WO2009117756A1 - Biegewerkzeug mit messelement - Google Patents

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WO2009117756A1
WO2009117756A1 PCT/AT2009/000123 AT2009000123W WO2009117756A1 WO 2009117756 A1 WO2009117756 A1 WO 2009117756A1 AT 2009000123 W AT2009000123 W AT 2009000123W WO 2009117756 A1 WO2009117756 A1 WO 2009117756A1
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WO
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bending tool
measuring element
sensor
information
bending
Prior art date
Application number
PCT/AT2009/000123
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English (en)
French (fr)
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WO2009117756A8 (de
Inventor
Andreas Bauer
Ulrich Meindl
Marc Janson
Lasse Dorsch
Jürgen Hohenadel
Original Assignee
Trumpf Maschinen Austria Gmbh & Co. Kg.
Brunner, Nick
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
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Publication of WO2009117756A1 publication Critical patent/WO2009117756A1/de
Publication of WO2009117756A8 publication Critical patent/WO2009117756A8/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/02—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on press brakes without making use of clamping means

Definitions

  • the invention relates to a bending tool with a measuring element according to the preamble of claim 1, further a bending machine according to the preamble of claim 28 and a method for identifying a measuring element on a bending tool according to the preamble of claim 29.
  • Bending tools for bending machines, in particular press brakes are already known from the prior art, which have a measuring element, with the particular information about a workpiece to be bent or already bent workpiece are detected and can be forwarded to a control device of the bending machine. Due to the widely differing workpiece geometry, bending tools are used in which different measuring elements can be exchanged for one another in order to be able to record relevant workpiece properties even with the most varied workpiece geometries.
  • the measuring elements may be, for example, to feeler elements with which the legs of an already bent workpiece are touched and due to known relationships between displacement of the feeler elements and measured position of the feeler elements in the probing process, a bending angle of the workpiece can be determined.
  • the object of the invention is to provide a bending tool in which identification features of a measuring element or directly required for the measurement evaluation parameters of the measuring element are permanently mounted or stored and can be read out in a reliable manner. Furthermore, the information should also be attachable to measuring elements with small dimensions.
  • a bending tool having the features of patent claim 1, according to which it has a measuring element and an element receptacle for detachable connection of the measuring element with the bending tool, wherein the measuring element has an information carrier and on the bending tool, in particular on the element receptacle, a sensor arrangement for contactless detection of at least one information contained in the information carrier, in particular a permanent identification feature of the measuring element is arranged.
  • the information carrier may be formed by a portion of the measuring element or may be subsequently attached to the measuring element.
  • the information carrier may be formed by a portion of the measuring element or may be subsequently attached to the measuring element.
  • the information carrier comprises at least one permanent magnet and the sensor arrangement comprises at least one Hall sensor.
  • a Hall sensor suitable for measuring magnetic field strengths can be used to detect the presence, positioning or orientation of a permanent magnet arranged on the measuring element, as a result of which a permanent magnet can be used as part of the information carrier on the measuring element.
  • part of the information of the information carrier can be embodied by the position of the permanent magnet relative to a reference point on the measuring element, whereby the Hall sensor or several Hall sensors measure different magnetic field intensities depending on the position of the permanent magnet on the measuring element and certain positions of certain measured values of the magnetic field strength or arrangements of one or more permanent magnets underlying the training of the measuring element, and thereby an identification is possible.
  • the Hall sensor can also be designed as a Hall angle sensor, whereby the orientation or the magnetic orientation of the permanent magnet can be detected and thereby the possibility exists to attach permanent magnets in different orientation to different measuring elements and thereby to enable identification.
  • the information of the information carrier may be embodied by the magnetic orientation of the permanent magnet relative to a reference direction of the measuring element.
  • the Hall angle sensor can be composed of several individual Hall sensors unit that can easily distinguish eight or more magnetic orientations of the permanent magnet and thus eight or more different types of measuring elements with a small size.
  • the permanent magnet In order not to increase the outer dimensions of the measuring element by the attachment of the permanent magnet and to protect the permanent magnet as possible from mechanical stresses, it is advantageous if the permanent magnet at least partially in a recess or a breakthrough on the measuring element is used. This can be done in particular by pressing into the recess or the breakthrough.
  • the permanent magnet may alternatively or additionally be connected by an adhesive layer to the measuring element, wherein the adhesive layer consists in particular of chemically resistant adhesives, for example. Resin based.
  • a further embodiment of the bending tool according to the invention may consist in that the information carrier comprises an optically readable information and the sensor arrangement comprises at least one optoelectronic sensor.
  • the information carrier comprises an optically readable information
  • the sensor arrangement comprises at least one optoelectronic sensor.
  • light serves as a medium for reading out the information contained in or on the information carrier.
  • the sensor arrangement comprises at least one light emitter for illuminating the optically readable information.
  • This light emitter can be advantageously formed by an LED, so a light emitting diode, which has low power requirements and can be accommodated in the bending tool thanks to small dimensions even in very confined spaces.
  • the optically readable information consists in that it is formed by at least one color marking on the surface of the measuring element and the sensor arrangement comprises at least one color sensor. Different colors of the color markings can thus be used to identify different embodiments of the measuring element.
  • the illumination with a separate light emitter known light composition of advantage.
  • the color sensor used for the sensor arrangement has a sufficient color resolution in order to be able to detect a sufficient number of different color markings and thus also of different measuring elements.
  • the CIE Lab system can be used as a color measurement system and the color sensor can comprise a plurality of selective component sensors with which the individual color components of the color code emitted by the color code can be used Light can be measured.
  • the selectivity of the part sensors can be achieved for example by means of color filters.
  • the optically readable information may comprise a one-dimensional or two-dimensional bar code on the surface of the measuring element and the sensor arrangement may comprise an opto-electronic bar code reading arrangement.
