DE112016001235T5

DE112016001235T5 - Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen

Info

Publication number: DE112016001235T5
Application number: DE112016001235.7T
Authority: DE
Inventors: Shizuo Nishikawa; Norio Sato; Takashi Hoshi; Takayuki Nakamura
Original assignee: DMG Mori Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2015-03-17
Filing date: 2016-02-23
Publication date: 2018-09-06
Also published as: JP6422380B2; JP2016172300A; WO2016147810A1

Abstract

Es wird eine Erkennungsvorrichtung bereitgestellt, die auch bei voluminösen Späneanhäufungen und ferner in Umgebungen, in denen Kühlmittel oder feine Späne in der Luft schweben, den Anhäufungszustand richtig erkennen kann. Ausgestattet ist sie mit zumindest einer Streulicht ausstrahlenden Lichtquelle (L1, L2) und zumindest einem ein der empfangenen Lichtmenge entsprechendes Signal aussendende Beleuchtungsstärkensensor (S1 bis S7), die den Erkennungsbereich, der im Anhäufungsbereich der vorgenannten Späne eingerichtet ist, eingrenzen und einander gegenüberliegend angeordnet sind, einer Lichtquellensteuerung (15), die die Lichtquelle (L1, L2) mit Strom versorgt und sie so dazu bringt, Licht abzustrahlen und einem Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes (16), der das von dem Beleuchtungsstärkensensor (S1 bis S7) ausgegebene Signal empfängt und den Anhäufungszustand der Späne im Anhäufungsbereich beurteilt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Erkennungsvorrichtungen, die den angehäuften Zustand von Spänen, welche durch die spanende Bearbeitung bei Werkzeugmaschinen anfallen, erkennen.
Stand der Technik
Auf dem Gebiet der Werkzeugmaschinen wird eine spanende Bearbeitung verschiedener Werkstoffe unter Verwendung von Werkzeugen etc. in deren Bearbeitungsbereich durchgeführt und als Ergebnis davon fallen Späne an. Daraufhin werden herkömmlich im Allgemeinen die angefallenen Späne zum einen Teil auf dem Tisch etc. im Bearbeitungsbereich angehäuft und zum größten Teil durch eine geeignete Entsorgungsvorrichtung wie z.B. einen Späneförderer in einen Spänecontainer außerhalb der Maschine entsorgt.
Wenn bei einer Späneentsorgung auf diese Art z.B. die in einen Spänecontainer aufgefangenen Späne aus dem betreffenden Spänecontainer austreten, dann müssen Maßnahmen getroffen werden, wie das Austreten der Späne vorab zu erkennen und den Bediener zu informieren, da sonst die Späne in der Umgebung verstreut werden.
Ferner kommt es in Fällen, in denen sich die Späne im Bearbeitungsbereich (z.B. auf dem Tisch) während der Bearbeitung stark anhäufen, zu dem Problem, dass die Entsorgung der Späne aus dem Arbeitsbereich der Werkzeuge der Bearbeitung nicht reibungslos durchgeführt werden kann, oder umgekehrt zu dem Problem, dass die Späne in den Arbeitsbereich der Verarbeitung eindringen, und es damit zu dem Problem kommt, dass keine befriedigende Bearbeitungsgenauigkeit erreicht werden kann. Folglich ist es wünschenswert, dass der angehäufte Zustand der Späne im Bearbeitungsbereich erkannt wird und der Bediener benachrichtigt wird, wenn so viele Späne angehäuft sind, dass es zu einer Beeinträchtigung der Bearbeitung kommt.
Bisher ist als eine solche Späneerkennungsvorrichtung, die in Patentschrift JP 2003-145388 (im Folgenden Patentschrift 1 genannt) beschrieben ist, bekannt. Diese Späneerkennungsvorrichtung hat in der Umgebung der luftdichten Abdeckung, welche den Bearbeitungsbereich abgrenzt, einen Aufbau vorgesehen, bei dem mehrfache Paare von Lichtsendern und Lichtempfängern einander gegenüberliegend angeordnet sind, und ist so aufgebaut, dass das gerade Licht, welches von den Lichtsendern ausgestrahlt wurde (im allgemeinen Laserlicht), von den Lichtempfängern empfangen wird. Häufen sich die Späne an, so wird das gerade Licht durch diese Späne blockiert und kommt nicht bei den Lichtempfängern an, so dass, wenn die Lichtempfänger kein Licht empfangen können, davon ausgegangen werden kann, dass sich die Späne angehäuft haben. Ferner werden die mehrfachen Paare von Lichtsendern und Lichtempfängern in unterschiedlichen Höhen vorgesehen, so dass der dreidimensionale Zustand der Anhäufung der Späne nachvollzogen werden kann.
Vorliegende Patente
Patentliteratur
Patentschrift JP 2003-145388
Kurze Beschreibung
Durch diese Erfindung zu lösende Aufgabe
Jedoch gab es bei der vorgenannten herkömmlichen Späneerkennungsvorrichtung zu den im Folgenden erklärten Problemen. Als erstes kommt es nämlich bei der vorgenannten herkömmlichen Späneerkennungsvorrichtung leicht zu einer fehlerhaften Erkennung, da als Lichtsender solche verwendet werden, die gerades Licht (im Allgemeinen Laserlicht) reflektieren. Die Form der Späne unterscheidet sich je nach Art des Werkzeugs und dessen Form, und es gibt darunter auch Späne, die über eine gekräuselte Form verfügen. Eine Anhäufung solcher Späne ist durch diese gekräuselte Form sehr voluminös und verfügt über viele Zwischenräume. Folglich kann es mit einer herkömmlichen Späneerkennungsvorrichtung dazu kommen, dass das gerade Licht, welches von dem Lichtsender abgestrahlt wurde, durch den vorgenannten Zwischenraum hindurchgeht und zum Lichtempfänger gelangt und dadurch durch den Lichtempfänger keine Späne erkannt werden, obwohl sich eine Anhäufung von Spänen zwischen Lichtsender und Lichtempfänger befindet.
Ferner wird bei einem allgemeinen Arbeitsbereich, in dem Werkzeugmaschinen eingesetzt werden, Kühlmittel verwendet, um die Bearbeitungsstelle zu kühlen oder den Schnittwiderstand zu vermindern, so dass in deren Bearbeitungsbereich das Kühlmittel als Nebel in der Luft schwebt und ferner auch die Späne z.B. als pulverförmige Späne in der Luft schweben. Wird folglich eine wie oben beschriebene herkömmliche Späneerkennungsvorrichtung in einem solchen Bearbeitungsbereich aufgestellt, dann kommt es dazu, dass das vom Lichtsender abgestrahlte gerade Licht durch den Kühlmittelnebel oder die feinen Späne unterbrochen wird, und es in diesem Fall umgekehrt zu dem Problem kommt, dass angehäufte Späne fehlerhaft erkannt werden, obwohl keine Späne angehäuft sind.
Da die vorgenannten Elemente Lichtsender und Lichtempfänger einer herkömmlichen Späneerkennungsvorrichtung nur erkennen können, ob ein Körper vorhanden ist oder nicht, anders ausgedrückt nur zwei Werte unterscheiden können, gibt es zusätzlich das Problem, dass sie den angehäuften Zustand, bei dem die Späne in einer bestimmten Form angehäuft sind, nicht erkennen können, und dass ferner das Problem besteht, dass nicht richtig erkannt werden kann, wenn die vorgenannten Elemente Lichtsender und Lichtempfänger durch den vorgenannten Sprühmittelnebel oder die feinen Späne auch nur geringfügig verschmutzt sind.
