SE533954C2

SE533954C2 - Recorders and method for registering a drill parameter, a computer program, a computer-readable medium, a rock drill and a drill rig

Info

Publication number: SE533954C2
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: 2011-03-15
Also published as: SE0900473A1; FI126101B; WO2010117331A1; FI20116049L

Description

N 15 20 25 30 35 533 954 drift kontinuerligt, utan att behöva vara beroende av om service samtidigt Drifttiden för utförs på en av borrmaskinerna. respektive borrmaskin uppskattas därför vanligen manuellt av operatören. att drifttiden avgörande parameter 'vid. bedömningen. av olika tester som Problemet är borrmaskinen är en för görs vid arbete under fältprov samt vid servícearbeten. N 15 20 25 30 35 533 954 operation continuously, without having to depend on service at the same time The operating time for is performed on one of the drilling machines. each drill is therefore usually estimated manually by the operator. that the operating time crucial parameter 'at. the assessment. of various tests that The problem is the drill is one for done during work during field tests as well as during service work.

Borrmaskinens drifttid har även betydelse vid beräkningar för därför ett önskemål inom industrin att åstadkomma av' en förbättrad andra borrmaskinsparametrar. Det finns metod och anordning för att registrera när borrmaskinen är aktiv.The operating time of the drilling machine is also important in calculations for a desire in the industry to achieve an improved second drilling machine parameters. There is a method and device for registering 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. ett karaktäriserande kännetecknen i krav 1.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. a characterizing feature of claim 1.

Lösningen är registreringsdon som har de Ett sådant registreringsdon för en bergborrmaskin är anordnat att registrera åtminstone en borrparameter vid borrning i berg, varvid en riktningssensor är anordnad vid registreringsdonet, vilken riktningssensor är anordnad att detektera när den borrmaskinen vibrerar i sin axiella längdriktning.The solution is detectors having the Such a detector for a rock drill is arranged to record at least one drilling parameter when drilling in rock, a direction sensor being arranged at the detector, which direction sensor is arranged to detect when that drill vibrates in its axial longitudinal direction.

Med borrmaskinens axiella längdriktning avses slagkolvens axiella utsträckning, dvs. dess utsträckning längs slagkolvens symmetriaxel parallell med slagriktningen. Pâ samma sätt avser borrmaskinens radiella utsträckning slagkolvens radiella utsträckning en utsträckning längs en radie utgående från slagkolvens symmetriaxel i ett plan vinkelrät mot kolvens symmetriaxel. 10 15 20 25 30 35 533 954 Genom att detektera om borrmaskinen vibrerar i sin axiella det att borrmaskinen är aktiv, längdriktning, är möjligt detektera när 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 in a plane perpendicular to the axis of symmetry of the piston. 10 15 20 25 30 35 533 954 By detecting whether the drill vibrates in its axial that the drill is active, longitudinal direction, it is possible to detect when because the drill vibrates in its axial longitudinal direction when the percussion is active.

Enligt en utföringsform av ett registreringsdon enligt att registrera en tidsperiod som bergborrmaskinen är aktiv, uppfinningen innefattar registreringsdonet medel 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. korrekta drifttid som Med denna istället för drifttid, kan operatören utvärdera beräkningsparameter, att använda en antagen resultaten av fältprov säkrare och enklare, dessutmn kan även andra parametrar som beläggningsgrad beräknas mer korrekt och därmed kan exempelvis förväntat slitage samt behovet korrekt. av att underhålla borrmaskinen uppskattas mer I en ytterligare utföringsform utnyttjas nämnda registrering av en tidsperiod för ett drifttidsbaserat underhåll. Denna underhàllstrategi är att föredra framför underhàllsinsatser baserat pà 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 såväl beräkningar som själva arbetet vid fältprov för serviceteknikerna då. drifttiden. är avgörande i. de olika testerna som utförs vid fältproven.According to an embodiment of a recording device according to recording a period of time that the rock drilling machine is active, the invention comprises the recording device means 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. correct operating time as With this instead of operating time, the operator can evaluate calculation parameters, to use an assumed 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 need correctly. of maintaining the drill is appreciated more 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 both calculations and the actual work in field tests for the service technicians then. operating time. is crucial in. the various tests performed in the field tests.

