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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung sowie eine Vorrichtung zur Kühlmittelversorgung spanender Werkzeuge, bei dem der Druck des Kühlmittels über das Werkzeug erfasst und durch einen Abgleich mit Referenzwerten der Betriebszustand des Werkzeugs ermittelt wird.
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Bei der spanenden Bearbeitung wie beispielsweise Drehen, Fräsen oder Bohren werden zur Fertigungsoptimierung zunehmend Werkzeuge mit innerer Kühlmittelzufuhr eingesetzt. Hierbei ist es für die Zerspanungsleistung und die Standwege der Werkzeuge von hoher Bedeutung, dass die erforderliche Kühlmittelmenge sicher über den gesamten Zerspanungsprozess zur Verfügung steht.
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Neben dem Zerspanungsprozess selbst ermöglichen eine erhöhte Verfügbarkeit der Werkzeuge und damit der Werkzeugmaschinen sowie eine geringe Ausschussrate bei den Werkstücken weitere Kostenoptimierungen. Ferner verbessert der Einsatz einer inneren Kühlmittelzufuhr die Möglichkeiten zur Durchführung von Sonderbearbeitungen (Tieflochbohren, Reiben, Honen, Feindrehen etc.) und erweitert so die Einsatzmöglichkeiten von Standardmaschinen erheblich.
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Um bei der spanenden Bearbeitung hohe Schnittgeschwindigkeiten und optimale Zerspanleistungen zu erreichen, wird bei modernen Werkzeugmaschinen häufig eine innere Kühlmittelversorgung, die mit relativ hohen Kühlmitteldrücken arbeitet, eingesetzt. Vorteile einer inneren Kühlmittelzufuhr sind ein verminderter Werkzeugverschleiß, eine verbesserte Spanabfuhr und verbesserte Möglichkeiten zur geometrischen Anordnung der Bearbeitungsposition, da die Werkzeugschneide automatisch vorteilhaft im Kühlstrom angeordnet ist.
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Bei Werkzeugmaschinen mit innerer Kühlmittelzufuhr wird die Kühlmittelmenge üblicherweise mittels Elektroantrieben an Konstantpumpen, drehzahlgeregelter Elektroantriebe an Konstantpumpen oder über elektrische Stellmotoren an Regelpumpen eingestellt. Solche Systeme sind nur bedingt fein und dynamisch einstell- und regelbar. Dabei ist aufgrund der Pumpen selbst, dem Werkzeugkühlmittelbedarf und der Werkzeuggeometrie der maximale Druck ebenso begrenzt, wie aufgrund der Funktionsweise solcher Systeme die kleinste dosierbare Kühlmittelmenge.
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Weiterhin setzt eine optimale Maschinenauslastung eine sichere Verfügbarkeit der Werkzeuge voraus. Für diesen Zweck sind Werkzeugüberwachungssysteme bekannt, welche das Drehmoment aufgrund der repräsentativen Stromaufnahme des Zerspanungsantriebs erfassen und auswerten. Hierbei wird neben dem direkten Stromwert auch die unter der Kennlinie liegende Fläche ausgewertet. Diesem Vorgehen sind jedoch bei kleineren Werkzeugen oder bei Werkzeugen mit geringen Zerspanungskräften Grenzen gesetzt. Jedoch ist gerade eine Überwachung dieser Werkzeuge wichtig, da sie leicht zum Bruch neigen und somit hohe Kosten hinsichtlich Werkzeug, Ausschussrate und Maschinenausfall erzeugen.
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Für kleine Werkzeuge wird der sich einstellende Staudruck in Form einer Maximaldrucküberwachung an den über elektrische Stellmotoren verstellten Regelpumpen erfasst. Dieses Vorgehen erlaubt jedoch keine feine differenzierte Drucküberwachung, die eine hochgenaue gleichmäßige Kühlmittelversorgung des betreffenden Werkzeugs voraussetzt.
