CN110691677B - 切削工具和用于操作切削工具的方法 - Google Patents

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Abstract

首先公开了一种用于操作切削工具的方法，所述切削工具具有围绕纵向轴线(2)旋转的剪切圆筒、安装在剪切圆筒上的剪切螺旋(13)以及下刀片架，所述下刀片架承载平行于纵向轴线(2)延伸的下刀片，其中，测量切削工具的状态，并且其中，在每个剪切螺旋(13)上剪切点连续地从下刀片的入口端(6)移动到出口端(7)，在所述剪切点(16)中，与剪切圆筒相切地剪断在剪切螺旋(13)和下刀片之间引导的切削材料。此外，公开了这种切削工具(1)。为了评价切削工具的操作状态，提出了测量下刀片和下刀片架之间的状态。

Description

切削工具和用于操作切削工具的方法
技术领域
本发明首先涉及一种用于操作切削工具的方法，所述切削工具具有围绕纵向轴线旋转的剪切圆筒、安装在剪切圆筒上的剪切螺旋以及下刀片架，所述下刀片架承载平行于纵向轴线延伸的下刀片，其中，测量切削工具的状态，并且其中，每个剪切螺旋上的剪切点连续地从下刀片的入口端移动到出口端，在所述剪切点中，与剪切圆筒相切地剪断在剪切螺旋和下刀片之间引导的待切削材料。此外，本发明涉及这种切削工具。
背景技术
这种方法和切削工具用于剪切诸如纺织品、地毯、生皮和毛皮等平面物品的表面，以便尤其是产生均匀的绒毛高度或者纤维长度。带有设置在剪切圆筒上的螺旋形的剪切螺旋的切削工具作为整体被装配到剪切机中。在剪切机操作时，带有剪切螺旋的剪切圆筒与下刀片相切地旋转。剪切螺旋在下刀片的切削边缘上方延伸，并且沿着在下边缘上的切削路径形成连续的剪切切削。这些平面物品通过剪切机的剪切台被如此引到切削边缘上，使得超出所需要的绒毛高度的纤维部分被引导到剪切螺旋和下刀片之间并且被分离。
在已知的方法中，切削工具的操作状态基本上由操作者根据切削样品、导轨和剪切机的特征性工作噪声来判断，所述导轨由于剪切圆筒和下刀片的协同作用而产生。操作者通常手动地进行校正，尤其是，下刀片相对于剪切圆筒的位置通过拉紧卡板、调节螺钉或者其他机械调节装置来调整。
WO 95/31596 A1、US 5,379,497 A和US 3,941,986 A提出了，在切削工具上测量在下刀片和剪切圆筒之间的切削间隙的高度，并且根据测量结果来调整该高度。
作为本发明的背景下，EP 1 798 011 A1提出了，在旋转切削机中测量作用在切削辊和压辊之间的按压力、距离或者温度以及位置变化。EP 1 442 652 B1和EP 1 080 629B1提出，在切碎机上测量下刀片的振动或者由于火花而流经切削间隙的电流，由此求得切削间隙的高度并且如有必要进行再次调整。EP 0 172 467 A2提出了，在收割机上通过接近传感器来测量切削间隙的高度。
科学研究涉及下刀片的温度和切削机的声音排放。
发明内容
目的
本发明的目的是，测量切削工具的操作状态。
解决方案
从已知的方法出发，根据本发明提出了，测量下刀片和下刀片架之间的状态。在下刀片和下刀片架之间，测量元件一方面非常靠近下刀片和剪切圆筒之间的剪切点，即非常靠近切削工具的、对于评价操作状态最重要的并且最敏感的位置，但是另一方面与所有可运动的部件以及平面物品分开并且在剪切机操作期间免受影响。
优选地，在根据本发明的方法中，测量包括振动测量。在剪切操作期间，剪切螺旋在下刀片上的机械滑动会产生振动，所述振动在切削工具的构件中继续发生。这种振动是特征性噪声的原因，在现有技术中操作者利用所述特征性噪声评价操作状态。
根据振动模式能够确定出剪切圆筒的平衡质量、螺旋的数量和其在剪切圆筒上的切削特性。此外，在切削工具上出现其他损坏之前，能够根据特征振动模式尽早识别出操作关键的状态，诸如松动的剪切螺旋。
进一步优选地，在这种根据本发明的方法中，测量在入口端的振动。下刀片在剪切圆筒的纵向方向上的端部称作入口端，在所述端部处剪切螺旋在操作中首次与下刀片相互作用。通过接触下刀片，在该位置处剪切螺旋特别容易断裂。
优选地，在根据本发明的方法中，测量包括温度测量。在剪切机操作期间，下刀片由于下刀片和剪切螺旋之间的剪切点处的摩擦而被加热。在这里能够产生远高于100℃的温度，所述温度会损坏平面物品和破坏下刀片。因而，温度是最佳实施的切削工具的重要特征。特别是由于下刀片和剪切螺旋之间过高的压紧力、剪切螺旋在下刀片上过宽的工作轨、下刀片上的接触线缺乏或者缺少润滑以及在剪切圆筒上过高的切削速度，在下刀片上产生了过高的温度。
进一步优选地，在这种根据本发明的方法中，测量在出口端的温度。在该位置上，首先会缺乏润滑。
