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Die
Erfindung betrifft eine Kombination aus wenigstens einem Werkzeug
und wenigstens einem Werkzeughalterungsteil mit einem länglichen
Körper zur
Aufnahme mehrerer Werkzeuge Seite an Seite in longitudinaler Richtung.
Derartige Kombinationen sind beispielsweise bekannt aus der
WO 2004/02650 und von
Abkantpressen, die ein längliches
Abkantpressenklemmsystem umfassen, in das mehrere Werkzeuge geklemmt
sind und mit denen beispielsweise Bleche zu beispielsweise Kästen gebogen werden
können.
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Die
Werkzeuge können
manuell in der Maschine angeordnet werden. Die Positionierung und der
Typ eines Werkzeugs sind in dieser Hinsicht wichtig, um das gewünschte Produkt
herstellen zu können.
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Die
Positionierung und Erkennung der Werkzeuge sind ebenfalls wichtig,
um die Sequenz bzw. Abfolge der Werkzeuge zu bestimmen, wobei die
Maschine mit dieser Information eingestellt wird. Beispielsweise
wird bei einer Abkantpresse die Krümmung des Werkzeughalterungs-
bzw. Aufnahmeteils in Abhängigkeit
von der Position und dem Typ der Werkzeuge eingestellt. Auch werden
Stopps dementsprechend eingestellt, die notwendig sind zur Vervollständigung
eines Produkts mit der Maschine.
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Im
Falle einer Abkantpresse, werden Maschinen oftmals mit Steuereinheiten
versehen, um den Prozess zu automatisieren. Im Falle einer Abkantpresse,
ist das Abkantpressensystem mit einer Steuereinheit gekoppelt und
einem Roboter, der das Blech derart handhabt, dass ein vollständiges bzw. fertiges
Produkt automatisch gebogen werden kann. In einem derartigen Fall
ist es notwendig, dass die Werkzeuge bei bekannten Positionierungen
bzw. Orten an der Abkantpresse in dem länglichen Werkzeughalterungsteil
angeordnet sind. Um den gesamten Bearbeitungsprozess zu automatisieren,
ist es daher notwendig, die exakten Positionierungen der Werkzeuge
in dem Werkzeughalterungsteil in die Steuereinheit einzugeben, die
den gesamten Prozess steuert. Dies per Hand einzugeben ist sehr
arbeitsintensiv, da die Positionierungen mit einer hohen Genauigkeit
gemessen und dann in die Steuereinheit eingegeben werden müssen.
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Die
DE-A 38 30 488 beschreibt
eine Kombination aus wenigstens einem Werkzeug und wenigstens einem
Werkzeughalterungsteil. In dem Werkzeughalterungsteil sind Leseköpfe angeordnet,
die einen in dem Werk vorhandenen Erkennungschip auslesen können. Die
Leseköpfe
sind statisch an diskreten Positionen entlang des länglichen
Körpers
angeordnet. Ferner ist ein Sensorstreifen angeordnet, der die Klemmlänge basierend
auf den auf die Sensorstreifen ausgeübten Drucke bestimmen kann. Dieses
Dokument offenbart jedoch keine Mittel zur Positionierung eines
Werkzeugs in dem länglichen Körper eines
Werkzeughalterungsteils.
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Die
WO-A-2004/002650 offenbart
eine Kombination aus wenigstens einem Werkzeug und einem Werkzeughalterungsteil.