  • This coding by means of a bar code which is known from product labeling or even tool identification, can also be used with small dimensions of the measuring elements and also permits reliable contactless detection of the information contained in the measuring element or identification thereof.
  • the optically readable information may further comprise a hole pattern formed from at least one recess or an opening in the surface of the measuring element, which can also be detected with one or more optoelectronic sensors.
  • a marking through a hole pattern can, for example, be applied directly during the production of the measuring element, for example by laser processing or laser cutting, and forms a very robust and durable information carrier.
  • the optoelectronic sensor of the sensor arrangement can comprise at least one photocell with which light reflected by the measuring element or the information carrier arranged thereon or transmitted by it through a breakthrough influences measuring currents in the photocell and thereby recognizes the hole pattern and thus the measuring element can be identified ,
  • Position sensor may be formed with which, for example, a position of an illuminated from the back with a light source aperture on the information carrier or on the measuring element can be measured and by means of this measurement result, the identification of the measuring element can be performed.
  • a sensor provides a dependent of the position of a light irradiation voltage from which can be closed to the Einstrahlposition.
  • the optoelectronic sensor comprises a bi-color LED for emitting light onto the recess or the aperture in the surface of the measuring element and for the simultaneous detection of the light reflected from the surface.
  • bi-color LED's are available in very small sizes and can therefore detect hole patterns even on very small measuring elements.
  • the information carrier comprises an integrated circuit containing the information in binary coding.
  • the high storage densities of such integrated circuits that are already possible today make it possible to store the information necessary for an identification but also the parameters of the measuring element required for the measurement in the smallest space.
  • the contactless transmission of the information can be effected in such a way that the integrated circuit is data-connected to the sensor arrangement by means of capacitive coupling between an electrically conductive surface on the measuring element and an electrically conductive surface on the element receptacle.
  • the two surfaces on the measuring element and on the measuring receptacle which preferably face each other directly at a small distance, act like a capacitor, via which high-frequency alternating current signals can be forwarded and thereby a non-contact read-out operation can be performed.
  • the integrated circuit may also be data-connected to the sensor element by means of inductive coupling between a coil arrangement on the measuring element and a coil arrangement on the element receptacle, wherein the non-contact read-out process is likewise effected by alternating current signals which lie between the two coil arrangements, which lie opposite each other directly at a small distance be transmitted in the form of magnetic field changes.
  • the information carrier may comprise an RFID element and the sensor arrangement may comprise an RFID reading unit.
  • the measuring element insertable into the element receptacle on the bending tool can form the entire measuring device for detecting workpiece information, it is also possible for the measuring element to form part of a measuring arrangement arranged on the bending tool, the parts not exchangeable on the bending tool and the part exchangeable in the elec- trode receptacle Measuring element comprises.
  • the measuring element can be designed as a mechanical probe element for determining a geometrical workpiece position or workpiece dimension, wherein the probing positions of the probe element are detected by the components of the measuring arrangement that are fixedly mounted on the bending tool.
  • the feeler element can have a feeler contour which touches two limbs of the workpiece to be bent, for example a circular contact disk, in which the position of the feeler disk within the angled workpiece to be measured is used to determine the bending angle.
  • a reliable, non-contact readout of the information contained in the information carrier is achieved when the information carrier and the sensor arrangement to each other a distance selected from a range having a lower limit of 0.1 mm and an upper limit of 10 mm.
  • the smallest possible distance is advantageous, in particular, for the capacitive or inductive contactless transmission of the information when reading out an integrated circuit arranged on the measuring element, while larger distances are possible for the optical readout from a bar code or the measurement of a color marking.
  • a further advantageous embodiment of the bending tool according to the invention is that the bending tool has an interface for transmitting the signals from the sensor assembly. tion formed information to an electronic control device of a bending machine is formed. (Note: An execution without this feature probably does not seem to make sense technically feasible, the corresponding subclaim is likely to be deleted).
  • measurement signals generated by the measuring element can also be transmitted to the electronic control device via the aforementioned interface.
  • the interface is thereby used both for the forwarding of the identification feature of the measuring element and for the transmission of the measured data or measuring signals detected by means of the measuring element.
  • this interface may comprise electrical contact elements on the bending tool, which interact with corresponding contact elements on a tool holder on a bending machine.
  • the invention further relates to a bending machine, in particular a press brake, comprising a tool holder, at least one bending tool which can be coupled to the tool holder and a control device, wherein the bending tool is designed according to the invention.
  • a bending machine in particular a press brake, comprising a tool holder, at least one bending tool which can be coupled to the tool holder and a control device, wherein the bending tool is designed according to the invention.
  • the measuring element used in each case in the bending tool can be reliably and independently identified by the control device, as a result of which measurement errors caused by the offset of incorrect measuring element parameters are largely prevented.
  • the invention relates to a method for identifying a measuring element mechanically coupleable to an element holder on a bending tool, wherein according to the invention the measuring element comprises an information carrier and at least one information contained in it is detected without contact by means of a sensor arrangement, in particular on the element holder. This information can be transmitted in sequence to a control device of a bending machine.
  • This method of identification compared to the above-mentioned previous method of identifying a usable in a bending tool measuring element on a much higher reliability and thereby avoids the occurrence of measurement errors.
  • the information detected by the sensor arrangement may be processed directly via a measuring arrangement arranged in the bending tool and for the preparation of the measured data in the bending tool, it is also advantageously possible for the method to determine the information detected by the sensor arrangement an interface on the bending tool is transmitted to a control device of the bending machine, since due to the limited space for an evaluation within the bending tool evaluation of the measured data recorded in many cases in the control device of the bending machine and not directly in the bending tool.
