EP4624099A2 - Werkzeugsystem, antriebseinheit und werkzeugkopf - Google Patents

Werkzeugsystem, antriebseinheit und werkzeugkopf

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Publication number
EP4624099A2
EP4624099A2 EP25172748.3A EP25172748A EP4624099A2 EP 4624099 A2 EP4624099 A2 EP 4624099A2 EP 25172748 A EP25172748 A EP 25172748A EP 4624099 A2 EP4624099 A2 EP 4624099A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool head
drive unit
identifier
tool
interface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP25172748.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4624099A3 (de
Inventor
Luciano Sgarra
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Joiner's Bench GmbH
Original Assignee
Joiner's Bench GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Joiner's Bench GmbH filed Critical Joiner's Bench GmbH
Publication of EP4624099A2 publication Critical patent/EP4624099A2/de
Publication of EP4624099A3 publication Critical patent/EP4624099A3/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F3/00—Associations of tools for different working operations with one portable power-drive means; Adapters therefor

Definitions

  • the invention relates to a tool system comprising a drive unit and at least one tool head that can be mounted on the drive unit.
  • the invention further relates to a drive unit and a tool head.
  • Tool systems with interchangeable tool heads are known in a variety of designs from the prior art. Such tool systems typically have a drive unit, particularly a handheld device, onto which various tool heads can be mounted. If a tool head must be operated in a specific mode, the corresponding settings are usually made manually by the user. If the tool heads used and the work performed with them are logged, this is usually done by recording an identifier or type designation of the tools and the materials used.
  • pressing tools in which the drive unit generates the force required for machining and transfers it to the respective pressing insert (press jaw) via a mechanical coupling.
  • the pressing insert is typically designed for a specific nominal force, a maximum stroke, and a specific size range of the workpieces to be machined. These operating parameters must be set before the tool is put into operation. This not only delays the workflow but can also lead to malfunctions or damage due to incorrect settings.
  • the invention is based on the object of providing a tool system with interchangeable heads, in particular a pressing tool system with interchangeable pressing inserts (or pressing jaws) as interchangeable heads or tool heads, in which the disadvantages of the prior art are avoided.
  • a tool system (or a pressing tool system) which has a drive unit and at least one tool head (or pressing insert (or pressing jaw as tool head)) which can be placed on the drive unit
  • the drive unit has a drive, a controller, a connecting element and an interface
  • the connecting element is configured to releasably lock the tool head placed on the drive unit in a form-fitting manner
  • the drive is configured to transmit a mechanical force to the locked tool head
  • the controller is configured to identify an identifier of the tool head via the interface and, depending on the identified identifier, to select an operating mode of the drive from a plurality of operating modes.
  • the connecting element of the drive unit and the tool head (or the connecting element of the drive unit and at least a part of the tool head or the part of the tool head which interacts with the connecting element) are connected to one another in a locked manner, in particular during operation (of the motor or drive) of the tool system, wherein these Locking is particularly implemented in a form-fitting or latched manner, and is particularly arranged in a stationary or immovable manner.
  • the operating mode is selected depending on the tool head identifier and an additional user setting.
  • the automatic selection of the operating mode can also be made depending on the tool head identifier and an identifier of the workpiece to be machined.
  • the tool system comprises, in addition to the tool head, at least one further tool head, preferably a plurality of further Tool heads that have different identifiers and are each associated with different operating modes.
  • the tool head is attached to the drive unit by placing it on top and locking it in place.
  • locking is achieved by a locking mechanism, in which the attached tool head is brought into a closed position, for example, by a rotary movement, and then positively engages in this position.
  • the drive unit and the tool head are mechanically coupled such that a force generated by the drive unit is transmitted to the tool head—in particular to a mechanical element of the tool head.
  • the force can be transmitted by a mechanical coupling element such as a piston or plunger, whereby the mechanical element (of the tool head) is set in motion by the drive unit (or by the mechanical coupling element of the drive unit) and transmits the force applied by the drive unit to the tool head through mechanical contact.
  • the force transmitted by the contact is directed in particular parallel to a longitudinal axis of the drive unit and/or the tool head and points away from the drive unit.
  • the force can also be directed toward the drive unit or oscillate between the two directions.
  • the drive unit drives a rotation of the mechanical coupling element and in this way transmits a torque to the tool head, wherein the axis of rotation is directed in particular parallel to the longitudinal axis of the drive unit and/or the tool head.
  • the drive unit has an interface which serves in particular for the transmission of information between the tool head and the drive unit and which allows the identification of the tool head to be transmitted to the control unit of the drive unit. Based on the identification, the control unit then defines an operating mode of the drive unit, and the tool head is operated according to the mode.
  • the operating mode is preferably completely determined by the identification, i.e. the selection of the operating mode is based on a fixed assignment between the identification and the operating mode, whereby it is conceivable that this assignment can be configured by the user.
  • data on the possible identifiers and the associated operating modes are stored in a memory of the drive unit, e.g.
  • the operating mode is determined by retrieving these memory contents or by comparing the identified identifier with the stored identifiers.
  • the control unit of the drive unit may transmit the identified identifier of the tool head to an external device and to receive from this the operating mode determined as a function of the identifier.
  • the control unit is preferably configured to tool head if no identifier has been identified or the identified identifier cannot be assigned to an operating mode.
  • the interface is preferably a mechanical interface, an electronic interface, or a radio interface.
  • a mechanical interface can be implemented, for example, based on a key-lock principle, in which a structural element engages positively in a complementarily shaped recess, and the identifier of the tool head is identified by this positive engagement.
  • the tool head can have a mechanical coding in the form of a profile or contour, e.g., a plurality of projections and/or recesses, which is identified by a complementary structure of the drive device through contact or sensing. For example, upon mechanical contact between the two complementary structures, a switch or a plurality of switches of the drive unit can be actuated.
  • the tool head can contain an integrated circuit, for example, a microchip, for this purpose, which is configured to communicate with the control of the drive unit via a digital voltage signal.
  • the tool head has one or more electrical contact elements whose arrangement encodes the tool head's identifier and which, when placed on the tool, closes one of several electrical circuits of the drive unit, thus enabling identification of the identifier.
  • the tool head's identifier is transmitted wirelessly to the drive unit's control unit using electromagnetic waves.
  • the information can be transmitted, for example, via an active or passive transponder, in particular via an RFID or NFC system ("radio-frequency identification” or “near field communication”). Further possibilities arise from data transmission via Bluetooth or WLAN.
  • the tool head preferably has a corresponding transmitter for transmitting the electromagnetic signal.
  • an external camera e.g., a smartphone
  • an external scanner e.g., a scanner
  • an external sensor e.g., a sensor
  • mechanical coding ensures that only tool heads suitable for tool operation can be mounted on the drive unit, while the identification is transmitted separately via an electronic interface or a radio interface The transmission of the identifier can occur when the device is put on and/or locked in place, depending on the design.
  • the interface comprises an optical or acoustic sensor, a magnetic field sensor, or a current sensor.
  • the interface comprises one or more sensors from the group of sensors named below: one or more optical sensors, one or more acoustic sensors, one or more magnetic field sensors, and one or more current sensors.
  • the sensor is preferably arranged on the drive unit, for example, on the connecting element, while the tool head comprises a signal generator or an identification feature that can be detected by the corresponding sensor. This can be, for example, a light source, a reflective surface or optical identifier, an acoustic signal generator, a current source, an electrical resistor, or a magnet or a magnetic element.
  • the sensor can be, for example, a light source or color sensor, and the identification feature can be a light source or the color of a surface (or a plurality of surfaces) or a light source (or a plurality of light sources), whereby the identification of the tool head is encoded by the color or its RGB value.
  • the identification feature can be a two-dimensional optical code (barcode, QR code) that can be read by a laser scanner or a camera. Another possibility is to encode the identifier in a three-dimensional shape, which is recorded by a camera and assigned to the identifier, for example, by image recognition software.
  • the identifier can also be transmitted by a field generated by a magnetic element, which is detected by a magnetic field sensor.
  • the field can be generated either by a permanent magnet or by induction.
  • an acoustic sensor it can in particular be an ultrasonic sensor, and the identifier can be encoded accordingly by an ultrasonic signal.
  • the acoustic signal can be generated via a loudspeaker and received by a microphone.
  • the identifier can be encoded by an internal resistance.
  • the detection of the identifier can also be carried out inductively or capacitively, or by microscopic or radiological methods for detecting nanoparticles.
  • the senor is provided as an optical sensor for color detection (in particular for detecting or distinguishing or distinguishing a plurality of different colors or color values), wherein in particular the sensor for detecting an identifier in the form of an optical recognizable print or label or an optically recognizable surface.
  • the optically recognizable surface is in particular formed on or as part of the tool head, in particular designed such that the optically recognizable surface can be detected by the sensor of the interface (i.e. the drive unit).
  • the interface (of the drive unit) has an illumination device or an irradiation device for generating electromagnetic radiation, in particular light radiation, in such a way that the area of the identifier is irradiated or illuminated with the corresponding electromagnetic radiation in order to detect or record the identifier.
  • the detection or recording of the identifier is preferably carried out by optical detection of the identifier, in particular by optical detection of a color or a plurality of colors or a plurality of arranged colored areas.
  • two such surfaces (each in) a specific color allow a corresponding doubling of the information content, so that with just one or two such surfaces (each in) a specific color, a large number of different types of tool heads can be distinguished.
  • a specific color By providing three or more such surfaces (each in) a specific color, usable, available or detectable information content can be further increased.
  • the drive is a hydraulic, pneumatic or electric drive.
  • the drive has a pumping device that pumps a hydraulic fluid, in particular a hydraulic oil, with Pressure is applied and the pressure sets a mechanical coupling element in motion so that a mechanical force is transmitted to the tool head.
  • the hydraulic fluid can be pumped into a pressure cylinder and drive a movable piston that transmits the force to the tool head.
  • the fluid can be pumped into a hydraulic motor and generate a torque that is transmitted to the tool head via the coupling element.
  • the pumping device can in particular be an electrically driven hydraulic pump (e.g. an axial piston pump).
  • the drive unit according to the invention and the tool head according to the invention offer the same design possibilities and advantages as those described with regard to the tool system according to the invention.
  • the tool head has an identifier that can be transmitted via an interface of the drive unit is identifiable.
  • the Figure 1 shows a schematic representation of an embodiment of the tool system 1 according to the invention, which in this case is designed as a battery-hydraulic Press tool system is designed.
