KR20220110481A - 기계 공구 - Google Patents

Abstract

기계 공구를 위한 작동 방법을 제공하고 또한 주요 구축 작업 필요 없이 각각의 기계에 있어서 공구들의 설치, 위치 등의 모니터링을 가능하게 하는 시스템을 제안하기 위해, 본 발명은 램들 상에 장착되는 공구들을 기계 상의 설치 위치에 할당하기 위한 시스템을 제안하는데, 이것은 램 상에 위치되는 응답기, 메모리 및 수동 디지털 입력들을 갖는 기록가능한 RFID 칩, 및 기계의 연결 위치에 위치되는 전기적으로 스위칭가능한 접촉 패널로 구성되고, 이로써 접촉 패널의 접촉들은 디지털 입력들과 접촉할 수 있고 RFID 칩은 질의 절차 동안 적어도 하나의 식별자 및 디지털 입력들의 할당을 전송한다.

Description

기계 공구

본 발명은 램들 상에 장착되는 공구들을 기계 공구의 설치 위치에 할당하기 위한 시스템을 작동하는 방법 및 그 시스템 자체에 관한 것이다.

기계 공구들에는 요구되는 작업 및 기계 공구의 용도에 따라서 다른 위치들에 다른 공구들이 구비되어 있다. 본 발명의 목적들을 위해, 용어 "공구(tool)"는 기본적으로 작업편에 접촉되는 요소들, 즉 기계의 조작 구성요소들 등을 포함하는, 요소들을 포함한다. 공구들 및 구성요소들은 보통 소위 램들 상에 배치되거나 또는 이를 포함한다.

작업자들은 기본적으로 공구가 기계 상의 특정 설치 위치에 위치되는지, 그리고 만약 그렇다면, 종류 또는 그 라이프 사이클 관점에서, 올바른 공구인지 아는 데 관심이 있다.

보통, 이러한 기계들은 제조 또는 기계가공 목적들로, 즉 무거운 진동들이 발생하고, 오염이 발생하고, 고온이 발생하고, 많은 금속 물체들 및 표면들이 존재하고, 또한 이에 더하여 보통 설치 공간이 거의 없거나 아예 없는 환경에서, 사용된다.

JP 2003 025 176 A는 램들 상에 장착되는 공구들을 기계 상의 설치 위치에 할당하기 위한 시스템이고, 여기서 램 상에 배치되는 기록가능한 RFID 칩에는 응답기, 메모리 및 수동 디지털 입력들이 마련되어 있다.

설명된 종래 기술에 기초하여, 본 발명은 기계 공구를 위한 작동 방법을 제공하는 문제에 기초하여 상당한 구축 작업 필요 없이 대응하는 공구들의 설치, 위치 등의 모니터링을 수행하는 것을 가능하게 해주는 시스템을 제안하고 있다.

이 문제의 기술적인 해결책을 발견하기 위해, 특허 청구항 1의 특징을 갖는 시스템이 제안된다. 추가적인 장점들 및 특징들은 종속항들에서 설명된다.

나아가, 대응하는 시스템이 구현되는 기계 공구를 작동시키기 위한 방법이 제안된다.

본 발명은 또한 기계 공구들 및 램들 상의 배치를 가능하게 하는 장치를 포함하고, 이로써 대응하는 할당이 가능하다.

본 발명에 따르면, 해결책은 RFID 기술을 포함한다. RFID 시스템은 일반적으로 응답기 및 판독 장치를 포함한다. 응답기는 식별 코드를 가지고 있다. 현재 RFID 응답기들은 기록가능하고 또한 원하는 정보를 저장할 수 있다. 통신은 단거리에서 판독 장치에 의해 생성되는 교류 자기장에 의해 또는, 더 먼 거리들에서 대부분 고주파 전파들에 의해 달성된다. 이것은 데이터를 전송할 뿐만 아니라, 응답기에 에너지를 공급한다. 이것은 수동 응답기는 전력 공급이 필요치 않다는 것을 의미한다.

판독 장치의 소프트웨어는 판독 절차를 제어하고 EDP 시스템에 정보를 전송한다.

RFID 칩들에는 소위 스위칭 입력들이 구비되어 있는 것으로 알려져 있다. 가장 단순한 경우에 있어서, 이것은 칩에 의해 질의될 수 있는 입력들이다. 입력은 배선되거나(wired) 아닐 수 있고, 이것은 적어도 입력마다 2 가지 상태들로 귀결된다.

본 발명은 응답기, 메모리 및 대응하는 스위칭가능한 입력들을 포함하는, 이러한 RFID 칩들을 이용한다.

본 발명에 따르면, 접촉 패널은 기계 상에 구축되고, 이것은 RFID 칩의 입력들과 접촉될 수 있다. 접촉은 RFID 입력들이 접촉 패널들과 직접 접촉함으로써 직접 수행될 수 있거나, 또는 접촉은 어댑터들, 유선들 등의 이용을 통해 수행될 수 있다.

