DD207574A1 - METHOD AND DEVICE FOR IDENTIFICATION OF THE TOOL GUN - Google Patents

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DD207574A1
DD207574A1 DD24026782A DD24026782A DD207574A1 DD 207574 A1 DD207574 A1 DD 207574A1 DD 24026782 A DD24026782 A DD 24026782A DD 24026782 A DD24026782 A DD 24026782A DD 207574 A1 DD207574 A1 DD 207574A1
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Hans-Georg Lutze
Horst Weber
Tang Huy
Heinz Foerster
Dieter Foerster
Klaus Illgen
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Lutze Hans Georg
Horst Weber
Tang Huy
Heinz Foerster
Dieter Foerster
Klaus Illgen
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Abstract

Das Verfahren zur Identifikation des Werkzeugbruches beim Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide waehrend der earbeitung und die Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens beziehen sich auf die Anzeige des Werkzeugbruches waehrend der Bearbeitung vorzugsweise beim Drehen, Fraesen und Bohren, wobei keine im Bearbeitungsraum der Werkzeugmaschine vorhandenen Messeinrichtungen erforderlich sind. Die Identifikation des Werkzeugbruches erfolgt durch Messen der Leistungen des Hauptantriebes und des Vorschubantriebes bzw. der betreffenden Motorstroeme und der daraus laufenden Errechnung eines Quotienten als Groesse des Werkzeugverschleisses sowie dem staendigen Vergleich dieses Quotienten mit zwei einstellbaren Grenzwerten (oberer und unterer Grenzwert). Bei Ueber-bzw. Unterschreiten der Grenzwertedurch den Quotienten erfolgt sofort die Anzeige "Werkzeugbruch" und es wird die Werkzeugmaschinensteuerung beeinflusst. Anstelle der Antriebsleistungen oder Motorstroeme sind auch Groessen der Komponenten der Zugspankraft (F unten s, F unten v, F unten p) bzw> wahlweise Leistungs- und Kraftgroessen zur Errechnung des Quotienten verwendbar.The method for identifying tool breakage during machining with a geometrically defined cutting edge during machining and the device for carrying out the method relate to the display of tool breakage during machining, preferably during turning, milling and drilling, wherein no measuring devices present in the processing space of the machine tool are required , The tool breakage is identified by measuring the performance of the main drive and the feed drive or the relevant Motorstroeme and the resulting calculation of a quotient as the size of the tool wear and the constant comparison of this quotient with two adjustable limits (upper and lower limit). In Ueber-resp. If the limit value is undershot by the quotient, the indication "tool breakage" is immediately displayed and the machine tool control is influenced. Instead of the drive powers or motor currents, the sizes of the tensile stress components (F downs, F downwards v, F downwards p) or> optionally power and force variables can be used to calculate the quotient.

Description

Verfahren -und Einrichtung zur Identifikation, des Werkzeugbruches . .- r ... Method and device for identification, the tool breakage. .- r ...

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifikation des Werkzeugbruches beim. Spanen mit geometrisch bestimmten Schneiden während der Bearbeitung, insbesondere beim Drehen, Fräsen und Bohren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens·-The invention relates to a method for identifying the tool breakage in. Machining with geometrically determined cutting edges during machining, in particular turning, milling and drilling and a device for carrying out the method

Charakteristik.der bekannten technischen LösungenCharacteristics.der known technical solutions

Bekannt ist die Erkennung des Werkzeugbruches während der Bearbeitung xlurch Messen und Verarbeiten von Prozeßkenngrößen, die mittels zusätzlich an der Bearbeitungsmaschine angebrachter Meßwertaufnehmer oder präparierter Werkzeuge erfaßt, werden und bei entsprechender.Known is the detection of the tool break during processing xlurch by measuring and processing of process parameters, which are detected by means of additionally attached to the machine tool transducer or prepared tools are, and with appropriate.