Die vorliegende Erfindung berücksichtigt den oben genannten Sachverhalt und hat als Ziel eine Erkennungsvorrichtung bereitzustellen, die auch eine voluminöse Anhäufung von Spänen, wie bei Spänen in gekräuselter Form, diesen Zustand der Anhäufung richtig erkennen kann und gleichzeitig auch in Bearbeitungsbereichen, in denen Kühlmittelnebel oder feine Späne in der Luft schweben, den Anhäufungszustand der Späne richtig erkennen kann.
Mittel zur Lösung der Aufgabe
Die vorliegende Erfindung zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist eine Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen, wobei eine Vorrichtung, die den Anhäufungszustand von Spänen, die durch die spanende Bearbeitung von Werkzeugmaschinen angefallen sind, mit zumindest einer Lichtquelle, die Streulicht abstrahlt und mindestens einem Beleuchtungsstärkensensor, welcher ein der Lichtintensität des empfangenen Lichts entsprechendes Signal ausgibt, ausgestattet ist und diese beiden Elemente den Erkennungsbereich, in dem der Anhäufungsbereich der vorgenannten Späne eingerichtet ist, eingrenzen und sich gegenüberliegend angeordnet sind, mit einer Lichtquellensteuerung, die die vorgenannte Lichtquelle mit Strom versorgt und sie so zum Abstrahlen des Lichts bringt, und einem Beurteilungsteil für den Anhäufungszustand, welcher das von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor ausgegebene Signal empfängt und in dem vorgenannten Anhäufungsbereich den Zustand der Anhäufung der vorgenannten Späne beurteilt, ausgestattet ist.
Gemäß dieser Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen werden als erstes zumindest eine Lichtquelle und zumindest ein Beleuchtungsstärkensensor so angeordnet, dass sie den Erkennungsbereich, welcher passend innerhalb des Bereiches, in dem sich die Späne anhäufen, eingerichtet wurde, eingrenzend einander gegenüberliegend angeordnet, und dann unter der Steuerung gemäß der vorgenannten Lichtquellensteuerung von der vorgenannten Lichtquelle das Licht abgestrahlt.
Der vorgenannte Beleuchtungsstärkensensor gibt gemäß der Intensität des empfangenen Lichtes ein Signal, z.B. Strom etc. aus, und ist u.a. aus einem Phototransistor oder einer Photodiode aufgebaut. Ferner strahlt die vorgenannte Lichtquelle Streulicht ab und für sie kann u.a. eine allgemeine Glühbirne, Neonlampe und auch LED eingesetzt werden. In diesem Punkt unterscheidet sich übrigens der Aufbau vom herkömmlichen Lichtsender, der gerichtetes Licht wie z.B. Laserlicht abstrahlt. Ferner muss natürlich die Wellenlänge des von der vorgenannten Lichtquelle abgestrahlten Lichts eine Wellenlänge haben, die vom vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor erkannt werden kann, wobei Wellenlängen mit der höchsten Empfindlichkeit wünschenswert sind.
Befindet sich zwischen der vorgenannten Lichtquelle und dem Beleuchtungsstärkensensor nichts, was das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht behindert, dann wird von dem Beleuchtungsstärkensensor die größtmögliche Lichtmenge empfangen und ein diesem Wert entsprechendes Signal wird von dem Beleuchtungsstärkensensor ausgegeben. Häufen sich andererseits im vorgenannten Erkennungsbereich zwischen der vorgenannten Lichtquelle und dem Beleuchtungsstärkensensor Späne allmählich an, dann verringert sich allmählich gemäß der angehäuften Menge die Lichtmenge, die vom vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor empfangen wird, und auch der Wert des Signals, welcher vom Beleuchtungsstärkensensor ausgegeben wird (Ausgabewert), verringert sich zunehmend. Schließlich verschwindet die Lichtmenge, die vom vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor empfangen wird, fast vollständig und auch der Ausgabewert von dem betreffenden Beleuchtungsstärkensensor wird am kleinsten.
Die vorgenannte Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen beurteilt den Zustand der Anhäufung der vorgenannten Späne im vorgenannten Anhäufungsbereich basierend auf dem Ausgabewert von dem Beleuchtungsstärkensensor, welcher sich gemäß dem Anhäufungszustand der Späne ändert. Die relative Beziehung zwischen dem Anhäufungszustand der vorgenannten Späne und dem Ausgabewert von dem Beleuchtungsstärkensensor wird übrigens im Voraus empirisch ermittelt, so dass durch den vorgenannten Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes aus dem momentanen Ausgabewert, welcher von dem Beleuchtungsstärkensensor ausgegeben wurde, und der vorgenannten empirisch ermittelten relativen Beziehung die Situation, in der der Anhäufungszustand der Späne beurteilt werden soll, erfasst werden kann. Die vorgenannten Späne der vorliegenden Erfindung bezeichnen übrigens verschiedene durch die spanende Bearbeitung anfallende Späne und beziehen Späne als Splitter, in gekräuselter Form und pulverförmige mit ein.
Bei dieser Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen wird keine Lichtquelle (Lichtsender) verwendet, die gerades Licht abstrahlt wie bei einer herkömmlichen Späneerkennungsvorrichtung, so dass es auf diese Weise nicht zu dem oben genannten Problem einer fehlerhaften Erkennung kommt. Bei einer herkömmlichen Späneerkennungsvorrichtung wurde die Beurteilung Ein/Aus, nämlich ob das vom Lichtsender abgestrahlte gerade Licht vom Lichtempfänger empfangen wurde oder nicht, getroffen, so dass es leicht zu fehlerhaften Erkennungen kam, weil das Erkennungslicht den Zwischenraum zwischen gekräuselten Spänen passierte, aber bei dieser Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen ist das von der Lichtquelle abgestrahlte Streulicht die Lichtmenge, die vom Beleuchtungsstärkensensor empfangen wird, und die Beurteilung des Anhäufungszustands der Späne beruht auf der Menge des empfangenen Lichtes, welche sich gemäß des Anhäufungszustandes der Späne kontinuierlich ändert, so dass es nur schwer zu den oben genannten fehlerhaften Erkennungen kommt.
Ferner kommt es bei einer herkömmlichen Späneerkennungsvorrichtung durch den Einfluss von Kühlmittelnebel oder feinen Spänen zu fehlerhaften Erkennungen, aber bei dieser Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen wird, auch wenn Kühlmittelnebel oder feine Späne vorhanden sind, das Licht von der Lichtquelle gestreut und vom Beleuchtungsstärkensensor empfangen, so dass am Beleuchtungsstärkensensor kein Einfluss durch Kühlmittelnebel oder feine Späne besteht und das Licht von der Lichtquelle empfangen wird. Folglich kommt es bei dieser Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen nicht zu den herkömmlichen fehlerhaften Erkennungen.
Bei dieser Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen ist es wünschenswert, dass mehrere Sensoren des vorgenannten Beleuchtungsstärkensensors in einer Reihe in vertikaler Richtung angeordnet werden. Auf diese Weise kann basierend auf dem Ausgabewert von diesen einzelnen Beleuchtungsstärkensensoren, die vertikal angeordnet sind, der Anhäufungszustand beurteilt werden, und so eine noch genauere Beurteilung durchgeführt werden.
