DE102021116855B3 - Magnetic tagging device for attachment to an object and magnetic identification device - Google Patents
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Abstract
Es wird eine magnetcodierte Kennzeichnungsvorrichtung (12) zum Anbringen an einem Objekt (14) zu dessen Identifizierung angegeben, die ein Trägerelement (30) mit mindestens einem Codemagneten (24) aufweist, dessen Stellung einen Identifikationscode repräsentiert. Das Trägerelement (30) weist mindestens eine Halteeinrichtung (26) auf, mittels derer ein Codemagnet (24) in einer von mindestens drei durch die Halteeinrichtung (26) vorgegebenen möglichen, unterschiedlichen Drehstellungen an dem Trägerelement (30) angeordnet ist. Es werden ferner eine zugehörige magnetische Identifizierungsvorrichtung (10) sowie ein Herstellungsverfahren für eine magnetcodierte Kennzeichnungsvorrichtung (12) angegeben.A magnetically coded marking device (12) for attachment to an object (14) to identify it is specified, which has a carrier element (30) with at least one code magnet (24), the position of which represents an identification code. The carrier element (30) has at least one holding device (26), by means of which a code magnet (24) is arranged on the carrier element (30) in one of at least three possible different rotational positions predetermined by the holding device (26). An associated magnetic identification device (10) and a manufacturing method for a magnetically coded identification device (12) are also specified.
Description
Die Erfindung betrifft eine magnetcodierte Kennzeichnungsvorrichtung zum Anbringen an einem Objekt zu dessen Identifizierung, eine magnetische Identifizierungsvorrichtung zum Erfassen einer magnetcodierten Kennzeichnungsvorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen einer magnetcodierten Kennzeichnungsvorrichtung.The invention relates to a magnetically encoded marking device for attachment to an object in order to identify it, a magnetic identification device for detecting a magnetically encoded marking device and a method for producing a magnetically encoded marking device.
Verbreitete Identifikationslösungen basieren auf optischen Codes, wie Barcodes oder 2D-Codes sowie RFID. Es gibt Anwendungen insbesondere in der Industrie, in denen diese Technologien nicht die angemessene Lösung darstellen und ein vergleichsweise einfacher Magnetcode vorzuziehen ist. Beispiele sind die Identifizierung von Werkstücken und Werkzeugen oder Wegmarken. Hier kommt es darauf an, den Magnetcode robust und kostengünstig zu erfassen. Ein solcher Magnetcode muss eindeutig und möglichst einfach in der Handhabung sein.Widespread identification solutions are based on optical codes such as barcodes or 2D codes and RFID. There are applications, particularly in industry, where these technologies are not the appropriate solution and a comparatively simple magnetic code is preferable. Examples are the identification of workpieces and tools or waymarks. Here it is important to capture the magnetic code robustly and cost-effectively. Such a magnetic code must be unique and as easy as possible to use.
Die SICK AG bietet unter dem Namen MIS eine Familie von Identifikationssensoren zum Lesen von magnetkodierten Tags an. Ein jeweiliges Tag bildet eine magnetische Maßverkörperung mit einer zeilenförmigen Anordnung von Magnetpolen. Der zugehörige Identifikationssensor erfasst die Magnetpole mit einer entsprechenden Anzahl von Magnetsensoren im Abstand der Magnetpole. Aus n Magnetpolen mit jeweiliger Codierung durch Nordpol oder Südpol ergibt sich ein n-stelliger Binärcode. Die Tags werden auf einer speziellen Magnetisierungsvorrichtung vorgefertigt und sind aus Sicht des Endanwenders nicht flexibel, die eingeprägten Codes sind fix. Es gibt demnach jeweils ein eigenes, fertiges 0-Tag, 1-Tag ... 2n-1-Tag, das in dieser Form zu erwerben und vorzuhalten ist. Die Familie MIS bietet konkret sechzehn verschiedene Tags mit den Codes 0... 15 an, es werden demnach n=4 Pole von n=4 Magnetsensoren gelesen. Identifikationssensor und Tag müssen so zueinander ausgerichtet werden, dass alle Pole passend erfasst werden, was die Handhabung erschwert. Sollen mehr Codes unterschieden werden, so sind noch mehr Teile zu verwalten, es wächst die erforderliche Anzahl von Magnetsensoren, und die Ausrichtung zwischen Identifikationssensor und Tag wird noch schwieriger.Under the name MIS, SICK AG offers a family of identification sensors for reading magnetically encoded tags. Each tag forms a magnetic scale with a linear arrangement of magnetic poles. The associated identification sensor detects the magnetic poles with a corresponding number of magnetic sensors at a distance from the magnetic poles. An n-digit binary code results from n magnetic poles with the respective coding by north pole or south pole. The tags are prefabricated on a special magnetization device and are not flexible from the end user's point of view, the embossed codes are fixed. Accordingly, there is a separate, ready-made 0-tag, 1-tag ... 2 n -1-tag, which is to be acquired and kept available in this form. Specifically, the MIS family offers sixteen different tags with the codes 0...15, so n=4 poles are read by n=4 magnetic sensors. The identification sensor and tag must be aligned with each other in such a way that all poles are correctly registered, which makes handling difficult. If more codes are to be distinguished, more parts have to be managed, the required number of magnetic sensors increases, and the alignment between identification sensor and tag becomes even more difficult.
