DE3613150A1

DE3613150A1 - Device for contactless data transmission

Info

Publication number: DE3613150A1
Application number: DE19863613150
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl Ing Bittner; Klaus-Peter Dipl Ing Buesing; Martin Dipl Phys Wuerzburger
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1986-04-18
Filing date: 1986-04-18
Publication date: 1987-10-22
Also published as: DE3613150C2

Abstract

A device for contactless transmission of data, especially for tool identification, which is as small as possible, immune to interference and safety protected transmits in the IR range and is arranged with its components (semiconductor memory with input, output and induction coil) on a common carrier, preferably embedded in a hollow space in a screw.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berüh rungslosen Übertragung von Daten, insbesondere zur Werkzeugidentifikation. Diese Vorrichtung besteht aus einem programmierbaren nicht flüchtigen Halb leiterspeicher mit einer Eingabe zum Einschreiben von Informationen und einer entsprechendne Informa tionsausgabe und einer Spannungsversorgung am Werk zeug sowie stationären Einheiten aus Sender-/Emp fängerkombinationen und Datenauswertung, wobei der Halbleiterspeicher über Induktionsspulen mit Ener gie versorgt wird.The invention relates to a device for touch smooth transfer of data, especially for Tool identification. This device exists from a programmable non-volatile half conductor memory with an entry for writing of information and a corresponding informa output and a power supply at the factory stuff as well as stationary units from transmitter / emp catcher combinations and data evaluation, whereby the Semiconductor memory via induction coils with Ener gie is supplied.

Nach dem Stand der Technik sind optisch lesbare Ko diersysteme bekannt, wobei in einem bestimmten Feld eine Vielzahl von Strichen unterschiedlicher Dicke aufgebracht ist, welche durch optische Sensoren ab lesbar sind. Nachteiligerweise ist eine Änderung der dekodierten Information nicht möglich.According to the prior art, optically readable Ko diersysteme known, being in a certain field a variety of strokes of different thickness is applied, which by optical sensors are legible. A disadvantage is a change the decoded information is not possible.

Bei den bekannten magnetischen Kodiersystemen an Werkstückträgern werden die benötigten Informati onen mit Hilfe starker magnetischer Felder auf einen Träger aufgebracht und über induktiv arbei tende Sensoren oder Hallsonden abgefragt. Nach teiligerweise ist jedoch die Informationsdichte am Informationsträger durch die magnetischen Streu felder begrenzt; außerdem können sich Eisenspäne an den magnetisierten Stellen des Informations trägers festsetzen und das Ablessen der gespei cherten Information verhindern.In the known magnetic coding systems Workpiece carriers become the necessary information on with the help of strong magnetic fields applied a carrier and work inductively sensors or Hall probes. After however, the information density is partly at Information carrier through the magnetic stray fields limited; iron shavings can also form at the magnetized places of the information the carrier and reading the food Prevent stored information.

