SE0900473A1

SE0900473A1 - Device for rock drilling machine and method for using the device

Info

Publication number: SE0900473A1
Application number: SE0900473A
Authority: SE
Inventors: Stefan Andersson
Original assignee: Atlas Copco Rock Drills Ab
Priority date: 2009-04-09
Filing date: 2009-04-09
Publication date: 2010-10-10
Also published as: SE533954C2; FI126101B; WO2010117331A1; FI20116049L

Description

15 20 25 30 35 _avgörande parameter" vid bedömningen. av olika tester A080l8_O406 service samtidigt borrmaskinerna. 15 20 25 30 35 _decisive parameter "in the assessment. Of different tests A080l8_O406 service at the same time the drilling machines.

Drifttiden utförs på en av för respektive borrmaskin uppskattas därför vanligen manuellt av operatören.The operating time performed on one of the respective drills is therefore usually estimated manually by the operator.

Problemet är att drifttiden för borrmaskinen är en som görs vid arbete under fältprov samt vid. servicearbeten.The problem is that the operating time of the drilling machine is one that is done during work during field tests and at. service work.

Borrmaskinens drifttid har även betydelse vid beräkningar för andra borrmaskinsparametrar. Det finns därför ett önskemål inonx industrin_ att åstadkomma av' en förbättrad metod och anordning för att registrera när borrmaskinen är aktiv.The operating time of the drilling machine is also important in calculations for other drilling machine parameters. There is therefore a desire in the industry to provide an improved method and apparatus for recording when the drill is active.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ett första ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett registreringsdon av inledningsvis angivet slag som löser ovanstående problem.DISCLOSURE OF THE INVENTION A first object of the invention is to provide a recorder of the type indicated at the outset which solves the above problems.

Lösningen är ett registreringsdon som. har de karaktäriserande kännetecknen i krav l.The solution is a recorder that. has the characterizing features of claim 1.

Ett sådant registreringsdon för en bergborrmaskin är anordnat att registrera åtminstone en borrparameter vid borrning i berg, varvid en riktningssensor är anordnad vid registreringsdonet, detektera vilken riktningssensor är anordnad att när den borrmaskinen vibrerar i sin axiella längdriktning.Such a detector for a rock drilling machine is arranged to register at least one drilling parameter when drilling in rock, a direction sensor being arranged at the recording device, detecting which direction sensor is arranged so that when the drilling machine vibrates in its axial longitudinal direction.

Med borrmaskinens axiella längdriktning avses slagkolvens axiella utsträckning, dvs. dess utsträckning längs slagkolvens symmetriaxel parallell med slagriktningen. På samma sätt avser borrmaskinens radiella utsträckning slagkolvens radiella utsträckning en utsträckning längs en radie utgående från slagkolvens symmetriaxel j_ ett plan vinkelrät mot kolvens symmetriaxel. 10 15 20 25_ 30 35 rEnligt en AO80l8_O406 3 Genom att detektera om borrmaskinen vibrerar i sin axiella längdriktning, är det möjligt att detektera när borrmaskinen är aktiv, eftersom, borrmaskinen vibrerar i sin axiella längdriktning när slagverket är aktivt.The axial longitudinal direction of the drill refers to the axial extent of the percussion piston, ie. its extent along the axis of symmetry of the percussion piston parallel to the direction of impact. In the same way, the radial extent of the drilling machine refers to the radial extent of the percussion piston an extension along a radius starting from the axis of symmetry of the percussion piston j_ a plane perpendicular to the axis of symmetry of the piston. 10 15 20 25_ 30 35 according to an AO80l8_O406 3 By detecting whether the drill vibrates in its axial longitudinal direction, it is possible to detect when the drill is active, since the drill vibrates in its axial longitudinal direction when the percussion is active.

Enligt en utföringsformr av ett registreringsdon enligt uppfinningen innefattar registreringsdonet medel att registrera en tidsperiod som bergborrmaskinen är aktiv, som en första borrparameter. Genom att mäta den tidsperiod som borrmaskinen är aktiverad är det möjligt att mäta den verkliga tiden som borrmaskinen varit i drift; Med denna korrekta drifttid som, beräkningsparameter, istället för att använda en antagen drifttid, kan operatören utvärdera resultaten av fältprov säkrare och enklare, dessutom kan även andra parametrar som beläggningsgrad beräknas mer korrekt och därmed kan att exempelvis förväntat slitage samt behovet av underhålla borrmaskinen uppskattas mer korrekt. if en ytterligare utföringsform utnyttjas nämnda registrering av en tidsperiod för ett drifttidsbaserat underhåll. Denna underhållstrategi är att föredra framför underhållsinsatser baserat på kalendertid. Drifttids- baserat underhåll kommer att öka produktiviteten för bergborrmaskinerna eftersom den verkliga drifttiden _ beaktas istället för att utnyttja en manuellt uppskattad drifttid som innefattare en viss säkerhetsmarginal i tid som därför minskar produktionstiden. Detta underlättar arbetet serviceteknikerna då drifttiden är avgörande i de olika såväl beräkningar som själva vid fältprov för testerna som utförs vid fältproven. utföringsform av ett registreringsdon enligt uppfinningen innefattar riktningssensorn en piezoelektrisk sensor. Den piezoelektriska sensorn innefattar ~en piezoelektrisk kristall anordnad att avkänna vibrationer eller att vibrera axiellt borrmaskinen. Riktningssensorn är därmed anordnad att detektera borrmaskinens vibrationsriktning. När en piezoelektrisk kristall exponeras för regelbundna svängningar ysåsom. nämnda 10 15 20 25 30 35 Ao80is_o4o6 vibrationer i en riktning genererar den en elektrisk spänning.According to an embodiment of a recording device according to the invention, the recording device comprises means for recording a period of time during which the rock drilling machine is active, as a first drilling parameter. By measuring the time period that the drill is activated, it is possible to measure the actual time that the drill has been in operation; With this correct operating time as, calculation parameter, instead of using an assumed operating time, the operator can evaluate the results of field tests safer and easier, in addition other parameters such as stocking density can be calculated more correctly and thus for example expected wear and the need to maintain the drill more correctly. in a further embodiment, said registration of a time period for an operating time-based maintenance is used. This maintenance strategy is preferable to maintenance efforts based on calendar time. Operating time-based maintenance will increase the productivity of the rock drills because the actual operating time is taken into account instead of using a manually estimated operating time which includes a certain safety margin in time which therefore reduces the production time. This facilitates the work of the service technicians as the operating time is decisive in the various calculations as well as in the field tests themselves for the tests performed in the field tests. embodiment of a recording device according to the invention, the direction sensor comprises a piezoelectric sensor. The piezoelectric sensor comprises a piezoelectric crystal arranged to sense vibrations or to vibrate axially the drilling machine. The direction sensor is thus arranged to detect the vibration direction of the drilling machine. When a piezoelectric crystal is exposed to regular oscillations such as. said vibrations in one direction it generates an electrical voltage.