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Aus der
US 4 529 340 ist ein Verfahren bekannt, wobei ein erster Kühlmittelfluss unter Druck als pulsierender Fluss zu einer Bohrerspitze gepumpt wird und ein zweiter oder treibender Kühlmittelfluss mit einem pulsierenden Fluss und mit beträchtlich größerem Druck gefördert wird.
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Aus der
DE 35 01 302 A1 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zum Bestimmen von übermäßiger Abnutzung oder Ausfall eines Maschinenwerkzeugs bekannt, wobei ein Kanal in dem Körper eines Werkzeugmaschinenhalters ausgebildet ist und eine pneumatische Strömung, die weg von dem Werkzeug gerichtet ist, mittels einer mit dem Kanal verbundenen Vakuum- beziehungsweise Unterdruckquelle hergestellt wird.
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Aus der
DE 2 207 046 A ist eine Einrichtung zum Bestimmen der Verschleißgröße an Werkzeugschneiden mit einer die Verlagerung zwischen dem Werkzeug und der abgespanten Werkstückfläche erfassenden Messeinrichtung bekannt, wobei am Werkzeug mindestens eine Messdüse angeordnet ist, aus der ein strömungsfähiges Medium gegen die abgespante Werkstückfläche geleitet wird, und wobei eine durch den Verschleiß verursachte Abstandsänderung von Düse zu abgespanter Werkstückfläche über eine Druckänderung des Mediums in an sich bekannter Weise erfasst wird. Hierbei ermittelt ein Gerät die Differenz zwischen einem sich verändernden Messdruck und einem konstanten Vergleichsdruck.
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Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung zur Kühlmittelversorgung spanender Werkzeuge zur Verfügung zu stellen, welche die Ermittlung des Betriebszustands von Werkzeugen ermöglicht. Ferner soll eine Vorrichtung zur Kühlmittelversorgung spanender Werkzeuge an Werkzeugmaschinen angegeben werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 18. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Kühlmittelversorgung eines innengekühlten spanenden Werkzeugs weist eine p/Q-geregelte (Druck-/Förderstrom geregelte) Kühlmittelfördereinrichtung, eine Druckwaage und ein als Drosselventil nachgeschaltetes Regelventil auf. Die Druckwaage und das als Drosselventil nachgeschaltete Regelventil bilden zusammen die Stromregelfunktion, über welche die Kühlmittelmenge unabhängig vom Werkzeugstaudruck erzeugt und gefördert wird.
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Dabei ist es bei Systemen, welche zur Kühlmittelversorgung nur eines Werkzeugs eingesetzt werden, vorteilhaft, das Kühlmittel p/Q-geregelt (Druck-/Förderstrom) zu fördern. Dabei erzeugt eine Stromregelfunktion eine vom Werkzeugstaudruck unabhängige Kühlmittelmenge. Aufgrund des bevorzugt eingesetzten Schaltungsprinzips der eingeprägten Menge und dem sich einstellenden Druck arbeitet die Schaltungsanordnung sehr verlustarm (Load Sensing Prinzip).
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Die Regelgröße für den am Werkzeug erforderlichen Volumenstrom ergibt sich dabei bevorzugt aus einem Vergleich zwischen dem am Werkzeug auftretenden Druck über einer nachgeschalteten Drosselung und dem Pumpendruck. Vorteilhafterweise erfolgt die Regelung dabei so, dass der Versorgungsdruck um eine geringe, vorzugsweise am System einstellbare, Druckdifferenz Δp über dem am Werkzeug auftretenden Druck liegt.
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Bei Rundtaktmaschinen oder Mehrspindeldrehautomaten sind beispielsweise in Abhängigkeit von der Anzahl der Bearbeitungsstationen gleichzeitig mehrere Werkzeuge im Einsatz. Die Kühlmittelversorgung erfolgt hier vorzugsweise ebenfalls mengengeregelt mittels einer Druckquelle, über die Kombination einer Druckwaage mit einem Drosselventil. Als Drosselventil können hier vorzugsweise Regelventile mit linearer Kennlinie oder Proportionaldrosselventile, deren Kennlinie nicht linear verläuft, dienen, oder auch handverstellbare Drosseln oder feste Blenden eingesetzt werden.
