-
Dieses Gebrauchsmuster betrifft ein magnetisches Messsystem und insbesondere ein System, das aus einem magnetischen Messgerät bestehet, das mit Einrichtungen zur Datenübertragung an eine ferne Empfangseinheit ausgestattet ist.
-
Derartige Systeme sind im Bereich bekannt und bestehen im Wesentlichen aus einem Gehäuse, das die mit Strom versorgte Elektronik zur Auswertung der Messung enthält, worin sich ein externer, über Kabel mit einer Positionsanzeige verbundener Magnetsensor und ein Bildschirm zur sofortigen Erkennung der eingenommenen Position befinden. In der Regel ist das Gehäuse in eine Anwendungstafel eingesetzt, wo es zur Eichung und zur korrekten Verwaltung des gesamten Systems in einer festen Position sitzt.
-
Bei der Messung einer linearen Position durch die Positionsanzeige ist ein kodiertes Magnetband vorgesehen, entlang des der Sensor gleitet und seine Ist-Position erkennt. Bei der rotativen Positionsmessung kann ein Ring vorgesehen werden, in dessen Innerem sich das kodierte Magnetelement befindet, um so die korrekte radiale Position anzeigen zu können.
-
In beiden Fällen steht die Messung auf einem speziellen Bildschirm zur örtlichen Ablesung durch das Bedienungspersonal zur Verfügung.
-
Bei den wirtschaftlichsten und praktischsten Lösungen wird das Messsystem mit Batterien und nicht ausschließlich durch den Netzanschluss über ein Kabel betrieben. In der Regel zieht das Wartungspersonal das Gehäuse des Messgeräts aus der Anwendungstafel, in der es sitzt, um das Batteriefach zu erreichen und die Batterien zu ersetzen. Ist diese Tätigkeit abgeschlossen und das Batteriefach geschlossen, muss das Bedienungspersonal das Gehäuse wieder in die Anwendungstafel einsetzen und die Elemente zur Einrastung ggf. mit Gewalt einsetzen.
-
Bei den fortschrittlichsten Lösungen bestehen die magnetischen Messsysteme aus einer magnetischen Messeinheit in Form eines kastenartigen Gehäuses und einem externen Magnetsensor, der über Kabel mit einer magnetischen Positionsanzeige verbunden ist, welche über Ein- und Ausrastungsvorrichtungen verfügt, um das besagte Gehäuse an der besagten Anwendungstafel zu befestigen, wobei der vordere Teil dieser Ein- und Ausrastungsvorrichtungen zum Ausrasten zusammengedrückt wird. Bei diesen Lösungen wird die Wartung durch ein Schnellverbindungssystem zur Befestigung an der Tafel erleichtert, und der Batteriewechsel kann schnell und ohne Spezialwerkzeug erfolgen.
-
Bei der Projektierung von Werkzeugmaschinen, die den Einsatz einer Positionsanzeige erfordern, besteht vor Allem die Notwendigkeit, Verbindungskabel zu minimieren oder ganz zu vermeiden, um den Raumbedarf und die Kosten erheblich zu senken.
-
Außerdem erfordern die bisher auf dem Markt erhältlichen Bauteile, dass das Bedienungspersonal die Messwerte der Positionsanzeige auf dem Bildschirm abliest, wobei die korrekte Einstellung der Maschine dem Gedächtnis und der Verantwortung des Personals unterliegt, was eventuell zu Problemen führen kann.
-
Es ergab sich auch die Notwendigkeit, die Positionsdaten einer oder mehrerer an eine einzige Steuerung angeschlossenen Positionsanzeige(n) in Echtzeit und von fern zu erhalten, um eine genaue und zuverlässige Steuerung der von mehreren Maschinen gleichzeitig durchgeführten Arbeit durch eine einzige Bedienungsperson zu gewährleisten.
-
Da außerdem eine einzige Maschine mehrere Funktionen ausführt und folglich über mehr montierte Anzeige verfügt, haben die verschiedenen Anzeigen nicht selten unterschiedliche Ausgangspositionen. Es kommt auch vor, dass bestimmte Parameter der Anzeige unterschiedlich sind, da das mit der Anzeige verbundene Messgerät je nach Arbeit verschieden ist.
-
Zweck dieses Gebrauchsmusters ist es also, eine Positionsanzeige zu erhalten, die es ermöglicht, die Messwerte und Einstellungen ferner Vorrichtungen in das Steuersystem einer Werkzeugmaschine, an der die besagte Positionsanzeige montiert wird, zu integrieren und dabei die Einschränkungen durch Strom- und Datenkabel zu vermeiden.
-
Dies wird durch eine magnetische Messvorrichtung erreicht, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer über eine herausnehmbare Batterie versorgten Leiterplatte besteht, die mit einem Steckverbinder zum Anschluss an die Klemme eines externen magnetischen Messelements ausgestattet, wobei solche Leiterplatte über eine Antenne sowie einen Sende-Empfangskreis für Funkfrequenz verfügt.
-
Andere bevorzugte Merkmale der Erfindung werden als sekundär angesehen und verdienen Schutz als solche.