Enligt en 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. att detektera När en piezoelektrisk Riktningssensorn är därmed anordnad borrmaskinens kristall nämnda vibrationsriktning. exponeras för regelbundna svängningar såsom 10 15 20 25 30 35 533 954 vibrationer i en riktning genererar den en elektrisk jspänning.According to an 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. to detect When a piezoelectric Direction sensor is arranged therewith the said direction of vibration of the drill of the drilling machine. exposed to regular oscillations such as 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 den elektroniska kretsen i registreringsdonet, eftersom detta befinner sig i en svåråtkomlig och smutsig miljö där problemet att strömförsörja kretsen är svårt att lösa. Andra drifttidräknare idag är vanligen elektroniska, men en drifttidräknare dock spänningsförsörjning på något sätt såsom batterier eller elektronisk behöver en yttre spänningsförsörjning. Vår lösning behöver ingen galvanisk anslutning till riggen eller någon annan yttre utrustning. Om istället kretsen försågs med ett batteri, batteriet funktionskontrolleras ibland, så skulle eller behöva bytas ut 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 registreringsdonet och därför> behövs ingen extern eller utbytbar ett batteri. piezoelektriska sensorn respektive generatorn kan därvid energikälla såsom Den 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 the electronic circuit in the recorder, as this is in an inaccessible and dirty environment where the problem of supplying power to the circuit is difficult to solve. Other operating time counters today are usually electronic, but an operating time counter, however, power supply in some way such as batteries or electronics need 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, the battery is functionally checked sometimes, then would or need to be replaced, 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 drill's vibrations as an energy source by the piezoelectric generator converting the vibrational energy in the drill's axial longitudinal direction into electrical energy so that power is created that can be used to drive the recorder and therefore no external or replaceable battery is needed . the piezoelectric sensor and the generator, respectively, can then use the same crystal as an energy source.

Enligt en utföringsform av ett registreringsdon enligt uppfinningen innefattar registreringsdonet en transponder anordnad att tillfälligt med en radiosignal sänd från en extern programmerings- och Detta att strömförsörja registreringsdon avläsningsenhet. möjliggör kunna avläsa 10 15 20 25 30 35 533 954 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 RFID-enhet (Radio för trådlös kommunikation, varvid innefattar registreringsdonet en Frekvens Identifiering) RFID-enheten innefattar transpondern.According to an embodiment of a recording device according to the invention, the recording device comprises a transponder arranged to temporarily supply a radio signal from an external programming and This to supply recording device reading unit. makes it possible to read the drill parameters without 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 RFID unit (Radio for wireless communication, wherein the recorder comprises a Frequency Identification) The RFID unit comprises 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 registrera 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 record 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 an embodiment of a recording device according to the invention, the recording device is connected to a piezoelectric pressure sensor arranged at the pulse generating device adapted to sense a percussion pressure, a hydraulic pressure driving the percussion, the recording device 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 fåstanordning. Därmed är registreringsdonet väl anordnat att avkänna borrmaskinens vibrationer. Genom denna placering blir registreringsdonet vidare enkelt att 10 15 20 25 30 35 533 954 och att robust och tàligt mot smutsiga miljöer eftersonx det är inkapslat. att registreringsdonet på redan tillverkade maskiner. montera använda.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. 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 easier for the recorder to be 533 954 and to be robust and resistant to dirty environments after it is encapsulated. that the recorder on already manufactured machines. assemble used.

Registreringsdonet blir även Dessutom är det därmed möjligt använda Ett andra ändamål med. uppfinningen. är att åstadkomma en metod av inledningsvis angivet slag som löser ovanstående problem. Metoden uppvisar motsvarande fördelar som ovan beskrivna fördelar för anordningen.The recorder also becomes In addition, it is thus possible to use A second purpose with. the invention. is to provide a method of initially stated kind which solves the above problems. The method has corresponding advantages as the advantages 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 datorprogram är designat att få en logisk enhet att utföra stegen enligt något av kraven 10- 17.The invention further comprises a computer program which program comprises program code for checking a method 10-17. a computer readable medium with according to claim 6 In addition, the invention comprises a recorded computer program, which computer program is designed to cause a logic unit to perform the steps according to any of claims 10-17.