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Die Mengenregelung erfolgt hierbei vorteilhafterweise über einen veränderten Öffnungsquerschnitt am Regelventil bei einer konstanten Druckdifferenz Δp über das Regelventil. Aufgrund dieser konstanten Druckdifferenzen kann dann eine genau so starke Reduzierung des Systemdrucks in der Höhe erfolgen, wie das Werkzeug mit dem höchsten Staudruck, welcher ebenfalls auf die Regeleinrichtung der Pumpe geführt wird, benötigt.
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Somit ermöglicht die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eine sichere Kühlmittelversorgung in Verbindung mit einer geringen Verlustleistung, welche aus dem beschriebenen Regelprinzip resultiert.
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Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Kühlmittelversorgung spanender Werkzeuge so gestaltet, dass sie in Verbindung mit einer bevorzugt selbstlernenden Kühlmitteldruckauswertung zur Überwachung des Betriebszustands von Werkzeugen eingesetzt werden kann.
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In einer Art Lernvorgang wird der Kühlmitteldruck im Kühlmittelversorgungskanal für das zu überwachende Werkzeug aufgenommen. Dabei erfolgt die Druckerfassung bevorzugt bei Werkzeugen mit mehreren Kühlmittelkanälen so im Werkzeug oder an der Werkzeugaufnahme, dass jede Druckänderung in einem Kühlmittelkanal erfasst wird.
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Die zu überwachenden Druckdaten werden bevorzugt beim Ersteinsatz eines neuen oder nachgeschliffenen Werkzeugs als Referenzwert oder im zeitlichen Verlauf als Referenzkurve oder Referenzfläche erfasst und abgespeichert. Hierbei werden vorzugsweise drei Werte bzw. Datenreihen für den Kühlmittelstaudruck, welche charakteristisch für einen Zerspanungsprozess sind, aufgenommen:
- a) Der Druck über das Werkzeug, welches sich nicht im Zerspanungsprozess befindet (Leerlaufdruck)
- b) der Druckverlauf oder die Fläche unter dem Druckverlauf über das Werkzeug im Zerspanungsprozess (Referenzkurve oder Referenzfläche), und
- c) der Maximaldruck, über das Werkzeug im Zerspanungsprozess.
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Vorzugsweise werden diese Referenzwerte gemeinsam mit weiteren werkzeugspezifischen Parametern in der Werkzeugdatenablage gespeichert. Dabei kann beispielsweise zumindest der aufgenommene Leerlaufdruck (c) oder bei wiederholtem Zerspanungsprozess mit gleichem Werkzeug alle drei Referenzwerte (a–c) mit bereits dort hinterlegten Referenzwerten abgeglichen werden.
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Den Referenzdruckwerten (Leerlauf-/Maximaldruck) sowie der Referenzdruckkurve oder Referenzdruckfläche werden bevorzugt Drucktoleranzwerte und/oder Drucktoleranzfenster und/oder Drucktoleranzflächen zugeordnet. Beim Einsatz des jeweiligen Werkzeugs werden dann vorzugsweise die zugehörigen Referenz- und Toleranzwerte abgerufen, um den Prozess anhand dieser Werte zu überwachen.