  • the tool system 1 consists of the drive unit 2 (only partially shown here), onto which the tool head 3 can be placed.
  • the tool head 3 in turn has a receptacle 11, which can accommodate a tool insert (not shown), in particular a pressing jaw.
  • the tool insert can be mechanically locked with the locking mechanism 12, so that the pressing jaw is firmly connected to the tool head 3.
  • various tool heads 3 can be placed on the drive unit.
  • the tool head 3 shown is designed for a nominal force of 19 kN, while the tool head 3 from the Figures 3 and 4 is designed for a nominal force of 32 kN.
  • the two tool heads also differ in various other dimensions, such as maximum stroke, pressing time, and the maximum nominal diameter of the joining material to be processed.
  • the drive unit 2 has a connecting element 4, which is designed here as a cylindrical bushing 4 provided with recesses 7, 7', which receives the cylindrical end of the tool head 3 and locks it in place by a bayonet lock 6.
  • the recesses 7, 7' are each L-shaped and consist of a longitudinal slot, at the end of which a short, essentially rectangular or oblique transverse slot is connected.
  • the transverse slot in turn, has a short transverse segment 14, 14' at its end (cf. Figures 5 and 6 ), which forms the "serif" of the L-shaped recess 7, 7'.
  • the connecting element 4 has two L-shaped slots 7, 7', which interact with the two pins 6 (only one of which is visible in the illustration).
  • the connecting element 4 also has a limit switch or sensor 9, via which the drive unit 2 detects the position of the tool head 3 and, in particular, detects correct positioning (or incorrect positioning).
  • a hydraulic drive in the form of a ram 10' (cf. Figure 5 ) is set in motion, which transmits the force generated by the hydraulics to the tool head 3 through mechanical contact.
  • Figures 1 to 4 and 6 For better visibility, the tool system 1 is without the ram 10' shown and only the opening 10 is visible through which the plunger 10' protrudes from the drive unit 2.
  • the drive unit 2 has an interface 5, which here is designed as a sensor arranged on the bottom surface of the connecting socket 4.
  • An identifier of the tool head 3 is identified via the interface 5, and the operating mode of the drive is set via a control system of the drive unit depending on this identifier.
  • the specific operating parameters (nominal force, maximum stroke, pressing time, etc.) of the tool head 3 to be automatically selected when the tool head 3 is placed and/or locked, without the user having to make manual settings. In this way, not only is operating comfort increased and the use of the tool system 1 more effective, but setting an incorrect operating mode is also advantageously prevented.
  • the interface 5 can be, for example, an optical or acoustic sensor, a magnetic field sensor, or a current sensor.
  • the tool head 3 has a corresponding recognition feature or a signal generator by which the identifier can be identified. This can be, for example, an optical or mechanical code that is read or scanned by the sensor 5.
  • the identifier can also be encoded by an electrical resistor or a magnetic, capacitive, or inductive element, with the identifier being read via an electrical contact between the drive unit 2 and the tool head 3.
  • the identifier of the tool head 3 be in the form of an optically recognizable print or label or an optically recognizable surface.
  • the detection or detection of the identifier is preferably carried out in each case by optically detecting the identifier, in particular by optically detecting a color (or the one color of the print or label) (in particular from a plurality or multiplicity of distinguishable colors) or a plurality of colors or a plurality of arranged colored areas (for example, two colored areas arranged next to one another or two concentrically arranged circular (or ring-shaped) colored areas), wherein, in particular, for the detection or detection of the identifier, irradiation or illumination of the area of the identifier with appropriate electromagnetic radiation (in the visible spectral range) is provided.
  • the interface 5 or the sensor in particular, has a lighting device or irradiation device (radiating or illuminating in the direction of the identifier) and a color sensor (in particular sensitive to this direction
  • the respective identification of the tool head 3 is optically detected, if necessary also with simultaneous or prior irradiation or illumination of the area of the respective identification with corresponding electromagnetic radiation.
  • visible light i.e. a wavelength range from approx. 380 nm to approx. 750 nm
  • infrared radiation i.e. a wavelength range from approx. 750 nm to approx. 3 ⁇ m or up to approx. 50 ⁇ m, in particular IR-A (approx. 780 to approx.
  • the identification of a tool head 3 is implemented in particular in the form of an imprint on a suitable surface or a suitable surface area, for example in the form of a barcode or a multidimensional optical code, in particular as a QR code.
  • a barcode or a multidimensional optical code in particular as a QR code.
  • the identifier it is also possible and preferred according to the invention for the identifier to be provided in the form of an electromagnetically readable transponder element or RFID tag element.
  • the tool system 1 is shown in the assembled state.
  • the tool head 3 is placed on the drive unit 2 and locked in its target position via the bayonet lock 6.
  • the switch 9 of the connecting element 4 is activated so that the control of the drive unit 2 detects the correct positioning of the tool head 3.
  • the mechanical coupling element (the plunger 10') of the drive unit 2 is in mechanical contact with the moving parts of the tool head 3 and can thus transmit the force generated by the drive to the tool head 3.
  • the senor 5 of the drive unit 2 and the coding are preferably arranged such that they lie opposite one another in the target position of the tool head 3, so that the identification of the identifier only takes place when the tool head 3 is correctly positioned.
  • FIG. 3 The embodiment of the tool system 1 according to the invention is shown with a second tool head 3.
  • the second tool head 3 is designed for a nominal force of 32 kN and differs from the one shown in the Figures 1 and 2 shown tool head 3 additionally in various other operating sizes, such as maximum stroke, Pressing time and the maximum nominal diameter of the connecting material to be processed.
  • the fitting and locking takes place in the Figure 1 described manner.
  • the tool head 3 has two pin-shaped projections 5 for connection to the socket 4 (only one of the two is visible in the illustration), which, together with the L-shaped slots 7, 7', form the bayonet lock.
  • the second tool head 3 also has a receptacle 11 that can accommodate a tool insert (not shown). The tool insert can be mechanically locked with the locking mechanism 12, so that the tool insert is firmly connected to the tool head 3.
  • the drive unit 2 of the tool system 1 can additionally have a data storage device (e.g., an SD card) and/or a data interface with which data can be transferred to an external data processing device (in particular, a PC, notebook, tablet, or smartphone).
  • a data storage device e.g., an SD card
  • an external data processing device in particular, a PC, notebook, tablet, or smartphone.
  • the tool heads 3 used, the operating modes, the machined workpieces, and/or the executed work cycle can be logged in a log file or displayed graphically. This enables tracing of the performed work steps and allocation or documentation of the tools and materials used.
  • Data transmission can be carried out, for example, via a cable (e.g., USB cable) or wirelessly (Bluetooth, Wi-Fi).
  • the tool system 1 with the second tool head 3 is shown in the assembled state.
  • the tool head 3 is mounted on the drive unit 2 and locked in its target position via the bayonet lock 6.
  • the control unit of the drive unit 2 identifies the identifier of the tool head 3 and automatically sets the operating mode tailored to the identifier or the tool head 3.
  • the Figures 5 and 6 are each a detailed view of the drive unit 2.
  • the connecting element 4 of the drive unit 2 is formed by a cylindrical bushing 4 provided with recesses 7, 7', which receives the cylindrical end of the tool head 3 and is locked by the bayonet lock 6.
  • the recesses 7, 7' are each L-shaped and consist of a longitudinal slot, at the end of which a short, essentially rectangular or oblique transverse slot adjoins.
  • the transverse slot in turn, has a short transverse segment 14, 14' at its end. which forms the serif of the L-shaped recess.
  • the projection 8 By rotating the tool head 3, the projection 8 then moves into the transverse slot and finally engages in the serif 14, where it can be held in position, for example by a spring, so that the tool head 3 is fixed in its desired position.
  • the connecting element 4 has two L-shaped slots 7, 7', which interact with two pins 6 of the tool head 3.
  • a mechanical coupling element in the form of a ram 10 is set in motion by a hydraulic drive, which transmits the force generated by the hydraulics to the tool head 3 through mechanical contact.
  • the drive unit 2 is shown without the plunger 10', so that only the opening 10 is visible, through which the plunger 10' protrudes from the drive unit 2.
  • the ram 10' is depicted along with its longitudinal direction of movement 13. The direction of movement 13 runs in particular in the axial direction of the tool head 3, i.e., in the direction of its longitudinal axis.
  • the force generated by the drive is transmitted to the tool head 3 through mechanical contact via the ram 10'.

Landscapes

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Abstract

Es wird ein Werkzeugsystem aufweisend eine Antriebseinheit und mindestens einen, auf die Antriebseinheit aufsetzbaren Werkzeugkopf vorgeschlagen, wobei die Antriebseinheit einen Antrieb, eine Steuerung, ein Verbindungselement und eine Schnittstelle aufweist, wobei das Verbindungselement dazu konfiguriert ist, den auf die Antriebseinheit aufgesetzten Werkzeugkopf lösbar formschlüssig zu arretieren, wobei der Antrieb dazu konfiguriert ist, eine mechanische Kraft auf den arretierten Werkzeugkopf zu übertragen, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, über die Schnittstelle eine Kennung des Werkzeugkopfes zu identifizieren und in Abhängigkeit von der identifizierten Kennung einen Betriebsmodus des Antriebs aus einer Mehrzahl von Betriebsmodi auszuwählen. Ferner werden eine Antriebseinheit und ein Werkzeugkopf vorgeschlagen.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Werkzeugsystem aufweisend eine Antriebseinheit und mindestens einen, auf die Antriebseinheit aufsetzbaren Werkzeugkopf. Die Erfindung betrifft ferner eine Antriebseinheit und einen Werkzeugkopf.
  • Werkzeugsysteme mit wechselbaren Werkzeugköpfen sind aus dem Stand der Technik in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Derartige Werkzeugsysteme weisen typischerweise eine, insbesondere als Handgerät ausgebildete, Antriebseinheit auf, auf die verschiedene Werkzeugköpfe aufgesetzt werden können. Sofern ein Werkzeugkopf mit einem individuellen Modus betrieben werden muss, erfolgen die entsprechenden Einstellungen in der Regel manuell durch den Benutzer. Werden die verwendeten Werkzeugköpfe und die damit ausgeführten Arbeiten protokolliert, so erfolgt dies üblicherweise über die Aufzeichnung einer Kennung bzw. Typenbezeichnung der Werkzeuge und der verwendeten Materialien.
