Dennis Korff

Steps towards a protection system for machine tool main spindles against crash-caused damages

High productivity and availability of machining centers can only be achieved by avoiding unplanned machine downtimes. Machine failures induced by wear can be coped with by implementing preventive and condition-based maintenance strategies so that downtimes are as short as possible. In contrast, machine damages caused by collisions cannot be avoided by these strategies, but only fixed afterwards by reactive maintenance, leading to high repair costs and long machine downtimes. This article presents a new approach for the avoidance of damages to the main spindle unit caused by collisions in machining centers. The mechanical components of this protection system enable the controlled reversible decoupling of the main spindle from the machine structure in case of exceedance of an adjustable force limit. Decoupling leads to a reduction of the whole machine stiffness, resulting in the decrease of the acting collision force. Consequently, all machine components in the collision’s force flux are protected against overload and damage. Once a collision occurred, a general method is shown, where the spindle and its collision objects are separated automatically by the machine’s numerical control. Due to the reversible decoupling mechanism of the protection system, the described retreat strategy eases the handling after a collision for the machine operator.

Schnittstellenbaukasten für die aufwandsarme Montage und Justage von Modulen

Kurzfassung Umrüstflexible Werkzeugmaschinen stellen eine Möglichkeit dar, den heute in der Wirtschaft herrschenden Trends, wie z.B. die Verkürzung der Produktlebenszyklen, die steigende Variantenvielfalt bei gleichzeitig geringen Losgrößen und die beschleunigte Technologieentwicklung, gerecht zu werden. Die in der Regel modular aufgebauten Maschinen erfordern geeignete mechanische Schnittstellenelemente, die eine lösbare Verbindung zwischen Maschine und Modul ermöglichen. Zur Reduzierung der heutzutage erforderlichen zeitund arbeitsintensiven Ausrichtvorgänge erfolgte die Entwicklung eines Schnittstellensystems, das eine aufwandsarme Einstellung der Modullage ermöglicht und dabei das spätere Betriebsverhalten der Maschine nicht negativ beeinflusst.