Es sind Positionierungsmittel vorgesehen, um ein Werkzeug in dem
länglichen Körper des
Werkzeughalterungsteils festzulegen. Diese Positionierungsmittel
umfassen eine bewegbaren Träger,
auf dem ein Sensor angeordnet ist. Dieser Träger wird entlang der unterschiedlichen
Werkzeuge bewegt und die Positionierung der Werkzeuge wird basierend
auf der Position des Trägers
bestimmt, in dem das Werkzeug erfasst wird. Auch sind Erkennungschips
in den Werkzeugen derart vorgesehen, dass die Kombination sowohl
die Positionierung des Werkzeugs, wie auch die Art des an der speziellen
Positionierung vorliegenden Werkzeugs erfassen kann. Die bewegbaren
Teile, die für
die Positionierungsmittel notwendig sind, erhöhen die Empfindlichkeit gegenüber Fehlverhalten
und Fehlern beim Bestimmen der Positionierung eines Werkzeugs. Insbesondere
in der Umgebung, in welcher derartige Kombinationen verwendet werden,
besteht ein Risiko, dass das Funktionieren der Positionierungsmittel durch
Schmutz in Gefahr gebracht wird.
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Es
ein Ziel, eine Kombination gemäß dem Oberbegriff
vorzusehen, bei der die oben erwähnten Nachteile
gemindert sind. Dieses Ziel wird durch eine Kombination gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1,
8 und 14 erreicht.
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Durch
Verwendung statischer Positionierungsmittel, kann die Positionierung
jeglichen Werkzeugs sofort bestimmt werden und hängt nicht von der Bewegung
irgendeines Teils der Positionierungsmittel ab. Es wird auch ein
robusteres und im wesentlichen wartungsfreies System vorgesehen,
da statische Teile im allgemeinen weniger empfindlich gegenüber einem
Versagen sind als bewegliche Teile.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
der Kombination nach der Erfindung umfasst das wenigstens eine Werkzeug
eine elektrische Erkennungsschaltung zur Erkennung jedes Werkzeugs.
Diese Erkennungsschaltung ermöglicht
es der Steuereinheit, die unterschiedlichen, in dem Werkzeughalterungsteil angeordneten
Werkzeuge, zu unterscheiden. Die elektrische Erkennungsschaltung
kann auch spezielle Daten für
das Werkzeug beinhalten, die von der Steuereinheit oder Steuermitteln
gelesen und verwendet werden können,
um zu bestimmen, wie die Kombination gesteuert werden soll.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Kombination nach der Erfindung, umfasst sie einen elektrisch leitenden
Streifen, der über
im wesentlichen die gesamte Länge
des Halterungsteils verläuft
und das wenigstens eine Werkzeug umfasst einen elektrischen Verbinder
zur Verbindung mit dem elektrisch leitenden Streifen. Dies ermöglicht einen direkten
Kontakt zwischen dem Werkzeug und dem Positionierungsmittel. Der
elektrisch leitende Streifen kann als Datenbus verwendet werden, über den
Daten zwischen dem Werkzeug und dem Positionierungsmittel ausgetauscht
werden können.
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Bei
einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Kombination nach der Erfindung, umfasst der elektrisch leitende
Streifen halbleitendes Material und das wenigstens eine Werkzeug
umfasst eine Schaltung zum Messen einer Spannung an dem elektrisch
leitenden Streifen und Kommunikationsmittel zum Kommunizieren der
gemessenen Spannung an das Positionierungsmittel. Durch Vorsehen eines
Stroms an dem elektrisch leitenden Streifen, wird die Spannung über die
Länge des
Streifens abnehmen. Die Spannung bei einer speziellen Position bzw.
Stelle kann über
eine in dem Werkzeug vorhandenen Schaltung gemessen werden und diese
gemessene Spannung kann dann an das Positionierungsmittel gesendet
werden, das basierend auf der Spannung bestimmen kann, welches die
Positionierung bzw. der Ort des jeweiligen Werkzeugs ist.
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Bei
einer anderen Kombination nach der Erfindung sendet das Positionierungsmittel
einen Impulszug über
den elektrisch leitenden Streifen und das wenigstens eine Werkzeug
umfasst eine Schaltung zum Messen der Verzögerung des Impulszugs und Kommunikationsmittel
zum Kommunizieren der gemessenen Verzögerung an das Positionierungsmittel.