  • Ein Beispiel für derartige Werkzeugsysteme sind Presswerkzeuge, bei denen die Antriebseinheit die für die Bearbeitung aufzubringende Kraft erzeugt und durch eine mechanische Kopplung auf den jeweils eingesetzten Presseinsatz (Pressbacke) überträgt. Üblicherweise ist der Presseinsatz dabei auf eine bestimmte Nennkraft, einen maximalen Hub und einen bestimmten Größenbereich der zu bearbeitenden Werkstücke ausgelegt. Diese Betriebsparameter müssen vor der Inbetriebnahme des Werkzeugs eingestellt werden, wodurch sich nicht nur der Arbeitsablauf verzögert, sondern zusätzlich Störungen oder Schäden durch inkorrekte Einstellungen auftreten können.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeugsystem mit wechselbaren Köpfen, insbesondere ein Presswerkzeugsystem mit wechselbaren Presseinsätzen (bzw. Pressbacken) als wechselbaren Köpfen bzw. Werkzeugköpfen, zur Verfügung zu stellen, bei dem die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Werkzeugsystem (bzw. ein Presswerkzeugsystem) gelöst, das eine Antriebseinheit und mindestens einen, auf die Antriebseinheit aufsetzbaren Werkzeugkopf (bzw. Presseinsatz (bzw. Pressbacke als Werkzeugkopf) aufweist, wobei die Antriebseinheit einen Antrieb, eine Steuerung, ein Verbindungselement und eine Schnittstelle aufweist, wobei das Verbindungselement dazu konfiguriert ist, den auf die Antriebseinheit aufgesetzten Werkzeugkopf lösbar formschlüssig zu arretieren, wobei der Antrieb dazu konfiguriert ist, eine mechanische Kraft auf den arretierten Werkzeugkopf zu übertragen, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, über die Schnittstelle eine Kennung des Werkzeugkopfes zu identifizieren und in Abhängigkeit von der identifizierten Kennung einen Betriebsmodus des Antriebs aus einer Mehrzahl von Betriebsmodi auszuwählen. Insbesondere ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verbindungselement der Antriebseinheit und der Werkzeugkopf (oder das Verbindungselement der Antriebseinheit und zumindest ein Teil des Werkzeugkopfes bzw. der mit dem Verbindungselement zusammenwirkende Teil des Werkzeugkopfes) miteinander arretiert verbunden sind, insbesondere beim Betrieb (des Motors oder Antriebs) des Werkzeugsystems, wobei diese Arretierung insbesondere formschlüssig oder verrastet realisiert ist, sowie insbesondere ortsfest bzw. unbeweglich angeordnet sind.
  • Durch das erfindungsgemäße Werkzeugsystem ist es vorteilhafterweise möglich, dass ein wechselbarer Werkzeugkopf durch die Antriebseinheit automatisiert erkannt und in einer, spezifisch auf den Werkzeugkopf abgestimmten Art und Weise betrieben werden kann. Dadurch wird nicht nur der Bedienungskomfort erhöht und der Arbeitsablauf verkürzt, sondern zusätzlich eine Fehleinstellung oder unsachgemäße Benutzung des Werkzeugsystems verhindert. Vorzugsweise ist die Antriebseinheit ein Handgerät, insbesondere ein kabelloses Handgerät, das mit einer integrierten Energiespeichereinheit ausgestattet ist. Insbesondere kann es sich bei dem erfindungsgemäßen Werkzeugsystem um ein Presswerkzeugsystem mit austauschbaren Werkzeugköpfen handeln, wobei jeder Werkzeugkopf mit spezifischen Betriebsparametern, wie Presskraft, Presszeit und/oder maximalem Hub betrieben wird. Denkbar ist auch, dass durch den Betriebsmodus nur bestimmte Grundeinstellungen oder Bereiche der Betriebsparameter festgelegt werden und eine genauere Auswahl durch den Benutzer erfolgt. In diesem Fall erfolgt die Auswahl des Betriebsmodus in Abhängigkeit der Kennung des Werkzeugkopfes und einer zusätzlichen Einstellung des Benutzers. Die automatische Auswahl des Betriebsmodus kann auch in Abhängigkeit der Kennung des Werkzeugkopfes und einer Kennung des zu bearbeitenden Werkstücks erfolgen. Insbesondere weist das Werkzeugsystem neben dem Werkzeugkopf mindestens einen weiteren Werkzeugkopf, vorzugsweise eine Mehrzahl weiterer Werkzeugköpfe auf, die unterschiedliche Kennungen aufweisen und mit jeweils unterschiedlichen Betriebsmodi verbunden sind.
  • Der Werkzeugkopf wird durch Aufsetzen und Arretieren auf der Antriebseinheit befestigt. Vorzugsweise erfolgt das Arretieren durch einen Rastmechanismus, bei dem der aufgesetzte Werkzeugkopf beispielsweise durch eine Drehbewegung in eine Schließstellung gebracht wird und formschlüssig in dieser Stellung einrastet. In der arretierten Stellung sind die Antriebseinheit und der Werkzeugkopf mechanisch derart gekoppelt, dass eine von der Antriebseinheit erzeugte Kraft auf den Werkzeugkopf - insbesondere auf ein mechanisches Element des Werkzeugkopfes - übertragen wird. Die Kraftübertragung kann durch ein mechanisches Kopplungselement wie beispielsweise einen Kolben oder Stößel realisiert werden, wobei das mechanische Element (des Werkzeugkopfes) durch die Antriebseinheit (bzw. durch das mechanische Kopplungselement der Antriebseinheit) in Bewegung versetzt wird und die von der Antriebseinheit aufgebrachte Kraft durch mechanischen Kontakt auf den Werkzeugkopf überträgt. Die durch den Kontakt übertragene Kraft ist dabei insbesondere parallel zu einer Längsachse der Antriebseinheit und/oder des Werkzeugkopfes gerichtet und weist von der Antriebseinheit weg. Alternativ kann die Kraft auch zur Antriebseinheit hin weisen oder zwischen beiden Richtungen oszillieren. Denkbar ist auch, dass die Antriebseinheit eine Drehung des mechanischen Kopplungselements antreibt und auf diese Weise ein Drehmoment auf den Werkzeugkopf überträgt, wobei die Drehachse insbesondere parallel zur Längsachse der Antriebseinheit und/oder des Werkzeugkopfes gerichtet ist.
  • Erfindungsgemäß weist die Antriebseinheit eine Schnittstelle auf, die insbesondere der Informationsübertragung zwischen Werkzeugkopf und Antriebseinheit dient und die es erlaubt, die Kennung des Werkzeugkopfes an die Steuerung der Antriebseinheit zu übermitteln. Auf Grundlage der Kennung wird anschließend durch die Steuerung ein Betriebsmodus der Antriebseinheit festgelegt und der Werkzeugkopf dem Modus entsprechend betrieben. Der Betriebsmodus wird durch die Kennung vorzugsweise vollständig bestimmt, d.h. die Auswahl des Betriebsmodus basiert auf einer festen Zuordnung zwischen Kennung und Betriebsmodus, wobei denkbar ist, dass diese Zuordnung durch den Benutzer konfiguriert werden kann. Insbesondere liegen in einem Speicher der Antriebseinheit, z.B. in einem Register der Steuerung, Daten über die möglichen Kennungen und die zugehörigen Betriebsmodi vor und die Bestimmung des Betriebsmodus erfolgt durch Abruf dieser Speicherinhalte bzw. einen Vergleich der identifizierten Kennung mit den gespeicherten Kennungen. Alternativ ist auch denkbar, dass die Steuerung der Antriebseinheit die identifizierte Kennung des Werkzeugkopfes an eine externe Vorrichtung überträgt und von dieser den in Abhängigkeit von der Kennung ermittelten Betriebsmodus empfängt. Vorzugsweise ist die Steuerung dazu konfiguriert, den Betrieb des Werkzeugkopfes zu blockieren, wenn keine Kennung identifiziert wurde oder die identifizierte Kennung keinem Betriebsmodus zugeordnet werden kann.
