CN110315377A - 用于工具或机组的鉴别设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于鉴别工具(10)的设备(1)，工具容纳到工具容纳部(15)中，其中，工具容纳部(15)具有纵轴线(16)和直径(17)，并且其中，工具容纳部(15)在其侧面具有凹部(18)，凹部垂直于工具容纳部(15)的纵轴线(16)地构造，并且在凹部中安装有射频识别应答器(20)，从而射频识别应答器(20)的传递曲线从凹部(18)看向上和/或向下朝工具的纵轴线的方向延伸，并且设备具有用于与射频识别应答器(20)通信的读写头(30)，其中，读写头(30)在工具容纳部(15)的上方和/或下方在工具容纳部(15)的至少整个直径(12)上延伸。

Description

用于工具或机组的鉴别设备
技术领域
本发明涉及用于工具或机组(随后为了简单起见仅称为工具)的鉴别设备，尤其是用于在木材、塑料或金属加工机器中的工具的鉴别设备以及用于鉴别工具的方法。
背景技术
由EP 1 746 530 B1已知了用于工具和机组鉴别的设备，其希望避免识别的缺点，在工具旋转时，通过安置在侧面的射频识别应答器实现鉴别，读取仅在适当的定向中进行。针对该解决方案，EP 1 746 530 B1因此提出的是，在工具容纳部的整个周边上安置射频识别芯片，从而射频识别芯片可以不依赖于工具容纳部的定向地通过设置在侧面的读写设备读取。不利的是，该射频识别芯片在其尺寸中是非常大的，并且必须粘贴到金属上，这在加工期间受负载时导致的是，环形的射频识别芯片经常脱落。
发明内容
本发明的任务因此是提供用于旋转的工具的鉴别设备，其避免了现有技术的缺点，并且尤其是能够更稳定地实现不依赖于工具容纳部的定向的鉴别。
该任务根据本发明通过独立权利要求的特征解决。有利的设计方案在从属权利要求中说明。
尤其地，该任务通过用于鉴别工具的设备解决，工具容纳到工具容纳部中，优选基本上旋转对称的工具容纳部中，其中，工具容纳部具有纵轴线，优选旋转轴线和直径，并且其中，工具容纳部在其侧面上具有凹部，凹部垂直于工具容纳部的纵轴线地构造，并且在凹部中安装有射频识别应答器，从而射频识别应答器的传递曲线从凹部看向上和/或向下朝工具的纵轴线的方向延伸，并且设备具有用于与射频识别应答器通信的读写头(SLK)，其中，读写头在工具容纳部的上方和/或下方在工具容纳部的整个直径的至少70％上延伸。
工具容纳部围绕其纵轴线可转动，并且优选本身基本上旋转对称。工具容纳部的纵轴线因此优选是旋转轴线。优选地，工具容纳部是空心轴椎体。优选地，工具容纳部包括主体和轴，工具可以在轴中被夹紧。
工具容纳部具有直径。在主体的区域中的直径大于在轴的区域中的直径。最大直径在工具容纳部的主体的区域中存在。
工具容纳部在其侧面，优选在其最大直径的外部区域中具有凹部。凹部优选构造为钻孔或盲孔。凹部优选垂直于工具容纳部的纵轴线地构造。优选地，凹部位于最大直径的部位的高度上，尤其是工具容纳部的主体的侧面上。特别优选地，凹部位于工具容纳部的在工具容纳部的是最大直径的至少70％或80％，优选至少90％的直径处的部位上。
射频识别应答器安装到凹部中，从而射频识别应答器的传递曲线从凹部看向上和/或向下朝工具的纵轴线的方向延伸。传递曲线是在空间中的射频识别应答器的接收区域的可视化。传递曲线是三维区域，在该区域中，在数据载体与读写头之间的通信是可能的。在射频识别应答器附近，通信的敏感性最高，并且在传递曲线的边缘处还存在需要的敏感性或用于通信的能量的最小值。
射频识别应答器的接收区域的传递曲线或几何形状可以通常通过射频识别应答器的选择、射频识别应答器的安装位置、提供的温度、标签和天线或读写头的安装位置、标签相对天线或读写头的取向、附近的金属、马达、驱动器以及EMV来影响。与在现有技术中不同地考虑的是，传递曲线从凹部看向上和/或向下朝工具的纵轴线的方向构造，而在现有技术中，垂直地远离工具容纳部的纵轴线地构造的传递曲线是优选的。例如通过传递曲线向上和/或向下的腿形的构造达到工具容纳部或工具容纳部的本体的上方和/或下方的区域。