Die Verwendung eines Impulszugs ist sehr robust, da keine Abhängigkeit
von irgendwelchen Widerständen
in den Verbindungen zwischen den Werkzeugen und dem elektrisch leitenden
Streifen besteht.
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Bei
einer Kombination nach der Erfindung, sendet das Positionierungsmittel
ein Signal über
den elektrisch leitenden Streifen mit einer gewissen Frequenz. Aufgrund
der Impedanz des Werkzeugs, wird die Frequenz geändert, was eine Anzeige bzw.
Erkennung für
die Position des Werkzeugs liefert. Anstelle eines elektrisch leitenden
Streifens und eines Signals mit einer Frequenz, kann ein faseroptisches Kabel
verwendet werden, das von dem Werkzeug deformiert wird. Diese Deformierung
induziert eine Änderung
der Lichtwelle in dem faseroptischen Kabel, was wiederum eine Angabe
für die
Position des Werkzeugs ist.
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Bei
noch einem anderen Ausführungsbeispiel
nach der Erfindung, umfasst das Werkzeughalterungsteil Positionierungsmarken
und das wenigstens eine Werkzeug umfasst Erfassungsmittel zum Erfassen
der Positionierungsmarken und Kommunikationsmittel zum Kommunizieren
der erfassten Positionierungsmarke an das Positionierungsmittel.
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Diese
Positionierungsmarken können
eine absolute Adresse sein, entsprechend einer absoluten Positionierung
oder eine Kombination einer absoluten Adresse mit einer niedrigen
Auflösung
und einer inkrementalen Positionierungsmarke zum Vorsehen der erforderlichen
Auflösung.
Diese Positionierungsmarken bzw. -markierungen können beispielsweise von einem
Licht erfasst werden, können
aber auch beispielsweise eine elektrische Positionierungsmarke sein.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Kombination nach der Erfindung, umfasst das Werkzeugshalterungsteil
eine Tragfläche
zum Übertragen
einer Kraft von dem Werkzeughalterungsteil an das Werkzeug, und
Klemmmittel, die wenigstens eine Klemmfläche haben zum Klemmen des Werkzeugs
in dem Werkzeughalterungsteil gegen die Klemmfläche, wobei der elektrisch leitende
Streifen bei der Klemmfläche
angeordnet ist. Vorzugsweise stehen die Tragfläche und die Klemmfläche senkrecht
zueinander. Wenn der leitende Streifen in der Tragfläche angeordnet
wäre, sollte
er widerstandsfähig
gegenüber
großen
Transfer- bzw. Übertragungskräften sein,
die Verwendung finden beispielsweise um Bleche zu biegen. Durch
Anordnen des leitenden Streifens in der Klemmfläche kann auf diese Weise eine
zuverlässigere
Verbindung zwischen dem Werkzeug und dem Werkzeugshalterungsteil
erreicht werden.
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Bei
einem äußerst bevorzugten
Ausführungsbeispiel
nach der Erfindung ist die Kombination Teil einer Abkantpresse,
wobei das wenigstens eine Werkzeug ein Abkantpressenwerkzeug ist
und wobei das Werkzeughalterungsteil ein Abkantpressenklemmsystem
ist.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
nach der Erfindung umfasst diskrete leitende Kondensatoroberflächen, die
regelmäßig entlang
des länglichen Körpers angeordnet
sind, sowie diskrete Kontaktoberflächen, die regelmäßig entlang
des länglichen Körpers angeordnet
sind, wobei das wenigstens eine Werkzeug einen Kontakt umfasst zum
Verbinden der Erkennungsschaltung mit einer diskreten Kontaktoberfläche und
wobei jede diskrete leitende Kondensatoroberfläche und jede diskrete Kontaktoberfläche mit
einem Prozessor verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel basiert das
Festlegen eines Werkzeugs aus der Messung der Kapazität zwischen
dem Werkzeug selbst und den leitenden Kondensatoroberflächen, die
von dem Werkzeug überlappt
werden. Die Kontaktoberflächen
liefern die Verbindung zu der Erkennungsschaltung, liefern aber
auch eine grobe Einschätzung
der Positionierung des Werkzeugs. Die Kapazität und andere funktionale Abmessungen
(beispielsweise Länge
und Höhe)
des Werkzeugs werden in dem Werkzeug selbst gespeichert oder bei
einer anderen Positionierung bzw. Stelle und durch Vergleich dieser
mit der gemessenen Kapazität zwischen
den leitenden Kondensatoroberflächen, kann
die exakte Positionierung des Werkzeugs über die Positionierungsmittel
eingerichtet werden.
