用于机床的用以排出切屑的装置和制造系统的制作方法

本发明涉及一种用于机床的用以排出切屑的装置以及一种具有至少一个机床和用以排出切屑的装置的制造系统。根据各个方面，本发明涉及的是紧凑设计的机床及其集成到制造系统中的方案和用于切削加工的系统中。紧凑设计的机床例如是作业空间小于250mm×250mm×250mm的机床。

背景技术：

1、在示例性配置中，机床的作业空间小于200mm×200mm×200mm。在示例性配置中，机床的作业空间小于150mm×150mm×150mm。在示例性配置中，机床的作业空间小于100mm×100mm×100mm。在示例性配置中，机床的作业空间小于75mm×75mm×75mm。这些表达特别是涉及沿x、y和z轴可行的进给量(移动路径)。作业空间可以设计成立方体。然而，长方体的结构空间也是可以考虑的，长方体的结构空间在x、y和z上的行驶路径是不统一的。例如，以这种方式设计的机床适合于精密加工，例如在钟表、珠宝等制造领域内。不言而喻，其他应用也是可以考虑的，例如在医疗技术、精密技术等领域。

2、用于切削加工的机床和设备是已知的。从us2019/0084102a1中已知一种制造设备，其具有多个彼此相叠和彼此并排地布置的紧凑设计的机床，这些机床布置在共同的包壳中，另外还设置有用于更换刀具和/或更换工件的机器人。在包壳中还设置有用于收集切屑的系统。

3、从ep2394778a1中已知一种竖向的加工中心，其具有作业区域，在该作业区域中布置有竖直定向的刀具主轴，该作业区域呈漏斗状向下逐渐变细，在底部具有开口，切屑等可以通过该开口从作业区域中掉落出去。在底侧开口下方布置有(被驱动的)切屑输送机，将从作业区域中掉落的切屑沿水平和竖直输送到加工中心后面的区域中，其中，切屑在那里从上方转交给可行驶的切屑滑车。

4、已经表明，例如通过紧凑设计的机床，即使机床的外部尺寸相对较小，也可以高精度和高效率地制造所需的构件。

5、然而，也有研究表明，在自动化方面，需要考虑在紧凑设计的机床中特殊的边界条件。一方面，传送系统、操作单位等不能以任意方式紧凑地设计。即使这在技术上是可行的，但在实践中，对于传送系统、操作单位、机器人、抓具等通常存在一定的最小尺寸。这同样适用于处理切屑、冷却润滑剂(kss)等。

6、这可能会使得实际的机床(或其作业空间)相对于自动化技术(操作技术、传送系统、切屑管理、kss-管理等)来说很小。

7、还已经表明，即使对于设计紧凑的机床，通常也希望操纵人员能够直接目视监控。与大型设计的机床类似，通常需要带有窗格的进口(门)。在自动化系统中，这意味着该区域(机床的“前侧”)正好不可用于自动化技术和其他部件。

8、还已经表明，紧凑设计的机床通常被设计得相对于标准自动化技术较小。这产生了对紧凑型机床自动化的特定要求。此外，自动化和连接也有了新的可能性，而这对于传统机床来说是不可能的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：提供一种用于机床的用以排出切屑的装置，其特别适用于紧凑型机床。该装置应尽可能顾及到在紧凑设计的机床中特定的框架要求。借助该设备，即使结构空间很小，也应该能够获得实现了部分自动化、甚至高度自动化制造的制造系统。这例如涉及的是切屑的收集和处理。该装置应当尽可能提供足够的容量来容纳切屑，使得机床至少暂时能够自给自足或自主地运行。

2、该装置应当提供用于容纳切屑的容器，在容器已满的情况下，应可以快速更换。最后，在本发明的范围内，将给出一种制造系统，这种制造系统具有机床和用以排出切屑的装置。总体而言，制造系统应该紧凑且用户友好地设计。

