Anlage mit Werkzeugmaschine und Gerät zum Ermitteln der Nutzungszeit derselben Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage mit wenigstens einer Werkzeugmaschine und mit einem Registriergerät zum Ermitteln der Nutzungszeit (Maschinenzeit) der Werkzeugmaschine bzw. maschi- nen, z. B. spanabhebenden Werkzeugmaschinen oder spanlosen Werkzeugmaschinen, wie z. B. Scher- oder Stanzmaschinen, Hämmer, Walzwerke und Press- maschinen, und bezweckt die Ermöglichung des Auf zeichnens oder Zusammenrechnens der Nutzungs zeit der Maschine mittels eines Anzeige- oder Zähl gerätes, welches z.
B. durch mittels der Maschine gesteuerte Impulse betätigt werden kann. Das Gerät wird dabei jeweils betätigt, wenn die Maschine das Werkstück bearbeitet, und es wird dadurch eine wirksame überwachung einer oder mehrerer Maschi nen ermöglicht (z. B. zur zentralen Anzeige oder Zäh lung der tatsächlichen Maschinenzeit einer Anzahl Maschinen).
Bei früheren Lösungen dieses Problems sind mechanische Einrichtungen oder elektrische Strom begrenzungsrelais verwendet worden, welche Lösun gen jedoch kompliziert sind und auch oft Anzeigen oder Zählungen beim Leerlauf der Maschine ergeben, was unerwünscht ist.
Es ist an sich bekannt, das Thermopotential zu messen, welches bei der Bearbeitung des Werkstük- kes infolge Anstieges der Temperatur an der Kon taktoberfläche zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug auftritt, und dieses Thermopotential und die diesem entsprechende Temperatur zu benützen, um die Bearbeitbarkeit des Werkstoffes oder die Lebensdauer des Werkzeugstahles bei verschiedenen Schnittgeschwindigkeiten und Spandicken zu be stimmen.
Die erfindungsgemässe Anlage zeichnet sich da durch aus, dass das elektrisch ansprechende Regi- striergerät über einen ersten elektrischen Leiter mit dem Werkzeug der Maschine und über einen zweiten elektrischen: Leiter mit dem Werkstück in leitender Verbindung steht, um das Thermopotential des Thermoelementes, welches durch das Werkstück und das dieses bearbeitende Werkzeug gebildet wird, dem Registriergerät aufzudrücken.
Die erfindungsgemässe Anlage ist sehr einfach, und die Erfindung ermöglicht, das Problem mit ein und derselben Ausrüstung und im ganzen von der Ausbildung der Maschine unabhängig zu lösen.
Der Erfindungsgegenstand wird anschliessend an hand von drei auf der beiliegenden Zeichnung dar- gestellten Beispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt die schaltungsmässige Anordnung an einer spanabhebenden Maschine.
Fig. 1A zeigt die Variante einer Einzelheit, und Fig. 2 und 3 zeigen die schaltungsmässige An ordnung an einer Drehbank.
In Fig. 1 bezeichnet 1 den Werkzeugstahl, 2 das Werkstück, 3 einen Stromkreis, welcher einen Wider stand 4 aufweist und an der Stelle P1 an das Werk zeug 1 und an der Stelle P2 an das Werkstück 2 an- geschlossen ist.
Das Potential am Widerstand 4 wird an ein Regi- striergerät 11 unter Zwischenschaltung einer Ver- stärkerröhre 5 übertragen, im deren Anodenstrom kreis ein Relais 6 mit einem Kontakt 7 vorgesehen ist, welcher in einem ein Relais 8 aufweisenden Stromkreis angeordnet ist, wobei das Relais 8 einen als Schreibstift ausgebildeten Anker 9 steuert,
wel cher auf einem laufenden Papierstreifen 10 Markie- rungen anbringt und dabei den Arbeitszustand der betreffenden Maschine als eine Funktion der Zeit aufzeichnet. Jeweils, wenn das Werkzeug das Werk stück bearbeitet, verursacht das durch die Erhitzung in der Konfaktfläche zwischen Werkzeug und Werk stück bewirkte Thermopotential eine Markierung auf dem Streifen 10,
was die Ablesung ermöglicht, wäh rend wie langer Zeit die Maschine gearbeitet hat bzw. unbenützt geblieben ist.
