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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung und Überwachung
von Werkzeugen gemäss
den oberbegrifflichen Merkmalen des Anspruches 1. Eine derartige
Vorrichtung, allerdings zum Zwecke der Spannkraftüberwachung
ist aus der
DE 26 14
549 A1 bekannt.
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Der
Drang zur Automatisierung an NC-gesteuerten Maschinen hat dazu geführt, dass
Werkzeuge mit Informationsträgern,
z. B. Strichcodes oder Chips versehen werden, die der Maschine Informationen
zur Art des Werkzeuges und zu dessen genauen Abmessung bzw. die
sich daraus ergebenden Korrekturwerte übermitteln. Eine weitere Lösung zur
Erkennung der Werkzeuge und genauen Bestimmung ihrer Position und
Größe stellt
die bereits in verschiedenen Maschinen integrierte Laservermessung
der Werkzeuge dar. Eine Großzahl
von NC-gesteuerten Werkzeugmaschinen verfügt jedoch über keine der beiden zuvor
benannten Werkzeugerkennungssysteme. Bei der Realisierung von Komplettbearbeitung auf
NC-Maschinen und der Handhabung von Werkstücken durch die NC-Maschinenspindel
und ein darin eingesetztes Handhabungswerkzeug ist andererseits
aufgrund der Unfallverhütungsvorschriften (UVV)
sicherzustellen, dass mit dem Werkzeug gegriffene Werkstücke, die
rotationsunsymetrisch und damit äußerst unwuchtig
sind, nicht in schnelle Rotation versetzt werden dürfen, da
durch das Ausgleiten des Werkstückes
aus dem Greifwerkzeug Lebensgefahr bestehen würde.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einfache, preisgünstige und
auch nachträglich
in die NC-Maschine zu integrierende automatische Vorrichtung zur
Werkzeugerkennung, insbesondere für das Handhabungswerkzeug zu
schaffen, um auch die korrekte Handhabung von Werkstücken mittels
eines derartigen Handhabungswerkzeuges zu überwachen. Gelöst wird
diese Aufgabenstellung mit der in Anspruch 1 beschriebenen Vorrichtung.
Die Unteransprüche
benennen vorteilhafte Weiterbildungen dieser Vorrichtung.
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Die
Erkennung des Handhabungswerkzeuges und Unterscheidung zu anderen
Werkzeugen ist dadurch möglich,
dass das zu erkennende Werkzeug über
einen mit dem Fluidstrom gekoppelten Sensor in Verbindung mit einer
Drossel verfügt,
der den Zustrom des Fluids in den Kolbenraum des Kolbens zur Greiferbetätigung in
Abhängigkeit
von derjeweiligen Kolbenposition erfasst. Der Fluidzufluss in den
Kolbenraum kann dabei sprunghafte, lineare oder beliebig gestaltbare
Veränderungen über Zeit
und Weg aufweisen. Die Abnahmemenge des Fluids, unmittelbar vor
dem Kolbenraum, ist dadurch ebenso veränderlich wie die Kolbengeschwindigkeit.
Mit Hilfe der in der Zuführleitung
angebrachten Drossel lässt
sich insbesondere bei einem kolbenbetätigten Greifwerkzeug, somit
aufgrund des speziellen Druckverlaufes die Abnahmemenge bestimmen
und damit das jeweilige eingesetzte Werkzeug erkennen.
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Im
bevorzugten Ausführungsbeispiel
verfügt das
Handhabungswerkzeug während
der ersten Millimeter Kolbenhubbewegung über eine starke Drossel, die
dafür sorgt,
dass sich in der Zuleitung nach der Drossel im Zustrom Maximaldruck
aufbaut. Nach einer vorgegebenen Zeit, die sich aus der Wegstrecke, über die
die Drossel im Werkzeug wirkt und über die Drosseleinstellung
im Werkzeug selbst ergibt, strömt
erheblich mehr Fluid in den Kolbenraum, wodurch nach der Drossel
in der Zuführleitung
ein Druckabfall entsteht. Durch die Drosselstellung bzw. durch die
Stärke
der Durchflussquerschnittsreduzierung wird die Höhe des Druckabfalls bestimmt.