  • Vorzugsweise ist die Schnittstelle eine mechanische Schnittstelle, eine elektronische Schnittstelle oder eine Funkschnittstelle. Eine mechanische Schnittstelle kann beispielsweise auf Basis eines Schlüssel-Schloss-Prinzips realisiert werden, bei dem ein Strukturelement in eine komplementär geformte Ausnehmung formschlüssig eingreift und die Kennung des Werkzeugkopfes durch diesen formschlüssigen Eingriff identifiziert wird. Insbesondere kann der Werkzeugkopf eine mechanische Codierung in Form eines Profils oder einer Kontur, z.B. einer Mehrzahl von Vorsprüngen und/oder Ausnehmungen, aufweisen, die von einer komplementären Struktur der Antriebseinrichtung durch Kontakt bzw. Abtasten identifiziert wird. Beispielsweise kann beim mechanischen Kontakt der beiden komplementären Strukturen ein Schalter oder eine Mehrzahl von Schaltern der Antriebseinheit betätigt werden. Bei einer elektronischen Schnittstelle wird beim Aufsetzen des Werkzeugkopfes mindestens ein elektrisch leitender Kontakt zur Antriebseinheit hergestellt und die Kennung des Werkzeugkopfes wird durch ein elektrisches Signal ausgelesen. Insbesondere kann der Werkzeugkopf zu diesem Zweck eine integrierte Schaltung, beispielsweise einen Mikrochip enthalten, die dazu konfiguriert ist, mit der Steuerung der Antriebseinheit über ein digitales Spannungssignal zu kommunizieren. Im einfachsten Fall weist der Werkzeugkopf ein oder mehrere elektrische Kontaktelemente auf, deren Anordnung die Kennung des Werkzeugkopfes codiert und die beim Aufsetzen einen von mehreren elektrischen Schaltkreisen der Antriebseinheit schließen und so die Identifizierung der Kennung ermöglichen. Bei einer Funkschnittstelle wird die Kennung des Werkzeugkopfes mittels elektromagnetischer Wellen drahtlos zur Steuerung des Antriebsgeräts übertragen, wobei die Informationsübertragung beispielsweise über einen aktiven oder passiven Transponder, insbesondere über ein RFID- oder NFC-System ("radio-frequency identification" bzw. "near field communication") erfolgen kann. Weitere Möglichkeiten ergeben sich durch eine Datenübertragung mittels Bluetooth oder WLAN. Vorzugsweise weist der Werkzeugkopf einen entsprechenden Sender zur Übermittelung des elektromagnetischen Signals auf. Weiterhin ist es möglich, die Kennung durch eine externe Kamera (z.B. eines Smartphones), einen externen Scanner oder einen externen Sensor zu identifizieren und drahtlos an die Antriebseinheit zu übertragen. Grundsätzlich ist auch denkbar, Schnittstellen zu verwenden, bei denen die Kennung des Werkzeugkopfes teilweise auf mechanischem Wege und teilweise durch eine elektronisches Signal übermittelt wird. Denkbar ist weiterhin, dass durch eine mechanische Codierung sichergestellt wird, dass nur für den Werkzeugbetrieb geeignete Werkzeugköpfe auf die Antriebseinheit aufgesetzt werden können, während die Kennung getrennt davon über eine elektronische Schnittstelle oder eine Funkschnittstelle übertragen wird. Die Übertragung der Kennung kann bei all diesen Gestaltungsmöglichkeiten jeweils beim Aufsetzen und/oder beim Arretieren stattfinden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Schnittstelle einen optischen oder akustischen Sensor, einen Magnetfeldsensor oder einen Stromsensor auf. Insbesondere weist die Schnittstelle einen Sensor oder eine Mehrzahl von Sensoren aus der Gruppe nachfolgend genannter Sensoren auf: einen oder mehrere optische Sensoren, einen oder mehrere akustische Sensoren, einen oder mehrere Magnetfeldsensoren und einen oder mehrere Stromsensoren. Vorzugsweise ist der Sensor an der Antriebseinheit, beispielsweise an dem Verbindungselement angeordnet, während der Werkzeugkopf einen Signalgeber oder ein Erkennungsmerkmal aufweist, das durch den entsprechenden Sensor detektiert werden kann. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Lichtquelle, eine reflektierende Fläche oder optische Kennung, einen akustischen Signalgeber, eine Stromquelle, einen elektrischen Widerstand oder einen Magneten bzw. ein Magnetelement handeln. Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um einen Licht- oder Farbsensor handeln und als Erkennungsmerkmal kann eine Lichtquelle, bzw. die Farbe einer Fläche (oder einer Mehrzahl an Flächen) oder einer Lichtquelle (oder einer Mehrzahl an Lichtquellen) dienen, wobei die Kennung des Werkzeugkopfes durch die Farbe bzw. deren RGB-Wert codiert wird. Das Erkennungsmerkmal kann ein zweidimensionaler optischer Code (Barcode, QR-Code) sein, der sich über einen Laserscanner oder über eine Kamera einlesen lässt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Kennung in einer dreidimensionalen Formgebung zu codieren, die über eine Kamera aufgenommen und beispielsweise durch eine Bilderkennungssoftware der Kennung zugeordnet wird. Die Kennung kann auch durch ein von einem magnetischen Element erzeugtes Feld übermittelt werden, das über einen Magnetfeldsensor detektiert wird. Das Feld kann dabei sowohl von einem Permanentmagneten oder durch Induktion erzeugt werden. Im Falle eines akustischen Sensors kann es sich insbesondere um einen Ultraschallsensor handeln und die Kennung kann entsprechend durch ein Ultraschallsignal codiert werden. Weiterhin kann das akustische Signal über einen Lautsprecher erzeugt und durch ein Mikrofon empfangen werden. Im Falle eines Stromsensors kann die Kennung durch einen inneren Widerstand codiert werden. Die Detektion der Kennung kann weiterhin auf eine induktive oder kapazitive Weise erfolgen oder durch mikroskopische bzw. radiologische Methoden zur Detektion von Nanopartikeln.
  • Insbesondere ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Sensor als ein optischer Sensor zur Farbdetektion (insbesondere zur Detektion oder Unterscheidung oder Unterscheidbarkeit einer Vielzahl verschiedener Farben bzw. Farbwerte) vorgesehen ist,
    wobei insbesondere der Sensor zur Detektion einer Kennung in Form eines optisch erkennbaren Aufdrucks oder Labels oder einer optisch erkennbaren Oberfläche ausgebildet ist. Hierbei ist insbesondere die optisch erkennbare Oberfläche am oder als Teil des Werkzeugkopfes ausgebildet, insbesondere derart ausgebildet, dass die optisch erkennbare Oberfläche durch den Sensor der Schnittstelle (d.h. der Antriebseinheit) erfasst werden kann. Hierbei ist es ferner weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass die Schnittstelle (der Antriebseinheit) eine Beleuchtungseinrichtung oder eine Bestrahlungseinrichtung zur Erzeugung einer elektromagnetischen Strahlung, insbesondere Lichtstrahlung, derart aufweist, dass zur Erfassung oder Detektion der Kennung eine Bestrahlung oder Beleuchtung des Bereichs der Kennung mit der entsprechenden elektromagnetischen Strahlung erfolgt. Bevorzugt erfolgt die Erfassung oder die Detektion der Kennung durch jeweils optische Erfassung der Kennung, insbesondere durch optische Detektion einer Farbe oder einer Mehrzahl von Farben oder einer Mehrzahl angeordneter Farbflächen.
  • Hierdurch ist es erfindungsgemäß in besonders einfacher und robuster Weise möglich, die Identifikationsinformation oder die Mehrzahl an Identifikationsinformationen zu erfassen bzw. zu detektieren. Insbesondere ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass eine Farbdetektion durchgeführt wird. Hierbei ist es insbesondere möglich eine Vielzahl verschiedener und eindeutiger Farbtöne voneinander zu unterscheiden, so dass - beispielsweise - ein Informationsgehalt von etlichen Bit (insbesondere von 2 Bit oder von 3 Bit oder von 4 Bit oder von 5 Bit oder von 6 Bit oder von 7 Bit oder von 8 Bit oder von 9 Bit oder von 10 Bit oder von 11 Bit oder von 12 Bit) einer einzigen, in einer bestimmten Farbe gehaltenen, Fläche entnommen werden kann (d.h. 2 Bit, wenn im Bereich der Fläche vier verschiedene Farbtöne unterschieden werden, 3 Bit, wenn im Bereich der Fläche acht verschiedene Farbtöne unterschieden werden, 4 Bit, wenn im Bereich der Fläche sechzehn verschiedene Farbtöne unterschieden werden, 5 Bit, wenn im Bereich der Fläche zweiunddreißig verschiedene Farbtöne unterschieden werden, 6 Bit, wenn im Bereich der Fläche vierundsechzig verschiedene Farbtöne unterschieden werden, 7 Bit, wenn im Bereich der Fläche 128 verschiedene Farbtöne unterschieden werden, 8 Bit, wenn im Bereich der Fläche 256 verschiedene Farbtöne unterschieden werden, 9 Bit, wenn im Bereich der Fläche 512 verschiedene Farbtöne unterschieden werden, 10 Bit, wenn im Bereich der Fläche 1024 verschiedene Farbtöne unterschieden werden, 11 Bit, wenn im Bereich der Fläche 2048 verschiedene Farbtöne unterschieden werden, 12 Bit, wenn im Bereich der Fläche 4096 verschiedene Farbtöne unterschieden werden). Entsprechend erlauben zwei solcher in (jeweils) einer bestimmten Farbe gehaltener Flächen eine entsprechende Verdoppelung des Informationsgehalts, so dass bereits mit lediglich einer oder zweier solcher in (jeweils) einer bestimmten Farbe gehaltener Flächen eine Vielzahl unterschiedlicher Typen von Werkzeugköpfen unterschieden werden können. Durch das Vorsehen von drei und mehr solcher in (jeweils) einer bestimmten Farbe gehaltener Flächen kann entsprechend der nutzbare bzw. zur Verfügung stehende bzw. detektierbare Informationsgehalt noch vergrößert werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeugsystem ist es darüber hinaus auch möglich, dass die Antriebseinheit neben der Schnittstelle mindestens eine weitere Schnittstelle aufweist. Beispielsweise kann die Kennung des Werkzeugkopfes über die (erste) Schnittstelle erkannt und über die weitere (zweite) Schnittstelle verifiziert werden. Die erste Schnittstelle kann auch dazu dienen, die Kennung des Werkzeugkopfes zu identifizieren, während die zweite Schnittstelle eine Kennung des zu bearbeitenden Werkstücks identifiziert und/oder weitere Betriebsdaten oder Betriebseinstellungen einliest. Grundsätzlich sind hierfür Kombinationen aller der oben beschriebenen Ausgestaltungen möglich. Vorzugsweise handelt es sich bei der zweiten Schnittstelle um eine optische Schnittstelle oder eine Funkschnittstelle. Insbesondere können die Verifizierung der Kennung des Werkzeugkopfes und/oder die Identifikation der Kennung des Werkstücks durch das Einlesen eines optischen Codes erfolgen. Alternativ kann die Verifizierung und/oder Identifikation über einen drahtlosen Datenaustausch mit einer externen Rechnereinrichtung oder einer mobilen Recheneinheit (Notebook, Tablet, Smartphone) erfolgen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Betriebsmodus eine Amplitude der auf den Werkzeugkopf übertragenen mechanischen Kraft und/oder eine Amplitude einer Bewegung des Werkzeugkopfes festlegt und/oder einen zeitlichen Verlauf der mechanischen Kraft und/oder der Bewegung des Werkzeugkopfes festlegt. Unter der Amplitude der Kraft ist insbesondere die von der Antriebseinheit aufgebrachte Maximalkraft bzw. das maximale Drehmoment zu verstehen, während die Amplitude der Bewegung insbesondere dem maximalen Hub des Werkzeugkopfes und/oder des mechanischen Kopplungselements der Antriebseinheit entspricht. Beispielsweise kann für einen Werkzeugkopf eine bestimmte Maximalkraft oder ein bestimmter Kraftbereich vorgesehen sein, der nach der Identifizierung der Kennung automatisch eingestellt wird. Ebenso kann ein bestimmter maximaler Hub oder ein entsprechender Bereich je nach Kennung eingestellt werden. Der Betriebsmodus kann auch Betriebsparameter festlegen, die den spezifischen zeitlichen Verlauf der Kraft bzw. Bewegung beeinflussen. Beispiele sind hier die Zeitdauer, über die die Kraft aufgebracht wird oder die Frequenz einer periodisch aufgebrachten Kraft bzw. Bewegung. Ganz allgemein kann durch den Betriebsmodus die momentane Kraft bzw. Bewegungsamplitude als Funktion der Zeit festgelegt werden, also insbesondere deren zeitlicher Anstieg und Abfall.