此外，读写头(天线)设置用于通信，即用于与射频识别应答器的数据交换，其中，读写头布置在工具容纳部的上方和/或下方。优选地，读写头布置在工具容纳部的上方，并且因此布置在工具容纳部的本体的上方。由此可能的是，射频识别应答器可以与读写头通信，射频识别应答器的传递曲线或辐射几何形状向上取向。
由于读写头优选在工具容纳部的至少整个直径上延伸并且射频识别应答器的传递曲线或辐射几何形状向上和/或向下伸展，所以在围绕(旋转的)工具的360°的每个位置中的通信是可能的，因为工具容纳部内的凹部位于哪个部位上现在是随意的，在凹部中布置有射频识别应答器。在每个位置中，读写头位于射频识别应答器的传递曲线或辐射几何形状的区域中，射频识别应答器仅布置在工具容纳部的侧面上。因此实现与工具容纳部的定向的不依赖性。
在本发明的另外的实施例中，射频识别应答器是铁氧体的射频识别应答器。可磁化的或铁氧体的材料相对附近的金属物体屏蔽发送和/或接收设备和/或其天线。因此，发送和/或接收设备的有效性或射程得到维持，或者至少得到保护以防受到太强的限制。尤其是通过铁氧体提供磁场，或者提高互感。
在本发明的另外的实施例中，射频识别应答器具有棒形的形状，优选地，应答器的芯或铁氧体芯是棒形的，其中应答器本身包括包围应答器的壳体可以是圆形的，并且具有优选10mm的直径。射频识别应答器优选平行于工具容纳部的纵轴线地安装到凹部中。这意味着的是，棒形的射频识别应答器或应答器的棒形的芯的纵轴线平行于工具容纳部的纵轴线地取向，并且位于工具容纳部的周围。
优选地，棒形的应答器的位置可以围绕其两个轴线中的每个，在其纵轴线旁偏离最大5度，特别优选最大10度，尤其是优选最大20度。
由此优选地提供具有两个双极的最大值的辐射几何形状，其中，从射频识别应答器的侧面产生朝工具容纳部的上方的方向的最大值和朝工具容纳部的下方的方向的最大值。
在本发明的另外的实施例中，棒形的射频识别应答器具有小于10mm的长度。以该方式可能的是，射频识别应答器也安置到存在的标准孔中，例如安置到空心轴椎体中的标准地存在的开口中。
在本发明的另外的实施例中，读写头在工具容纳部的直径的至少80％、100％、110％，优选120％，特别优选130％上延伸。因此提供读写头相对于工具容纳部的最大直径的负的和正的凸出量，并且因此提供射频识别应答器的位置。通过凸出量，读写头的一部分总是位于射频识别应答器辐射到的区域中，即射频识别应答器的辐射几何形状总是位于读写头的一个区段中。因为传递曲线或辐射几何形状仅位于工具容纳部的一个侧面上，所以传递曲线或辐射几何形状也仅在一个部位上与读写头相交，但这是足够的，以便不依赖于工具容纳部的旋转取向地在每个位置中发生传递曲线或辐射几何形状与读写头的相交。特别优选地设置大于5mm，特别优选大于10mm，尤其优选大于20mm的凸出量。
读写头可以优选矩形地或也方形地构造，优选具有60mm，优选80mm，特别优选100mm的边长。特别优选地，读写头圆形地构造。因此，读写头在该形状中遵循旋转的工具容纳部的旋转对称性。特别优选地，读写头构造为具有内直径Ri和外直径Ra的圆盘。Ri在此优选小于或等于工具容纳部的直径。
特别优选地，工具容纳部(15)以空心轴椎体的形式构造。因此可以使用现存的系统来更换工具。
在另外的实施例中设置有一种包括多个工具容纳部的设备，工具容纳部可以容纳在更换容纳件中，并且其中，更换容纳件可以移动，从而各个容纳在更换容纳件中的工具容纳部经过读写头。
更换容纳件优选是存储件，在其中存储有多个工具容纳部，并且工具容纳部可以由加工设备的主轴容纳。更换容纳件或存储件优选以左轮手枪转轮的形式构造，从而各个工具容纳部的传输可以通过更换容纳件的转动进行。
特别优选地，读写头安置在一个站上，更换容纳件经过该站，从而更换容纳件经过读写头，即越过或下穿。因此，对工具支架上的各个射频识别应答器的连续的或离散的读取能够通过更换容纳件实现。因此，各个工具支架在越过过程期间是可鉴别的，而不必在存储件停止的情况下将读写头移入，并且不用在读写头的侧向安置时维持特别的旋转方向。
特别优选地，工具可以利用工具容纳部安装到针对木材和/或塑料和/或金属工业的加工机器中。