Enligt en utföringsform av ett registreringsdon enligt uppfinningen innefattar registreringsdonet en intern generator som strömförsörjer registreringsdonet när bergborrmaskinen är aktiv. Detta löser problemet med att undgå extern strömförsörjning med en yttre spänningskälla för t den elektroniska kretsen i registreringsdonet, eftersom detta befinner sig iven svåråtkomlig och smutsig miljö där problemet att strömförsörja kretsen är svårt att lösa. Andra drifttidräknare idag är vanligen elektroniska, men en elektronisk drifttidräknare behöver spänningsförsörjning på något sätt såsom batterier eller en yttre spänningsförsörjning. Vår lösning behöver ingen galvanisk anslutning till riggen eller någon annan yttre utrustning. Om istället kretsen försågs med ett batteri, så skulle batteriet behöva bytas ut eller funktionskontrolleras ibland, vilket vi nu kommer ifrån. I en fördragen utföringsform innefattar nämnda generator en piezoelektrisk generator som omvandlar vibrationerna till elektrisk spänning. Den piezoelektriska generatorn innefattar en piezoelektrisk kristall. Genom att utnyttja en piezoelektrisk generator är det möjligt att utnyttja borrmaskinens vibrationer 'som energikälla genom att 'den piezoelektriska generatorn omvandlar vibrationsenergin i borrmaskinens axiella längdriktning till elektrisk energi så att ström skapas som kan utnyttjas för att driva och därför behövs ett registreringsdonet utbytbar ingen extern eller energikälla såsom batteri. Den piezoelektriska sensorn. respektive generatorn kan därvid utnyttja samma kristall.According to an embodiment of a recorder according to the invention, the recorder comprises an internal generator which supplies power to the recorder when the rock drilling machine is active. This solves the problem of avoiding external power supply with an external voltage source for t the electronic circuit in the recorder, as this is located in even inaccessible and dirty environment where the problem of power supply circuit is difficult to solve. Other operating time counters today are usually electronic, but an electronic operating time counter needs a power supply in some way such as batteries or an external power supply. Our solution does not need a galvanic connection to the rig or any other external equipment. If instead the circuit was equipped with a battery, then the battery would need to be replaced or functionally checked sometimes, which we now come from. In a preferred embodiment, said generator comprises a piezoelectric generator which converts the vibrations to electrical voltage. The piezoelectric generator comprises a piezoelectric crystal. By using a piezoelectric generator it is possible to use the vibrations of the drill 'as an energy source by' the piezoelectric generator converts the vibrational energy in the axial longitudinal direction of the drill into electrical energy so that current is created which can be used to drive and therefore an external energy source such as battery. The piezoelectric sensor. the respective generator can then use the same crystal.

Enligt en utföringsform. av ett registreringsdon enligt uppfinningen innefattar registreringsdonet en transponder att tillfälligt med en radiosignal sänd från en extern programmerings- och Detta att anordnad strömförsörja registreringsdon avläsningsenhet. möjliggör kunna avläsa dock' 10 15 20 25 30 35 Aoso1s_o4o6 5 borrmaskinsparametrarna utan extern strömförsörjning från borriggen. Det är då möjligt att både aktivera och strömförsörja registreringsdonet med energin från antennsignalen från den extern avläsningsenhet då borrmaskinsparametrar avläses eller programmeras med den externa enheten. Enligt en föredragen utföringsform innefattar registreringsdonet en RFID-enhet (Radio Frekvens Identifiering) för trådlös kommunikation, varvid RFID-enheten innefattar transpondern.According to one embodiment. of a recorder according to the invention, the recorder comprises a transponder that is temporarily supplied with a radio signal from an external programming and power supply device. allows, however, to be able to read the drill parameters without an external power supply from the drilling rig. It is then possible to both activate and power the recorder with the energy from the antenna signal from the external reading unit when drilling machine parameters are read or programmed with the external unit. According to a preferred embodiment, the recorder comprises an RFID unit (Radio Frequency Identification) for wireless communication, the RFID unit comprising the transponder.

Enligt en utföringsform av ett registreringsdon enligt uppfinningen är registreringsdonet anslutet till en vid bergborrmaskinen anordnad piezoelektrisk tryckgivare anpassad att avkänna slagverkstrycket varvid registreringsdonet är anordnat att tregistrera nämnda hydrauliska tryck som en andra borrmaskinsparameter.According to an embodiment of a recording device according to the invention, the recording device is connected to a piezoelectric pressure sensor arranged at the rock drilling machine, adapted to sense the percussion pressure, the recording device being arranged to three-register said hydraulic pressure as a second drilling parameter.