15. Bewertung mittels Rechenschaltungen oder dgl. Aussagen bezüglich des Werkzeugverschleißes bis hin zum Werkzeugbruch gestatten. Weiterhin sind Verfahren gemäß DDWP 54159 und DEOS 2654838 bekannt, bei welchen vom Spanungsprozeß erzeugte Parameter, wie Kräfte, Weg©, Schwingungen, Temperaturänderungen, mechanische und15. Assessment by means of computing circuits or the like. Allow statements regarding the tool wear up to tool breakage. Furthermore, processes according to DDWP 54159 and DEOS 2654838 are known, in which parameters generated by the stressing process, such as forces, displacement ©, vibrations, temperature changes, mechanical and

. elektrische Leistungsmessungen usw. zur Werkzeugbrucherkennung verwendet werden. Ändere Verfahren gemäß DEOS 2340253, DEOS 2747487 arbeiten nach dem opto-elektrischen Prinzip, wobei z. B. eine Lichtmenge, die aus ,, electrical power measurements, etc. are used for tool break detection. Other methods according to DEOS 2340253, DEOS 2747487 work on the opto-electrical principle, wherein z. B. a quantity of light, the

- 2 - oralen - 2 - oral

einem Spalt zwischen Werkzeug und einer Meßschablone austritt, gemessen und bewertet wird. : In 'einem weiteren bekannten Verfahren nach DDWP 109260, werden Reflexionen von typischen Werkzeugkanten und 5. -flächen mittels Fernsehkameras oder Diodenzeile"n erfaßt und zur Beurteilung des Werkzeugverschleißes bzw. der Werkzeugbrucherkennung benutzt. Ferner ist eine Bruchüberwachungseinrichtung für rotierende Maschinenteile mit einer fest zugeordneten Teilung gemäß WPG01M/ 230431 bekannt, die unter Verwendung von berührungslosen Sensoren der Teilung des rotierenden Maschinenteiles äquivalente Signale bildet und diese im Vergleich mit einem drehzahlpröportioiialen Signal zur Brucherkennung verwendet.A gap between the tool and a measuring template emerges, is measured and evaluated. In 'another known method according to DDWP 109260, reflections from typical tool edges and 5. Areas means of television cameras or diode line "n are detected and used for evaluation of tool wear and tool breakage detection Further, a breakage monitoring device for rotating machine parts with a dedicated. Division according to WPG01M / 230431 known that forms equivalent signals using non-contact sensors of the division of the rotating machine part and this used in comparison with a speed-proportional signal for fracture detection.

15, Es sind weitere Lösungen gemäß .DDWP 89870 und DDWP 146090 bekannt, bei denen der Verschleiß an der Freifläche des Werkzeuges mittels Kontakt mit dünnen Schichten gemessen wird. Während in der Erfindung DDWP , 89870 nur präparierte Werkzeuge verwendet werden können, gestattet die Lösung nach DDWP 146090 wohl die Messung der verschlissenen Freifläche, aber eine eindeutige Aussage bei Werkzeugbruch ist nicht möglich.15, There are further known solutions according to .DDWP 89870 and DDWP 146090, in which the wear on the free surface of the tool is measured by contact with thin layers. While in the invention DDWP, 89870 only prepared tools can be used, the solution according to DDWP 146090 probably allows the measurement of the worn open space, but a clear statement in tool breakage is not possible.

Alle diese genannten Verfahren und Einrichtungen haben den lachteil, daß Zusatzeinrichtungen in Form von Sen- .j soren, Fühlhebeln öder Lichtschranken den Arbeitsraum der Werkzeugmaschine begrenzen bzw. den technologischen Ablauf der Bearbeitung von Werkstücken einengen oder daß besondere Meßeinrichtungen in den Kraftfluß der Bearbeitungsmaschine installiert werden müssen, die ebenfalls die Be^rbeitungsqualität beeinflussen.All these mentioned methods and devices have the drawback that additional devices in the form of sensors, sensor levers or light barriers limit the working space of the machine tool or restrict the technological process of machining workpieces or that special measuring devices are installed in the power flow of the machine tool which also affect the quality of workmanship.

Bei Anwendung der opto-elektrischen Verfahren treten > noch weitere Probleme, hinsichtlich der Anwendung von Kühlmitteln und der Sρanabführung auf, die zumindest ens zu Störungen der Meßfunktion und der Genauigkeit' führen. ,When using the opto-electrical method occur > even more problems with regard to the use of coolants and the Sρanabführung that at least ens lead to disturbances of the measurement function and the accuracy '. .

