DE10118034B4

DE10118034B4 - Werkzeugmaschine, die mit verschiedenen Werkzeughaltern koppelbar ist

Info

Publication number: DE10118034B4
Application number: DE10118034A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. Dengler; Andreas Strasser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2021-04-12
Also published as: GB2375981A; CN100415444C; CN1406711A; GB2375981B; CH695488A5; JP2002337060A; GB0208110D0; DE10118034A1

Abstract

Werkzeugmaschine, die mit verschiedenen Werkzeughaltern (6, 7, 8) koppelbar ist, wobei Mittel (61, 71, 81) zur Codierung verschiedenartiger in die Werkzeughalter (6, 7, 8) einsetzbarer Werkzeuge vorhanden sind, und die Werkzeugmaschine (1) einen Sensor (9) aufweist, mit dem die Codierung detektierbar ist, wobei das Sensorsignal als Steuerkriterium für den Antrieb (2) der Werkzeugmaschine (1) dient, und wobei für jedes verschiedenartige Werkzeug ein Werkzeughalter vorgesehen ist und die Mittel (61, 71, 81) für die einem jeden der verschiedenartigen Werkzeuge zugeordnete Codierung an dem zu dem jeweiligen Werkzeug gehörenden Werkzeughalter (6, 7, 8) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) der Werkzeugmaschine abgeschaltet bleibt/wird, wenn der Sensor (9) keine Codierung detektiert.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, die mit verschiedenen Werkzeughaltern koppelbar ist, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Wechselbare Werkzeughalter, auch als Wechselfutter bezeichnet, dienen dazu, entweder verschlissene Werkzeughalter einfach auswechseln zu können oder mit derselben Werkzeugmaschine unterschiedliche Werkzeugsysteme betreiben zu können.

Mit unterschiedlichen Werkzeugsystemen sind beispielsweise Bohrer, Schrauber oder Meissel etc. gemeint mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder verschieden ausgebildeten Schaftenden (Mehrkant, Keilwelle, SDS-Systeme).

Um bei den verschiedenen Werkzeugsystemen, die in die auswechselbaren Werkzeughalter einsetzbar sind, eine Optimierung bezüglich der Arbeitsleistung und des Verschleißes zu erzielen, müsste der Antrieb der Werkzeugmaschine an das jeweils eingesetzte Werkzeugsystem angepasst werden.

Bei einer aus DE 36 37 128 A1 bekannten Werkzeugmaschine ist jeweils der Schaft eines jeden in den Werkzeughalter der Werkzeugmaschine einsteckbaren Werkzeugs mit einer Codierung versehen, die mittels eines vom Werkzeughalter angeordneten Sensors detektiert wird. Der vom Sensor erfasste Werkzeug-Code wird zur Maschine übertragen, damit diese ihre Antriebsleistung, angepasst an das Werkzeug, einstellt.

Eine Werkzeugmaschine, bei der, wie eingangs dargelegt, die Antriebsleistung (z. B. Drehzahl, Schlagleistung) an das jeweils in einen mit der Antriebswelle der Maschine koppelbaren Werkzeughalter eingesetzte Werkzeug angepasst wird, ist aus der DE 37 21 771 A1 bekannt. Da in einen Werkzeughalter verschiedenartige Werkzeuge, z. B. solche mit unterschiedlichen Schaftdurchmessern, einsetzbar sind, werden die Werkzeuge mittels einer Codierung für die Werkzeugmaschine erkennbar gemacht, so dass die ihre Antriebsleistung an das jeweilige in die Werkzeughalterung eingesetzte Werkzeug anpassen kann. Die Mittel zur Codierung bestehen aus Signalgebern, die am Werkzeughalter angebracht sind und deren Lage bezüglich eines an der Werkzeugmaschine fest angeordneten Sensors von der Einsteckposition des Werkzeugs im Werkzeughalter abhängt. Die Codierung erfolgt mit einer relativ aufwendigen Konstruktion durch das Zusammenwirken von Verriegelungselementen für das Werkzeug und Signalgebern am Werkzeughalter.

Aus der DE 33 26 615 A1 und der US 4,777,393 sind Werkzeugmaschinen bekannt, in die unterschiedliche Werkzeuge einsetzbar sind. Dabei ist für jedes Werkzeug ein eigener, mit der Werkzeugmaschine koppelbarer Werkzeughalter vorgesehen. Am jeweiligen Werkzeughalter vorhandene Codiermittel informieren die Werkzeugmaschine über die Art und Beschaffenheit des Werkzeugs.

Die Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Werkzeugmaschine mit wechselbaren Werkzeughaltern anzugeben, die eine automatische Anpassung des Maschinenantriebs an das jeweils eingesetzte Werkzeug mit möglichst geringem technischen Aufwand durchführt.