Enligt en ytterligare utföringsform av en anordning enligt uppfinningen är ytterligare borrmaskinsparametrar någon av drifttid, riggidentifikation, följande: serviceintervall, slagverkstryck, kundidentifikation, borrmaskins- identifikation.According to a further embodiment of a device according to the invention, further drilling machine parameters are one of operating time, rig identification, the following: service interval, percussion pressure, customer identification, drilling machine identification.

Enligt en utföringsform. av ett_ registreringsdon enligt uppfinningen. är registreringsdonet anslutet till en vid den impulsalstrande anordningen anordnad piezoelektrisk tryckgivare anpassad att avkänna ett slagverkstryck, ett hydrauliskt tryck som driver slagverket, varvid registreringsdonet är anordnat att registrera nämnda hydrauliska tryck som en andra borrmaskinsparameter.According to one embodiment. of a recorder according to the invention. the recorder is connected to a piezoelectric pressure sensor arranged at the impulse generating device adapted to sense a percussion pressure, a hydraulic pressure driving the percussion, the recorder being arranged to record said hydraulic pressure as a second drilling parameter.

Enligt en utföringsform 'av ett registreringsdon enligt uppfinningen är registreringsdonet innefattad i en skaldel av den impulsalstrande anordningen. I en föredragen utföringsform av ett registreringsdon enligt uppfinningen är registreringsdonet innefattat. i en kapsling' såsonl en fästanordning. Därmed är registreringsdonet väl anordnat att avkänna borrmaskinens vibrationer. Genom denna placering blir registreringsdonet vidare enkelt att 10 15 20 25 30 35 Aoso1s_o4o6 att robust och tåligt mot montera och använda. även Registreringsdonet blir smutsiga miljöer eftersoni det är inkapslat. att Dessutom_ är det därmed möjligt använda registreringsdonet på redan tillverkade maskiner.According to an embodiment of a recording device according to the invention, the recording device is included in a shell part of the impulse generating device. In a preferred embodiment of a recorder according to the invention, the recorder is included. in an enclosure such as a fastening device. Thus, the detector is well arranged to sense the vibrations of the drilling machine. This location further makes it easy for the recorder to be robust and durable against mounting and use. The recorder also becomes dirty environments after it is encapsulated. that In addition_ it is thus possible to use the recorder on already manufactured machines.

Ett andra ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en metod av inledningsvis angivet slag som löser ovanstående problem. fördelar Metoden uppvisar motsvarande som ovan beskrivna fördelar för anordningen.A second object of the invention is to provide a method of initially stated kind which solves the above problems. advantages The method has the same advantages as described above for the device.

Uppfinningen innefattar vidare. ett datorprogram vilket program innefattar programkod för att kontrollera en metod 10-17. ett datorläsbart medium med enligt patentkraven 'Dessutom innefattar uppfinningen ett inspelat datorprogram, vilket datorprograni är designat att få en logisk enhet att utföra stegen enligt något av kraven 10- l7.The invention further comprises. a computer program which program includes program code for checking a method 10-17. a computer readable medium with according to claims. In addition, the invention comprises a recorded computer program, which computer program is designed to cause a logical unit to perform the steps according to any of claims 10-17.

Uppfinningen innefattar också en borrigg innefattande ett registreringsdon enligt något av kraven l-9.The invention also comprises a drilling rig comprising a recorder according to any one of claims 1-9.

Fördelaktiga vidareutvecklingar av uppfinningen framgår av nedanstående beskrivning och patentkrav.Advantageous further developments of the invention appear from the following description and claims.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall närmare förklaras genom beskrivning av utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar, i vilka figur 1 visar en borrigg med ett borrmaskin innefattande ett registreringsdon enligt uppfinningen, figur 2 visar en perspektivvy av borrmaskinen innefattande ett registreringsdon visad i figur 1, figur 3A visar en axiell genomskärning av ett registreringsdon visad i figur 2, figur 3B visar ytterligare ett registreringsdon enligt en utföringsform av uppfinningen, 10 15 20 25 30 35 Aoso1s_o4oe 7 figur 4A visar en avläsning av ett registreringsdon med en handhållen enhet enligt uppfinningen, figur 4A visar den handhàllna enheten i figuren 4B, figur 5A visar schematiskt en metod enligt uppfinningen i form av ett blockschema, och figur 5B visar schematiskt ytterligare en metod enligt uppfinningen i form av ett blockschema.DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention will be explained in more detail by describing exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a drilling rig with a drilling machine comprising a recording device according to the invention, Figure 2 shows a perspective view of the drilling machine comprising a recording device shown in Figure 1. axial section of a recorder shown in Figure 2, Figure 3B shows a further recorder according to an embodiment of the invention, Figure 4A shows a reading of a recorder with a handheld unit according to the invention, Figure 4A shows the handheld the unit in Figure 4B, Figure 5A schematically shows a method according to the invention in the form of a block diagram, and Figure 5B schematically shows another method according to the invention in the form of a block diagram.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Följande beskrivning beskriver en underjordsrigg, men uppfinningen kan även appliceras på en ovanjordsrigg.DESCRIPTION OF EMBODIMENTS The following description describes an underground rig, but the invention can also be applied to an above-ground rig.

Figur 1 visar en bergborrningsrigg 10 för tunneldrivning, malmbrytning eller installation .av bergsförstärknings- bultar vid t.ex. tunneldrivning eller gruvdrift. Borriggen 10 inkluderar en bom 11, vars ena ände 11a är ledbart fäst via ett eller flera llb är vid en bärare 12, såsom ett fordon, ledorgan och vi vars andra ände anordnad en matarbalk 13 som uppbär ett slagverk enligt uppfinningen med en impulsalstrande anordning i form av en borrmaskin 14. Borrmaskinen 14 är förskjutbar längs natarbalken 13.Figure 1 shows a rock drilling rig 10 for tunnel driving, ore mining or installation of rock reinforcement bolts at e.g. tunneling or mining. The drilling rig 10 includes a boom 11, one end 11a of which is articulated via one or more 11b is attached to a carrier 12, such as a vehicle, hinge means and the other end of which is provided with a feed beam 13 which carries a percussion device according to the invention with an impulse generating device in in the form of a drilling machine 14. The drilling machine 14 is displaceable along the night beam 13.