Ferner ist es bei dieser Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen wünschenswert, dass mehrere Lichtquellen der vorgenannten Lichtquelle in einer Reihe in vertikaler Richtung angeordnet werden. Auf diese Weise wird das von den einzelnen Lichtquellen abgestrahlte Licht, die Lichtmenge, die von dem Beleuchtungsstärkensensor empfangen wird, entsprechend des Anhäufungszustand der Späne noch deutlicher verändert und damit kann die Beurteilung des Anhäufungszustandes der Späne noch sicherer durchgeführt werden.
In diesem Fall ist die vorgenannte Lichtquellensteuerung so aufgebaut, dass sie die mehrfachen Lichtquellen alternativ mit Strom versorgt und sie so zum Abstrahlen des Lichtes bringt, wobei der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes so aufgebaut sein kann, dass er basierend auf dem Signal, welches vom vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor gemäß des Zustand des empfangenen Lichts, welches von den vorgenannten Lichtquellen abgestrahlt wurde, den vorgenannten Anhäufungszustand der Späne im vorgenannten Anhäufungsbereich beurteilt.
Gemäß dieser Erkennungsvorrichtung für Anhäufungszustände von Spänen werden die mehrfachen Lichtquellen von der vorgenannten Lichtquellensteuerung alternativ mit Strom versorgt und so von der betreffenden Lichtquelle das Licht abgestrahlt, so dass durch die vorgenannte Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen basierend auf dem Signal, welches von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor entsprechend des Zustandes des empfangenen Lichtes, welches von den einzelnen Lichtquellen abgestrahlt wird, ausgegeben wird, der Anhäufungszustand der Späne beurteilt wird. Wenn die Späne allmählich in den vorgenannten Anhäufungsbereich kommen und sich anhäufen, dann häufen sie sich in der Regel kegelförmig an. Wird in diesem Fall das Licht von vertikal angeordneten Lichtquellen alternativ abgestrahlt, so ist durch den Anhäufungszustand der Späne die vom Beleuchtungssender empfangene Lichtmenge sehr unterschiedlich. Folglich kann mit einem solchen Aufbau der Anhäufungszustand, bei dem die Späne in einer bestimmten Form angehäuft sind, beurteilt werden.
Ferner kann bei der vorgenannten Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen der Aufbau so sein, dass der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes die Beurteilung des vorgenannten Anhäufungszustands durchgeführt, wenn der Wert des Ausgabesignals, welches vom vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor in ausgeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle empfangen wird, unterhalb des im Voraus festgelegten Standardwert liegt.
Es gibt Fälle, in denen die Umgebung, in der die Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen aufgestellt ist, neben dem Licht, welches von der oben erwähnten Lichtquelle abgestrahlt wird, Störlicht enthält, und wenn das Störlicht von dem Beleuchtungsstärkensensor empfangen wird, dann steigt der Ausgabewert von dem Beleuchtungsstärkensensor um den Anteil dieses Störlichtes an und daher kann in diesem Fall durch den vorgenannten Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes nicht richtig beurteilt werden. Wenn hierbei der Wert, welcher von dem Beleuchtungsstärkensensor bei ausgeschalteter Lichtquelle ausgegeben wird, unterhalb des im Voraus festgelegten Standardwerts liegt, das heißt wenn beurteilt wurde, dass der Beleuchtungsstärkensensor kein beeinflussendes Störlicht empfängt, dann kann eine sichere Beurteilung ohne Einfluss von Störlicht vorgenommen werden, indem die Beurteilung durch den vorgenannten Beurteilungsteils des Anhäufungszustandes beurteilt wird.
Ferner kann der Aufbau der oben genannten Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen auch so gestaltet werden, dass der Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes die vorgenannte Beurteilung des vorgenannten Anhäufungszustandes durchführt, wenn die Differenz zwischen dem Wert des Ausgabesignals, welches vom vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor bei ausgeschalteter vorgenannter Lichtquelle ausgegeben wird, und dem Wert des Ausgabesignals, welches vom vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor bei eingeschalteter vorgenannter Lichtquelle ausgegeben wird, oberhalb des im Voraus festgelegten Standardwerts liegt.
Durch die Aufnahme der Differenz zwischen Ausgabewert, der vom Beleuchtungsstärkensensor bei ausgeschalteter Lichtquelle ausgegeben wird und des Ausgabewertes, der vom Beleuchtungsstärkensensor bei eingeschalteter Lichtquelle ausgegeben wird, kann beurteilt werden, ob der Beleuchtungsstärkensensor Störlicht empfängt oder nicht. Das heißt, wenn der Beleuchtungsstärkensensor Störlicht empfängt, kann in Fällen, in denen die Differenz des Ausgabewerts vom Beleuchtungsstärkensensor bei ausgeschalteter und eingeschalteter Lichtquelle größer ist, als der im Voraus festgelegte Standardwert, beurteilt werden, dass der Beleuchtungsstärkensensor kein beeinflussendes Störlicht empfängt, da der Ausgabewert, welcher vom Beleuchtungsstärkensensor bei ausgeschalteter Lichtquelle ausgegeben wird, im Vergleich zu Fällen ohne Störlicht ein größerer Wert ist, und dass in diesen Fällen eine sichere Beurteilung durchgeführt werden kann, indem so verfahren wird, dass die Beurteilung des Anhäufungszustandes der Späne durch den Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes erfolgt.
Wirkung der Erfindung
Da gemäß der Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, keine solche Lichtquelle (Lichtsender) wie bei einer herkömmlichen Späneerkennungsvorrichtung verwendet wird, kommt es nicht zu den fehlerhaften Erkennungen wie bei der oben erwähnten herkömmlichen Vorrichtung.
Werden ferner mehrere vorgenannte Beleuchtungsstärkensensoren vertikal in einer Reihe angeordnet, so kann der Anhäufungszustand der Späne basierend auf den Ausgangswerten, die von den einzelnen vertikal angeordneten Beleuchtungsstärkensensoren ausgegeben wurden, beurteilt werden, so dass die Anhäufung der Späne genauer beurteilt werden kann.
Werden mehrere der vorgenannten Lichtquellen vertikal in einer Reihe angeordnet, so verändert sich ferner die Lichtmenge, die von den einzelnen Lichtquellen abgestrahlt und durch den Beleuchtungsstärkensensor empfangen wird mit dem Anhäufungszustand der Späne deutlicher, so dass der Anhäufungszustand der Späne genauer beurteilt werden kann.
Wenn ferner in diesem Fall so aufgebaut wird, dass die Lichtquellensteuerung die mehrfachen Lichtquellen alternativ mit Strom versorgt und sie somit dazu bringt, Licht abzustrahlen, und der Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes basierend auf dem Signal, welches gemäß des Zustandes des empfangenen Lichts, welches von den einzelnen Lichtquellen abgestrahlt wurde, den Anhäufungszustand der Späne beurteilt, dann kann der Anhäufungszustand von Spänen, der eine bestimmte Form aufweist, beurteilt werden.
Ist darüber hinaus der Ausgabewert, welcher vom Beleuchtungsstärkensensor bei ausgeschalteter Lichtquelle ausgegeben wird, niedriger als der im Voraus festgelegte Standardwert, oder die Differenz des Ausgabewerts von dem Beleuchtungsstärkensensor bei ausgeschalteter und eingeschalteter Lichtquelle größer als der im Voraus festgelegte Standardwert, so kann, wenn die Beurteilung des Anhäufungszustandes durch den Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes durchgeführt wird, eine richtige Beurteilung durchgeführt werden, die nicht vom Störlicht beeinflusst wird.
