RU2800139C1 - Система и способ для идентификации установки инструмента - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к области станкостроения и может быть использована, например, для мониторинга и идентификации установки инструментов в заданном месте на станке. Система содержит чип радиочастотной идентификации, который выполнен с возможностью установки на оправке, является перезаписываемым, имеет ответчик, память, пассивные цифровые входы и электрически переключаемую контактную панель с контактами, которая выполнена с возможностью расположения на держателе инструмента станка. При этом контакты контактной панели выполнены с возможностью контактирования с цифровыми входами чипа радиочастотной идентификации, который выполнен с возможностью передачи по меньшей мере одного идентификатора и назначения цифровых входов в процессе запроса. Описывается способ идентификации установки инструментов с использованием данной системы. Применение изобретений позволяет упростить процесс идентификации установки инструментов. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к способу работы системы распределения инструментов, установленных на оправках, в места установки на станке и к самой системе.

Станки оборудованы различными инструментами в разных местах в зависимости от требуемой задачи и предполагаемого использования станка. Для целей изобретения термин «инструмент» в основном включает в себя элементы, контактирующие с заготовкой, то есть обрабатывающие компоненты станка и тому подобное. Инструменты и компоненты обычно включают в себя так называемые оправки или расположены на них.

Операторы принципиально заинтересованы в том, чтобы знать, находится ли инструмент в определенном месте установки на станке, и и если да, то правильный ли это инструмент с точки зрения его типа и рабочего ресурса.

Обычно такие станки используют для производственных целей или целей механической обработки, то есть в условиях, где возникают сильные вибрации, происходит загрязнение, могут возникать высокие температуры, имеется много металлических предметов и поверхностей и, кроме того, обычно мало места для установки, или оно отсутствует.

JP 2003025176 А представляет собой систему назначения инструментам, установленным на оправках, места установки на станке, в которой перезаписываемый чип радиочастотной идентификации, расположенный на оправке, снабжен ответчиком, памятью и пассивными цифровыми входами.

С учетом описанного уровня техники настоящее изобретение основано на задаче предоставления способа работы станка и предложения системы, позволяющей осуществлять контроль установки, места и так далее инструментов в соответствующем станке без необходимости большой конструкторской работы.

Для того чтобы найти техническое решение этой задачи, предложена система с характеристиками по п. 1 патента. Дополнительные преимущества и характеристики объяснены в зависимых пунктах.

Кроме того, предложен способ работы станка, в котором реализована соответствующая система.

Изобретение также включает в себя устройство, обеспечивающее размещение на станках, и оправки, с помощью которых возможно соответствующее размещение.

Согласно изобретению решение включает в себя технологию RFID. Система RFID обычно содержит ответчик и устройство считывания. Ответчик содержит идентификационный код. Существующие ответчики RFID являются перезаписываемыми и могут сохранять нужную информацию. Связь осуществляют либо с помощью переменных магнитных полей, генерируемых устройством считывания в коротком диапазоне, либо, при больших расстояниях, с помощью преимущественно высокочастотных радиоволн. Она не только передает данные, но также снабжает ответчик энергией. Это означает, что пассивный ответчик не нуждается в источнике питания.

Программное обеспечение в устройстве считывания управляет процессом считывания и передает информацию в систему EDP.

Известно, что чипы радиочастотной идентификации оборудованы так называемыми переключающими входами. В самом простом случае это входы, в которые чип может посылать запрос. Вход может быть подключен или нет, что приводит по меньшей мере к двум состояниям на каждый вход.

В изобретении использованы такие чипы радиочастотной идентификации, которые содержат ответчик, память и соответствующие переключаемые входы.

Согласно изобретению на станке выполнена контактная панель, которая может быть введена в контакт с входами чипа радиочастотной идентификации. Контакт можно осуществить путем непосредственного приведения входов RFID в прямой контакт с контактными панелями, или контакт можно осуществить за счет использования адаптеров, проводов и тому подобное.

Контактные панели на станке можно переключать таким образом, чтобы отдельные контакты контактной панели могли иметь разные состояния переключения или состояния заряда. Согласно предпочтительному предложению согласно изобретению контактные панели либо вообще не подключены, либо заземлены.

За счет использования, например, четырех контактных панелей, которые могут быть идентифицированы переключаемыми входами, определяемыми чипом радиочастотной идентификации, можно получить 16 разных состояний проводного подключения. Поскольку состояния проводного подключения являются бинарными, они обычно имеют 2^N разных состояний. Контакт контактной панели может быть разомкнут или переключен, либо на напряжение, либо, например, на землю (заземлен).

Если в соответствующую оправку вставлен соответствующий инструмент, компьютер или EDP может однозначно назначить инструменту чип радиочастотной идентификации. Это можно сделать с помощью идентификатора или с помощью записи непосредственно на чипе радиочастотной идентификации. При необходимости он также предоставляет информацию о самом инструменте, то есть о его прикладных функциях, результатах диагностики, информацию о мониторинге компонентов и так далее.