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Der optimale Betriebszustand eines Werkzeugs ergibt sich aus der idealen Kühlmittelmenge (für den jeweils durchgeführten Zerspanungsvorgang), der Werkzeuggeometrie und dem daraus resultierenden Kühlmittelstaudruck im Verlauf des Zerspanungsvorgangs. Der Kühlmittelstaudruck wird vorzugsweise mittels Drucksensoren, welche zwischen dem Werkzeug und der Kühlmittelversorgung sitzen, erfasst. Die erfassten Druckdaten (a–c) können beispielsweise zur Auswertung in ein marktübliches Werkzeugüberwachungssystem eingelesen werden. Dabei ist es auch möglich, beispielsweise nicht alle dieser Druckdaten zu erfassen und/oder weiterzuleiten, oder nicht alle dieser Druckdaten für eine Ermittlung des Betriebszustands zu nutzen. Ebenso ist es möglich, alle drei, zwei oder auch nur einen dieser Druckdaten (a–c) mittels einer Druckerfassungseinrichtung abzugreifen, die direkt einer Auswerteeinrichtung zugeordnet ist, und daraus Datenwerte, welche für den jeweiligen Betriebszustand des Werkzeugs repräsentativ sind, entweder der Werkzeugmaschinensteuerung direkt und/oder für die weitere Verarbeitung einer weiteren Auswerteeinrichtung zur Verfügung zu stellen.
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Die für die Auswertung relevanten Druckdaten sind dabei bevorzugt nicht bereits im ursprünglichen Auswertesystem hinterlegt, sondern werden abhängig vom Werkzeug und vom Zerspanungsvorgang eingelesen. Dabei „lernt” das System in einem ersten Schritt die Druckdaten (a–c) eines optimalen Fertigungsprozesses, denen vorzugsweise, wie bereits beschrieben, Toleranzwerte zugeordnet werden. In einer Auswerteeinrichtung, welche sowohl der Druckmesseinrichtung, einem gebräuchlichen Werkzeugüberwachungssystem als auch der Maschinensteuerung zugeordnet sein kann, werden die eingelesenen Druckdaten vorzugsweise mit Hilfe eines im dortigen Speicher hinterlegten Algorithmus ausgewertet, und so auf den vorliegenden Betriebszustand des Werkzeugs im Zerspanungsprozess geschlossen.
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Kühlmittelversorgung ermöglicht somit unabhängig von der Größe und der Zerspankraft des Werkzeugs eine sich im Einsatz verändernde Werkzeuggeometrie (Verstopfen des Kühlmittelkanals im Werkzeug oder der Spannuten mit Spänen), welche zu einer Druckveränderung führt, schnell zu erfassen (5–10 ms). Dies kann beispielsweise an einer Überschreitung eines Toleranzwerts für den maximalen Druck (c) oder aus einer Abweichung aus dem Toleranzfenster oder aus der Toleranzfläche (b) im Druckverlauf über das Werkzeug im Zerspanungsprozess (Referenzkurve) erkannt werden. Infolge kann beispielsweise über die Werkzeugmaschinensteuerung ein sofortiges Zurückziehen des Werkzeugs zum Freispülen eingeleitet werden. Ferner kann mittels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach dem Freispülen vor einem erneuten Einsatz des Werkzeugs beispielsweise anhand des Leerlaufdrucks (a) erkannt werden, ob der Kühlmittelkanal im Werkzeug komplett frei ist. Dabei wird beispielsweise anhand eines unterhalb der Toleranz liegenden Leerlaufdrucks ein bereits erfolgter Werkzeugbruch erkannt. Ebenso wird ermöglicht, einen sich ankündigenden Werkzeugbruch zu erkennen, wodurch eine frühzeitige Reaktion, wie beispielsweise die Vorbereitung eines Werkzeugwechsels oder eine rechtzeitige Planung von Instandsetzungsmaßnahmen, ermöglicht wird. Ferner ermöglicht die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ein Erkennen des Fehlens des gesamten Werkzeugs.
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Besonders vorteilig an der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind die aufgrund der Mengenregelung des eingesetzten Kühlmediums verbesserten Eigenschaften der Kühlung innengekühlter spanender Werkzeuge. So werden die Vorteile des im Vergleich zum von außen auf den Zerspanungsprozess aufgebrachten Kühlmittelstroms einer inneren Werkzeugkühlung weiter optimiert. Dabei wird ein veränderter Staudruck über dem Werkzeug erkannt, infolgedessen der Zerspanungsprozess unterbrochen wird, um die Kühl- bzw. Spankanäle frei zu spülen. Der Staudruck des Kühlmittels über das Werkzeug im Verlauf des Zerspanungsprozesses stellt einen hochauflösenden Prozessparameter dar, der eine optimale Eingangsgröße sowohl zur Förderstromregelung der Kühlmittelversorgung als auch zur Werkzeugüberwachung darstellt. Als weiterer Vorteil der Erfindung ist der Lernvorgang zum Einlesen der Referenzdaten (a–c) zu nennen, welcher eine schnelle Anpassung der Werkzeugüberwachung auf veränderte Werkzeuge oder Produktionsprozesse ermöglicht.
