DE29820896U1 - CNC machine with a handheld controller - Google Patents
CNC machine with a handheld controllerInfo
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Description
BeschreibungDescription
Die Erfindung betrifft eine CNC-Maschine mit einem Handbediengerät zum Steuern und Bedienen der CNC-Maschine.The invention relates to a CNC machine with a handheld control device for controlling and operating the CNC machine.
Werkzeugmaschinen und speziell NC-gesteuerte Werkzeugmaschinen (spanend und nichtspanend) wie auch Fertigungsstraßen werden für den Einricht-Betrieb mit Handbediengeräten ausgerüstet. Bei dem Einricht-Betrieb wird das Werkstück eingespannt, ausgerichtet, oder es wird ein Probelauf durchgeführt.Machine tools and especially NC-controlled machine tools (cutting and non-cutting) as well as production lines are equipped with hand-held control devices for setup operations. During setup operations, the workpiece is clamped, aligned or a test run is carried out.
Weiterhin können auf achsangetriebenen Meßmaschinen Werkstücke mit Handbediengeräten eingerichtet und vermessen werden.Furthermore, workpieces can be set up and measured using handheld devices on axis-driven measuring machines.
Die zum Stand der Technik gehörenden Handbediengeräte sind über einen Kabelstrang mit der Werkzeugmaschinensteuerung (CNC) verbunden für die Energiezuführung und den Datenaustausch. The state-of-the-art handheld control devices are connected to the machine tool control (CNC) via a cable harness for energy supply and data exchange.
Diese zum Stand der Technik gehörenden Handbediengeräte haben den Nachteil, daß bei der Steuerung der CNC-Maschine beim Mitführen des Handbediengerätes auch immer der Kabelstrang mitgeführt werden muß, wodurch das Handbediengerät sehr unhandlich wird.These state-of-the-art handheld devices have the disadvantage that when controlling the CNC machine, the cable harness must always be carried along when the handheld device is carried, which makes the handheld device very unwieldy.
Der Bewegungsradius mit dem zum Stand der Technik gehörenden 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.The range of movement with the state-of-the-art handheld control device is very limited. Often, you cannot walk around the entire CNC machine in order to check the setting up of a tool from all sides, for example.
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 werden, und der Kabelstrang häufig ausgetauscht werden muß.In addition, the cable harness is particularly exposed to severe wear, as hot chips fall onto the floor over which the cable harness is pulled, especially with CNC machine tools that are used for cutting. The heated chips also fall directly onto the cable harness, causing severe damage to the insulation and cables, and the cable harness must be replaced frequently.
Darüber hinaus weisen die zum Stand der Technik gehörenden Handbediengeräte ein sehr hohes Gewicht auf, einerseits durch das Eigengewicht und andererseits durch den an dem Handbediengerät befestigten Kabelstrang.In addition, the handheld control devices that are part of the state of the art are very heavy, on the one hand due to their own weight and on the other hand due to the cable harness attached to the handheld control device.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, eine CNC-Maschine mit einem Handbediengerät anzugeben, bei dem das Handbediengerät leicht und über einen großen Radius mitgeführt werden kann, bei dem kein oder kaum Verschleiß auftritt und das einfach gehandhabt werden kann.The technical problem underlying the invention is to provide a CNC machine with a handheld control device, in which the handheld control device can be easily carried over a large radius, in which little or no wear occurs and which can be easily handled.
Dieses technische Problem wird durch die CNC-Maschine mit den Merkmalen gemäß dem Anspruch 1 gelöst.This technical problem is solved by the CNC machine with the features according to claim 1.
Dadurch, daß das Handbediengerät als funkferngesteuertes Handbediengerät ausgebildet ist, hat die Bedienperson die Möglichkeit, sich frei im Raum zu bewegen und die CNC-Maschine dennoch zu steuern.Because the handheld control unit is designed as a radio-controlled handheld control unit, the operator has the option of moving freely around the room and still controlling the CNC machine.
Die Bedienperson ist nicht durch einen Kabelstrang behindert. Sie kann beispielsweise zum Ausrichten eines Werkstückes um die gesamte CNC-Maschine herumlaufen.The operator is not hindered by a cable harness. He or she can, for example, walk around the entire CNC machine to align a workpiece.
Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße CNC-Maschine mit dem funkferngesteuerten Handbediengerät den VorteilIn addition, the CNC machine according to the invention with the radio-controlled handheld control unit has the advantage
auf, daß sie in bezug auf das Handbediengerät sehr verschleißarm ist. Es fallen keine Späne oder dergleichen auf das Handbediengerät oder auf einen Kabelstrang, so daß die Funktionalität des Handbediengerätes sehr lange erhalten bleibt.that it is very wear-resistant in relation to the handheld control unit. No chips or similar fall onto the handheld control unit or onto a cable harness, so that the functionality of the handheld control unit is maintained for a very long time.
Die erfindungsgemäße CNC-Maschine mit dem funkferngesteuerten Handbediengerät ist derart ausgebildet, daß das Handbediengerät mindestens eine Sendeeinheit aufweist. Die CNC-Steuerung der Maschine weist eine Empfängereinheit auf.The CNC machine according to the invention with the radio-controlled handheld control device is designed in such a way that the handheld control device has at least one transmitter unit. The CNC control of the machine has a receiver unit.
Vorteilhaft weist das Handbediengerät zusätzlich eine Empfängereinheit auf, damit auch Daten der Maschinensteuerung am Handbediengerät ablesbar sind. Hierzu ist auch eine Sendeeinheit an der Steuerung der CNC-Maschine erforderlich. It is advantageous if the handheld control unit also has a receiver unit so that data from the machine control can also be read on the handheld control unit. This also requires a transmitter unit on the CNC machine control.
Um etwaige Störungen und deren Auswirkungen entweder extern durch die Umgebung oder intern durch Fehler im Handbediengerät zu unterbinden, erfolgt der Informationsfluß erfindungsgemäß nur mit Hilfe einer Freigabeelektronik, die unabhängig von der eigentlichen Übertragungselektronik funktioniert.In order to prevent any interference and its effects either externally caused by the environment or internally caused by errors in the handheld control device, the flow of information takes place according to the invention only with the help of release electronics that function independently of the actual transmission electronics.
Um gegenüber anderen Anlagen die Übertragungssicherheit zu gewährleisten, sind die Steuerbefehle der Sendeeinheit des Handbediengerätes und vorteilhaft der Sendeeinheit der CNC-Steuerung vorzugsweise codiert, damit andere Anlagen keine Befehlsausführungen des Empfängers bewirken.In order to ensure transmission reliability compared to other systems, the control commands of the transmitter unit of the handheld control unit and preferably the transmitter unit of the CNC control are preferably coded so that other systems do not cause the receiver to execute commands.
Erfindungsgemäß ist wenigstens ein Schalter im Handbediengerät für einen Not-Aus-Befehl vorgesehen. Vorteilhaft sind mehrere derartige Schalter vorhanden. In der Empfängereinheit der CNC-Steuerung sind entsprechende Sicher-According to the invention, at least one switch is provided in the handheld control unit for an emergency stop command. Advantageously, several such switches are present. In the receiver unit of the CNC control, corresponding safety
heitsrelais, ebenfalls vorteilhaft mehrfach gesichert, vorhanden, die im Bedarfsfall auf den Hauptstromkreis der Werkzeugmaschine einwirken.Safety relays, also advantageously with multiple protection, are present, which act on the main circuit of the machine tool if necessary.
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.These relays react advantageously to any type of fault, including faults that are not immediately caused by the activation of at least one emergency stop switch.
Gemäß der Erfindung wird ein geeignetes Frequenzband gewählt, welches ein Optimum an Übertragungssicherheit gewährleistet, beispielsweise ein 70-cm-Band (HF-Bereich).According to the invention, a suitable frequency band is selected which ensures optimum transmission reliability, for example a 70 cm band (HF range).
Die Freigabeelektronik erfüllt den Zweck, daß im Betrieb von mehreren Anlagen bei Vertauschung zweier Handbedienungen nicht die falsche Werkzeugmaschine reagiert. Hierfür eignet sich eine Infrarot-Freigabe, die im Bereich von 360° aktiv ist und damit den Maschinenbediener nicht behindert.The release electronics serve the purpose of ensuring that when operating several systems, if two manual controls are mixed up, the wrong machine tool does not react. An infrared release is suitable for this, which is active in the 360° range and therefore does not hinder the machine operator.
Zwei unabhängig voneinander arbeitende Controller mit programmierten EPROM's (Erasable programmable Read-Only Memory) können die genannten Forderungen erfüllen. Zum einen können sie die Aktiveingabe durch den Bediener und zum anderen die Not-Aus- und Störungsfunktionen betätigen.Two independently operating controllers with programmed EPROMs (Erasable Programmable Read-Only Memory) can meet the requirements mentioned. On the one hand, they can activate the active input by the operator and on the other hand, the emergency stop and fault functions.