Eine Identifikation des Werkzeugbruches durch die Antriebsleistung der Bearbeitungsmaschine ist nicht eindeutig möglich, weil die Antriebsleistung von einer Vielzahl von Einflußgrößen (z. B. Reibverlust in Führungen, beschleunigte und verzögerte Massen usw. ]; abhängig ist. Außerdem ändert sich die Antriebsleistung bei einigen Drehvarianten (z.B. Querdrehen) laufend entsprechend dem sich verändernden Werkstückdurchmesser.An identification of the tool breakage by the drive power of the processing machine is not clearly possible because the drive power is dependent on a large number of influencing variables (eg friction loss in guides, accelerated and decelerated masses, etc.) Moreover, the drive power changes with some rotational variants (eg cross turning) continuously in accordance with the changing workpiece diameter.

O ' Ziel der Erfindung O ' aim of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, vorzugsweise im automatisierten Betrieb, Werkzeugbrüche ohne Beeinträchtigung der technischen und technologischen-Kenngrößen* der Bearbeitungsmaschine sofort zu erkennen unddie durch Werkzeugbruch verursachten Störungen und mögliehen Schädigungen in Maschinensystemen und Fertigungsabläufen zu vermindern·The object of the invention is, preferably in automated operation, to immediately detect tool breakages without affecting the technical and technological characteristics of the machine tool and to reduce the disruption caused by tool breakage and possible damage in machine systems and production processes.

Darlegung des Wesens-der ErfindungPresentation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren .zur Identifikation des Werkzeugbruches beim Spanen mit.The invention is based on the object, a method. To identify the tool break when machining with.

geometrisch bestimmter Schneide zu. entwickeln und eine Einrichtung dafür zu schaffen, wodurch es möglich ist, ohne Präparieren des Ferkzeuges und ohne zusätzlichen An-1 und Einbau von meist funktionsbegrenzenden Einrichtungen zur Erfassung von notwendigen Meßgrößen, den . Werkzeugbruch während der Bearbeitung sofort zta signalisieren und ein Ausgangssignal zur Werkzeugmaschinensteuerung (Maschinenstopp, Werkzeugwechsel) zu erzeugen. , ....geometrically determined cutting edge too. To develop and create a device for which it is possible without dissecting the tool and without additional An 1 and installation of mostly function-limiting devices for detecting necessary quantities, the. Immediately signal tool breakage during machining and generate an output signal for machine tool control (machine stop, tool change). , ....

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe unter Verwendungvon bekannten Meßeinrichtungen zur Erfassung der elektrischen Antriebsleistung· bzw. der Schnittkräfte,According to the invention, this object is achieved by using known measuring devices for detecting the electrical drive power or the cutting forces,

40 2 6 7 040 2 6 7 0

ferner von einer an sich bekannten Rechenschaltung mit Quotrentenbildung>und Multiplikation sowie, von einem Grenzwertsignalisator mit zwei'einstellbaren Grenzwerten und einem Anzeiger- und .Steuerteil dadurch gelöst, daß zwei den beiden Antriebsleistungen P„ und Py äquivalente elektrische.Größen, vorzugsweise die Motorströme bzw. die elektrischen Spannungen oder die den Komponenten der Zerspankraft ,(Schnittkraft Pg, Vorschubkraft Fy, Passivkraft Pp) proportionalen elektrisehen Größen ständig erfaßt und in acht verschiedenen , Verknüpfungen zueinander in einer Rechenschaltung ins Verhältnis gesetzt und mit werkstoff- und werkz.eugspezifischen Konstanten C multipliziert werden und daraus laufend ein neuer Quotient X errechnet wird, der eine Kenngröße des ,jeweils vorhandenen Werkzeugverschleißes darstellt.further achieved by a per se known computation circuit with Quotrentenbildung> and multiplication as well as from a Grenzwertsignalisator with zwei'einstellbaren limits and a Anzeiger and .Steuerteil characterized in that two or the two driving powers P "and Py elektrische.Größen equivalent, preferably the motor currents ., the electrical voltages or the components of Zerspankraft, (cutting force Pg, feed force Fy, passive force Pp) proportional Elektrisehen sizes constantly detected and set in eight different, links to each other in an arithmetic circuit ratio and multiplied by material and werkz.eugspezifischen constant C. and from this a new quotient X is continuously calculated, which represents a parameter of the respective existing tool wear.

