CS218697B1

CS218697B1 - A method of monitoring dulling of cutting tools in automatic machine tools, especially lines, and apparatus for performing the method

Info

Publication number: CS218697B1
Application number: CS230781A
Authority: CS
Inventors: Jan Burian; Jaroslav Martikan; Libor Pelej
Original assignee: Jan Burian; Jaroslav Martikan; Libor Pelej
Priority date: 1981-03-30
Filing date: 1981-03-30
Publication date: 1983-02-25

Abstract

Vynález se týká způsobu a zařízení, kterými se sleduje, například signalizačním zařízením, velikost otupení řezných nástrojů- Sledováním je zajištěno, že nedochází k velkému otupení nástrojů a k následným škodám, jako zničeni nástrojů, poškození nebo zničení strojního! zařízení a prostojům po dobu odstraňování vzniklých škod. Jeho podstata spočívá v tom, že v závislosti na řezném odporu nástrojů, který je úměrný velikosti tlaku tlakového média na výtoku hydraulického motoru, jsou mezi tímto výtokem a řídicím prvkem rychlosti při pracovním zdvihu snímány tlaky tlakového média, které jsou převedeny na elektrické Impulsy. Tlaky jsou snímány jedním nebo více tlakovými spínači nastavenými na různé tlaky tlakového média, elektricky spojenými s logickými obvody obráběcího stroje, napojenými například na signalizační zařízení, jako optické nebo akustické. Vynálezu může být využito u všech automatických obráběcích strojů, zejména pak obráběcích linek, u nichž jsou nástroje v pracovních stanicích zpravidla krytovány.The invention relates to a method and a device for monitoring, for example by means of a signaling device, the extent of blunting of cutting tools. Monitoring ensures that there is no significant blunting of tools and subsequent damage, such as destruction of tools, damage or destruction of machinery! equipment and downtime during the removal of the resulting damage. Its essence lies in the fact that, depending on the cutting resistance of the tools, which is proportional to the pressure of the pressure medium at the outlet of the hydraulic motor, the pressures of the pressure medium are sensed between this outlet and the speed control element during the working stroke, and are converted into electrical pulses. The pressures are sensed by one or more pressure switches set to different pressures of the pressure medium, electrically connected to the logic circuits of the machine tool, connected, for example, to signaling devices, such as optical or acoustic. The invention can be used in all automatic machine tools, in particular machining lines, in which the tools in the workstations are usually covered.

Description

Vynález se týká způsobu a zařízení, kterými se sleduje velikost otupení řezných nástrojů u automatických obráběcích strojů, zejména obráběcích linek s ovládáním náhonu hydraulického motoru, který řídí posuv suportu s řeznými nástroji.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for monitoring the blunting of cutting tools in automatic machine tools, in particular machining lines with drive control of a hydraulic motor that controls the movement of the slide with cutting tools.

Při obrábění kovových součástí v obráběcích zařízeních pracujících v automatickém nebo poloautomatickém cyklu, dochází k přirozenému otupení nástrojů. Kontrola stavu otupení nástrojů se provádí vizuálně obsluhou zařízení. Avšak ve většině případů nemá možnost kontrolu provést, neboť nástroje jsou v pracovních stanicích krytovány.When machining metal parts in automatic or semi-automatic machine tools, the tools become naturally dull. The tool dulling status is checked visually by the operator. However, in most cases it is not possible to perform the inspection because the tools are covered in the workstations.