Aus ganz anderen technischen Gebieten sind Encoder vielfältiger Art bekannt, die eine Winkelstellung inkrementell oder absolut messen. Dabei werden unter anderem magnetisch codierte Maßverkörperungen und entsprechende Abtastsensoren eingesetzt. Das dient jedoch nicht der Identifikation, sondern der Erfassung einer Rotation, beispielsweise um den Vorschub an einem Förderband zu messen oder in einem Motorfeedback-System die Motorgeschwindigkeit zu messen.Various types of encoders are known from completely different technical fields, which measure an angular position incrementally or absolutely. Among other things, magnetically coded material measures and corresponding scanning sensors are used. However, this is not used for identification, but to record a rotation, for example to measure the feed on a conveyor belt or to measure the motor speed in a motor feedback system.
Die
Die
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In einem magnetischen Tag gemäß
Die
Aus der
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine einfachere Identifikation zu ermöglichen.It is therefore the object of the invention to enable simpler identification.
Diese Aufgabe wird durch eine magnetcodierte Kennzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, ein System mit einer magnetcodierten Kennzeichnungsvorrichtung und einer magnetischen Identifizierungsvorrichtung zu deren Erfassung nach Anspruch 9 und ein Verfahren zum Erzeugen einer magnetcodierten Kennzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 11 gelöst. Die Kennzeichnungsvorrichtung ist das Tag, das an einem Objekt angebracht wird, um es anhand des Identifikationscodes der Kennzeichnungsvorrichtung zu identifizieren. Übersetzungen des englischen Begriffs Tag wie Plakette, Schild oder Etikett sind für automatisch lesbare Tags weniger gebräuchlich. Die Kennzeichnungsvorrichtung weist ein Trägerelement oder eine Trägerplatte auf, beispielsweise einen rechteckigen Kunststoffstreifen, wobei dies nach außen hin im Wesentlichen schon das Tag bildet. Mindestens ein Codemagnet auf oder in der Trägerplatte, vorzugsweise ein Permanentmagnet, repräsentiert durch seine Stellung den Identifikationscode.This object is achieved by a magnetically encoded tag according to
Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, Codemagnete in unterschiedlichen Stellungen an dem Trägerelement anbringen zu können, um einen gewählten Identifikationscode zu repräsentieren. Dazu weist das Trägerelement mindestens eine Halteeinrichtung auf, insbesondere jeweils eine Halteeinrichtung pro Codemagnet. Eine Halteeinrichtung gibt die Position für einen Codemagneten vor, der nur dort und nur in vorgegebenen Drehstellungen beziehungsweise Winkelstellungen angebracht oder eingesetzt werden kann. Dabei sind mindestens drei Drehstellungen möglich. Mindestens bedeutet hier nicht, dass diese Anzahl im Nachhinein noch flexibel wäre, es ist für eine bestimmte Kennzeichnungsvorrichtung eine feste Vorgabe, und diese Vorgabe liegt in einer denkbaren Ausführungsform bei drei Drehstellungen und in anderen Ausführungsformen bei einer höheren, dann aber wiederum festgelegten Anzahl Drehstellungen. Dies lässt sich auch so ausdrücken, dass die möglichen Drehstellungen gerastert sind oder ein festes Raster bilden. In anderen als den vorgegebenen Drehstellungen kann ein Codemagnet nicht angebracht werden, die Ausgestaltung des Trägerelements beziehungsweise der Halteeinrichtung lässt das nicht zu. Dem Codemagnet wird eine abweichende Drehstellung physisch unmöglich gemacht, oder jedenfalls würde die Halteeinrichtung ihn dann sofort wieder freigeben, sobald ein etwaiger äußerer Einfluss wie ein künstliches Gegenhalten mit der Hand aufhört.The invention is based on the basic idea of being able to attach code magnets in different positions on the carrier element in order to represent a selected identification code. For this purpose, the carrier element has at least one holding device, in particular one holding device for each code magnet. A holding device specifies the position for a code magnet, which can only be attached or used there and only in specified rotational positions or angular positions. At least three rotational positions are possible. At least does not mean that this number would be flexible afterwards, it is a fixed specification for a specific marking device, and this specification is three rotary positions in one conceivable embodiment and a higher, but then again fixed number of rotary positions in other embodiments. This can also be expressed in such a way that the possible rotational positions are gridded or form a fixed grid. A code magnet cannot be attached in other than the predetermined rotary positions; the design of the carrier element or the holding device does not permit this. A deviating rotational position is made physically impossible for the code magnet, or at least the holding device would then release it again immediately as soon as any external influence such as artificial counter-holding with the hand ceases.
