DE3240202A1

DE3240202A1 - Sicherheitssystem fuer eine werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE3240202A1
Application number: DE19823240202
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Tokyo Inoue
Original assignee: Inoue Japax Research Inc
Current assignee: Inoue Japax Research Inc
Priority date: 1981-10-30
Filing date: 1982-10-29
Publication date: 1983-05-11
Also published as: US4578555A; GB2109283B; JPS5877409A; GB2109283A; FR2519572A1; IT8249406A0; JPH021618B2; IT1148445B

Description

Inoue-Japax Research Incorporated Yokohamashi, Kanagawaken
Japan

Sicherheitssystem für eine Werkzeugmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitssystem für eine Werkzeugmaschine, z. B-. eine EDM (Elektrische Entladungsbearbeitungs-)-Werkzeugmaschine mit einer Vielzahl von verschiedenen Einstellvorgängen, die durch einen Arbeiter von Hand genau durchgeführt und überprüft werden müssen, bevor die Werkzeugmaschine zur Durchführung eines gegebenen Bearbeitungsvorganges in Gang gesetzt wird.

Gewisse Werkzeugmaschinen, wie z. B. eine EDM-' Maschine, erfordern eine Zahl von komplizierten Vorbe-

reitungseinstellvorgängen, die vom Arbeiter durchzuführen sind, bevor die Maschine in Gang gesetzt wird. Wenn diese Einstellvorgänge nicht richtig durchgeführt worden sind, arbeitet die Maschine nicht einwandfrei, ist gestört oder verursacht sogar beispielsweise eine Feuergefahr. Es ist daher wesentlich, daß die Einstellungen einzeln sorgfältig überprüft werden. Dies zwang bisher zu Anforderungen an einen hohen Grad an Erfahrung und Versiertheit des Arbeiters.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitssystem für eine Werkzeugmaschine der beschriebenen Art zu entwickeln, das es ermöglicht, daß die Maschine einfach, jedoch richtig und störungsfrei durch einen unerfahrenen Arbeiter betrieben werden kann. Die Erfindung strebt dabei auch ein Sicherheitssystem für eine EDM-Maschine derart an, daß ein Schutz gegen ein mögliches Feuer wirksam gewährleistet wird.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Sicherheitssystem für eine Werkzeugmaschine mit einer Vielzahl verschiedener Einstellvorgänge, die von einem Arbeiter von Hand zu bedienen und zu überprüfen sind, bevor die Werkzeugmaschine zur Durchführung eines gegebenen Bearbeitungsvorganges in Gang gesetzt wird, gekennzeichnet durch:

einen mit der Werkzeugmaschine verbundenen Lautsprecher zur Abgabe von für den Arbeiter hörbaren Wortsignalen, eine Steuereinrichtung zur Erzeugung einer vorgewählten Folge von vielfachen, zeitlich beabstandeten, vielfachen vorgeschriebenen Wortbefehlen entsprechenden elektrischen Signalen zur Beachtung der ver-

schiedenen Einstellvorgänge, einen elektromechanischen Wandler im Lautsprecher zum Ansprechen auf jedes der elektrischen Signale von der Steuereinrichtung zwecks Erzeugung einer entsprechenden Einheit der für den Arbeiter hörbaren vielfachen Wortbefehle für einen bestimmten Einstellvorgang durch den Lautsprecher, einen von Hand betätigbaren Schalter zur Betätigung durch den Arbeiter nach überprüfung dieses Einstellvorganges zwecks Erzeugung eines Bestätigungssignals hierfür und eine Schaltung zum Zuführen des Bestätigungssignals in rlie

... deren . . .. elektrischen Steuereinrichtung zwecks/ÄBgabe eines nacnsten/Signais in der vorgewählten Folge und dadurch Erzeugung einer nächsten entsprechenden Einheit der für den Arbeiter hörbaren vielfachen Wortbefehle für den nächsten bestimmten Einstellvorgang durch den Lautsprecher.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung, zum Teil im

Schnitt und zum Teil in Blockschaltbildform, zur Veranschaulichung einer EDM-Anlage mit einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems und

Fig. 2 ein Schaltbild zur Veranschaulichung einer Ausführungsart eines Teils der Anlage nach Fig. 1.

