DE102009027568A1 - Machine tool, particularly hand machine tool, has drive unit and sensor which is provided to detect force in signal during operation and drive control unit is provided to evaluate operating condition of signal of sensor - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The Invention is based on a machine tool according to the preamble of claim 1.
Es ist eine Werkzeugmaschine mit einer Vorrichtung bekannt, mit der ein maximales Drehmoment eines Antriebs der Werkzeugmaschine manuell vorgewählt und begrenzt werden kann.It is a machine tool with a device known with the a maximum torque of a drive of the machine tool manually selected and can be limited.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Handwerkzeugmaschine, mit einer Antriebseinheit.The The invention is based on a machine tool, in particular a Hand tool, with a drive unit.
Es wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugmaschine zumindest einen Sensor, der dazu vorgesehen ist, zumindest während eines Betriebs eine Anpresskraft in einem Signal zu erfassen, und eine Antriebssteuereinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand das Signal des zumindest einen Sensors zur Steuerung eines momentan maximalen Drehmoments der Antriebseinheit auszuwerten. Unter „während eines Betriebs der Werkzeugmaschine” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Erfassung einer Anpresskraft auf die Werkzeugmaschine durch den Sensor während eines Arbeitsvorgangs, insbesondere während des Betriebs der Antriebseinheit und im Wesentlichen fortwährend und insbesondere ab einer Inbetriebnahme der Werkzeugmaschine erfolgt, bei einer digitalen Signalauswertung mit einem zeitlichen Abstand aufeinanderfolgender Messungen von weniger als drei Sekunden, bevorzugt mit einem zeitlichen Abstand von weniger als 0,1 Sekunde und besonders bevorzugt mit einem zeitlichen Abstand von weniger als 10 Millisekunden und im Falle einer analogen Signalauswertung in kontinuierlicher Weise. Unter einer „Anpresskraft” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Kraft verstanden werden, die während des Betriebs der Werkzeugmaschine, insbesondere der Handwerkzeugmaschine, auf diese ausgeübt wird und die insbesondere im Wesentlichen eine Komponente in einer Richtung einer Mittellinie eines Werkzeugs der Werkzeugmaschine oder einer Vorschubrichtung der Werkzeugmaschine aufweist. Unter einer „Steuereinheit” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Gerät mit einer Recheneinheit, einer Speichereinheit, einem darin gespeicherten Betriebsprogramm und/oder einem darin gespeicherten Anwendungsprogramm verstanden werden; es kann aber auch eine analoge Auswerteeinheit als Steuereinheit verwendet werden. Unter „Steuern” soll in diesem Zusammenhang ein gezieltes Betätigen in einem reinen Steuerungsablauf und/oder auch in einem Regelungsablauf verstanden werden. Unter einem „momentan maximalen Drehmoment” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Wert eines Drehmoments verstanden werden, der durch die Antriebssteuereinheit im Moment einer Auswertung des Signals des zumindest einen Sensors als maximal zulässiges Drehmoment der Antriebseinheit freigegeben ist.It It is proposed that the machine tool at least one sensor, which is intended, at least during operation, a contact pressure in a signal, and has a drive control unit, which is intended, in at least one operating state the Signal of the at least one sensor for controlling a momentary evaluate maximum torque of the drive unit. Under "during a Operating the machine tool "should be understood in this context in particular that a detection a pressing force on the machine tool by the sensor during a Work process, especially during the operation of the drive unit and essentially continuously and in particular starting from a commissioning of the machine tool takes place at a digital signal evaluation with a time interval of consecutive Measurements of less than three seconds, preferably with a temporal Distance of less than 0.1 second, and more preferably with a time interval of less than 10 milliseconds and in the Case of analog signal evaluation in a continuous manner. Under a "contact force" should in In this context, in particular, be understood a force that while the operation of the machine tool, in particular of the power tool, exercised on these is and in particular essentially a component in one Direction of a center line of a tool of the machine tool or a feed direction of the machine tool. Under a "control unit" is intended in In this context, in particular a device with a computing unit, a memory unit, an operating program stored therein and / or an application program stored therein; but it can also be an analog evaluation unit as a control unit be used. Under "taxes" should in In this context, a targeted operation in a pure control process and / or understood in a regulatory process. Under a "currently maximum torque "should understood in this context in particular a value of a torque be, by the drive control unit at the moment of an evaluation the signal of the at least one sensor as the maximum allowable torque the drive unit is released.
