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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Werkzeugfutteraufnahmeeinheit nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Es
sind bereits Werkzeugfutteraufnahmeeinheiten, insbesondere für eine Messvorrichtung,
die dazu vorgesehen ist, ein Werkzeugfutter, das ein Identifizierungselement
aufweist, drehfest aufzunehmen und mit einer Werkzeugspindel zu
verbinden, bekannt.
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Der
Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Identifizierungsvorgang
für ein Werkzeugfutter
zu verkürzen.
Sie wird gemäß der Erfindung
durch die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche
gelöst.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Vorteile der Erfindung
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Die
Erfindung geht insbesondere aus von einer Werkzeugfutteraufnahmeeinheit,
insbesondere für
eine Messvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, ein Werkzeugfutter,
das ein Identifizie rungselement aufweist, drehfest aufzunehmen und
mit einer Werkzeugspindel zu verbinden.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugfutteraufnahmeeinheit eine
Werkzeugidentifikationsvorrichtung aufweist, die dazu vorgesehen
ist, das Werkzeugfutter mittels des Identifizierungselements zu
erkennen. Unter einer „Werkzeugfutteraufnahmeeinheit” soll dabei
insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen
ist, in ihrer Gesamtheit drehfest mit der Werkzeugspindel gekoppelt zu
werden. Insbesondere soll die Werkzeugfutteraufnahmeeinheit dabei
in ihrer Gesamteinheit mittels der Werkzeugspindel in einer Drehbewegung
antreibbar sein und dadurch das Werkzeugfutter in seiner Gesamtheit
in der Drehbewegung antreiben. Vorzugsweise ist die Werkzeugfutteraufnahmeeinheit als
ein Vorsatzhalter und/oder ein Adapter ausgebildet. Unter einem „Werkzeugfutter” soll dabei
insbesondere eine Einheit verstanden werden, die für eine Aufnahme
eines zu vermessenden Werkzeugs vorgesehen ist, wobei durch die
Aufnahme das Werkzeug vorzugsweise drehfest mit dem Werkzeugfutter verbunden
ist. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell
ausgestattet, ausgelegt und/oder programmiert verstanden werden.
Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung
kann auf eine aufwendige Positionierung der Werkzeugidentifikationsvorrichtung verzichtet
werden, da durch eine erfindungsgemäße Werkzeugfutteraufnahmeeinheit
das Identifizierungselement und die Werkzeugidentifikationsvorrichtung in
einer definierten Lage zueinander angeordnet werden können, die
auch für
einen Messvorgang beibehalten werden kann. Durch die definierte
Lage kann auf eine aufwendige Positionierung verzichtet und somit
ein Identifizierungsvorgang verkürzt
werden. Vorzugsweise ist eine Orientierung, in der das Werkzeugfutter
der Werkzeugfutteraufnahmeeinheit angeordnet werden kann, eindeutig
festgelegt, wodurch die Lage des Identifizierungselements in Bezug
auf die Werkzeugidentifikationsvorrichtung gegeben ist und auf eine
Positionierung zur Einstellung der Lage vollständig verzichtet werden kann.
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Weiter
wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugidentifikationsvorrichtung
eine Schreib- und/oder Leseeinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist,
Informationen aus dem Identifizierungselement auszulesen und/oder
in das Identifizierungselement zu schreiben. Dadurch können weitere
vorteilhafte Informationen über
das Werkzeugfutter und insbesondere über das in dem Werkzeugfutter
angeordnete Werkzeug gespeichert werden. Vorteilhaft ist beispielsweise
eine Werkzeugnummer, die das Werkzeug eindeutig identifiziert. Ebenfalls
vorteilhaft ist es, wenn eine Werkzeugart auf dem Identifizierungselement
gespeichert ist, da dadurch eine aufwendige Auswahl eines Messvorgangs
für das
entsprechende Werkzeug entfällt.
Außerdem
wird vorgeschlagen, Ist- und/oder Sollparameter des Werkzeugs auf
dem Identifizierungselement zu speichern, da diese Informationen
insbesondere für
eine Nachbearbeitung vorteilhaft sind. Unter „Auslesen” soll in diesem Zusammenhang
verstanden werden, dass die Schreib- und/oder Leseeinheit mittels
einer Abfrageroutine, die an das Identifizierungselement gesendet
wird, die Informationen aus dem Identifizierungselement ausliest.
