DE19951233A1

DE19951233A1 - CNC-Maschine mit einem Handbediengerät

Info

Publication number: DE19951233A1
Application number: DE19951233A
Authority: DE
Inventors: Johannes Brinkmann
Original assignee: TRIPOLS UNION FORMENBAU GmbH
Current assignee: TRIPOLS UNION FORMENBAU GmbH
Priority date: 1998-11-23
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2000-05-31
Also published as: DE29820896U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine CNC-Maschine mit einem Handbediengerät zum Steuern und Bedienen der CNC-Maschine, wobei das Handbediengerät als funkferngesteuertes Handbediengerät ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine CNC-Maschine mit einem Handbediengerät zum Steuern und Bedienen der CNC-Maschine.

Werkzeugmaschinen und speziell NC-gesteuerte Werkzeug maschinen (spanend und nichtspanend) wie auch Fertigungs straßen werden für den Einricht-Betrieb mit Handbediengerä ten ausgerüstet. Bei dem Einricht-Betrieb wird das Werk stück eingespannt, ausgerichtet, oder es wird ein Probelauf durchgeführt.

Weiterhin können auf achsangetriebenen Meßmaschinen Werkstücke mit Handbediengeräten eingerichtet und vermessen werden.

Die zum Stand der Technik gehörenden Handbediengeräte sind über einen Kabelstrang mit der Werkzeugmaschinensteue rung (CNC) verbunden für die Energiezuführung und den Da tenaustausch.

Diese zum Stand der Technik gehörenden Handbedienge räte haben den Nachteil, daß bei der Steuerung der CNC-Ma schine beim Mitführen des Handbediengerätes auch immer der Kabelstrang mitgeführt werden muß, wodurch das Handbedien gerät sehr unhandlich wird.

Der Bewegungsradius mit dem zum Stand der Technik ge hörenden Handbediengerät ist sehr eingeschränkt. Häufig kann man nicht um die gesamte CNC-Maschine herumlaufen, um beispielsweise das Einrichten eines Werkzeuges von allen Seiten überprüfen zu können.

Darüber hinaus ist vor allen Dingen der Kabelstrang einem sehr starken Verschleiß ausgesetzt, da gerade bei spanend arbeitenden CNC-Werkzeugmaschinen heiße Späne auf den Boden fallen, über den der Kabelstrang gezogen wird. Die erhitzten Späne fallen auch direkt auf den Kabelstrang, so daß die Isolierung und die Kabel stark beschädigt wer den, und der Kabelstrang häufig ausgetauscht werden muß.

Darüber hinaus weisen die zum Stand der Technik gehö renden Handbediengeräte ein sehr hohes Gewicht auf, einer seits durch das Eigengewicht und andererseits durch den an dem Handbediengerät befestigten Kabelstrang.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, eine CNC-Maschine mit einem Handbediengerät anzugeben, bei dem das Handbediengerät leicht und über ei nen großen Radius mitgeführt werden kann, bei dem kein oder kaum Verschleiß auftritt und das einfach gehandhabt werden kann.

Dieses technische Problem wird durch die CNC-Maschine mit den Merkmalen gemäß dem Anspruch 1 gelöst.

Dadurch, daß das Handbediengerät als funkferngesteuer tes Handbediengerät ausgebildet ist, hat die Bedienperson die Möglichkeit, sich frei im Raum zu bewegen und die CNC- Maschine dennoch zu steuern.

Die Bedienperson ist nicht durch einen Kabelstrang be hindert. Sie kann beispielsweise zum Ausrichten eines Werk stückes um die gesamte CNC-Maschine herumlaufen.

Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße CNC-Maschine mit dem funkferngesteuerten Handbediengerät den Vorteil auf, daß sie in bezug auf das Handbediengerät sehr ver schleißarm ist. Es fallen keine Späne oder dergleichen auf das Handbediengerät oder auf einen Kabelstrang, so daß die Funktionalität des Handbediengerätes sehr lange erhalten bleibt.

Die erfindungsgemäße CNC-Maschine mit dem funkfernge steuerten Handbediengerät ist derart ausgebildet, daß das Handbediengerät mindestens eine Sendeeinheit aufweist. Die CNC-Steuerung der Maschine weist eine Empfängereinheit auf.

Vorteilhaft weist das Handbediengerät zusätzlich eine Empfängereinheit auf, damit auch Daten der Maschinensteue rung am Handbediengerät ablesbar sind. Hierzu ist auch eine Sendeeinheit an der Steuerung der CNC-Maschine erforder lich.

Um etwaige Störungen und deren Auswirkungen entweder extern durch die Umgebung oder intern durch Fehler im Hand bediengerät zu unterbinden, erfolgt der Informationsfluß erfindungsgemäß nur mit Hilfe einer Freigabeelektronik, die unabhängig von der eigentlichen Übertragungselektronik funktioniert.

Um gegenüber anderen Anlagen die Übertragungssicher heit zu gewährleisten, sind die Steuerbefehle der Sendeein heit des Handbediengerätes und vorteilhaft der Sendeeinheit der CNC-Steuerung vorzugsweise codiert, damit andere Anla gen keine Befehlsausführungen des Empfängers bewirken.