  • the inventive method can also be applied so that the information of the information carrier is detected during a relative movement between the measuring element and element recording when inserting the measuring element of the sensor array.
  • FIG. 1 shows a bending machine in the form of a press brake with a bending tool according to the invention.
  • FIG. 3 shows a detailed detail of the bending tool according to FIG. 2 with an information carrier and a sensor arrangement assigned thereto;
  • FIG. 4 shows a possible embodiment with an information carrier in the form of a permanent magnet and a sensor arrangement with a Hall angle sensor;
  • FIG. 5 shows a further embodiment with an information carrier in the form of a
  • FIG. 6 shows an embodiment with an information carrier in the form of a bar code or color code and a sensor arrangement with a bar code reading unit or a color sensor;
  • FIG. 7 shows an embodiment with an information carrier in the form of an opening and a sensor arrangement with a PSD sensor element
  • Fig. 8 shows an embodiment with an information carrier in the form of an integrated
  • FIG. 9 shows an embodiment of the bending tool according to the invention with an information carrier in the form of an integrated circuit with inductive coupling to the sensor arrangement, in particular with RFID technology.
  • Fig. 1 shows a bending machine 1 according to the invention in the form of a press brake 2 comprising a machine frame 3, which has a fixed lower press table 4 and on which an approximately vertically adjustable upper press bar 5 is arranged.
  • Press table 4 and / or pressing bars 5 have a tool holder 6, in which at least one bending tool 7 can be used.
  • the bending tool 7 is formed on the press table 4 by a lower tool 8 in the form of a V-die 9, the bending tool 5 arranged on the bending tool 7 is formed by an upper tool 10 in the form of a punch 11.
  • the lower tool 8 and the upper tool 10 together form a bending tool set with which, for example, an open-bending method, a stamping-bending method or a 3-point bending method can be carried out.
  • the vertical adjustment movement of the press beam 5 is effected by an adjusting device 12 which comprises an adjusting drive, for example one or more fluid cylinders and a guide on the machine frame 3, wherein the adjusting movement is controlled by a programmable electrical control device 13.
  • an adjusting device 12 which comprises an adjusting drive, for example one or more fluid cylinders and a guide on the machine frame 3, wherein the adjusting movement is controlled by a programmable electrical control device 13.
  • the tool holders 6 on the press table 4 or on the press beam 5 enable the insertion of bending tools 7 of different types, wherein, as indicated in FIG. 1, the upper tool 10 or the lower tool 8 are each composed of a plurality of bending tools 7. can be set.
  • the upper tool 10 includes in the illustrated embodiment, a bending tool 14 according to the invention, which is equipped with a measuring element, not shown in Fig. 1, and suitable for detecting a relevant for a bending measurement, in particular measurements on a workpiece to be bent or already bent suitable is.
  • the measuring signals or measured values detected by the measuring element in the bending tool 14 are transmitted to the control device 13 and can be used to determine adjustment parameters of the bending machine 1 or for subsequent analysis of already performed bending operations.
  • the transmission of the measurement signals from the bending tool 14 to the control device 13 is indicated in Fig. 1 by a dashed connection line 15, of course, wireless transmission is possible.
  • FIG. 2 shows a top tool 10, the features according to the invention can of course also on a bending tool 14, which is used as a sub-tool 8 (see FIG. 1) , to be available.
  • a bending tool 14 which is used as a sub-tool 8 (see FIG. 1) , to be available.
  • this has the same cross-sectional shape as a conventional bending tool 7, and is used with a fastening extension 16 in a mounting groove of the tool holder 6.
  • the bending tool 14 has an element receptacle 18, here in the form of a vertically extending in the direction of the bending plane 19 receiving bore 20.
  • a replaceable measuring element 21 is used, which is designed in this embodiment as a probe 22.
  • This comprises an outer sleeve member 23 in which a probe element 24 is adjustably mounted in the direction of the double arrow 25.
  • the feeler element 24 has a tactile contour here in the form of a touch plate 26, with which a bent, not shown workpiece can be touched and from this a bending angle on the workpiece can be determined.
  • the measuring sensors required for this purpose are contained in the measuring element 21, and will not be explained in detail at this point.
  • this is a displacement measuring system or position measuring system with which a displacement of the probe element 24 relative to the sleeve element 23 can be measured.
  • the measuring element 21 is interchangeable with another measuring element 21 ', which has a different contact disk 26' with a changed dimension and is suitable, for example, for other bending angle measuring ranges.
  • the measuring signals are guided by the measuring element 21 by means of a connecting line 27 indicated by dash-dotted lines to an interface 28 between the bending tool 14 and tool holder 6 and transmitted by the latter by means of a further connecting line 29 to the control device 13, from which the measuring signals are evaluated.
  • a wireless transmission of measuring signals to the control device 13 is also possible.
  • an information carrier 30 is arranged, which is formed either by a portion of the measuring element 21 itself or by a subsequently attached to this component.
  • This information carrier 30 carries information that is required for a correct evaluation of the measuring signals of the measuring element 21, and in particular comprises an identification feature 31, by means of which the control device 13 can recognize which measuring element 21 is inserted in the element receptacle 18 of the bending tool 14.
  • a non-contact sensor arrangement 32 is arranged on the bending tool 14, here on the element holder 18, which can read out the information contained on the information carrier 30 without contact. This information is transmitted in sequence via the dash-dotted lines indicated connection line 33 to the interface 28, via which the information is transmitted to the control device 13.
  • the sensor arrangement 32 is arranged on the bending tool 14 so that it lies opposite the information carrier 30 at a small distance when the measuring element 21 is completely inserted, whereby the non-contact read-out process does not have to take place over a large distance and can therefore take place with little disturbing influences.