Если оправку затем помещают в соответствующее место станка, как предполагалось, контакты контактной панели станка соприкоснутся с цифровыми входами чипа радиочастотной идентификации. Таким образом, подключение цифровых входов можно идентифицировать по подключению контактной панели. При запросе устройством считывания чип радиочастотной идентификации также передает соответствующее состояние проводного подключения цифровых входов одновременно с идентификатором или другой информацией. Это означает, что можно назначить уникальное место установки в станке.

Таким образом, используя изобретение можно без контакта определить, установлен ли инструмент в предполагаемом месте установки станка, и, если да, то какой инструмент.

Благодаря использованию технологии RFID это делается без источника питания и с минимальным количеством кабелей. Например, кабель заземления может быть проложен к контактной панели, которая контактирует с определенными контактами. Бесконтактные контакты соответствуют 0, контактные контакты - 1. С четырьмя контактами, например, подключение может сгенерировать идентификатор 0001, 0010, 0100, 1000 и так далее. Если в заданном месте установить оправку с соответствующим инструментом и чипом радиочастотной идентификации, можно определить проводное подключение для цифровых входов, соприкасающихся с контактами контактной панели. Например, если проводное подключение считывает 0010, ясно, что таким образом подключено место установки, то есть место 2 инструмента.

Согласно предпочтительному предложению изобретение может быть реализовано на станке глубокой прокатки. В то время как в обычных станках инструменты, детали, контактирующие с заготовкой, обрабатывающие компоненты, точки крепления, такие как револьверные головки, другие стандартизированные интерфейсы инструментов, индивидуально разработанные интерфейсы и тому подобное, в принципе, могут быть спроектированы в соответствии с изобретением, окружающие условия, например, станка глубокой прокатки являются довольно сложными.

Станки глубокой прокатки используют для повышения прочности коленчатых валов вокруг радиусов между гнездами коренных и шатунных подшипников, а также на щеках коленчатых валов. Это делается с помощью клещевых инструментов, так называемых блоков глубокой прокатки, которые снабжены головкой глубокой прокатки и опорной роликовой головкой. Эти инструментальные головки нужно контролировать в отношении типа и положения. Прокладка кабелей к каждому инструменту непроста в реализации, и ее всегда следует избегать.

Согласно изобретению головки инструментов снабжены пассивным чипом радиочастотной идентификации. На чип ответчика записывается информация о конкретном инструменте. Кроме того, соответствующая контактная информация или информация о подключении записывается через переключаемые цифровые входы и передается во время считывания. Например, в одном типе станков для глубокой прокатки возможно четырнадцать мест инструмента для каждого типа инструмента. Следовательно, требуется по крайней мере четыре контактных панели или четыре входа чипа ответчика. Таким образом, в станке одновременно находится до двадцати восьми инструментов. Обычно они расположены очень близко друг к другу, оставляя мало места для сборки. Обычно металлическое окружение подвержено вибрации и загрязнению. Возможны также температуры до 80°С.

Контактную поверхность согласно изобретению используют для цепи, которая может быть назначена соответствующему месту установки.

Это позволяет в любой момент определить, просто считывая чипы радиочастотной идентификации, занято ли конкретное место установки на станке, и если да, то каким инструментом или какой оправкой. Затем EDP может выполнять дальнейшие распределения.

Оправка, представляющая собой соединительную конструкцию, к которой прикреплен инструмент, является той частью станка, которую необходимо заменить. Эта оправка оснащена чипом радиочастотной идентификации. На станке есть держатель инструмента, в который вставлена оправка. Контактная панель встроена непосредственно в держатель инструмента.

Оправка может быть непосредственно оборудована чипом радиочастотной идентификации или иметь контактную панель, которая контактирует с контактной панелью машины, а затем ее подключают к чипу радиочастотной идентификации соответствующими проводами. Это называется адаптер.

Согласно изобретению предложено, чтобы контактная панель имела базовый контакт, который затем электропроводно соединяют с другими контактами другими способами или в различных комбинациях. Чип радиочастотной идентификации теперь может быть подключен через базовый контакт, который затем можно «считывать» с других контактов контактной панели через электрические соединения. Это позволяет избежать необходимости прокладки каких-либо кабелей на станке для подключения контактной панели. Подключение эффективно обеспечивает сам чип радиочастотной идентификации.

Если контактная панель состоит, например, из четырех контактов, для обеспечения 16 вариантов подключения требуется пятый контактный элемент, так называемый базовый контакт, который затем соединяют с другими четырьмя контактными панелями в различных комбинациях.

В изобретении предложена система и способ работы, которые могут быть реализованы с небольшими усилиями, даже в сложной окружающей обстановке станка, и которые позволяют всегда четко назначать инструментам места установки.

Дополнительные преимущества и признаки изобретения объяснены в последующем описании фигур ниже. Показаны следующие элементы:

на фиг. 1 представлен вид в перспективе примера конструкции изобретения;

на фиг. 2 представлен вид спереди согласно фиг. 1;

на фиг. 3 представлен вид сверху примера конструкции для контактной панели;

на фиг. 4 представлен вид держателя инструмента с альтернативным подключением, а

на фиг. 5 показано увеличение зоны 5 согласно фиг. 4.