기계 상의 접촉 패널들은 스위칭될 수 있어 접촉 패널의 개별 접촉들은 다른 스위칭 상태들 또는 충전 상태들을 가질 수 있다. 본 발명의 유리한 제안에 따르면, 접촉 패널들은 전혀 배선되지 않거나 또는 접지되어 있다.

예를 들어, RFID 칩-감지 스위칭가능한 입력들에 의해 식별될 수 있는 4 개의 접촉 패널들을 이용함으로써, 16 가지 다른 배선 상태들(wiring states)이 달성될 수 있다. 배선 상태들이 이진수이기 때문에, 보통 2N 개의 서로 다른 상태들이 존재한다. 접촉 패널 접촉은 스위칭되지 않거나 또는 소정 전압으로 또는 예를 들어 접지(그라운드)로 스위칭될 수 있다.

대응하는 램에 대응하는 공구가 구비되어 있다면, RFID 칩은 컴퓨터 또는 EDP에 의해 공구에 고유하게 할당될 수 있다. 이것은 식별자를 통해 또는 RFID 상의 직접 기록에 의해 수행될 수 있다. 필요하다면, 이것은 또한 공구 자체에 대한 정보, 즉 그 응용 기능들, 진단 결과들, 구성요소 모니터링 정보 등을 제공한다.

그후 램이 의도에 따라 기계의 대응하는 위치에 배치되면, 기계의 접촉 패널의 접촉들은 RFID 칩의 디지털 입력들과 접촉하게 될 것이다. 따라서 디지털 입력들의 배선은 접촉 패널의 배선(wiring)에 따라 식별될 수 있다. 판독 장치에 의해 질의될 때, RFID 칩 역시 식별자 또는 다른 정보와 동시에 디지털 입력들의 개별적인 배선 상태를 전송한다. 이것은 기계에서의 고유한 설치 위치가 할당될 수 있음을 의미한다.

따라서 본 발명을 이용함으로써, 공구가 기계 공구의 의도된 설치 위치에 장착되었는지, 만약 그렇다면, 어떤 공구가 장착되었는지를 접촉 없이 결정하는 것이 가능하다.

RFID 기술의 이용으로 인해, 이것은 전원 공급의 필요 없이 최소한의 케이블링으로 수행된다. 예를 들어, 접지 케이블은 접촉 패널로 라우팅될 수 있는데, 이것은 소정의 접촉들과 접촉하게 한다. 접촉되지 않은 접촉들(non-contacted contacts)은 0에, 접촉된 접촉들(contacted contacts)은 1에 대응한다. 4 개의 접촉들의 경우에, 예를 들어, 0001, 0010, 0100, 1000, 등의 식별자는 배선에 의해 생성될 수 있다. RFID 칩 및 대응하는 공구를 갖는 램이 주어진 위치에 설치되면, 배선은 접촉 패널의 접촉들과 접촉하게 되는 디지털 입력들에 대하여 결정될 수 있다. 예를 들어 배선이 0010으로 읽히면, 이것은 이러한 방식으로 배선된 설치 위치, 즉 공구 위치 2임이 명백하다.

유리한 제안에 따르면, 본 발명은 심압연기(deep rolling machine) 상에 구현될 수 있다. 종래의 기계 공구들에 있어서 공구들, 작업편에 접촉하는 부분들, 조작 구성요소들, 공구대(tool turret)와 같은 부착 점들, 다른 표준화된 공구 인터페이스들, 개별적으로 설계된 인터페이스들 등은 원칙적으로 본 발명에 따라 설계될 수 있는 한편, 예를 들어 심압연기를 둘러싸고 있는 환경은, 다소 어렵다.

심압연기들은 메인 베어링과 핀 베어링 시트들 간의 반경들 주위 및 크랭크 웹들 상의 크랭크축들을 고형화하는 데 사용된다. 펜치-형태의 공구들, 소위 심압연 유닛들을 이용해 수행되는데, 이것들에는 심압연 헤드 및 지지 롤러 헤드가 구비되어 있다. 이 공구들은 종류 및 위치에 대하여 모니터링된다. 모든 공구로의 라우팅 케이블들은 구현하기 쉽지 않고 항상 방지되어야 한다.