3、根据第一方面，本发明涉及一种用于机床的用以排出切屑的装置，该装置包括：

4、可移动的切屑滑车，其具有用于可从切屑滑车上取下的切屑篮的容纳部，

5、用于集成到机床的包壳中的切屑滑车的切屑滑车停放位置，切屑滑车停放位置特别是位于机床的作业空间下方，以及

6、位于切屑篮的开口和作业空间的切屑排出开口之间的连接件，以从作业空间中排出切屑，

7、其中，连接件可以在释放位置和运行位置之间移位，在释放位置中，切屑滑车可以从切屑滑车停放位置中移出，在运行位置中，连接件和切屑滑车相联接，以用于将切屑从作业空间转移到切屑滑车中。

8、按照这种方式，切屑转移能够以最直接的方式进行，理想情况下在作业空间和切屑滑车之间无需额外的(被驱动的)切屑输送机。总体而言，这实现了紧凑的结构形式，同时也顾及到机床的自动化技术和辅助功能。

9、机床的作业空间和切屑滑车之间的连接足够密封，使得在机床操作期间在连接件的运行位置中沾污可能性较低。在释放位置，可以简单地将切屑滑车移出其停放位置。例如，带有装满的切屑篮的切屑滑车可以更换为带有空切屑篮的新的切屑滑车。然而，还可以设想的是，清空切屑滑车的切屑篮和/或用空的切屑篮替换该切屑篮。

10、在示例性设计中，当切屑滑车被从停放位置驶出时，连接件保留在停放位置中。根据该设计，连接件持续与机床联接。

11、在运行位置中，连接件充分密封地与切屑滑车联接。这例如包括连接件与切屑滑车的对于切屑密封的联接以及特别是对于kss-密封的联接。通过这种方式，可以有效减少或避免切屑和/或kss-(冷却润滑剂)对机床及其周围环境造成沾污。

12、当运行机床来加工工件时，切屑滑车会被包壳封闭。这获得了整体的设计。例如，包壳具有门，当连接件处于释放位置时切屑滑车可以穿过该门进入停放位置。因此，切屑滑车具有行驶机构。切屑滑车可以滑滚/移动。

13、在示例性设计中，切屑滑车从正面或者说前侧进行更换。切屑滑车可以在机床的前侧移入停放位置中或从停放位置中移出。这与切屑输送机和切屑滑车的机器原理相反，在切屑输送机和切屑滑车中，切屑向后或向侧面输送。这简化了机床的操作，因为主要的部件可以从一侧且为同一侧(前侧、操纵人员侧)得到操纵。

14、所述装置用于处理切屑(也称为切屑管理)。这一过程包括收集切屑，并且至少部分地包括收集粘附在切屑上的冷却剂。切屑和kss-流体至少可以部分重复使用或回收。

15、切屑从作业空间转移到切屑滑车中的过程在无额外的切屑输送机的情况下进行。例如，切屑可以在重力辅助下从作业空间落入切屑滑车的切屑篮中。

16、根据示例性设计，切屑滑车具有柱形设计的构造，其中，连接件位于切屑滑车上方、作业空间下方。这至少适用于停放位置中有切屑滑车的情况。换句话说，根据这种配置，切屑滑车可以放置在机床作业空间的下方。这有利于切屑传输，切屑可以从作业空间掉出并达到切屑滑车，而无需额外的驱动器。在示例性设计中，柱状设计的结构的高度(在z方向上)至少是该结构的宽度(在x方向上)的两倍和/或该结构的深度(在y方向上)的两倍。

17、机床的紧凑设计实现了作业空间布置在地面上方的一定高度处的方案，例如从操纵人员的角度来看处于台面高度或立柱高度上。按照这种方式，作业空间下方的空间就可以用于其他功能，例如切屑管理。

18、例如，机床的作业空间位于具有机柜式设计的壳体的制造系统的上部结构中。例如，切屑滑车的停放位置位于具有机柜式设计的壳体的制造系统的下部结构中。

19、在示例性设计中，从上方看，用于切屑滑车的停放位置位于作业空间所占据的横截面内。

20、根据另一示例性设计，从作业空间的切屑排出开口的视角来看，沿着切屑排出路径朝向切屑篮的方向的自由的、重力辅助的切屑转移是可行的。在示例性构造中，这包括作业空间和切屑滑车的切屑篮之间的直接的、自由的连接(无偏转)。