Figurenliste

1: Schaubild eines Umsetzungsbeispiels der Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht.
2: Linke Seitenansicht der in 1 dargestellten Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen.
3: Rechte Seitenansicht der in 1 dargestellten Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen.
4: Schaubild zur Darstellung von Wellenlänge des Beleuchtungsstärkensensors des vorliegenden Umsetzungsbeispiels und relativen Empfindlichkeit.
5: Schaubild zur Darstellung von Winkel des Beleuchtungsstärkensensors des vorliegenden Umsetzungsbeispiels und relativen Empfindlichkeit.
6: Schaubild der Ausgabeeigenschaften des Beleuchtungsstärkensensors, auf den sich das vorliegende Umsetzungsbeispiel bezieht.
7: Schaubild zur Erklärung der Wirkungsweise der Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen, auf die sich das vorliegende Umsetzungsbeispiel bezieht.
8: Schaubild zur Erklärung der Wirkungsweise der Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen, auf die sich die vorliegende Umsetzungsausführung bezieht.
9: Schaubild der Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen, das sich auf eine andere Umsetzungsausführung bezieht.

Gestaltung der Umsetzung dieser Erfindung
Es folgt eine Erklärung der in den nachstehenden Figuren gezeigten Umsetzung der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt den Aufbau, bei dem die Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen, auf die sich das Umsetzungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht, auf einen Spänecontainer angewendet wurde, 2 ist deren linke Seitenansicht und 3 deren rechte Seitenansicht.
Dieser Spänecontainer 50 besteht aus dem gehäuseförmigen Container 51 mit einer Öffnung an der Oberseite, den vier Rollen 52, die an der Unterseite dieses Containers 51 angebracht sind, und dem Griff 53, der an der rechten Seite des Containers 51 vorgesehen ist, und ist z.B. unterhalb der Späneauswurföffnung des (nicht dargestellten) Späneförderers, der bei der (nicht dargestellten) Werkzeugmaschine vorgesehen ist, angeordnet. Folglich werden die von der Späneauswurföffnung des Späneförderers ausgeworfenen Späne im Inneren des Containers 51 des Spänecontainers 50 aufgenommen und häufen sich im betreffenden Container 51 an. Bei dem vorliegenden Beispiel werden mit den vorgenannten Spänen unterschiedliche Späne, die bei der spanenden Bearbeitung entstehen, bezeichnet, wobei auch splitterförmige oder gekräuselte enthalten sind. Ferner ist in diesem Beispiel der Container 51 natürlich der Anhäufungsbereich der Späne.
Auf der anderen Seite besteht die Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen 1 aus dem Lichtsender 2, der Lichtquelle 10, der Lichtquellensteuerung 15, dem Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16, dem Standarddatenspeicher 17 und der Anzeigevorrichtung 18. Die vorgenannten Elemente Lichtsender 2 und Lichtempfänger 10 sind einander gegenüberliegend im Container 51 angeordnet und sind so geeignet am betreffenden Container 51 befestigt, dass sie jeweils an die innere Seitenfläche des Containers 51 angrenzen. Der Bereich zwischen den vorgenannten Elementen Lichtsender 2 und Lichtempfänger 10 im Container 51 ist übrigens im Erkennungsbereich 55 eingerichtet. Ferner sind die Lichtquellensteuerung 15, der Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 und der Standarddatenspeicher 17 auf einer Platte montiert und diese Platte ist am Spänecontainer 50 befestigt.
Der vorgenannte Lichtsender 2 besteht aus der länglichen Platine 3, die vertikal angeordnet ist, den beiden Lichtquellen L1, L2, die auf dieser Platine 3 vorgesehen sind, der Steckverbindung 4, die am oberen Ende der Platine 3 vorgesehen ist, und dem durchsichtigen und flüssigkeitsdichten Behälter 5, der die Platine 3, auf der die beiden Lichtquellen L1, L2 vorgesehen sind, in einem Zustand, in dem die vorgenannte Steckverbindung 4 nach oben hin vorsteht, aufnimmt. Auf der vorgenannten Platine 3 sind Verkabelungen ausgebildet, die die vorgenannten Lichtquellen L1, L2 jeweils verbinden, und diese Verkabelungen sind an ihrem anderen Ende an die vorgenannte Steckverbindung 4 angeschlossen. Bei dem vorliegenden Beispiel sind die vorgenannten Lichtquellen L1, L2 jeweils aus einer LED aufgebaut, wobei die Lichtquelle L1 in der Nähe des oberen Bereichs des vorgenannten Erkennungsbereichs 55 und die Lichtquelle L2 in der Nähe der Mitte in vertikaler Richtung vorgesehen ist.
Der vorgenannte Lichtempfänger 10 besteht aus einer ebenso vertikal angeordneten länglichen Platine 11, den sieben Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7, die auf dieser Platine 11 in vertikaler Richtung in gleichen Abständen angeordnet sind, der am oberen Ende der Platine 11 vorgesehenen Steckverbindung 12 und dem durchsichtigen und flüssigkeitsdichten Behälter 13, der die Platine 11, auf der die Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 vorgesehen sind, in einem Zustand, in dem die vorgenannte Steckverbindung 12 nach oben hin vorsteht, aufnimmt. Auf der vorgenannten Platine 11 sind Verkabelungen ausgebildet, die die vorgenannten Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 jeweils verbinden, und diese Verkabelungen sind an ihrem anderen Ende an die vorgenannte Steckverbindung 12 angeschlossen. Ferner ist der oberste Beleuchtungsstärkensensor S1 in der Nähe des oberen Endes des vorgenannten Erkennungsbereiches 55 angeordnet, und der unterste Beleuchtungsstärkensensor S7 etwas oberhalb des unteren Endes des vorgenannten Erkennungsbereiches 55.
Folglich sind die vorgenannten Lichtquellen L1, L2 und die vorgenannten Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 so angeordnet, dass die Seite, auf der die vorgenannten Lichtquellen L1, L2 das Licht abstrahlen und die Lichtempfangsseite der vorgenannten Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 einander gegenüberliegen.
Die vorgenannten Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 geben entsprechend der Menge des empfangenen Lichtes ein Signal aus, und für sie können Elemente eingesetzt werden, die aus einem Phototransistor oder einer Photodiode aufgebaut sind, wobei bei dem vorliegenden Beispiel ein Aufbau aus einem Phototransistor eingesetzt wird, der über Empfindlichkeitseigenschaften ähnlich der Lichtstärkenmerkmale des Menschen verfügt, eingesetzt wird, wie in 4 dargestellt. Übrigens zeigt 4 die Beziehung zwischen der Wellenlänge des Lichtes und der relativen Empfindlichkeit, wobei die durchgezogene Linie die Eigenschaft der Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 darstellt und die gestrichelte Linie die menschliche Eigenschaft.
Ferner sind in 5 die relativen Empfindlichkeitsmerkmale entsprechend des Winkels des einfallenden Lichtes dieser Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 dargestellt. Der Winkel 0 Grad ist die Vorderseite der Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7. Wie in 5 dargestellt weisen diese Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 gegenüber dem Licht, dessen Lichtempfangsrichtung innerhalb eines bestimmten Winkels (z.B. innerhalb von 20 Grad) von der Vorderseite liegt eine hohe Empfindlichkeit auf, und verfügen so über eine gewisse Gerichtetheit der Empfindlichkeit des empfangenen Lichtes. Ferner zeigt 6 die Ausgabeeigenschaften der Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 des vorliegenden Beispiels. Die Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 des vorliegenden Beispiels geben gemäß der Menge des empfangenen Lichtes Strom aus wie in 6 dargestellt.