Själva borrmaskinen kan t.ex. vara fäst vid en släde, vilken i sin tur löper längs matarbalken. Borrmaskinen innefattar ett slagverk som genererar stötvågor som via en borrsträng 15 och en borrkrona 18 överförs till berget 17.The drilling machine itself can e.g. be attached to a sled, which in turn runs along the feed beam. The drilling machine comprises a percussion device which generates shock waves which are transmitted to the rock 17 via a drill string 15 and a drill bit 18.

Slagverket innefattar därvid ett stötorgan, en fram och åter rörlig slagkolv och en nackadapter, ej visade.The percussion device then comprises an impact member, a reciprocating percussion piston and a neck adapter, not shown.

Nackadaptern är försedd med medel, exempelvis gängor, ej visade, för anslutning till borrsträngen 15. Slagkolven är anordnad att verka genom slag mot den övre' änden av nackadaptern, varvid ett första parti av slagkolven är anpassat att slå mot nackadaptern och på så sätt överföra slagenergin till borrstängen. Genom att driva släden, och därmed borrmaskinen, längs matarbalken i riktning mot berget trycks borrkronan mot berget. Det hydraultryck som driver hydraulmotorn som driver slagverket kallas allmänt 10 15 20 25 30 35 AO80l8_O406 8 slagverkstryck och anger med vilken kraft som borrkronan pressas mot berget.The neck adapter is provided with means, for example threads, not shown, for connection to the drill string 15. The percussion piston is arranged to act by striking against the upper end of the neck adapter, a first portion of the percussion piston being adapted to strike the neck adapter and thus transmit the impact energy to the drill rod. By driving the sledge, and thus the drilling machine, along the feed beam in the direction of the rock, the drill bit is pressed against the rock. The hydraulic pressure that drives the hydraulic motor that drives the percussion is generally called percussion pressure and indicates the force with which the drill bit is pressed against the rock.

Figur 2 visar en perspektivvy av borrmaskinen 14 i figur Borrmaskinen 14 innefattar ett maskinhus Maskinhuset 22, 1, mer i detalj. 22 med en fram- och åter- rörlig slagkolv. 22d. anordnat att väsentligen försluta slagverket hydrauliskt. är sammansatt av flera skaldelar 22a- Maskinhuset är Inuti maskinhuset, ej att ett att visat, finns ett kolvlopp anordnat rörligt hysa slagkolven. Vid borrmaskinen är anordnad registreringsdon 28. Registreringsdonet 28 är anordnat avkänna när borrmaskinen är aktiv, samt att registrera och lagra borrmaskinsparametrar. Registreringsdonet 28 är innefattat i en kapsling, som är anpassad att monteras i skaldelar. I detta fall är registreringsdonet anordnat inuti en fästanordning 30, en en av ,borrmaskinens gängad skruvanordning. När registreringsdonet monteras borras ett hål i. den skaldel 22c där registreringsdonet hålet.Figure 2 shows a perspective view of the drilling machine 14 in figure The drilling machine 14 comprises a machine housing The machine housing 22, 1, in more detail. 22 with a reciprocating percussion piston. 22d. arranged to substantially close the percussion hydraulically. is composed of several shell parts 22a- The machine housing is Inside the machine housing, not that one is shown, there is a piston race arranged movably housing the percussion piston. At the drilling machine are arranged detectors 28. The detector 28 is arranged to sense when the drilling machine is active, and to register and store drilling machine parameters. The recorder 28 is included in a housing which is adapted to be mounted in shell parts. In this case, the recorder is arranged inside a fastening device 30, one of the threaded screw devices of the drilling machine. When the recorder is mounted, a hole is drilled in the shell portion 22c where the recorder hole.

Registreringsdonet är här ingjutet i en kapsling för att tåla bl.a. vibrationer och föroreningar som damm, ska monteras och fästanordningen skruvas fast i en påfrestande miljö, innefattande kraftiga borrkax och olja.The recorder is here molded into a housing to withstand e.g. vibrations and contaminants such as dust, must be mounted and the fastening device screwed on in a stressful environment, including heavy cuttings and oil.

Kapslingen kan även vara en något annat såsom en annan typ av fästanordning exempelvis en bult. Storleken och kraven på inkapslingen av registreringsdonet bestämmer den fysiska storleken och utformningen på registreringsdonet organ. I detta fall är med syfte att den är ska vara lätt att montera.The housing can also be something else such as another type of fastening device, for example a bolt. The size and requirements of the enclosure of the recorder determine the physical size and design of the recorder means. In this case, the purpose is to make it easy to assemble.

Figur 3A visar en axiell genomskärning av en utföringsform av registreringsdonet i figur 2. Registreringsdonet 28a är innefattat i en skruv med gängor 29 och huvud 30.Figure 3A shows an axial section of an embodiment of the recorder of Figure 2. The recorder 28a is included in a screw with threads 29 and head 30.