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Antrieb ein hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Antrieb. Bei einem hydraulischen Antrieb weist der Antrieb eine Pumpvorrichtung auf, die eine Hydraulikflüssigkeit, insbesondere ein Hydrauliköl, mit Druck beaufschlagt und über den Druck ein mechanisches Kopplungselement in Bewegung versetzt, so dass eine mechanische Kraft auf den Werkzeugkopf übertragen wird. Beispielsweise kann die Hydraulikflüssigkeit in einen Druckzylinder gepumpt werden und einen verschiebbaren Kolben antreiben, der die Kraft auf den Werkzeugkopf überträgt. Alternativ kann die Flüssigkeit in einen Hydraulikmotor gepumpt werden und ein Drehmoment erzeugen, das über das Kopplungselement auf den Werkzeugkopf übertragen wird. Bei der Pumpvorrichtung kann es sich dabei insbesondere um eine elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe (z.B. eine Axialkolbenpumpe) handeln. Bei einem pneumatischen Antrieb wird analog ein Gas mit einem Kompressor verdichtet und die durch den Gasdruck erzeugte Kraft über das mechanische Kopplungselement auf den Werkzeugkopf übertragen. Alternativ ist auch denkbar, dass die Pumpe bzw. der Kompressor nicht Teil der Antriebseinheit sind und das mit Druck beaufschlagte Medium der Antriebseinheit von außen zu- und wieder abgeführt wird. Bei einem elektrischen Antrieb weist die Antriebseinheit insbesondere einen Elektromotor und eine Getriebeeinheit auf, wobei die von dem Elektromotor erzeugte Kraft über die Getriebeeinheit auf das mechanische Kopplungselement und damit auf die Werkzeugkopf übertragen wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Verbindungselement einen Verschlussmechanismus, insbesondere einen Bajonettverschluss, auf. Der Verschluss besteht dabei insbesondere aus einem männlichen Verbindungselement und einem komplementär geformten weiblichen Verbindungselement, wobei das weibliche Verbindungselement beispielsweise als Buchse ausgebildet sein kann, die das männliche, beispielsweise zylindrisch ausgebildete, Verbindungselement aufnimmt. Vorzugsweise ist das Verbindungselement der Antriebseinheit das weibliche Verbindungselement, während der Werkzeugkopf ein entsprechendes männliches Verbindungselement aufweist. Denkbar ist auch eine Anordnung, bei denen die Antriebseinheit das männliche und der Werkzeugkopf das weibliche Verbindungselement aufweist. Das männliche Verbindungselement weist dabei insbesondere mindestens einen Vorsprung, beispielsweise einen Stift auf, der beim Aufsetzen bzw. Arretieren des Werkzeugkopfes in eine Ausnehmung des weiblichen Verbindungselements gleitet. Die Ausnehmung ist insbesondere ein L-förmiger Schlitz mit einem Längsschlitz, an dessen Ende sich ein, im Wesentlichen rechtwinkelig oder schräg verlaufender, kurzer Querschlitz anschließt. Vorzugsweise weist der Querschlitz an seinem Ende wiederum ein kurzes Quersegment auf, das eine "Serife" der L-förmigen Ausnehmung bildet. Der Vorsprung des männlichen Verbindungselements gleitet beim Aufsetzen zunächst in den Längsschlitz, wandert dann durch Drehung in den Querschlitz und rastet schließlich in der Serife ein, wo er beispielsweise durch eine Feder in Position gehalten wird, so dass ein Herausgleiten verhindert wird, bzw. nur durch gezielten Kraftaufwand möglich ist. Auf diese Weise lässt sich durch einen relativ einfachen, robusten Mechanismus eine stabile, lösbare Verbindung zwischen der Antriebseinheit und dem Werkzeugkopf herstellen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Verbindungselement dazu konfiguriert ist, bei Erreichen einer Sollstellung des aufgesetzten Werkzeugkopfes einzurasten oder das Verbindungselement einen Sensor oder ein Kontaktelement, insbesondere einen Schalter, zur Detektion der Sollstellung des Werkzeugkopfes aufweist. Insbesondere wird der Werkzeugkopf dabei durch eine Drehung in die Sollstellung gebracht. Ein möglicher Rastmechanismus ist insbesondere der oben beschriebene Bajonettverschluss mit dem serifenförmigen Quersegment, in den der Vorsprung des männlichen Verbindungselements einrastet. Denkbar sind hier jedoch auch andere Rastmechanismen, bei denen ein oder mehrere Vorsprünge in Ausnehmungen einrasten und insbesondere durch ein elastisches Element wie beispielsweise eine Feder in Position gehalten werden. Die Sollstellung des Werkzeugkopfes kann beispielsweise über die Stellung des Rastelements detektiert werden, über einen Sensor, einen Schalter oder über ein entsprechend angeordnetes elektrisch leitendes Element, das bei Erreichen der Sollstellung einen Schaltkreis schließt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerung dazu konfiguriert, über das Verbindungselement und/oder die Schnittstelle eine Positionierung des aufgesetzten Werkzeugkopfes zu detektieren und insbesondere eine Fehlstellung oder eine Sollstellung des Werkzeugkopfes zu detektieren. Die Steuerung kann dabei beispielsweise das Vorliegen einer Fehlstellung oder der Sollstellung durch ein optisches oder akustisches Signal anzeigen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Werkzeugkopf dazu konfiguriert, eine Bewegung zum Pressen, Schneiden und/oder Biegen von Werkstücken auszuführen. Insbesondere kann der Werkzeugkopf dazu konfiguriert sein, einen Werkzeugeinsatz aufzunehmen, mit dem sich ein von dem Werkzeugeinsatz umgreifbares oder an den Werkzeugeinsatz ansetzbares Werkstück trennen und/oder verformen lässt. Dabei ist es möglich, dass das Werkzeugsystem eine Mehrzahl von Werkzeugeinsätzen aufweist und ein Werkzeugkopf mit mehreren Werkzeugeinsätzen kompatibel ist. Bei dem Werkzeugsystem kann es sich dabei beispielsweise um ein Presswerkzeugsystem handeln und bei dem Werkzeugeinsatz um einen Presseinsatz (Pressbacke). Die Schnittstelle oder eine weitere Schnittstelle des Werkzeugsystems kann dazu verwendet werden, eine Kennung des Werkzeugeinsatzes zu identifizieren und in Abhängigkeit von der Kennung des Werkzeugkopfes und der Kennung des Werkzeugeinsatzes einen Betriebsmodus des Antriebs auszuwählen.
  • Vorzugsweise weist die Antriebseinheit eine Energiespeichereinheit, insbesondere einen Lithium-Ionen-Akkumulator auf. Auf diese Weise lässt sich das erfindungsgemäße Werkzeugsystem ohne Stromkabel oder eine sonstige Anbindung an eine externe Energiequelle betreiben.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Antriebseinheit einen elektronischen Datenspeicher (insbesondere eine Speicherkarte, z.B. eine SD-Karte) aufweist und/oder dazu konfiguriert ist, Daten über die Schnittstelle oder eine weitere Schnittstelle an eine externe Datenverarbeitungseinrichtung (insbesondere einen PC, ein Notebook, Tablet oder Smartphone) zu übertragen. Der interne oder externe Datenspeicher kann insbesondere dazu verwendet werden, den verwendeten Werkzeugkopf, den Betriebsmodus, die bearbeiteten Werkstücke und/oder den ausgeführten Arbeitszyklus in einer Logdatei zu protokollieren. Auf diese Weise lassen sich die ausgeführten Arbeitsschritte rückverfolgen und/oder mit geeigneter Software weiterbearbeiten. Insbesondere ist es möglich den Arbeitszyklus auf der externen Datenverarbeitungseinrichtung grafisch darzustellen. Die Datenübertragung an die externe Einrichtung kann beispielsweise kabelgebunden (z.B. USB-Kabel) oder drahtlos (Bluetooth, WLAN) erfolgen.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Antriebseinheit, die einen Antrieb, eine Steuerung, ein Verbindungselement und eine Schnittstelle aufweist, wobei das Verbindungselement dazu konfiguriert ist, einen auf die Antriebseinheit aufsetzbaren Werkzeugkopf lösbar formschlüssig zu arretieren, wobei der Antrieb dazu konfiguriert ist, eine mechanische Kraft auf den arretierten Werkzeugkopf zu übertragen, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, über die Schnittstelle eine Kennung des Werkzeugkopfes zu identifizieren und in Abhängigkeit von der identifizierten Kennung einen Betriebsmodus des Antriebs aus einer Mehrzahl von Betriebsmodi auszuwählen.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft einen Werkzeugkopf, der auf eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antriebseinheit aufsetzbar ist, wobei der Werkzeugkopf dazu konfiguriert ist mit dem Verbindungselement der Antriebseinheit derart zusammenzuwirken, dass der auf die Antriebseinheit aufgesetzte Werkzeugkopf lösbar formschlüssig arretierbar ist.
  • Für die erfindungsgemäße Antriebseinheit und den erfindungsgemäßen Werkzeugkopf ergeben sich dieselben Gestaltungsmöglichkeiten und Vorteile, die in Bezug auf das erfindungsgemäße Werkzeugsystem beschrieben wurden. Insbesondere ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugkopfes vorgesehen, dass der Werkzeugkopf eine Kennung aufweist, die über eine Schnittstelle der Antriebseinheit identifizierbar ist. Weiterhin ist es insbesondere vorgesehen, dass die Kennung in Form eines optisch erkennbaren Aufdrucks oder Labels oder einer optisch erkennbaren Oberfläche ausgebildet ist und dass die Erfassung oder die Detektion der Kennung durch jeweils optische Erfassung der Kennung erfolgt, insbesondere durch optische Detektion einer Farbe oder einer Mehrzahl von Farben oder einer Mehrzahl angeordneter Farbflächen, wobei insbesondere zur Erfassung oder Detektion der Kennung eine Bestrahlung oder Beleuchtung des Bereichs der Kennung mit einer entsprechenden elektromagnetischen Strahlung erfolgt.