Natürlich ist es möglich, die Maschinenzeiten mehrerer Maschinen auf dem gleichen Papierstreifen 10 aufzuzeichnen oder zusammenzurechnen, wobei jede Maschine ihre separate Ausrüstung 3 bis 9 auf weist.
Das Werkstück und das Werkzeug bestehen in der Regel aus unterschiedlichen Werkstoffen; 'in thermotechnischer Hinsicht sind auch praktisch iden tische Werkstoffe annehmbar, da schon unbedeutende Unterschiede in der Oberfläche genügen, um ein Thermopotential zu erhalten. Der Temperaturanstieg in der Kontaktfläche zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug ist in der Grössenordnung von meh reren Hundert Grad Celsius bei spanabhebender Be arbeitung von Metall.
Falls erwünscht ist, die Nutzungszeit der Ma schine auf einer Zähltrommel anstatt auf einem Papierstreifen gemäss Fig. 1 aufzuzeichnen, kann die an sich bekannte Vorrichtung gemäss Fig. 1A benützt werden. In dem den Impulskontakt 7 aufweisenden Stromkreis ist auch ein Kontakt 15 angeordnet, der durch eine mittels einer Zeitgebervorrichtung 13, z: B. ein Synchronmotor, angetriebene Nockenscheibe 14 gesteuert wird. Der Kontakt 15 wird somit in bestimmten konstanten Intervallen geschlossen.
Bei geschlossenem Kontakt 7, zum Beispiel wenn das Werkzeug das Werkstück bearbeitet, wird das Relais 8 mit dem Anker 9a jedesmal (zum Beispiel jede Minute) betätigt, wenn der Kon takt 15 geschlossen wird, wodurch der Anker die Zähltrommel 12 um einen Schritt vorwärts dreht, welcher in diesem Fall einer Minute Nutzungszeit der Maschine entspricht, so dass es möglich ist, an der Trommel abzulesen, wie lange die Maschine gearbei tet hat.
Wenn die Maschine das Werkstück nicht bearbeitet, wird die Schliessung des Kontaktes 15 die Trommel 12 nicht weiter schalten, da der Kontakt 7 in diesem Fall nicht geschlossen worden ist.
Die Anzapfung des Potentials kann auch in der in: Fig. 2 gezeigten Weise durch direkte Verbindung des Stromkreises 3 mit passenden Stellen P1, P2 am Maschinengestell erfolgen.
Bei einer Variante kann die Anzapfung des Poten tials gemäss Fig.3 an Maschinen mit rotierendem Werkstück teils durch direkten Anschluss des Strom kreises 3 an einer passenden Stelle P1 am Maschinen- Bestell und teils durch Verbindung mit dem rotieren den Teil der Maschine über einen Schleifring 16 und eine Bürste 17 erfolgen.
Die Parallelschaltung des Stromkreises 3 über das Maschinengestell vermindert das Potential über dem Widerstand 4, doch: ist das Potential in der Regel immer noch ausreichend, um nach dessen Verstär kung dessen Verwendung zu gewährleisten. Die An schlussstellen P1 und P2 sollten so nah als möglich bei der Kontaktfläche zwischen Werkzeug und Werk stück liegen. Bei Maschinen mit rotierendem Werk stück ist die Schaltungsanordnung gemäss Fig. 2 vor zuziehen, da sie die Beringst mögliche Änderung der zu überwachenden Maschine erfordert.
Wenn das Thermopotential in geeigneter Weise abgenommen wird, ist in der Regel ein Potential in der Grössenordnung einiger Mikrovolt erhältlich. Hierbei wird vorausgesetzt, dass der Verstärker in der Nähe der Maschine angeordnet ist, oder dass die Leiter zum Verstärker abgeschirmt und von niedriger Kapazität sind, so dass fremde Störungen induktiver und kapazitiver Natur nicht falsche Anzeigen ver ursachen. Wenn natürlich das Thermopotential eine ausreichende Grösse besitzt, kann der Verstärker weggelassen werden.
System with machine tool and device for determining the time of use thereof. The invention relates to a system with at least one machine tool and with a recording device for determining the time of use (machine time) of the machine tool or machines, e.g. B. cutting machine tools or non-cutting machine tools such. B. shearing or punching machines, hammers, rolling mills and pressing machines, and the purpose of making it possible to record or add up the usage time of the machine by means of a display or counting device, which z.