Die verschiedenen Drehstellungen bilden eine Winkelcodierung, ein einzelner Codemagnet repräsentiert durch seine gewählte Drehstellung gleichsam eine Ziffer des Identifikationscodes. Mittels mehrerer Halteeinrichtungen und Codemagnete können entsprechend Identifikationscodes mit mehreren Ziffern zusammengesetzt werden. Im Gegensatz zum einleitend erläuterten Stand der Technik handelt es sich nicht um lediglich binäre Ziffern, sondern höherwertige Ziffern entsprechend der Anzahl möglicher Drehstellungen. Damit ergibt sich bei m möglichen Drehstellungen und n Codemagneten statt der herkömmlichen 2n möglichen Werte des Identifikationscodes eine Anzahl mn, m>2 möglicher Werte.The different rotary positions form an angular code, a single code magnet represents a digit of the identification code through its selected rotary position. Identification codes with several digits can be composed accordingly by means of several holding devices and code magnets. In contrast to the prior art explained in the introduction, these are not just binary digits, but higher-order digits corresponding to the number of possible rotary positions. With m possible rotary positions and n code magnets, this results in a number m n , m>2 possible values instead of the conventional 2 n possible values of the identification code.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Anzahl der möglichen Identifikationscodes bei gleichem oder sogar weniger Aufwand deutlich erhöht wird. Jeder erfindungsgemäß eingesetzte Codemagnet kann mehrere herkömmliche Magnetpole ersetzen. Die Codemagnete können sogar noch enger zueinander angeordnet werden als die herkömmlichen Magnetpole. So lässt sich ein kleiner Formfaktor der Tags trotz mehr Variabilität in den Identifikationscodes erreichen. Es bedeutet zugleich eine entsprechende Verringerung der notwendigen Winkelsensoren und damit der Baugröße, der Komplexität und der Kosten der zugehörigen magnetischen Identifizierungsvorrichtung. Zudem ist die erfindungsgemäße Lösung robuster gegenüber Ausrichtungstoleranzen, und der mögliche Leseabstand vergrößert sich.The invention has the advantage that the number of possible identification codes is significantly increased with the same or even less effort. Each code magnet used according to the invention can replace several conventional magnetic poles. The code magnets can be placed even closer together than the conventional magnetic poles. In this way, a small form factor for the tags can be achieved despite greater variability in the identification codes. At the same time, it means a corresponding reduction in the required angle sensors and thus in the size, complexity and costs of the associated magnetic identification device. In addition, the solution according to the invention is more robust with regard to alignment tolerances, and the possible reading distance increases.
Die bisherigen herkömmlichen Tags müssen vorgefertigt und als unterschiedliche Einzelteile vorgehalten werden, jeweils ein eigenes Tag pro Identifikationscode. Erfindungsgemäß kann hingegen der Endanwender die Kennzeichnungsvorrichtung mit dem benötigten Identifikationscode sehr einfach und kostengünstig vor Ort selbst erzeugen. Somit wird auch die Lagerhaltung deutlich effizienter. Erforderlich sind lediglich untereinander gleiche Codemagnete sowie ein Trägerelement. Neben der einfachen Handhabung senkt dies die Kosten weiter.The previous conventional tags have to be prefabricated and kept as different individual parts, each with its own tag for each identification code. According to the invention, on the other hand, the end user can produce the marking device with the required identification code himself very easily and inexpensively on site. This also makes warehousing much more efficient. All that is required are identical code magnets and a carrier element. In addition to easy handling, this further reduces costs.