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Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird in der Folge eine Reduzierung von Werkzeugausfallzeiten sowie unvorhergesehenen Maschinenausfällen erzielt. In Verbindung mit der erzielten verbesserten Möglichkeit zur optimalen Ausnutzung der Werkzeugstandzeiten und der maximalen Schnittleistungen verkürzt sich somit die gemittelte Zykluszeit von Bearbeitungsvorgängen. Die im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglichte flexible Zuordnung der Auswerteeinheit zur Erfassungseinheit, zu einer vielleicht bereits an der Maschine eingesetzten Werkzeugüberwachungseinrichtung, welche vorrangig zur Überwachung größerer Werkzeuge eingesetzt wird, oder zur Werkzeugmaschinensteuerung, ermöglicht zudem eine langfristige Speicherung der erfassten Daten sowie eine weitere Auswertung dieser.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren.
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Es zeigt:
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1 eine Schaltungsanordnung zur Kühlmittelversorgung eines spanenden Werkzeugs nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
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2 eine Schaltungsanordnung zur Kühlmittelversorgung mehrerer spanender Werkzeuge mittels Konstantpumpe nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
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3 eine schematische Darstellung verschiedener Möglichkeiten zur Auswertung des Betriebszustands der Werkzeuge;
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4 eine Schaltungsanordnung zur Kühlmittelversorgung mehrerer spanender Werkzeuge mittels druckgeregelter Kolbenpumpe nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
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5 eine Schaltungsanordnung zur Kühlmittelversorgung mehrerer spanender Werkzeuge mittels p/Q-geregelter Kolbenpumpe nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt eine Schaltungsanordnung 10 zur Kühlmittelversorgung eines innengekühlten spanenden Werkzeugs 11. Die wesentlichen Systembestandteile bilden eine druckförderstromgeregelte Kolbenpumpe 12 mit einer im Pumpensystem enthaltenen Druckwaage 13 sowie dem als Drosselventil nachgeschalteten Regelventil 15. Die beiden letztgenannten Elemente 13 und 15 bilden zusammen die Stromregelfunktion, über welche die Kühlmittelmenge unabhängig vom Werkzeugstaudruck erzeugt und gefördert wird.
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Der Versorgungsdruck, der sich in dieser Schaltungsanordnung aus dem Verbraucherlastdruck und der mittels der Druckwaage 13 eingeprägten Druckdifferenz Δp ergibt, wird über das Regelventil 15 zur Mengendosierung, welches in der beispielhaft gezeigten Schaltungsanordnung 10 als magnetisch verstellbares 4/4-Wegeventil mit Nullschnitt und linearer Kennlinie dargestellt ist, in den Kühlmittelkanal des Werkzeugs 11 geleitet.
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Weiterhin ist in der Schaltungsanordnung 10 ein Vorsteuerventil 16 zum Einstellen des maximalen Pumpendrucks (VAD Abschneidung) sowie ein Sicherheitsventil 17 zur Überdrucksicherung bei gestörtem Kühlmittelabfluss enthalten.
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Die Schaltungsanordnung 10 umfasst ferner einen Drucksensor 20, welcher den erfassten Druck als Spannungssignal beispielsweise an ein gesondertes Werkzeugüberwachungssystem ausgibt. Alternativ kann die Schaltungsanordnung 10 aber auch eine Druckerfassungs- und Auswerteeinrichtung 21 umfassen, welche die erfassten und intern bereits weiter verarbeiteten Druckwerte beispielsweise an die Werkzeugmaschinensteuerung ausgibt.