본 발명에 따르면, 공구 헤드들에는 수동 RFID 칩이 구비되어 있다. 응답기 칩은 특정 공구에 대한 정보로 기록된다. 이에 더하여, 대응하는 접촉 정보 또는 기록 정보는 스위칭가능한 디지털 입력들에 의해 기록되고 독출 중에 전송된다. 예를 들어, 한 종류의 심압연기 상에서는 공구 종류 당 14 개의 공구 위치들이 가능하다. 따라서, 적어도 4 개의 접촉 패널들 또는 4 개의 응답기 칩 입력들이 필요하다. 그러므로 28 개까지의 공구들이 동시에 기계에 존재할 수 있다. 이 공구들은 보통 매우 서로 근접하여 조립체들을 위한 공간을 많이 남기지 않는다. 보통 금속 환경은 진동들 및 오염에 종속한다. 80 ℃까지의 온도들 또한 발생할 수 있다.

본 발명에 따른 접촉 표면은 대응하는 설치 위치에 할당될 수 있는 회로를 위해 사용된다.

이것은 언제든, RFID 칩들을 단지 읽음으로써, 기계 상의 특정 설치 위치가 채워졌는지 및 만약 그렇다면 어떠한 공구로 또는 어떠한 램이 채워졌는지 결정하는 것을 가능하게 해준다. 그후 EDP는 추가적인 할당들을 할 수 있다.

램은, 공구가 부착되는 연결 구조인데, 이것은 교체될 필요가 있는 기계 공구의 일부니다. 이 램에는 RFID 칩이 구비된다. 기계에는 램이 삽입되는 공구 홀더가 존재한다. 접촉 패널은 공구 홀더에 직접 생성된다.

램에는 RFID 칩이 직접 구비되거나 또는 기계의 접촉 패널과 접촉하고 그후 대응하는 배선들을 통해 RFID 칩에 연결되는 접촉 패널을 가질 수 있다. 이것은 어댑터(adapter)로 지칭된다.

본 발명에 따르면, 접촉 패널은 다양한 방식으로 또는 다양한 조합들로 다른 접촉들에 전기 전도적인 방식으로 이후에 연결되는 베이스 접촉을 가질 것이 제안된다. RFID 칩은 이제 베이스 접촉을 통해 배선될 수 있는데, 이것은 그후 전기적 연결들을 통해 접촉 패널의 다른 접촉들로부터 "독출"될 수 있다. 이것은 접촉 패널을 연결하기 위해 기계 상에 케이블링하는 필요를 제거한다. 배선은 RFID 칩 자체에 의해 효과적으로 제공된다.

접촉 패널이 4 개의 접촉들로 구성되면, 예를 들어 16 개의 배선 옵션들을 제공하도록, 5번째 접촉 요소, 그후 다른 4 개의 접촉 패널들에 다양한 조합들로 연결되는, 소위 베이스 접촉이 필요하다.

본 발명은 기계 공구의 어려운 환경에서조차도, 적은 노력으로 구현될 수 있는 시스템 및 작동 방법을 제안하고, 이것은 공구들이 언제나 설치 위치들에 명확하게 할당되도록 허용한다.

본 발명의 추가적인 장점들 및 특징들은 이하의 도면들의 상세한 설명에서 설명된다.
도 1은 본 발명의 설계 예의 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 정면도이다.
도 3은 접촉 패널에 대한 설계 예의 상면도이다.
도 4는 다른 배선을 갖는 공구 홀더의 도면을 보여준다.
도 5는 도 4에 따른 영역(5)의 확대를 보여준다.
상기 도면들에서, 동일한 요소들에는 동일한 참조부호들이 제공된다.

도 1 및 도 2는 기계 상의 배치의 일 예를 보여준다. 도시된 설계 예에 있어서, 기계의 공구 홀더(1) 및 공구 홀더(2)에는 교대로 공구들(5)을 운반하는, 램들(3 및 4)이 구비되어 있다. 도시된 설계 예에 있어서, 이것들은 압연(rolling)을 위한 롤러들이다.

접촉 영역(6)은 공구 홀더(1)와 램(3) 사이에 배치되는데, 여기서 접촉 패널은 공구 홀더 측 상에 위치되고 대응하는 접촉 패널을 갖는 RFID 칩은 램 상에 위치된다. 공구 홀더(2)와 램(4) 사이의 접촉 영역(7)에도 동일하게 적용된다.

하지만, 도시된 설계 예에 있어서, 공구 홀더(2)는 수용체 어댑터(8)가 실제 램(4)과 공구 홀더(2) 사이에 배치된다는 점에서 특별한 특징을 가진다. 어댑터(8)는 접촉 패널(7)을 통해 공구 홀더(2)와 접촉하고, 차례로 어댑터(8)는 접촉 영역(9)을 통해 실제 램(4)과, 접촉 영역(8)에 위치되는 기계 상의 접촉 패널 및 RFID 칩과 접촉한다.