优选地，在根据本发明的方法中，测量包括力测量。通过下刀片和下刀片架之间的压力，识别出剪切圆筒相对于下刀片的位置中的静态失调，剪切圆筒的纵向轴线水平或者竖直地与相对于切削路径的平行位置的偏差。在首次运行、维护、保养以及维修和机器停机之后的重新运行时，压力的测量简化了调整工作。
压力的动态测量实现了在持续操作中对切削工具的状态的评价。结合从温度变化、固体声音
Figure BDA0002267623110000031
和转矩中所测量的值，能够确定关于切削行为直至服务需求的精确数据。
进一步优选地，在这种根据本发明的方法中，测量入口端、出口端以及入口端和出口端之间的力。这三个测量值的组合确定了剪切圆筒和下刀片的平行性以及切削路径的曲率。通过测量另外的位置上的力，能够更精确地描述切削工具的状态。
优选地，在根据本发明的方法中，将所测量的状态传输到评价装置。传输到公共的评价装置中实现了不同测量值的关联、测量值的存储，并且因此分析了时间进展以及进行了预测。
进一步优选地，在这种根据本发明的方法中，以模拟或数字方式无线传输该状态。尤其是通过无线移动通讯网到中央服务器的无线传输允许使用在工业国家中广泛覆盖的基础设施。
优选地，在根据本发明的方法中，评价装置还评价状态，并且，创建指令以改变剪切圆筒和/或下刀片的几何位置。当前的测量数据和从中获得的用于操作者的操作指令能够被编辑，以用于在机器控制装置的屏幕上的输出。根据所述测量数据能够描述静态的和动态的操作状态并且使之可视化。
进一步优选地，在这种根据本发明的方法中，自动地改变所述位置。机器控制装置能够利用这些测量数据而调整到定义的期望状态，并且将机器的操作保持在指定的界限内。
优选地，在根据本发明的方法中，测量用于旋转剪切圆筒的驱动转矩并且将其包括在评价中。在传统的剪切机中，剪切圆筒由电动机驱动。驱动功率由逆变器控制或者调节，所述逆变器通常检测、记录功率需求的偏差或者波动，并且进行进一步处理。这些数据能够通过硬件和软件接口快速且简单地被读取，并且，尤其是结合前述的振动状态、温度和下刀片和下刀片架之间的压力测量，实现有关操作状态的内容丰富的结论。
从已知的切削工具出发，根据本发明提出了，测量元件布置在下刀片和下刀片架之间。根据本发明的切削工具实现了实施根据本发明的方法，并且，特征同样是上述优点。
优选地，在根据本发明的切削工具中，测量元件安装在下刀片架上。只要下刀片架由机器钢制成，测量元件在下刀片架上的安装就比在硬化的下刀片上的安装具有明显更低的成本。
根据本发明的方法和根据本发明的切削工具简化了首次运行，并且简化了在执行保养、维护、维修和服务措施之后的机器重启，实现了静态的和动态的状态监控，并且优化了切削参数和切削性能，以及实现了静态的和动态的损坏预防以及碰撞或者事故监控。
附图说明
下面根据实施例来阐述本发明。附图示出：
图1显示了本发明的切削工具，以及
图2是该切削工具的细节图。
具体实施方式
在图1中所示出的根据本发明的切削工具1具有纵向轴线2、剪切圆筒3、带有下刀片5的下刀片架4。剪切圆筒3在入口端6和出口端7上分别借助于振荡轴承8而能够围绕纵向轴线2旋转地支承在未示出的轴承座中。
下刀片架4具有十二个钻孔9，压力传感器10分别***所述钻孔中。压力传感器10贴靠在下刀片5上并且分别测量作用在下刀片5和下刀片架4之间的压力。
下刀片5在入口端6具有加速度传感器11，并且在出口端7具有温度传感器12。加速度传感器11测量切削工具1的振动，并且，温度传感器12测量切削工具1的温度。
二十四个螺旋形的剪切螺旋13在剪切圆筒3上借助于拉伸螺丝(Plette)14而分别固定在入口端6和出口端7上，所述拉伸螺丝借助于侧板15而被固定。
在切削工具1的操作中，剪切圆筒3连同剪切螺旋13一起如此围绕纵向轴线2旋转，使得剪切点16从入口端6连续地移动到出口端7，在所述剪切点中剪切螺旋13接触下刀片5。
基于由压力传感器10、加速度传感器11和温度传感器12测得的数值，并且基于剪切圆筒3的驱动转矩和转速，获得切削工具1在静态和动态操作中状态并且存储在机器控制装置中，从所述机器控制装置通过无线移动通讯网传输到服务器并且在那里借助于专家***来解读。机器控制装置、无线移动通讯网和服务器均未示出。
基于对状态值的解读，专家***求得调整参数以用于优化切削工具1的切削功率和总体状态，并且，将所述调整参数传输回机器控制装置。机器控制装置根据调整参数来自动地改变剪切圆筒3的转速、剪切圆筒3和/或下刀片5的几何位置。
附图标记列表：
1 切削工具
2 纵向轴线
3 剪切圆筒
4 下刀片架
5 下刀片
6 入口端
7 出口端
8 振荡轴承
9 钻孔
10 压力传感器
11 加速度传感器
12 温度传感器
13 剪切螺旋
14 拉伸螺丝
15 侧板
16 剪切点