21、根据另一示例性设计，切屑排出开口和切屑篮之间的切屑转移在无驱动器的情况下进行，其中，切屑排出路径特别地在作业空间和切屑篮之间基本竖直地延伸。切屑可以自由落入切屑篮中。不需要驱动的切屑输送机。

22、根据另一示例性设计，连接件可以竖直地移动，其中，设置有卡位元件，在需要时，该卡位元件将连接件紧固在释放位置。以这种方式，当要更换和/或清空切屑滑车或切屑篮时，连接件可以被有针对性地转移到释放位置。

23、根据另一示例性设计，在运行位置中，连接件利用密封件、尤其是环绕式或者说环形的密封件放置在切屑滑车的边缘、特别是环绕式或者说环形的边缘上，其中，连接件具有朝向切屑篮方向的通口，该通口在运行位置中从上方通入切屑篮的开口中。

24、按照这种方式，进一步减少了沾污可能性。连接件基于其自身重量能够以密封件足够密封地放置在切屑滑车的边缘上。而连接件与切屑滑车能够简单地断开联接。

25、根据另一示例性设计，切屑滑车沿着其竖向伸展具有：行驶机构、kss-操作分段和用于切屑篮的容纳部，其中，kss-操作分段布置在行驶机构和容纳部之间，并且容纳部以多侧密封的方式包围切屑篮，并且kss-操作分段具有操纵开口，即便是当切屑滑车布置在切屑滑车停放位置上时，操纵人员也可以达到该操纵开口。这在必要时包括打开包壳的门。

26、通过这种方式，切屑滑车可以容易地与kss-容器分离，因此在这方面可以毫不费力地进行清空或更换。将切屑滑车从停放位置驶出的过程例如包括：打开包壳的门、将连接件移动到释放位置以及断开kss-操作分段中的kss-排出管路。

27、根据另一示例性设计，具有快接件的kss-排放管路布置在kss-操作分段中，kss-排放管路可以穿过操纵开口得以操纵。按照这种方式，可以收集先前已与切屑混合的kss-流体。

28、根据另一示例性设计，至少是切屑滑车的容纳部布置在可移动kss-槽池上方，其中，kss-槽池具有至少一个用于切屑滑车、特别是用于切屑滑车的行驶机构的凹口。换句话说，在能够运行的状态下，切屑滑车的切屑篮布置在作业空间(或连接件)和kss-槽池之间。kss-槽池布置在切屑篮下方。切屑篮位于作业空间下方。kss-槽池中的用于切屑滑车的至少一个凹口实现了切屑滑车的移入和移出。kss-槽池和切屑滑车都可以在底侧被容纳，例如通过相应的行驶机构或机架来容纳。

29、根据另一示例性设计，该装置还具有用于可移动kss-槽池的下部地面停放位置，当切屑滑车移出切屑滑车停放位置时，kss-槽池能够移出下部地面停放位置。按照这种方式，kss-槽池也可以容易地更换和/或清空。位于机床的作业空间下方的结构空间得到了很好的利用。机床的紧凑结构得以保留。

30、根据另一示例性设计，kss-槽池和切屑滑车的行驶机构至少分段彼此交叠地布置。这尤其涉及地面区域中的机床的作业空间下方的空间的利用。术语“交叠”是指几何交叠(参见交叠的手指)。交叠实现了切屑滑车和kss-槽池在底侧的引导和移动。

31、在示例性设计中，kss-槽池为切屑滑车提供至少一个引导件，当驶入停放位置中时，切屑滑车能够以其行驶机构驶入该引导件中。

32、根据另一示例性设计，切屑滑车的行驶机构包括至少三个滚轮，滚轮与行驶机构的连接点撑开第一面，kss-槽池具有带至少三个滚轮的行驶机构，kss-槽池的行驶机构的滚轮与行驶机构的连接点撑开第二面，并且第一面和第二面在俯视图中至少部分地重叠。通常，至少三个滚轮所撑开的面是水平面。这些面至少部分重叠，这也表明机床作业空间下方的结构空间得到了良好的利用。俯视图包括沿竖向的视图(沿z轴从上方或下方)