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Vorzugsweise
steht jede diskrete Kontaktoberfläche in Beziehung mit einer
einzelnen leitenden Kondensatoroberfläche.
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Bei
einem noch anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung, umfasst die Kombination diskrete leitende Kondensatoroberflächen, die
regelmäßig entlang
des länglichen
Körpers
angeordnet sind, wobei jede diskrete leitende Kondensatoroberfläche mit einem
Prozessor verbunden ist, um ein Werkzeug in dem länglichen
Körper
zu erkennen und zu positionieren bzw. festzulegen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
werden die diskreten leitenden Kondensatoroberflächen sowohl zum Positionieren
bzw. Festlegen eines Werkzeugs, wie auch zum Erkennen eines Werkzeugs
verwendet. Der Vorteil ist es, dass die Erkennung des Werkzeugs
und die Kommunikation mit der in dem Werkzeug vorliegenden Erkennungsschaltung
ohne körperlichen
Kontakt durchgeführt werden.
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Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel
sind die Kondensatoroberflächen
rechtwinklig und parallel zu der longitudinalen Richtung. Durch
ein teilweises Überlappen
eines Werkzeugs und einer rechtwinkligen Kondensatoroberfläche, ist
die gemessene Kapazität
im wesentlichen linear zu der Position des Werkzeugs, relativ zu
der Kondensatoroberfläche.
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Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel überlappen
die Kondensatoroberflächen
benachbarte Kondensatoroberflächen,
gesehen in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung. Dies liefert eine konstante
Messpräzision über die
gesamte Länge. Bei
rechtwinkligen Kondensatoroberflächen
liegt immer ein kleiner Abstand zwischen den beiden notwendigen Oberflächen vor,
der die Präzision
der Messung beeinflussen kann.
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Diese
und andere Vorteile der Erfindung werden in Zusammenhang mit den
beigefügten
Zeichnungen erläutert.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Abkantpresse, die ein Ausführungsbeispiel
einer Kombination nach der Erfindung umfasst.
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2A und 2B zeigen
teilweise Vergrößerungen
der 1.
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3 zeigt
eine schematische Übersicht über den
oberen Träger
und das Positionierungsmittel eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung.
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4A–4C zeigen
ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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5 zeigt
eine schematische Übersicht
des Ausführungsbeispiels
nach der 4.
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6 zeigt
eine schematische Übersicht über ein
drittes Ausführungsbeispiel
nach der Erfindung.
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1 zeigt
ein Abkantpresse 1 mit einem oberen Träger 2 und einem unteren
Träger 3.
Der untere Träger 3 umfasst
ein Klemmsystem – und
Werkzeughalterungsteil 15 für ein unteres Werkzeug 4 und der
obere Träger 2 hat
ein Klemmsystem – und
Werkzeughalterungsteil 5 zum Festklemmen eines oberen Werkzeugs 6.
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Das
Klemmsystem- und Werkzeughalterungsteil 5 (siehe auch 2A)
hat einen elektrisch leitenden Streifen 7. Das Werkzeug 6 hat
einen Verbinder bzw. Anschluss 8, der in der 1 als
ein über
dessen Länge
verlaufender Streifen gezeigt ist. Er kann auch ein kleiner Verbinder
sein, beispielsweise einen kleinen vorstehenden Stift umfassend.