  • FIG. 3 shows in an enlarged section the upper end of the measuring element 21 according to FIG. 2, from which it can be seen that there is a space 34 between the information carrier 30 and the sensor arrangement 32, and no contact by means of contacts or the like. Chem takes place. Due to the non-contact operation of the sensor arrangement 32, however, the read-out process indicated by an arrow 35 can nevertheless be carried out and, for example, the identification feature 31 contained in the information carrier 30 can be transmitted to the control device 13.
  • the outer sleeve element 23 and the feeler element 24 displaceably mounted therein in the direction of the double arrow 25 can be seen in the lower part region of the measuring element 21, whose position, as indicated here, can be detected with a measuring sensor 36, in particular a displacement transducer 37.
  • the forwarding of these measurement signals to the interface 28 can thereby take place, as shown in FIG. 3, via a separate measurement section 38 formed between the measuring element 21 and the bending tool 14, which also comprises, for example, electrical contacts, but the transmission of the measurement signals can also be effected be carried out via the sensor arrangement 32, if with the measuring sensor 36 also contactless readable measurement signals can be generated, which can be detected in sequence by means of the sensor array 32 and forwarded to the control device 14.
  • the information carrier 30 comprises a permanent magnet 39 and the sensor arrangement 32 a magnetic field sensor 40.
  • the magnetic field sensor 40 detects the presence or a position or orientation of the caused by the permanent magnet 39 magnetic field and thereby the arrangement, positioning or orientation of one or more Permanent magnets 39, the information contained on the information carrier 30 of the measuring element 21, for example, an identification feature 31 form.
  • the magnetic field sensor 40 can be designed, for example, as a magnetoresistive sensor (AMR type) whose electrical resistance is determined by the presence and / or strength and / or orientation of a magnetic field of the permanent magnet 39 and can thus be used for identification.
  • AMR type magnetoresistive sensor
  • the magnetic field sensor 40 can detect only the presence of a permanent magnet 39, several different types of measuring elements 21 are detected when a combination of a plurality of permanent magnets and a plurality of magnetic field sensors 40 is used.
  • the magnetic field sensor 40 is designed as a Hall sensor arrangement 41, with which also the presence, the positioning or the alignment of a magnetic field caused by the permanent magnet 39 can be detected.
  • a current-carrying Hall sensor 42 of the Hall sensor array 41 an output voltage is effected by a magnetic field perpendicular thereto, which is proportional to the product of the current and the magnetic field strength. With known current intensity can thus be expected on the magnetic field strength and from the presence, the position or the orientation of a permanent magnet 39 are detected.
  • the Hall sensor arrangement 41 comprises four Hall sensors 42, which can detect an angle 45 between a reference direction 43 and a magnetic field orientation 44 by means of a corresponding electrical circuit and evaluation logic.
  • Such units comprising a plurality of Hall sensors 42 can form a Hall angle sensor 46, which is also available in very small dimensions of a few mm 2 . Due to the high angular resolution of such Hall angle sensors 46 alone with a permanent magnet 39, a number of at least eight or more different magnetic field orientations 44 and thus also different embodiments of the measuring element 21 can be reliably determined without contact.
  • a disturbing influence of external magnetic fields on the sensor arrangement 32 can also be largely prevented.
  • FIG. 4 further shows that, alternatively or in addition to an angle 45 of the magnetic field alignment 44, a position 47 with respect to a reference point 48 influences the magnetic field acting on the Hall sensor or sensors 42 and therefore also the position 47 of the permanent magnet 39 on the information carrier 30 or the measuring element 21 can serve as an identification feature 31.
  • reed contacts which can perform switching functions under the action of a magnetic field, can also be used as part of the sensor arrangement 32.
  • Another principle of the contactless transmission of the information stored in the information carrier to the sensor arrangement is that the information carrier 30 comprises optically readable information and the sensor arrangement 32 comprises at least one optoelectronic sensor.
  • the information carrier 30 contains the information about the measuring element 21 in the form of a hole pattern on its surface, which is formed by one or more recesses 50 or openings in the information carrier 30.
  • the contactless detection of the information thus formed takes place by 30 light is emitted from the optoelectronic sensor 49 by a light emitter 51 in the direction of the surface 52 of the information carrier and light detected by a photocell 53 from the surface 52.
  • This is the case in FIG. 5 in the case of the upper optoelectronic sensor 49, since no recess 50 is located on the surface 52 of the information carrier 30 in this region.
  • the light emitted by the light emitter 51 is not reflected or only to a very small extent due to the recess 50 formed in the information carrier 30 and therefore the presence of the recess 50 can be detected by means of the photocell 53.
  • a bi-color LED 54 can be used as optoelectronic sensor 49, of which one LED serves as light emitter 51 and the second LED is used as photocell 53.
  • only two optoelectric sensors 49 are provided with which each two states - recess 50 present or recess 50 does not exist - can detect.
  • four different hole patterns can be detected with the illustrated sensor arrangement 32 and therefore four different measuring elements 21 can be identified without contact.
  • this number can be increased, in which a larger number of opto-electric sensors 49 and an adapted extended hole pattern is used.
  • the information carrier 30 can also transmit light be used when light emitter 51 and photocell 53 are arranged at opposite ends of a breakthrough.
  • the translucent aperture in the information carrier 30 may of course be filled with a translucent material, whereby the breakthrough can not be opaque by dirt deposits in its interior.
  • FIG. 6 shows another possible embodiment with optical readout of the information contained in the information carrier 30, in which the information carrier 30 has an optically readable bar code 55 on its surface 52 and the sensor arrangement 32 on the bending tool 14 or the element holder 18 an optoelectronic bar code - Reading arrangement 56 includes.
  • This can be arranged so that it detects the bar code 55 in the inserted state of the measuring element 21 or else can detect the bar code 55 while moving past in the direction of movement 57 during insertion of the measuring element 21 into the element holder 18.