Registreringsdonet 28a innefattar en elektrisk krets innefattande en logisk enhet 31 såsom en CPU (centralprocessorenhet), FPGA enhet (field-programmable gate array) eller någon annan logisk programmerbar enhet, och ett minnesorgan 32 innefattande ett icke flyktigt minne, såsom exempelvis ett flashminne, samt en I/O-enhet 10 15 20 25 30 35 Aoso1s_o4oe 34 (ett skriv-/läsorgan) för att lagra och komma åt informationen lagrad i minnet. I registreringsdonet 28a är åtminstone en anordnad vid den riktningssensor 35 impulsalstrande anordningen för att avkänna vibrationer i längdriktning" R sammanfallande med. borrmaskinens axiella längdriktning' genon1 att den innefattar* en. piezoelektrisk kristall.The recorder 28a comprises an electrical circuit comprising a logic unit 31 such as a CPU (central processor unit), FPGA unit (field-programmable gate array) or any other logic programmable unit, and a memory means 32 comprising a non-volatile memory, such as a flash memory, and an I / O device 10 15 20 25 30 35 Aoso1s_o4oe 34 (a write / read means) for storing and accessing the information stored in the memory. In the detector 28a, at least one device arranged at the direction sensor 35 for generating vibrations in the longitudinal direction "R" coincides with the axial longitudinal direction of the drilling machine in that it comprises a piezoelectric crystal.

Registreringsdonet 28 innefattar även en piezoelektrisk generator 36, för att strömförsörja registreringsdonet 28.The recorder 28 also includes a piezoelectric generator 36, to power the recorder 28.

Den piezoelektriska generatorn 36 är anordnad att generera Vid borrning med eller utan bergkontakt vibrerar borrmaskinen ström. då den -vibrerar i en förutbestämd riktning. genoni de stötvågor borrmaskinen inducerar. Vibrationerna är därmed kraftigast i borrningsriktningen dvs. i borrmakinens axiella längdriktning. Vibrationerna som uppkommer omvandlas av den piezoelektriska kristallen till elektrisk energi som kan utnyttjas för att driva den elektroniska kretsen i piezoelektriska generatorn 36. Den piezoelektriska generatorn anordnas därmed fysiskt så att den endast genererar ström. då borrmaskinen vibrerar i borrningsriktningen. Strömmen från den piezoelektriska generatorn 36 utnyttjas därmed som drivström till registreringsdonet 28.The piezoelectric generator 36 is arranged to generate. When drilling with or without rock contact, the drilling machine vibrates current. as it vibrates in a predetermined direction. genius the shock waves the drill induces. The vibrations are thus strongest in the drilling direction, ie. in the axial longitudinal direction of the drill. The vibrations that occur are converted by the piezoelectric crystal into electrical energy that can be used to drive the electronic circuit in the piezoelectric generator 36. The piezoelectric generator is thus physically arranged so that it only generates current. when the drill vibrates in the drilling direction. The current from the piezoelectric generator 36 is thus used as the driving current to the recorder 28.

Registreringsdonet innehåller 'vidare en 'tidregistrerings- 38A, borrmaskinsparameter i_ minnet 32. enhet som registrerar en tidsperiod T som en Tidregistreringsenheten 38A innefattar en klocka med. en oscillatorkrets, varvid tidregistreringsenhet adderar en ny puls till minnet varje gång tidregistreringsenhet räknar en period enligt aktuell tidbas. oscillatorkrets på exempelvis 1 Hz, Tidregistreringsenheten kan exempelvis använda en därmed är tidbasen en (1) sekund och här adderas en ny puls en gång i sekunden.The recorder further contains a time recording 38A, drilling parameter in the memory 32. unit which registers a time period T which a time recording unit 38A comprises a clock with. an oscillator circuit, wherein the time recording unit adds a new pulse to the memory each time the time recording unit counts a period according to the current time base. oscillator circuit of, for example, 1 Hz. The time recording unit can, for example, use one, thus the time base is one (1) second and here a new pulse is added once a second.

Klockan i registreringsdonets elektriska krets är' på så vis anordnad att räknas upp med en puls för varje sekund Därmed kan drifttiden registreras i Det som vibrationen pågår. minnet 32. Antalet pulser K lagras i minnesenheten 32. 10 15 20 25 30 35 AO80l8_O406 10 totala antalet perioder är då den totala tiden registreringsdonet registrerat tiden. En annan tidbas kan 0,5-lOs, efter hur noggrann nàtning som ska utföras av hur länge En tidbas med ett annat även användas såsom exempelvis tidbasen väljs borrmaskinen har varit i drift. syfte såsom. tiden_ mellan två serviceintervall kan också utnyttjas. Genom att strömmen från den piezoelektriska generatorn 36 utnyttjas som drivström till registreringsdonet 28 samtidigt som borrmaskinen är aktiv, är registreringsdonet anordnat att bara registrera tid när den piezoelektriska generatorn driver registreringsdonet. vibrationerna därför avstannar att den När borrningen slutar och kommer räknaren att stanna pga. energibrist, dvs. slutar att generera elektrisk icke flyktigt, och kommer minnet att behålla det senaste lagrade värdet piezoelektriska generatorn energi. Eftersom minnet är av statisk typ, när spänningen försvinner. På detta sätt får man den totala drifttiden lagrad som en borrparameter i det statiska minnet.The clock in the electrical circuit of the recorder is thus arranged to be counted up with a pulse for every second. Thus, the operating time can be registered in What the vibration is going on. memory 32. The number of pulses K is stored in the memory unit 32. 10 15 20 25 30 35 AO80l8_O406 10 total number of periods is when the total time the recorder registered the time. Another time base can be 0.5-10s, depending on how accurate netting is to be performed by how long A time base with another can also be used such as for example the time base selected the drilling machine has been in operation. purpose such as. the time_ between two service intervals can also be used. By using the current from the piezoelectric generator 36 as a driving current to the recorder 28 while the drilling machine is active, the recorder is arranged to record only time when the piezoelectric generator is driving the recorder. the vibrations therefore stop that it When the drilling stops and the counter will stop due to. energy shortage, i.e. stops generating electrical non-volatile, and the memory will retain the last stored value piezoelectric generator energy. Because the memory is of the static type, when the voltage disappears. In this way, the total operating time is stored as a drilling parameter in the static memory.

