DE1905183A1

DE1905183A1 - Monitoring device on a preferably numerically controlled drill or the like.

Info

Publication number: DE1905183A1
Application number: DE19691905183
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Kuno Saatze
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-02-03
Filing date: 1969-02-03
Publication date: 1970-08-06

Description

Überwachungseinrichtung an einer vorzugweise numerisch gesteuerten Bohrmaschine oder dgl.Monitoring device on a preferably numerically controlled one Drill or the like.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeug-Überwachungsvorrichtung, vorzugweise für Bohrmaschinen zum Bohren von Durchgangslöchern, bestehend aus einer in einem Kanal der Schneid- oder Gegenhalterplatte des Werkzeuges eirunündenden Druckluftleitung. welche mit einem Membranschaiter in Verbindung steht, der den nächsten Arbeitsgang nach erfolgten Bohr- oder Schneidvorgang freigibt.The invention relates to a tool monitoring device, preferably for drilling machines for drilling through holes, consisting of one eirunündenden in a channel of the cutting or backing plate of the tool Compressed air line. which is connected to a membrane switch that the releases the next work step after the drilling or cutting process has been carried out.

Beim Bohren kann es vorkommen, daß während des Bohrvorganges ein Bohrer abbricht sodaß die nachfolgenden, z.B.When drilling, it can happen that a drill is used during the drilling process breaks off so that the following, e.g.

numerisch angesteuerten Bohrspindeln nicht mehr mit Bohrungen oder nur mit Sackbohrungen versehen werden. Die mit Fehlbohrungen versehenen Werkstücke müssen sodann nachgearbeitet werden oder sind Ausschußteile.numerically controlled drilling spindles no longer have holes or only be provided with blind holes. The workpieces provided with incorrect bores must then be reworked or are scrap parts.

Bei Schneierkzeugmaschinen, z.B. Lochstanzen, ist eine Werkzeug-Ubeflrachungseinrichtung bekannt, bei welcher eine Druckluftleitung in die Schneidplatte des Werkzeuges einmündet. Die Druckluftleitung steht mit einem Membranschalter in Verbindung. Beim Schneiden, z.B. Stanzen, des Loches kann die Druckluft durch das geschnittene Loch entweichen.In the case of snowmaking machine tools, e.g. hole punching, there is a tool flattening device known, in which a compressed air line opens into the cutting plate of the tool. The compressed air line is connected to a membrane switch. When cutting, e.g. punching, the compressed air can escape through the cut hole.

Bricht indessen der Schneidstempel, so wird von dem nunmehr mit Druckluft beaufschlagten Neabranschalter ein Relais angesteuert, wobei letzteres den Betriebsstromkreis der Maschine unterbricht.If, however, the cutting punch breaks, it is now compressed with compressed air activated Neabran switch actuates a relay, the latter interrupts the operating circuit of the machine.

Die vorgenannte Werkzeug-Uberwachungsvorrichtung arbeitet jedoch nicht hinreichend zuverlässig. Das Druckmittel, nämlich die Druckluft, entweicht schon wenn der Bohrer aus dem Werkstück hervortritt. Bekanntlich besteht in diesem Arbeitsintervall eine erhöhte Bruchgefahr für den Bohrer.However, the aforementioned tool monitoring device does not work sufficiently reliable. The pressure medium, namely the compressed air, is already escaping when the drill protrudes from the workpiece. As is known, there is this working interval an increased risk of breakage for the drill.