Der Codemagnet weist bevorzugt eine quadratische Form auf und/oder ist diametral magnetisiert. Die quadratische Form eignet sich besonders gut zur Anordnung mittels der Halteeinrichtung in mehreren unterschiedlichen, aber fest vorgegebenen Drehstellungen. Diametral magnetisiert bedeutet beispielsweise, dass der Nordpol ähnlich einem klassischen Stabmagneten die obere und der Südpol die untere Hälfte bildet. Prinzipiell könnten die Pole auch in gegenüberliegenden Ecken angeordnet sein, oder es ist eine Magnetisierung in einem verschobenen Zwischenzustand vorgesehen.The code magnet preferably has a square shape and/or is diametrically magnetized. The square shape is particularly suitable for arrangement by means of the holding device in a number of different but fixed rotational positions. Diametrically magnetized means, for example, that the north pole forms the upper half and the south pole forms the lower half, similar to a classic bar magnet. In principle, the poles could also be arranged in opposite corners, or magnetization in a shifted intermediate state is provided.
Die Halteeinrichtung ist bevorzugt als Aufnahme oder Aussparung ausgebildet. Der Codemagnet wird damit zumindest teilweise in dem Trägerelement versenkt angeordnet. Das Trägerelement lässt sich äußerst kostengünstig samt der mindestens einen Aufnahme oder Aussparung herstellen, und durch passende Geometrien sind die Drehstellungen auf einfache Weise vorgebbar.The holding device is preferably designed as a receptacle or recess. The code magnet is thus at least partially sunk into the carrier element. The carrier element can be produced extremely cost-effectively together with the at least one receptacle or recess, and the rotational positions can be specified in a simple manner by means of suitable geometries.
Die Halteeinrichtung ermöglicht vorzugsweise die Anordnung eines Codemagneten bei verschiedenen Drehstellungen in einem festen Winkelraster. Die verschiedenen Drehstellungen sind dann gleichmäßig verteilt, bei m Drehstellungen um jeweils 360°/m versetzt. Es ist zu beachten, dass die Halteeinrichtung nicht notwendigerweise alle Drehstellungen unterstützen muss, sondern vielmehr vorzugsweise ein Bruchteil genügt. Beispielsweise kann ein quadratischer Codemagnet in einer quadratischen Aufnahme von vorneherein in vier unterschiedlichen Drehstellungen untergebracht werden. Um also beispielsweise ein Winkelraster von 22,5° mit sechzehn Drehstellungen zu realisieren, genügen vier verschiedene Orientierungsmöglichkeiten der Aufnahme, um insgesamt 4*4=16 Drehstellungen zu unterstützen.The holding device preferably enables the arrangement of a code magnet in different rotational positions in a fixed angular grid. The various rotational positions are then evenly distributed, with m rotational positions by each offset 360°/m. It should be noted that the holding device does not necessarily have to support all rotational positions, but rather a fraction preferably suffices. For example, a square code magnet can be accommodated in four different rotational positions in a square receptacle from the outset. For example, in order to implement an angular grid of 22.5° with sixteen rotary positions, four different orientation options for the recording are sufficient to support a total of 4*4=16 rotary positions.
Die Halteeinrichtung weist bevorzugt magnetisches Material auf. Das magnetische Material ist beispielsweise an der Rückseite oder am Rand einer Aufnahme angeordnet. Die Codemagnete halten dann aufgrund der Magnetkräfte von selbst in der gewählten Drehstellung. Alternativ kann ein Codemagnet ohne magnetische Kräfte durch ein Verrasten in der Halteeinrichtung oder beispielsweise durch Hineindrücken in eine etwas zu kleine, flexible Aufnahme in der gewählten Drehstellung fixiert sein. Die Aufnahme eines Trägerelements aus Kunststoff darf den Codemagnet in seiner Drehstellung überdecken, kann also als eine Art Tasche ausgebildet sein, der Kunststoff stört die magnetische Identifikation nicht.The holding device preferably has magnetic material. The magnetic material is arranged, for example, on the back or on the edge of a recording. The code magnets then hold themselves in the selected rotary position due to the magnetic forces. Alternatively, a code magnet can be fixed in the selected rotational position without magnetic forces by latching in the holding device or, for example, by pressing into a somewhat too small, flexible receptacle. The inclusion of a carrier element made of plastic may cover the code magnet in its rotary position, so it can be designed as a kind of pocket, the plastic does not interfere with the magnetic identification.
