Угловая шлифовальная машина с датчиком скорости вращения для измерения вращения корпуса
Изобретение относится к ручным обрабатывающим машинам, в частности к угловым шлифовальным машинам. Машина (10) содержит корпус (22), приводное устройство (12) для привода рабочего инструмента (14), датчик (20) скорости вращения корпуса (22) и устройство (18) управления для оценки скорости вращения корпуса с целью распознавания защемленного состояния рабочего инструмента (14) и инициирования перехода машины в безопасный режим работы, начиная от значения скорости вращения корпуса, составляющего от 100 до 500 градусов в секунду. При переходе в безопасный режим работы уменьшается частота вращения и/или крутящий момент приводного устройства (12). Использование изобретения позволяет повысить безопасность работы машины. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Известны угловые шлифовальные машины, содержащие корпус, приводное устройство для привода вращения рабочего инструмента, датчик скорости вращения корпуса и устройство управления, выполненное с возможностью оценки скорости вращения упомянутого корпуса с целью распознавания защемленного состояния рабочего инструмента и инициирования перехода машины в безопасный режим работы.
Объектом изобретения является угловая шлифовальная машина, содержащая корпус, приводное устройство для привода вращения рабочего инструмента, датчик скорости вращения упомянутого корпуса и устройство управления, выполненное с возможностью оценки скорости вращения упомянутого корпуса с целью распознавания защемленного состояния рабочего инструмента и инициирования перехода машины в безопасный режим работы.
В соответствии с изобретением устройство управления выполнено с возможностью инициирования перехода машины в безопасный режим работы начиная от значения скорости вращения корпуса, составляющего от 100 до 500 градусов в секунду.
Предлагаемое в изобретении техническое решение позволяет регистрировать вращательное движение корпуса, распознавать вращение корпуса угловой шлифовальной машины, возможно, представляющее опасность для оператора, и принимать ответные меры. При этом расположение датчика скорости вращения в корпусе угловой шлифовальной машины может быть произвольным. Это обеспечивает экономичность и простоту сборки угловой шлифовальной машины. В связи с этим под параметром вращения следует понимать, в частности, регистрируемый измерительным устройством электрический и/или электронный сигнал. При этом датчик скорости вращения корпуса может входить в состав измерительного устройства, регистрирующего скорость вращения корпуса угловой шлифовальной машины и в зависимости от значения скорости вращения выдающего электрическое напряжение и/или электронный сигнал.
Под устройством управления следует понимать, в частности, процессорное устройство (устройство обработки данных) с запоминающим устройством и сохраненной в запоминающем устройстве операционной системой или рабочей программой. "Предусмотренный" следует понимать, в частности, как запрограммированный, установленный и/или выполненный специально для выполнения определенной функции. При этом под вращательным движением корпуса следует понимать, в частности, вращательное движение корпуса угловой шлифовальной машины вокруг главной оси вращения рабочего инструмента. В связи с этим под "произвольным" расположением датчика понимается, в частности, закрепление датчика в любом месте, находящемся внутри корпуса угловой шлифовальной машины, причем ось чувствительности датчика скорости вращения должна быть расположена параллельно главной оси вращения рабочего инструмента.
Поскольку устройство управления позволяет инициировать переход в безопасный режим работы, начиная лишь от заданного значения параметра вращения, т.е. лишь при достижении параметром вращения заданного значения, это позволяет отфильтровывать, т.е. не учитывать, рывки и удары угловой шлифовальной машины, которые оператор способен воспринимать самостоятельно, парируя возникающее вращение корпуса угловой шлифовальной машины. Таким образом, изобретение позволяет эффективно распознавать случай, когда оператор справляется с удерживанием корпуса угловой шлифовальной машины от вращения. Так можно избежать ненужного отключения угловой шлифовальной машины. В связи с этим под заданным значением следует понимать, в частности, определенный угол, на который корпус угловой шлифовальной машины повернулся за секунду. В частности, способность устройства управления инициировать переход в безопасный режим работы, начиная от значения параметра вращения, составляющего от 100 до 500 градусов в секунду, позволяет особенно простым образом распознавать вращение корпуса угловой шлифовальной машины, которое парируется самим оператором и не требует перехода в безопасный режим работы. Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в оптимизации управления угловой шлифовальной машиной и предотвращении или уменьшении неоправданных переключений машины из штатного режима в безопасный режим работы.