该任务也通过用于鉴别工具的方法解决，工具容纳到工具容纳部中，其中，工具容纳部具有纵轴线和直径，该方法具有如下步骤：
-在工具容纳部的侧面设置凹部，其中，凹部垂直于工具容纳部的纵轴线地构造，
-在凹部中设置射频识别应答器，从而射频识别应答器的传递曲线从凹部看向上和/或向下朝工具的纵轴线的方向延伸，并且
-设置用于与射频识别应答器通信的读写头，其中，读写头在工具容纳部的上方和/或下方在工具容纳部的至少整个直径上延伸，
-工具容纳部在读写头的上方或下方经过，从而工具容纳部浸入射频识别应答器的传递曲线中，
-在读写头与射频识别应答器之间通信，用于鉴别工具。
附图说明
本发明的另外的细节和优点现在借助在附图中示出的实施例详细阐述。其中：
图1以沿工具容纳部的纵轴线的截面图示出用于鉴别工具的设备的示意图，其具有工具容纳部；
图2示出在工具容纳部的凹部中的射频识别应答器的细节图；和
图3示出用于鉴别工具的设备的图示，其具有用于多个工具容纳部的更换容纳件。
具体实施方式
图1以沿工具容纳部15的纵轴线16的截面图示出用于鉴别工具10的设备1的示意图，其具有工具容纳部15。工具容纳部15由主体和轴构成，工具10在轴中被夹紧。工具容纳部15以空心轴椎体HSK的类型构造。工具容纳部15具有最大直径17。在工具容纳部15的侧面，在右侧的构造中设置有凹部18，射频识别应答器20安装到凹部中。在工具容纳部15的上方布置有读写头30。读写头30相对于工具容纳部15和尤其是相对于工具容纳部15的最大直径17具有凸出量并且在工具容纳部的右边和左边以凸出量延伸超过工具容纳部。
工具容纳部15基本上旋转对称地构造，并且具有纵轴线16。射频识别应答器20在工具容纳部15的最大直径17的周围的区域中布置在工具容纳部的一侧的边缘处的凹部18中。射频识别应答器20的辐射或传递曲线22作为在空间中的射频识别应答器20的发射功率的空间的几何形状的截面图示出。
当工具保持部15现在位于读写头30下方时(如在图1中示出的那样)，传递曲线22与读写头30的空间延伸相交，因此，读写头30和射频识别应答器20可以相互通信并且传递数据。数据优选可以从随后的团体选出：工具的类型、识别码、尺寸、最大转速、最大进给、使用频率、停机时间、寿命。特别优选地，读写头30与控制单元(未示出)连接，通过控制单元可以控制加工设备的运行和工具更换。
图2是射频识别应答器20的细节图，射频识别应答器布置在工具容纳部15的凹部18中。涉及凹部18的俯视图。射频识别应答器20的芯具有棒形的形状，并且平行于纵轴线16地定向。
利用安装几何形状实现辐射几何形状，如其在图1中利用附图标记22在截面图中利用在那里示出的平面示出。因此确保辐射几何形状和读写头的相交。
图3示出了用于鉴别工具10的设备1的图示，其具有用于多个工具容纳部15的更换容纳件50。不同的工具容纳部利用附图标记15.1至15.11表示。在工具容纳部15.i中夹紧有相应的工具10.i。在一个站上布置有读写头30。该读写头布置在工具容纳部15.i上方。在图3中，读写头在更换容纳件50的位置中在此刻位于工具容纳部15.1上方。
同样可能的是，将射频识别阅读器，即读写头30安装在更换容纳件50下方。当工具容纳部15.i转动180度地插入更换容纳件50中时，这是特别有利的。
通过转动更换容纳件50现在可能的是，通过读写头30利用工具容纳部15.i鉴别工具10.i，而不需要通过读写头30实现的扫描步骤，并且因此可以在持续运行时进行鉴别，即更换容纳件可以沿箭头A转动，并且在此可以鉴别工具，而不必停止更换容纳件。
因此，利用根据本发明的设备可能的是，在机器(例如木材加工机器)上，利用射频识别鉴别工具(例如空心轴椎体HSK)。该鉴别不影响机器的功能，即HSK可以在每个旋转位置中被鉴别，并且不需要附加的机械构件来对准或移动鉴别部件(射频识别标签，SLK)。因此，在所谓的持续运行中的鉴别是可能的。这优选通过将铁氧体的射频识别应答器对准工具容纳部(空心轴椎体)结合在工具容纳部的上方或下方的读写头的对准来进行，从而可以不依赖于HSK的旋转位置地鉴别数据载体。