Claims (16)

1.一种用于操作切削工具(1)的方法，所述切削工具具有围绕纵向轴线(2)旋转的剪切圆筒(3)、安装在所述剪切圆筒(3)上的剪切螺旋(13)以及下刀片架(4)，所述下刀片架承载平行于所述纵向轴线(2)延伸的下刀片(5)，其中，测量所述切削工具(1)的状态，并且其中，在每个剪切螺旋(13)上的剪切点(16)连续地从所述下刀片(5)的入口端(6)移动到出口端(7)，在所述剪切点中，与所述剪切圆筒(3)相切地剪断在所述剪切螺旋(13)和所述下刀片(5)之间引导的待切削材料，其特征在于，测量所述下刀片(5)和所述下刀片架(4)之间的状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量包括振动测量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，测量所述入口端(6)处的振动。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，加速度传感器(11)测量所述振动。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述测量包括温度测量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，测量所述出口端(7)处的温度。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述测量包括力测量。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，测量所述入口端(6)、所述出口端(7)以及所述入口端(6)和出口端(7)之间的力。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，将所测量的状态传输到评价装置。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，无线传输所述状态。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述评价装置评价所述状态，并且创建指令以改变所述剪切圆筒(3)和/或所述下刀片的几何位置和/或改变所述剪切圆筒(3)的转速。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，自动地改变所述位置。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述状态的评价基于压力的动态测量、从温度变化、固体声音和扭矩中所测量的值的结合。
14.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，测量用于旋转所述剪切圆筒(3)的驱动转矩并且将其包含在评价中。
15.一种切削工具(1)，所述切削工具具有承载装置、在所述承载装置上能围绕纵向轴线(2)旋转的剪切圆筒(3)、安装在所述剪切圆筒(3)上的剪切螺旋(13)以及下刀片架(4)，所述下刀片架承载平行于所述纵向轴线(2)延伸的下刀片(5)，并且具有用于测量所述切削工具(1)的状态的测量元件，其中，在所述剪切圆筒(3)旋转期间，每个剪切螺旋(13)上的剪切点(16)从所述下刀片(5)的入口端(6)连续地移动到所述下刀片(5)的出口端(7)，在所述剪切点中与所述剪切圆筒(3)相切地剪断在剪切螺旋(13)和下刀片(5)之间引导的待切削材料，其特征在于，所述测量元件布置在所述下刀片(5)和所述下刀片架(4)之间。
16.根据权利要求15所述的切削工具(1)，其特征在于，所述测量元件安装在所述下刀片架(4)上。
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