Uppfinningen innefattar också en borrigg innefattande ett registreringsdon enligt något av kraven 1-9.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 35 533 954 figur 4A visar en avläsning av ett registreringsdon med en handhållen enhet enligt uppfinningen, figur 4A visar den handhàllna enheten i figuren 4B, figur SA 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 DRAWINGS 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 registration device according to the invention, Figure 2 shows a perspective view of the drilling machine comprising a registration device shown in Figure 1, Figure 3A shows a 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 SA 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 bergsförstârknings- bultar vid t.ex. tunneldrivning eller gruvdrift. Borriggen 10 inkluderar en bom 11, vars ena ände lla är ledbart fäst vid en bärare 12, via ett eller flera llb är matarbalk 13 som uppbär ett slagverk enligt uppfinningen såsom ett fordon, ledorgan och vi vars andra ände anordnad en med en impulsalstrande anordning i form av en borrmaskin 14. Borrmaskinen 14 är förskjutbar längs matarbalken 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 to a carrier 12, via one or more 11b is a feed beam 13 which supports a percussion device according to the invention as a vehicle, articulation means and we whose other end arranged one with an impulse generating device in in the form of a drilling machine 14. The drilling machine 14 is displaceable along the feed 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 stötvágor 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 pà 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 35 533 954 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 percussion against the upper end of the neck adapter, wherein. a first portion of the percussion piston is adapted to strike the neck adapter and thus transfer the percussion 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 1, mer i detalj. Borrmaskinen 14 innefattar ett maskinhus 22 med en fram- och åter- rörlig slagkolv. Maskinhuset 22, 22d. Maskinhuset är anordnat att väsentligen försluta slagverket hydrauliskt. är sammansatt av flera skaldelar 22a- Inuti maskinhuset, att ett att och ej 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 lagra borrmaskinsparametrar. Registreringsdonet 28 år innefattat i en kapsling, som är anpassad att monteras i skaldelar. I detta fall år registreringsdonet anordnat inuti en fästanordning 30, en en av borrmaskinens gängad skruvanordning. När registreringsdonet monteras borras ett hål i den skaldel 22c där registreringsdonet i hålet.Figure 2 shows a perspective view of the drilling machine 14 in Figure 1, in more detail. The drilling machine 14 comprises a machine housing 22 with a reciprocating percussion piston. Maskinhuset 22, 22d. The machine housing is arranged to substantially close the percussion hydraulically. is composed of several shell parts 22a- Inside the machine housing, that one and not shown, there is a piston race arranged movably housing the percussion piston. Arranged at the drilling machine are detectors 28. The detector 28 is arranged to sense when the drilling machine is active, and to register stored drilling machine parameters. The recorder is 28 years old, enclosed 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 is in the hole.

Registreringsdonet är här ingjutet i en kapsling för att bl.a. vibrationer och föroreningar som damm, ska monteras och fästanordningen skruvas fast tåla en påfrestande miljö, innefattande kraftiga borrkax och olja.The recorder is here molded into an enclosure to e.g. vibrations and contaminants such as dust, must be mounted and the fastening device screwed on to withstand 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. the design of the recorder body. In this case, the purpose is to make it easy to assemble.

Figur 3A visar en axiell genomskårning av en utföringsform av registreringsdonet i figur 2. Registreringsdonet 28a är 30. elektrisk krets CPU (field-programmable innefattat i en skruv med gängor 29 och huvud 28a logisk innefattar en enhet 31 FPGA eller någon annan logisk programmerbar enhet, flyktigt samt en I/O-enhet Registreringsdonet innefattande en såsom en (centralprocessorenhet), enhet gate array) icke och ett minnesorgan 32 innefattande ett minne, såsom exempelvis ett flashminne, 10 15 20 25 30 35 533 954 34 (ett informationen lagrad i minnet. att I registreringsdonet 28a är skriv-/läsorgan) för lagra och komma åt åtminstone en den riktningssensor 35 anordnad vid impulsalstrande anordningen för att avkänna vibrationer i längdriktning' R sammanfallande med. borrmaskinens axiella längdriktning genom att den innefattar en piezoelektrisk kristall.Figure 3A shows an axial section of an embodiment of the recorder of Figure 2. The recorder 28a is 30. field-programmable electrical circuit CPU included in a threaded thread 29 and head 28a logically comprising a unit 31 FPGA or any other logic programmable unit, volatile and an I / O device The recorder comprising a gate array unit such as a (central processor unit) and a memory means 32 comprising a memory, such as a flash memory, (the information stored in the memory). In the recorder 28a, writing / reading means) for storing and accessing at least one directional sensor 35 arranged at the pulse generating device for sensing longitudinal vibrations R 'coincide with. the axial longitudinal direction of the drill 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. genom 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 ström då borrmaskinen vibrerar i från därmed den endast genererar borrningsriktningen. Strömmen den piezoelektriska generatorn 36 utnyttjas 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. through the shock waves induced by the drill. The vibrations are thus strongest in the drilling direction, ie. in the axial longitudinal direction of the drill. The vibrations that arise 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 current when the drill vibrates in from it only generates the drilling direction. The current of the piezoelectric generator 36 is 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 pá 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 includes a time recording 38A, drilling parameter in the memory 32. unit which records a time period T as a Time recording unit 38A includes one. clock. with. one. 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 per second.

