DE102009017474A1

DE102009017474A1 - Method for checking correct connection of tool at receptacle, involves fitting connecting flange of tool on contact surface of receptacle to form joint with contact surface in connected condition

Info

Publication number: DE102009017474A1
Application number: DE102009017474A
Authority: DE
Inventors: Meinolf Wolke
Original assignee: ELHA MASCHINENBAU LIEMKE KG; ELHA-MASCHINENBAU LIEMKE KG
Current assignee: ELHA MASCHINENBAU LIEMKE KG; ELHA-MASCHINENBAU LIEMKE KG
Priority date: 2009-04-15
Filing date: 2009-04-15
Publication date: 2010-10-28

Abstract

The method involves fitting a connecting flange (6) of a tool (1) on a contact surface (4) of a receptacle to form a joint with the contact surface in a connected condition. The joint is tested in two areas on the outer side for crack test after insertion and clamping of the tool in the receptacle. An independent claim is also included for an apparatus for checking the correct connection of a tool at a receptacle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung auf korrekten Anschluss eines Werkzeugs an einer Aufnahme nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The The invention relates to a method for checking for correct connection a tool on a receptacle according to the preamble of the claim 1 and an apparatus for carrying out the method.

Vornehmlich rotierende Werkzeuge wie Bohrer, Fräser oder dergleichen werden in Aufnahmen eingesetzt, die als Spindeln ausgebildet sind, wobei als Spannvorrichtung beispielsweise sogenannte Hohlspannkegel zum Einsatz kommen, die hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betrieben werden.especially rotating tools such as drills, milling cutters or the like used in shots that are designed as spindles, where as Clamping device, for example, so-called hollow clamping cone used come that are hydraulically, pneumatically or electrically operated.

Aus wirtschaftlichen Überlegungen kommen vielfach Werkzeugmaschinen zum Einsatz, bei denen die rotierenden Werkzeuge fest positioniert sind, während ein Werkstück mehrachsig translatorisch zu den jeweiligen Werkzeugen hin verfahrbar ist. Dabei begründet sich die Wirtschaftlichkeit u. a. in einem relativ geringen Werkzeugwechsel, der im Grunde nur verschleißbedingt notwendig ist, vor allem wenn harte Materialien wie Stahl oder Grauguss mit Vollhartmetall bearbeitet werden.Out economic considerations Many machine tools are used, in which the rotating Tools are firmly positioned while a workpiece is multi-axis translational to the respective tools is movable. In doing so justified the profitability u. a. in a relatively small tool change, basically just due to wear is necessary, especially if hard materials such as steel or gray cast iron be machined with solid carbide.

Um eine hochgenaue Bearbeitung zu erreichen mit geringsten Toleranzen, ist eine vollständige Anlage der Anlageflächen der Aufnahme einerseits und des Werkzeugs bzw. dessen Anschlussflansches andererseits erforderlich. Im Betrieb besteht jedoch die Gefahr, dass sich in der zwischen den Anlageflächen gebildeten Trennfuge Staubkörner oder Späne festsetzen, die eine flächige Anlage der Anlageflächen nicht zulassen, so dass eine exakte axiale Ausrichtung des Werkzeugs nicht möglich ist.Around to achieve high-precision machining with the lowest tolerances, is a complete facility the contact surfaces the receptacle on the one hand and the tool or its connecting flange on the other hand required. In operation, however, there is a risk that dust particles or chips settle in the parting line formed between the contact surfaces, the one flat Plant of contact surfaces do not allow so that an exact axial alignment of the tool not possible is.

Forderungen gehen dahin, dass Verschmutzungen mit einer Korngröße von ca. < 5 μm für die Genauigkeit unschädlich sind, da sich solche Partikel im Rahmen der Hertzschen Flächenpressung auf einen korrekten Sitz des Werkzeuges nicht auswirken.requirements Go so that contamination with a grain size of about <5 microns for accuracy harmless are, as such particles in the context of Hertzian surface pressure do not affect a correct fit of the tool.