Die Controller gewähren darüber hinaus ein individuell auf die Werkzeugmaschine abstimmbares Handbediengerät, so daß das Handbediengerät universell ausgeführt sein kann.The controllers also provide a handheld control unit that can be individually adjusted to the machine tool, so that the handheld control unit can be designed universally.
Die Energiezuführung erfolgt erfindungsgemäß mit handelsüblichen Akkumulatoren, wobei vorteilhaft Lithium-Ionenakkumulatoren aus Gewichts- und Platzgründen verwendet werden.According to the invention, the energy supply is carried out using commercially available batteries, with lithium-ion batteries being used advantageously for reasons of weight and space.
Je nach Werkzeugmaschine ist eine unterschiedliche Anzahl von Signalen zu übertragen, und zwar analoger und/oder digitaler Art.Depending on the machine tool, a different number of signals must be transmitted, both analogue and/or digital.
An digitalen Eingängen ist für Fräsmaschinen beispielsweise die Tastatur des Bedienfeldes, das heißt die Achsanwahl in digitaler Art vorgesehen. Die Potentiometer der Drehzahl- und Vorschubregler sind in analoger Art vorgesehen. Ein Handrad stellt einen Inkremental-Drehgeber dar. Für eine graphische Darstellung von verschiedenen Fertigungsparametern der Werkzeugmaschine sind vorteilhaft acht digitale Eingänge im Handbediengerät vorgesehen.For milling machines, for example, the keyboard of the control panel, i.e. the axis selection is provided in digital form, is provided as digital inputs. The potentiometers of the speed and feed controllers are provided in analog form. A handwheel represents an incremental encoder. For a graphical representation of various production parameters of the machine tool, eight digital inputs are advantageously provided in the handheld control unit.
Für die Taster sind vorzugsweise 16 digitale Ausgänge vorgesehen, welche frei belegbar sind.Preferably 16 digital outputs are provided for the buttons, which can be freely assigned.
Es können für die Potentiometer zwei analoge Eingänge vorgesehen sein. Für die Zählsignale des Handrades sind zwei Kanäle belegbar.Two analog inputs can be provided for the potentiometers. Two channels can be used for the handwheel counting signals.
Das Gehäuse ist erfindungsgemäß aus Aluminium oder stoßfestem Kunststoff ausgebildet, um zum einen ein robustes und zum anderen ein gewichtsmäßig leichtes Handbediengerät auszubilden.According to the invention, the housing is made of aluminum or shock-resistant plastic in order to form a robust and, on the other hand, a lightweight handheld control device.
Das Handbediengerät ist derart gestaltet, daß es sowohl für Rechts- als auch für Linkshänder in einfacher Art und Weise bedienbar ist.The handheld control unit is designed in such a way that it can be easily operated by both right- and left-handed people.
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-On the underside of the handheld control unit, there is a rubber coating that prevents the handheld control unit from slipping and rubbing. On the other hand, the handheld control unit can be fitted with a magnet that, in the case of ferrous
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magnetischen Bearbeitungswerkstücken das leichte Ablegen beispielsweise auch in der Vertikalen ermöglicht. Vorzugsweise sind an den vier Ecken des Handbediengerätes kleine Magnete vorgesehen.magnetic workpieces can be easily placed down, for example vertically. Preferably, small magnets are provided at the four corners of the hand-held device.
Der Gehäusemantel des Handbediengerätes am Display ist zur Waagerechten mit einem Winkel versehen, um das Ablesen zu erleichtern.The housing of the handheld control unit on the display is angled horizontally to make it easier to read.
Die Bedienseite des Handbediengerätes kann als Stoßschutz Schutzbügel aufweisen. Die Tasten können mit einer Kunststoffolie überzogen sein.The operating side of the handheld control unit can have protective bars for impact protection. The buttons can be covered with a plastic film.
Weitere Einzelheiten können den Unteransprüchen entnommen werden.Further details can be found in the subclaims.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:The drawing shows an embodiment of the invention, namely:
Fig. 1 eine Prinzipskizze eines Datentransfers; Fig. 2 ein Handbediengerät in Draufsicht; Fig. 3 ein Handbediengerät in Seitenansicht.Fig. 1 a schematic diagram of a data transfer; Fig. 2 a handheld control device in top view; Fig. 3 a handheld control device in side view.