Erfindungsgemäß ist wenigstens ein Schalter im Handbe diengerät für einen Not-Aus-Befehl vorgesehen. Vorteilhaft sind mehrere derartige Schalter vorhanden. In der Empfän gereinheit der CNC-Steuerung sind entsprechende Sicher heitsrelais, ebenfalls vorteilhaft mehrfach gesichert, vor handen, die im Bedarfsfall auf den Hauptstromkreis der Werkzeugmaschine einwirken.

Diese Relais reagieren vorteilhaft bei jeglicher Art von Störung, also auch bei Störungen, die nicht unmittelbar aktiv durch das Betätigen des wenigstens einen Not-Aus- Schalters erfolgen.

Gemäß der Erfindung wird ein geeignetes Frequenzband gewählt, welches ein Optimum an Übertragungssicherheit ge währleistet, beispielsweise ein 70-cm-Band (HF-Bereich).

Die Freigabeelektronik erfüllt den Zweck, daß im Be trieb von mehreren Anlagen bei Vertauschung zweier Hand bedienungen nicht die falsche Werkzeugmaschine reagiert. Hierfür eignet sich eine Infrarot-Freigabe, die im Bereich von 360° aktiv ist und damit den Maschinenbediener nicht behindert.

Zwei unabhängig voneinander arbeitende Controller mit programmierten EPROM's (Erasable programmable Read-Only Memory) können die genannten Forderungen erfüllen. Zum ei nen können sie die Aktiveingabe durch den Bediener und zum anderen die Not-Aus- und Störungsfunktionen betätigen.

Die Controller gewähren darüber hinaus ein individuell auf die Werkzeugmaschine abstimmbares Handbediengerät, so daß das Handbediengerät universell ausgeführt sein kann.

Die Energiezuführung erfolgt erfindungsgemäß mit han delsüblichen Akkumulatoren, wobei vorteilhaft Lithium- Ionenakkumulatoren aus Gewichts- und Platzgründen verwendet werden.

Je nach Werkzeugmaschine ist eine unterschiedliche An zahl von Signalen zu übertragen, und zwar analog-er und/oder digitaler Art.

An digitalen Eingängen ist für Fräsmaschinen bei spielsweise die Tastatur des Bedienfeldes, das heißt die Achsanwahl in digitaler Art vorgesehen. Die Potentiometer der Drehzahl- und Vorschubregler sind in analoger Art vor gesehen. Ein Handrad stellt einen Inkremental-Drehgeber dar. Für eine graphische Darstellung von verschiedenen Fer tigungsparametern der Werkzeugmaschine sind vorteilhaft acht digitale Eingänge im Handbediengerät vorgesehen.

Für die Taster sind vorzugsweise 16 digitale Ausgänge vorgesehen, welche frei belegbar sind.

Es können für die Potentiometer zwei analoge Eingänge vorgesehen sein. Für die Zählsignale des Handrades sind zwei Kanäle belegbar.

Als Schnittstelle für die Anbindung an die verschie denen CNC-Maschinen der Hersteller ist ein Profibus oder Interbus vorgesehen.

Das Gehäuse ist erfindungsgemäß aus Aluminium oder stoßfestem Kunststoff ausgebildet, um zum einen ein robu stes und zum anderen ein gewichtsmäßig leichtes Handbedien gerät auszubilden.

Das Handbediengerät ist derart gestaltet, daß es so wohl für Rechts- als auch für Linkshänder in einfacher Art und Weise bedienbar ist.

Auf der Unterseite des Handbediengerätes befindet sich vorteilhaft eine Gummierung, die ein Rutschen und Scheuern des Handbediengerätes verhindert. Zum anderen kann an dem Handbediengerät ein Magnet vorgesehen sein, der bei ferro magnetischen Bearbeitungswerkstücken das leichte Ablegen beispielsweise auch in der Vertikalen ermöglicht. Vorzugs weise sind an den vier Ecken des Handbediengerätes kleine Magnete vorgesehen.

Der Gehäusemantel des Handbediengerätes am Display ist zur Waagerechten mit einem Winkel versehen, um das Ablesen zu erleichtern.

Die Bedienseite des Handbediengerätes kann als Stoß schutz Schutzbügel aufweisen. Die Tasten können mit einer Kunststoffolie überzogen sein.

Weitere Einzelheiten können den Unteransprüchen ent nommen werden.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er findung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines Datentransfers;

Fig. 2 ein Handbediengerät in Draufsicht;

Fig. 3 ein Handbediengerät in Seitenansicht;

Fig. 4 ein geändertes Ausführungsbeispiel in Draufsicht.

Fig. 1 zeigt eine CNC-Maschine (1) mit einer Steuerung (2). Die Steuerung (2) wird von einem Handbediengerät (3) betätigt, welches funkferngesteuert einen Daten-- und Si gnalaustausch mit der Steuerung (2) vornimmt. Hierzu weisen das Handbediengerät (3) und die Steuerung (2) jeweils eine Sende- und Empfangseinheit (13, 14) auf.

