DE19851473A1 - Verfahren zur Kodierung von mechanisch verbindbaren Teilen - Google Patents

Abstract

Für ein Verfahren zur Kodierung von mechanisch verbindbaren Teilen, wobei an den zu verbindenden Teilen elektrische Steckverbinder angeordnet sind, die bei Zusammenfügen der Teile miteinander kontaktieren, wird vorgeschlagen, in einem der Steckverbinder eine Kodiereinrichtung vorzusehen, den anderen Steckverbinder mit einer elektronischen Schaltung zu verbinden, wobei beim Zusammenfügen der beiden Steckverbinder ein Signal der elektronischen Schaltung über den einen Steckverbinder zum anderen Steckverbinder übertragen und der Kodiereinrichtung zugeleitet wird, und davon abhängig, ein Signal mittels der Kodiereinrichtung erzeugt, das an die elektronische Schaltung weitergeleitet wird, wobei durch das Signal in der elektronischen Schaltung ein Ausgangssignal generiert wird, und wobei das Ausgangssignal zur Erkennung des angefügten Teiles dient.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kodierung von mechanisch verbind­ baren Teilen, wobei an den zu verbindenden Teilen elektrische Steckverbin­ der angeordnet sind, die beim Zusammenfügen der Teile miteinander kon­ taktieren, sowie einen Steckverbinder zur Anwendung dieses Verfahrens.

Bei Werkzeugmaschinen werden unterschiedliche Werkzeuge zur Bearbei­ tung eines Werkstückes benötigt. Dabei ist sicherzustellen, daß diese Werkzeuge entsprechend dem jeweiligen Arbeitsgang korrekt eingesetzt werden.

Es sind mechanische Kodierungen, z. B. mittels Paßstiften bekannt, die durch ihre Abmessungen bedingt, keine große Anzahl von Kodierungsmög­ lichkeiten zulassen. Werden jedoch eine Vielzahl von verschiedenen Ko­ diermöglichkeiten benötigt, versagen derartige mechanisch kodierte Syste­ me.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kodierung von mechanisch verbindbaren Teilen aufzuzeigen, das auf einfache Art und Weise ermöglicht, mechanische Teile in beliebiger Anzahl durch eine un­ verwechselbare Kodierung kenntlich zu machen.

Diese Aufgabe wird bei mechanisch verbindbaren Teilen, die mit einer kop­ pelbaren elektrischen Steckverbindung versehen sind, dadurch gelöst, daß in einem der Steckverbinder eine Kodiereinrichtung vorgesehen ist, daß der andere Steckverbinder mit einer elektronischen Schaltung verbunden ist, daß beim Zusammenfügen der beiden Steckverbinder ein Signal der elek­ tronischen Schaltung über den einen Steckverbinder zum anderen Steck­ verbinder übertragen und der Kodiereinrichtung zugeleitet wird, und davon abhängig, ein Signal mittels der Kodiereinrichtung erzeugt, das an die elek­ trische Schaltung weitergeleitet wird, daß durch das Signal in der elektroni­ schen Schaltung ein Ausgangssignal generiert wird, und daß das Aus­ gangssignal zur Erkennung des angefügten mechanischen Teiles dient.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, daß auf einfache Art und Weise die Möglichkeit besteht, für mechanisch zu verbin­ dende Teile nahezu beliebig viele Kodierungen zu erstellen, die sicher ko­ diert und entsprechend dekodiert werden können.

Ein weiterer Vorteil ist, daß eine Steuereinheit die Prüfung des entsprechen­ den Kodiersignals und damit des Werkzeuges vornimmt und bei einem Fehler, dieses zurückweist, bzw. einen Fehlalarm auslöst.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Steckverbinder für eine Steckverbindung zur Anwendung dieses Verfahrens auszubilden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Steckverbinder mit einer Ko­ diervorrichtung versehen ist, daß die Kodiereinrichtung elektronische Bau­ elemente enthält, die in einem Kodiermodul aufgenommen sind, das als quaderförmiges, gekapseltes Modulgehäuse ausgebildet und an seiner Un­ terseite mit elektrischen Anschlüssen versehen ist, die mit Kontaktstiften des Steckverbinders verbunden sind, und daß das Kodiermodul in den Steck­ verbinder eingefügt ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 3 bis 6 ange­ geben.