Zwar ist schon versucht worden, über Luftdüsen eine Spaltbildung zu erkennen, jedoch ist diese Methode zu ungenau als dass sie den geschilderten Ansprüchen gerecht werden könnte. So ist lediglich eine Spaltbreite ermittelbar, die größer als etwa 0,02 mm ist.Though has already been tried over air nozzles To detect a gap formation, however, this method is too inaccurate as that they could meet the described requirements. So is only one gap width can be determined, which is greater than is about 0.02 mm.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit denen eine exakte Positionierung des Werkzeugs in der Aufnahme möglich ist.Of the Invention is based on the object, a method of the generic type and to provide an apparatus for carrying out the method with which an exact positioning of the tool in the recording possible is.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.These The object is achieved by a method having the features of the claim 1 or by a device having the features of claim 5 solved.

Prinzipiell sind unterschiedliche Prüfverfahren einsetzbar, mit denen eine Prüfung im Sinne einer Rissprüfung erfolgen kann, die allerdings eine entsprechende Messgenauigkeit voraussetzen, die gewährleistet, dass eine Spaltbildung verursacht durch Verschmutzungen größer 5 μm einwandfrei erkannt wird.in principle are different test methods can be used, with which a test in the sense of a crack test can take place, however, a corresponding measurement accuracy assuming that ensures that a gap caused by contamination greater than 5 microns properly is recognized.

Wie sich gezeigt hat, eignet sich hierzu insbesondere eine Prüfung nach dem Wirbelstromprinzip, wie sie aus der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung bekannt ist.As has shown to be suitable for this purpose in particular an examination after the eddy current principle, as known from non-destructive materials testing is.

Dabei ist es möglich, Materialrisse in einem homogenen Gefüge sicher zu erkennen, wobei sich das elektrische Feld abhängig von der Größe des Risses, d. h., beim erfindungsgemäßen Verfahren, der Größe des Spaltes verändert.there Is it possible, To reliably detect material cracks in a homogeneous structure, wherein the electric field depends the size of the crack, d. h., In the inventive method, the Size of the gap changed.

Wie erwähnt, sind auch andere aus der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung bekannte Verfahren einsetzbar, beispielsweise ein magnetinduktives Verfahren, die sogenannte Thermografie oder Röntgen.As mentioned, Others are non-destructive Materials testing can be used, for example, a magnetinductive Procedure, the so-called thermography or X-ray.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist so ausgebildet, dass mindestens zwei, in Achsrichtung des Werkzeuges, also quer zur Trennfuge verfahrbare Sensoren vorgesehen sind. Bevorzugt sind diese Sensoren als Wirbelstromsensoren ausgebildet, die beispielsweise in einen Roboter integriert sein können, mit dem ein Werkzeugwechsel durchführbar ist.A Apparatus for carrying out of the method is designed so that at least two, in the axial direction of the tool, so provided transverse to the parting movable sensors are. Preferably, these sensors are designed as eddy current sensors, which can be integrated into a robot, for example, with a tool change feasible is.

Vor allem bei Werkzeugmaschinen mit sogenannten Mehrspindelköpfen, bietet die neue Vorrichtung erhebliche Vorteile, da lediglich ein Satz Sensoren erforderlich ist, wobei bevorzugt vier Sensoren zum Einsatz kommen, die unter gleichen Winkelabständen zueinander angeordnet sind.In front especially with machine tools with so-called multi-spindle heads the new device has significant advantages as only one set Sensors is required, preferably four sensors are used come, which are arranged at equal angular intervals to each other are.

Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem jeder Spindel eine Vorrichtung zur Spalterkennung bzw. -messung zugeordnet ist, reicht bei der Anordnung der Vorrichtung an besagtem Roboter, der eine Wechselstation bildet, für alle zu beschickenden Spindeln eine Vorrichtung aus.in the Contrary to the prior art, in which each spindle is a device assigned to the gap detection or measurement, is sufficient in the arrangement the device on said robot, which forms a changing station, for all to be loaded spindles a device.