Die Kennzeichnungsvorrichtung weist bevorzugt mehrere Halteeinrichtungen auf. Dadurch kann ein Identifikationscode aus mehreren Codemagneten gebildet werden. Die Halteeinrichtungen sind vorzugsweise untereinander gleich ausgebildet, wobei die Ausbildung für unterschiedliche Codemagnete und/oder eine unterschiedliche Drehstellung beziehungsweise eine unterschiedliche Anzahl Drehstellungen nicht grundsätzlich ausgeschlossen ist. Mehrere Halteeinrichtungen und damit Codemagnete potenzieren die Anzahl möglicher Identifikationscodes. Beispielsweise ermöglichen zwei Codemagnete mit je sechzehn Drehstellungen bereits 16*16=256 verschiedene Identifikationscodes. Dafür wären herkömmlich statt zwei Codemagneten mit 28=256 bereits acht Pole erforderlich.The marking device preferably has a plurality of holding devices. This allows an identification code to be formed from a plurality of code magnets. The holding devices are preferably designed to be identical to one another, with the design for different code magnets and/or a different rotational position or a different number of rotational positions not being ruled out in principle. Several holding devices and thus code magnets increase the number of possible identification codes. For example, two code magnets, each with sixteen rotary positions, already enable 16*16=256 different identification codes. Conventionally, instead of two code magnets with 2 8 =256, eight poles would be required for this.
Die Kennzeichnungsvorrichtung weist bevorzugt mehrere Codemagnete auf. Vorzugsweise ist jeweils genau ein Codemagnet für jede Halteeinrichtung vorgesehen. Die Kombinatorik, mit der sich dadurch eine Vielzahl von Identifikationscodes realisieren lässt, wurde bereits erläutert. Die Codemagneten sind ebenfalls vorzugsweise untereinander gleichartig, wobei grundsätzlich nicht ausgeschlossen ist, beispielsweise unterschiedlich große oder unterschiedlich geformte Codemagnete und entsprechend verschiedene Halteeinrichtungen vorzusehen.The marking device preferably has several code magnets. Precisely one code magnet is preferably provided for each holding device. The combinatorics, with which a large number of identification codes can be realized as a result, has already been explained. The code magnets are also preferably of the same type, whereby it is not ruled out in principle to provide, for example, code magnets of different sizes or different shapes and correspondingly different holding devices.
Vorzugsweise sind zwei Halteeinrichtungen nebeneinander angeordnet. In dieser Ausführungsform sind genau und nicht mindestens zwei Halteeinrichtungen gemeint. Das ermöglicht einen besonders kompakten Aufbau der Kennzeichnungsvorrichtung und der zugehörigen Identifizierungsvorrichtung. Zugleich ist mit zwei Codemagneten und deren unterschiedlichen Drehstellungen für sehr viele Anwendungen eine ausreichende Anzahl verschiedener Identifikationscodes möglich, ohne sich wie herkömmlich auf nur wenige Identifikationscodes beschränken zu müssen.Two holding devices are preferably arranged next to one another. In this embodiment, precisely and not at least two holding devices are meant. This enables a particularly compact design of the marking device and the associated identification device. At the same time, with two code magnets and their different rotational positions, a sufficient number of different identification codes is possible for many applications without having to be limited to just a few identification codes, as is conventional.
Vorzugsweise sind eine Vielzahl von Halteeinrichtungen in einer Reihe, einem Dreieck, einem Rechteck oder einer Matrix angeordnet. Trotz der Vorteile einer Ausführungsform mit genau zwei Halteeinrichtungen beziehungsweise Codemagnete ist die Erfindung darauf nicht beschränkt. Drei oder mehr Halteeinrichtungen beziehungsweise Codemagnete können nebeneinander oder in einem zweidimensionalen Muster angeordnet werden, wobei ein einfaches Muster wie ein Dreieck oder eine Matrix zu bevorzugen ist.Preferably, a plurality of holding devices are arranged in a row, a triangle, a rectangle or a matrix. Despite the advantages of an embodiment with exactly two holding devices or code magnets, the invention is not restricted to this. Three or more holders or code magnets can be arranged side by side or in a two-dimensional pattern, with a simple pattern such as a triangle or a matrix being preferred.