Von Vorteil ist, daß das Kodiermodul, je nach technischem Anspruch, ver­ schiedenartige elektronische Bauelemente enthalten kann, die auf unter­ schiedliche Art eine Kodierung, wie auch Dekodierung der mechanisch ver­ bindbaren Teile ermöglicht, und zusätzlich durch die einfache Austausch­ barkeit der Kodiermodule die Flexibilität des Kodiersystems hervorhebt. Ein nicht unwesentlicher Vorteil liegt abschließend in der Einsparung enor­ mer Kosten, die durch ein falsch gewähltes Werkzeug entstehen können.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine flexible und beliebig hohe Anzahl von Kodiermöglichkeiten für die verschiedensten mechanisch verbindbare Teile in der industriellen Anwendung geschaffen, die sicher kodiert und ent­ sprechend wieder dekodiert werden können.

Die Kodierung kann durch verschiedene in der Elektronik bekannte Bauteile erfolgen, wie durch Mikroprozessorsysteme, durch programmierbare Spei­ cherbausteine, durch induktive Bauelemente, sowie über Lasersysteme. Die Dekodierung erfolgt durch ein übergeordnetes System, z. B. durch die Steuereinheit eines Werkzeugautomaten, der mit den entsprechenden Da­ ten seiner einzelnen Werkzeuge programmiert ist und beim Ankoppeln der Steckverbindungen das Werkzeug auf seine Identität überprüft, und erst bei einer Bestätigung, aufgrund der richtigen Kodierung, die entsprechenden Arbeitsschritte mit dem Werkzeug realisiert. Bei einer fehlerhaften oder un­ bekannten Kodierung, weist der Automat das Werkzeug zurück und gibt eine Fehlermeldung aus. Dadurch können wesentliche Kosten eingespart wer­ den, die durch ein falsches oder falsch positioniertes Werkzeug entstehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wir im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Ein Blockschaltbild des Verfahrens zur Kodierung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Kodiermoduls vor dem Ein­ setzen in einen Steckverbinder,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines modifizierten Kodiermoduls vor dem Einsetzen in einen Steckverbinder,

Fig. 4a eine Darstellung einer möglichen Verbindung zwischen einer Werkzeugmaschine und einem Werkzeug, und

Fig. 4b eine Variante einer Verbindung zwischen einer Werkzeugma­ schine und einem Werkzeug.

Die Erfindung geht davon aus, daß Maschinen zur Bearbeitung von Werk­ stücken mit unterschiedlichen Werkzeugen versehen werden. Dabei ist si­ cherzustellen, daß für jeden Arbeitsgang das richtige Werkzeug verwendet wird. Die Werkzeuge werden dazu mechanisch mit der Werkzeugmaschine verbunden, wobei gleichzeitig auch eine elektrische Steckverbindung ange­ koppelt wird, bestehend aus einem Steckverbinder an der Werkzeugmaschi­ ne und einem komplementären Steckverbinder am Werkzeug.

In der Fig. 1 ist ein Blockschaltbild dargestellt, an Hand dessen ein Verfah­ ren zur Kodierung von mechanisch verbindbaren Teilen näher erläutert wird. Dabei wird von einer elektronischen Schaltung 9 einer Steuereinheit 10 ein Signal S1 über einen Steckverbinder 2 an einen Steckverbinder 1 eines Werkzeuges übergeben und löst in einem Kodiermodul 3 ein kodiertes Si­ gnal S2 aus, das wieder über den Steckverbinder 2 an die elektronische Schaltung 9 übergeben wird.

In der elektronischen Schaltung 9 sind die Kodes für die benötigten Werk­ zeuge der Werkzeugmaschine hinterlegt. Abhängig vom kodierten Signal S2 wird das Werkzeug identifiziert und eine Meldung als Signal S3 an die Steuereinheit 10 übergeben.

Ist ein richtiger Kode für das Werkzeug erkannt worden, so bedeutet das Si­ gnal S3, daß die weiteren Arbeitsschritte von der Steuereinheit 10 ausge­ löst werden können.

Wird ein Kode als nicht korrekt oder unbekannt eingestuft, bedeutet das Si­ gnal S3, daß die Steuereinheit 10 ein Fehlersignal ausgibt und ein Stopp der weiteren Arbeitsschritte der Werkzeugmaschine veranlaßt.

In der Fig. 2 ist ein Steckverbinder 1 gezeigt, der an einem beliebigen Werkzeug angebracht ist, wobei der hier nicht gezeigte komplementäre Steckverbinder 2 mit der Werkzeugmaschine verbunden ist. Der Steckver­ binder wird aus einem Modulrahmen 11 gebildet, der verschiedene Steck­ module 8' aufnimmt. In eines dieser Steckmodule wird das im Modulgehäu­ se 3 implementierte Kodiermodul eingesetzt. Das Modulgehäuse, in dem die elektronischen Bauelemente gekapselt untergebracht sind, weist eine qua­ dratische oder auch rechteckige; allseitig geschlossene Form auf und ist an seiner unteren Seite mit elektrischen Anschlüssen 4 versehen. Die elektri­ schen Anschlüsse sind vorzugsweise starr mit den für das Steckmodul 8 vorgesehenen Kontaktstiften 5 verbunden, wobei diese mit Rastelementen versehen sind, die wiederum in den vorgesehenen Öffnungen der Steckmo­ dule einrasten, so daß eine elektrische wie auch mechanische Verbindung mit dem Steckverbinder sichergestellt ist.