Es sind dabei folgende Verknüpfungen ' möglich"? /' . · ' '. ' -The following links are 'possible'? / '. ·' '.' -

Σ_ π V τ _ η _JTΣ_ π V τ _ η _JT

χ = C2,ps x = c6 ^χ = C 2 , p s x = c 6 ^

P ' - P ^O X = C-> έτ" . X= C™ TTTP '- P ^ OX = C-> έτ "X = C ™ TTT

. Σ σ fl. . ' x _ G !l . ' , :, Σ σ fl. ' x _ G ! l. ',:

" , 4 F2; ' ' ' ~ 8 Md", 4 F 2 ; '''~ 8 Md

Die Konstanten Cj ... Cg enthalten neben globalen parameter— und werkstoff/schneidstoffspezifischen Kenngrößen auch die Umrechnungsfaktoren von. Leistungsgrößen in Kraftgrößen und umgekehrt.' Die für die Quotientenbildung wahlweise. erforderlichen Kraftkomponenten P3, Py und Pp bzw. das Drehmoment Md werden'den in Bearbeitungszentren vorhandenen Meßeinrichtungen entnommen,-Die Größe des ständig neu errechneten Quotienten X wirdThe constants Cj ... Cg contain, in addition to global parameter and material / cutting material-specific parameters, the conversion factors of. Performance quantities in force sizes and vice versa. ' The optional for the quotient. Required force components P 3 , Py and Pp and the torque Md'den taken from the existing measuring equipment in machining centers, -The size of the constantly recalculated quotient X is

/ A ^ Γ 4 ί/ A ^ Γ 4 ί

mit zwei einstellbaren Grenzwerten, dem oberen Grenzwert: Y 'und dem unteren Grenzwert Y -fortwährend in einemwith two adjustable limits, the upper limit: Y 'and the lower limit Y -continuously in one

II xil_LXXII xil_LXX

Grenzwertsignalisator verglichen, wobei beim Überschreiten, des oberen Grenzwertes Ym v durch den Quotienten XLimit value comparator, wherein when exceeding the upper limit value Y mv by the quotient X

maxMax

(X > Y )' ·, bzw· beim Unterschreiten des unter.en Grenzwertes Y . durch den Quotienten X (X Y^.·,,} am Aus-(X > Y) '·, or · falls below the lower limit Y. by the quotient X (X Y ^.

min , mm .min, mm.

gang des Grenzwertsignalisators ein entsprechendes Signal entsteht, welches in einem nachgeschalteten Anzeige- und Steuerteil weiter verarbeitet und zur sofortigen Anzeige des Werkzeugbruches sowie zur Werkzeugmaschinen-'·-:- steuerung (Maschinenstopp, Werkzeugwechsel)) verwendet wird·- ν . . :a corresponding signal is generated at the limit value signaliser, which is further processed in a downstream display and control section and used for immediate display of the tool breakage and for machine tool control (machine stop, tool change)). , :

Die Einrichtung besteht im wesentlichen aus je einem Yfandler im Haupt- bzw. Vorschubantrieb der Werkzeügmaschine, einer Meßeinrichtung für die Komponenten der Zerspankraft P3; Fy* p?> einem Eingangswähler sowie einer Rechenschaltung mit nachgeschaltetem Grenzwertsignalisator. Zwei Einstellglieder dienen zur Einstellung für den oberen Grenzwert YmaÄ bzw, den unteren Grenzwert ^nHn· Bei Über- bzw. Unterschreiten der Grenzwerte spricht ein Anzeige- und Steuerteil an, welches den Werkzeugbruch sofort anzeigt und auf die Werkzeug— / " maschinensteuerung (z. B. Maschinenstopp, Werkzeug— ^ wechsel) einwirkt·The device consists essentially of a respective Yfandler in the main or feed drive the Werkzeügmaschine, a measuring device for the components of Zerspankraft P 3 ; Fy * p ?> An input selector and an arithmetic circuit with downstream limit signaliser. Two setting elements are used to set the upper limit Y maÄ or, the lower limit value ^ n H n · If the limit values are exceeded or undercut, a display and control section responds which indicates the tool break immediately and the tool / machine control (z. B. machine stop, tool changing ^) acts ·