V běžné praxi, a to s ohledem na potíže při vizuální kontrole, jsou nástroje vyměňovány pracovníky podle určitých zvyklostí, kterými se předpokládá, že by k výměně mělo dojít. Jinak dochází k výměně až po jejich zničení, kdy již došlo k určité škodě. Tyto skutečnosti se nejvíce projevují u pracovišť obráběcích strojů, které opracovávají součásti mezi operacemi, to je již provedenými a následujícími. Proto bylo stanoveno, že nástroje, které součást předzpracovávají pro další obrábění, jako vystruhování otvorů, závitování a podobně, budou vyměňovány v předepsaném časovém úseku. Přitom jestliže není nástroj v daném čase vyměněn, ať již z jakýchkoliv důvodů, a tyto případy jsou poměrně časté, dochází k nežádoucím jevům. Nejběžnější z nich je nadměrné otupení nástroje, které podstatně snižuje jeho životnost a při obrábění zvyšuje teplotu, čímž dochází k difúzi rychlořezné oceli nástroje do materiálu součástky. Následkem toho se součást stává tvrdší, takže při další operaci dochází k většímu opotřebování nástrojů, případně jejich poškození a zničení. V dalších případech dochází k havarijním situacím, způsobeným nadměrným otupením nástrojů, při kterém dochází k jejich zalomení v obráběné součásti. Přitom také dochází, a to velmi často, i k haváriím strojního zařízení, přičemž bývají zničeny i nástroje v následujících pracovištích obráběcí linky nebo stroje.In normal practice, due to visual inspection difficulties, tools are exchanged by workers according to certain practices that are expected to be replaced. Otherwise, they are replaced only after they have been destroyed, when some damage has already occurred. This is most evident in machine tool workplaces that process components between operations, that is to say, the following. Therefore, it has been determined that tools that pre-process the part for further machining, such as hole-reaming, threading and the like, will be replaced within a prescribed period of time. However, if the tool is not replaced at any given time, for whatever reason, and these cases are relatively common, undesirable phenomena occur. The most common of these is excessive tool dulling, which significantly reduces tool life and increases the temperature during machining, thereby diffusing the high speed steel of the tool into the part material. As a result, the part becomes harder, so that during the next operation the tools become more worn, possibly damaged and destroyed. In other cases, there are emergency situations caused by excessive blunting of the tools, which causes them to break in the machined part. At the same time, very often, machinery accidents also occur, with tools being destroyed in subsequent workstations of the machining line or machine.

Tyto nevýhody v podstatě odstraňuje způsob a zařízení ke sledování otupení nástrojů u automatických obráběcích strojů, zejména linek, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v závislosti na řezném odporu nástrojů, který je úměrný velikosti tlaku tlakového média na výtoku hydraulického motoru jsou mezi tímto výtokem a řídicím prvkem rychlosti při pracovním zdvihu snímány tlaky tlakového média, které jsou převedeny na elektrické impulsy. Na ovládací potrubí mezi výtokem hydraulického motoru a řídicím prvkem je napojeno spojovací potrubí, spojené se vstupem alespoň jednoho tlakového spínače, který je elektricky spojen s logickými obvody obráběcího stroje, napojenými například na signalizační zařízení, jako optické nebo akustické. Spojovací potrubí je spojeno s několika vstupy tlakových spínačů nastavených na různé tlaky tlakového média, přičemž tlakové spínače jsou opatřeny výstupy napojenými na odpadní potrubí prosáklého oleje, spojené s centrální nádrží.These disadvantages are substantially eliminated by a method and apparatus for monitoring the blunting of tools in automatic machine tools, in particular lines, according to the present invention, which is characterized in that, depending on the cutting resistance of the tools, which is proportional to between this outlet and the speed control during the working stroke, the pressures of the pressure medium are sensed, which are converted into electrical pulses. A connecting line is connected to the control line between the hydraulic motor outlet and the control element, connected to the inlet of at least one pressure switch, which is electrically connected to the machine tool logic circuits connected, for example, to signaling devices such as optical or acoustic. The manifold is connected to a plurality of pressure switch inputs set to different pressures of the pressure medium, the pressure switches having outlets connected to a leaked oil drain pipe connected to a central tank.