Unter „Schreiben” soll in
diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Schreib-
und/oder Leseeinheit mittels einer Schreibroutine, die an das Identifizierungselement
gesendet wird und die die zu schreibenden Informationen beinhaltet,
die Informationen in das Identifizierungselement schreibt.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen,
dass die Schreib- und/oder Leseeinheit dazu vorgesehen ist, die
Informationen drahtlos auszulesen und/oder zu schreiben. Dadurch kann
das Werkzeugfutter einfach ausgetauscht werden, da auf eine Einheit,
die durch einen Benutzer getrennt werden muss, verzichtet werden
kann.
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Vorzugsweise
ist die Schreib- und/oder Leseeinheit als eine Schreib- und Leseeinheit
ausgebildet. Besonders bevorzugt weist die Schreib- und Leseeinheit
zumindest ein Element auf, wie beispielsweise eine Elektronik, die
zumindest teilweise sowohl zum Schreiben als auch zum Lesen vorgesehen
ist. Dadurch kann ein Bauraum besonders kompakt gehalten werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugfutteraufnahmeeinheit einen
Grundkörper
aufweist, mit dem die Werkzeugidentifikationsvorrichtung zumindest
teilweise fest verbunden ist. Dadurch kann die Werkzeugidentifikationsvorrichtung
besonders einfach und vorteilhaft angeordnet werden. Vorzugsweise
ist die gesamte Werkzeugidentifikationsvorrichtung drehfest mit
dem Grundkörper
verbunden.
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Weiter
wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugidentifikationsvorrichtung
eine Verbindungseinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, die Werkzeugidentifikationsvorrichtung
und eine Rechnereinheit miteinander zu verbinden. Dadurch kann die
Werkzeugfutteraufnahmeeinheit mit der Werkzeugidentifikationsvorrichtung
vorteilhaft als ein separates Bauteil ausgeführt werden, das einfach an
das Messgerät angebunden
und insbesondere mit der Werkzeugspindel verbunden werden kann.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Verbindungseinheit
dazu vorgesehen ist, die Werkzeugidentifikationsvorrichtung und
die Rechnereinheit drahtlos miteinander zu verbinden. Dadurch kann
die Werkzeugfutteraufnahmeeinheit besonders einfach und schnell
ausgetauscht werden, da auf eine Einheit, die durch einen Benutzer
getrennt werden muss, verzichtet werden kann. Unter „drahtlos” soll in
diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass auf zumindest
einem Teilstück
eine Verbindung zwischen der Werkzeugidentifikationsvorrichtung
und der Rechnereinheit die Informationen drahtlos übertragen
werden. Insbesondere soll darunter auch eine Kombination aus einer
drahtlosen und einer drahtgebundenen Übertragung verstanden werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugidentifikationsvorrichtung
eine drahtunabhängige
Energieversorgungseinheit aufweist. Dadurch kann die Werkzeugidentifikationsvorrichtung
vorteilhaft einfach mit Energie versorgt werden. Unter einer „drahtunabhängigen Energieversorgungseinheit” soll dabei
insbesondere verstanden werden, dass auf einen Draht, der die Werkzeugidentifikationseinheit
mit einer Energiequelle außerhalb
der Werkzeugfutteraufnahmeeinheit verbindet, verzichtet wird. Vorteilhaft
ist dabei insbesondere eine drahtlose Energieübertragung, wie beispielsweise
eine induktive Energieversorgung, oder eine autarke Energieversorgung,
wie beispielsweise mittels einer Batterie- oder Akkueinheit.
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Weiter
wird vorgeschlagen, die Energieversorgungseinheit und die Verbindungseinheit
zumindest teilweise einstückig
auszuführen.
Dadurch können
weiterer Bauraum und weitere Bauelemente vorteilhaft eingespart
werden.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen,
dass die Werkzeugidentifikationsvorrichtung dazu vorgesehen ist, ein
als RFID-Transponder ausgebildetes Identifizierungselement auszulesen.
Dadurch kann eine einfache und kostengünstige Werkzeugidentifikationsvorrichtung
geschaffen werden. Vorzugsweise ist das RFID-Element als ein semi-passives
RFID-Element ausgebildet, wobei eine Ausgestaltung als passives RFID-Element
besonders vorteilhaft ist.
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Weiter
wird eine Einstell-, Mess- und/oder Werkzeugspanneinheit mit einer
Werkzeugfutteraufnahmeeinheit vorgeschlagen, die einer erfindungsgemäßen Werkzeugfutteraufnahmeeinheit
entspricht, da sich eine derartige Werkzeugfutteraufnahmeeinheit
insbesondere für
eine Einstell-, Mess- und/oder Werkzeugspanneinheit eignet.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und
die Ansprüche
enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird
die Merkmale zweckmäßigerweise
auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen
zusammenfassen.