  • the read-out process can also be detected by the sensor arrangement 32 during a relative movement between measuring element 21 and element holder 18 when the measuring element 21 is inserted.
  • a one-dimensional bar code is shown, but of course, two-dimensional bar codes can be used.
  • FIG. 7 shows a further embodiment with optical read-out of the information contained in the information carrier 30, in which the information is embodied by a distance 47 of an opening 58 on the information carrier 30 relative to a reference point 48.
  • the detection of this position 47 takes place by irradiation of the information carrier 30 by means of an elongated light emitter 51 on a first side of the aperture 58 and measurement of the light beam passing through the aperture 58 by means of an optoelectronic sensor 49 in the form of an optical position sensor 59 (PSD - position sensitive device), which, depending on the position 47 at which the light beam impinges, outputs a specific voltage signal which is transmitted to the control device or an evaluation logic.
  • the light emitter 51 shown in FIG. be formed shaped light sources when the information carrier 30 possible positions 47 of the aperture 58 are adapted thereto.
  • FIG. 8 shows a detail of a bending tool 14 according to the invention with a measuring element 21 incorporated in an element holder 18, which has an information carrier in the form of an integrated circuit 60 in which the information about the measuring element 21, in particular an identification feature 31 in a memory element indicated by dashed lines 61 is stored.
  • the memory element 61 can advantageously be a non-volatile memory, which makes it possible to dispense with a power supply source in the measuring element 21 for the purpose of preserving the information.
  • the contactless detection of the information contained in the memory element 61 by the sensor arrangement 32 takes place in this embodiment by means of capacitive coupling between two arranged on the measuring element 21 electrically conductive surfaces 62 and two arranged on the bending tool 14 and the element holder 18 also electrically conductive surfaces 62 ', the Face surfaces 62 at a slight distance.
  • the two opposing surfaces 62, 62 ' are electrically insulated from each other by the air gap 63 in between and act like capacitor surfaces and are therefore suitable for the transmission of electrical, in particular high-frequency, alternating fields.
  • the sensor element 32 can read out the information contained in the integrated circuit 60, in particular in the memory element 61, by means of capacitive coupling, and in this way an identification of the measuring element 21 can take place.
  • FIG. 9 shows a further possible embodiment of a bending tool 14 according to the invention, in which the information carrier 30 is likewise formed by an integrated circuit 60 with a memory element 61 or includes such and the air gap 63 between measuring element 21 and bending tool 14 is bridged by means of inductive coupling ,
  • the integrated circuit 60 is connected to a first coil arrangement 64 and the sensor arrangement 32 comprises a second coil arrangement 65 between which the information contained in the information carrier 30 in the form of an integrated circuit 60 is transmitted via the air gap 63 by means of high-frequency electromagnetic oscillations without contact can.
  • coil assemblies 64 and 65 other equivalent antenna arrangements may be provided.
  • the integrated circuit 60 and the coil arrangement 64 can be combined to form an RFID element 66.
  • the sensor arrangement 32 is designed as an RFID reading unit 67, whereby the information contained in the RFID element 66 can be read without contact.
  • a color marking 68 can also be used instead of the bar code 55 as information carrier, the sensor arrangement 32 in this case comprising at least one color sensor 69, with which the color of the light emitted by the color marking 68 is measured and therefrom by means of a predefined color code on the type of the measuring element 21 used can be closed.
  • the use of a special light emitter 51 with known light color composition is also advantageous in this embodiment.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Biegewerkzeug (14), umfassend ein Messelement (21) und eine Elementaufnahme (18) zur lösbaren Verbindung des Messelements (21) mit dem Biegewerkzeug (14), dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement (21) einen Informationsträger (30) aufweist und am Biegewerkzeug (14), insbesondere an der Elementaufnahme (18), eine berührungslos arbeitende Sensoranordnung (32) zum Erfassen zumindest einer im Informationsträger (30) enthaltenen Information, insbesondere eines dauerhaften Identifizierungsmerkmals (31) des Messelements (21) angeordnet ist.

Description

Biegewerkzeug mit Messelement
Die Erfindung betrifft ein Biegewerkzeug mit einem Messelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, weiters eine Biegemaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 28 sowie ein Verfahren zur Identifizierung eines Messelements an einem Biegewerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 29.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Biegewerkzeuge für Biegemaschinen, insbesondere Abkantpressen bekannt, die ein Messelement aufweisen, mit dem insbesondere Informationen über ein zu biegendes oder bereits gebogenes Werkstück erfasst werden und an eine Steuervorrichtung der Biegemaschine weitergeleitet werden können. Aufgrund der vielfach unterschiedlichen Werkstückgeometrie sind dabei Biegewerkzeuge im Einsatz, bei denen verschiedene Messelemente gegeneinander ausgewechselt werden können, um auch bei verschiedens- ten Werkstückgeometrien relevante Werkstückeigenschaften erfassen zu können. Bei den Messelementen kann es sich dabei bspw. um Tastelemente handeln, mit denen die Schenkel eines bereits gebogenen Werkstückes angetastet werden und aufgrund bekannter Beziehungen zwischen Verschiebung der Tastelemente und gemessener Position der Tastelemente beim Antastvorgang ein Biegewinkel des Werkstücks ermittelt werden kann.