Naturgemäß führt dies zu einer erheblichen Reduzierung der Herstellungskosten, ebenso wie der Betriebskosten, da die Störanfälligkeit allein aufgrund der geringen Anzahl von Sensoren minimiert ist.Naturally this leads to a significant reduction in manufacturing costs, as well as the operating costs, since the susceptibility due solely to the small number of sensors is minimized.

Durch die Anordnung mindestens zweier Sensoren, die sich direkt gegenüberliegen, also um 180° versetzt, bevorzugt jedoch durch die Installation von vier Sensoren, ist beim Überfahren der Trennfuge erkennbar, ob durch die Trennfuge eine gleichmäßige Veränderung des beispielsweise elektrischen Feldes erfolgt, was auf einen korrekten Anschluss des Werkzeuges hinweist. Sind hingegen die Signale nicht einheitlich, so ist dadurch der Nachweis gegeben, dass die Trennfuge nicht gleichmäßig ist und sich ein Spalt durch ein dazwischen liegendes beispielsweise Staubkorn gebildet hat.By the arrangement of at least two sensors, which are directly opposite, so offset by 180 °, but preferably by the installation of four sensors, it can be seen when crossing the parting line whether a uniform change of the example electric field takes place through the parting line, resulting in a indicates correct connection of the tool. Are however the signals not uniform, this is the proof given that the parting line is not uniform and a gap has formed by an intervening example dust grain.

Selbstverständlich erfolgt die Rissprüfung im Sinne eines Scannens beim Zurückfahren des Roboters bzw. der Vorrichtung nach einem Einsetzen und Festspannen des Werkzeuges.Of course, done the crack test in the sense of a scan when returning of the robot or the device after insertion and tightening of the tool.

Die Sensoren sind zweckmäßigerweise mit einer Auswerteeinheit verbunden, so dass eine Spaltbildung automatisch erkannt und signalisiert wird. Gegebenenfalls kann zur Korrektur ein automatisches Lösen des Werkzeuges und Abziehen von der Spindel erfolgen, so dass unmittelbar darauf eine Reinigung der Anlageflächen möglich ist.The Sensors are expediently connected to an evaluation unit, so that a gap formation automatically is detected and signaled. If necessary, for correction an automatic release of the tool and removing it from the spindle, so that immediately it is possible to clean the contact surfaces.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie ein Teil eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.The inventive method as well as a part of an embodiment a device for implementation of the method will be described below with reference to the accompanying drawings described.

Es zeigen:It demonstrate:

1 und 2 jeweils einen Teilausschnitt einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in Funktionsstellung 1 and 2 in each case a partial section of a device for carrying out the method in functional position

3 einen vergrößerten Teilausschnitt gemäß der Kennzeichnung III in 2 3 an enlarged partial section according to the label III in 2

4 ein Diagramm, in dem unterschiedliche Prüfergebnisse nach dem Verfahren dargestellt sind. 4 a diagram in which different test results are shown by the method.

In den 1 und 2 ist ein rotierendes Werkzeug 1 gezeigt, das in eine Spindel 2 eingespannt ist.In the 1 and 2 is a rotating tool 1 shown in a spindle 2 is clamped.

Das Werkzeug 1 sowie die Spindel 2 weisen plane Anlageflächen 4 auf, mit denen sich das Werkzeug 1 und die Spindel 2 aneinander abstützen, wobei die Anlageflächen 4 quer zur Längs-, d. h. zur Drehachse des Werkzeuges 1 verlaufen.The tool 1 as well as the spindle 2 have plane contact surfaces 4 on, with which the tool is 1 and the spindle 2 abut against each other, with the contact surfaces 4 transverse to the longitudinal, ie the axis of rotation of the tool 1 run.