Bricht an Orte des Durchtrittes aus dem Werkstück der Bohrer, so kann der Membranschalter u.U. nicht ansprechen, sodaß der nächste Arbeitsgang anläuft. Diese Gefahr wird noch durch die hohe Trägheit des federbelasteten Membranschalters erhöht.If the drill breaks at the point of passage from the workpiece, so can the membrane switch may not respond, so that the next step starts. This danger is compounded by the high inertia of the spring-loaded membrane switch elevated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Werkzeug-Überwachungsvorrichtung weiterzubilden, derart, daß sie auch für Bohnmaschinen, insbesondere solcher, welche mit einer Druckluftentspan- und Kühlvorrichtung versehen sind, betriebssicher einsetzbar izt. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Membranschalter als Differenzdruckschalter ausgebildet ist, der mit einer vor den Kanal in der Druckleitung angeordneten Meßkaitrer in Verbindung steht, wobei der Differenzdruckschalter den nächsten Arbeitsgang freigibt, wenn nach vollbiogenen Arbeitsgang der Druck in der Meßkammer, nach einer bestirr.ten Zeitspanne, unter ein vorgegebenes Maß abgesunken ist. Bei der nach der Erfindung gestalteten Überwachungseinrichtung wird sofort bemerkt, wenn ein Loch nicht gebohrt wurde oder nicht vollkommen durchgebohrt wurde. Die Druckluft kann in diesem Falle nicht frei aus dem Bohrloch entweichen. Selbst beim Abheben des Niederhalters oder wenn der Bohrer beim Durchtritt durch das Xerkstück bricht, wird daher der Druck in der Meßkammer nicht unter ein vorgegebenes Maßabsinken. In diesem Falle spricht der mit der Meßkammer in Verbindung stehende Schalter nicht an und es wird somit verhindert, daß der nächstfolgende Arbeitsgang anläuft. Bedingt dadurch, daß der Membranschalter als Differenzdruckschalter ausgebildet ist, wird es ermöglicht, daß sich Druckschwankungen in der Druckluftleitung auf das Schalten des Schalters nicht auswirken. Die.Druckluftkammer besitzt eine Eintrittsdüae und eine Austrittsdüse für die Druckluft. Bekanntlich ändert sich der Druck in dem Raum zwischen den beiden Düsen u.a. mit dem Querschnitt der Austrittsdüse. Ist die Austrittsdüse geschlossen, wie es z.B.The invention is based on the object of the known tool monitoring device to continue training, so that they can also be used for bean machines, especially those which are provided with a compressed air expansion and cooling device, can be used safely izt. This object is achieved according to the invention in that the membrane switch is designed as a differential pressure switch with a front of the channel in the pressure line arranged Meßkaitrer is in connection, the differential pressure switch the releases the next operation when, after fully biogenic operation, the pressure in the Measuring chamber, after a certain period of time, has sunk below a predetermined level is. In the monitoring device designed according to the invention, immediately notices when a hole has not been drilled or has not been drilled completely through. In this case, the compressed air cannot escape freely from the borehole escape. Even when you lift the hold-down device or when the drill passes through the Xerkstück breaks, therefore, the pressure in the measuring chamber does not fall below a predetermined one Decrease in size. In this case, the person communicating with the measuring chamber speaks Switch is not on and this prevents the next operation starts up. Due to the fact that the membrane switch is designed as a differential pressure switch is, it is made possible that pressure fluctuations in the compressed air line the switching of the switch does not have any effect. The compressed air chamber has an inlet nozzle and an outlet nozzle for the compressed air. As is well known, the pressure changes in that Space between the two nozzles with the cross-section of the outlet nozzle, among other things. Is the Outlet nozzle closed, as e.g.

-orkommt, wenn ein Loch nicht gebohrt wurde, dann ist der Druck in der lseßkammer gleich dem Druck in der Druckluftzuleitung. Bei geöffneter Austrittsdüse - wenn also das Loch ordnungsgemäß gebohrt wurde - stellt sich innerhalb weniger Millisekunden in der Meßkammer ein niedrigerer Druck ein, wobei nulunehr durch die Druckdiferenz zwischen der DrucKluStleitung und der Meßkammer der Differenzdruckschalter betätigt wird und der nachstfolgende Arbeitsgang anläuft.-appears when a hole has not been drilled then the pressure is in the release chamber is equal to the pressure in the compressed air supply line. With the outlet nozzle open - So if the hole has been drilled properly - it turns out within a few Milliseconds in the measuring chamber a lower pressure, where zero through the Pressure difference between the pressure line and the measuring chamber of the differential pressure switch is actuated and the next operation starts.