Klockan i registreringsdonets elektriska krets är på så vis anordnad att räknas upp med en puls för varje sekund som vibrationen pågår. Därmed kan drifttiden registreras i minnet 32. Antalet pulser K lagras i minnesenheten 32. Det 10 15 20 25 30 35 533 954 10 totala antalet registreringsdonet registrerat tiden. totala En annan tidbas kan perioder är då den tiden även användas såsom exempelvis 0,5-l0s, tidbasen väljs efter hur noggrann mätning som ska utföras av hur En tidbas med ett syfte såsom tiden mellan tvà serviceintervall kan länge borrmaskinen har varit i drift. annat också utnyttjas. Genom att strömmen från den piezoelektriska till registreringsdonet 28 samtidigt som borrmaskinen är aktiv, generatorn 36 utnyttjas som drivström är registreringsdonet anordnat att bara registrera tid när den piezoelektriska generatorn driver registreringsdonet. vibrationerna därför avstannar pga. att den slutar att generera elektrisk icke flyktigt, och kommer minnet att behålla det senaste lagrade värdet På detta som När borrningen slutar och kommer räknaren att stanna energibrist, dvs. piezoelektriska generatorn energi. Eftersom minnet är av statisk typ, sätt får man den det när spänningen försvinner. totala drifttiden statiska minnet. lagrad en borrparameter i att borrmaskinsparametrar, från registreringsdonets minne 32 detta fall ett RFID-system Identifiering). Ett RFID-system består av tre komponenter, en RFID-enhet: För kunna avläsa information, såsom används i (Radio Frekvens en transponder, en antenn och en läsenhet.The clock in the electrical circuit of the recorder is thus arranged to be calculated with a pulse for every second that the vibration is in progress. Thus, the operating time can be registered in the memory 32. The number of pulses K is stored in the memory unit 32. The total number of the recorder registered the time. total Another time base can be periods is when that time is also used such as for example 0.5-l0s, the time base is selected according to how accurate measurement to be performed by how A time base with a purpose such as the time between two service intervals can long the drill has been in operation. other are also used. Because the current from the piezoelectric to the recorder 28 while the drill is active, the generator 36 is used as the driving current, the recorder is arranged to record only time when the piezoelectric generator drives the recorder. the vibrations therefore stop due to that it stops generating electricity non-volatile, and the memory will retain the last stored value On this as When the drilling stops and the counter will stop energy shortage, ie. piezoelectric energy generator. Since the memory is of the static type, you get it when the voltage disappears. total operating time static memory. stored a drilling parameter in that drilling parameters, from the recorder memory 32 in this case an RFID System Identification). An RFID system consists of three components, an RFID device: To be able to read information, as used in (Radio Frequency a transponder, an antenna and a reading device.

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, läsenheten. En exempelvis på en display på transponder, består av en liten antenn och en logisk enhet såsom ett microchip (IC-krets) i en kapsling.The reading unit translates and interprets the signal and presents it, the reading unit. One, for example, on a display on a transponder, consists of a small antenna and a logic unit such as a microchip (IC circuit) 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 35 533 954 11 koppartràd 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 handhàllna enheten innefattar en antenn, en logisk enhet, en läsenhet och ett minne. Den handhàllna 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 reader, and a memory. The handheld device works with RFID technology.