Vorteile der Erfindung

Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Da für jedes Werkzeug ein eigener Werkzeughalter vorgesehen ist, können die Codierungsmittel allein am Werkzeughalter angebracht werden. Es sind keine technisch aufwendigen Vorrichtungen erforderlich, welche die Eigenschaften des jeweils in den Werkzeughalter eingesetzten Werkzeugs erfassen und in eine Codierung umsetzen, die dann von einem Sensor an der Werkzeugmaschine detektierbar ist.

Wenn der Bediener der Werkzeugmaschine einen anderen Werkzeughalter aufsetzt, passt die Werkzeugmaschine automatisch ihren Antrieb an das zu dem Werkzeughalter gehörende Werkzeug an, der Bediener muss also nicht von sich aus eine Einstellung, z. B. Drehzahleinstellung, des Antriebs der Werkzeugmaschine vornehmen.

Des weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Antrieb der Werkzeugmaschine abgeschaltet bleibt oder wird, wenn der Sensor der Werkzeugmaschine keine Codierung eines Werkzeughalters detektiert. Das ist dann der Fall, wenn kein Werkzeughalter auf die Werkzeugmaschine aufgesetzt ist oder wenn der Werkzeughalter nicht richtig an der Werkzeugmaschine eingerastet ist. Damit wird vorteilhafter Weise ein fehlerhafter Betrieb der Werkzeugmaschine vermieden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Es ist zweckmäßig, dass eine Steuerelektronik in der Werkzeugmaschine in Abhängigkeit vom Sensorsignal die Drehzahl eines Antriebsmotors auf einen der jeweiligen detektierten Werkzeughalterung zugeordneten Wert steuert. Vorteilhafter Weise wird die den einzelnen wechselbaren Werkzeughaltern zugeordnete Motordrehzahl hinsichtlich einer Optimierung der Arbeitsleistung und/oder des Verschleißes eines von dem Werkzeughalter aufgenommenen Werkzeugs gewählt.

Die Codierung am jeweiligen Werkzeughalter kann aus ein oder mehreren mechanisch abtastbaren Elementen oder optisch oder elektrisch detektierbaren Mitteln bestehen. Dementsprechend kann der Sensor an der Werkzeugmaschine entweder eine mechanische Abtastvorrichtung oder ein optischer oder elektrischer Sensor sein.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert.
In der einzigen Figur der Zeichnung ist schematisch eine Werkzeugmaschine 1 dargestellt, in deren Inneren ein Antriebsmotor 2 und eine den Antriebsmotor 2 steuernde Steuerelektronik 3 angedeutet ist. Die Steuerelektronik 3 ist über elektrische Leitungen 4 beispielsweise mit dem Kommutator des Motors 2 verbunden. Die Steuerelektronik 3 ist in bekannter Weise für die Steuerung der Drehzahl des Motors 2 und ebenfalls für Ein- und Ausschaltvorgänge zuständig. Die Werkzeugmaschine kann beispielsweise ein Schrauber, ein Bohrer, eine Schlagbohrmaschine, ein Bohrhammer, eine Schleifmaschine oder dergleichen sein. Auf das vordere Ende der Werkzeugmaschine 1 kann eine auswechselbare Werkzeughalterung aufgesetzt werden. Dazu befindet sich am vorderen Ende eine Vorrichtung 5, mit der der aufgesetzte Werkzeughalter verriegelt werden kann. Wenn die Werkzeughalterung mit der Werkzeugmaschine 1 verriegelt ist, besteht zwischen dem in die Werkzeughalterung eingesetzten Werkzeug und dem Antrieb der Werkzeugmaschine 1 eine Wirkverbindung, durch welche das Werkzeug in eine rotatorische und/oder translatorische Bewegung versetzt wird.
In der Zeichnung sind beispielhaft drei Werkzeughalter 6, 7 und 8 dargestellt, die auf den Werkzeughalter 1 aufgesetzt und damit verriegelt werden können. Jeder der Werkzeughalter 6, 7, 8 ist für die Aufnahme eines anderen Werkzeugs vorgesehen. Unterschiedliche Werkzeuge können beispielsweise Bohrer, Schrauber oder Meissel etc. sein mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder verschieden ausgebildeten Schaftenden (Mehrkant, Keilwelle, SDS-Systeme).
Für jedes der unterschiedlichen Werkzeuge sollte zur Optimierung der Arbeitsleistung und/oder des Verschleißes die Drehzahl des Antriebsmotors 2 an das jeweilige Werkzeug angepasst werden. Als Antrieb einer Werkzeugmaschine 1 kommen neben einem Elektromotor auch andere Antriebe, z. B. pneumatische Antriebe in Frage. Angepasst an das jeweils eingesetzte Werkzeug werden also je nach der Art des Antriebs charakteristische Größen wie z. B. Drehzahl, Drehmoment, Druck etc. gesteuert.
Die an das jeweils eingesetzte Werkzeug angepasste Steuerung des Antriebs soll automatisch erfolgen, ohne dass der Bediener Einstellmaßnahmen ergreifen muss. Zu diesem Zweck ist jeder der vorhandenen Werkzeughalter 6, 7, 8 mit einer Codierung 61, 71, 81 ausgestattet. An der Vorrichtung 5, auf die die Werkzeughalterung 6, 7, 8 aufgesetzt wird, befindet sich ein Sensor 9, der die Codierung 61, 71, 81 des jeweils aufgesetzten Werkzeughalters 6, 7, 8 detektieren kann. Die vom Sensor 9 detektierte Codierung des jeweils aufgesetzten Werkzeughalters 6, 7, 8 wird als Sensorsignal über elektrische Leitungen 10 der Steuerelektronik 3 zugeführt, welche entsprechend der detektierten Codierung ein Steuersignal für den Antrieb 2 erzeugt. In der Steuerelektronik 3 sind für jeden vorkommenden Werkzeughalter-Code die entsprechenden optimierten Steuersignale für den Antrieb 2 der Werkzeugmaschine 1 abgelegt.
Für den Fall, dass der Sensor 9 keine Codierung oder eine falsche Codierung, die der Steuerelektronik 3 nicht bekannt ist, detektiert, wird der Antrieb 2 abgeschaltet. Das trifft für die Fälle zu, dass entweder kein Werkzeughalter auf die Werkzeugmaschine aufgesetzt ist oder der Werkzeughalter nicht richtig verriegelt ist oder ein falscher Werkzeughalter aufgesetzt ist. Mit dieser Maßnahme wird einerseits eine Beschädigung der Werkzeugmaschine 1 verhindert und andererseits die Sicherheit des Bedieners gegen Verletzungen erhöht.
Als Codierungen 61, 71, 81 an den Werkzeughaltern 6, 7, 8 kommen entweder mechanisch abtastbare Elemente oder optisch detektierbare oder elektrisch detektierbare Mittel in Frage. Dementsprechend ist der Sensor 9 an der Werkzeugmaschine 1 entweder eine mechanische Abtastvorrichtung oder ein optischer Sensor oder ein elektrischer Sensor. Die mechanische Codierung und der zugehörige Sensor können z. B. aus einem System aus unterschiedlich abgestuften Löchern und darin eingreifenden Stiften bestehen. Bei der optischen Codierung sind im einfachsten Fall Licht reflektierende Marken an dem Werkzeughalter angebracht, die von einem Sensor, bestehend aus einer Lichtquelle (z. B. Leuchtdiode) und einer Fotodiode nachgewiesen werden. Eine elektrische Codierung und zugehörige Sensorik basiert vorzugsweise auf einem induktiven System, bei dem z. B. die Codierung aus magnetisierten Elementen besteht, die im Sensor einen von der Größe oder Zahl der Codierelemente abhängigen Strom induzieren. Da die erwähnten Codiersysteme an sich bekannt sind, wird hier auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.