Die vorgenannte Lichtquellensteuerung 15 verfügt über eine geeignete Batterie und ist über die vorgenannte Steckverbindung 4 jeweils an die vorgenannten Lichtquellen L1, L2 auf der vorgenannten Platine 3 angeschlossen, versorgt diese Lichtquellen L1, L2 mit Strom und bringt damit die betreffenden Lichtquellen L1, L2 zum Leuchten, das heißt das Licht wird von den betreffenden Lichtquellen L1, L2 abgestrahlt. Auf die oben beschriebene Weise sind die Lichtquellen L1, L2 aus einer LED aufgebaut und das von den betreffenden Lichtquellen L1, L2 abgestrahlte Licht verfügt nicht wie Laserlicht über eine Gerichtetheit sondern wird in einem gewissen gestreuten Zustand in die Umgebung abgestrahlt. Für den Zustand, in dem diese Lichtquellen L1, L2 durch diese Lichtquellensteuerung 15 zum Leuchten gebracht werden, gibt es übrigens neben dem Zustand, dass sie alternativ zum Leuchten gebracht werden auch die Situation, dass beide gleichzeitig zum Leuchten gebracht werden und natürlich auch die Situation, dass beide ausgeschaltet sind.
Ferner ist der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 über die vorgenannte Steckverbindung 12 jeweils an die Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 auf der vorgenannten Platine 11 angeschlossen und empfängt die von den einzelnen Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 ausgegebenen einzelnen Signale (Stromsignale) und beurteilt den Anhäufungszustand der vorgenannten Späne in dem vorgenannten Container 51, das heißt im Anhäufungsbereich.
Ist der Anhäufungszustand der Späne in einem wie in 7 dargestellten Zustand und leuchtet nur die Lichtquelle L1, dann wird das von der Lichtquelle L1 abgestrahlte Licht bis auf den Beleuchtungsstärkensensor S7, der mit den angehäuften Spänen bedeckt ist, von den darüber liegenden Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S6 empfangen (siehe den in 7 dargestellten Pfeil in durchgezogener Linie). Aus den Empfindlichkeitseigenschaften der in 5 dargestellten Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 ergibt sich, dass die Menge des empfangenen Lichtes des Beleuchtungsstärkensensors S1, der an der Vorderseite der Lichtquelle L1 positioniert ist, am größten ist, und die empfangene Lichtmenge der Reihe nach mit niedrigerer Position abnimmt und die Lichtmenge des Beleuchtungsstärkensensors S6 am geringsten ist. Folglich ist der Ausgabewert von dem Beleuchtungsstärkensensor S1 am größten, und die Ausgabewerte der Beleuchtungsstärkensensoren S2, S3, S4, S5 und S6 nehmen der Reihe nach ab. Danach werden in den Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 diese Ausgabesignale von den einzelnen Beleuchtungsstärkensensoren S1, S2, S3, S4, S5 und S6 eingegeben.
Wenn als nächstes die Lichtquelle L1 abgeschaltet wird und nur die Lichtquelle L2 leuchtet, dann wird auf die gleiche Weise das von der Lichtquelle L2 abgestrahlte Licht vom mit Spänen bedeckten Beleuchtungsstärkensensor S7 nicht empfangen. Von den nicht mit Spänen bedeckten Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S6 wird das von der Lichtquelle L2 abgestrahlte Licht von den oberen Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S3 ohne Unterbrechung durch Späne empfangen. Andererseits wird von den unterhalb des Beleuchtungsstärkensensors S3 liegenden Beleuchtungsstärkensensoren S4 bis S6 das von der Lichtquelle L2 abgestrahlte Licht durch die Späne unterbrochen, so dass das betreffende abgestrahlte Licht nicht direkt, sondern schwach das Streulicht in der Umgebung empfangen wird. Wenn folglich in dem in 7 dargestellten Zustand die Lichtquelle L2 leuchtet, dann ist unter den Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S3, die das von der Lichtquelle L2 abgestrahlte Licht direkt empfangen, die Lichtmenge des empfangenen Lichtes des Beleuchtungsstärkensensors S3, der der Vorderseite der Lichtquelle L2 nahe ist, am größten und sie nimmt an den oberhalb gelegenen Stellen der Reihe nach ab. Andererseits wird für die Beleuchtungsstärkensensoren S4 bis S6, von denen geringes Streulicht empfangen wird, die emfpangene Lichtmenge des am höchsten gelegenen Beleuchtungsstärkensensors S4 am höchsten und nimmt für die darunter gelegenen der Reihen nach ab. Danach werden in den Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 diese Ausgabesignale von den Beleuchtungsstärkensensoren S1, S2, S3, S4, S5 und S6 jeweils eingegeben.
Der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 beurteilt den Anhäufungszustand der Späne aus dem Ausgabewert der vorgenannten jeweiligen Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7, der in dem Zustand, in dem nur die Lichtquelle L1 leuchtet, eingegeben wird, und dem Ausgabewert der vorgenannten jeweiligen Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7, der in dem Zustand, in dem nur die Lichtquelle L2 leuchtet, eingegeben wird. Das heißt, in dem Zustand, in dem nur die Lichtquelle L1 leuchtet, wird von den Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S6 ein relativ großer Ausgabewert eingegeben, und andererseits wird in dem Zustand, in dem nur die Lichtquelle L2 leuchtet von den Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S3 ein relativ großer Ausgabewert eingegeben, wodurch es zu der Beurteilung kommt, dass der Anhäufungszustand der Späne kegelförmig ist, und ferner ergibt sich daraus, dass in dem Zustand, in dem nur die Lichtquelle L2 leuchtet, der größte Ausgabewert von dem Beleuchtungsstärkensensor S3 eingegeben wird, dass sich die Spitze der Anhäufung im Bereich der Höhenposition des Beleuchtungsstärkensensors S3 befindet.
Handelt es sich um einen wie in 7 dargestellten Anhäufungszustand der Späne, bei dem das von der Lichtquelle L2 abgestrahlte Licht zumindest von dem Beleuchtungsstärkensensor S1 empfangen wird, so kann mittels des obigen Beurteilungsstandards beurteilt werden, und wie in 8 dargestellt beurteilt der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 zusätzlich zur Anhäufung der Späne für den Zustand, in dem das von der Lichtquelle L2 abgestrahlte Licht nicht von dem Beleuchtungsstärkensensor S1 empfangen wird mit zunehmender Anhäufung der Späne, dass sich die Späne höher als die Lichtquelle 2 angesammelt haben und schließt aus dem Ausgabewert der vorgenannten jeweiligen Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7, die in einem Zustand eingegeben werden, in dem nur die Lichtquelle L1 leuchtet, auf die Spitze der angehäuften Späne. Bei dem in 8 gezeigten Beispiel urteilt der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 dass das von den Beleuchtungsstärkensensoren S1, S2, von denen das von der Lichtquelle L2 abgestrahlte Licht direkt empfangen wird, in der Nähe des Beleuchtungsstärkensensors S2, der am tiefsten positioniert ist, die Spitze der angehäuften Späne liegt.
