DE19813033A1 - Bruch und Verschleißüberwachung - Google Patents

Bruch und Verschleißüberwachung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs.
Es ist bekannt, das Bruch und Verschleiß von Wendeschneidplatten an rotierenden Metallbear­ beitungsmaschinen (z. B. Dreh-, Fräs- und Bohrmaschinen) mittels Schallsensorik bzw. Lei­ stungsmessung überwacht werden können. Hierzu werden u. a. Schallsensoren benutzt, die an den entsprechenden Maschinen montiert und auf einen bestimmten Schwellgrenzwert einge­ stellt werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, durch die Leistungsabfrage des Maschinenan­ triebes und durch Druckspannungsmessung am Werkzeugträger, weitere Indikatoren zur Er­ kennung von Verschleiß und Bruch von Wendeschneidplatten zu bekommen.
Diese zuvor beschriebenen Überwachungssysteme funktionieren jedoch nicht bei inhomogenen Gußwerkstoffen, da diese keine signifikanten Schall-, Leistungs- oder Druckmerkmale hervor­ rufen oder aufweisen. Diese signifikanten Indikatoren werden aber benötigt, um überhaupt ent­ sprechende Schutz-Funktionen für Überwachte Werkzeuge einzuleiten.
Zudem muß bei den derzeitigen Systemen eine jeweils für die verschiedene Werkstoffe und Umfeld entsprechenden Resonazkurven hinterlegt werden. Dieser Umstand führt dazu, daß es bei häufig wechselnden Materialsorten und Umfeldparametern, zu einer Vielzahl von Kurven führt und es zu einem nicht praxisgerechten Aufwand führt.
Diese gewünschten Funktion, der Bruch und Verschleißüberwachung an Wendeschneidplatten (Keramische wie auch Hartmetall) werden durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des An­ spruch 1 gelöst.
Die Wendeschneidplatte selbst bildet einen Idealen Träger für eine Bruch und Verschleißüber­ wachung. Die Krafteinwirkung vom Werkstück erfolgt direkt auf die Wendeschneidplatte, die beste Voraussetzung um die Signale für Bruch und Verschleißüberwachung direkt hier abzu­ nehmen. Auf der Wendeschneidplatte werden entsprechende Zonen mit speziellen elektrisch leitfähigen Werkstoffen aufgebracht (abhängig von der geometrischen Form und Anwendungs­ fall der Wendeschneidplatte). Der unmittelbare Verschleiß, der durch den Einsatz am Werk­ stück entsteht, verändert auch den elektrischen Widerstand dieser speziell aufgebrachten Schicht, welche zuvor in Abhängigkeit der Anwendung und Wendeschneidplattenform be­ stimmt wurde. Bei Ausbrüchen an dem Schneidstoff oder dem direkten Bruch der Schneidplatte selbst, wird durch die zerstörende Wirkung der aufgebrachten Widerstände zerstört und auf diese Art und Weise dann direkt ein Signal für die Maschinensteuerung erzeugt.
Durch diese Vorrichtung können auch Temperaturen an der Schneide abgefragt werden, die wiederum auch Rückschluß auf die eingestellten Maschinenparameter zuläßt, wie z.Bsp. Vor­ schub, Schnittkräfte und Schnittgeschwindigkeit.
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Fig. 1 perspektivische Ansicht einer Wendeschneidplatte mit beispielhafter Darstel­ lung einer möglichen aufgebrachten Leiterfläche.
Eine handelsübliche Wendeschneidplatte, aus Keramik oder Hartmetall, wird in einem zuvor (in Abhängigkeit von der geometrischen Form der Platte) definierten Bereich der Schneiden eine hochtemperaturfeste elektrisch leitfähige Schicht aufgetragen (Position 1). Der be­ schichtete Bereich entspricht einem elektrischen Leiter und gleichzeitig einem elektrischen Widerstand. Von der Beschichtung werden dann mittels universeller Adapter die Verände­ rung des elektrischen Widerstandes, der aufgebrachten Schicht, an die Überwachung der Maschine geliefert.
Zum Beschichten der Wendeschneidplatte im Bereich der Schneiden ist hochtemperaturfe­ stes Material wie z. Bsp. Titan, Molybdän, Wolfram o. ä. einsetzbar.
Durch den Eingriff der Wendeschneidplatte in das Werkstück entstehen an der Schneide Temperaturen über 1350 Grad Celsius. Über die Veränderung des elektrischen Widerstan­ des kann so die Temperatur an der Schneide bestimmt und verfolgt werden. Der Tempera­ turverlauf kann so genau verfolgt werden und optimale Schnittgeschwindigkeiten und Vor­ schübe gewählt werden. Bei längerer Eingriffzeit der Schneide wird die aufgebrachte Schicht sukzessive abgebaut und dadurch der Widerstand verändert. Dadurch lassen sich Grenzen für den Verschleiß festlegen und notwendige Schneidplattenwechsel vor einem Ausfall der einzelnen Schneide durchführen. Sollte durch Einschlüsse oder harte Stellen im Werkstück (inhomogenes Gußmaterial) die Wendeschneidplatte plötzlich einen Schlag bekommen und brechen, würde dies durch den unterbrochenen Kontakt unmittelbar als Signal an die Ma­ schine geleitet und dort die entsprechenden Funktionen ausgelöst, so könnten weitere Schäden an Werkstück und Werkstückträger verhindert werden.
Da es eine Vielzahl von geometrischen Formen an Wendeschneidplatten gibt und mehrere mögliche Positionen um den Leiter aufzubringen, wird in der (Fig. 1) nur eine mögliche Form dargestellt.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Erkennen von Plattenbrüchen und Verschleiß an Wendeschneidplatten, dadurch gekennzeichnet, daß eine temperaturhochfeste elektrisch Leitfähige' Schicht de­ finiert auf eine handelsübliche Wendeschneidplatte aufgebracht wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgebrachte Schicht so angeordnet ist, daß alle möglichen Schneiden der Wendeschneidplatte genutzt und gesi­ chert werden können.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin Temperaturen über Widerstandsveränderung abgenommen werden können.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine eindeutige Plattenbru­ cherkennung erfolgt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung für alle geometrischen Formen von Wendeschneidplatten angewandt werden kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung für Kera­ mische - sowie Hartmetall - Wendeschneidplatten anwendbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese definierten "Leitfähige Schicht" im Gegensatz zu anderen Anwendungen an der Stirnseite angebracht ist und nicht nur auf der Ober- und Unterseite der Wendeschneidplatte.
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