Eine erfindungsgemäße magnetische Identifizierungsvorrichtung dient der Erfassung einer entsprechenden magnetcodierten Kennzeichnungsvorrichtung mit mindestens einem Codemagneten in einer von mindestens drei vorgegebenen unterschiedlichen Drehstellungen. Magnetisch ist die Identifizierungsvorrichtung in dem Sinne, dass sie ein magnetisches Erfassungsprinzip verwendet. Besonders bevorzugt ist die erfindungsgemäße Identifizierungsvorrichtung zur Erfassung einer erfindungsgemäßen magnetcodierten Kennzeichnungsvorrichtung ausgebildet. Die Identifizierungsvorrichtung weist mindestens einen Winkelsensor zur Erfassung der Drehstellung eines Codemagneten sowie eine Steuer- und Auswertungseinheit zum Auswerten der Drehstellungen auf. Der Winkelsensor verwendet dafür ein magnetisches Sensorprinzip, beispielsweise den Hall-Effekt. Die magnetische Winkelerfassung und die Auswertung von Signalen entsprechender Magnetsensoren ist an sich bekannt. Nur erfindungsgemäß wird diese Information jedoch zur Identifikation eingesetzt, indem die Steuer- und Auswertungseinheit aus den Drehstellungen einen Identifikationscode bestimmt.A magnetic identification device according to the invention is used to detect a corresponding magnetically coded identification device with at least one code magnet in one of at least three predetermined different rotational positions. The identification device is magnetic in the sense that it uses a magnetic detection principle. The identification device according to the invention is particularly preferably designed to detect a magnetically coded identification device according to the invention. The identification device has at least one angle sensor for detecting the rotary position of a code magnet and a control and evaluation unit for evaluating the rotary positions. The angle sensor uses a magnetic sensor principle for this, for example the Hall effect. Magnetic angle detection and the evaluation of signals from corresponding magnetic sensors is known per se. Only according to the invention, however, is this information used for identification, in that the control and evaluation unit determines an identification code from the rotary positions.
Die Identifizierungsvorrichtung weist bevorzugt mehrere Winkelsensoren zur Erfassung der Drehstellung jeweils eines Codemagneten auf. Die Anordnung der Winkelsensoren entspricht vorzugsweise derjenigen der Halteeinrichtungen beziehungsweise Codemagneten der magnetcodierten Kennzeichnungsvorrichtung. Mit mehreren Winkelsensoren können die Drehstellungen mehrerer Codemagnete ausgewertet werden. Die Steuer- und Auswertungseinheit ist dafür ausgebildet, die jeweiligen Drehstellungen sozusagen als Ziffern des Identifikationscodes aufzufassen und durch geeignete Kombinatorik den Identifikationscode zu bestimmen.The identification device preferably has a plurality of angle sensors for detecting the rotational position of a code magnet in each case. The arrangement of the angle sensors preferably corresponds to that of the holding devices or code magnets of the magnetically coded marking device. The rotational positions of several code magnets can be evaluated with several angle sensors. The control and evaluation unit is designed to interpret the respective rotational positions as numbers of the identification code, so to speak, and by appropiate Nete combinatorics to determine the identification code.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erzeugen einer magnetcodierten Kennzeichnungsvorrichtung dient insbesondere der Erzeugung einer erfindungsgemäßen magnetcodierten Kennzeichnungsvorrichtung. An einem Trägerelement mit mindestens einer Halteeinrichtung wird mittels der Halteeinrichtung ein Codemagnet in einer von mindestens drei durch die Halteeinrichtung vorgegebenen möglichen, unterschiedlichen Drehstellungen angeordnet, und dies in der Weise, dass die Drehstellung einen gewünschten Identifikationscode repräsentiert. Mit anderen Worten wird einfach ein Codemagnet in passender Drehstellung entsprechend dem gewünschten Identifikationscode an der Halteeinrichtung angeordnet. Damit kann eine Kennzeichnungsvorrichtung ganz rasch bei Bedarf vor Ort und vorzugsweise ganz werkzeuglos erzeugt werden, oder es wird alternativ die Drehstellung verändert, um die Kennzeichnungsvorrichtung anzupassen. Dies ist viel einfacher und kostengünstiger, als wie herkömmlich ab Werk magnetisierte Tags mit einem passenden fixen Identifikationscode bestellen oder lagern zu müssen. Es werden lediglich zwei Typen Material benötigt, nämlich das Trägerelement und einfache Permanentmagneten für die Codemagnete.The method according to the invention for producing a magnetically coded marking device serves in particular to produce a magnetically coded marking device according to the invention. A code magnet is arranged on a carrier element with at least one holding device by means of the holding device in one of at least three possible different rotary positions predetermined by the holding device, and this in such a way that the rotary position represents a desired identification code. In other words, a code magnet is simply arranged on the holding device in a suitable rotational position corresponding to the desired identification code. A marking device can thus be produced very quickly on site if required and preferably without any tools, or alternatively the rotational position is changed in order to adapt the marking device. This is much easier and cheaper than having to order or store magnetized tags ex works with a suitable fixed identification code, as is usually the case. Only two types of material are required, namely the carrier element and simple permanent magnets for the code magnets.