I den Zeichnungen ist eine nach der Erfindung gebildete Überwachungseinrichtung sowie ein Schaltplan mit einem Arbeitsdiagramm schematisch dargestellt.In the drawings is a monitoring device formed according to the invention and a circuit diagram with a working diagram is shown schematically.

Gemäß Figur 1 ist im Futter 1 einer Bohrspindel 2 einer numerisch gestcuerten Bohrmaschine ein Spiralbohrer 3 eingospannt. Das z.B. aus einem Schalungsplatten-Paket bestehende Werkstück 4 wird von einem Niederhalter 5 gegen eine Auflage 6 gepreßt, wobei letztere eine Kammer 7 aufweist.According to FIG. 1, one is numerically in the chuck 1 of a drilling spindle 2 A twist drill 3 clamped in a steered drill. That e.g. from a formwork sheet package existing Workpiece 4 is from a hold-down device 5 against a Pressed support 6, the latter having a chamber 7.

Die Kammer 7 besitzt eine Drucklufteintrittsdüse 8 und eine Druckluftaustrittsdüse 9. Die Eintrittsdüse steht mit einer Druckluftleitung 10 in Verbindung. An der Druckkammer 7 ist bei 11 ein Differenzdruckschalter 12 angeschlossen. Eine Membran 13 teilt die Meßkammer des Differenzdrückschalters in zwei Raumteile 14 und 15, wobei der Raumteil 14 über eine Leitung 16 mit der Druckluftleitung 10 und der Raunteil 15 mit der Meßkammer 7 in Verbindung steht. Ein im Differenzdruckschalter gelegener Schaltkontakt 17, welcher vön der Mcmbran betätigbar ist, öffnet oder schließt einen Steuerstromkreis der Maschine. Ein Endschalter 18 dient ebenfalls.The chamber 7 has a compressed air inlet nozzle 8 and a compressed air outlet nozzle 9. The inlet nozzle is connected to a compressed air line 10. At the pressure chamber 7, a differential pressure switch 12 is connected at 11. A membrane 13 divides the measuring chamber of the differential pressure switch in two space parts 14 and 15, the Space part 14 via a line 16 to the compressed air line 10 and the space part 15 is in communication with the measuring chamber 7. One located in the differential pressure switch Switching contact 17, which can be actuated by the Mcmbran, opens or closes one Control circuit of the machine. A limit switch 18 is also used.

zur Steuerung bestimmter Betriebsvorgänge.to control certain operational processes.