Датчик скорости вращения может быть выполнен с возможностью измерения скорости вращения независимо от ускорения вращательного движения корпуса. Это позволяет также распознавать неускоренное вращение корпуса угловой шлифовальной машины. При этом под ускорением вращательного движения корпуса следует понимать, в частности, ускорение корпуса угловой шлифовальной машины вокруг оси вращения рабочего инструмента.
Как указано выше, устройство управления предусмотрено для того, чтобы инициировать переход в безопасный режим в зависимости от параметра вращения, выданного датчиком скорости вращения. Это позволяет целенаправленно реагировать на возникшее вращательное движение корпуса и в зависимости от значения характеристики такого вращательного движения корпуса принимать ответные меры. В связи с этим под безопасным режимом работы следует понимать, в частности, режим работы угловой шлифовальной машины, в котором рабочий инструмент, вращающийся с определенной частотой, затормаживается до меньшей частоты вращения. При этом указанная "меньшая" частота вращения должна составлять максимум 40% исходной частоты вращения. В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения в безопасном режиме работы происходит очень сильное уменьшение частоты вращения и/или крутящего момента на выходе приводного устройства. Это достигается тем, что устройство управления выполнено с возможностью затормаживания рабочего инструмента при переходе в безопасный режим работы до частоты вращения, составляющей максимум 40% исходной частоты вращения, в частности менее пяти оборотов в минуту, что позволяет особенно простым образом исключить развитие опасной для оператора ситуации. В частности, устройство управления выполнено с возможностью осуществлять уменьшение до нуля частоты вращения и/или крутящего момента на выходе приводного устройства при переходе в безопасный режим работы. Вместе с тем частота вращения в принципе может устанавливаться равной нескольким оборотам в минуту. При этом под "несколькими оборотами в минуту" могут пониматься значения, меньшие вышеупомянутых пяти оборотов в минуту. При этом устройство управления оценивает (анализирует) скорость вращения корпуса угловой шлифовальной машины. В принципе устройство управления может оценивать показатель, зависящий от скорости вращения, и в зависимости от него инициировать переход в безопасный режим. Таким зависящим от скорости вращения показателем может быть, например, производная скорости вращения или показатель, получаемый посредством логической комбинации скорости вращения с другим рабочим параметром. Таким "другим рабочим параметром" может быть, например, частота вращения рабочего инструмента.
Кроме того, датчик скорости вращения может иметь ось чувствительности, по существу совпадающую с осью вращения рабочего инструмента, т.е. ориентированную соосно с рабочим инструментом. Это обеспечивает возможность регистрации вращательного движения корпуса особенно простым и точным образом. При этом под осью чувствительности датчика скорости вращения следует понимать, в частности, главную ось датчика скорости вращения, относительно которой этот датчик может измерять скорость вращения.
Далее, датчик скорости вращения может быть выполнен с возможностью регистрации скорости вращения независимо от своего расположения в корпусе угловой шлифовальной машины. Этим достигается особенно простое конструктивное исполнение угловой шлифовальной машины. Таким образом, при одном и том же вращении корпуса угловой шлифовальной машины измеряемое значение скорости вращения всегда будет иметь одинаковое значение независимо от расположения датчика.
Кроме того, приводное устройство может быть выполнено нерегулируемым. Это делает возможным экономичное исполнение угловой шлифовальной машины. При этом под нерегулируемым приводным устройством следует понимать, в частности, приводное устройство, не имеющее средств автоматического регулирования частоты вращения, способных поддерживать заданное значение частоты вращения, в частности значение, устанавливаемое оператором.
Другие преимущества изобретения выявляются в приведенном ниже описании его осуществления, поясняемом чертежом. На чертеже представлен пример осуществления изобретения. На чертеже, в описании и формуле изобретения раскрыты многочисленные признаки изобретения, используемые в комбинации. Исходя из целесообразности специалист будет рассматривать эти признаки и в отдельности, а также объединять их в другие рациональные комбинации.