Claims

Werkzeugmaschine, die mit verschiedenen Werkzeughaltern (6, 7, 8) koppelbar ist, wobei Mittel (61, 71, 81) zur Codierung verschiedenartiger in die Werkzeughalter (6, 7, 8) einsetzbarer Werkzeuge vorhanden sind, und die Werkzeugmaschine (1) einen Sensor (9) aufweist, mit dem die Codierung detektierbar ist, wobei das Sensorsignal als Steuerkriterium für den Antrieb (2) der Werkzeugmaschine (1) dient, und wobei für jedes verschiedenartige Werkzeug ein Werkzeughalter vorgesehen ist und die Mittel (61, 71, 81) für die einem jeden der verschiedenartigen Werkzeuge zugeordnete Codierung an dem zu dem jeweiligen Werkzeug gehörenden Werkzeughalter (6, 7, 8) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) der Werkzeugmaschine abgeschaltet bleibt/wird, wenn der Sensor (9) keine Codierung detektiert.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerelektronik (3) in Abhängigkeit vom Sensorsignal die Drehzahl eines Antriebsmotors (2) in der Werkzeugmaschine (1) auf einen der jeweiligen detektierten Werkzeughalterung (6, 7, 8) zugeordneten Wert steuert.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den einzelnen wechselbaren Werkzeughaltern (6, 7, 8) zugeordnete Motordrehzahl hinsichtlich einer Optimierung der Arbeitsleistung und/oder des Verschleißes eines von dem jeweiligen Werkzeughalter (6, 7, 8) aufgenommenen Werkzeugs gewählt ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung (61, 71, 81) am jeweiligen Werkzeughalter (6, 7, 8) aus ein oder mehreren mechanisch abtastbaren Elementen besteht und dass der Sensor (9) an der Werkzeugmaschine (1) eine mechanische Abtastvorrichtung ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung (61, 71, 81) am jeweiligen Werkzeughalter (6, 7, 8) aus optisch detektierbaren Mitteln besteht und dass die Werkzeugmaschine (1) einen optischen Sensor (9) aufweist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung (61, 71, 81) am jeweiligen Werkzeughalter (6, 7, 8) aus elektrisch detektierbaren Mitteln besteht und dass die Werkzeugmaschine (1) einen elektrischen Sensor (9) aufweist.