Dadurch kann das momentan maximale Drehmoment der Werkzeugmaschine auf eine aktuelle Anwendungssituation angepasst werden. Vorteilhaft können Situationen vermieden werden, in denen eine zu geringe Anpresskraft eine gewünschte Anwendung eines von der Werkzeugmaschine erzeugten Drehmoments verhindert. Ein potentielles Risiko einer Verletzung eines Bedieners durch ein plötzlich einsetzendes Reaktionsdrehmoment und/oder eines Verfehlens eines vom Bediener gewünschten Bearbeitungsergebnisses kann vorteilhaft verringert werden. Insbesondere kann die Antriebssteuereinheit das momentane Drehmoment der Werkzeugmaschine vorteilhaft stets unterhalb oder in gleicher Höhe eines von dem Signal des zumindest einen Sensors abhängigen momentan maximalen Drehmoments steuern. Der zeitliche Verlauf bis zu einer Erreichung eines gewünschten maximalen Drehmoments kann vorteilhaft auf die Anwendungssituation angepasst werden.Thereby can the currently maximum torque of the machine tool on a adapted to the current application situation. Situations can be beneficial be avoided, in which a too low contact force a desired application prevented generated by the machine tool torque. A potential risk of injury to an operator sudden onset Reaction torque and / or a missed one by the operator desired Processing result can be advantageously reduced. Especially For example, the drive control unit may determine the instantaneous torque of the machine tool advantageous always below or at the same level one of the signal of the dependent on at least one sensor currently control maximum torque. The time course until to achieve a desired Maximum torque can be beneficial to the application situation be adjusted.
Mit besonderem Vorteil kann die Erfindung eingesetzt werden, wenn die Werkzeugmaschine, insbesondere die Handwerkzeugmaschine, in der Antriebseinheit einen Elektromotor umfasst, wodurch eine Steuerung des momentanen Drehmoments besonders einfach erfolgen kann. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Antriebssteuereinheit dazu vorgesehen, der Antriebseinheit in zumindest einem Betriebszustand einen elektrischen Strom freizugeben, dessen maximaler Wert von dem Signal des zumindest einen Sensors abhängig ist. Dadurch kann eine genaue Anpassung des momentanen Drehmoments der Werkzeugmaschine auf eine aktuelle Anwendungssituation ermöglicht werden.With Particularly advantageous, the invention can be used when the Machine tool, in particular the hand tool, in the drive unit an electric motor, whereby a control of the current Torque can be done very easily. In an advantageous embodiment the drive control unit is provided to the drive unit to release an electric current in at least one operating state, the maximum value is dependent on the signal of the at least one sensor. This allows a precise adjustment of the instantaneous torque of the Machine tool to a current application situation are made possible.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Antriebssteuereinheit dazu vorgesehen ist, zur Auswertung des Signals des zumindest einen Sensors eine Mittelung über einen im Voraus festgelegten Zeitraum auszuführen, wodurch vorteilhaft ein stabiler Betrieb der Steuerung des momentan maximalen Drehmoments, auch im Falle einer variierenden Anpresskraft, ermöglicht wird. Vorzugsweise wird die Mittelung als gleitender Durchschnitt mit oder ohne Gewichtung von Werten des Signals des zumindest einen Sensors ausgeführt. Alternativ ist auch eine Anwendung digitaler Filter, beispielsweise FIR (Finite Impulse Response)-Filter, denkbar. Dem Fachmann sind dazu geeignete Methoden geläufig.moreover It is proposed that the drive control unit be provided for this purpose is, for the evaluation of the signal of the at least one sensor an averaging over a to carry out a predetermined period of time, thereby advantageously a stable operation of the control of the momentarily maximum torque, also in the case of a varying contact force, is made possible. Preferably, the averaging is used as a moving average or without weighting values of the signal of the at least one Sensors executed. Alternatively, an application of digital filters, for example FIR (Finite Impulse Response) filter, conceivable. The skilled person is Appropriate methods familiar.