B. can be actuated by means of the machine controlled pulses. The device is activated each time the machine is machining the workpiece, and this enables effective monitoring of one or more machines (e.g. for central display or counting of the actual machine time of a number of machines).
In previous solutions to this problem, mechanical devices or electrical current limiting relays have been used, which solutions, however, are complicated and also often give readings or counts when the machine is idling, which is undesirable.
It is known per se to measure the thermal potential which occurs during the machining of the workpiece as a result of the increase in temperature at the contact surface between the workpiece and the tool, and to use this thermal potential and the temperature corresponding to it in order to improve the machinability of the Material or the service life of the tool steel at different cutting speeds and chip thicknesses to be determined.
The system according to the invention is characterized by the fact that the electrically responsive registration device is in conductive connection with the tool of the machine via a first electrical conductor and with the workpiece via a second electrical conductor in order to measure the thermal potential of the thermocouple, which is caused by the Workpiece and this machining tool is formed to press the recording device.
The system according to the invention is very simple, and the invention makes it possible to solve the problem with one and the same equipment and independently of the design of the machine as a whole.
The subject of the invention will then be explained in more detail using three examples shown in the accompanying drawing.
Fig. 1 shows the circuit arrangement on a cutting machine.
Fig. 1A shows the variant of a detail, and Fig. 2 and 3 show the circuit arrangement to on a lathe.
In FIG. 1, 1 denotes the tool steel, 2 the workpiece, 3 an electric circuit which has a counterpart 4 and is connected to the workpiece 1 at point P1 and to workpiece 2 at point P2.
The potential at the resistor 4 is transmitted to a registration device 11 with the interposition of an amplifier tube 5, in the anode circuit of which a relay 6 with a contact 7 is provided, which is arranged in a circuit comprising a relay 8, the relay 8 controls an anchor 9 designed as a pen,
which makes 10 markings on a running paper strip and thereby records the working status of the machine in question as a function of time. Whenever the tool processes the workpiece, the thermal potential caused by the heating in the contact area between tool and workpiece causes a mark on the strip 10,
which enables reading during how long the machine has been working or has remained unused.
It is of course possible to record the machine times of several machines on the same paper strip 10 or to add them up, with each machine having its separate equipment 3 to 9.
The workpiece and the tool usually consist of different materials; 'In terms of thermotechnology, practically identical materials are also acceptable, since even insignificant differences in the surface are sufficient to obtain a thermal potential. The temperature rise in the contact area between the workpiece and the tool is in the order of magnitude of several hundred degrees Celsius when metal is machined.
If it is desired to record the usage time of the machine on a counting drum instead of on a paper strip according to FIG. 1, the device known per se according to FIG. 1A can be used. In the circuit having the pulse contact 7 there is also a contact 15 which is controlled by a cam disk 14 driven by means of a timer device 13, for example a synchronous motor. The contact 15 is thus closed at certain constant intervals.
When the contact 7 is closed, for example when the tool is machining the workpiece, the relay 8 with the armature 9a is actuated every time (for example every minute) when the contact 15 is closed, whereby the armature rotates the counting drum 12 forward by one step which in this case corresponds to one minute of machine usage time, so that it is possible to read from the drum how long the machine has been working.
If the machine is not processing the workpiece, the closure of the contact 15 will not switch the drum 12 any further, since the contact 7 has not been closed in this case.
The potential can also be tapped in the manner shown in: FIG. 2 by direct connection of the circuit 3 to suitable points P1, P2 on the machine frame.
In a variant, the potential can be tapped according to FIG. 3 on machines with a rotating workpiece, partly by directly connecting the circuit 3 at a suitable point P1 on the machine and partly by connecting it to the rotating part of the machine via a slip ring 16 and a brush 17.
The parallel connection of the circuit 3 via the machine frame reduces the potential across the resistor 4, but: the potential is usually still sufficient to ensure its use after its amplification. The connection points P1 and P2 should be as close as possible to the contact area between the tool and the workpiece. In the case of machines with a rotating work piece, the circuit arrangement according to FIG. 2 is preferable because it requires the possible change of the machine to be monitored.
If the thermal potential is removed in a suitable manner, a potential in the order of magnitude of a few microvolts is usually available. It is assumed here that the amplifier is located close to the machine or that the conductors to the amplifier are screened and of low capacitance so that external interference of an inductive and capacitive nature does not cause false displays. Of course, if the thermal potential is of sufficient magnitude, the amplifier can be omitted.