Im Hinblick auf eine Miniaturisierung der bisher bekannten Systeme wird in der DE-OS 32 34 345 vor geschlagen, als Informationsträger einen elektro nischen Speicherblock, vorzugsweise einen über schreibbaren, nicht flüchtigen Halbleiterspeicher (EEPROM) zu verwenden, der eine Eingabe zum Ein schreiben von Informationen in den Speicherblock sowie eine Informationsausgabe zum Auslesen des Speicherinhaltes durch die stationären Sensoren aufweist. Zur Energieversorgung des Speicherblocks dient eine Induktionsspule, der eine an den Schreib und Lesestationen angeordnete und mit einem Magnet feld durchsetzte Induktionsspule gegenübersteht. Der Grundfrequenz des Magnetfeldes sind die in den Speicherblock einzuschreibenden und auszulesenden Informationen mit höherer oder niedrigerer Frequenz überlagert. Auch wenn dieses System als integrierte Schaltung auf ein Substrat aufgebracht und in Iso lierstoff eingebettet werden soll, sind die zur Energie- wie Datenübertragung notwendigen Vorrich tungsteile recht groß, so daß deren Beschädigung bzw. Abreißen vom Werkzeug, auf dem sie befestigt sind, befürchtet werden muß.With a view to miniaturizing the so far known systems is in DE-OS 32 34 345 before struck, as an information carrier an electro African memory block, preferably one over writable, non-volatile semiconductor memory (EEPROM) to use which is an input to on write information into the memory block and an information output for reading the Content of the memory by the stationary sensors having. For the energy supply of the memory block serves an induction coil, one to the write and reading stations arranged and with a magnet field penetrated induction coil. The fundamental frequency of the magnetic field are those in the Memory block to be written in and read out Information with higher or lower frequency overlaid. Even if this system is integrated Circuit applied to a substrate and in Iso lierstoff to be embedded, are for Power and data transmission necessary device tion parts quite large, so that their damage or tearing off the tool on which it is attached are to be feared.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein möglichst kleines System zu schaffen, das stör unanfällig ist und einen sicheren Schutz gegen Be schädigungen liefert. It is therefore an object of the present invention to create the smallest possible system that disturbs is insensitive and provides reliable protection against loading supplies damage.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der ein gangs genannten Art gelöst, bei der zwischen den stationären Einheiten und dem Halbleiterspeicher bzw. dessen Ein- und Ausgabe die erforderlichen Daten im IR-Bereich übertragen werden. Die jewei lige Sende-/Empfängerkombinationen für IR-Über tragungsstrecken können sehr klein und damit platz sparend gebaut werden. Dieser Vorteil wird ferner dazu ausgenutzt, daß der Halbleiterspeicher mit Eingabe, Ausgabe (Datenträgermodul) und Induk tionsspule zur passiven Energieversorgung auf einem gemeinsamen kleinen Träger, vorzugsweise in einem Hohlraum einer Schraube eingebettet, ange ordnet sind. Die Schraube kann leicht in eine ent sprechende Gewindebohrung eingesetzt werden, so daß die werkzeugseitige Sende-/Empfangsstation sicher am Werkzeug befestigt werden kann und zudem vor äußeren Beschädigungen geschützt ist. Damit sind die Vorteile der bisher nach dem Stand der Technik bekannten Systeme, die berührungslos Daten und Energie von einer Schreib-/Lesestation zum batterielosen Datenträger-Modul am oder im Werk zeug übertragen und durch den nicht flüchtigen Datenträger die Abrufbarkeit eingespeicherter Daten auch nach mehreren Jahren noch ermöglichen, kombiniert mit einer Miniaturisierung und zweck dienlichen Befestigungsmöglichkeit. Die IR-Daten übertragung (in Kombination mit einem Trägerfre quenzverfahren) besitzt eine hohe Störsicherheit, insbesondere auch in der Umgebung von Werkzeug stahl und ohne daß elektromagnetische Störungen, die z. B. durch Ein- oder Ausschaltvorgänge her vorgerufen werden, die Übertragung beeinträchtigen können. The task is accomplished by a device of a gangs mentioned solved in which between the stationary units and the semiconductor memory or its input and output the necessary Data in the IR range are transmitted. The respective current transmitter / receiver combinations for IR over load paths can be very small and therefore space be built economically. This advantage is further exploited that the semiconductor memory with Input, output (data carrier module) and induc tion coil for passive energy supply a common small carrier, preferably in embedded in a cavity of a screw are arranged. The screw can easily be ent speaking threaded hole are used, so that the tool-side transceiver can be securely attached to the tool and also is protected from external damage. In order to are the advantages of the state of the art so far Technology known systems, the contactless data and energy from a read / write station to battery-free data carrier module at or in the factory transferred and through the non-volatile The availability of stored data Enable data even after several years, combined with miniaturization and purpose useful attachment option. The IR data transmission (in combination with a carrier quenz process) has a high level of interference immunity, especially in the vicinity of tools steel and without electromagnetic interference, the z. B. by switching on or off be called, impair the transmission can.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung besteht der Träger für die werkzeugseitigen Bauteile zur Ener gieversorgung bzw. Datenübertragung aus einer zu sammenrollbaren bzw. zusammengerollten Folie, die sich leicht in einem Hohlkörper, insbesondere in einer inneren Bohrung einer Schraube, unterbringen läßt. Hiermit ist das Werkzeugidentifikationssystem universell zu befestigen und die mechanische Schwä chung des Trägers kann verringert werden. Gegebe nenfalls kann die Folie in dem Schraubenhohlkörper vergossen werden.According to a development of the invention Carrier for the tool-side components to the Ener Power supply or data transmission from one rollable or rolled up film, the easily in a hollow body, especially in an inner hole of a screw leaves. This is the tool identification system to attach universally and the mechanical Schwä carrier can be reduced. Give Otherwise, the film in the screw hollow body be shed.