Aus führung sb e i sp i e1 ; Executed by spi e1 ;

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungs~ beispiel für die Verfahren Drehen, Fräsen .und Bohren anhand von 4 Zeichnungen erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: .'.The invention will be explained below with reference to an embodiment example for the methods of turning, milling and drilling with reference to 4 drawings. In the accompanying drawings show:. '.

Fig. 1: Das Schaltschema der Einrichtung zur Identifikation des WerkzeugbruchesFig. 1: The circuit diagram of the device for identifying the tool breakage

Fig. 2: Den Anstieg des Quotienten X bei Werkzeugbruch ... an einem einschneidigem WerkzeugFig. 2: The increase of the quotient X at tool break ... on a einschneidigem tool

- 6. - . Z4 u ^- ο /- 6. -. Z4 u ^ - ο /

Fig. 3: Den Verlauf des Quotienten X beim Bruch hintereinander, liegender Schneiden eines Fräskopf es; . ' ' Fig. 3: The course of the quotient X at break one behind the other, lying cutting a milling head it; , ''

•Fig. 4: Die Bereiche des Quotienten X bei arbeits-5-scharfen und gebrochenen Spiralbohrern·• Fig. 4: The ranges of the quotient X for working 5-sharp and broken twist drills ·

Es wurde nachgewiesen, daß beim Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide ein Werkzeugbruch während des Schnittes eine sprunghafte Erhöhung des Verhält— nisses von Vorschubkraft zur Schnittkraft (F-^ : Fg); hervorruft. Der Verlauf dieses Verhältnisses ändert sich nicht, wenn anstelle der Kräfte sinngemäß die Leistungsaufnahme der Antriebsmotore betrachte^ wird..It has been proven that during cutting with a geometrically determined cutting edge a tool breakage during the cut leads to an abrupt increase in the ratio of the feed force to the cutting force (F - ^: Fg); causes. The course of this relationship does not change if, instead of the forces, the power consumption of the drive motors is considered analogously.

Die der Antriebsleistung entsprechende elektrische Größe, z. B. der Motorstrom bzw. eine dem Strom pro— portionale Spannung wird mittels eines Wandlers 1 vom Hauptantrieb der Werkzeugmaschine und mittels eines zweiten Wandlers 2 vom Vorschubantrieb abgenommen und einem Eingangswähler 4 zugeführt. Gleichzeitig werden bei Bedarf die Komponenten der Zerspankraft als .The drive power corresponding electrical size, eg. For example, the motor current or a voltage proportional to the current is removed by means of a converter 1 from the main drive of the machine tool and by means of a second converter 2 from the feed drive and fed to an input selector 4. At the same time, if necessary, the components of the cutting force as.

Schnittkraft Fg, Vorschubkraft:F^ und Passivkraft Fp aus einer vorhandenen Meßeinrichtung 3 ebenfalls in, den Eingangswähler 4 eingegeben.· Nach Auswahl der zur . Identifikation des Werkzeugbruches vorgesehenen Größen und Bestimmung der Konstanten C im Eingangswähler 4 werden diese; einer an sich bekannten Rechenschaltung· zugeleitet, in welcher .die Quotientenbildung und die Multiplikation mit C laufend ausgeführt und damitständig ein'neuer Quotient X errechnet wird. Dieser Quotient X wird fortwährend in einem nachgeschalteten ,Grenzwertsignalisator 6'mit zwei extern stetig ein-, stellbaren Grenzwerten, einem oberen Grenzwert Y undCutting force Fg, feed force: F ^ and passive force Fp from an existing measuring device 3 also entered in, the input selector 4. · After selecting the to. Identification of the tool break provided sizes and determination of the constant C in the input selector 4 are these; a known per se calculation circuit fed · in which .the quotient formation and the multiplication with C running constantly and thereby a 'new quotient X is calculated. This quotient X is continuously in a downstream, Grenzwertsignalisator 6 'with two externally steadily on, adjustable limits, an upper limit Y and

" max  " Max

einem unteren Grenzwert: Y .- verglichen. Am Ausgang des Grenzwertsignalisators 6 entsteht bei Überschreitung des Quotienten X über den oberen Grenzwert Ya lower limit: Y .- compared. At the output of the threshold signal indicator 6 arises when exceeding the quotient X on the upper limit Y.