Wenn nun in einem Biegwerkzeug verschiedene Messelemente zum Einsatz kommen können, ist es für eine korrekte Auswertung der Messwerte erforderlich, dass die Eigenschaften des jeweils verwendeten Messelements in die Interpretation bzw. Berechnung oder Auswertung der Messergebnisse eingehen, weshalb Informationen über das Messelement, bspw. Geomet- riedaten des Tastelements oder elektrische Daten eines elektrischen Messgebers, entweder am Messelement oder in der Steuervorrichtung der Biegemaschine enthalten bzw. gespeichert sind, wobei bei in der Steuervorrichtung gespeicherten Parametern der verwendeten Messelemente zumindest eine eindeutige Identifizierung des Messelements erforderlich ist.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Identifizierung eines Messelements dadurch zu ermöglichen, dass an den unterschiedlichen Messelementen unterschiedliche elektrische Widerstände angebracht werden, die über eine berührende Schnittstelle zwischen Messelement und Biegwerkzeug ausgemessen werden und dadurch den konkreten Widerstandswerten je- weils ein konkretes Messelement zugeordnet werden kann. Die für die Identifizierung notwendige Widerstandsmessung mit elektrischer Kontaktierung zwischen Messelement und Biegewerkzeug unterliegt jedoch vielen Störeinflüssen, insbesondere einer möglichen Verschmutzung der elektrischen Kontakte bei rauen Einsatzbedingungen, wodurch mit diesem System keine zuverlässige Identifizierung der verschiedenen Messelemente gewährleistet ist. Die eingesetzten Widerstandselemente zur Werkstückidentifizierung sind dabei teilweise durch SMD- Widerstände gebildet, die auch auf kleinen Messelementen angebracht werden können.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Biegewerkzeug bereitzustellen, bei dem Identifizierungsmerkmale eines Messelements oder direkt für die Messauswertung erforderliche Parameter des Messelements dauerhaft angebracht bzw. gespeichert sind und auf zuverlässige Weise auslesbar sind. Weiters sollte die Information auch auf Messelementen mit kleinen Abmessungen anbringbar sein.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Biegewerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, wonach es ein Messelement sowie eine Elementaufnahme zur lösbaren Verbindung des Messelements mit dem Biegewerkzeug aufweist, wobei das Messelement einen Informationsträger aufweist und am Biegewerkzeug, insbesondere an der Elementaufnahme, eine Sensoranordnung zum berührungslosen Erfassen zumindest einer im Informationsträger enthaltenen Information, insbesondere eines dauerhaften Identifizierungsmerkmals des Messelements angeordnet ist.
Durch den Übergang auf eine berührungslose Erfassung der Messelementinformationen mit- tels einer geeigneten Sensoranordnung ist der Nachteil der fehleranfalligen mechanischen
Kontaktierung zur Identifizierung des Messelements beseitigt und können verschiedene in die Elementaufnahme eingesetzte Messelemente von der Steuervorrichtung ohne eigens dafür nötige manuelle Dateneingabe zuverlässig erkannt werden.
Der Informationsträger kann dabei durch einen Abschnitt des Messelements gebildet sein oder auch nachträglich am Messelement angebracht sein. Für eine berührungslose Erfassung der im Informationsträger enthaltenen Informationen stehen aufgrund der fortschreitenden Sensortechnik verschiedene zuverlässige Verfahren zur Verfügung, die auch bei sehr kleinem, vorhandenem Raum an Messelementen kleiner Abmessungen eingesetzt werden können.
Eine mögliche Ausführung des Biege Werkzeugs besteht darin, dass der Informationsträger zumindest einen Dauermagneten umfasst und die Sensoranordnung zumindest einen Hall- Sensor umfasst. Ein zum Messen von magnetischen Feldstärken geeigneter Hall-Sensor kann dazu herangezogen werden, das Vorhandensein, die Positionierung oder die Orientierung ei- nes am Messelement angeordneten Dauermagneten zu erfassen, wodurch ein Dauermagnet als Teil des Informationsträgers am Messelement genutzt werden kann. Insbesondere kann ein Teil der Information des Informationsträger durch die Position des Dauermagneten relativ zu einem Bezugspunkt am Messelement verkörpert sein, wodurch der Hall-Sensor oder mehrere Hall-Sensoren je nach der Position des Dauermagneten am Messelement unterschiedliche Magnetfeldstärken messen und bestimmten Messwerten der Magnetfeldstärke bestimmte Positionen bzw. Anordnungen eines oder mehrerer Dauermagneten zugrundeliegen, die Ausbildungen des Messelements zugeordnet sind, und dadurch eine Identifizierung möglich ist.
Der Hall-Sensor kann weiters als Hall- Winkelsensor ausgebildet sein, wodurch auch die Ori- entierung bzw. die magnetische Ausrichtung des Dauermagneten erfasst werden kann und dadurch die Möglichkeit besteht, an verschiedenen Messelementen Dauermagnete in verschiedener Orientierung anzubringen und dadurch eine Identifizierung zu ermöglichen.
Insbesondere kann zumindest ein Teil der Information des Informationsträgers durch die magnetische Ausrichtung des Dauermagneten relativ zu einer Bezugsrichtung des Messelements verkörpert sein. Der Hall- Winkelsensor kann dabei eine aus mehreren einzelnen Hall- Sensoren zusammengesetzte Einheit sein, die bei kleiner Baugröße problemlos acht oder mehr magnetische Ausrichtungen des Dauermagneten und damit auch acht oder mehr unterschiedliche Arten von Messelementen unterscheiden kann.
Um die äußeren Abmessungen des Messelements durch die Anbringung des Dauermagneten nicht zu vergrößern und den Dauermagnet vor mechanischen Beanspruchungen möglichst zu schützen, ist es von Vorteil, wenn der Dauermagnet zumindest teilweise in einer Ausnehmung oder einem Durchbruch am Messelement eingesetzt ist. Dies kann insbesondere durch Einpressen in die Ausnehmung oder den Durchbruch erfolgen.