Die für die Signalübertragung notwendige elektrische Verbindung von den Kontaktstiften 5 des Kodiermodulgehäuses 3 im Steckverbinder 1 zu ei­ nem weiteren Steckmodul 8' und damit zum komplementären Steckverbin­ der 2 ist über eine - hier nicht weiter gezeigte - rückseitige Verdrahtung der Steckmodule 8 und 8' des Steckverbinders 1 vorgesehen.

In der Fig. 3 ist ein modifiziertes Modulgehäuse 3 gezeigt, das im We­ sentlichen identisch mit Fig. 2 ist, jedoch an der oberen Modulgehäusesei­ te angeordnete Kodierschalter in Form von Miniaturschaltern 6 aufweist, die eine einfache Programmierung einer Kodierung ohne großen elektronischen Aufwand ermöglichen. Die Miniaturschalter sind vorzugsweise mit einem rastbaren Deckel 7 so abgedeckt, daß ein versehentliches Verstellen der Miniaturschalter verhindert wird.

Die Fig. 4a zeigt eine mögliche Verbindung einer Werkzeugmaschine WM mit einem Werkzeug W. Dabei wird die Werkzeugmaschine mit ihrer Steu­ ereinheit 10 über eine Verbindungsleitung VL mit dem Werkzeug W mittels der Steckverbinder 1 und 2 miteinander verbunden.

Die Fig. 4b zeigt eine Variante, bei der das Werkzeug W auf einem Werk­ zeugwagen WW aufgebracht ist und über die Steckverbinder 1 und 2 und einem Andocksystem AS mit der Werkzeugmaschine WM - in der sich die Steuereinheit 10 befindet - kontaktiert wird.

Claims (6)

1. Verfahren zur Kodierung von mechanisch verbindbaren Teilen, wobei an den zu verbindenden Teilen elektrische Steckverbinder (1, 2) angeord­ net sind, die beim Zusammenfügen der Teile miteinander kontaktieren, dadurch gekennzeichnet,
daß in einem der Steckverbinder (1) eine Kodiereinrichtung (3) vorgese­ hen ist,
daß der andere Steckverbinder (2) mit einer elektronischen Schaltung (9) verbunden ist,
daß beim Zusammenfügen der beiden Steckverbinder ein Signal (S1) der elektronischen Schaltung (9) über den Steckverbinder (2) zum Steckverbinder (1) übertragen und der Kodiereinrichtung (3) zugeleitet wird, und davon abhängig, ein Signal (S2) mittels der Kodiereinrichtung erzeugt, das an die elektronische Schaltung (9) weitergeleitet wird, daß durch das Signal (S2) in der elektronischen Schaltung (9) ein Aus­ gangssignal (S3) generiert wird, und
daß das Ausgangssignal (S3) zur Erkennung der angefügten mechani­ schen Teile dient.

2. Steckverbinder für eine Steckverbindung zur Anwendung des Verfah­ rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Steckverbinder (1) mit einer Kodiervorrichtung (3) versehen ist, daß die Kodiereinrichtung elektronische Bauelemente enthält, die in ei­ nem Kodiermodul (3) aufgenommen sind, das als quaderförmiges, ge­ kapseltes Modulgehäuse ausgebildet und an seiner Unterseite mit elek­ trischen Anschlüssen (4) versehen ist, die mit Kontaktstiften (5) des Steckverbinders (1) verbunden sind, und
daß das Kodiermodul (3) in den Steckverbinder eingefügt ist.

3. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (4) des Kodiermoduls (3) starr mit den Kontaktstiften (5) des Steckverbinders (1) verbunden sind, und daß die Kontaktstifte (5) in Aufnahmeöffnungen des Isolierkörpers des Steckverbinders (1) eingerastet sind.

4. Steckverbinder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Bauelemente in dem Modulgehäuse vergossen sind.

5. Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kodiermodul (3) mit elektrischen Bauelementen und Miniatur­ schaltern (6) versehen ist, mit denen ein Kodesignal einstellbar ist.

6. Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Miniaturschalter (6) mit einer Abdeckung (7) versehen sind.