För att kunna avläsa information, såsom borrmaskinsparametrar, från registreringsdonets minne 32 detta fall ett RFID-system (Radio Ett RFID-system består av tre komponenter, används i Frekvens Identifiering). en RFID-enhet: en transponder, en antenn och en läsenhet.In order to be able to read information, such as drill parameters, from the memory of the recorder 32 this case an RFID system (Radio An RFID system consists of three components, used in Frequency Identification). an RFID device: a transponder, an antenna and a reader.

Antennen skapar ett elektromagnetiskt fält som svänger med en viss frekvens. Transpondern aktiveras av och drivs av fältet och sänder ut en unik kod som antennen fångar upp.The antenna creates an electromagnetic field that oscillates at a certain frequency. The transponder is activated by and driven by the field and sends out a unique code that the antenna picks up.

Läsenheten översätter och tolkar signalen och presenterar den, exempelvis på en display på läsenheten. En består av en liten antenn och en logisk enhet (IC-krets) transponder, såsom ett microchip i en kapsling.The reading unit translates and interprets the signal and presents it, for example on a display on the reading unit. One consists of a small antenna and a logic unit (IC circuit) transponder, such as a microchip in an enclosure.

Registreringsdonet innefattar därvid även en RFID-enhet 42 innefattande en transponder 43 , samt en antenn 46. I detta fall har ett hål borrats i bulten/kapslingen och en antenn 46 monterats i hålet. Antennen 46 är exempelvis av 10 15 20 25 30 35 A08018_O406 11 koppartråd eller något med liknande egenskaper. För att få en större räckvidd på RFID-enheten är antennen galvaniskt isolerad från övrig kapsling, i detta fall.The recorder then also comprises an RFID unit 42 comprising a transponder 43, and an antenna 46. In this case, a hole has been drilled in the bolt / housing and an antenna 46 has been mounted in the hole. The antenna 46 is, for example, of copper wire or something with similar properties. To get a larger range on the RFID device, the antenna is galvanically isolated from the rest of the enclosure, in this case.

RFID-systemet innefattar i detta fall även en handhållen enhet, ej visad. Den handhållna enheten innefattar en antenn, en logisk enhet, en läsenhet och ett minne. Den handhållna enheten arbetar med RFID teknik.In this case, the RFID system also includes a handheld device, not shown. The handheld device includes an antenna, a logic device, a reading device and a memory. The handheld device works with RFID technology.

Vid. avläsning av registreringsdonet, exempelvis vid avläsning av en borrmaskinsparameter såsom drifttiden T, kommer transpondern 43 i RFID-enheten 42 i att den handhållna enheten. registreringsdonet aktiveras av antennsignalen från Den handhållna enheten översänder och tillräckligt energimängd för att aktivera RFID-enheten 42 därmed både en informationssignal stor så att den kan sända information innan den åter blir strömlös. Denna teknik möjliggör att man kan avläsa och programmera minnet i registreringsdonet utan att detta har en egen samtidig istället antennsignalen från den externa handhållna enheten. energiförsörjning utan energiförsörjs med Därmed kan. borrmaskinsparametrarna avläsas även om. borrmaskinen ej är aktiv, så att den piezoelektriska kristallen driver registreringsdonet. RFID-enheten 42 hämtar därefter informationen såsom borrmaskinsparametrar, såsom drifttiden T ur minnet via I/O-enheten (skriv/läsenhet)och antennen 46 och sänder den till den handhållna enheten.At. reading of the recorder, for example when reading a drill parameter such as the operating time T, the transponder 43 in the RFID unit 42 enters the handheld unit. the recorder is activated by the antenna signal from the handheld unit transmitting and sufficient amount of energy to activate the RFID unit 42 thereby both an information signal large so that it can transmit information before it becomes de-energized again. This technology makes it possible to read and program the memory in the recorder without it having its own simultaneous instead of the antenna signal from the external handheld device. energy supply without energy supply with Thus can. the drill parameters are also read. the drill is not active, so that the piezoelectric crystal drives the detector. The RFID unit 42 then retrieves the information such as drilling parameters, such as the operating time T from the memory via the I / O unit (write / read unit) and the antenna 46 and sends it to the handheld unit.

Figur 3B visar en axiell genomskärning av ytterligare en Det som skiljer att utföringsfornx av registreringsdonet 28b. denna utföringsform från ovanstående är flera tidsregistreringsenheter är innefattade i samma elektriska till kan olika saker t.ex. en nollställas användas 38B tidregistreringsenhet 38C som inte går att nollställa. krets. Dessa kan tidregistreringsenhet som och en Även antalet 32a-32c, kan utökas i Vidare kan antalet tidsregistreringsenheter minnesplatser minnesenheten. 10 15 20 25 30 35 Aosols_o4oß 12 38a-38c utökas. En ndnnesplats kan exempelvis definieras så att den inte att nollställa där drifttid. går man lagrar En eller flera ndnnesplatser 32a-32c utnyttjas M2, M3 för att lagra borrmaskinsparametrar Ml, sonl tid mellan service, tid som en viss maskindel har använts mm.Figure 3B shows an axial section of another one which distinguishes the embodiment of the recorder 28b. this embodiment from the above are several time recording units are included in the same electrical to can different things e.g. a reset 38B time recording unit 38C which cannot be reset is used. circuit. These can be time recording unit as well as a number of 32a-32c, can be expanded in Furthermore, the number of time recording units can memory memory unit. 10 15 20 25 30 35 Aosols_o4oß 12 38a-38c is extended. A ndnnesplats can for example be defined so that it does not reset there operating time. If one or more ndnnesplats 32a-32c are used, M2, M3 are used to store drilling machine parameters M1, sonl time between service, time that a certain machine part has been used etc.