Alternativ ist die Kennung des Werkzeuges auch durch einen einmaligen
Druckabfall möglich,
der durch das Auftreffen des Kolbens in Endposition und das damit verbundene Öffnen des
Anschlagventiles erzeugt wird. Dieser Druckabfall ergibt sich aufgrund
des größeren Abströmquerschnittes
am Anschlagventil gegenüber
dem Zuströmquerschnitt.
Die Höhe
des Druckabfalles wird von den Leitungsquerschnitten und Drücken und
dem Medium wesentlich bestimmt.
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Der
bevorzugt verwendete Kolbenfortsatz, der als zusätzliche Führung dient, ist dabei lediglich so
lang, dass er in Anschlagposition beim Öffnen des Anschlagventiles
aus der Führungsbohrung
hervortritt und somit seine Wirkung als wegabhängiges Drosselelement, das
während
des Hubes weniger Druckluft in den Kolben fließen lässt als in Endposition in den
Kolbenraum ein- und durch das Anschlagventil ausströmt. Aufgrund
dieses speziellen Druckverlaufes zwischen Drossel in der Zuführleitung
und Werkzeug lässt
sich mit Hilfe von Druckschaltern oder eines Drucksensors als Sensor
mit nachgeschalteter Elektronik bestimmen, ob ein Handhabungswerkzeug
oder ein anderes Werkzeug eingewechselt ist.
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Nachfolgend
werden mehrere Ausführungsbeispiele
anhand der Zeichnungen erläutert
und beschrieben:
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1 zeigt
eine Ausbildung der Vorrichtung als Funktionssymbolschaubild für den fluidtechnischen
Teil und ein Handhabungswerkzeug im Halbschnitt;
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2 zeigt
eine weitere Ausbildung der Vorrichtung als Funktionssymbolschaubild;
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3 stellt
das Zeit-Druckdiagramm eines typischen Werkzeuges in Verbindung
mit der Vorrichtung zur Werkzeugdetektion dar;
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4 stellt
das Zeit-Druckdiagramm einer Überwachung
des Werkstücktransportes
dar, der den Ausfall des Werkstückes
detektiert;
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5 zeigt
eine weitere Ausbildung der Vorrichtung als Funktionssymbolschaubild;
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6 stellt
eine mögliche
Ausbildung eines Detektionseinsatzes dar.
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Eine
Druckquelle 1 beliefert die Vorrichtung mit Fluid konstanten
Druckes in für
den jeweiligen Leitungsquerschnitt ausreichender Menge. Die NC-Steuerung
der Werkzeugmaschine betätigt über die
programmierten M-Befehle ein Schaltventil 2, damit das
Fluid, insbesondere Druckluft einem Werkzeug 9 zufließen oder
von diesem abfließen
kann. Das Werkzeug 9 weist einen Kolben 9.1 auf,
mit dem nicht dargestellte Greiferbacken oder- zangen gespreizt
werden können,
um ein Werkstück
zu greifen. Eine dem Schaltventil 2 nachgeschaltete Drossel 3 kann
einstellbar oder auch eine feste Leitung mit geringerem Querschnitt
sein. Ein Differenzdruckschalter 4 (als Beispiel eines
den Fluidstrom erfassenden Sensors) vergleicht den statischen Druck
vor der Drossel 3 und zwischen Drossel 3 und Werkzeug 9 und
gibt beim Erreichen der eingestellten Druckdifferenz ein elektrisches
Signal oder Fluiddrucksignal an die Maschinensteuerung, um die gewünschten
Einschränkungen
oder Funktionen zu bewirken. Aus der zeitlichen Differenz von der
Druckbeaufschlagung durch das Schaltventil 2 bis zum Ansprechen
des Differenzdruckschalters 4 bzw. von dessen Ansprechen überhaupt,
ist die Auslösung
der zuvor benannten Funktion, z. B. die Begrenzung der Maschinenspindeldrehzahl
auf einen Maximalwert oder des Vorschubes abhängig. Die Kennung des Werkzeuges 9 ist
hierbei auf die erste Betätigung
durch Druckbeaufschlagung nach dem Einwechseln in die Hauptspindel 8 oder
eine sonstige Werkzeugaufnahme beschränkt.