  • Weitere Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung der Figuren enthalten.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Anhand der in den Zeichnungen dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung nun genauer erläutert werden. Dabei zeigt
    • Fig. 1
    eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Werkzeugsystems mit einer Antriebseinheit und einem ersten Werkzeugkopf,
    Fig. 2
    eine schematische Perspektivansicht des Ausführungsbeispiels, in der der erste Werkzeugkopf auf die Antriebseinheit aufgesetzt ist,
    Fig. 3
    eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Werkzeugsystems mit der Antriebseinheit und einem zweiten Werkzeugkopf.
    Fig. 4
    eine schematische Perspektivansicht des Ausführungsbeispiels, in der der zweite Werkzeugkopf auf die Antriebseinheit aufgesetzt ist,
    Fig. 5
    eine schematische Perspektivansicht der Antriebseinheit ohne Stößel,
    Fig. 6
    eine schematische Perspektivansicht der Antriebseinheit mit Stößel.
    Ausführungsformen der Erfindung
  • Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugsystems 1, das in diesem Fall als ein akku-hydraulisches Presswerkzeugsystem ausgebildet ist. Das Werkzeugsystem 1 besteht aus der (hier nur teilweise dargestellten) Antriebseinheit 2, auf die der Werkzeugkopf 3 aufgesetzt werden kann. Der Werkzeugkopf 3 weist wiederum eine Aufnahme 11 auf, die einen (nicht dargestellten) Werkzeugeinsatz, insbesondere eine Pressbacke, aufnehmen kann. Der Werkzeugeinsatz kann mit der Verriegelung 12 mechanisch verriegelt werden, so dass die Pressbacke fest mit dem Werkzeugkopf 3 verbunden ist. Je nach gewünschter Presskraft lassen sich verschiedene Werkzeugköpfe 3 auf die Antriebseinheit aufsetzen. Der in Figur 1 dargestellte Werkzeugkopf 3 ist für eine Nennkraft von 19 kN ausgelegt, während der Werkzeugkopf 3 aus den Figuren 3 und 4 für eine Nennkraft von 32 kN ausgelegt ist. Die beiden Werkzeugköpfe unterscheiden sich zusätzlich in verschiedenen anderen Größen, wie maximaler Hub, Presszeit und der maximalen Nennweite des zu verarbeitenden Verbindungsmaterials.
  • Um den Werkzeugkopf 3 auf der Antriebseinheit 2 zu fixieren, weist die Antriebseinheit 2 ein Verbindungselement 4 auf, die hier als eine mit Aussparungen 7, 7' versehene zylindrische Buchse 4 ausgebildet ist, die das zylindrische Ende des Werkzeugkopfes 3 aufnimmt und durch einen Bajonettverschluss 6 arretiert. Die Aussparungen 7, 7' sind dazu jeweils L-förmig ausgebildet und bestehen aus einem Längsschlitz, an dessen Ende sich ein, im Wesentlichen rechtwinkelig oder schräg verlaufender, kurzer Querschlitz anschließt. Der Querschlitz weist an seinem Ende wiederum ein kurzes Quersegment 14, 14' (vgl. Figuren 5 und 6) auf, das die "Serife" der L-förmigen Ausnehmung 7, 7' bildet. Beim Aufsetzen wird der Werkzeugkopf 3 in die Buchse 4 gesteckt, wobei ein stiftförmiger Vorsprung 8 in den Längsschlitz gleitet. Durch eine Drehung des Werkzeugkopfes 3 wandert der Vorsprung 8 dann in den Querschlitz und rastet schließlich in der Serife 14, 14' ein, wo er beispielsweise durch eine Feder in Position gehalten werden kann, so dass der Werkzeugkopf 3 in seiner Sollstellung fixiert wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Verbindungselement 4 zwei L-förmige Schlitze 7, 7' auf, die mit den zwei Stiften 6 (von denen in der Darstellung nur einer sichtbar ist) zusammenwirken. Das Verbindungselement 4 weist darüber hinaus einen Endschalter oder Sensor 9 auf, über den die Antriebseinheit 2 die Position des Werkzeugkopfes 3 erkennt und sich insbesondere eine korrekte Positionierung (bzw. Fehlstellung) detektieren lässt.
  • Zur Kraftübertragung zwischen Antriebseinheit 2 und Werkzeugkopf 3 wird durch einen hydraulischen Antrieb ein in Form eines Stößels 10' (vgl. Figur 5) ausgebildetes mechanisches Kopplungselement in Bewegung versetzt, das durch mechanischen Kontakt die von der Hydraulik erzeugte Kraft auf den Werkzeugkopf 3 überträgt. In den Figuren 1 bis 4 und 6 ist das Werkzeugsystem 1 der besseren Sichtbarkeit halber ohne den Stößel 10' abgebildet und nur die Öffnung 10 sichtbar, durch die der Stößel 10' aus der Antriebseinheit 2 herausragt.
  • Erfindungsgemäß weist die Antriebseinheit 2 eine Schnittstelle 5 auf, die hier als an der Bodenfläche der Verbindungsbuchse 4 angeordneter Sensor ausgebildet ist. Über die Schnittstelle 5 wird eine Kennung des Werkzeugkopfes 3 identifiziert und der Betriebsmodus des Antriebs über eine Steuerung der Antriebeinheit in Abhängigkeit von dieser Kennung eingestellt. Insbesondere ist es dadurch bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel möglich, dass die spezifische Betriebsparameter (Nennkraft, maximaler Hub, Presszeit etc.) des Werkzeugkopfes 3 beim Aufsetzen und/oder Arretieren des Werkzeugkopfes 3 automatisiert ausgewählt werden, ohne dass der Benutzer hierfür manuelle Einstellungen vornehmen muss. Auf diese Weise wird nicht nur der Bedienungskomfort erhöht und der Einsatz des Werkzeugsystems 1 effektiver gestaltet, sondern auch eine Einstellung eines falschen Betriebsmodus vorteilhafterweise verhindert.
  • Bei der Schnittstelle 5 kann es sich beispielsweise um einen optischen oder akustischen Sensor, einen Magnetfeldsensor oder einen Stromsensor handeln. Der Werkzeugkopf 3 weist ein entsprechendes Erkennungsmerkmal oder einen Signalgeber auf, über den sich die Kennung identifizieren lässt. Dabei kann es sich beispielsweise um einen optischen oder mechanischen Code handeln, der von dem Sensor 5 eingelesen bzw. abgetastet wird. Die Kennung kann weiterhin durch einen elektrischen Widerstand oder ein magnetisches, kapazitives oder induktives Element codiert werden, wobei die Kennung über einen elektrischen Kontakt zwischen Antriebseinheit 2 und Werkzeugkopf 3 ausgelesen wird.
  • Erfindungsgemäß ist es besonders bevorzugt, dass die Kennung des Werkzeugkopfes 3 in Form eines optisch erkennbaren Aufdrucks oder Labels oder einer optisch erkennbaren Oberfläche ausgebildet sind. Die Erfassung oder die Detektion der Kennung erfolgt bevorzugt jeweils durch eine optische Erfassung der Kennung, insbesondere durch optische Detektion einer Farbe (bzw. der einen Farbe des Aufdrucks oder Labels) (insbesondere aus einer Mehrzahl oder Vielzahl von unterscheidbaren Farben) oder einer Mehrzahl von Farben oder einer Mehrzahl angeordneter Farbflächen (etwa zwei Farbflächen nebeneinander angeordnet oder auch zwei konzentrisch angeordnete kreisförmige (bzw. ringförmige) Farbflächen), wobei insbesondere zur Erfassung oder Detektion der Kennung eine Bestrahlung oder Beleuchtung des Bereichs der Kennung mit einer entsprechenden elektromagnetischen Strahlung (im sichtbaren Spektralbereich) vorgesehen ist. Hierzu weist insbesondere die Schnittstelle 5 bzw. der Sensor eine (in Richtung der Kennung (ab)strahlende bzw. beleuchtende) Beleuchtungseinrichtung oder Bestrahlungseinrichtung und einen (insbesondere bezogen auf diese Richtung empfindlichen) Farbsensor auf.
  • Bei der Realisierung der Kennung in Form eines optisch erkennbaren Aufdrucks oder Labels findet eine optische Erfassung der jeweiligen Kennung des Werkzeugkopfes 3 (und damit des Werkzeugkopfes 3 selbst) statt, ggf. auch unter gleichzeitiger bzw. vorheriger Bestrahlung bzw. Beleuchtung des Bereichs der jeweiligen Kennung mit einer entsprechenden elektromagnetischen Strahlung. Hierzu wird - jedenfalls für die Erfassung, ggf. auch für die Bestrahlung oder Beleuchtung - insbesondere sichtbares Licht (d.h. ein Wellenlängenbereich von ca. 380 nm bis ca. 750 nm) oder Infrarotstrahlung (d.h. ein Wellenlängenbereich von ca. 750 nm bis ca. 3 µm bzw. bis ca. 50 µm, insbesondere IR-A (ca. 780 bis ca. 1400 nm), IR-B (ca. 1400 nm bis ca. 3 µm) oder IR-C (ca 3 µm bis ca. 50 µm)) oder Ultraviolettstrahlung (d.h. ein Wellenlängenbereich von ca. 100 nm bis ca. 380 nm, insbesondere UV-A (ca. 315 bis ca. 380 nm), UV-B (ca. 280 nm bis ca. 315 nm) oder UV-C (ca 100 nm bis ca. 280 nm)) verwendet. Die Kennung eines Werkzeugkopfes 3 ist hierbei insbesondere in Form eines Aufdrucks auf eine geeignete Oberfläche bzw. einen geeigneten Oberflächenbereich realisiert, etwa in Form eines Barcodes oder Strichcodes oder als mehrdimensionaler optischer Code, insbesondere als QR-Code. Alternativ oder zusätzlich zu einer optisch auslesbaren Kennung (bzw. einer Kennung mit optisch auslesbarer Identifikationsinformation) ist es erfindungsgemäß auch möglich und bevorzugt, dass die Kennung als in Form eines elektromagnetisch auslesbaren Transponderelements oder RFID-Tag-Elements vorgesehen ist.