Weitere vorteilhafte, insbesondere platzsparende Merkmale sind in den Ansprüchen 3 bis 5 aufgeführt.Further advantageous, in particular space-saving Features are listed in claims 3 to 5.

Eine Auswerte-Elektronik im Datenträger-Modul sowie in der Schreib-/Lesestation sorgt für eine kontrol lierte Übertragung der Informationen zwischen einem anschließbaren Rechner und dem Datenträger am bzw. im Werkzeug. Diese Elektronik ist zur Miniaturi sierung im Datenträger-Modul als kundenspezifische integrierte Schaltung ausgeführt. Nicht integrier bare Bauelemente werden in einer Hybridschaltung zusammengefaßt.An evaluation electronics in the data carrier module as well in the read / write station ensures control lated transfer of information between one connectable computer and the data carrier on or in the tool. This electronics is for miniature in the data carrier module as customer-specific integrated circuit. Not integrated Bare components are in a hybrid circuit summarized.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigenEmbodiments of the invention are in the Drawings shown. Show it

Fig. 1 eine schematische Schaltung der stationären Einheiten sowie der Datenträgereinheiten auf dem Werkzeug, Fig. 1 is a schematic circuit of the stationary units and the data carrier units on the tool,

Fig. 2a eine Schraube mit Datenträger einheit im Längsschnitt und Fig. 2a is a screw with disk unit in longitudinal section and

Fig. 2b dieselbe Schraube in Kopf-Drauf sicht und Fig. 2b same screw in head-on view and

Fig. 2c die Anordnung einer solchen Schraube am Werkzeug. Fig. 2c the arrangement of such a screw on the tool.

Linksseitig der gestrichelten Linie 21 befindet sich die stationäre Sender-/Empfängerkombination und Datenauswertung, die im wesentlichen aus einem Infrarotsender 1 und einem Infrarotempfänger 2 besteht, die mit einem Telegrammdekoder 3 sowie Telegrammgenerator 4 verbunden sind. Über ein In terface 5 ist die Auswertung der erhaltenen bzw. abgegebenen Informationen in einem Rechner 6 mög lich. Ferner ist ein Energiesender 7 vorgesehen, bestehend aus Treiberstufe 7, Kondensator B und Spule 9. welcher Energie zum gegenüberliegenden Schwingkreis, bestehend aus Kondensator und Spule 10, überträgt. Die induzierte Spannung wird in der Spannungsversorgung 11 gleichgerichtet und stabilisiert und dem Telegrammdekoder 12 sowie einem Telegrammgenerator 13 bzw. dem Infrarot sender 14 zugeleitet, der als Datenausgabe dient, während der IR-Empfänger 15 mit dem Telegramm dekoder verbunden ist und als Dateneingabe dient. Der Telegrammdekoder 12 wirkt auf die EEPROM- Steuerung 16 und diese auf das EEPROM 17 ein.To the left of the dashed line 21 is the stationary transmitter / receiver combination and data evaluation, which essentially consists of an infrared transmitter 1 and an infrared receiver 2 , which are connected to a telegram decoder 3 and telegram generator 4 . Via an interface 5 , the evaluation of the information received or given is possible in a computer 6 . Furthermore, an energy transmitter 7 is provided, consisting of driver stage 7 , capacitor B and coil 9 . which transfers energy to the opposite resonant circuit, consisting of capacitor and coil 10 . The induced voltage is rectified and stabilized in the voltage supply 11 and fed to the telegram decoder 12 and a telegram generator 13 or the infrared transmitter 14 , which serves as data output, while the IR receiver 15 is connected to the telegram decoder and serves as data input. The telegram decoder 12 acts on the EEPROM controller 16 and this on the EEPROM 17 .