Der Dauermagnet kann alternativ oder zusätzlich auch durch eine Klebeschicht mit dem Messelement verbunden sein, wobei die Klebeschicht insbesondere aus chemisch weitgehend resistenten Klebstoffen, bspw. auf Kunstharzbasis besteht.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Biegewerkzeugs kann darin bestehen, dass der Informationsträger eine optisch auslesbare Information umfasst und die Sensoran- Ordnung zumindest einen optoelektronischen Sensor umfasst. Gegenüber der zuvor beschriebenen Verwendung von Magnetfeldern als Identifizierungsmerkmal dient bei dieser Ausführungsform Licht als Medium für das Auslesen der im oder am Informationsträger enthaltenen Information.
Um die zuverlässige Erfassung der optischen Information auch bei verschiedensten Lichtverhältnissen zu gewährleisten ist es von Vorteil, wenn die Sensoranordnung zumindest einen Lichtemitter zur Beleuchtung der optisch auslesbaren Information umfasst. Dieser Lichtemitter kann vorteilhaft durch eine LED, also eine Leuchtdiode, gebildet sein, die geringen Strombedarf besitzt und dank kleiner Abmessungen auch bei sehr beengten Platzverhältnissen im Biegewerkzeug untergebracht werden kann.
Eine Möglichkeit die optisch auslesbare Information zu kodieren besteht darin, dass diese durch zumindest eine Farbmarkierung an der Oberfläche des Messelements gebildet ist und die Sensoranordnung zumindest einen Farbsensor umfasst. Verschiedene Farben der Farb- markierungen können somit benutzt werden unterschiedliche Ausführungsformen des Messelements zu kennzeichnen. Insbesondere ist bei dieser Ausführungsform die Beleuchtung mit einem eigenen Lichtemitter bekannter Lichtzusammensetzung von Vorteil. Der für die Sensoranordnung eingesetzte Farbsensor weist dabei eine ausreichende Farbauflösung auf, um eine ausreichende Anzahl von unterschiedlichen Farbmarkierungen und damit auch von un- terschiedlichen Messelementen erfassen zu können. Als Farbmesssystem kann dabei bspw. das CIE-Lab-System eingesetzt werden und der Farbsensor kann mehrere selektive Teilsensoren umfassen, mit denen die einzelnen Farbkomponenten des vom Farbcode abgestrahlten Lichts gemessen werden können. Die Selektivität der Teilsensoren kann dabei z.B. mittels Farbfiltern erreicht werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die optisch auslesbare Information einen eindimensionalen oder zweidimensionalen Strichcode an der Oberfläche des Messelements umfassen und die Sensoranordnung eine optoelektronische Strichcode-Leseanordnung umfassen. Diese aus der Warenkennzeichnung oder auch Werkzeugidentifizierung bekannte Kodierung mittels Strichcode ist auch bei kleinen Abmessungen der Messelemente einsetzbar und ermöglicht ebenfalls eine zuverlässige berührungslose Erfassung der am Messelement enthaltenen Informationen bzw. eine Identifizierung desselben.
Die optisch auslesbare Information kann weiters ein aus zumindest einer Ausnehmung oder einem Durchbruch in der Oberfläche des Messelements gebildetes Lochmuster umfassen, das ebenfalls mit einem oder mehreren optoelektronischen Sensoren erfassbar ist. Eine derartige Markierung durch ein Lochmuster kann bspw. direkt bei der Herstellung des Messelements etwa durch Laserbearbeitung oder Laserschneiden aufgebracht werden und bildet einen sehr robusten und dauerhaften Informationsträger.
Der optoelektronische Sensor der Sensoranordnung kann insbesondere zumindest eine Foto- zelle umfassen, mit der vom Messelement bzw. dem darauf angeordneten Informationsträger reflektiertes oder von diesem durch einen Durchbruch durchgelassenes Licht Messströme in der Fotozelle beeinflusst und dadurch das Lochmuster erkannt und somit das Messelement identifiziert werden kann.
Der optoelektronische Sensor kann weiters durch einen analogen oder diskreten optischen
Positionssensor (PSD) gebildet sein, mit dem bspw. eine Position eines von der Rückseite mit einer Lichtquelle beleuchteten Durchbruchs am Informationsträger bzw. am Messelement gemessen werden kann und mittels dieses Messergebnisses die Identifizierung des Messelements durchgeführt werden kann. Ein derartiger Sensor stellt eine von der Position einer Lichteinstrahlung abhängige Spannung zur Verfügung von der auf die Einstrahlposition geschlossen werden kann. In einer weiteren Ausfiührungsform umfasst der optoelektronische Sensor eine Bicolor-LED zur Emission von Licht auf die Ausnehmung oder den Durchbruch in der Oberfläche des Messelements und zur gleichzeitigen Detektion des von der Oberfläche reflektierten Lichts. Derartige Bicolor-LED 's sind mit sehr kleinen Baugrößen erhältlich und können daher Loch- muster auch auf sehr kleinen Messelementen detektieren.
Eine weitere Ausführungsform des Biege Werkzeugs besteht darin, dass der Informationsträger einen die Information in binärer Kodierung enthaltenden integrierten Schaltkreis umfasst. Die heute bereits möglichen hohen Speicherdichten derartiger integrierter Schaltkreise machen es möglich, die für eine Identifizierung notwendigen Informationen aber auch die für die Messung erforderlichen Parameter des Messelements auf kleinstem Raum zu speichern.
Die berührungslose Übertragung der Informationen kann dabei so erfolgen, dass der integrierte Schaltkreis mittels kapazitiver Kopplung zwischen einer elektrisch leitenden Fläche an dem Messelement und einer elektrisch leitenden Fläche an der Elementaufnahme mit der Sensoranordnung datenverbunden ist. Die beiden Flächen am Messelement und an der Messaufnahme, die vorzugsweise einander direkt in geringem Abstand gegenüberliegen, wirken dabei wie ein Kondensator, über den hochfrequente Wechsel Stromsignale weitergeleitet werden können und dadurch ein berührungsloser Auslesevorgang durchgeführt werden kann.