Wie aus dem Schaltbild der Figur 2 zu ersehen ist, kann die Bohrcaschinc nur dann betrieben werden, wenn der Schalter 44 geschlossen ist. Der Schalter 44 ist in der Ruhestellung des schütze 43 geschlossen. Das Schutz 43 wird über einen Schalter 19 oder bei Nehrspindelbohrmaschinen über einen parallel geschalteten Schalter betätigt. Der Schalter 19 wird von einem Zeitrelais 21 gesteuert. In dem Strompfad 22 des Zeitrelais ist ein Schalter 23 gelegen, welcher mit einem Schalter 24 gekoppelt ist. Das Schließen der Schalter 23 und 24 erfolgt nur bei erregtem Hilfsschütz 25 im Strompfad 26. Ein vom Niederhalter betätigter Schalter 18 besitzt Schaltkontakte 27 und 28, wobei letzterer in der Stromzuleitung gelegen ist. Der andere Umschaltkontakt 27 liegt parallel zu ersterem in Reihe mit dem Schalter 24. Der Differenzdruckschalter 12,17 liegt wiederum parallel zum Schaltkontakt 27. Ein von der Bohrspindel gesteuerter Schalter 29 liegt in Reihe mit dem vom Umschalter 18 gesteuerten Schalter 28. Während des Betriebes der Maschine ist der Freigabe schalter 30 ständig geschlossen. Von dem sich absenkenden Niederhalter wird der Kontakt 28 und von der sich aus der oberen Endlage absenkenden Bohrspindel wird der Kontakt 29 geschlossen.As can be seen from the circuit diagram of Figure 2, the Bohrcaschinc can only be operated when switch 44 is closed. The switch 44 is closed in the rest position of the contactor 43. The protection 43 is about a Switch 19 or, in the case of multi-spindle drilling machines, via a switch connected in parallel actuated. The switch 19 is controlled by a timing relay 21. In the current path A switch 23, which is coupled to a switch 24, is located in the timing relay is. The switches 23 and 24 are only closed when the auxiliary contactor 25 is energized in the current path 26. A switch 18 actuated by the hold-down device has switching contacts 27 and 28, the latter being located in the power supply line. The other changeover contact 27 is parallel to the former in series with switch 24. The differential pressure switch 12.17 lies again parallel to the switch contact 27. One of the The switch 29 controlled by the drilling spindle is in series with that controlled by the switch 18 Switch 28. During the operation of the machine, the enable switch 30 is constant closed. From the lowering hold-down the contact 28 and from the The contact 29 is closed when the drilling spindle descends from the upper end position.

Das Hilfsschütz 25 ist somit erregt, sodaß die Schalter 23 und 24 schließen. Das Zeitrelais 21 spricht an und würde nach einer einstellbaren Verzögerungszeit den Schalter 19 schließen, wenn das Hilfsschütz 25 vorher nicht wieder erregt wurde.The auxiliary contactor 25 is thus energized, so that the switches 23 and 24 conclude. The timing relay 21 responds and would after an adjustable delay time close the switch 19 if the contactor relay 25 has not previously been re-energized.

Wie aus Figur 3 ersichtlich, wird von dem sich senkenden Niederhalter bei 31 der Kontakt 28 (Fig.2) und von der Bohrspindel, bei 32, der Kontakt 29 geschlossen. Der Niedorhalter preßt das Werkstück gegen die Austrittsdüse 9 der Meßkammer 7 bzw, Auflage 6. Der Druck in der Meßkammer steigt bis zu einem Werte pl an, wodurch der Differenzdruckschalter dem Schalter 17 schließt. Bei 35 ist die Bohrerspitze durch das Werkstück getreten. Wie weiter aus dem Druckverlauf zu ersehen, fällt im Streckenabschnitt 36 der Druck in der lXeßkammer 7, wobei die Druckluft aus der Düse 9 entweicht und die Späne aus dem Bohrloch bläst.As can be seen from Figure 3, is of the lowering hold-down at 31 the contact 28 (FIG. 2) and from the drilling spindle, at 32, the contact 29 is closed. The Niedorhalter presses the workpiece against the outlet nozzle 9 of the measuring chamber 7 or Edition 6. The pressure in the measuring chamber rises up to a value pl, whereby the Differential pressure switch the switch 17 closes. At 35 the drill bit is through kicked the workpiece. As can also be seen from the pressure curve, falls in the section of the route 36 the pressure in the measuring chamber 7, the compressed air escaping from the nozzle 9 and blows the chips out of the borehole.

Nach Erreichen der unteren Endlage wird der Bohrer, wie dadurch die Kurvenstrecke 37 angedeutet, aus dem Bohrloch heraugezogen, sodaß der Luftdruck in der Meßkammer weiterhin absinkt. Bei 38 ist der Bohrer vom Werkstück frei und der Kontakt 29 wieder geöffnet. Nunmehr, sinkt der Druck in der Meßkanmert wie bei 38 darge>»tellt, auf einen Funkt p2.After reaching the lower end position, the drill is, as this means the Curve section 37 indicated, drawn from the borehole, so that the air pressure continues to drop in the measuring chamber. At 38 the drill is free from the workpiece and contact 29 opens again. Now, the pressure in the measuring chamber drops as in 38 shown, to a point p2.