도 3은 접촉 패널(10)의 일 예를 보여주는데, 이 접촉 패널은 도시된 설계 예에서 베이스 접촉(11) 및 스위칭가능한 접촉들(12)을 가진다. 베이스 접촉(11)은 어떠한 조합으로든 도시된 4 개의 스위칭가능한 접촉들(12)에 연결될 수 있다. RFID 칩은 베이스 접촉(11)을 통해 접지(그라운드) 또는 전기 전압으로 스위칭할 수 있다. 접촉 패널과 접촉함으로써, RFID 칩은 이제 본 발명에 따라 스위칭가능한 접촉 패널들의 회로의 조합을 결정하고 위치를 추론할 수 있다.

도 4는 램 상에 RFID 칩의 특별한 배치를 보여준다. 램(13)이 도시되어 있는데, 이것은 램(3)과 동일하다. 하지만, 단지 2 개의 접촉 패널들(10 및 17)이 접촉 영역(14)에 제공되고, 이것들은 서로 접촉된다. 접촉 패널(17)은 차례로 와이어(15)를 통해 RFID 칩(16)에 연결된다. 이 설계는 예를 들어 RFID 칩에 대하여 안전한 배치를 선택할 수 있도록 하기 위해, 접촉 영역들 내 어디에나 적용될 수 있다.

설명된 설계 예들은 설명을 위한 것일 뿐, 한정하고자 하는 것은 아니다.

1 공구 홀더 2 공구 홀더
3 램 4 램
5 공구 6 접촉 영역
7 접촉 영역 8 수용체 어댑터
9 접촉 영역 10 접촉 패널
11 베이스 접촉 12 접촉들
13 램 14 접촉 영역
15 와이어 16 RFID 칩
17 접촉 패널

Claims (11)

1. 램들(3, 4; 13) 상에 장착되는 공구들(5)을 기계 상의 설치 위치에 할당하기 위한 시스템에 있어서,
   - RFID 칩(16),
   - 램(3, 4; 13) 상에 배치되고,
   - 기록가능하고,
   - 응답기를 가지고,
   - 메모리를 가지고,
   - 수동 디지털 입력들을 가지고,
   및
   - 전기적으로 스위칭가능한 접촉 패널(10; 17)을 포함하고,
   - 접촉들(11, 12)을 가지고
   - 기계의 공구 홀더(1, 2) 상에 배치되고,
   상기 접촉 패널(10; 17)의 상기 접촉들(11, 12)은 상기 RFID 칩(16)의 디지털 입력들에 접촉될 수 있고
   상기 RFID 칩(16)은 질의 절차 중 적어도 하나의 식별자 및 디지털 입력들의 할당을 전송하는 것을 특징으로 하는, 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 램(3, 4; 13)이 의도된 대로 장착되면 상기 디지털 입력들은 상기 기계의 접촉 패널(10; 17)에 직접 접촉되는 것을 특징으로 하는, 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기계의 연결 위치에 배치되는 상기 접촉 패널(10)은 4 개의 접촉들(11, 12)을 보이고, 그 각각은 상기 RFID 칩(16)의 디지털 입력과 접촉될 수 있는 것을 특징으로 하는, 시스템.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 RFID 칩(16)은 공구(5)에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스템.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 이것은 심압연기에 구현되는 것을 특징으로 하는, 시스템.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 램(3, 4)은 공구 헤드들로, 즉 심압연 헤드로서 및 상기 심압연기의 지지 롤러 헤드로서 설계되는 것을 특징으로 하는, 시스템.
7. 램들(3, 4; 13) 상에 장착되는 공구들(5)을 기계 상의 설치 위치에 할당하기 위한 시스템을 작동시키기 위한 방법에 있어서, 램은 상기 공구에 대한 정보로 기록가능한 RFID 칩을 가지고 배치되고, 또한 응답기 및 메모리를 가지고,
   상기 RFID 칩의 수동 디지털 입력들은 상기 기계의 연결 위치에 위치되는 상기 기계 상의 접촉 패널과 접촉하고, 이로써 적어도 하나의 식별자 및 상기 디지털 입력들의 할당은 질의 절차 중 상기 RFID 칩에 의해 전송되는 것을 특징으로 하는, 방법.
8. 제 7 항에 있어서, RFID 칩들(16)은 심압연 헤드 뿐만 아니라 심압연기의 지지 롤러 헤드에 배치되고 상기 기계는 모든 연결 점들에서 접촉 패널들(10)을 가지는 것을 특징으로 하는, 방법.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 공구 헤드의 설치 위치는 상기 RFID 칩(16)의 입력들의 기록에 대하여 상기 RFID 칩(16)에 의해 전송되는 정보로부터 추론되는 것을 특징으로 하는, 방법.
10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공구(5)는 그 설명에 대하여 상기 RFID 칩(16)에 의해 전송되는 정보로부터 추론되는 것을 특징으로 하는, 방법.
11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 RFID 칩들(16)에 의해 전송되는 정보는 구성요소 모니터링을 위해 평가되는 것을 특징으로 하는, 방법.

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