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Während des
Handlingvorganges überwacht der
Differenzdruckschalter 4 bei Druckbeaufschlagung des Greifwerkzeugs 9,
also während
des Werkstücktransportes,
ob dieser korrekt erfolgt bzw. wenn die Druckdifferenz während des
Transportvorganges abweicht, die Maschine stillsetzt. Mögliche Fehler, die
so angezeigt werden, sind die Verwendung eines falschen oder falsch
eingestellten Handhabungswerkzeuges, das Ausrutschen oder Ausfallen
des Werkstückes
aus dem Greifer, wodurch dieser bzw. der Kolben 9.1 in
die mit 9b gekennzeichnete Endposition gelangt, oder falsche
Greifposition, so dass das Greifwerkzeug nicht zugreifen kann bzw.
große
Maßtoleranzen,
die der Greifer nicht mehr bewältigen kann
oder das Festhalten des Werkstückes
durch die Spannvorrichtung, obwohl das Werkstück ausgebracht werden soll.
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Die
Feststellung, ob ein Werkstück
mit dem Werkzeug 9 ordnungsgemäß transportiert wird bzw. wurde,
ist dadurch gegeben, dass nur dann, wenn kein Werkstück zwischen
den Greifern des Handhabungswerkzeuges 9 verbleibt, der
Kolben 9.1 in Anschlag- bzw. Endposition 9b fährt und
das Anschlagventil 9.3 betätigt und das Betätigungsfluid,
insbesondere Druckluft über
einen erheblich größeren Querschnitt
abfließen
lässt als
es über
die Drossel 3 zufließt,
wodurch sich eine Druckabsenkung des Fluidstromes nach der Drossel 3 einstellt.
Bei der in 1 dargestellten Lösung handelt
es sich um ein Anschlagventil 9.2, dessen Kugel in Anschlagposition 9b gegen
eine Feder aus dem Dichtsitz gedrückt wird. Damit sich der Kolben 9.1 möglichst
gleichmäßig und
ausreichend langsam bewegt, wird der zur Führung gegen Kippen dienende Kolbenfortsatz 9.2 soviel
kleiner als die ihn aufnehmende Bohrung im Gehäuse 9.7 ausgeführt, dass
die gewünschte Dämpfung oder
Drosselung des Fluidzustromes durch den erzeugten Ringspalt erzielt
wird. Der somit als wegabhängiges
Drosselungselement dienende Kolbenfortsatz 9.2 ist bei
einer möglichen
Ausführungsvariante
so kurz ausgelegt, dass in der Endposition 9b des Kolbens 9 keine
Führung
durch den Kolbenfortsatz 9.2 erfolgt und somit auch keine
Drosselung des Fluidzustromes mehr gegeben ist.
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Sollte
die Führung
des Kolbens 9.1 auch in der Endposition 9b gegeben
sein, ist dies durch Schlitze, Bohrungen, und Aussparungen möglich, die den
Außenbereich
des Kolbenfortsatzes 9.2 nur teilweise durchdringen, realisiert.
Sollte bereits während des
Kolbenhubes erkennbar sein, um welches Werkzeug 9 es sich
handelt, lassen sich zusätzliche
positionsabhängige
Drosselungs- oder/und Durchflussstufen integrieren. Ein Ausführungsbeispiel
ist, wie in 1 dargestellt, dadurch realisiert,
dass der Kolbenfortsatz 9.2 mit einer Dichtung 9.5 versehen
ist und zwischen der Dichtung und dem Kolben- bzw. Arbeitsraum eine
Zuflussöffnung
mündet,
die aufgrund ihres Querschnittes selbst oder durch eine eingebaute
Drossel oder durch ein Drosselrückschlagventil mehr
oder vorzugsweise weniger Fluid zuströmen lässt als der Ringspalt zwischen
Kolbenfortsatz 9.2 und Gehäuse 9.7. Die Position
der Dichtung 9.5 bestimmt, über welchen Weg bzw. welche
Strecke die eine und/oder die andere Drossel wirkt. In der in 1 dargestellten
Ausführung
mit dem Kolben 9.1 in Parkposition 9a, also in
der Position, wenn kein Druck des Fluides ansteht, wirkt für wenige
mm Hub eine erste Drossel mit Zufluss über die zentrale Axialbohrung
im Kolbenfortsatz 9.2 und einer zwischen Dichtung 9.5 und
Kolbendichtung eingebrachten Bohrung 9.8 geringen Durchmessers.