Das Trägerelement weist bevorzugt mehrere Halteeinrichtungen auf, und es wird jeweils mittels der Halteeinrichtungen höchstens ein Codemagnet in einer von mindestens drei durch die Halteeinrichtung vorgegebenen möglichen, unterschiedlichen Drehstellungen angeordnet, so dass die Drehstellungen gemeinsam einen gewünschten Identifikationscode repräsentieren. Auf diese Weise wird eine wesentlich größere Anzahl möglicher Identifikationscodes zugänglich. Es genügt, mehrere Codemagnete des vorzugsweise gleichen Typs vorzuhalten und sie in den passenden Drehstellungen in den Halteeinrichtungen anzuordnen. Die Drehstellungen ergeben dann gemeinsam den gewünschten Identifikationscode. Vorzugsweise sind leere Halteeinrichtungen nicht zulässig, es ist demnach in jede Halteeinrichtung genau ein Codemagnet anzuordnen. Jeder Winkelsensor der zugehörigen magnetischen Identifizierungsvorrichtung findet dann wie erwartet einen Codemagneten vor. Alternativ ist vorstellbar, dass die Identifizierungsvorrichtung fehlende Codemagneten erkennt und ignoriert, so dass dann die Anzahl möglicher Identifikationscodes um eine Ziffer reduziert ist. Grundsätzlich kann der Zustand „kein Codemagnet“ sogar als eine weitere Drehstellung interpretiert werden.The carrier element preferably has a plurality of holding devices, and at most one code magnet is arranged by means of the holding devices in one of at least three possible different rotary positions predetermined by the holding device, so that the rotary positions together represent a desired identification code. In this way, a significantly larger number of possible identification codes is accessible. It is sufficient to keep several code magnets, preferably of the same type, and to arrange them in the appropriate rotational positions in the holding devices. The rotary positions then together result in the desired identification code. Empty holding devices are preferably not permitted, so exactly one code magnet must be arranged in each holding device. Each angle sensor of the associated magnetic identification device then finds a code magnet, as expected. Alternatively, it is conceivable that the identification device recognizes missing code magnets and ignores them, so that the number of possible identification codes is then reduced by one digit. In principle, the status "no code magnet" can even be interpreted as another rotary position.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile beispielhaft anhand von Ausführungsformen und unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Die Abbildungen der Zeichnung zeigen in:
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1 eine schematische Darstellung eines magnetischen Identifikationssensors mit einem zu erfassenden magnetcodierten Tag; -
2 eine schematische Darstellung einer Aufnahme für einen Codemagneten in verschiedenen, aber fest vorgegebenen möglichen Drehstellungen; -
3 eine Darstellung möglicher Drehstellungen eines Codemagneten bei beispielhafter Vorgabe eines 22,5°;Winkelrasters von -
4 eine schematische Darstellung eines magnetcodierten Tags mit zwei noch leeren Aufnahmen gemäß2 für jeweils einen Codemagneten; -
5 eine schematische Darstellung ähnlich4 nun mit mehr als zwei Aufnahmen in einer Reihe; und -
6 eine schematische Darstellung ähnlich4 nun mit vier Aufnahmen in einer Matrixanordnung.
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1 a schematic representation of a magnetic identification sensor with a magnetically coded tag to be detected; -
2 a schematic representation of a recording for a code magnet in different but fixed possible rotational positions; -
3 a representation of possible rotational positions of a code magnet with an exemplary specification of an angular grid of 22.5°; -
4 a schematic representation of a magnetically coded tag with two still empty recordings according to FIG2 for one code magnet each; -
5 a schematic representation similar4 now with more than two shots in a row; and -
6 a schematic representation similar4 now with four recordings in a matrix arrangement.