Man erkennt in Fig. 1 eine EDM-Anlage mit Anwendung der Erfindung. Eine EDM-Werkzeugmaschine 1 enthält einen geerdeten Arbeitstank 2, der ein dielektrisches Fluid 3, wie z. B. Kerosin, das brennbar ist, enthält. Im Arbeits-

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tank 2 ist ein Werkstück 4 in das dielektrische Fluid 3 eingetaucht und in seiner Lage unter bestimmtem Abstand zu einer Werkzeugelektrode 5 befestigt. Die Werkzeugelektrode 5 wird koaxial durch eine Spindel 6 getragen, die ihrerseits von einem Stempelkopf 7 getragen wird. Die Spindel 6 ist von einer balgenartigen Hülle 8 umgeben, deren unteres Ende an der Oberseite des Arbeitstanks 2 befestigt ist und deren oberes Ende an einer mit Mittelöffnung versehenen Platte 9 befestigt ist, die am unteren Ende des Stempelkopfes 7 derart angebracht ist, um das obere Ende der Spindel 6 aufzunehmen. Die balgenartige Hülle 8 wird zur Abdeckung des Arbeitstanks 2 und insbesondere zur hermetischen Abdichtung eines oberhalb der Oberfläche 3a des dielektrischen Fluids im Arbeitstank 2 begrenzten Raumes 10 gegenüber der Umgebung verwendet.

Die Werkzeugelektrode 5 ist elektrisch mit einer Klemme einer Gleichstromquelle 11 verbunden, deren andere Klemme geerdet ist. Im Kreis zwischen der Gleichstromquelle 11 und der Werkzeugelektrode 5 befinden sich ein Leistungsschalter 12, der als Transistor gezeigt ist, und ein Zweistellungs-ümschalter 13 mit einem ersten Kontakt a, der direkt mit der Werkzeugelektrode 5 verbunden is ty und einem zweiten Kontakt b, der über einen noch zu beschreibenden weiteren Schalter 14 mit "lcr

4 Werkzeugelektrode 5 verbunden ist. Das Werkstück/ist über den Arbeitstank 2, der elektrisch leitend ist, geerdet. Eine Entladungsröhre 28 ist parallel zur Werkzeugelektrode und zum Werkstück 4 geschaltet.

Der Leistungsschalter 12 wird durch einen in der Steuereinheit 15 vorgesehenen Pulsierkreis periodisch ein- und ausgeschaltet. So wird bei Einstellung des Schalters

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zum Kontakt a oder b eine Folge von EDM-Impulsen zwischen der Werkzeugelektrode 5 und dem Werkstück 4 angelegt, um elektroerosiv Material vom Werkstück 4 abzutragen. Während des Fortschritts der Materialabtragung wird die Werkzeugelektrode 5 zum und in das Werkstück 4 zwecks Aufrechterhaltung des EDM-Spaltabstandes G dazwischen durch einen (nicht dargestellten) Servomechanismus vorgerückt, der antriebsmäßig mit dem Stempelkopf 7 verbunden ist. Bei fortgesetzter Materialabtragung werden durch Zersetzung des dielektrischen Fluids 3 mit aufeinanderfolgenden elektrischen Entladungen erzeugte Gase aus dem Bearbeitungsspalt G freigesetzt, die zum Ausfüllen des Raumes 10 oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche 3a neigen. Diese Gase werden mittels einer Saugpumpe 17 aus dem Raum 10 über eine Leitung 16 an eine geeignete,vom Arbeitstank 2 oder der Werkzeugmaschine entfernte Stelle abgezogen. Der Schalter 14 besteht aus einem Druckschalter, der auf einen Abfall des Gasdrucks im Raum 10 anspricht. Wenn der Gasdruck im Raum 10 unter ein gegebenes Niveau absinkt, wird der Schalter 14 abgeschaltet, wodurch die Werkzeugelektrode 5, wenn sie mit der Bearbeitungsstromquelle 11 verbunden ist, elektrisch von dieser getrennt wird. Der Umschalter 13 wird auf den Kontakt b eingestellt, wenn man einen weiteren Betrieb der Werkzeugmaschine ohne überwachung durch den Arbeiter wünscht.

Im ArbeitstanU 2 ist ein Schwimmerschalter 18 in das dielektrische Fluid 3 eingetaucht, um das Fallen dessen Oberfläche unter ein ungeeignetes Niveau zu erfassen, welches der Lage der elektrischen Entladungen nahekommt, so daß das dielektrische Fluid 3 in Gegenwart von Sauerstoff im Raum 10 entzündet werden kann, wodurch

