterized in that the rinsing bore ( 44 ) through the coating ( 35 ) of the workpiece pallet ( 30 ) passes.

9. Clamping device according to claims 7 or 8, characterized in that a mandrel ( 61 ) for holding the workpiece pallet ( 30 ) during transport on its side facing the workpiece pallet ( 30 ) has at least one permanent magnet ( 34 ).

10. Clamping device according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that in an electroerosion machine the mandrel-side mandrel ( 42 ) has a permanent magnet ( 34 ) for holding the workpiece ( 31 ) during its transport.