Der Identifikationssensor 10 weist einen oder mehrere, in diesem Beispiel n=2 magnetische Winkelsensoren 16a-b auf, die vorzugsweise jeweils einen Vollwinkel von 360° absolut erfassen können. Jeder der Winkelsensoren 16a-b wiederum weist einen oder mehrere Magnetsensoren auf, beispielsweise Hall-Hallsensoren. Die magnetische Erfassung einer Dreh- oder Winkelstellung ist an sich bekannt und wird daher nicht weiter erläutert.The
Eine Steuer- und Auswertungseinheit 18 ist mit den Winkelsensoren 16a-b verbunden, um die erfassten Drehstellungen auszuwerten. Je nach Ausführungsform werden von den Winkelsensoren 16a-b fertige Drehstellungen, Rohsignale oder eine Zwischenform davon übergeben, d.h. die Auswertungsfunktionalität zum Erfassen von Drehstellungen kann beliebig über Steuer- und Auswertungseinheit 18 und Winkelsensoren 16a-b verteilt sein. Aus den Drehstellungen bestimmt die Steuer- und Auswertungseinheit 18 in einer noch zu erläuternden Weise den Identifikationscode des Tags 12. Der Identifikationscode wird an einer Schnittstelle 20 ausgegeben. Es ist mindestens eine zusätzliche Schnittstelle 22 zur Parametrierung des Identifikationssensor 10 oder beispielsweise als Schaltausgang zur Ausgabe eines binären Anwesenheitssignals eines Objekts 14 bei Erfassung eines Tags 12 möglich. Die Schnittstelle 20 und/oder weitere Schnittstelle 22 kann nach einem beliebigen Schnittstellenstandard ausgebildet sein, insbesondere IO-Link.A control and
Das Tag 12 andererseits weist mehrere Codemagnete 24a-b, vorzugsweise Permanentmagnete, in unterschiedlichen Drehstellungen auf. Vorzugsweise passen Identifikationssensor 10 und Tag 12 zumindest in der Weise zueinander, dass eine gleiche Anzahl n, im dargestellten Beispiel n=2, Winkelsensoren 16a-b und Codemagnete 24a-b vorhanden sind, und zwar nochmals bevorzugt in gleicher Anordnung und insbesondere gleichem Abstand untereinander.The
Die jeweilige Drehstellung der Codemagnete 24a-b wird von den Winkelsensoren 16a-b erfasst. Es ist nur eine begrenzte Anzahl m an Drehstellungen möglich, und diese werden als m diskrete Zustände aufgefasst. Jeder Codemagnet 24a-b repräsentiert gleichsam eine Ziffer des Identifikationscodes, mit einem Wertebereich 0... (m-1). Bei zwei Ziffern wie dargestellt sind damit insgesamt m2 Identifikationscodes unterscheidbar.The respective rotational position of the code magnets 24a-b is detected by the
Die quadratische Form der Codemagnete 24 und die Geometrie der Aufnahme 26 gemäß
Eine andere Formgebung der Codemagnete 24 und dementsprechend der Aufnahme 26 ist ebenfalls denkbar, auch daraus ergeben sich andere Drehstellungen beziehungsweise eine andere Anzahl Drehstellungen. So wären beispielsweise stabförmige, drei- oder vieleckige Codemagnete 24 mit entsprechend sternförmigen Aufnahmen 26 vorstellbar.A different shape of the
Die Trägerplatte 30 ist beispielsweise aus Kunststoff hergestellt und kann bedruckt werden, insbesondere mit Anweisungen oder Hilfestellungen, wie Codemagnete 24 anzuordnen sind, um einen bestimmten Identifikationscode zu erzeugen. Beispielsweise könnten die Zacken der rechten Aufnahme 26b mit 0... 15 und entsprechend der linken Aufnahme 26a mit 0..15 *16 beschriftet werden, und der Codemagnet 24 trägt einen Pfeil etwa Richtung Nordpol, um die Orientierung zu verdeutlichen.The
Herkömmlich war es erforderlich, ein Tag mit dem gewünschten Identifikationscode eigens zu bestellen oder auf Lager zu halten, da die Magnetisierung schon werkseitig erfolgen muss. Ein erfindungsgemäßes Tag 12 mit einem gewünschten Identifikationscode dagegen lässt sich auf besonders einfache und flexible Weise herstellen oder anpassen. Es sind dafür lediglich eine Trägerplatte 30 und n Codemagnete 24 erforderlich, wobei letztere sehr kostengünstige Gleichteile sind und insgesamt statt einer aufwändigen Magnetisierungsvorrichtung nur zwei Arten von äußerst einfachen Bauteilen benötigt werden. Der Anwender erzeugt sich den benötigten Identifikationscode, indem die Codemagnete 24 in passender, dem Identifikationscode entsprechender Drehstellung in die Aufnahmen 26 eingesetzt werden.Traditionally, it was necessary to order a tag with the desired identification code or to keep it in stock, since the magnetization had to be done at the factory. In contrast, a
Claims (12)
Priority Applications (1)
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