Vid avläsning av registreringsdonet, exempelvis vid avläsning av en. borrmaskinsparameter såscm1 drifttiden T, kommer RFID-enheten 42 i av antennsignalen från transpondern 43 i registreringsdonet att aktiveras den handhàllna enheten. därmed både en informationssignal och tillräckligt stor Den handhàllna enheten översänder energimängd. för att aktivera. RFID-enheten. 42 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 handhàllna enheten. Därmed energiförsörjning utan energiförsörjs med kan. borrmaskinsparametrarna avläsas även cmn 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 handhàllna enheten.When reading the recorder, for example when reading a. drill parameters such as operating time T, the RFID unit 42 in the antenna signal from the transponder 43 in the recorder will be activated in the handheld unit. thus both an information signal and sufficiently large The handheld device transmits the amount of energy. to activate. The RFID device. 42 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. Thus, energy supply without energy is supplied with can. the drill parameters are also read when 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 utföringsfonn av registreringsdonet 28b. Det som skiljer att tidsregistreringsenheter är innefattade i samma elektriska till som kan nollställas denna utföringsform från ovanstående är flera användas olika saker t.ex. en 38B tidregistreringsenhet 38C som inte går att nollställa. krets. Dessa kan tidregistreringsenhet och en Även antalet minnesplatser 32a-32c, kan utökas i minnesenheten. Vidare kan antalet tidsregistreringsenheter 10 15 20 25 30 35 533 954 12 38a-38c utökas. så att drifttid. för att lagra borrmaskinsparametrar M1, En minnesplats kan exempelvis definieras att nollställa En eller flera minnesplatser 32a-32c utnyttjas M2, M3 som tid tid som en viss maskindel har använts mm. den inte går där man lagrar mellan service, 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 serviceintervall och riggtyp. t.ex. borrmaskinsidentitet, datum, Den hydrauliska slagverkskretsen kan även anordnas med en till den såsom en piezoelektrisk tryckgivare. elektroniska att givaren skall kunna avkänna exempelvis slagverkstrycket i ett hål systemet med givaren på en tryckgivare 48 som är ansluten kretsen, För slagverkets hydrauliska borras det hydrauliska lämplig plats på borrmaskinen 14, system som förbinder 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.Figure 3B shows an axial section of another embodiment of the recorder 28b. What distinguishes that time recording units are included in the same electrical to that can be reset this embodiment from the above are several used different things e.g. a 38B time recording unit 38C which cannot be reset. circuit. These can time recording unit and a Also the number of memory locations 32a-32c, can be expanded in the memory unit. Furthermore, the number of time recording units 10 15 20 25 30 35 533 954 12 38a-38c can be increased. so that operating time. to store drilling parameters M1, A memory location can for example be defined to reset. One or more memory locations 32a-32c use M2, M3 as time time that a certain machine part has been used etc. it does not go where you store between services. Furthermore, you can use places 32a-32c of the memory 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 a different operating time service interval and rig type. for example drill identity, date, The hydraulic percussion circuit can also be arranged with one to it as a piezoelectric pressure sensor. electronic that the sensor should be able to sense, for example, the percussion pressure in a hole system with the sensor on a pressure sensor 48 which is connected to the circuit. For the percussion hydraulic, the hydraulic suitable place is drilled on the drilling machine 14, system connecting 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.

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. Detta möjliggör att man ur de avkända och mätvärdena på tid och tryck kan beräkna dokumentera aktuell frekvens, uteffekt och drifttid minnet M3, slagverkstryck, slagenergi, samt lagra denna information i genom att andra kända borrmaskinsparametrar är registrerade i riggens styrsystem. Med utnyttjade av samplingsteoremet och om slagverkstrycket registreras med minst den dubbla slagverksfrekvensen är det möjligt att aktuella registrera den tidpunkt. slagverksfrekvensen vid varje 10 15 20 25 30 35 533 954 13 Genom att ansluta flera på borrmaskinen lämpligt placerade till ett uppfinningen är det även möjligt att registrera andra och/ eller rotationsvarvtal varvid en givare lämpligen är placerad att sensorer med givare registreringsdon enligt borrmaskinsparametrar såsom aktuellt dämptryck, 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. ett ovanstående Figur 4A visar hur en avläser operatör 60 tYP med en handhållen enhet 62, Operatören 60 står helt nära borriggen sin helhet. detta fall, programmerar eller uppdaterar lagrad information registreringsdon 28c av samma som beskrivna registreringsdon, som ovan nämnts. 10, avläser, ej visad i Operatören i i minnet i registreringsdonet 28c, såsom ovan beskrivna borrmaskinsparametrar, med den handhållna enheten 62 genom trådlös kommunikation med RFID-teknik. Avläsningsavstàndet detta fall begränsat till < 10m. Den handhållna enheten 62 är vidare anpassad till vårt ändamål genom att är i man förser den med ett specifikt användarprogram.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. This makes it possible to calculate from the sensed and measured values of time and pressure document the current frequency, output power and operating time memory M3, percussion pressure, percussion energy, and store this information in in that other known drilling machine parameters are registered in the rig control system. With utilization of the sampling theorem and if the percussion pressure is registered with at least twice the percussion frequency, it is possible to register the current time. percussion frequency at each 10 15 20 25 30 35 533 954 13 By connecting several on the drilling machine suitably located to an invention, it is also possible to register other and / or rotational speeds whereby a sensor is suitably located that sensors with sensor sensors according to drilling machine parameters such as current damping pressure , at the hydraulic motor to, for example, sense 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. an above Figure 4A shows how one reads operator 60 type with a hand-held unit 62, Operator 60 is completely close to the drilling rig as a whole. In this case, programmed data recorder 28c is programmed or updated by the same as described recorders, as mentioned above. 10, reads, not shown in the Operator in the memory of the recorder 28c, as described above, 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 being provided with a specific user program.