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Zur Kühlmittelversorgung des spanenden Werkzeugs 11 stellt die Pumpe 12 die zur Kühlung des Werkzeugs 11 erforderliche Kühlmittelmenge zur Verfügung. Dabei stellt sich über dem Werkzeug 11 ein Kühlmitteldruck ein, der sich in Abhängigkeit des Zerspanungsvorgangs, des Werkzeugverschleißes, eines Verstopfens des Kühlmittelkanals oder eines Werkzeugbruchs ändert. Die Druckerfassungseinrichtungen 20 bzw. 21 erfassen jeweils den aktuellen Kühlmittelstaudruck im Werkzeug, der direkt 21 oder in einem Werkzeugüberwachungssystem ausgewertet wird. Bei der Auswertung, die anhand hinterlegter Algorithmen erfolgt, dient der erfasste Kühlmitteldruck als Grundlage zur Ermittlung des Betriebszustands des Werkzeugs 11.
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2 zeigt eine Schaltungsanordnung 30 zur Kühlmittelversorgung von mehreren innengekühlten spanenden Werkzeugen, welche innerhalb eines Kühlmittelversorgungssystems angeordnet sind. Die Versorgung der Schaltungsanordnung erfolgt hierbei über eine Druckquelle 32 mit konstantem Förderdruck und einer konstanten Fördermenge. Die Mengenregelung für die einzelnen Werkzeuge erfolgt über die Kombination einer Druckwaage 33 mit dem als Drosselventil nachgeschalteten Regelventil 34, welches als elektromagnetisch verstellbares 4/4-Wegeventil mit Nullschnitt und linearer Kennlinie dargestellt ist. Die Ermittlung des Betriebszustands erfolgt dabei für jedes Werkzeug analog zu der Schaltungsanordnung 10, welche oben im Zusammenhang mit 1 beschrieben ist.
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3 zeigt eine schematische Darstellung verschiedener beispielhafter Möglichkeiten zur Auswertung des Betriebszustandes der Werkzeuge. Eine erste Alternative erfasst die Referenzdaten (a–c) für den Kühlmitteldruck über dem Werkzeug mit dem Drucksensor 20. Die erfassten Werte werden bei diesem Lernvorgang in ein Werkzeugüberwachungssystem 40 eingelesen, dort abgespeichert und mit Toleranzwerten versehen, deren Über- oder Unterschreitung einen Fehlerzustand des Werkzeugs kennzeichnet. Die erfassten Referenzdaten (a–c) werden zugleich in die, über eine Datenleitung 45 mit dem Werkzeugüberwachungssystem verbundene Werkzeugablage 48 übermittelt, wo sie entweder mit dort bereits für das Werkzeug vorliegenden Daten abgeglichen werden und/oder dort hinterlegt werden.
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Diese erste in 3 dargestellte Alternative zur Auswertung erfolgt im Werkzeugüberwachungssystem 40. Ein für den Kühlmitteldruck repräsentatives Analogsignal (Spannungs- oder Stromwert) oder Digitalsignal wird vom Drucksensor 20 ausgegeben und in das Werkzeugüberwachungssystem 40 eingelesen. Anhand der vorher im Werkzeugüberwachungssystem 40 abgespeicherten Referenzdaten (a–c) und der zugewiesenen Toleranzwerte wird der Betriebszustand des jeweiligen Werkzeugs mittels der dort hinterlegten Algorithmen ermittelt. Bei dieser Alternative kann ein repräsentatives Signal für den Betriebszustand beispielsweise aus dem Werkzeugüberwachungssystem 40 über eine Datenleitung 45, im Ausführungsbeispiel ein Profibus, an die Werkzeugmaschinensteuerung 50 übermittelt werden. Die Werkzeugmaschinensteuerung 50 gibt daraufhin vom Betriebszustand des Werkzeugs abhängige Informationen an den Maschinenbediener aus oder leitet selbständig vorbestimmte Prozessschritte ein.