Vidare kan man använda platser 32a-32c av minnet till att lagra andra borrmaskinsparametrar såsom serviceintervall, kundidentifikation, riggidentifikation, borrmaskins~ identifikation mm. RFID-enheten kan även utnyttjas för att information förutom kund, programmera minnesenheten med annan drifttid t.ex. borrmaskinsidentitet, datum, serviceintervall och riggtyp.Furthermore, locations 32a-32c of the memory can be used to store other drilling parameters such as service interval, customer identification, rig identification, drilling identification etc. The RFID unit can also be used to program information in addition to the customer, the memory unit with other operating time, e.g. drill identity, date, service interval and rig type.

Den hydrauliska slagverkskretsen kan även anordnas med en till piezoelektrisk tryckgivare. elektroniska att tryckgivare 48 som är ansluten den kretsen, såsom en För givaren skall kunna avkänna exempelvis slagverkstrycket i ett hål systemet med givaren på en slagverkets hydrauliska borras som det system förbinder hydrauliska lämplig plats på borrmaskinen 14, ej visad. Placeringen av givaren på borrmaskinen är viktig och väljs med fördel så att borrningen av det extra hålet är en enkel operation i produktionen av borrmaskinen. Tryckgivaren avkänner hydrauloljetrycket i slagverkskretsen och detta lagras som ytterligare en borrmaskinsparameter i minnet. Tryckgivaren är därvid ansluten till den interna logiska enheten 31 som finns i registerenheten 30. tid dokumentera aktuell frekvens, uteffekt och drifttid Detta möjliggör att man ur de avkändaf mätvärdena på och tryck kan beräkna och slagverkstryck, slagenergi, samt lagra denna information i minnet M3, genom att andra kända borrmaskinsparametrar är Med samplingsteoremet och om slagverkstrycket registreras med registrerade i riggens styrsystem. utnyttjade av minst den dubbla, slagverksfrekvensen är det. möjligt att registrera den aktuella vid tidpunkt. slagverksfrekvensen varje 10 15 20 25 30 35 AO80l8_O406 13 Genom att ansluta flera på borrmaskinen lämpligt placerade sensorer med givare till ett registreringsdon enligt uppfinningen är det även möjligt att registrera andra borrmaskinsparametrar såsom aktuellt dämptryck, och/ eller rotationsvarvtal varvid en givare att lämpligen är placerad vid hydraulmotorn för exempelvis avkänna rotationsvarvtalet. En annan givare kan även anordnas att avkänna lufttrycket i smörjoljekretsen. Genom att avkänna och lagra många olika borrmaskinsparametrar är det enklare att göra en uppföljning av fältprov samt driftbaserat underhåll för operatören. Även utföringsformer av kombinationer eller delar av ovanstående utföringsformer är möjliga.The hydraulic percussion circuit can also be arranged with a piezoelectric pressure sensor. electronic that pressure sensor 48 connected to that circuit, such as a For the sensor should be able to sense, for example, the percussion pressure in a hole system with the sensor on a percussion hydraulic drill as the system connects hydraulically suitable place on the drill 14, not shown. The location of the sensor on the drilling machine is important and is advantageously chosen so that the drilling of the extra hole is a simple operation in the production of the drilling machine. The pressure sensor senses the hydraulic oil pressure in the percussion circuit and this is stored as an additional drill parameter in the memory. The pressure sensor is then connected to the internal logic unit 31 located in the register unit 30. time document current frequency, output power and operating time This enables the sensed measured values of and pressure to be calculated and percussion pressure, percussion energy, and store this information in memory M3. in that other known drilling machine parameters are With the sampling theorem and if the percussion pressure is registered with registered in the rig control system. utilized by at least double the percussion frequency it is. possible to register the current at the time. percussion frequency each the hydraulic motor for, for example, sensing the rotational speed. Another sensor can also be arranged to sense the air pressure in the lubricating oil circuit. By sensing and storing many different drill parameters, it is easier to follow up field tests and operation-based maintenance for the operator. Embodiments of combinations or parts of the above embodiments are also possible.

Figur 4A visar hur en operatör 60 avläser ett typ med en handhållen enhet 62, registreringsdon 28c av samma som ovanstående beskrivna registreringsdon, sonl ovan nämnts. 10, ej avläser, Operatören 60 står helt nära borriggen helhet. detta fall, programmerar eller uppdaterar lagrad information visad i sin Operatören i i minnet i registreringsdonet 28c, såson1 ovan beskrivna borrmaskinsparametrar, med den handhållna enheten 62 genom trådlös kommunikation med RFID-teknik. Avläsningsavståndet är i detta fall begränsat till < 10m. Den handhållna enheten 62 är vidare anpassad till vårt ändamål genom att man förser den med ett specifikt användarprogram.Figure 4A shows how an operator 60 reads a type with a handheld unit 62, recorder 28c of the same as the recorder described above, as mentioned above. 10, does not read, Operator 60 is completely close to the drilling rig as a whole. in this case, programs or updates stored information displayed in its Operator in the memory of the recorder 28c, as described above in the drilling machine parameters, with the handheld unit 62 by wireless communication with RFID technology. The reading distance in this case is limited to <10m. The handheld unit 62 is further adapted to our purpose by providing it with a specific user program.

Radio Frekvens elektronisk För Identifieringen är en märkning utförd i RFID-enheten i registreringsdonet, genom att en unik kod är lagrad i dess minne. Koden kan avläsas på nära håll med den handhållna enheten med hjälp av en vid den handhållna enheten anordnad antenn 63.Radio Frequency electronic For Identification, a tag is made in the RFID device in the recorder, in that a unique code is stored in its memory. The code can be read up close with the handheld using an antenna 63 provided at the handheld.