Gemäß Fig. 2 weist das Handbediengerät (3) ein Anzei genfeld (4) auf, auf dem Daten der CNC-Steuerung ablesbar sind.

Das Handbediengerät (3) weist darüber hinaus zwei Po tentiometer (5, 6) auf. Das Potentiometer (5) ist für die Spindeldrehzahl und das Potentiometer (6) für die Vorschub geschwindigkeitseinstellung vorgesehen.

In dem Handbediengerät (3) sind mechanische Druck schalter (7, 8) vorgesehen, die gewährleisten, daß die Be dienperson nur im sogenannten "Zwei-Hand-Betrieb" die Werk zeugmaschine verfahren kann.

Weiterhin ist eine Schaltereinheit (9) vorgesehen. Die Schalter der Schaltereinheit (9) sind frei belegbar für spezielle auszufuhrende Fertigungsbefehle, wie beispiels weise Bohrzyklen.

Das Handbediengerät (3) weist darüber hinaus Dreh knöpfe (10, 11) auf. Der Drehknopf (10) ist für die Achsan wahl der Werkzeugmaschine vorgesehen. Der Drehknopf (11) dient der Voreinstellung der durch verschiedene Multiplika tionsfaktoren verschiedenen Bewegungsgeschwindigkeiten und Positionssprünge.

Weiterhin ist ein Handrad (12) vorgesehen, mit dem ebenfalls Steuerungsfunktionen ausführbar sind.

Gemäß Fig. 3 weist ein Gehäuse (18) des Handbedien gerätes (3) an einer Unterseite eine Gummierung (15) auf, um das Handbediengerät (3) rutschfest abzulegen.

Darüber hinaus sind in dem Gehäuse (18) Magnete (16, 17) vorgesehen, um das Handbediengerät auf und/oder an einer Maschine auch in vertikaler Ausrichtung deponieren zu können.

Fig. 4 zeigt ein Handbediengerät (19) mit einem Anzei genfeld (20), auf dem Daten der CNC-Steuerung ablesbar sind.

Das Handbediengerät (19) weist zwei Potentiometer (21, 22) auf. Darüber hinaus ist eine Schaltereinheit (23) vor gesehen, deren Schalter frei belegbar für spezielle auszu führende Fertigungsbefehle sind. Darüber hinaus sind Dreh knöpfe (24, 25) vorgesehen sowie ein Not-Aus-Schalter (26). Der Not-Aus-Schalter ist erforderlich für den Fall, daß die CNC-Maschine fehlgesteuert ist. In diesem Fall muß die CNC- Maschine schnell und sicher gestoppt werden. Der Not-Aus- Schalter kann als Schlüsselschalter ausgeführt sein.

Das Handbediengerät (19) weist darüber hinaus einen Joy-Stick (27) auf, mit dem ebenfalls Steuerungsfunktionen ausführbar sind.

Bezugszahlen

1

CNC-Maschine

2

Steuerung

3

Handbediengerät

4

Anzeigenfeld

5

Potentiometer

6

Potentiometer

7

Druckschalter

8

Druckschalter

9

Schaltereinheit

10

Drehknopf

11

Drehknopf

12

Handrad

13

,

14

Sende- und Empfängereinheit

15

Gummierung

16

,

17

Magnete

18

Gehäuse

19

Handbediengerät

20

Anzeigenfeld

21

Potentiometer

22

Potentiometer

23

Schaltereinheit

24

Drehknopf

25

Drehknopf

26

Not-Aus-Schalter

27

Joy-Stick

Claims

1. CNC-Maschine (CNC = Computer Numerical Control) mit einem Handbediengerät zum Steuern und Bedienen der CNC-Ma schine, dadurch gekennzeichnet, daß das Handbediengerät (3) als funkferngesteuertes Handbe diengerät (3) ausgebildet ist.

2. CNC-Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Handbediengerät (3) eine Sendeeinheit und eine Empfängereinheit (13) aufweist, und daß in der CNC-Maschine (1) eine Sendeeinheit und eine Empfängereinheit (14) vorge sehen ist.

3. CNC-Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Handbediengerät (3) eine Freigabeelektronik aufweist.

4. CNC-Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Sendeeinheit (13, 14) als eine codierte Steuerbefehle sendende Einheit ausgebildet ist.

5. CNC-Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Handbediengerät (3) wenigstens einen Schalter für eine Not-Aus-Schaltung aufweist.

6. CNC-Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß in dem Handbediengerät (3) Lithium-Ionenakkumula toren vorgesehen sind.

7. CNC-Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Signalübertragung als analoge und/oder digi tale Signalübertragung ausgebildet ist.

8. CNC-Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Gehäuse (18) des Handbediengerätes (3) aus Aluminium und/oder Kunststoff ausgebildet ist.

9. CNC-Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß an einer Unterseite des Handbediengerätes (3) eine Gummierung (15) vorgesehen ist.

10. CNC-Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß in dem Gehäuse (18) des Handbediengerätes (3) we nigstens ein Magnet (16, 17) vorgesehen ist.

11. CNC-Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß eine Bedienseite des Handbediengerätes (3) Schutz bügel aufweist.