Wenn die Antriebssteuereinheit zur Auswertung des Signals des zumindest einen Sensors Mittel zu einer Filterung des Signals des zumindest einen Sensors aufweist, kann ebenfalls vorteilhaft ein stabiler Betrieb der Steuerung des momentan maximalen Drehmoments, auch im Falle einer variierenden Anpresskraft, ermöglicht werden. Vorzugsweise ist das Mittel zur Filterung als Tiefpassfilter ausgelegt. Das Mittel zur Filterung kann vorteilhaft als ein Analogfilter ausgebildet sein. Alternativ kann im Falle einer digitalen Verarbeitung der Werte des Signals des zumindest einen Sensors in der Antriebssteuereinheit vorteilhaft ein digitales Filter, insbesondere ein digitales Tiefpassfilter, zur Anwendung kommen.When the drive control unit for Auswer tion of the signal of the at least one sensor means for filtering the signal of the at least one sensor can also advantageously a stable operation of the control of the momentarily maximum torque, even in the case of a varying contact force, are made possible. Preferably, the means for filtering is designed as a low-pass filter. The means for filtering can be advantageously designed as an analog filter. Alternatively, in the case of digital processing of the values of the signal of the at least one sensor in the drive control unit, it is advantageous to use a digital filter, in particular a digital low-pass filter.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine Sensor an einer werkzeugabgewandten Seite einer Werkzeugaufnahme angeordnet ist. Dadurch kann der Sensor die Anpresskraft auf eine einfache und effektive Art erfassen, während er vorteilhaft vor äußeren Einflüssen geschützt werden kann. Beispielsweise ist bei einer Bohrmaschine oder einem Akku-Bohrschrauber eine Anordnung innerhalb eines Bohrfutters denkbar, wodurch sich insbesondere vorteilhaft eine Möglichkeit zur Nachrüstung bestehender Werkzeugmaschinen ergeben kann.Of Furthermore, it is proposed that the at least one sensor on a Tool facing away side of a tool holder is arranged. Thereby The sensor can adjust the contact pressure to a simple and effective Capture type while it can be advantageously protected from external influences. For example, in a drill or a cordless drill an arrangement within a chuck conceivable, resulting in especially advantageous one way for retrofitting existing ones Machine tools can result.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind in einem Zugriffsbereich der Antriebssteuereinheit eine Rechenvorschrift und/oder eine Zuordnungstabelle zur Festlegung eines momentan maximalen Drehmoments in Abhängigkeit von der Anpresskraft hinterlegt. Dadurch kann einfach und schnell ein Signal des zumindest einen Sensors ausgewertet und ein Wert eines momentan maximalen Drehmoments zur Steuerung der Antriebseinheit bestimmt werden. Dem Fachmann sind dazu gängige Methoden und Mittel, insbesondere auch zu einer Interpolation, bekannt.In an advantageous embodiment are in an access area the drive control unit a calculation rule and / or a mapping table for Defining a momentarily maximum torque depending on deposited by the contact pressure. This can be quick and easy a signal of the at least one sensor is evaluated and a value of a momentarily maximum torque for controlling the drive unit be determined. The person skilled in this are common methods and means, in particular also to an interpolation, known.
Vorteilhaft ist die Antriebssteuereinheit dazu vorgesehen, bei einem Anliegen eines momentan maximalen Drehmoments und bei Erreichen eines Stillstands der Antriebseinheit nach einer im Voraus festgelegten Zeitdauer eine an die Antriebseinheit freigegebene Antriebsleistung abzuschalten. Durch diese Abschaltung kann Energie gespart und zum Ende eines Bearbeitungsvorgangs eine sichere Betriebssituation ermöglicht werden. Im Falle einer Werkzeugmaschine, deren Antriebseinheit einen Elektromotor umfasst, kann besonders schnell und einfach bei einem Fließen des an die Antriebseinheit freigegebenen elektrischen Stroms und bei Erreichen eines Stillstands der Antriebseinheit nach einer im Voraus festgelegten Zeitdauer der an die Antriebseinheit freigegebene elektrische Strom abgeschaltet werden.Advantageous the drive control unit is provided for a concern a momentarily maximum torque and when a standstill is reached the drive unit after a predetermined period of time to disable a drive power released to the drive unit. This shutdown can save energy and the end of a Machining operation a safe operating situation are possible. In the case of a machine tool whose drive unit is an electric motor can be particularly fast and easy at a flow of the to the drive unit shared electric power and at Achieving a standstill of the drive unit after one in advance fixed duration of the released to the drive unit electrical Power will be turned off.