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Ein
im Kolben 9 sitzendes Überdruckventil 9.4 ist
von außen,
also ohne Demontage einstell- und montierbar. Es schützt vor
unzulässig
hohen Fluiddrücken
und ist hinsichtlich des möglichen
Abströmquerschnittes
größer ausgelegt
als der Zuflussquerschnitt, damit sich bei langfristiger Drucküberlastung kein
wesentlich höherer
Druck aufbaut als der Öffnungsdruck
des Ventiles 9.4. Damit der Einsatz von Werkzeugen, die
erhebliche Mengen an Druckluft brauchen, nicht durch zu engen Drosselquerschnitt durch
die Drossel 3 gefährdet
ist, lässt
sich durch die Bohrung 9.8 im Kolben 9.1 eine
vorbestimmte Leckage verursachen, die als Grundlast für die Drossel 3 wirkt.
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Die
in 2 dargestellte Lösung unterscheidet sich von
der in 1 durch die Darstellung als Symbolschaltbild,
in der das Handhabungswerkzeug 9 lediglich mit einem Kreis
als Verbraucher dargestellt ist. Die Erkennung des Handhabungswerkzeuges
erfolgt durch den anfänglichen
Druckanstieg in der Zuführleitung
des Fluids zwischen der Drossel 3 und dem Werkzeug 9 aufgrund
der größeren Drosselungswirkung
des Kolbenfortsatzes 9.2 gegenüber der Drossel 3.
Damit verbunden ist das Durchschalten des Fluiddruckes durch den
ersten Druckschalter 5, der bei ansteigendem Druck und
Erreichen des Schaltdruckniveaus das Fluid an den zweiten Druckschalter 6 weiterleitet,
der bei hohem Druck verschlossen bleibt und erst beim Abfallen des
Fluiddruckes unter die eingestellte Marke den Fluiddruck an einen
PE-Wandler 7 weiterleitet, der dann mit dem Anliegen eines
geringen Druckes ein elektrisches Signal an die Maschinensteuerung
weiterleitet, um Aktivitäten
zu starten oder zu unterbinden. Der erste Druckschalter 5 hat
eine größere Schalthysterese
als die eingestellte Druckschaltdifferenz zwischen Druckschalter 5 und
Druckschalter 6 oder der erste Druckschalter 5 öffnet ein
selbsthaltendes Ventil, das den zweiten Druckschalter 6 solange
mit der Zuführleitung
verbindet, bis kein Fluiddruck mehr ansteht und das Ventil in die
Ausgangsposition "sperren" zurückspringt.
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Mittels
des Druckschalters 5 lässt
sich somit während
des Handhabens überwachen,
ob sich ein Werkstück
zwischen den Greifern befindet und der Kolben 9 somit die
Endposition 9b nicht erreicht hat. Befindet sich kein Werkstück mehr
zwischen den Greifern oder im Handhabungswerkzeug 9, so
erreicht der Kolben die Endposition 9b und lässt Fluid über das
Anschlagventil 9.3 definiert abströmen, wodurch sich der Druck
am Druckschalter 5 z. B. von 6 bar auf 5 bar absenkt und
der auf 5,5 bar Schaltdruck eingestellte Schalter 5 ein
Störsignal
an die Maschinensteuerung weitergibt.
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5 stellt
eine weitere Lösungsmöglichkeit
zum Detektieren und Überwachen
von Werkzeugen durch das zur Betätigung
der Greifbacken o. dgl. zugeführte
Fluid vor. Hier sind die Druckschalter oder Durchflussmesser und
PE-Wandler durch einen Drucksensor 10 oder einen Durchflusssensor
(als. Fluidsensor) und eine anschließende Schaltlogik 11 ausgebildet.
Die Schaltlogik erlaubt es, eine Vielzahl von Druck- oder Durchflusskennlinien
auszuwerten und zu erkennen.