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Es
zeigen:
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1 eine
Werkzeugfutteraufnahmeeinheit in einem Querschnitt und
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2 die
Werkzeugfutteraufnahmeeinheit in einer perspektivischen Darstellung.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt
eine Werkzeugfutteraufnahmeeinheit, die als eine Messgerätewerkzeugfutteraufnahmeeinheit
zum Vermessen eines Werkzeugs in einem Messgerät ausgestaltet ist. Die Werkzeugfutteraufnahmeeinheit
ist als ein Vorsatzhalter ausgebildet. Mittels der Werkzeugfutteraufnahmeeinheit
kann ein Werkzeugfutter 10 einfach und flexibel aufgenommen
und drehfest mit einer Werkzeugspindel 14 des Messgeräts verbunden
werden.
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Das
Werkzeugfutter 10 weist ein Identifizierungselement 12 auf,
das als ein passiver RFID-Transponder ausgebildet ist. Das Identifizierungselement 12 weist
einen Speicher auf und ist dazu vorgesehen, verschiedene Informationen,
wie eine Werkzeugnummer, eine Werkzeugart und Ist- und Sollparameter
des Werkzeugs zu speichern.
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Um
das Identifizierungselement 12 auszulesen und um die Informationen
auf dem Identifizierungselement 12 zu speichern, weist
die Werkzeugfutteraufnahmeeinheit eine Werkzeugidentifikationsvorrichtung 16 mit
einer Schreib- und Leseeinheit 18 auf. Die Werkzeugidentifikationsvorrichtung 16 ist fest
mit einem Grundkörper 20 der
Werkzeugfutteraufnahmeeinheit verbunden.
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Die
Schreib- und Leseeinheit 18 ist als ein RFID-Sender ausgestaltet,
mittels dem die Informationen drahtlos und berührungslos aus dem Identifizierungselement 12 ausgelesen
werden können
und mittels dem die Informationen drahtlos und berührungslos
in das Identifizierungselement 12 geschrieben werden können.
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Die
Schreib- und Leseeinheit 18 ist teilweise einstückig ausgebildet.
Sie weist eine Elektronik auf, die zum großen Teil einstückig ausgebildet
ist. Insbesondere weist sie eine einstückig ausgeführte Antenne zum Lesen und
Schreiben der Informationen aus, über die mittels Induktion die
Informationen in das Identifizierungselement 12 geschrieben
bzw. die Informationen aus dem Identifizierungselement 12 gelesen
werden können.
Die Schreib- und Leseeinheit 18 ist in einem Gehäuse angeordnet.
Um das Identifizierungselement 12, das als passiver RFID-Transponder
ausgebildet ist, mit Energie zu versorgen, erzeugt die Schreib-
und Leseeinheit 18 ein dauerhaftes Feld, eine so genannte
Trägerwelle,
auf das die zu schreibenden bzw. zu lesenden Informationen durch
die Schreib- und Leseeinheit 18 und durch das Identifizierungselement 12 aufmoduliert
werden.
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Die
Werkzeugidentifikationsvorrichtung 16 ist drehfest mit
dem Grundkörper 20 der
Werkzeugfutteraufnahmeeinheit verbunden. Dadurch ist auch die Schreib-
und Leseeinheit 18 drehfest mit dem Grundkörper 20 verbunden.
Die Werkzeugfutteraufnahmeeinheit und damit insbesondere auch die Werkzeugidentifikationsvorrichtung 16 sind
mittels der Werkzeugspindel 14 drehbar angeordnet.
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Um
eine Rechnereinheit 24, mittels der die Werkzeugidentifikationsvorrichtung 16 angesteuert wird,
getrennt von der Werkzeugfutteraufnahmeeinheit und insbesondere
ortsfest anordnen zu können, weist
die Werkzeugidentifikationsvorrichtung 16 eine Verbindungseinheit 22 auf,
die die Schreib- und Leseeinheit 18 mit der Rechnereinheit 24 verbindet.
Ein Gegenstück 28 der
Verbindungseinheit 22 ist auf einem Grundgehäuse 30 des
Messgeräts
angeordnet. Mit dem Grundgehäuse 30 ist
auch die Rechnereinheit 24 fest verbunden. Die Rechnereinheit 24 kann getrennt
oder einstückig
mit einer nicht näher
dargestellten Steuer- und Bedieneinheit für das Messgerät ausgebildet
sein.