33、根据另一示例性设计，kss-槽池具有kss-容器，该kss-容器在俯视图中至少分段呈u形设计并且被凹口中断，切屑滑车的行驶机构的至少一个分段可达到该凹口。俯视图沿着竖向轴线看视并且相应地示出装置的水平面。

34、例如，凹口用于容纳切屑滑车的行驶机构的两个右侧或两个左侧的滚轮，其中这两个滚轮形成轨迹。

35、根据另一示例性设计，kss-槽池在俯视图中占据的底面比切屑滑车(或切屑篮)的底面大至少50％。在另一示例性设计中，kss-槽池在俯视图中占据的底面比切屑滑车(或切屑篮)的底面大至少100％。

36、根据另一示例性设计，切屑篮占据的竖向伸展比kss-槽池(或kss-容器)的竖向伸展大至少50％。根据另一示例性设计，切屑篮占据的竖向伸展比kss-槽池(或kss-容器)的竖向伸展大至少100％或甚至200％。

37、按照这种方式，kss-槽池可以扁平地设计，但仍然具有高容量。kss-流体可以流入kss-槽池并在那里扩散。相反，切屑滑车的切屑篮具有更大的竖向伸展，因此在那里也实现很大的容量。切屑可以在切屑篮中彼此相叠地累积和储存。

38、根据另一方面，本发明涉及的是根据本发明的用以排出切屑的装置和根据本发明的机床的组合。

39、此外，本发明涉及一种用于切削加工、特别是用于制造精密机械工件的制造系统，其具有以下部件：

40、至少一个特别紧凑的机床，其设计用于多轴加工并具有刀架和工件架，刀架和工件架可以彼此相对地在机床的作业空间中沿至少三个轴移动，以及

41、根据至少一个这里示出的设计的用以排出切屑的装置，所述用以排出切屑的装置至少基本上布置在作业空间下方。

42、特别地，以这种方式，在作业空间中出现的切屑可以被直接地、无需切屑输送机地导送到切屑滑车的切屑篮中。机床运行过程中产生的切屑可在切屑滑车中得到收集。切屑滑车本身或容纳在切屑滑车中的切屑篮可以快速且容易地更换或清空。

43、切屑滑车主要占据机床作业空间下方的空间，在那里还可以布置kss-槽池。因此，至少在示例性构造中，作业空间的前侧是敞开的，并且可以由操纵人员观察和达到。前侧也可以称为操纵人员侧。前侧与后侧相反地布置。作业空间的侧向面可用于操作(工件更换、刀具更换)。按照这种方式兼顾了紧凑的设计。

44、例如，制造系统包括多个切屑滑车，这些切屑滑车中的一个已经移动到机床下方的停放位置中。然后，可以通过将装满的滑车更换为空的滑车来快速更换切屑滑车。当然也可以考虑的是：简单地更换切屑篮。按照这种方式，当切屑篮装满时，可以快速恢复机床的运行能力。

45、根据另一示例性设计，切屑滑车在俯视图中具有位于机床的作业空间的包络的投影内的横截面。按照这种方式，切屑滑车不会增加或仅稍微增加制造系统的占地面。

46、根据另一示例性设计，制造系统具有包围上部件和下部件的机柜状包壳，机床连同其作业空间布置在上部件中，并且切屑滑车在下部件中，布置在机床的作业空间下方。在示例性设计中，制造系统包括用于机床的共用的壳体(也称包壳)和用于切屑滑车的停放位置。

47、不言而喻，上面提到的特征和下面将要解释的那些特征不仅可以分别以给出的组合使用，而且能够用于其他组合或单独地使用，而不脱离本发明的范围。