För Radio Frekvens Identifieringen är en elektronisk 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 handhållna Registreringsdonet kan avläsas med. trådlös kommunikation oberoende av den enheten anordnad antenn 63. den impulsalstrande anordningens aktivitetsnivå, eftersom transpondern får energi från radiosignalen. 10 15 20 25 30 35 533 954 14 Figur 4B visar den handhållna enheten 62 som visas i figur 4A. Den handhàllna 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, samt en I/O-enhet innefattande ett tangentbord 72 och en display 74.For Radio Frequency Identification, an electronic tag is performed 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 device using a handheld The recorder can be read with. wireless communication independent of the antenna 63 arranged by the unit. the activity level of the pulse generating device, since the transponder receives energy from the radio signal. 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, and an I / O unit comprising a keyboard 72 and a display 74.

Figur 5A visar schematiskt en metod enligt uppfinningen i form av ett blockschema. position 100 indikerar sekvensens start.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 nmttagning 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 a reception 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 35 533 954 15 PATENT REQUIREMENTS

A recording device (28a-28c) intended to be arranged at a rock drilling machine (14), the recording device being arranged (T, M1- characterized by recording at least one drilling machine parameter M3) (17), the recording device for drilling in rock comprises an internal generator which supplies the recorder when the rock drill is (35) arranged to detect that the drill vibrates in its axial longitudinal direction (R), active, and a direction sensor, the recorder comprising means for recording as a first drill parameter a time period (T) which the drill vibrates longitudinally in its axial direction. (R).

Detectors (28a-28c) comprise a piezoelectric sensor. according to claim 1, wherein the direction sensor (35) (28a-28c) generator

A recorder according to any one of claims 1-2, wherein said comprises a piezoelectric generator (36). (28a-28c) wherein the recorder

A recorder according to any one of claims 1-3, (43) arranged to temporarily supply power to the recorder comprises a transponder via an external radio signal.

A recorder (28a-28c) according to any one of claims 1-4, wherein the recorder is connected to a piezoelectric pressure sensor (48) arranged at the rock drill, adapted to sense the percussion pressure, the recorder being arranged to record said hydraulic pressure as a second drill parameter (M1). M3).

A recorder (28a-28c) according to any one of claims 1-5, wherein the recorder is included in a shell portion (22c) of the rock drilling machine (14). 10 15 20 30 35 533 954 16

A recorder (28a-28c) wherein the recorder is included in a fastener (28). according to claim 6,

8. In at least one method for registering drilling parameters, drilling in rock with detectors (28a-28c) arranged at the drilling machine, characterized by - supplying power to the detector (28a-28c) when the rock drilling machine (14) is active with an internal generator, to detect when the rock drill (14) vibrates in its axial longitudinal direction (R), -that time period (T) as a first drill parameter (14) registers a sou: the rock drilling machine vibrates in its axial longitudinal direction (R).

The method of claim 8, wherein the method further comprises detecting said vibrations with a piezoelectric sensor (35).

The method recorder of any of the claims wherein (28a-28c) (36) vibrations to electrical voltage. 8-9, are arranged with a piezoelectric generator which converts said

11. ll. Method transponder according to one of the claims, wherein a (43) (28a-28c) is arranged to temporarily supply the recording device 8-10, included in the recording device with energy from an external radio signal.

A method according to any one of claims 8-11, wherein the recorder (28a-28c) is connected to a piezoelectric pressure sensor (48) arranged at the rock drilling machine (14) which is adapted to sense the percussion pressure, the recorder (28a-28c) being arranged to record said hydraulic pressure as a second drill parameter. 10 15 533 954 17

A method according to any one of claims 8-12, wherein said recorded time period (T) and hydraulic pressures are read with wireless communication.

A computer program which program comprises program code for checking a method according to claims 8-12.

A computer program, any computer program designed to cause a computer readable medium having a recorded logic device to perform the steps of any of claims 8-12.

A rock drilling machine (14) comprising a recorder (28a-28c) according to claims 1-7.

17. En. drilling rig (10) comprising a. rock drilling machine (14) according to claim 16.