-
Das Gebrauchsmuster wird nun in einer bestimmten Variante beschrieben, die in den angefügten Zeichnungen dargestellt ist, worin zeigen:
- 1 eine Vorderansicht der Erfindung nach dem Muster,
- 2 eine Draufsicht der Erfindung nach dem Muster,
- 3 eine Unteransicht der Erfindung nach dem Muster,
- 4 eine Seitenansicht der Erfindung nach dem Muster,
- 5 eine Ansicht der gegenüberliegenden Seite zu 4 der Erfindung nach dem Muster,
- 6 eine Explosionsdarstellung der Erfindung nach dem Muster.
-
Die Positionsanzeige nach dem Muster besteht aus einer Leiterplatte 1, deren Oberseite durch eine Abdeckung 2 geschützt ist, die auch die Funktion eines Bildschirms übernehmen kann, ohne dass ihre Geometrie übermäßig verändert zu werden braucht, mit der Ausnahme der Plattenrand, an dem sich Tasten 3 zur Bedienung der Vorrichtung befinden; an der Unterseite sind eine Haube 4 zur Unterbringung und zum Schutz eines Steckverbinders 5 und eine Haube 6 zur Unterbringung und zum Schutz der Versorgung der Vorrichtung angeschlossen.
-
Die zusammengesetzte Einrichtung erscheint kompakt und ansprechend in der Gestaltung, da keine Bildschirme oder andere interaktive Elemente vorgesehenen sind, mit Ausnahme der Tasten, deren Höhe jedoch praktisch nicht über die Abdeckung 2 herausragt, siehe 2.
-
Aus der Ansicht von unten in 3 geht hervor, dass die Haube 4 praktisch den gesamten Steckverbinder 5 umschließt und zwei gegenüberliegende seitliche Aussparungen aufweist, die das korrekte Einrasten ihres Gegenelements, d. h. normalerweise des sich vom Hauptgehäuse trennenden Messgeräts, ermöglicht. Ebenso ist die Haube 6 so geformt, dass herkömmliche Batterien zur Versorgung der Vorrichtung eingesetzt werden können. Zu diesem Zweck besteht die Haube 6 aus zwei gegenüberliegenden seitlichen Rahmenelementen 7, 8, die jeweils mit einem Plättchen aus leitfähigem Material 9 ausgestattet sind.
-
Um die Einrichtung funktionstüchtig zu machen, ist die Leiterplatte 1 mit entsprechenden Modulen für spezifische Funktionen ausgestattet, mit dem Zweck die Vorrichtung besonders leistungsfähig zu machen. Vorgesehen sind eine CPU 10, die an der Aufnahme 11 sitzt, ein Sende-Empfangskreis für Funkfrequenz 12 und eine Antenne 13.
-
Aus der Explosionsdarstellung 6 geht hervor, dass die Haube 6 zusätzlich zu den oben genannten Elementen über Stecker 14 zum festen Einsatz in die Leiterplatte 1 und Elektroden zur Übertragung des erforderlichen Stroms von der Batterie auf die Leiterplatte 1 verfügt.
-
Zu der auf diese Weise ausgeführten Einrichtung gehört ein in den Abbildungen nicht dargestellter umlaufender Schutzrahmen zur Einrastung in der Oberfläche des Trägers der Messvorrichtung selbst. Die Vorrichtung ist über ein (nicht abgebildetes) elastisches Element an diesem Rahmen befestigt, und von diesem getrennt das bei Ausübung von Druck durch ein geeignetes Werkzeug, wie z. B. einen Schraubendreher, zusammengedrückt wird. Zu diesem Zweck sollte der Rahmen vorzugsweise in der Mitte seiner beiden Längskanten einen Schlitz mit einem im Wesentlichen rechteckigem Profil haben, in den das Werkzeug eingeführt werden kann.
-
Ist ein Bildschirm vorgesehen, sollte vorzugsweise ein LCD-Bildschirm verwendet werden, dessen Anzeigeparameter vom Bedienungspersonal über die entsprechenden Einstelltasten 3 geändert und programmiert werden können, um die Erfassung der in mm, Zoll oder Grad ausgedrückten Werte und die Anzeige der Gebrauchsarf genau aufeinander abzustimmen (d. h. Absolut- oder Inkrementalmessung) und mit anderen Einstellelementen, die über das entsprechende Menü abgerufen und geändert werden können. Um maximalen Schutz vor Stößen zu gewährleisten, ist der Bildschirm mit einer durchsichtigen Kunststofffolie geschützt und verfügt über eine Tastatur mit vier Tasten, die widerstandsfähig gegen Lösungsmittel, Alkohol, Säuren und Laugen ist.
-
Nicht abgebildet, da praktisch nach dem Stand der Technik gebaut, ist der Magnetsensor, bestehend aus einem Sensor mit Gehäuse aus Zinkdruckguss und einem Kabel mit Anschluss, der in den Steckverbinder 5 einrastet. Damit verbunden ist ein Magnetstreifen, bestehend aus einem Magnetband, überzogen mit einem Schutzstreifen, der seinerseits mit einem Schutzklebeband versehen ist.