На приведенных выше фигурах идентичные элементы снабжены одинаковыми ссылочными номерами.

На фиг. 1 и 2 представлен пример компоновки станка. В проиллюстрированном примере конструкции держатель 1 инструмента и держатель 2 инструмента станка оборудованы оправками 3 и 4, которые, в свою очередь несут инструменты 5. В проиллюстрированном примере конструкции это ролики для прокатки.

Между держателем 1 инструмента и оправкой 3 находится контактная зона 6, в которой со стороны держателя инструмента расположена контактная панель, а на оправке расположен чип радиочастотной идентификации с соответствующей контактной панелью. То же самое относится к контактной зоне 7 между держателем 2 инструмента и оправкой 4.

Однако в проиллюстрированном примере конструкции держатель 2 инструмента имеет особенность, состоящую в том, что между реальной оправкой 4 и держателем 2 инструмента находится контактный адаптер 8. Адаптер 8 контактирует с держателем 2 инструмента через контактную зону 7, и адаптер 8, в свою очередь, контактирует с реальной оправкой 4 через контактную зону 9, причем в контактной зоне 8 расположен чип радиочастотной идентификации и контактная панель на станке.

На фиг. 3 показан пример контактной панели 10, которая в проиллюстрированном примере конструкции имеет базовый контакт 11 и переключаемые контакты 12. Базовый контакт 11 может быть соединен с четырьмя переключаемыми контактами 12, показанными в любой комбинации. Чип радиочастотной идентификации можно переключать на электрическое напряжение или землю через базовый контакт 11. При контакте с контактной панелью чип радиочастотной идентификации теперь может определять комбинацию схем переключаемых контактных панелей и определять место согласно изобретению.

На фиг. 4 показано особое расположение чипа радиочастотной идентификации на оправке. Показана оправка 13, такая же как оправка 3. Однако в контактной зоне 14 предусмотрены только две контактные панели 10 и 17, которые контактируют друг с другом. Контактная панель 17, в свою очередь, соединена с чипом 16 радиочастотной идентификации проводом 15. Эту конструкцию можно применять в любом месте контактных зон, чтобы, например, была возможность выбора безопасного места для чипа радиочастотной идентификации.

Описанные примеры конструкции предназначены для пояснительных целей и не носят ограничительного характера.

Ссылочные номера

1 Держатель инструмента

2 Держатель инструмента

3 Оправка

4 Оправка

5 Инструмент

6 Контактная зона

7 Контактная зона

8 Контактный адаптер

9 Контактная зона

10 Контактная панель

11 Основной контакт

12 Контакты

13 Оправка

14 Контактная зона

15 Провод

16 чип радиочастотной идентификации

17 Контактная панель

Claims (23)

1. Система для идентификации установки инструмента (5) в заданном месте на станке, содержащая:

- чип (16) радиочастотной идентификации,

- который выполнен с возможностью установки на оправке (3, 4, 13),

- который является перезаписываемым,

- который имеет ответчик,

- который имеет память,

- который имеет пассивные цифровые входы,

и

- электрически переключаемую контактную панель (10, 17)

- с контактами (11, 12),

- которая выполнена с возможностью расположения на держателе (1, 2) инструмента станка,

отличающаяся тем, что

контакты (11, 12) контактной панели (10, 17) выполнены с возможностью контактирования с цифровыми входами чипа (16) радиочастотной идентификации, а

чип (16) радиочастотной идентификации выполнен с возможностью передачи по меньшей мере одного идентификатора и назначения цифровых входов в процессе запроса.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что при размещении оправки с инструментом в заданном месте на станке цифровые входы чипа находятся в контакте непосредственно с контактами контактной панели (10, 17).

3. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что контактная панель (10), расположенная в месте подключения станка, имеет четыре контакта (11, 12), каждый из которых выполнен с возможностью введения в контакт с входным контактом чипа (16) радиочастотной идентификации.

4. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что чип (16) радиочастотной идентификации содержит информацию об инструменте (5).

5. Система по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что чип (16) выполнен с возможностью установки на оправке (3, 4), которая выполнена в виде инструментальной головки, например, в виде головки глубокой прокатки и в виде опорной роликовой головки станка глубокой прокатки.

6. Способ идентификации установки инструмента (5) в заданном месте на станке, включающий:

использование системы для идентификации по любому пп. 1-5,

размещение чипа (16) радиочастотной идентификации на оправках (3, 4),

введение в контакт пассивных цифровых входов чипа (16) радиочастотной идентификации с контактной панелью (10, 17), расположенной в месте подключения на станке, причем посредством чипа (16) радиочастотной идентификации передают по меньшей мере один идентификатор и назначение цифровых входов в процессе запроса с возможностью идентификации установки инструмента (5).

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что чипы (16) радиочастотной идентификации располагают в головке глубокой прокатки и в опорной роликовой головке станка глубокой прокатки, а станок имеет контактные панели (10) во всех точках соединения.