Im Beispiel sind zwei sich gegenüberliegende Sensoren 3 vorgesehen, die nach einem Einspannen des Werkzeuges 1 in die Spindel 2 eine zwischen den Anlageflächen 4 gebildete Trennfuge überfahren, wobei der Verfahrweg, innerhalb der eine Spaltprüfung im Bereich der Trennfuge erfolgt, mit a bezeichnet ist.In the example are two opposing sensors 3 provided after a clamping of the tool 1 in the spindle 2 one between the contact surfaces 4 run over formed parting line, wherein the travel path, within which a gap test is carried out in the region of the parting line, is designated by a.

In der 1 ist eine Situation dargestellt, in der die Anlageflächen 4 in ihrer Gesamtheit aneinander liegen, so dass in der Trennfuge kein Spalt gebildet ist.In the 1 is a situation illustrated in which the contact surfaces 4 lie together in their entirety, so that no gap is formed in the parting line.

In der 2 hingegen ist eine Situation gezeigt, in der ein Fremdkörper, beispielsweise ein Schmutzpartikel 5 zwischen den beiden Anlageflächen 4 liegt, so dass hier ein Spalt b entsteht, der durch den einen der beiden Sensoren 3 erkannt wird, wobei gegenüberliegend die Anlageflächen 4 aneinander liegen. Der durch die beiden z. B. als Wirbelstromsensoren ausgebildeten Sensoren 3 erzeugte Stromfluss verändert sich durch die Bildung des Spaltes b, was von einer angeschlossenen Auswerteeinrichtung erkannt und signalisiert wird.In the 2 however, a situation is shown in which a foreign body, such as a dirt particle 5 between the two contact surfaces 4 lies, so that here a gap b is created by the one of the two sensors 3 is detected, with opposite the contact surfaces 4 lie together. The by the two z. B. sensors designed as eddy current sensors 3 generated current flow changes through the formation of the gap b, which is detected and signaled by a connected evaluation device.

In der 4 ist auf der Abszisse die Verfahrstrecke a aufgetragen, während die Ordinate den Stromfluss wiedergibt. Es ist zu erkennen, dass beim Überfahren der Trennfuge bei vollflächiger Anlage der Anlageflächen 4 lediglich ein geringer Ausschlag x angezeigt ist, während bei einer Spaltbildung, entsprechend der 2, ein Ausschlag y erheblich größer ist.In the 4 the distance a is plotted on the abscissa, while the ordinate represents the current flow. It can be seen that when driving over the parting line with full-surface investment of the contact surfaces 4 only a small deflection x is indicated, while at a gap formation, corresponding to the 2 , a rash y is considerably larger.

Claims

Method of checking for correct connection of a tool ( 1 ) on a recording ( 2 ), the tool ( 1 ) a connection flange ( 6 ) in the connected position to form a parting line with a contact surface ( 4 ) on a contact surface ( 4 ) of the recording ( 2 ) is applied, characterized in that after insertion and clamping of the tool ( 1 ) into the recording ( 2 ) the parting line is tested on the outside in at least two areas in the sense of a crack test and a gap formation is determined.

Method according to claim 1, characterized in that that review in at least two opposite ones Areas is carried out.

Method according to claim 1 or 2, characterized that the parting line is checked by an eddy current test.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the test values compared with each other.

Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that at least two sensors for checking the Parting line in the sense of a crack test are provided.

Device according to claim 5, characterized in that the sensors ( 3 ) are transversely movable to the course of the parting line.

Apparatus according to claim 5 or 6, characterized characterized in that the at least two sensors ( 3 ) are arranged opposite one another.

Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that four sensors ( 3 ) are arranged at the same angular distance.

Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that the sensors ( 3 ) are formed as eddy current sensors.

Device according to one of claims 5 to 9, characterized in that the sensors ( 3 ) are attached to a changing station for tool change.

Device according to one of claims 5 to 10, characterized in that the sensors ( 3 ) are connected to an evaluation unit.