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ein Feuer im Arbeitstank 2 verursacht wird. Ein vom Schwimmerschalter 18 erfaßtes Signal wird der Steuereinheit 15 zugeführt. Ein Feuerdetektor 19 ist im Raum 10 oberhalb der Oberfläche 3a der dielektrischen Flüssigkeit zur Erfassung eines Feuers angeordnet, das im Arbeitstank 2 auftreten kann. Ein durch den Feuerdetektor 19 erfaßtes Signal wird ebenfalls der Steuereinheit 15 zugeführt. Weiter ist die Werkzeugmaschine 1 mit einem Lichtbogenüberprüfungskreis 20 versehen, der zum Erfassen eines kontinuierlichen Lichtbogens, der im Bearbeitungsspalt G auftreten könnte, und zur Erzeugung eines Lichtbogensignals ausgelegt ist, das der Steuereinheit 15 zugeführt wird.JDie Steuereinheit 15 enthält einen ersten Teil 15a und einen zweiten Teil 15b. Der erste Teil 15a der Steuereinheit 15 enthält einen Überwachungskreis, der zur Beurteilung ausgelegt ist, welche von vorgeschriebenen Maßnahmen im Ansprechen auf Signale zu ergreifen ist, die vom Lichtbogenüberwachungskreis 20,\vom Schwimmerschalter und/oder vom Feuerdetektor 19 kommen können. Wenn das Auftreten eines Feuers festgestellt wird, betätigt die Steuereinheit 15 eine Feuerlöscheinheit 21, die über eine Leitung 22 mit dem Raum 10 verbunden ist, um das Feuer darin zu löschen. Die Steuereinheit 15 kann dann das Feuerauftrittssignal einem Sender 23 zuführen, um zu bewirken, daß dieser ein Hochfrequenzsignal aussendet, das von einem Empfänger 24 aufgenommen werden kann, der an einer geeigneten Stelle, z.B. in einem Büro, die bzw. das von der Fabrik entfernt ist, in der sich die Werkzeugmaschine 1 befindet, angeordnet ist.

Der Empfänger 24 wird zur Betätigung einer Alarmeinrichtung 25 verwendet, die hörbare und/oder sichtbare Alarmsignale erzeugt. Der Sender 23 kann auch mit einem Telefonkreis 26 verbunden sein, um über diesen das Feuersignal zu einer Feuerwache 27 zu leiten. Ein dritter Teil 15c der

Steuereinheit 15 enthält einen Pulsierkreis, der, wie schon erwähnt, zur periodischen Speisung des Leistungsschalters 12 arbeitet. Das Feuer- oder Lichtbogensignal von der Steuereinheit 15 (15a) wird verwendet, um den Umschalter 13 in die Stellung c zu bringen, so daß die Werkzeugelektrode 5 und auch das Werkstück 4 von der Bearbeitungsstromquelle 11 getrennt werden.

Damit alle diese Korrekturmaßnahmen fehlerfrei und befriedigend durchgeführt werden, ist es wesentlich, daß der Schwimmerschalter 10 _t der Feuerdetektor 19 und der Lichtbogenüberwachungs kreis 20 vom Arbeiter fehlerfrei und geeignet von Hand eingestellt werden. Es gibt noch viele andere bei EDM-Maschinen durchzuführende Einstellvorgänge. Beispielsweise müssen die Impulsparameter, z.B. Spitzenstrom, An-Zeit und Aus-Zeit der Impulse und Schwellenwert für die Servosteuerung, eingestellt werden. So ist gemäß den Prinzipien der Erfindung der zweite Teil 15b der Steuereinheit 15 ausgelegt, um eine gegebene Folge von elektrischen Signalen abzugeben, die über einen Verstärker oder Digital-Analog-Wandler 31 einem Lautsprecher zugeführt werden, der einen elektromechanischen Wandler enthält, um sie in für den Arbeiter hörbare Wortsignale umzuwandeln, di- vorgeschrieben sind, um auf vorbestimmte verschiedene3instellvorgänge hinzuweisen, die vom Arbeiter durchzuführen und zu überwachen sind.

Der Steuerteil 15b wird betätigt, wenn ein Startschalter 33a vom Arbeiter gedrückt wird, um die Abgabe . der elektrischen Signale zu beginnen. Ein anderer Schalter 33b ist vorgesehen, der vom Arbeiter gedrückt werden kann, um auf jeden der vom Lautsprecher 32 abgegebenen Wortbefehle zu antworten. Jedes bzw. jeder der vom Lautsprecher abzugebenden Wortsignale oder -befehle kann in der Form