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Bei einer zweiten in 3 dargestellten Alternative werden die Referenzdaten (a–c) für den Kühlmitteldruck über dem Werkzeug mit dem Druckerfassungselement der Druckerfassungs- und Auswerteeinrichtung 21 aufgenommen. Die erfassten Werte werden bei diesem Lernvorgang in das Auswerteelement der Druckerfassungs- und Auswerteeinrichtung 21 eingelesen, dort abgespeichert und mit Toleranzwerten versehen, deren Über- oder Unterschreitung einen Fehlerzustand des Werkzeugs kennzeichnet. Die erfassten Referenzdaten (a–c) werden zugleich in die, über die Werkzeugmaschinensteuerung 50 mit der Datenleitung 45 mit der Druckerfassungs- und Auswerteeinrichtung 21 verbundenen Werkzeugablage 48 übermittelt, wo sie entweder mit dort bereits für das Werkzeug vorliegenden Daten abgeglichen werden und/oder dort hinterlegt werden.
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Die in dieser Druckerfassungs- und Auswerteeinrichtung 21 ermittelten Datenwerte, welche den jeweiligen Betriebszustand des Werkzeugs repräsentieren, werden der Werkzeugmaschinensteuerung 50 zur Verfügung gestellt und beispielsweise zur weiteren Verarbeitung über eine Datenleitung 45 an ein Werkzeugüberwachungssystem 40 übermittelt. Wie bei der ersten Alternative gibt die Werkzeugmaschinensteuerung 50 daraufhin vom Betriebszustand des Werkzeugs abhängige Informationen an den Maschinenbediener aus oder leitet selbständig vorbestimmte Prozessschritte ein.
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4 zeigt eine Schaltungsanordnung 60 zur Kühlmittelversorgung von mehreren innengekühlten spanenden Werkzeugen 31, welche innerhalb eines Kühlmittelversorgungssystems angeordnet sind. Die Versorgung der Schaltungsanordnung erfolgt hierbei über eine Druckquelle 32 mit konstantem Förderdruck und einer geregelten vom Verbrauch abhängigen Fördermenge. Weiterhin ist in der Schaltungsanordnung 60 ein Vorsteuerventil 16 zum Einstellen des Pumpenförderdrucks sowie ein Sicherheitsventil 17 zur Maximalüberdruck-Absicherung enthalten. Die Mengenregelung für die einzelnen Werkzeuge erfolgt gemäß 2. Die Ermittlung des Betriebszustands erfolgt dabei für jedes Werkzeug analog zu der Schaltungsanordnung 10, welche oben im Zusammenhang mit 1 beschrieben ist.
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5 zeigt eine Schaltungsanordnung 70 zur Kühlmittelversorgung von mehreren innengekühlten spanenden Werkzeugen 31, welche innerhalb eines Kühlmittelversorgungssystems angeordnet sind. Die Versorgung der Schaltungsanordnung erfolgt hierbei über eine Druckquelle 32 mit einer p/Q-geregelten Kolbenpumpe. Die verschiedenen Staudrücke an den Werkzeugen werden über die Wechselventile 71 und 72 erfasst und der hierbei höchste Staudruck wird der Pumpe als hydraulischer Drucksollwert zugeführt. Somit arbeitet dieses System sehr verlustarm (Load Sensing Prinzip). Weiterhin ist in der Schaltungsanordnung 70 ein Vorsteuerventil 16 zum Einstellen des maximalen Pumpendrucks sowie ein Sicherheitsventil 17 zur maximalen Überdrucksicherung enthalten. Die Mengenregelung für die einzelnen Werkzeuge erfolgt gemäß 2. Die Ermittlung des Betriebszustands erfolgt dabei für jedes Werkzeug analog der Schaltungsanordnung 10, welche oben im Zusammenhang mit 1 beschrieben ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4529340 [0008]
- DE 3501302 A1 [0009]
- DE 2207046 A [0010]