Mit besonderem Vorteil kann die Erfindung in einer Werkzeugmaschine angewendet werden, die eine manuelle Drehmomentbegrenzungseinheit aufweist, wenn die Antriebsteuereinheit dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand das Signal des zumindest einen Sensors zur Steuerung des momentan maximalen Drehmoments innerhalb eines durch die manuelle Drehmomentbegrenzungseinheit vorgegebenen Bereichs auszuwerten, da der manuell eingestellte Wert der Drehmomentbegrenzungseinheit als Wertebereich der Antriebssteuereinheit zur Steuerung des momentan maximalen Drehmoments verwendet werden kann, wodurch bei einer gleichen Amplitude des Signals des zumindest einen Sensors eine verbesserte Auflösung der Steuerung erreicht wird. Vorteilhaft kann die Antriebssteuereinheit ein Eingabemittel umfassen, mit dem ein Wert eines maximalen Drehmoments der Antriebseinheit manuell eingegeben oder eingestellt werden kann. Alternativ ist auch denkbar, dass die manuelle Drehmomentbegrenzungseinheit eine elektrische Kodiervorrichtung umfasst, die dazu vorgesehen ist, der Antriebsteuereinheit ein Signal bereitzustellen, das in eindeutiger Weise einer Stellung der manuellen Drehmomentbegrenzungseinheit zugeordnet ist.With The invention can be particularly advantageous in a machine tool be applied, which is a manual torque limiting unit has, if the drive control unit is provided in at least one operating state, the signal of the at least one sensor for controlling the momentarily maximum torque within a the manual torque limiting unit predetermined range to evaluate, as the manually set value of the torque limiting unit as the value range of the drive control unit for controlling the current maximum torque can be used, resulting in a same Amplitude of the signal of the at least one sensor improved resolution the control is achieved. Advantageously, the drive control unit an input means with which a value of a maximum torque the drive unit can be entered or set manually. alternative It is also conceivable that the manual torque limiting unit an electric coding device provided therefor is to provide the drive control unit with a signal that is in clear Way of a position of the manual torque limiting unit assigned.
Zeichnungdrawing
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further Advantages are shown in the following description of the drawing. In the drawing are exemplary embodiments represented the invention. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The specialist will the features also expediently individually consider and summarize to meaningful further combinations.
Es zeigen:It demonstrate:
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In
Eine
Antriebssteuereinheit
Zur
Voreinstellung eines maximal anzuwendenden Drehmoments Mmax weist die Werkzeugmaschine eine mechanische
Drehmomentbegrenzungseinheit
In
In
einem Zugriffsbereich der Antriebssteuereinheit
Claims (13)
Priority Applications (1)
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DE200910027568 DE102009027568A1 (en) | 2009-07-09 | 2009-07-09 | Machine tool, particularly hand machine tool, has drive unit and sensor which is provided to detect force in signal during operation and drive control unit is provided to evaluate operating condition of signal of sensor |
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DE102009027568A1 true DE102009027568A1 (en) | 2011-01-13 |
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ID=43307660
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Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102009027568A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103659745A (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-26 | 罗伯特·博世有限公司 | Portable machine tool |
CN106475977A (en) * | 2016-11-29 | 2017-03-08 | 南京九致信息科技有限公司 | Hand held power machine and the method for operating hand held power machine |
RU198430U1 (en) * | 2019-12-23 | 2020-07-08 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Device for stabilizing the position of the cutting tool during turning of a part |
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2009
- 2009-07-09 DE DE200910027568 patent/DE102009027568A1/en not_active Withdrawn
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140201 |