-
Das auf diese Weise gebaute System kann schnell in eine Anwendungstafel eingerastet werden, indem man erst den kastenartigen Rahmen einsetzt und dann die Vorrichtung in diesen setzt, sodass sie - in Bezug zur Tafel - zu einem einzigen Teil mit dem Rahmen wird, zuvor muss die Klemme des Magnetsensors an den Steckverbinder angeschlossen werden.
-
Die Vorrichtung ist auf diese Weise in einer festen Position eingerastet und ist einsatzbereit, bis die Batterien gewechselt werden sollen. Dazu braucht das Bedienungspersonal nur das erforderliche Werkzeug zum Ausrasten aus der Betriebsposition einzuführen. Nach der problemlosen Entnahme des gesamten Gehäuses kann das Bedienungspersonal die Batterie auf die übliche Weise ersetzen und muss dann nur darauf achten, dass die Vorrichtung wieder so wie bei der ersten Montage in den Rahmen eingesetzt wird.
-
Anschließend wird der Magnetstreifen auf der Fläche positioniert, entlang der gemessen werden soll, so dass der Sensor daraufgesetzt werden und die Tätigkeiten auf die übliche Weise ausgeführt werden können.
-
Das auf diese Weise gebaute System kann relativ einfach nach den Anforderungen programmiert werden, dazu wird die auf der Vorderseite des Gehäuses angeordnete Tastatur verwendet. Insbesondere ermöglicht die Betätigung der Tasten in der korrekten Reihenfolge die Bestimmung der Auswahlparameter, den Betrieb mit Absolut- oder Inkrementalmessung, je nach momentanem Bedarf, wobei es möglich ist, die Messart während des Betriebs zu ändern. ohne dass die Speicherung der erfassten Daten verloren geht. Ein Speichersystem ermöglicht es außerdem, jederzeit über zehn ausgleichende Abweichungswerte zu verfügen, so dass der auf dem Bildschirm angezeigte Wert angepasst werden kann, wenn verschiedene Parameter berücksichtigt werden sollen, wie z. B. Reibung oder Werkzeugwechsel.
-
Das System ermöglicht es auch, den Wert der Ist-Position der Anzeige auf einen der Summe der ursprünglichen Parameter mit einem Abweichungsparameter entsprechenden Wert einzustellen.
-
Es können auch bis zu 32 Positionen eingestellt werden, um die entsprechende Einstellung der Maschinenkonfiguration aufzuzeichnen, so dass das Bedienungspersonal in der Lage ist, die zu messende Position und die Richtung, in die man sich bewegen muss, um sie zu erreichen, Moment für Moment zu verfolgen.
-
Es ist auch möglich, Korrekturkoeffizienten einzufügen, um die Unterschiede zwischen Soll- und Ist-Positionierung des Magnetstreifens zu erfassen, insbesondere eines Koeffizienten, der das Verhältnis zwischen Soll- und Istwert einer Länge, sowie eines Koeffizienten, der das Verhältnis zwischen Soll- und Istwert eines Winkels misst.
-
Aus den oben genannten Merkmalen der Vorrichtung und des Mess- und Einstellsystems nach der Erfindung ist ersichtlich, dass der beabsichtigte Zweck erreicht wurde.
-
Tatsächlich wurde ein Magnetsystem erreicht, das ein schnelles Ein- und Ausrasten in bzw. aus der Anwendungstafel gewährleistet, um die Batterien schnell und präzise ersetzen zu können und dem Messgerät eine längere Lebensdauer zuzusichern.
-
Darüber hinaus ist das Magnetsystem so ausgelegt, dass die korrekte Einstellung der Vorrichtung effizienter ist und eine genauere Messung der Position ermöglicht.
-
Dank des Sende-Empfangskreises steht die Vorrichtung über Funkfrequenz (RF) mit einer Steuerung in Verbindung, wobei ein drahtloses System (wireless) zur schnellen Positionierung von mehrachsigen Funktions- oder Messeinrichtungen der Maschine mit einer Fernsteuerung der eingenommenen Positionen der einzelnen, an die Zentrale angeschlossenen Vorrichtungen erstellt wird.
-
Dieses System eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen ein häufiger Formatwechsel erforderlich ist, um die korrekte Einstellung der Soll-/Ist-Position der Funktionsteile der Maschine zu erleichtern, und ist somit auch ein Sicherheitssystem. Denn befindet sich auch nur ein einziges Messsystem nicht in der Soll-Position, so unterbindet die SPS den Produktionsstart der Maschine und verhindert dadurch den Beginn falscher Produktionen.
-
Es ist leicht ersichtlich, dass bei der Beschreibung auf eine bestimmte Variante und eine spezifische Verwendung der Vorrichtung nach dem Muster Bezug genommen wird. Der Schutz des oben beschriebenen Gebrauchsmusters soll sich jedoch nicht auf die erläuterte Variante beschränken, sondern sich auf jede andere, technisch gleichwertige Konstruktionsvariante erstrecken.
-
Andere Vorteile und Merkmale lassen sich ohne Abweichung vom Schutzbereich der Erfindung erkennen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert wird.