Durch diesen Druckabfall wird der Differenzdruckschalter betätigt und der Kontakt 17, der das Hilfsschütz 25 geschlossen hält, geöffnet. Dadurch werden die Schalter 23 und 24 des Hilfsschützes 25 geöffnet und das Zeitrelais - bevor es den Kontakt 19 geschlossen hat - erregt.This pressure drop actuates the differential pressure switch and the contact 17, which keeps the auxiliary contactor 25 closed, is open. This will be the switches 23 and 24 of the contactor relay 25 open and the timing relay - before it has closed contact 19 - energized.

Die Maschine wird also nicht angehalten. Bricht der Bohrer während des Bohrvorganges, so wird der Druck nicht dem bei 41 (Fig.3) gezeigten Verlauf entsprechen, sondern etwa, wie bei 42 gezeigt,' abfallen und zwar durch den nachlag sonden Anpreßdruck des zwischenzeitlich ebenfalls abgehobenen Niederhalters.So the machine is not stopped. The drill breaks during of the drilling process, the pressure will not follow the curve shown at 41 (FIG. 3) correspond, but rather, as shown at 42, 'fall off through the lag probe contact pressure of the hold-down device, which has also been lifted in the meantime.

Der abgehobene Niederhhlter schließt den Kontakt 27, der den Kontakt 17 des Differenzdruckschalters überbrückt.The lifted Niederhhlter closes the contact 27, which makes the contact 17 of the differential pressure switch bridged.

Eine durch den nachlassenden Anpreßdruck des Niederhalters möglicherweise hervorgerufene BetäZgung des Differenzdruckschalters wird wirkungslos. Nach einer eingestellten Verzögerungszeit schließt der Kontakt 19 das Zeitrelais und das Alarmschütz 43 zieht an, wobei der Kontakt 44 öffnet und die Maschine stillsetzt. Dabei schließt der Kontakt 45 und löst ein Alarmzeichen aus. Durch das Aufleuchten einer Kontrollampe 47 wird erkannt, an welcher Bohrspindel ein Pohrerbruch vorliegt.One possible due to the decreasing contact pressure of the hold-down device Activation of the differential pressure switch is ineffective. After a If the delay time is set, contact 19 closes the timing relay and the alarm contactor 43 picks up, contact 44 opens and the machine stops. It closes the contact 45 and triggers an alarm signal. By lighting up a control lamp 47 it is recognized on which drilling spindle a Pohrer break is present.

2 Patcntansprücbe 3 Figuren2 patent claims 3 figures

Claims

P a t e n t a n 5 p r U c h e 1. Tool monitoring device, preferably for drilling machines for drilling through holes, consisting of a the pressure line converging with the tool in a channel of the cutting or counterholder plate, which is connected to a membrane switch, which carries out the next operation releases after the drilling or cutting process has been carried out, thereby g e k e n n z e i c h n e t that the membrane switch is designed as a differential pressure switch (12-17), with a measuring chamber arranged in front of the channel (9) in the pressure line (10) (7) communicates, the differential pressure switch the next operation releases when the pressure in the measuring chamber has been completed after a certain period of time has fallen below a given wetness.

2. Monitoring device according to claim 1, characterized in that g e -k o n n z e i c h n e t that the differential pressure switch (12,17) in an interval between the lower reversal point of the tool and the lifting of the hold-down device (5) take effect and thereby its contact (17) opens, with an auxiliary mechanism (t5) without power and its self-holding contact (24) and a switch (23) for a time relay (21) opens which, when not energized, enables the next operation.

L e r s e i t e