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 Signalaustausch mit der Steuerung (2) vornimmt. Hierzu weisen das Handbediengerät (3) und die Steuerung (2) jeweils eine Sende- und Empfangseinheit (13, 14) auf.Fig. 1 shows a CNC machine (1) with a control (2). The control (2) is operated by a handheld control unit (3), which uses radio remote control to exchange data and signals with the control (2). For this purpose, the handheld control unit (3) and the control (2) each have a transmitting and receiving unit (13, 14).
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Gemäß Fig. 2 weist das Handbediengerät (3) ein Anzeigenfeld (4) auf, auf dem Daten der CNC-Steuerung ablesbar sind.According to Fig. 2, the handheld control unit (3) has a display panel (4) on which data from the CNC control can be read.
Das Handbediengerät (3) weist darüber hinaus zwei Potentiometer (5, 6) auf. Das Potentiometer (5) ist für die Spindeldrehzahl und das Potentiometer (6) für die Vorschubgeschwindigkeitseinstellung vorgesehen.The handheld control unit (3) also has two potentiometers (5, 6). The potentiometer (5) is for the spindle speed and the potentiometer (6) for the feed rate setting.
In dem Handbediengerät (3) sind mechanische Druckschalter (7, 8) vorgesehen, die gewährleisten, daß die Bedienperson nur im sogenannten "Zwei-Hand-Betrieb" die Werkzeugmaschine verfahren kann.Mechanical pressure switches (7, 8) are provided in the hand-held control device (3) to ensure that the operator can only move the machine tool in so-called "two-hand operation".
Weiterhin ist eine Schaltereinheit (9) vorgesehen. Die Schalter der Schaltereinheit (9) sind frei belegbar für spezielle auszuführende Fertigungsbefehle, wie beispielsweise Bohrzyklen.A switch unit (9) is also provided. The switches of the switch unit (9) can be freely assigned for special production commands to be executed, such as drilling cycles.
Das Handbediengerät (3) weist darüber hinaus Drehknöpfe (10, 11) auf. Der Drehknopf (10) ist für die Achsanwahl der Werkzeugmaschine vorgesehen. Der Drehknopf (11) dient der Voreinstellung der durch verschiedene Multiplikationsfaktoren verschiedenen Bewegungsgeschwindigkeiten und Positionssprünge.The handheld control unit (3) also has rotary knobs (10, 11). The rotary knob (10) is intended for selecting the axis of the machine tool. The rotary knob (11) is used to preset the different movement speeds and position jumps using different multiplication factors.
Weiterhin ist ein Handrad (12) vorgesehen, mit dem ebenfalls Steuerungsfunktionen ausführbar sind.Furthermore, a handwheel (12) is provided, with which control functions can also be carried out.
Gemäß Fig. 3 weist ein Gehäuse (18) des Handbediengerätes (3) an einer Unterseite eine Gummierung (15) auf, um das Handbediengerät (3) rutschfest abzulegen.According to Fig. 3, a housing (18) of the handheld control device (3) has a rubber coating (15) on its underside, in order to place the handheld control device (3) in a non-slip manner.
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.In addition, magnets (16, 17) are provided in the housing (18) in order to be able to deposit the hand-held control device on and/or at a machine in a vertical orientation.
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Claims (11)
35745 Herborn /OT HörbachOn the Weih 7-9
35745 Herborn /OT Hörbach
dadurch gekennzeichnet,1. CNC machine (CNC = Computer Numerical Control) with a handheld control unit for controlling and operating the CNC machine,
characterized,
daß das Handbediengerät (3) eine Sendeeinheit und eine Empfängereinheit (13) aufweist, und daß in der CNC-Maschine2. CNC machine according to claim 1, characterized in
that the handheld control unit (3) has a transmitter unit and a receiver unit (13), and that in the CNC machine
vorgesehen ist.(1) a transmitting unit and a receiving unit (14)
is provided.
aufweist.3. CNC machine according to claim 1, characterized in that the hand-held control device (3) has a release electronics
having.
Steuerbefehle sendende Einheit ausgebildet ist.4. CNC machine according to claim 1, characterized in that the transmitting unit (13, 14) is designed as a coded
A unit that sends control commands.
Signalübertragung ausgebildet ist.7. CNC machine according to claim 1, characterized in that the signal transmission is carried out as analogue and/or digital
signal transmission is designed.
Aluminium und/oder Kunststoff ausgebildet ist.8. CNC machine according to claim 1, characterized in that the housing (18) of the hand-held control device (3) is made of
made of aluminum and/or plastic.
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DE19951233A1 (en) | 2000-05-31 |
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