Předností tohoto způsobu a zařízení je, že hlídá velikost otupení nástrojů jednotlivých pracovišť obráběcí linky nebo stroje do stanovené míry. Při jejím dosažení je signalizací upozorněna obsluha na nutnost výměny nástrojů. Není-li výměna provedena a další otupení a řezný odpor narůstá, vypne se automaticky chod pracovní stanice a uskuteční se její navrácení do výchozí polohy. Tímto sledováním je zajištěno,, že nedochází k velkému otupení nástrojů a k následným škodám, jako zničení nástrojů, poškození nebo· zničení strojního zařízení a prostojům po dobu odstraňování vzniklých škod. Z toho také vyplývá, že čas, potřebný k naostření nástrojů, je nižší, než u těch, které jsou nadměrně opotřebené nebo dokonce havarované.The advantage of this method and apparatus is that it monitors the amount of dulling of the tools of the individual workplaces of the machining line or machine to a specified extent. When this is achieved, the operator is alerted by the signaling of the need to change tools. If the replacement is not performed and further blunting and cutting resistance increases, the workstation automatically shuts down and returns to the home position. This monitoring ensures that there is no great dulling of the tools and consequent damages such as tool destruction, damage or destruction of machinery and downtime for the duration of the damage. This also implies that the time needed to sharpen tools is less than those that are excessively worn or even crashed.

Příklad provedení vynálezu je vyobrazen na výkrese, na němž je znázorněn hydraulický systém pracovní stanice s použitím přímočarého hydraulického motoru a se zařízením ke sledování otupení nástrojů.An exemplary embodiment of the invention is illustrated in the drawing, which depicts a hydraulic system of a workstation using a rectilinear hydraulic motor and a tool blunt monitoring device.

Pracovní stanice obráběcího stroje nebo linky, tvořená suportem 1 s upevněnými nástroji, je spojen pístnicí 2 s pístem 3 přímočarého nebo rotačního hydraulického motoru 4. Pracovní prostory hydraulického motoru 4 jsou spojeny s hydraulickým systémem známých provedení. Jeden z nich je znázorněn na výkrese a není blíže popisován. Celý okruh hydraulického systému je spojen s centrální nádrží 5 tlakového média, jako oleje. Pracovní prostor hydraulického motoru 4, opatřený výtokem 6, je spojen ovládacím potrubím 7 s řídicím prvkem 8 rychlosti při pracovním zdvihu. Druhý pracovní prostor hydraulického motoru 4 je potrubím 9 spojen přes elektromagnetický rozváděč 10 s centrální nádrží 5. Přes tento elektromagnetický rozváděč 10 je s centrální nádrží 5 spojen i řídicí prvek 8 rychlosti při pracovním zdvihu. Na ovládací potrubí 7, a sice v prostoru mezi výtokem 6 hydraulického motoru 4 a řídicím prvkem 8 je napojeno spojovací potrubí 11, které je přivedeno na vstup 12 jednoho a nebo více tlakových spínačů 13, například dvou tlakových spínačů 13, jak je znázorněno na vyobrazení. Počet tlakových spínačů 13 může být 1 jiný a záleží na počtu určených hodnot ke sledování otupení nástrojů. Vnitřní uspořádání tlakových spínačů 13, které je opatřeno prostředkem reagujícím na změny tlaku v hydraulickém systému, například pružinou 14, spolupracující se spínacími kontakty 15, je spojeno s neznázorněnými logickými obvody obráběcího stroje, napojenými například na signalizační zařízení, jako optické nebo akustické, případně obojí. Předpětí pružin 14 je regulovatelné. Tlakové spínače 13 jsou opatřeny výstupy 16, na které je napojeno odpadní potrubí 17 k odvedení prosáklého oleje. Odpadní potrubí 17 je spojeno* s centrální nádrží 5. Na spojovacím potrubí 11 je umístěn kontrolní manometr 18.The work station of the machine tool or the line formed by the support 1 with fixed tools is connected by a piston rod 2 to a piston 3 of a linear or rotary hydraulic motor 4. The working spaces of the hydraulic motor 4 are connected to a hydraulic system of known embodiments. One of them is shown in the drawing and is not described in detail. The entire hydraulic system circuit is connected to a central tank 5 of pressure medium, such as oil. The working space of the hydraulic motor 4 provided with an outlet 6 is connected by the control line 7 to the speed control element 8 during the working stroke. The second working space of the hydraulic motor 4 is connected via pipeline 9 to the central tank 5 via an electromagnetic distributor 10. A connecting line 11 is connected to the control line 7, in the space between the outlet 6 of the hydraulic motor 4 and the control element 8, which is connected to the inlet 12 of one or more pressure switches 13, for example two pressure switches 13 as shown in the illustration . The number of pressure switches 13 may be 1 different and depends on the number of determined values for monitoring the blunting of the tools. The internal arrangement of the pressure switches 13, which is provided with means for reacting pressure changes in the hydraulic system, for example by a spring 14 cooperating with the switching contacts 15, is connected to the machine tool logic circuits (not shown) connected to signaling devices such as optical or acoustic. . The bias of the springs 14 is adjustable. The pressure switches 13 are provided with outlets 16 to which a drain line 17 is connected to drain the leaked oil. The drain line 17 is connected to the central tank 5. A control pressure gauge 18 is provided on the connecting line 11.