  • In der Figur 2 ist das Werkzeugsystem 1 im montierten Zustand abgebildet. Der Werkzeugkopf 3 ist auf die Antriebseinheit 2 aufgesetzt und über den Bajonettverschluss 6 in seiner Sollstellung arretiert. In der Sollstellung ist insbesondere der Schalter 9 des Verbindungselements 4 aktiviert, so dass die Steuerung der Antriebseinheit 2 die korrekte Positionierung des Werkzeugkopfes 3 erkennt. Im aufgesetzten bzw. arretierten Zustand steht das mechanische Kopplungselement (der Stößel 10') der Antriebseinheit 2 in mechanischem Kontakt den beweglichen Teilen des Werkzeugkopfes 3 und kann dadurch die von dem Antrieb erzeugte Kraft auf den Werkzeugkopf 3 übertragen. Handelt es sich bei der Kennung des Werkzeugkopfes 3 insbesondere um eine optische oder mechanische Codierung, so ist der Sensor 5 der Antriebseinheit 2 und die Codierung vorzugsweise so angeordnet, dass sie in der Sollstellung des Werkzeugkopfes 3 einander gegenüber liegen, so dass die Identifizierung der Kennung ausschließlich bei einem korrekt positioniertem Werkzeugkopf 3 erfolgt.
  • In Figur 3 ist das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Werkzeugsystems 1 mit einem zweiten Werkzeugkopf 3 abgebildet. Der zweite Werkzeugkopf 3 ist für eine Nennkraft von 32 kN ausgelegt und unterscheidet sich von dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Werkzeugkopf 3 zusätzlich in verschiedenen anderen Betriebsgrößen, wie maximalem Hub, Presszeit und der maximalen Nennweite des zu verarbeitenden Verbindungsmaterials. Das Aufsetzen und Arretieren erfolgt in der zu Figur 1 beschriebenen Art und Weise. Der Werkzeugkopf 3 weist für die Verbindung mit der Buchse 4 zwei stiftförmige Vorsprünge 5 auf (in der Abbildung ist nur einer von beiden sichtbar), die zusammen mit den L-förmigen Schlitzen 7, 7' den Bajonettverschluss bilden. Der zweite Werkzeugkopf 3 weist ebenfalls eine Aufnahme 11 auf, die einen (nicht dargestellten) Werkzeugeinsatz aufnehmen kann. Der Werkzeugeinsatz kann mit der Verriegelung 12 mechanisch verriegelt werden, so dass der Werkzeugeinsatz fest mit dem Werkzeugkopf 3 verbunden ist.
  • Die Kennung des Werkzeugkopfes 3 wird über den Sensor 5 beim Aufsetzen bzw. Arretieren automatisiert erkannt und der Betriebsmodus des Antriebs wird über die Steuerung der Antriebseinheit 2 entsprechend ausgewählt. Dabei werden die gegenüber dem ersten Werkezugkopf 3 aus den Figuren 1 und 2 veränderten Betriebsparameter automatisch berücksichtig, ohne dass hierfür eine manuelle Einstellung des Benutzers notwendig ist.
  • Die Antriebseinheit 2 des Werkezugsystems 1 kann zusätzlich einen Datenspeicher (z.B. eine SD-Karte) und/oder eine Datenschnittstelle aufweisen, mit der sich Daten an eine externe Datenverarbeitungseinrichtung (insbesondere einen PC, ein Notebook, Tablet oder Smartphone) übertragen lassen. Auf diese Weise lassen sich die verwendeten Werkzeugköpfe 3, die Betriebsmodi, die bearbeiteten Werkstücke und/oder der ausgeführte Arbeitszyklus in einer Logdatei protokollieren oder grafisch darstellen. Dies ermöglicht eine Rückverfolgung der ausgeführten Arbeitsschritte und eine Zuordnung bzw. einen Nachweis der eingesetzten Werkzeuge und verwendeten Materialien. Die Datenübertragung kann beispielsweise kabelgebunden (z.B. USB-Kabel) oder drahtlos (Bluetooth, WLAN) erfolgen.
  • In der Figur 4 ist das Werkzeugsystem 1 mit dem zweiten Werkzeugkopf 3 im montierten Zustand abgebildet. Der Werkzeugkopf 3 ist auf die Antriebseinheit 2 aufgesetzt und über den Bajonettverschluss 6 in seiner Sollstellung arretiert. Im aufgesetzten (und korrekt positionierten) Zustand identifiziert die Steuerung der Antriebseinheit 2 die Kennung des Werkzeugkopfes 3 und stellt den auf die Kennung bzw. den Werkzeugkopf 3 abgestimmten Betriebsmodus automatisiert ein.
  • Die Figuren 5 und 6 sind jeweils eine Detailansicht der Antriebseinheit 2. Das Verbindungselement 4 der Antriebseinheit 2 wird durch eine mit Aussparungen 7, 7' versehene zylindrische Buchse 4 gebildet, die das zylindrische Ende des Werkzeugkopfes 3 aufnimmt und durch den Bajonettverschluss 6 arretiert. Die Aussparungen 7, 7' sind dazu jeweils L-förmig ausgebildet und bestehen jeweils aus einem Längsschlitz, an dessen Ende sich ein, im Wesentlichen rechtwinkelig oder schräg verlaufender, kurzer Querschlitz anschließt. Der Querschlitz weist an seinem Ende wiederum ein kurzes Quersegment 14, 14' auf, das die Serife der L-förmigen Ausnehmung bildet. Beim Aufsetzen wird der Werkzeugkopf 3 in die Buchse 4 gesteckt, wobei ein stiftförmiger Vorsprung 8 des Werkzeugkopfes 3 in den Längsschlitz gleitet. Durch eine Drehung des Werkzeugkopfes 3 wandert der Vorsprung 8 dann in den Querschlitz und rastet schließlich in der Serife 14 ein, wo er beispielsweise durch eine Feder in Position gehalten werden kann, so dass der Werkzeugkopf 3 in seiner Sollstellung fixiert wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Verbindungselement 4 zwei L-förmige Schlitze 7, 7' auf, die mit zwei Stiften 6 des Werkzeugkopfes 3 zusammenwirken.
  • Zur Kraftübertragung zwischen Antriebseinheit 2 und Werkzeugkopf 3 wird durch einen hydraulischen Antrieb ein in Form eines Stößels 10 ausgebildetes mechanisches Kopplungselement in Bewegung versetzt, das durch mechanischen Kontakt die von der Hydraulik erzeugte Kraft auf den Werkzeugkopf 3 überträgt. In der Figur 6 ist die Antriebseinheit 2 ohne den Stößel 10' abgebildet, so dass nur die Öffnung 10 sichtbar ist, durch die der Stößel 10' aus der Antriebseinheit 2 herausragt. In der Figur 5 ist der Stößel 10' zusammen mit seiner longitudinalen Bewegungsrichtung 13 abgebildet. Die Bewegungsrichtung 13 verläuft insbesondere in axialer Richtung des Werkzeugkopfes 3, d.h. in Richtung seiner Längsachse. Durch den Stößel 10' wird die vom Antrieb erzeugte Kraft durch mechanischen Kontakt auf den Werkzeugkopf 3 übertragen.
    • Ausführungsbeispiele:
    1. 1. Ausführungsbeispiel: Werkzeugsystem (1) aufweisend eine Antriebseinheit (2) und mindestens einen, auf die Antriebseinheit (2) aufsetzbaren Werkzeugkopf (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (2) einen Antrieb, eine Steuerung, ein Verbindungselement (4) und eine Schnittstelle (5) aufweist, wobei das Verbindungselement (4) dazu konfiguriert ist, den auf die Antriebseinheit (2) aufgesetzten Werkzeugkopf (3) lösbar formschlüssig zu arretieren, wobei der Antrieb dazu konfiguriert ist, eine mechanische Kraft auf den arretierten Werkzeugkopf (3) zu übertragen, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, über die Schnittstelle (5) eine Kennung des Werkzeugkopfes (3) zu identifizieren und in Abhängigkeit von der identifizierten Kennung einen Betriebsmodus des Antriebs aus einer Mehrzahl von Betriebsmodi auszuwählen.
    2. 2. Ausführungsbeispiel: Werkzeugsystem (1) nach Ausführungsbeispiel 1, wobei die Schnittstelle (5) eine mechanische Schnittstelle, eine elektronische Schnittstelle oder eine Funkschnittstelle ist.
    3. 3. Ausführungsbeispiel: Werkzeugsystem (1) nach Ausführungsbeispiel 1 oder 2, wobei die Schnittstelle (5) einen optischen oder akustischen Sensor, einen Magnetfeldsensor oder einen Stromsensor aufweist, wobei insbesondere der Sensor als optischer Sensor zur Farbdetektion vorgesehen ist,
      • wobei insbesondere der Sensor zur Detektion einer Kennung in Form eines optisch erkennbaren Aufdrucks oder Labels oder einer optisch erkennbaren Oberfläche ausgebildet ist,
      • wobei die Schnittstelle (5) ferner eine Beleuchtungseinrichtung oder Bestrahlungseinrichtung zur Erzeugung einer elektromagnetischen Strahlung, insbesondere Lichtstrahlung, derart aufweist, dass zur Erfassung oder Detektion der Kennung eine Bestrahlung oder Beleuchtung des Bereichs der Kennung mit der entsprechenden elektromagnetischen Strahlung erfolgt,
      • wobei insbesondere die Erfassung oder die Detektion der Kennung durch jeweils optische Erfassung der Kennung erfolgt, insbesondere durch optische Detektion einer Farbe oder einer Mehrzahl von Farben oder einer Mehrzahl angeordneter Farbflächen.
    4. 4. Ausführungsbeispiel: Werkzeugsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei der Betriebsmodus eine Amplitude der auf den Werkzeugkopf (3) übertragenen mechanischen Kraft und/oder eine Amplitude einer Bewegung des Werkzeugkopfes (3) festlegt und/oder einen zeitlichen Verlauf der mechanischen Kraft und/oder der Bewegung des Werkzeugkopfes (3) festlegt.
    5. 5. Ausführungsbeispiel: Werkzeugsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele wobei der Antrieb ein hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Antrieb ist.
    6. 6. Ausführungsbeispiel: Werkzeugsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei das Verbindungselement (4) einen Verschlussmechanismus (6), insbesondere einen Bajonettverschluss, aufweist.
    7. 7. Ausführungsbeispiel: Werkzeugsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei das Verbindungselement (4) dazu konfiguriert ist, bei Erreichen einer Sollstellung des aufgesetzten Werkzeugkopfes (3) einzurasten oder das Verbindungselement (4) einen Sensor (9) oder ein Kontaktelement (9), insbesondere einen Schalter, zur Detektion der Sollstellung des Werkzeugkopfes (3) aufweist.
    8. 8. Ausführungsbeispiel: Werkzeugsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, über das Verbindungselement (4) und/oder die Schnittstelle (4) eine Positionierung des aufgesetzten Werkzeugkopfes (3) zu detektieren und insbesondere eine Fehlstellung oder eine Sollstellung des Werkzeugkopfes (3) zu detektieren.