. · ., - · . max, ·., - ·. Max

(Xτ> Ym„J' uiid beim Unterschreiten des Quotienten X unter den unteren,Grenzwert Ynin (X < Y -S) ein Sig—(X τ> Y m "J 'uiid when the quotient X falls below the lower, limit value Y nin (X <Y -S) a sign

nal, welches in einem Anzeige— und Steuerteil 9 weiter verarbeitet, und-zur sofortigen Anzeige des Werkzeug— bruches sowie zur 7/erkzeugmaschinensteuerung verwendet wird. Es sind vorzugsweise die Funktionen "Maschinenstopp" und "Werkzeugwechsel" programmierbar.which is further processed in a display and control part 9, and is used for the immediate display of the tool breakage and for the tool / machine control. The functions "machine stop" and "tool change" are preferably programmable.

Bei einschneidigen. Werkzeugen, z. B. beim Drehen, steigt beim Werkzeugbruch während des Schnittes mit hoher Signifikanz die Vorschubkraft· Fy und die Passivkraft Pp partiell, höher an, als die dazugehörende Schnittkraft Fg,With one-cutting. Tools, eg. For example, when turning, the feed force · Fy and the passive force Pp increases partially when the tool break during the cut with high significance, as the corresponding cutting force Fg,

d. h. der Quotient X steigt sprunghaft auf einen Wert an, der deutlich über dem des nichtgebrbchenen ?/erkzeuges •liegt. Es wurden Quotientenerhöhungen bis 6fach regi-' . striert. 'd. H. the quotient X increases abruptly to a value which is significantly higher than that of the non-brittle tool. There were quotient increases up to 6 times regi- '. strated. '

Bei mehrschneidigen Werkzeugen, besonders beim Fräsen, · lassen sich aufwandsarm nur .die Leistungen bzw. Kräfte ermitteln,, die durch die Summe der Einzelschneiden verursacht werden«. Ein Bruch einer oder mehrerer hintereinander liegender Schneiden führt zwangsweise zur Erhöhung des Vorschubs pro Zahn für die nächste nichtgebrochene Schneide. Daraus folgt nach der Zerspanungstheorie, daß der Quotient X zunächst deutlich kleiner wird. Die Signalisierung einer oder mehrerer gebroche- ·, ner Schneiden erfolgt durch Unterschreiten des Wertes- X unter den unteren Grenzwert ^m4n· Beim Bruch aller Schneiden in mehrschneidigen Werkzeugen ist das Verhalten des Quotienten X ähnlich wie beim einschneidigen Werkzeug, es kommt dann wieder zum typischen und sprunghaften Anstieg und zur Überschreitung des oberen GrenzwertesWith multi-bladed tools, especially when milling, · only the power or forces that are caused by the sum of the individual cutting edges can be determined with little effort. Breakage of one or more consecutive cutting edges will inevitably increase the feed per tooth for the next unbroken cutting edge. It follows from the chipping theory that the quotient X initially becomes significantly smaller. The signaling of one or more broken edges is made by falling below the value X below the lower limit value ^ m 4 n · If all cutting edges in multi-bladed tools break, the behavior of the quotient X is similar to that of the single-edged tool; to the typical and sudden increase and exceeding of the upper limit

Ähnliches Verhalten wurde beim Bohren mit Spiralbohrern (zweischneidige Werkzeuge) festgestellt. In Fig. sind die Bereiche des Quotienten X bei verschiedenen Bohrerdurchmessern D, bei arbeitsscharfen und gebrochenen' Werkzeugen dargestellt, : ...Similar behavior was noted when drilling with twist drills (double-edged tools). In Fig. The ranges of the quotient X are shown at different drill diameters D, at sharp and broken 'tools, ... :