На чертеже приведено схематическое изображение предлагаемой в изобретении угловой шлифовальной машины 10. Угловая шлифовальная машина 10 имеет рабочий инструмент 14. Рабочий инструмент 14 выполнен в виде отрезного круга, имеющего главную ось вращения. Рабочий инструмент 14 предусмотрен для того, чтобы при работающем приводе механически воздействовать на обрабатываемый объект или заготовку со снятием его/ее материала. Рабочий инструмент 14 имеет расположенное в центре установочное отверстие, на чертеже не показанное.
Угловая шлифовальная машина 10 также имеет держатель рабочего инструмента, отдельно не показанный, и приводной вал 24. Приводной вал 24 соединен с держателем рабочего инструмента с фиксацией от проворачивания относительно него. Приводной вал 24 имеет ось вращения, совпадающую с главной осью вращения рабочего инструмента 14, т.е. приводной вал и рабочий инструмент установлены соосно. Держатель рабочего инструмента ориентирован параллельно главной оси вращения рабочего инструмента 14. При установленном рабочем инструменте 14 держатель рабочего инструмента по меньшей мере частично входит в установочное отверстие рабочего инструмента 14.
Угловая шлифовальная машина 10 содержит корпус 22. Корпус 22 угловой шлифовальной машины включает в себя корпус 26 передаточного механизма (редуктора) и корпус 28 двигателя. Угловая шлифовальная машина 10 также имеет передаточный механизм в виде угловой передачи 30, расположенной в корпусе 26 передаточного механизма. Угловой редуктор 30 содержит входной вал 32 и выходной вал 34, имеющие соответствующие оси вращения. Ось вращения входного вала 32 и ось вращения выходного вала 34 расположены перпендикулярно друг к другу. Выходной вал 34 соединен с приводным валом 24 с фиксацией от проворачивания относительно него. Корпус 26 передаточного механизма выполнен за одно целое с корпусом 28 двигателя.
Угловая шлифовальная машина 10 также имеет рукоятку 36. Рукоятка 36 вытянута в направлении своей основной протяженности параллельно оси вращения входного вала 32. Рукоятка 36 образована корпусом 28 двигателя. Угловая шлифовальная машина 10 содержит двигатель 38, расположенный в корпусе 28 двигателя. Двигатель 38 имеет вал 40. Вал 40 двигателя соединен с входным валом 32 угловой передачи 30 с фиксацией от проворачивания относительно него. За счет этого рабочий инструмент 14 приводится в движение от двигателя 38 через угловую передачу 30.
Угловая шлифовальная машина также имеет контур 42 управления и регулирования. Контур 42 управления и регулирования включает в себя измерительное устройство 16 и устройство 18 управления. Измерительное устройство 16 имеет датчик 20 скорости вращения. Датчик 20 скорости вращения расположен в задней части корпуса 22 угловой шлифовальной машины. Датчик 20 скорости вращения имеет ось чувствительности, проходящую параллельно главной оси вращения рабочего инструмента 14. Функционирование измерительного устройства 16 возможно, в принципе, при любом (произвольном) расположении датчика 20 скорости вращения в корпусе 22 угловой шлифовальной машины.
Датчик 20 скорости вращения регистрирует скорость вращения корпуса 22 угловой шлифовальной машины. В зависимости от вращательного движения корпуса датчик 20 скорости вращения выдает определенный параметр вращения. Параметр вращения имеет вид электронного сигнала. Параметр вращения описывает, на сколько угловых градусов корпус 22 угловой шлифовальной машины поворачивается вокруг оси чувствительности за секунду.
Параметр вращения передается в устройство 18 управления. Устройство 18 управления оценивает параметр вращения. Устройство 18 управления имеет запоминающее устройство, в котором сохранены значения параметра вращения. Устройство 18 управления сравнивает параметр вращения, зарегистрированный измерительным устройством 16, со значениями параметра вращения, хранящимися в запоминающем устройстве.