Wie oben beschrieben ist der Ausgabewert von den vorgenannten jeweiligen Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7, der in dem Zustand, in dem nur die Lichtquelle L1 leuchtet, ausgegeben wird, und der Ausgabewert von den vorgenannten jeweiligen Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7, der in dem Zustand, in dem nur die Lichtquelle L2 leuchtet, ausgegeben wird, je nach Anhäufungszustand der Späne, das heißt Anhäufungsform wie flache Anhäufung oder kegelförmige Anhäufung oder Position der Spitze der Anhäufung, unterschiedlich. Folglich kann der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 basierend auf den Ausgabewerten der vorgenannten jeweiligen Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7, die in dem Zustand eingegeben werden, in denen nur die Lichtquelle L1 leuchtet, und den Ausgabewerten der vorgenannten jeweiligen Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7, die in dem Zustand, in dem nur die Lichtquelle L2 leuchtet, eingegeben werden, den Anhäufungszustand der Späne beurteilen.
Die Wechselwirkung zwischen dem Ausgabewert der betreffenden jeweiligen Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7, der in dem Zustand, in dem nur die Lichtquelle L1 leuchtet, ausgegeben wird, dem Ausgabewert der betreffenden jeweiligen Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7, der in dem Zustand, in dem nur die Lichtquelle L2 leuchtet, ausgegeben wird, und dem Anhäufungszustand der Späne (das heißt Anhäufungsform wie flache Anhäufung oder kegelförmige Anhäufung, oder Position der Spitze der Anhäufung) kann im Voraus empirisch ermittelt werden. Folglich werden bei diesem Beispiel die Daten, auf die sich diese empirisch ermittelte Wechselbeziehung bezieht (Korrelationsdaten), im vorgenannten Standarddatenspeicher 17 gespeichert, und dann beurteilt der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 basierend auf den Ausgabewerten der vorgenannten jeweiligen Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7, die in dem Zustand, in dem nur die Lichtquelle L1 leuchtet, eingegeben werden, und den Ausgabewerten der vorgenannten jeweiligen Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7, die in dem Zustand, in dem nur die Lichtquelle L2 leuchtet, eingegeben werden und unter Berücksichtigung der Korrelationsdaten, die im vorgenannten Standarddatenspeicher gespeichert sind, den Anhäufungszustand der Späne.
Der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 sendet die Ergebnisdaten bezüglich der wie oben beschrieben durchgeführten Beurteilung per Funk oder Kabel an die Anzeigevorrichtung 18 und das Beurteilungsergebnis wird auf der betreffenden Anzeigevorrichtung dargestellt. Die Anzeigevorrichtung kann eine eigenständige Vorrichtung sein, aber es ist wünschenswert, dass die Anzeige, die bei der Werkzeugmaschine eingerichtet ist, mit genutzt wird, um dem Bediener die Überprüfung zu erleichtern. Die Form der Anzeige kann sowohl als Textinformation dargestellt werden oder es kann auch eine graphische Darstellung verwendet werden, wobei je nach Anhäufungszustand eine Darstellung wünschenswert ist, bei der die Aufmerksamkeit des Bedieners gefordert ist.
Gemäß der Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen 1 dieses Beispiels mit oben beschriebenem Aufbau ist der Spänecontainer 50, an dem die betreffende Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen 1 ausgestattet ist, unterhalb der Späneauswurföffnung des (nicht dargestellten) Späneförderers, welcher bei der (nicht dargestellten) Werkzeugmaschine vorgesehen ist, angeordnet, so dass die aus der Späneauswurföffnung des Späneförderers ausgeworfenen Späne in den Container 51 des Spänecontainers 50 aufgenommen werden und sich im betreffenden Container 51 anhäufen.
Dann wird der Anhäufungszustand der Späne, die sich im Spänecontainer 50 anhäufen, durch die Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen 1 regelmäßig oder unregelmäßig detektiert. Das heißt, unter der Steuerung durch die Lichtquellensteuerung 15 wird nur die Lichtquelle L1 zum Leuchten gebracht, in diesem Zustand die von den jeweiligen Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 ausgegebenen Ausgabesignale in den vorgenannten Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 eingegeben und gleichzeitig wird nur die Lichtquelle L2 zum Leuchten gebracht, in diesem Zustand die von den jeweiligen Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 ausgegebenen Ausgabesignale in den vorgenannten Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 eingegeben und dann bei dem betreffenden Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 basierend auf den eingegebenen Ausgabewerten von den jeweiligen Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 und unter Berücksichtigung der Korrelationsdaten, die im vorgenannten Standarddatenspeicher 17 gespeichert sind, der Anhäufungszustand der Späne (Anhäufungsform der Späne oder Position der Spitze der Anhäufung), beurteilt. Dann wird das Ergebnis dieser Beurteilung durch den Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 auf der Anzeigevorrichtung 18 angezeigt.
Folglich kann der Bediener durch Überprüfung des an der Anzeigevorrichtung 18 angezeigten Beurteilungsergebnis den Anhäufungszustand der Späne im Spänecontainer 50 überprüfen, und je nach Zustand dieser Anhäufung Maßnahmen wie z.B. das Austauschen des Spänecontainers 50 oder Verteilen der Späne treffen. Wird übrigens der Spänecontainer 50 durch einen anderen ausgetauscht, werden die Platte, auf der die Lichtquellensteuerung 15, der Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 und der Standarddatenspeicher 17 montiert sind, sowie der Lichtsender 2 und der Lichtempfänge 10 von dem auszuwechselnden Spänecontainer 50 entfernt und auf dem neu eingewechselten Spänecontainer 50 befestigt.
Da ferner gemäß der Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen 1 dieses Beispiels keine Lichtquelle (Lichtsender), die gerades Licht ausstrahlt, verwendet wird wie bei einer herkömmlichen Späneerkennungsvorrichtung kommt es nicht zum dem oben beschriebenen Problem bezüglich einer fehlerhaften Erkennung. Bei einer herkömmlichen Späneerkennungsvorrichtung wurde z.B. die Beurteilung Ein/Aus, nämlich ob das vom Lichtsender abgestrahlte gerade Licht vom Lichtempfänger empfangen wurde oder nicht, getroffen, so dass es leicht zu fehlerhaften Erkennungen kam, weil das Erkennungslicht den Zwischenraum zwischen gekräuselten Spänen passierte, aber bei dieser Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen 1 ist das von der Lichtquelle L1, L2 abgestrahlte Licht Streulicht, so dass auch wenn das abgestrahlte Licht durch den Zwischenraum der gekräuselten Späne hindurchgeht, die Lichtmenge, die von den Beleuchtungsstärkensensor S1 bis S7 empfangen wird dieses hindurchgegangene Licht ist, und es folglich auch bei solch einem durchgedrungenen Licht es zu keiner fehlerhaften Beurteilung bei dem Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 kommt.