Der Grenzwert Y ist abhängig vom Bohrerdurchmesser· DThe limit value Y depends on the drill diameter · D

UIcL Λ .UIcL Λ.

und vom Vorschub s des Werkzeuges»and the feed s of the tool »

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht im wesentlichen aus einem Wandler 1 im Hauptantrieb und einem Wandler 2 im Vorschubantrieb für die Gewinnung der den Antriebsleistungen-proportionalen elektrischen Größen, einem Eingangswähler 4 für die Auswahl der gewünschten Kraft- und/oder Leistungsgrößen, einer Rechenschaltung 5 für die Quotientenbildung und einem nachgeschalteten Grenzwertsignalisator β mit einem Sinstellglied 7 ..für den oberen Grenzwert Y^,_„ und einem Sinstellglied 8 für den unteren Grenzwertv^min· iäin vom Grenzv/ertsignalisator β gebildetes Ausgangssignal gelangt zu einem Anzeige- und Steuerteil,9,-wo einmal die sofortige Anzeige des Werkzeugbruches erfolgt und weiterhin die Werkzeugmaschinensteuerung'beeinflußt wird. 'The device for carrying out the method consists essentially of a converter 1 in the main drive and a converter 2 in the feed drive for obtaining the drive power-proportional electrical quantities, an input selector 4 for the selection of the desired force and / or power variables, an arithmetic circuit. 5 for the quotient formation and a downstream threshold value signaliser β with a Sinstellglied 7 .. for the upper limit Y ^, _ "and a Sinstellglied 8 for the lower limit v ^ min · iäin GrenzV / signalisator β formed output signal reaches a display and control part 9, where once the immediate display of the tool break is made and the machine tool control is still affected. '

Claims (3)