    9. 9. Ausführungsbeispiel: Werkzeugsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei der Werkzeugkopf (3) dazu konfiguriert ist, eine Bewegung zum Pressen, Schneiden und/oder Biegen von Werkstücken auszuführen.
    10. 10. Ausführungsbeispiel: Werkzeugsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei die Antriebseinheit (2) eine Energiespeichereinheit, insbesondere einen Lithium-Ionen-Akkumulator aufweist.
    11. 11. Ausführungsbeispiel: Werkzeugsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei die Antriebseinheit (2) einen elektronischen Datenspeicher aufweist und/oder dazu konfiguriert ist, Daten über die Schnittstelle oder eine weitere Schnittstelle an eine externe Datenverarbeitungseinrichtung zu übertragen.
    12. 12. Ausführungsbeispiel: Antriebseinheit (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (2) einen Antrieb, eine Steuerung, ein Verbindungselement (4) und eine Schnittstelle (5) aufweist, wobei das Verbindungselement (4) dazu konfiguriert ist, einen auf die Antriebseinheit (2) aufsetzbaren Werkzeugkopf (3) lösbar formschlüssig zu arretieren, wobei der Antrieb dazu konfiguriert ist, eine mechanische Kraft auf den arretierten Werkzeugkopf (3) zu übertragen, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, über die Schnittstelle (5) eine Kennung des Werkzeugkopfes (3) zu identifizieren und in Abhängigkeit von der identifizierten Kennung einen Betriebsmodus des Antriebs aus einer Mehrzahl von Betriebsmodi auszuwählen.
    13. 13. Ausführungsbeispiel: Werkzeugkopf (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkopf (3) auf eine Antriebseinheit (2) gemäß Ausführungsbeispiel 12 aufsetzbar ist, wobei der Werkzeugkopf (3) dazu konfiguriert ist mit dem Verbindungselement (4) der Antriebseinheit (2) derart zusammenzuwirken, dass der auf die Antriebseinheit (2) aufgesetzte Werkzeugkopf (3) lösbar formschlüssig arretierbar ist.
    14. 14. Ausführungsbeispiel: Werkzeugkopf (3) gemäß Ausführungsbeispiel 13, wobei der Werkzeugkopf (3) eine Kennung aufweist, die über eine Schnittstelle (5) der Antriebseinheit (2) identifizierbar ist.
    15. 15. Ausführungsbeispiel: Werkzeugkopf (3) gemäß Ausführungsbeispiel 14, wobei die Kennung in Form eines optisch erkennbaren Aufdrucks oder Labels oder einer optisch erkennbaren Oberfläche ausgebildet ist und dass die Erfassung oder die Detektion der Kennung durch jeweils optische Erfassung der Kennung erfolgt, insbesondere durch optische Detektion einer Farbe oder einer Mehrzahl von Farben oder einer Mehrzahl angeordneter Farbflächen, wobei insbesondere zur Erfassung oder Detektion der Kennung eine Bestrahlung oder Beleuchtung des Bereichs der Kennung mit einer entsprechenden elektromagnetischen Strahlung erfolgt.
    BEZUGSZEICHEN
    • 1
    Werkzeugsystem
    2
    Antriebseinheit
    3
    Werkzeugkopf
    4
    Verbindungselement
    5
    Schnittstelle/Sensor
    6
    Verschlussmechanismus
    7
    Ausnehmung
    7'
    weitere Ausnehmung
    8
    Vorsprung
    9
    Endschalter/Sensor
    10
    Öffnung für Stößel
    10'
    Stößel zur Kraftübertragung
    11
    Aufnahme für Werkzeug
    12
    Verriegelung
    13
    Bewegungsrichtung
    14
    Querschlitz
    14'
    Querschlitz

Claims (14)

  1. Werkzeugsystem (1) aufweisend eine Antriebseinheit (2) und mindestens einen, auf die Antriebseinheit (2) aufsetzbaren Werkzeugkopf (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (2) einen Antrieb, eine Steuerung, ein Verbindungselement (4) und eine Schnittstelle (5) aufweist, wobei das Verbindungselement (4) dazu konfiguriert ist, den auf die Antriebseinheit (2) aufgesetzten Werkzeugkopf (3) lösbar formschlüssig zu arretieren, wobei der Antrieb dazu konfiguriert ist, eine mechanische Kraft auf den arretierten Werkzeugkopf (3) zu übertragen, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, über die Schnittstelle (5) eine Kennung des Werkzeugkopfes (3) zu identifizieren und in Abhängigkeit von der identifizierten Kennung einen Betriebsmodus des Antriebs aus einer Mehrzahl von Betriebsmodi auszuwählen, wobei das Verbindungselement (4) ferner dazu konfiguriert ist, bei Erreichen einer Sollstellung des aufgesetzten Werkzeugkopfes (3) einzurasten oder das Verbindungselement (4) einen Sensor (9) oder ein Kontaktelement (9), insbesondere einen Schalter, zur Detektion der Sollstellung des Werkzeugkopfes (3) aufweist.
  2. Werkzeugsystem (1) nach Anspruch 1, wobei die Schnittstelle (5) eine mechanische Schnittstelle, eine elektronische Schnittstelle oder eine Funkschnittstelle ist.
  3. Werkzeugsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schnittstelle (5) einen optischen oder akustischen Sensor, einen Magnetfeldsensor oder einen Stromsensor aufweist, wobei insbesondere der Sensor als optischer Sensor zur Farbdetektion vorgesehen ist,
    wobei insbesondere der Sensor zur Detektion einer Kennung in Form eines optisch erkennbaren Aufdrucks oder Labels oder einer optisch erkennbaren Oberfläche ausgebildet ist,
    wobei die Schnittstelle (5) ferner eine Beleuchtungseinrichtung oder Bestrahlungseinrichtung zur Erzeugung einer elektromagnetischen Strahlung, insbesondere Lichtstrahlung, derart aufweist, dass zur Erfassung oder Detektion der Kennung eine Bestrahlung oder Beleuchtung des Bereichs der Kennung mit der entsprechenden elektromagnetischen Strahlung erfolgt,
    wobei insbesondere die Erfassung oder die Detektion der Kennung durch jeweils optische Erfassung der Kennung erfolgt, insbesondere durch optische Detektion einer Farbe oder einer Mehrzahl von Farben oder einer Mehrzahl angeordneter Farbflächen.
  4. Werkzeugsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Betriebsmodus eine Amplitude der auf den Werkzeugkopf (3) übertragenen mechanischen Kraft und/oder eine Amplitude einer Bewegung des Werkzeugkopfes (3) festlegt und/oder einen zeitlichen Verlauf der mechanischen Kraft und/oder der Bewegung des Werkzeugkopfes (3) festlegt.
  5. Werkzeugsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei der Antrieb ein hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Antrieb ist.
  6. Werkzeugsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungselement (4) einen Verschlussmechanismus (6), insbesondere einen Bajonettverschluss, aufweist.
  7. Werkzeugsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, über das Verbindungselement (4) und/oder die Schnittstelle (4) eine Positionierung des aufgesetzten Werkzeugkopfes (3) zu detektieren und insbesondere eine Fehlstellung oder eine Sollstellung des Werkzeugkopfes (3) zu detektieren.
  8. Werkzeugsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Werkzeugkopf (3) dazu konfiguriert ist, eine Bewegung zum Pressen, Schneiden und/oder Biegen von Werkstücken auszuführen.
  9. Werkzeugsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinheit (2) eine Energiespeichereinheit, insbesondere einen Lithium-Ionen-Akkumulator aufweist.
  10. Werkzeugsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinheit (2) einen elektronischen Datenspeicher aufweist und/oder dazu konfiguriert ist, Daten über die Schnittstelle oder eine weitere Schnittstelle an eine externe Datenverarbeitungseinrichtung zu übertragen.
  11. Antriebseinheit (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (2) einen Antrieb, eine Steuerung, ein Verbindungselement (4) und eine Schnittstelle (5) aufweist, wobei das Verbindungselement (4) dazu konfiguriert ist, einen auf die Antriebseinheit (2) aufsetzbaren Werkzeugkopf (3) lösbar formschlüssig zu arretieren, wobei der Antrieb dazu konfiguriert ist, eine mechanische Kraft auf den arretierten Werkzeugkopf (3) zu übertragen, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, über die Schnittstelle (5) eine Kennung des Werkzeugkopfes (3) zu identifizieren und in Abhängigkeit von der identifizierten Kennung einen Betriebsmodus des Antriebs aus einer Mehrzahl von Betriebsmodi auszuwählen, wobei das Verbindungselement (4) ferner dazu konfiguriert ist, bei Erreichen einer Sollstellung des aufgesetzten Werkzeugkopfes (3) einzurasten oder das Verbindungselement (4) einen Sensor (9) oder ein Kontaktelement (9), insbesondere einen Schalter, zur Detektion der Sollstellung des Werkzeugkopfes (3) aufweist.
  12. Werkzeugkopf (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkopf (3) auf eine Antriebseinheit (2) gemäß Anspruch 11 aufsetzbar ist, wobei der Werkzeugkopf (3) dazu konfiguriert ist mit dem Verbindungselement (4) der Antriebseinheit (2) derart zusammenzuwirken, dass der auf die Antriebseinheit (2) aufgesetzte Werkzeugkopf (3) lösbar formschlüssig arretierbar ist.
  13. Werkzeugkopf (3) gemäß Anspruch 12, wobei der Werkzeugkopf (3) eine Kennung aufweist, die über eine Schnittstelle (5) der Antriebseinheit (2) identifizierbar ist.
  14. Werkzeugkopf (3) gemäß Anspruch 13, wobei die Kennung in Form eines optisch erkennbaren Aufdrucks oder Labels oder einer optisch erkennbaren Oberfläche ausgebildet ist und dass die Erfassung oder die Detektion der Kennung durch jeweils optische Erfassung der Kennung erfolgt, insbesondere durch optische Detektion einer Farbe oder einer Mehrzahl von Farben oder einer Mehrzahl angeordneter Farbflächen, wobei insbesondere zur Erfassung oder Detektion der Kennung eine Bestrahlung oder Beleuchtung des Bereichs der Kennung mit einer entsprechenden elektromagnetischen Strahlung erfolgt.
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