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Die
Verbindungseinheit 22 ist drahtlos ausgeführt. Zum Übertragen
der Informationen werden die Informationen induktiv von dem Gegenstück 28, das über die
Rechnereinheit 24 mit Energie versorgt wird, auf die Verbindungseinheit 22 übertragen.
Die Verbindungseinheit 22 wiederum ist mittels eines Kabels 32,
das auf dem Grundkörper 20 der
Werkzeugfutteraufnahmeeinheit verläuft, mit der Schreib- und Leseeinheit 18 verbunden.
Die Verbindungseinheit 22 ist korrespondierend zu der Schreib-
und Leseeinheit 18 ausgeführt. Insbesondere ist es möglich, die Verbindungseinheit 22 und
die Schreib- und Leseeinheit 18 weitgehend identisch auszubilden,
da die Schreib- und
Leseeinheit 18 in Bezug auf das Identifizierungselement 12 und
die Verbindungseinheit 22 in Bezug auf das Gegenstück 28 weitgehend
gleiche Funktionen bereitstellen.
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Um
die Schreib- und Leseeinheit 18 mit elektrischer Energie
zu versorgen, weist die Werkzeugidentifikationsvorrichtung 16 eine
Energieversorgungseinheit 26 auf. Die Energieversor gungseinheit 26 überträgt die elektrische
Energie zur Energieversorgung der Werkzeugidentifikationsvorrichtung 16 mittels
Induktion.
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Die
Energieversorgungseinheit 26 ist einstückig mit der Verbindungseinheit 22 ausgeführt. Zur Energieversorgung
der Werkzeugidentifikationsvorrichtung 16 wird mittels
des Gegenstücks 28 ein
dauerhaftes Feld, eine so genannte Trägerwelle, erzeugt, durch das
die elektrische Energie übertragen wird.
Das dauerhafte Feld induziert in die Verbindungseinheit 22 die
elektrische Energie, wodurch die Energieversorgungseinheit 26 drahtunabhängig ist. Um
die Informationen zu übertragen,
wird das dauerhafte Feld moduliert.
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In
einem Identifizierungsmodus, in dem das in die Werkzeugfutteraufnahmeeinheit
eingebrachte Werkzeugfutter 10 mit einem Werkzeug 34 identifiziert
werden soll, wird die Werkzeugfutteraufnahmeeinheit mittels der
Werkzeugspindel 14 in eine Position gedreht, in der die
Verbindungseinheit 22 und das Gegenstück 28 benachbart angeordnet
sind. Ein Abstand zwischen der Verbindungseinheit 22 und
dem Gegenstück 28 wird
dadurch vorteilhaft klein, wodurch eine gute Übertragung gewährleistet
ist.
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Das
Werkzeugfutter 10 kann von der Werkzeugfutteraufnahmeeinheit
lediglich in einer Orientierung aufgenommen werden, in der die Schreib-
und Leseeinheit 18 und das Identifizierungselement 12 benachbart
angeordnet sind und somit einen vorteilhaft kleinen Abstand aufweisen.
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Eine
Positionierung beschränkt
sich somit lediglich auf eine Rotation der Werkzeugfutteraufnahmeeinheit
mittels der Werkzeugspindel 14, um die Verbindungseinheit 22 in
Bezug auf das Gegenstück 28 auszurichten.
Eine aufwendige und zeitintensive Positionierung der Schreib- und
Leseeinheit 18 bzw. eine aufwendige und zeitintensive translatorische Positionierung
der Werkzeugfutteraufnahmeeinheit entfällt.
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Um
in einem Lesemodus Informationen aus dem Identifizierungselement 12 auszulesen,
wird die Schreib- und Leseeinheit 18 mittels der Verbindungseinheit 22 und
des Gegenstücks 28 von
der Rechnereinheit 24 angesprochen. Die Rechnereinheit 24 fragt
mittels einer Abfrageroutine die Informationen aus dem Identifizierungselement 12 ab.
Analog werden die Informationen von der Rechnereinheit 24 durch
die Schreib- und Leseeinheit 18 mittels einer Schreibroutine
in einem Schreibmodus geschrieben.
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- 10
- Werkzeugfutter
- 12
- Identifizierungselement
- 14
- Werkzeugspindel
- 16
- Werkzeugidentifikationsvorrichtung
- 18
- Schreib-
und Leseeinheit
- 20
- Grundkörper
- 22
- Verbindungseinheit
- 24
- Rechnereinheit
- 26
- Energieversorgungseinheit
- 28
- Gegenstück
- 30
- Grundgehäuse
- 32
- Kabel
- 34
- Werkzeug