Die dargestellte Anordnung arbeitet wie folgt: Vom IR-Sender 1 über eine entsprechende Diode ausge sandte Daten werden von einer entsprechenden Diode 25 des IR-Empfänger 15 aufgenommen an den Telegrammdekoder 12 und über die EEPROMSteuerung an das EEPROM 17 zur Speicherung weitergegeben. Gleichermaßen können dort gespeicherte Signale auch über den Telegrammgenerator von einer Senderdiode 23 des IR-Senders 14 über eine Diode 24 auf den IR-Empfänger 2 der stationären Einheit übertragen werden. Die dort übertragenen Daten werden ebenfalls über einen Telegrammdekoder unter Zwischenschaltung eines Interface 5 einem Rechner 6 zugeleitet und dort ausgewertet.The arrangement shown works as follows: Data sent from the IR transmitter 1 via a corresponding diode are received by a corresponding diode 25 of the IR receiver 15 to the telegram decoder 12 and passed on to the EEPROM 17 via the EEPROM control for storage. Likewise, signals stored there can also be transmitted via the telegram generator from a transmitter diode 23 of the IR transmitter 14 via a diode 24 to the IR receiver 2 of the stationary unit. The data transmitted there are also fed to a computer 6 via a telegram decoder with the interposition of an interface 5 and evaluated there.

Die auf der rechten Blattseite der Fig. 1 aufge führten Bauteile 10 bis 17 können bevorzugt in der in Fig. 2a dargestellten Weise in einer Schraube untergebracht werden. Im Schraubenkopf 26 befinden sich die IR-Sendediode 23 sowie die IR-Empfangs diode 25, umwickelt von der Induktionsspule 10. Der Schraubenkopf 26 selbst weist zwecks Daten und Energieübertragung entsprechend Fig. 2b eine kreisförmige Bohrung an seinem freien Ende auf. Der Gewindeschaft 18 hingegen nimmt in einer inneren Bohrungen eine Hybridschaltung 19 auf, welche als Träger für die übrigen Bauteile 11 bis 13 und 16, 17 dient.The on the right side of Fig. 1 performed components 10 to 17 can preferably be accommodated in the manner shown in Fig. 2a in a screw. In the screw head 26 there are the IR transmitter diode 23 and the IR receiver diode 25 , wrapped by the induction coil 10 . The screw head 26 itself has a circular bore at its free end for the purpose of data and energy transmission according to FIG. 2b. The threaded shaft 18, on the other hand, accommodates a hybrid circuit 19 in an inner bore, which serves as a carrier for the other components 11 to 13 and 16 , 17 .

Fig. 2c zeigt die Anordnung der in Fig. 2a und 2b dargestellten Schraube an einem Werkzeug 20: Eine Schraube 21 mit dem Datenträgermodul wird an einer gut zugänglichen Seite des Werkzeugs eingeschraubt und ermöglicht somit eine jederzeitige Identifi zierung des Werkzeuges. Neben dem Werkzeugtyp können z. B. noch Daten betreffend die Standzeit des Werkzeuges, den Abnutzungsgrad, die Schneide geschwindigkeit und die Materialart übertragen werden. Die Speichergröße sollte im Ausführungs beispiel 1 KBit besitzen. Fig. 2c shows the arrangement of the screw shown in Fig. 2a and 2b on a tool 20 : A screw 21 with the data carrier module is screwed into an easily accessible side of the tool and thus enables the tool to be identified at any time. In addition to the tool type, e.g. B. still data regarding the tool life, the degree of wear, the cutting speed and the type of material are transferred. The memory size should have 1 KBit in the execution example.

Claims

1. Device for the contactless transmission of Data, especially for tool identification, the program that is attached to the tool mable non-volatile semiconductor memory with an entry to register Informa tion and an information output and statio units from transmitter / receiver combinations onen and data evaluation exists, whereby the half conductor storage via induction coils with energy is supplied, thereby known records that the data between sta tional units and the input or informa tion output in the infrared range that the semiconductor memory with input, Output and induction coil on one mean seed carrier, preferably in a cavity embedded a screw, are arranged.

2. Device according to claim 1, characterized records that the carrier from a merged rolled film.

3. Device according to one of claims 1 to 2, characterized by an overwritable non-volatile semiconductor memory (EEPROM).

4. The device according to claim 3, characterized through a serial EEPROM.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the input and the output on the one hand and in the broadcast and Receiver combination on the other hand only a transmit / receive diode is arranged.