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3 verdeutlicht
einen typischen Druckverlauf während
der Werkzeugkennung, also bei einer ersten Druckbeaufschlagung nach
dem Werkzeugwechsel, ohne dabei ein Werkstück zu greifen. Der anfängliche
steile Druckanstieg zeigt das Befüllen der Zuführleitung.
Der anschließende
waagrechte Verlauf zur Zeitachse auf höchstem Druckniveau verdeutlicht
die geringe Fluidabströmmenge
durch die Drossel in den Kolbenraum zur möglichen Zuströmmenge.
Nach Erreichen der Kolbenendposition 9b wird durch das
Anschlagventil 9.3 ein erheblicher Querschnitt im Verhältnis zum
Drosselquerschnitt der Drossel 3 freigegeben, wodurch das
Fluid ausströmen
kann, was das Absinken des Druckes am Druckaufnehmer 5 verursacht,
und zum einen die Werkzeugerkennung ermöglicht und zum anderen das korrekte
Werkstückhandling
beim Greifen durch Betätigen
des Kolbens 9.1 überwacht.
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In 4 ist
ein typischer Druckverlauf über die
Zeit des Handhabens eines Werkstückes
mit einem Handhabungswerkzeug 9 dargestellt. Die Darstellung
beginnt mit dem Durchschalten des Schaltventils 2 und den
damit verbundenen Druckanstieg sowie der damit verbundenen Kolbenbewegung
bzw. Schließen
der Greifer am Handhabungswerkzeug 9. Zum Zeitpunkt t1
ist das Werkstück
eingespannt und kann transportiert werden. Im Verlauf der Handhabung
sei angenommen, dass zum Zeitpunkt t2 das Werkstück ausgefallen ist, worauf
sich der Kolben 9.1 sofort bis zur Anschlagposition 9b bewegt
hat und Fluid abströmen
lässt,
was den Druck am Druckschalter 5 oder 4 soweit
absinken lässt,
dass ein Signal zum Stillsetzen der Maschine ergeht.
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6 stellt
eine Ausführung
eines werkzeugunabhängigen
Detektionseinsatzes 12 für Werkzeuge zur Erkennung durch
ein Fluid dar. Es lässt
sich vorzugsweise in den in die Spindel 8 einzuführenden Schaft
von Werkzeugen 9 einsetzen und erzeugt für Druck-
und Durchflussschalter 4, 5, 6, 10 erkennbare und
unverwechselbare Kennlinien. Der Detektionseinsatz 12 wird
mittels der Dichtung 16 gegen das Werkzeug oder die Spindel
hin abgedichtet. Das Fluid strömt
aus Richtung 12a über ähnlich großen Querschnitt
zu wie die Bohrung des Drossel- und Schaltkörpers 13. Bei Druckbeaufschlagung
strömt das
Fluid in die Axialbohrung 13a weiter zu den Bohrungen 13c.
Je nach Position des Drossel- und Schaltkörpers 13 ist ein unterschiedlicher
Ausströmspalt
A oder B gegeben, wodurch sich unterschiedlicher Druck und Durchfluss
in den Bohrungen 13a, 13b und 13c einstellt.
Die Drosselbohrung 13b leitet Fluid in den Raum 12b und
bewegt den Drossel- und Schaltkörper 13 gegen
die Feder 15 in Richtung Deckel 14. Druck und
Durchflussmenge des Fluids sowie Geschwindigkeit des Drossel- und
Schaltkörpers 13 sind
ausführungsspezifisch
für jeden
Detektionseinsatz und damit einzelnen Werkzeugen 9 zuzuordnen.
Einflussgrößen, die
durch konstruktive Maßnahmen
die Erkennung unterschiedlicher Werkzeuge ermöglichen, sind die Querschnitte
der Fluidzuführung
und der Bohrungen in den Bauteilen 13 und 14 sowie
die Abmessungen und die Kontur der Positionen 12 und 13.
Weiteren Einfluss haben die Federstärke und deren Kennlinie sowie
der Reibwiderstand der Dichtungen 17 und 18.