Registreringsdonet kan avläsas 'med 'trådlös kommunikation oberoende av den impulsalstrande anordningens aktivitetsnivå, eftersom transpondern får energi från radiosignalen. 10 15 20 25 30 35 Aoso1s_o406 14 Figur 4B visar den handhållna enheten 62 som visas i figur 4A. Den handhållna enheten innefattar en logisk enhet 64 för att styra enheten, en minnesenhet 65 för lagring av information som ska sändas eller har mottagits, en antenn 63, en RFID-krets 70, tangentbord 72 och en display 74. samt en I/O-enhet innefattande ett Figur 5A visar schematiskt en metod enligt uppfinningen i form av ett blockschema. position 100 indikerar sekvensens start.The recorder can be read 'by' wireless communication regardless of the activity level of the pulse generating device, since the transponder receives energy from the radio signal. Aoso1s_o406 14 Figure 4B shows the handheld unit 62 shown in Figure 4A. The handheld unit includes a logic unit 64 for controlling the unit, a memory unit 65 for storing information to be sent or received, an antenna 63, an RFID circuit 70, keyboard 72 and a display 74. and an I / O unit comprising a Figure 5A schematically shows a method according to the invention in the form of a block diagram. position 100 indicates the start of the sequence.

Position 110 aktiverar registreringsenheten, Position 120 registrerar att slagverket är aktivt, 130 borrmaskinsparameter, Position indikerar en registrering av en Position 140 indikerar lagrande av borrparametern i minnet.Position 110 activates the recording unit, Position 120 detects that the percussion is active, 130 drills parameters, Position indicates a registration of a Position 140 indicates storage of the drilling parameter in memory.

Position 150 indikerar sekvensens avslutning.Position 150 indicates the end of the sequence.

Figur 5B visar schematiskt en metod enligt uppfinningen i form av ett blockschema.Figure 5B schematically shows a method according to the invention in the form of a block diagram.

Position 200 indikerar sekvensens start.Position 200 indicates the start of the sequence.

Position 210 indikerar aktivering av registerenheten, Position 220 indikerar en Inottagning' av' en förfrågan om avläsning av en borrparameter i minnet. 230 borrparametern i minnet.Position 210 indicates activation of the register unit, Position 220 indicates an Intake 'of' a request to read a drilling parameter in the memory. 230 the drilling parameter in memory.

Position indikerar sändning av den lagrande av Position 240 indikerar sekvensens avslutning.Position indicates transmission of the storage of Position 240 indicates the end of the sequence.

Claims

10 15 20 25 30 35, M1-M3) Aosols_o4o6 15 PATENTKRAV

1. Detectors (28a-28c) for a rock drilling machine (14) arranged. to register at least one drilling parameter (T, when drilling in rock, characterized in that one (35) is which direction sensor is arranged to detect when it (17), direction sensor arranged, at the detector, the drilling machine vibrates in its axial longitudinal direction (R).

The recorder (28a-28c) wherein the recorder comprises means for recording as a first according to claim 1, drilling parameters a period of time (T) during which the rock drilling machine is active. (28a-28c)

A recorder according to any one of claims 1-4, wherein the direction sensor (35) comprises a piezoelectric sensor.

A recorder (28a-28c) according to any one of claims 1-3, wherein the recorder comprises an internal generator which supplies power to the recorder when the rock drilling machine is active. wherein said (36).

The recorder (28a-28c) generator comprises a piezoelectric generator according to claim 4,

Recording means (28a-28c) wherein the recording means for temporarily according to any one of claims 1-5, (43) recording means comprises a transponder arranged to supply power via an external radio signal. (28a-28c) wherein the recorder is connected to any of the claims

7. Detectors 1-6, the rock drill arranged piezoelectric pressure sensor that the detector is a sensor (48) adapted to sense the percussion pressure, wherein said (M1- arranged to register hydraulic pressures as a second drill parameter M3). 10 15 20 '25 30 35 Aos01s_04o6 16

A recorder (28a-28c) according to any one of claims 1-7, wherein the recorder is included in a shell portion (22c) of the rock drilling machine (14).

The recorder (28a-28c) of claim 8, wherein the recorder is included in a fastener (28).

A method of registering at least one drilling parameter when drilling in rock with a detector (28a-28c) characterized in that (14) arranged at the drilling machine, the method comprises detecting when the rock drilling machine vibrates in its axial longitudinal direction (R).

The method of claim 10, wherein the method further comprises recording a period of time (T) during which the rock drilling machine (14) is active, such as a first drilling parameter.

12. Method. according to any one of claims 10-11, wherein the method further comprises recording said vibrations with a piezoelectric sensor (35).

13. Method. according to any one of claims 10-12, wherein. the method further comprises powering the recorder (28a-28c) when the rock drilling machine (14) is active with an internal generator.

The method of claim 13, wherein the recorder (28a-28c) is provided with a piezoelectric generator (36) that converts said vibrations to electrical voltage.

A method according to any one of claims 10-14, wherein a transponder (43) included in the recorder (28a-28c) is arranged to temporarily supply power to the recorder with energy from an external radio signal. 10 15 20 AO8018_O406 17

Method 10-15, to a one according to any one of claims wherein (28a-28c) is (14) to sense (28a-28c) the hydraulic recorder connected to the rock drilling machine (48) the recorder arranged piezoelectric pressure sensor adapted to the percussion pressure wherein arranged to record said pressure as a second drill parameter. wherein said

Method according to any one of claims 10-16, drilling machine parameters are read with wireless communication

A computer program which program comprises program code for checking a method according to claims 10-17.

A computer-readable computer program, a computer program designed to cause a medium with a recorded logic device to perform the steps of any of claims 10-18.

A (28a-28c) (10) according to claims 1-9. drilling rig comprising a recorder