-a- 'AQ? 6 7-a 'AQ? 6 7 BrfindungaanaprachBrfindungaanaprach 1. Verfahren zur Identifikation des Werkzeugbraches beim Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide während der Bearbeitung, insbesondere beim Drehen, Fräsen und Bohren, unter Verwendung bekannter MeBeinrichtungen zur Erfassung der elektrischen Antriebsleistung und/oder der Schnittkräfte, einer bekannten Rechenschaltung zur Quotientenbildung und Multiplikation sowie einem Grenzwertsignalisator mit zwei einstellbaren Grenzwerten und einem Anzeige- und Steuerteil, dadurch gekennzeichnet, daß zwei den beiden Antriebsleistungen Pg und Py äquivalente, elektrische Größen, vorzugsweise die Motorströme bzw. die daraus resultierenden elektrischen Span- nungen oder die den Komponenten der Zerspankraft Schnittkraft. Fg, Vorschubkraft Fy, Passivkraft Fpproportionalen elektrischen Größen ständig erfaßt und in acht verschiedenen Verknüpfungen zueinander in einer Rechenschaltung (5) ins Verhältnis gesetzt und mit einer werkstoff- und werkzeugspezifischen Konstanten.C multi- ' pliziert werden, daraus laufend ein neuer Quotient X > als Kenngröße des jeweils vorhandenen Werkzeugverschleißes errechnet wird, worauf die Größe des ständig neu errechneten Quotienten X mit zwei einstellbaren Grenzwerten, . einem oberen Grenzwert ^max 11^d einem unteren Grenzwert Ymi- fortlaufend in einem Grenzwertsignalisator (6) verglichen werden, wobei beim Überschreiten des oberen Grenzwertes Ymax durch ä.exi Quotienten X, bzw. beim Unterschreiten des unteren Grenzwertes Y„,-„ durch den Quotienten X am Ausgang dea Grenzwertsignalisators (6) ein entsprechendes Signal entsteht, welches in einem nachgeschalteten Anzeige- und Steuerteil (9),weiter verarbeitet >wird, derart, daß der Werkzeugbruch sofort.angezeigt und die Werkzeugmaschinensteuerung entsprechend· beeinflußt wird.1. A method for identifying the tool breakage during machining with a geometrically defined cutting edge during machining, in particular when turning, milling and drilling, using known MeBeinrichtungen for detecting the electrical drive power and / or the cutting forces, a known calculation circuit for quotient formation and multiplication and a limit signal with two adjustable limit values and a display and control part, characterized in that two electrical quantities equivalent to the two drive powers Pg and Py, preferably the motor currents or the resulting electrical voltages or the components of the cutting force cutting force. F g , feed force Fy, passive force Fpproportional electrical variables are constantly detected and set in eight different relationships to each other in a computing circuit (5) and with a material- and tool-specific Konstanten.C be multiplied 'from it constantly a new quotient X> is calculated as a parameter of each existing tool wear, whereupon the size of the constantly recalculated quotient X with two adjustable limits,. an upper limit ^ max 11 ^ d a lower limit Y mi - continuously in a Grenzsignalsignalisator (6) are compared, wherein when exceeding the upper limit Y max by ä.exi quotients X, or falling below the lower limit Y ", - "By the quotient X at the output dea limit signal (6), a corresponding signal is produced, which in a downstream display and control part (9), further processed> such that the tool break immediately.angezeigt and the machine tool control is affected accordingly ·. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rechenschaltung (5) folgende Verknüpfungen zur Errechnung de,s 'Quotienten X realisierbar sind:2. The method according to item 1, characterized in that in the arithmetic circuit (5) the following links to the calculation de, s' quotients X are feasible: Π - Π Ύ — ΠΎ - Π T? ' PT? 'P -X- τ ρ ν -X- τ ρ ν 3 F3 · 7 Md 3 F 3 · 7 Md wobei die Konstanten G-j bis Cg neben globalen parameter-- und "werkstoff/schheidstoffspezifiächen Kenngrößen auch die Faktoren zur Umrechnung von Leistungsgrößen in Kraftgrößen und umgekehrt enthalten, wherein the constants G-j to Cg contain, in addition to global parameter and material / substance specific characteristics, the factors for converting output quantities into force quantities and vice versa, 3. Verfahr en nach Punkt 1, dadurch:, gekennzeichnet,. daß die für die Quotientenbildung wahlweise erforderlichen Kraftkomponenten 3?ς,;, Fy; Fp bzw» das Drehmoment Md den in Bearbeitungszentren vorhandenen Meßeinrichtungen entnommen werden.3. Procedure according to point 1, characterized:, marked,. that the optionally required for the quotient power components 3? ς,;, Fy; Fp or »the torque Md are taken from the measuring devices present in machining centers. • 4. Sinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen aus einem Wandler (1) im Hauptantrieb und einem Wandler4. Sinrichtung for carrying out the method according to item 1 to 3, characterized in that it consists essentially of a converter (1) in the main drive and a converter (2) im Vorschubantrieb, einer Heßeinrichtung (3) für die Komponenten der Zerspankraft Fg; F-^; Fp, eineai Eingangswähler (4), der Reehenschaltung (5) &it nachgeschalt et em Grenzwertsignalisator (6) besteht und daß der an einem ,"Sinsteliglied (7) eingestellte obere Grenzwert Yma„ und der an einem -Einstellglied (8) eingestellte untere Grenzwert Yjn-? η dem Grenzwert signalisat or (6) zugeordnet sind . und daß bei tlber- bzw. Unterschreitung der Grenzwerte(2) in the feed drive, a chucking device (3) for the components of the cutting force Fg; F ^; Fp, eineai input selector (4), the Reehenschaltung (5) it nachgeschalt et em Grenzwertsignalisator (6) and that at one, "Sinsteliglied (7) set upper limit value Y ma" and at a -Einstellglied (8) set lower Limit value Yj n -? Η are assigned to the limit value signal or (6), and that when exceeding or falling below the limit values A O 2 6 7.A O 2 6 7. - 11 - £,4U- 11 - £, 4U Υφ ·' bzw. Y; . durch den Quotienten X ein Anzeige- und Steuerteil (9) angesteuert wird, welches den Werkzeugbruch sofort anzeigt und auf die Werkzeugmaschinensteuerung, z*B. in Form-eines Befehls zum -Viferkzeugma— schineristopp oder zum Werkzeugwechsel, einwirkt.Υ φ · 'or Y; , by the quotient X a display and control part (9) is controlled, which indicates the tool break immediately and the machine tool control, z * B. in the form of a command for the machine tool stop or tool change. Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this 3 sheets of drawings
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