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Zur
Verdeutlichung der Funktionsweise wird die Versorgung des Handhabungswerkzeuges
mit 6 bar Druckluft angenommen. Bei Beaufschlagung mit Druckluft
zum Schließen
des Greifers (z. B. gemäß der
DE 195 23 787 A1 )
nach der Einwechslung dieses Werkzeuges in die Maschinenspindel
baut sich zwischen Drossel und Werkzeug aufgrund der geringen Luftabnahmemenge
des Werkzeuges in den ersten Millimetern Kolbenhub ein maximaler
Druck von 6 bar nach der Drossel auf. Ein erster Druckschalter würde jetzt
die Druckluft freigeben, so dass diese an einem 2. Druckschalter
anliegt. Nachdem der Kolben
9.1 einige Millimeter Weg zurückgelegt
hat, wird das im Kolben in Form des Kolbenfortsatzes
9.2 integrierte Drosselungselement
außer
Funktion gesetzt, so dass erheblich größere Luftmengen in den Kolbenraum
strömen
können.
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Dadurch
fällt der
Druck nach der Drossel messbar, z. B. auf 2,5 bar ab. Der 2. Druckschalter war
bei einem Druck über
3 bar geschlossen und leitet erst bei einem Druck unter 3 bar die
Druckluft an einen Signalgeber weiter, der dann die Maschine dahingehend
beeinflusst, dass die Spindel nur eine Drehzahl von beispielsweise
60 U/Minute realisieren kann. Durch die Integration eines kolbenpositionsabhängigen Drosselungselements 9.2 in
den Kolben 9.1 und des Abschaltventils 9.3 lässt dieser
bei Erreichung der Endposition 9b, also bei maximalem Kolbenhub,
die Druckluft aus dem Kolbenraum abströmen. Der maximal im Kolbenraum
anstehende Druck wird durch die Federkraft der den Kolben 9.1 zurückschiebenden
Federn bestimmt.
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Bei
Werkzeugen ohne Durchflussmöglichkeit des
anstehenden Fluids würde
sich ebenfalls ein maximaler Druckaufbau ergeben, so dass der Fluiddruck
am 2. Druckschalter anliegt. Der anstehende Fluiddruck würde dann
jedoch nicht vor dem Abschalten des Zuflussventiles absinken können. Werden
Zerspanungswerkzeuge eingesetzt, die z. B. mit direkter Kühlschmiermittelzuführung an
die Schneide arbeiten, baut sich ein in der Abhängigkeit von der Abnahmemenge
des Werkzeugs bestimmter Fluiddruck auf und bleibt bis zum Abschalten
des Fluids erhalten. Hier würde
also in den meisten Fällen
der erste Druckschalter nicht ansprechen. Mit Sicherheit würden jedoch
nicht beide Druckschalter ansprechen. Sollten mehrere unterschiedliche
Werkzeuge detektiert werden und unterschiedliche Funktionen an der
Maschine auslösen,
so lässt
sich dies durch Erfassung des zeitlichen Druckverlaufs (z. B. wie
lange liegt Maximaldruck an) bewerkstelligen. Als weitere Möglichkeit
ist die Erzeugung einer speziellen Kennlinie mit mehreren Bergen
und Tälern
im Druckzeitverlauf gegeben. Sollte der Rücklauf des Kolbens im Werkzeug
ohne Einfluss der gegebenen Drosselung des Kolbens erfolgen, so
kann dies durch das Einbringen eines Drosselrückschlagventiles realisiert werden.
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Mehrfaches
Erreichen des maximalen Fluiddrucks ist durch Abdichten des Zustromquerschnittes an
mehreren Stellen über
den Kolbenhub hinweg möglich.
An den Abdichtstellen erfolgt der Zufluss des Fluids nur über die
Drossel, während
an Stellen ohne Abdichtung das Fluid den Weg außerhalb der Drossel beschreiten
kann. Die Gestaltung des Kolbens 9.1 mit wegabhängigem Drosselungselement 9.2,
insbesondere in Form des Kolbenfortsatzes kann für Werkzeuge, die nur eine Kennung
erhalten sollen und der Kolben keine Arbeit zu verrichten hat, auch
einfacher sein.