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einer Frage sein. So kann die erste Frage sein: "Haben Sie den Schwimmerschalter eingestellt?" Der Arbeiter muß dann den Schwimmerschalter 18 überprüfen, der eingestellt sein kann, und, falls er findet, daß dies noch nicht geschehen ist, die Einstellung vornehmen. Wenn er feststellt, daß alles in Ordnung ist, drückt er den "OK"-Schalter 33b. Der Steuerteil 15b ist ausgelegt, daß er die Abgabe der nächsten Frage durch den Lautsprecher 32 nur zuläßt, nachdem der OK-Schalter 33b gedrückt ist. Die Frage kann diesesmal sein: "Ist Ihre Einstellung des Schwimmerschalters vollständig?", um dem Arbeiter eine Gelegenheit zur nochmaligen Überprüfung des Schwimmerschalters 18 zu geben. Der Schalter 33b kann nun gedrückt werden, um die Abgabe der nächsten Frage zu ermöglichen, die lauten kann: "Haben Sie den Feuerdetektor eingestellt?" Der Arbeiter muß dann prüfen, ob er den Feuerdetektor 19 eingestellt hat und, falls er findet, daß dies zutrifft, den OK-Schalter 33b drücken. In dieser Weise werden weitere Fragen nacheinander vom Steuerteil 15b durch den Lautsprecher 32 abgegeben und können sein: "Ist Ihre Einstellung des Feuerdetektors vollständig?", "Ist Ihre Einstellung des Lichtbogenüberwachungskreises 20 vollständig?", "Haben Sie den Lichtbogenüberwachungskreis eingestellt?", "Haben Sie die Bearbeitungsimpulse eingestellt?", "Ist Ihre Einstellung der Bearbeitungsimpulse vollständig?" usw. Nach der Abgabe jeder Frage ist die Abgabe der nächsten Frage nur nach Drücken des OK-Schalters 33b durch den Arbeiter nach dem ÜberprüfungsVorgang möglich.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel des Steuerteils 15b gezeigt, der ausgelegt ist, um durch den Lautsprecher eine vorgeschriebene Folge von Wortbefehlen abzugeben ,und so den Arbeiter auf eine Anzahl von Einstellvorgängen aufmerksam zu machon, die vor dem Betrieb der Werkzeugmaschine

durchzuführen und zu überwachen sind. Das dargestellte Ausführungsbeispiel macht Gebrauch von einem Magnetband 40, auf dem die aufeinanderfolgenden Wortbefehle vorab gespeichert sind. Das Magnetband 40 wird auf einem Paar von Rollen geführt, von denen eine mit 41 bezeichnet ist und von einem Motor 42 angetrieben wird. Der Motor 42 wird von einer Gleichstromquelle 42a gespeist und hat einen in Reihe damit geschalteten Schalter 43. Der Schalter eignet sich zum Einschalten für eine vorbestimmte Zeitdauer durch einen Zeitgeber 44, um die Drehung des Motors um einen gegebenen Winkel zu ermöglichen. Der Zeitgeber wird über eine Triggerschaltung 45 durch einen Handschalter 33 betätigt, der hier so ausgelegt ist, daß er sowohl als Schalter 33a als auch als Schalter 3 3b in Fig. 1 dient. Wenn der Schalter 33 vom Arbeiter von Hand gedrückt wird, wird der Motor 42 für einen vorbestimmten Winkel angetrieben, um das Magnetband 40 um eine entsprechend eingestellte Strecke zu bewegen, in der jede Einheit der Wortbefehle gespeichert ist. Ein Tonkopf 4 6 ist dem bewegten Magnetband 40 zugewandt, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das über den Verstärker 31 dem Lautsprecher 32 zugeführt wird, wo es umgewandelt und als die Einheit der Wortbefehle, die für den Arbeiter hörbar ist, wiedergegeben wird.

Claims

Patentanspruch

Sicherheitssystem für eine Werkzeugmaschine mit einer Vielzahl verschiedener !Uinstol !vorgänge, die von einem Arbeiter von Hand zu bedienen und zu überpxnif cn sind, bevor die Werkzeugmaschine zur Durchführung eines gegebenen Bearbeitungsvorganges in Gang gesetzt wird, gekennzeichnet durch: einen mit der Werkzeugmaschine (1) verbundenen Lautsprecher (32) zur Abgabe von für den Arbeiter hörbaren Wortsignalen,

eine Steuereinrichtung (15) zur Erzeugung einer vorgewählten Folge von vielfachen, zeitlich beabstandeten, vielfachen vorgeschriebenen Wortbofehlen entsprechenden elektrischen Signalen zur Beachtung der verschiedenen Einstellvorgänge,

einen elektromechanischen Wandler im Lautsprecher ('32) zum Ansprechen auf jede.·; der elektrischen Signale von der Steuereinrichtung (15) zwecks Erzeugung einer entsprechenden Einheit der für den Arbeiter hörbaren vielfachen Wortbe fehle für einen bestimmten K j ι. , !.oll. Vorgang durch den Lautsprecher (32),

einen von Hand betätigbaren Schalter (3 3b; 33) zur Betätigung durch den Arbeiter nach überprüfung dieses Einstellvorganges zwecks Erzeugung eines Bestätigungssignals hierfür und

eine Schaltung zum Zuführen des Bestätigungssignais in die Steuereinrichtung (15) zwecks deren Abgabe eines nächsten elr'-trischon JI i <|,i,:i ■ <; in dar vorgewählten Folge und dadurch Krzouqunq
581-(A13 38)-TS1

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einer nächsten entsprechenden Einheit der für den Arbeiter hörbaren vielfachen Wortbefehle für den nächsten bestimmten Einstellvorgang durch den Lautsprecher (32) .