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Das
untere Werkzeug 4 (siehe auch 2B) ist
auch mit einem Verbinder 9 versehen, der Kontakt mit einem
in den Klemmsystem- und Werkzeughalterungsteil 15 angeordneten,
elektrisch leitenden Streifen 10 herstellt.
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In 3 ist
eine schematische Übersicht
des oberen Trägers
und des Positionierungsmittels des Ausführungsbeispiels nach der Erfindung
gezeigt. Mehrere Werkzeuge T1, T2, T3, T4, T5 sind in einem Klemmsystem-
und Werkzeughalterungsteil 5 angeordnet. Dieses Werkzeugshalterungsteil 5 umfasst einen
elektrisch leitenden Streifen 7. Jedes Werkzeug T1, T2,
T3, T4, T5 umfasst eine elektrische Schaltung 11, die in
elektrischem Kontakt mit dem elektrisch leitenden Streifen 7 ist.
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Der
elektrisch leitende Streifen 7 funktioniert als Datenbus,
der von Bustreibern 12 getrieben wird und mit der Schnittstelle 13 kommuniziert.
Die elektrische Schaltung 11 umfasst beispielsweise Erkennungsmittel,
mit denen die Schnittstelle 13 jedes separate Werkzeug
T1, T2, T3, T4, T5 erkennen kann. Im Falle, dass der elektrisch
leitende Streifen 7 ein Halbleiter ist, wird die Schaltung 11 die
lokale Spannung messen und kommuniziert diesen Wert über den
Datenbus und die Bustreiber 12 an die Schnittstelle 13.
Basierend auf der gemessenen Spannung, kann das Positionierungsmittel
bestimmen, bei welcher Position jedes separate Werkzeug in dem Klemmsystem-
und Werkzeughalterungsteil 5 angeordnet ist.
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Die
Schnittstelle 13 ist des weiteren über eine Datenleitung 14 mit
beispielsweise einer Steuereinheit verbunden, die den gesamten Prozess
steuert.
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4A zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung 111. Die Abkantpresse wiederum hat ein Klemmsystem-
und Werkzeughalterungsteil 112 zum Festklemmen eines oberen
Werkzeugs 113. Das untere Klemmsystem- und Werkzeughalterungsteil 114 umfasst
ein unteres Werkzeug 115. Jedes Werkzeug 113, 115 (siehe
auch 4B und 4C) umfasst
einen Kontaktstift 116, 117, über den ein direkter elektrischer
Kontakt zwischen dem Werkzeug 113, 115 und einer
Kontaktoberfläche 118, 119 hergestellt
wird.
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In 5 ist
eine schematische Übersicht
des Ausführungsbeispiels
gemäß der 4 gezeigt.
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Entlang
des Klemmsystem- und Werkzeughalterungsteils 112 sind an
dem oberen Träger
mehrere diskrete leitende Kondensatoroberflächen 120 in regelmäßigen Abständen angeordnet.
Jede dieser Kondensatoroberflächen 120 ist über eine
elektrische Leitung 121 mit einem Prozessor verbunden. Jede
leitende Kondensatoroberfläche 120 steht
in Beziehung mit einer diskreten Kontaktoberfläche 122, die ebenfalls
regelmäßig entlang
des Klemmsystem- und Werkzeughalterungsteils 112 angeordnet
sind. Auch diese Kontaktoberflächen
sind über eine
Leitung 123 mit einem Prozessor verbunden.
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Mit
gestrichelten Linien sind zwei Werkzeuge T1 und T2 gezeigt. Das
Werkzeug T1 steht über
einen Kontaktstift 116 in einem direkten Kontakt mit einer
Kontaktoberfläche 122.
Auch das Werkzeug T2 steht über
einen Kontaktstift 116 mit einer Kontaktoberfläche 122 in
Kontakt.
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Bevor
ein Werkzeug T1, T2 verwendet wird, werden einige Daten gemessen
und in dem Prozessor abgespeichert oder beispielsweise dem Erkennungsmittel.