Činnost zařízení, jak bylo popsáno*, je závislá na tlaku tlakového média, to je oleje v hydraulickém systému, který kolísá na výtoku 6 z pracovního prostoru hydraulického motoru 4 a je úměrný velikostí otupení nástrojů. Přitom se vychází ze stavu, kdy suport 1 je opatřen novými řeznými nástroji, vykazujícími určitý řezný odpor P a stavů, kdy jsou nástroje částečně otupeny s řezným odporem, v tomto případě označovanými Pl, a maximálně otupeny s řezným odporem, v tom případě označovaným P2. Každému řeznému odporu přísluší, jak již bylo uvedeno, určitý tlak oleje v hydraulickém systému a jemu pak nastavení přepínací síly pružin 14 tlakových spínačů 13. Proto* je na jednom tlakovém spínači 13 nastavena přepínací síla rovnající se tlaku oleje při částečně otupených nástrojích, na druhém tlakovém spínači 13 pak přepínací síla rovnající se tlaku oleje při maximálně otupených nástrojích. Samozřejmě, že počet sledovaných stavů otupení nástrojů může být i jiný. Tomu také odpovídá počet tlakových spínačů 13 a jejich nastavení.The operation of the device as described * depends on the pressure of the pressure medium, i.e. the oil in the hydraulic system, which fluctuates at the outlet 6 from the working space of the hydraulic motor 4 and is proportional to the size of the tool blunts. This is based on a state where the slide 1 is provided with new cutting tools having a certain cutting resistance P and a state where the tools are partially blunted with a cutting resistance, in this case denoted P1, and maximally blunted with a cutting resistance, in this case denoted P2. . Each cutting resistor has, as already mentioned, a certain oil pressure in the hydraulic system and it is then set the switching force of the springs 14 of the pressure switches 13. Therefore, * on one pressure switch 13 is set a switching force equal to the oil pressure with partially blunted tools; pressure switch 13 then a switching force equal to the oil pressure at the most dull tools. Of course, the number of monitored dulling states can be different. This also corresponds to the number of pressure switches 13 and their settings.