Dies war die ausführliche Beschreibung eines Umsetzungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, aber die konkrete Ausgestaltung für die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
So wurden z.B. bei dem obigen Beispiel die sieben Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 in einer Reihe angeordnet, aber für die Anzahl der anzuordnenden Sensoren gibt es keine Beschränkung, so dass es auch mehr oder weniger sein können. Sofern der Anhäufungszustand der Späne erkannt werden kann, reicht es auch aus, einen Beleuchtungsstärkensensor vorzusehen. Sofern es zwischen Lichtquelle und Beleuchtungsstärkensensor nichts gibt, was das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht unterbricht, wird vom Beleuchtungsstärkensensor die größtmögliche Lichtmenge empfangen und ein diesem Wert entsprechendes Signal von dem Beleuchtungsstärkensensor ausgegeben. Häufen sich andererseits zwischen Lichtquelle und Beleuchtungsstärkensensor allmählich Späne an, dann verringert sich gemäß dieser Anhäufungsmenge allmählich die Lichtmenge, die vom Beleuchtungsstärkensensor empfangen wird, und der Wert des Signals, welches von dem Beleuchtungsstärkensensor ausgegeben wird (Ausgabewert) wird ebenfalls immer geringer. Auch wenn nur ein Sensor vorgesehen wird kann folglich von dessen Ausgabewert der Anhäufungszustand der Späne beurteilt werden. Ferner können die Beleuchtungsstärkensensoren auch in mehreren Reihen vorgesehen werden. Auf diese Weise kann von den Ausgabewerten der in mehreren Reihen angeordneten Beleuchtungsstärkensensoren eine Vielzahl von Anhäufungszuständen der Späne beurteilt werden.
Ferner wurden bei dem obigen Beispiel die beiden Lichtquellen L1, L2 vorgesehen, aber hinsichtlich der Anzahl der vorgesehenen Lichtquellen gibt es keine Einschränkungen, so dass es auch mehr oder weniger sein können. Solange die Anhäufung der Späne erkannt werden kann ist es ausreichend, eine Lichtquelle vorzusehen. Oder es kann auch ein wie in 9 dargestellter Aufbau vorgesehen werden, bei dem sieben Lichtquellen L1 bis L7 vorgesehen werden, die jeweils den Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 gegenüberliegen. In diesem Fall ist ein Aufbau wünschenswert, bei dem die vorgenannte Lichtquellensteuerung 15 die Lichtquellen L1 bis L7 alternativ mit Strom versorgt und so zum Leuchten bringt. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Anhäufungszuständen der Späne beurteilt werden. Ferner können die Lichtquellen auch in mehreren Reihen vorgesehen werden.
Ferner kann in dem obigen Beispiel der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 auch so aufgebaut sein, dass er die Bewertungsverarbeitung der vorgenannten Anhäufung ausführt, wenn der Wert des Ausgabesignals, welcher bei ausgeschalteten vorgenannten Lichtquellen L1, L2 von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor S1 empfangen wird, niedriger ist als der im Voraus festgelegte Standardwert. Denn in Fällen, in denen in der Umgebung, in der die vorgenannte Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen 1 aufgestellt ist, neben dem von den oben genannten Lichtquellen L1, L2 gesendetes Licht noch Störlicht vorhanden ist, erhöhen sich die Ausgabewerte von den Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 nur um den Anteil dieses Störlichtes, wenn das Störlicht von den Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 empfangen wird, so dass durch den Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 keine sichere Beurteilung mehr durchgeführt werden kann.
Wird in Fällen, in denen der Ausgabewert, welcher bei ausgeschalteten Lichtquellen L1, L2 von dem Beleuchtungsstärkensensor S1 ausgegeben wird, unter dem im Voraus festgelegten Standardwert liegt, das heißt in Fällen, in denen beurteilt wird, dass die jeweiligen Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 kein beeinflussendes Störlicht empfangen, kann eine sichere Beurteilung, die nicht von Störlicht beeinflusst wird, durchgeführt werden, indem der Anhäufungszustand der Späne durch den Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 durchgeführt wird. Als Beleuchtungsstärkensensor zur Beurteilung ob Störlicht vorhanden ist oder nicht, ist der oberste Beleuchtungsstärkensensor S1, der nur wenig beeinflusst wird vom Anhäufungszustand der Späne, wünschenswert, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Ferner kann bei dem obigen Beispiel der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes 16 so aufgebaut werden, dass in Fällen, in denen die Differenz zwischen dem Wert des Ausgabesignals, welcher bei vorgenannten ausgeschalteten Lichtquellen L1, L2 vom vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor S1 empfangen wird, und dem Wert des Ausgabesignals, der bei vorgenannten eingeschalteten Lichtquellen L1, L2 vom vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor empfangen wird, unterhalb des im Voraus festgelegten Standardwerts liegt, er die Beurteilungsverarbeitung des Anhäufungszustandes der vorgenannten Späne durchführt. Durch die Aufnahme der Differenz zwischen Ausgabewert, der bei ausgeschalteten Lichtquellen L1, L2 vom Beleuchtungsstärkensensor S1 ausgegeben wird, und dem Ausgabewert, der bei eingeschalteter Lichtquelle L1 vom Beleuchtungsstärkensensor S1 ausgegeben wird, kann beurteilt werden, ob von den jeweiligen Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 Störlicht empfangen wird oder nicht.
Das heißt, in Fällen, in denen sie in einer Umgebung ist, in der von den Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 Störlicht empfangen wird, ist der Ausgabewert, der von dem Beleuchtungsstärkensensor S1 bei ausgeschalteten Lichtquellen L1, L2 ausgegeben wird, ein größerer Wert als im Vergleich zu Fällen ohne Störlicht, so dass die Differenz der Ausgabewerte von dem Beleuchtungsstärkensensor S1 bei ausgeschalteten und eingeschalteten Lichtquellen L1, L2 in Fällen, in denen sie größer ist als der im Voraus festgelegte Standardwert es möglich ist zu beurteilen, dass die Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 kein beeinflussendes Störlicht empfangen, und in diesem Fall kann durch die Beurteilung des Anhäufungszustandes der Späne durch den Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes eine sichere Beurteilung ohne den Einfluss von Störlicht durchgeführt werden. Für diesen Fall ist übrigens auch als Sensor zur Beurteilung, ob Störlicht vorliegt, der oberste Beleuchtungsstärkensensor S1, welcher nur schwer von dem Anhäufungszustand der Späne beeinflusst wird, wünschenswert, jedoch nicht darauf beschränkt.
Ferner wurde bei dem obigen Beispiel die Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen 1 für den Spänecontainer 50 eingesetzt, aber die Ausführung ist nicht darauf beschränkt, so dass diese Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen 1 auch im Verarbeitungsbereich einer Werkzeugmaschine aufgestellt werden kann, um den Anhäufungszustand der Späne im betreffenden Bearbeitungsbereich zu überwachen. Bei der oben genannten herkömmlichen Späneerkennungsvorrichtung kommt es leicht durch den Einfluss von Kühlmittelnebel oder feinen Spänen zu fehlerhaften Erkennungen, aber bei dieser Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszuständen von Spänen 1 wird das Licht auch beim Vorhandensein von Kühlmittelnebel oder feinen Spänen von den Lichtquellen L1, L2 durch diese gestreut und daher von den Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 empfangen, so dass die Beleuchtungsstärkensensoren S1 bis S7 nicht von dem Kühlmittelnebel oder den feinen Spänen beeinflusst werden und das Licht von den Lichtquellen L1, L2 empfangen wird. Folglich kommt es bei dieser Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen 1 nicht zu den herkömmlichen Fehlerkennungen.
Oder die vorgenannte Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen 1 kann im Bereich des Transportweges des Späneförderers eingerichtet werden. Läuft der Späneförderer immer, so führt dies zur Verschwendung von Energie, so dass z.B. durch Einrichten der vorgenannten Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen 1 im Einwurfbereich des Späneförderers, kann, wenn durch die betreffende Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen 1 erkannt wurde, dass sich eine bestimmte Menge an Spänen angehäuft hat, der Späneförderer angeschaltet und die Späne entsorgt werden, so dass durch den Betrieb des Späneförderers nur dann, wenn es notwendig ist, eine Energieeinsparung erzielt werden kann.