Es wird gemessen, wie die gesamte Kapazität des Werkzeugs ist und wie
der Abstand des Kontaktstifts 116 zu einer Seite 124 des
Werkzeugs ist.
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Wenn
die Werkzeuge T1 und T2 in dem Klemmsystem- und Werkzeughalterungsteil 112 angeordnet
sind, treten die Werkzeuge T1 und T2 über ihre Kontaktstifte mit
den Kontaktoberflächen 122 in Kontakt.
Auf diese Weise ist es für
den Prozessor bekannt, um zumindest welche Kontaktoberflächen und entsprechende
Kondensatoroberflächen
die Werkzeuge T1 und T2 liegen. Wenn beide Werkzeuge T1 und T2 angrenzend
angeordnet werden müssen, kann
man durch messen der gesamten Kapazität beider Werkzeuge und einem
Vergleich dessen mit der gespeicherten Summe der Kapazitäten erfassen,
ob beide Werkzeuge angrenzend angeordnet sind oder ein kleiner Abstand
zwischen den beiden Werkzeugen besteht.
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Wenn
erfasst ist, dass beide Werkzeuge angrenzend angeordnet sind, kann
man die Position des Satzes Werkzeuge T1, T2 bestimmen. Unter Verwendung
eines äußeren Werkzeugs,
beispielsweise T1, weiß man über die
gespeicherten Abmessungen der Werkzeuge, welche Kondensatoroberflächen von den
Werkzeugen überlappt
werden. Verwendet man nun die Kondensatoroberfläche 120, die nur teilweise von
der Seite 124 des Werkzeugs T1 überlappt ist, mißt man die
erfasste Kapazität
dieser speziellen Kondensatoroberfläche. Da die gemessene Kapazität lediglich
ein Teil der mit dieser Oberfläche 120 möglichen,
gesamten Kapazität
ist, kann man den Prozentsatz an Überlappen des Werkzeug T1 in
Bezug auf diese Oberfläche
bestimmen und dann bestimmen, wo die exakte Position relativ zu
dem Klemmsystem- und Werkzeughalterungsteil 112 ist. Da
die Länge
eines Werkzeugs T1 bekannt ist, kann man auch die exakte Positionierung
des Werkzeugs T2 bestimmen. Auf diese Weise kann man die spezielle
Positionierung jedes Werkzeugs bestimmen.
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6 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel, bei
dem ähnlich
dem Ausführungsbeispiel
gemäß den 4 und 5, mehrere
diskrete leitende Kondensatoroberflächen 120 auf dem Werkzeughalterungsteil 112 angeordnet
sind. Wieder sind zwei Werkzeuge T1 und T2 in gestrichelten Linien
gezeigt. Mit den diskreten leitenden Kondensatoroberflächen 120 ist
es möglich,
die Positionierung jedes Werkzeugs T1, T2 zu erfassen, wie dies
oben beschrieben wurde.
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Jedes
Werkzeug T1, T2 umfasst eine Erkennungsschaltung 130, auf
der relevante Daten des Werkzeugs gespeichert sind. Die diskreten
leitenden Kondensatoroberflächen 120 können dazu
verwendet werden, um die Werkzeuge T1 und T2 festzulegen, können aber
auch dazu verwendet werden, um die elektrischen Erkennungsschaltungen 130 auszulesen.
Zu diesem Zwecke werden die Kondensatoroberflächen 120, die über eine
elektrische Leitung 121 mit einem Prozessor verbunden sind,
dazu verwendet, die elektrische Erkennungsschaltung 130 auszulesen.
Abhängig
von der durchzuführenden
Messung, d. h. Bestimmung der Positionierung oder der Erkennung
eines Werkzeugs, werden die Kondensatoroberflächen 120 mit der relevanten
Verarbeitungsschaltung verbunden, um entweder die Positionierung
zu bestimmen oder das Werkzeug zu erkennen bzw. identifizieren.