Jestliže je tedy suport 1 opatřen ostrými nástroji o řezném odporu P, prochází olej v hydraulickém systému známým způsobem a pohybu pístu 3 s pístnici 2 a suportem 1 je usměrňován řídicím prvkem 8 rychlosti při pracovním zdvihu. Přitom výstupní tlak oleje přichází na vstupy 12 tlakových spínačů 13. Za tohoto stavu je tlak oleje větší, než nastavená přepínací síla tlakových spínačů 13, to je jejich pružin 14, takže k žádné signalizaci nedochází. Jestliže se nástroje otupí a řezný odpor se zvýší na hodnotu Pl, poklesne výstupní tlak oleje na výtoku 6 hydraulického motoru 4 a tím i v ovládacím potrubí 7, spojovacím potrubí 11 a v tlakových spínačích 13. Následkem toho v jednom z tlakových spínačů 13, který je nastaven na tuto hodnotu, přetlačí pružina 14 spínací kontakty 15, čímž se uvede do činnosti signalizační zařízení logických obvodů obráběcího stroje, které zatím upozorňuje obsluhu na nutnost výměny otupených nástrojů.Thus, if the slide 1 is provided with sharp tools of cutting resistance P, the oil in the hydraulic system passes in a known manner and the movement of the piston 3 with the piston rod 2 and the slide 1 is directed by the speed control element 8 during the working stroke. In this case, the oil output pressure arrives at the inlets 12 of the pressure switches 13. In this state, the oil pressure is greater than the set switching force of the pressure switches 13, i.e. their springs 14, so that no signaling occurs. If the tools become dull and the cutting resistance is increased to P1, the oil outlet pressure at the outlet 6 of the hydraulic motor 4 and thus in the control line 7, the connecting line 11 and the pressure switches 13 will drop. When this is set to this value, the spring 14 pushes the make contacts 15, actuating the machine tool logic signaling device, which in the meantime alerts the operator of the need to exchange blunted tools.

Jestliže obsluha výměnu nástrojů neprovede, zvyšuje se řezný odpor dále až na hodnotu P2, odpovídající maximálnímu otupení nástrojů. Výstupní tlak oleje na výtoku 6 hydraulického motoru 4 dále poklesne a stejně se projeví jako v předcházejícím případě i v ovládacím potrubí 7, spojovacím potrubí 11 a v dalším tlakovém spínači 13. U tohoto tlakového spínače 13, nastaveného na tuto hodnotu, přetlačí pružina 14 jeho spínací kontakty 15. Přepnutím se uvedou do činnosti logické obvody obráběcího stroje,, které mimo signalizaci způsobí návrat suportu 1 pracovní stanice do výchozí polohy. Práce v dalších pracovních stanicích pokračuje a po dokončení operace a jejich návratu do základní polohy se pracovní cyklus celé linky zastaví.If the operator does not change tools, the cutting resistance increases further up to P2, corresponding to the maximum blunting of the tools. The oil outlet pressure at the outflow 6 of the hydraulic motor 4 further decreases and, as in the previous case, the control line 7, the connecting line 11 and the other pressure switch 13. As in this case, the pressure switch 13 set to this value make contacts 15. The changeover activates the machine tool logic circuits which, in addition to signaling, cause the workstation slide 1 to return to its initial position. Work at other workstations continues, and when the operation is complete and returned to the home position, the work cycle of the entire line stops.

Uvedené zařízení spolu s napojením na logické obvody obráběcího stroje je obsaženo v každé pracovní stanici a popsanou činností se také sleduje otupení nástrojů každé pracovní stanice samostatně.Said device, together with the connection to the machine tool logic circuits, is contained in each workstation, and the described activity also monitors the dulling of the tools of each workstation separately.

Claims

Method for monitoring the blunting of cutting tools in automatic machine tools, in particular lines, provided with a hydraulic system for driving control units, such as linear or rotary hydraulic motors, controlling the slides with cutting tools, characterized in that, depending on the cutting resistance of the tools of the pressure medium pressure at the outlet of the hydraulic motor, the pressures of the pressure medium, which are converted into electrical pulses, are sensed between this outlet and the speed control during the working stroke.

Apparatus for carrying out this method, wherein the outflow of a rectilinear or rotary hydraulic motor is connected by a control line to a speed control element during a working stroke, connected via an electromagnetic invention to a central distributor, characterized in that on the control line (7J between outlet) (6) a connecting pipe (11) connected to an inlet (12) of at least one pressure switch (13) electrically connected to the machine tool logic circuits connected, for example, to a signaling circuit (6) connected to a hydraulic motor (4) and a control element (8) optical or acoustic equipment.

Device according to claim 2, characterized in that the connecting line (11) is connected to several inlets (12) of pressure switches (13) adjusted to different pressures of the pressure medium, the pressure switches (13) having outlets (16) connected to a leak oil drain pipe (17) connected to a central tank (5J).