Oder die vorgenannte Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen 1 kann in dem Transportweg des Späneförderers eingerichtet werden um den Transportzustand der Späne zu erkennen. Wird durch die Werkzeugmaschine eine spanende Bearbeitung durchgeführt, kann in Fällen, in denen trotz laufendem Späneförderer die Späne nicht durch die Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen 1 erkannt werden, weil die Späne im Transportweg des Späneförderers stecken bleiben, so dass in diesem Fall dem geeigneten Bediener eine Warnung ausgegeben wird, wodurch geeignete Maßnahmen getroffen werden können, wie z.B. das Entfernen der steckengebliebenen Späne.
Bezugszeichenliste

1: Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen
2: Lichtsender
10: Lichtempfänger
15: Lichtquellensteuerung
16: Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes
17: Standarddatenspeicher
18: Anzeigevorrichtung
L1, L2: Lichtquelle
S1 bis S7: Beleuchtungsstärkensensoren

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2003145388 [0005, 0006]

Claims

Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung, die den Anhäufungszustand von Spänen erkennt, die bei der spanenden Bearbeitung von Werkzeugmaschinen anfallen, mit zumindest einer Streulicht ausstrahlenden Lichtquelle und zumindest einem ein der empfangenen Lichtmenge entsprechendes Signal aussendenden Beleuchtungsstärkensensor, die den Erkennungsbereich, der im Anhäufungsbereich der vorgenannten Späne eingerichtet ist, eingrenzen und einander gegenüberliegend angeordnet sind, mit einer Lichtquellensteuerung, die die vorgenannte Lichtquelle mit Strom versorgt und sie so dazu bringt, Licht abzustrahlen, und mit einem Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes, der das von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor ausgegebene Signal empfängt und den Anhäufungszustand der vorgenannten Späne im vorgenannten Anhäufungsbereich beurteilt, ausgestattet ist.
Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der vorgenannte Beleuchtungsstärkensensor mehrfach vertikal in einer Reihe angeordnet ist.
Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die vorgenannte Lichtquelle mehrfach vertikal in einer Reihe angeordnet ist.
Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass die vorgenannte Lichtquelle mehrfach vertikal in einer Reihe angeordnet ist.
Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass die vorgenannte Lichtquellensteuerung so aufgebaut ist, dass sie die mehrfachen Lichtquellen alternativ mit Strom versorgt und sie so dazu bringt, Licht abzustrahlen, und der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes so aufgebaut ist, dass er, basierend auf dem von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor ausgegebenen Signal gemäß des Empfangszustandes des von den vorgenannten Lichtquellen abgestrahlten Lichtes den Anhäufungszustand der vorgenannten Späne im vorgenannten Anhäufungsbereich beurteilt.
Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannte Lichtquellensteuerung so aufgebaut ist, dass sie die mehrfachen Lichtquellen alternativ mit Strom versorgt und sie so dazu bringt, Licht abzustrahlen, und der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes so aufgebaut ist, dass er, basierend auf dem von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor ausgegebenen Signal gemäß des Empfangszustandes des von den vorgenannten Lichtquellen abgestrahlten Lichtes den Anhäufungszustand der vorgenannten Späne im vorgenannten Anhäufungsbereich beurteilt.
Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes so aufgebaut ist, dass er in Fällen, in denen der Wert des Ausgabesignals, welches in ausgeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor empfangen wird, niedriger ist als der im Voraus festgelegte Standardwert, die Beurteilung des vorgenannten Anhäufungszustandes durchführt.
Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes so aufgebaut ist, dass er in Fällen, in denen der Wert des Ausgabesignals, welches in ausgeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor empfangen wird, niedriger ist als der im Voraus festgelegte Standardwert, die Beurteilung des vorgenannten Anhäufungszustandes durchführt.
Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes so aufgebaut ist, dass er in Fällen, in denen der Wert des Ausgabesignals, welches in ausgeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor empfangen wird, niedriger ist als der im Voraus festgelegte Standardwert, die Beurteilung des vorgenannten Anhäufungszustandes durchführt.
Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes so aufgebaut ist, dass er in Fällen, in denen der Wert des Ausgabesignals, welches in ausgeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor empfangen wird, niedriger ist als der im Voraus festgelegte Standardwert, die Beurteilung des vorgenannten Anhäufungszustandes durchführt.
Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes so aufgebaut ist, dass er in Fällen, in denen der Wert des Ausgabesignals, welches in ausgeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor empfangen wird, niedriger ist als der im Voraus festgelegte Standardwert, die Beurteilung des vorgenannten Anhäufungszustandes durchführt.
Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes so aufgebaut ist, dass er in Fällen, in denen der Wert des Ausgabesignals, welches in ausgeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor empfangen wird, niedriger ist als der im Voraus festgelegte Standardwert, die Beurteilung des vorgenannten Anhäufungszustandes durchführt.
Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes so aufgebaut ist, dass er in Fällen, in denen die Differenz zwischen dem Wert des Ausgabesignals, welcher von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor in ausgeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle empfangen wird, und dem Wert des Ausgabesignals, welcher von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor in eingeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle empfangen wird, höher ist als der im Voraus festgelegte Standardwert, die Beurteilung des vorgenannten Anhäufungszustandes durchführt.
Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes so aufgebaut ist, dass er in Fällen, in denen die Differenz zwischen dem Wert des Ausgabesignals, welcher von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor in ausgeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle empfangen wird, und dem Wert des Ausgabesignals, welcher von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor in eingeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle empfangen wird, höher ist als der im Voraus festgelegte Standardwert, die Beurteilung des vorgenannten Anhäufungszustandes durchführt.
Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes so aufgebaut ist, dass er in Fällen, in denen die Differenz zwischen dem Wert des Ausgabesignals, welcher von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor in ausgeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle empfangen wird, und dem Wert des Ausgabesignals, welcher von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor in eingeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle empfangen wird, höher ist als der im Voraus festgelegte Standardwert, die Beurteilung des vorgenannten Anhäufungszustandes durchführt.
Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes so aufgebaut ist, dass er in Fällen, in denen die Differenz zwischen dem Wert des Ausgabesignals, welcher von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor in ausgeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle empfangen wird, und dem Wert des Ausgabesignals, welcher von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor in eingeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle empfangen wird, höher ist als der im Voraus festgelegte Standardwert, die Beurteilung des vorgenannten Anhäufungszustandes durchführt.
Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes so aufgebaut ist, dass er in Fällen, in denen die Differenz zwischen dem Wert des Ausgabesignals, welcher von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor in ausgeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle empfangen wird, und dem Wert des Ausgabesignals, welcher von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor in eingeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle empfangen wird, höher ist als der im Voraus festgelegte Standardwert, die Beurteilung des vorgenannten Anhäufungszustandes durchführt.
Erkennungsvorrichtung für den Anhäufungszustand von Spänen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Beurteilungsteil des Anhäufungszustandes so aufgebaut ist, dass er in Fällen, in denen die Differenz zwischen dem Wert des Ausgabesignals, welcher von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor in ausgeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle empfangen wird, und dem Wert des Ausgabesignals, welcher von dem vorgenannten Beleuchtungsstärkensensor in eingeschaltetem Zustand der vorgenannten Lichtquelle empfangen wird, höher ist als der im Voraus festgelegte Standardwert, die Beurteilung des vorgenannten Anhäufungszustandes durchführt.