不需要附加的机械构件来对准或移动鉴别部件(标签，SLK)。通过布置射频识别应答器(标签)和SLK，在所谓的持续运行中的鉴别是可能的。
附图标记列表
1用于鉴别工具的设备
10工具
15工具容纳部
15’空心轴椎体
16工具容纳部的纵轴线
17工具容纳部的直径
18工具容纳部中的凹部
20射频识别应答器
22传递曲线
30读写头
40加工机器
50用于多个工具容纳部的更换容纳件

Claims (11)

1.一种用于鉴别工具(10)的设备(1)，所述工具容纳到工具容纳部(15)中，其中，工具容纳部(15)具有纵轴线(16)和直径(17)，并且其中，工具容纳部(15)在其侧面具有凹部(18)，所述凹部垂直于工具容纳部(15)的纵轴线(16)地构造，并且在凹部中安装有射频识别应答器(20)，从而射频识别应答器(20)的传递曲线从凹部(18)看向上和/或向下朝工具的纵轴线的方向延伸，并且设备(1)具有用于与射频识别应答器(20)通信的读写头(30)，其中，读写头(30)在工具容纳部(15)的上方和/或下方在工具容纳部(15)的整个直径(12)的至少70％上延伸。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其中，射频识别应答器(20)是铁氧体的射频识别应答器(20)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中，射频识别应答器(20)具有棒形的形状，并且平行于工具容纳部(15)的纵轴线(16)地安装到凹部(18)中。
4.根据权利要求3所述的设备(1)，其中，棒形的射频识别应答器(20)具有小于10mm的长度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中，读写头(30)在工具容纳部(15)的直径(12)的至少80％、优选至少100％、特别优选至少110％上延伸。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中，读写头(30)构造为具有内直径(Ri)和外直径(Ra)的圆盘。
7.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中，工具容纳部(15)以空心轴椎体(15’)的形式构造。
8.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中，所述设备(1)包括多个工具容纳部(15)，所述工具容纳部能够容纳在更换容纳件(50)中，并且其中，更换容纳件(50)能够移动，从而各个容纳在更换容纳件(50)中的工具容纳部(15)经过读写头(30)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中，所述工具(10)利用工具容纳(15)安装到针对木材和/或塑料和/或金属工业的加工机器(40)中。
10.一种针对木材和/或塑料和/或金属工业的加工机器(40)，其包括根据权利要求1至9中任一项所述的用于鉴别工具(10)的设备(1)。
11.一种用于鉴别工具(10)的方法，所述工具容纳到工具容纳部(15)中，其中，所述工具容纳部(15)具有纵轴线(16)和直径(17)，所述方法具有如下步骤：
-在工具容纳部(15)的侧面设置凹部(18)，其中，凹部垂直于工具容纳部(15)的纵轴线(16)地构造，
-将射频识别应答器(20)安装到凹部中，从而射频识别应答器(20)的传递曲线从凹部(18)看向上和/或向下朝工具的纵轴线的方向延伸，并且
-设置用于与射频识别应答器(20)通信的读写头(30)，其中，读写头(30)在工具容纳部(15)的上方和/或下方在工具容纳部(15)的至少整个直径(12)上延伸，
-工具容纳部在读写头(30)的上方或下方经过，从而工具容纳部浸入射频识别应答器(20)的传递曲线中，
-在读写头(30)与射频识别应答器(20)之间通信，用于鉴别工具(10)。
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