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Die
abgenommene Luftmenge muss dabei nicht von einem Kolbenraum aufgenommen
werden, sondern kann direkt ins Freie strömen.
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Verfügt der vorstehend
genannte Fortsatz am Kolben über
keine eigene Drossel, sondern stellt diese aufgrund des geringen
Querschnittunterschiedes zu seiner Führung hin selbst dar, ist die
Erkennung des Werkzeuges auch dadurch möglich, dass lediglich zu Beginn
des gesamten oder auch des partiellen Arbeitsablaufes ein Spannzyklus
mit begrenzter Zeit initiiert wird und der Druck in der Zuführleitung möglichst
nahe vor dem Werkzeug während
des Hubes höher
ist als in der Kolbenendposition am Deckel. Die Größe der Druckdifferenz
ist auch hier wesentlich von den Leitungsquerschnitten abhängig. Um
eine möglichst
gute Reinigungswirkung zu erzielen und eine geringe Zeitspanne für die Reinigung
zu benötigen,
wird ein möglichst
großer
Durchgangsquerschnitt angestrebt. Diese Art der Werkzeugkennung
birgt zudem den Vorzug, dass ein Druck- bzw. Durchflussschalter
oder -sensor 4, 5, 6 bzw. 10 sowohl die Werkzeugkennung als auch
die Überwachung
eines korrekten Werkstücktransportes
durch das Handhabungswerkzeug übernehmen
kann.
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Die
Detektion kann nach jedem Werkzeugwechsel erfolgen. Sollte Zeit
eingespart werden, empfiehlt es sich nur dann die Werkzeugkennung
zu aktivieren, wenn z. B. das Werkstückmagazin zur Entnahme von
Werkstücken
durch das Handhabungswerkzeug in die Maschine gefahren und erst damit
die Gefahr des Werkstückverlustes
gegeben ist.
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Als
weitere Möglichkeit
besteht die Detektion aller im Magazin befindlicher Werkzeuge und
damit werkzeuggebunden die Einschränkung oder Steuerung spezieller
Funktionen. Mit Hilfe der Druckschalter und aufgrund der Fluidparameter,
die sich auf den Druck und Durchfluss auswirken, kann auch erkannt werden,
ob das gewünschte
Fluid ansteht und ob mit dem richtigen Fluiddruck gearbeitet wird.
Aufgrund erheblich anderer Viskosität und der unterschiedlichen
Kompressibilität
von Druckluft zu Kühlschmiermittel
lässt sich
anhand des Druckunterschiedes bei gleicher Drosselkombination erkennen,
welches Medium durch die zentrale Spindelpassage strömt.
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Neben
der Detektion durch einen speziellen Druck- oder Durchflussmengenverlauf,
können Werkzeuge 9 auch
aufgrund des druckinduzierten Geschwindigkeitsverlaufes des Kolbens 9.1 Drossel erkannt
werden.
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- 1
- Druckquelle/Fluidquelle
- 2
- Schaltelement
- 3
- Drossel
in Zuführleitung
- 4
- Differenzdruckschalter
- 5
- Druckschalter,
durchschaltend bei Druckanstieg
- 6
- Druckschalter,
durchschaltend bei Druckabfall
- 7
- PE-Wandler
- 8
- Maschinenspindel
der Werkzeugmaschine
- 9
- Handhabungswerkzeug
- 9.1
- Kolben
- 9.2
- Kolbenfortsatz
- 9.3
- Anschlagventil
- 9.4
- Überdruckventil
- 9.5
- Dichtung
- 9.6
- Drosselbohrung
- 9.7
- Gehäuse und
Führung
des Kolbens
- 9a
- Kolben
in Ausgangs- oder Parkposition
- 9b
- Kolben
in Anschlag- oder Endposition
- 10
- Drucksensor
- 11
- Auswert-
und Schaltlogik
- 12
- Detektionseinsatz
zur Werkzeugerkennung
- 13
- Drossel-
und Schaltkörper
- 14
- Deckel
mit Federlager und Entlüftungsbohrung
- 15
- Feder
- 16
- Außendichtung
des Drosselkörpers
- 17
+ 18
- Drosselkörperdichtungen
- A
- kleiner
Dichtspalt
- B
- großer Dichtspalt