Если устройство 18 управления путем сравнения параметра вращения с его значениями, хранящимися в запоминающем устройстве, распознает вращение корпуса 22 угловой шлифовальной машины, потенциально опасное для оператора, устройство 18 управления инициирует переход в безопасный режим. Устройство 18 управления инициирует переход в безопасный режим, начиная от значения параметра вращения, составляющего от 100 до 500 градусов в секунду. Это соответствует значениям от 16,6 до 83,3 оборотов в минуту. Для оценки параметра вращения в память устройства 18 управления заложены алгоритмы, которые позволяют обнаруживать на основании параметра вращения, например, защемленное состояние рабочего инструмента.
В безопасном режиме частота вращения вала двигателя уменьшается устройством 18 управления до нуля. Двигатель 38 останавливается. В принципе, частота вращения вала двигателя 38 также может понижаться лишь до ее меньшего значения, в результате чего вращение корпуса 22 угловой шлифовальной машины перестает быть опасным и оператор легко сможет удержать корпус угловой шлифовальной машины от вращения самостоятельно. В принципе, для остановки вращения корпуса 22 угловой шлифовальной машины могут использоваться и другие методы.
Во время работы, когда оператор обрабатывает соответствующий объект или заготовку, рабочий инструмент 14 механически воздействует на этот объект или заготовку, снимая его/ее материал. Наличие в обрабатываемом объекте неровностей и неравномерностей, а также неправильное держание или ведение угловой шлифовальной машины 10 оператором могут привести к защемлению рабочего инструмента 14 в обрабатываемом объекте. Вследствие защемления рабочего инструмента 14 корпусу 22 угловой шлифовальной машины при вращающемся роторе двигателе 38 сообщается вращение. Если оператор не приложит усилия, противодействующего этому вращению корпуса, либо приложит лишь недостаточное усилие, корпус угловой шлифовальной машины придет во вращение. Измерительное устройство 16, в частности датчик 20 скорости вращения, регистрирует параметр вращения, в частности скорость вращения корпуса 22, и передает его в устройство 18 управления. Устройство 18 управления сравнивает поступивший параметр вращения со значением параметра вращения, хранящимся в запоминающем устройстве. Если параметр вращения будет превышать значение параметра вращения, хранящееся в запоминающем устройстве, в течение заданного периода времени, устройство 18 управления обнаружит нежелательное вращение корпуса 22 угловой шлифовальной машины, в частности вращение, которое оператор не смог остановить. В этом случае устройство 18 управления инициирует переход в безопасный режим.
1. Угловая шлифовальная машина, содержащая корпус (22), приводное устройство (12) для привода вращения рабочего инструмента (14), датчик (20) скорости вращения упомянутого корпуса (22) и устройство (18) управления, выполненное с возможностью оценки скорости вращения упомянутого корпуса (22) с целью распознавания защемленного состояния рабочего инструмента (14) и инициирования перехода машины в безопасный режим работы, отличающаяся тем, что устройство (18) управления выполнено с возможностью инициирования перехода машины в безопасный режим работы, начиная от значения скорости вращения корпуса (22), составляющего от 100 до 500 градусов в секунду.
2. Угловая шлифовальная машина по п. 1, отличающаяся тем, что датчик (20) скорости вращения корпуса (22) выполнен с возможностью измерения скорости вращения независимо от ускорения вращательного движения корпуса (22).
3. Угловая шлифовальная машина по п. 1, отличающаяся тем, что устройство (18) управления выполнено с возможностью уменьшения частоты вращения рабочего инструмента при переходе в безопасный режим работы до величины, составляющей максимум 40% от исходного значения частоты вращения, в частности менее пяти оборотов в минуту.
4. Угловая шлифовальная машина по п. 3, отличающаяся тем, что устройство (18) управления выполнено с возможностью осуществлять уменьшение до нуля частоты вращения и/или крутящего момента на выходе приводного устройства (12) при переходе в безопасный режим работы.
5. Угловая шлифовальная машина по одному из пп. 1-4, отличающаяся тем, что ось чувствительности датчика (20) скорости вращения корпуса расположена так, что она совпадает с осью вращения рабочего инструмента (14).
6. Угловая шлифовальная машина по одному из пп. 1-4, отличающаяся тем, что датчик (20) скорости вращения корпуса выполнен с возможностью регистрации скорости вращения независимо от своего расположения в корпусе (22).
7. Угловая шлифовальная машина по п. 1, отличающаяся тем, что приводное устройство (12) выполнено нерегулируемым.