Alternativ dazu kann der integrierte Schaltkreis auch mittels induktiver Kopplung zwischen einer Spulenanordnung am Messelement und einer Spulenanordnung an der Elementaufnahme mit der Sensoranordnung datenverbunden sein, wobei der berührungslose Auslesevorgang ebenfalls durch Wechselstromsignale erfolgt, die zwischen den beiden Spulenanordnungen, die insbesondere einander direkt in geringem Abstand gegenüberliegen, in Form von Magnetfeldänderungen übertragen werden.
Insbesondere kann bei den beiden zuvor genannten Ausführungsformen der Informationsträger ein RFID-Element und die Sensoranordnung eine RFID-Leseeinheit umfassen. Derartige Elemente für berührungslose Datenübertragunge sind bereits aus dem Bereich der Warenlogistik bekannt und sind entsprechende Elemente bzw. Leseeinheiten auch in sehr kleinen Baugrößen erhältlich. Während das in die Elementaufnahme am Biegewerkzeug einsetzbare Messelement die gesamte Messvorrichtung zur Erfassung von Werkstückinformationen bilden kann, ist es auch möglich, dass das Messelement einen Bestandteil einer am Biegewerkzeug angeordneten Messanordnung bildet, die nicht austauschbare Teile am Biegewerkzeug sowie das in der E- lementaufnahme austauschbare Messelement umfasst.
So kann das Messelement bspw. als mechanisches Tastelement zur Ermittlung einer geometrischen Werkstückposition oder Werkstückdimension ausgebildet sein, wobei die Antastpositionen des Tastelements durch die am Biegewerkzeug fix angeordneten Bestandteile der Messanordnung erfasst werden.
Das Tastelement kann dabei eine zwei Schenkel des zu biegenden Werkstücks berührende Tastkontur aufweisen, bspw. eine kreisförmige Tastscheibe umfassen, bei der die Position der Tastscheibe innerhalb des zu messenden, abgewinkelten Werkstückes für die Ermittlung des Biegewinkels herangezogen wird.
Weiters kann insbesondere durch die Verwendung von zwei Messelementen in Form von Tastelementen, beispielsweise zweier Tastscheiben mit unterschiedlichen Abmessungen die Genauigkeit der Biegewinkelmessung zusätzlich erhöht werden. Eine derartige Ausbildung bzw. Verwendung von Tastelementen ist etwa aus WO 96/41690 derselben Anmelderin bekannt.
Ein zuverlässiges, berührungsloses Auslesen der im Informationsträger enthaltenen Information wird erzielt, wenn der Informationsträger und die Sensoranordnung zueinander einen Abstand ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 mm und einer oberen Grenze von 10 mm aufweisen. Ein möglichst geringer Abstand ist dabei insbesondere für das kapazitive oder induktive berührungslose Übertragen der Information beim Auslesen eines am Messelement angeordneten integrierten Schaltkreises von Vorteil, während größere Abstände für das optische Auslesen von einem Strichcode oder die Messung einer Farbmar- kierung möglich sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Biege Werkzeugs besteht darin, dass am Biegewerkzeug eine Schnittstelle zur Übertragung der von der Sensoranord- nung erfassten Information an eine elektronische Steuervorrichtung einer Biegemaschine ausgebildet ist. (Anmerkung: Eine Ausführung ohne dieses Merkmal erscheint wahrscheinlich gar nicht sinnvoll technisch realisierbar, der entsprechende Unteranspruch wird wahrscheinlich zu streichen sein).
Über die vorgenannte Schnittstelle können vorteilhaft zusätzlich von Messelement generierte Messsignale an die elektronische Steuervorrichtung übertragbar sein. Die Schnittstelle wird dadurch sowohl für die Weiterleitung des Identifizierungsmerkmals des Messelements als auch für die Übertragung der mittels des Messelements erfassten Messdaten oder Messsignale genutzt.
Insbesondere kann diese Schnittstelle elektrische Kontaktelemente am Biegewerkzeug umfassen, die mit entsprechenden Kontaktelementen an einer Werkzeugaufnahme an einer Biegemaschine zusammenwirken.
Die Erfindung betrifft weiters eine Biegemaschine, insbesondere Abkantpresse, umfassend eine Werkzeugaufnahme, zumindest ein mit der Werkzeugaufnahme koppelbares Biegewerkzeug und eine Steuervorrichtung, wobei das Biegewerkzeug erfindungsgemäß ausgebildet ist. Bei einer derartigen Biegemaschine kann das jeweils im Biegewerkzeug eingesetzte Mess- element von der Steuervorrichtung zuverlässig und selbstständig identifiziert werden, wodurch Messfehler die durch die Verrechnung falscher Messelement-Parameter verursacht werden, weitgehend verhindert sind.
Weites betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Identifizierung eines mit einer Elementauf- nähme an einem Biegewerkzeug mechanisch koppelbaren Messelements, wobei erfindungsgemäß das Messelement einen Informationsträger umfasst und zumindest eine in diesem enthaltene Information mittels einer Sensoranordnung, insbesondere an der Elementaufnahme berührungslos erfasst wird. Diese Information ist in Folge an eine Steuervorrichtung einer Biegemaschine übertragbar.
Dieses Verfahren zur Identifizierung weist gegenüber dem eingangs erwähnten bisherigen Verfahren der Identifizierung eines in ein Biegewerkzeug einsetzbaren Messelements eine wesentlich höhere Zuverlässigkeit auf und vermeidet dadurch das Auftreten von Messfehlern. Obwohl es möglich ist, dass die von der Sensoranordnung erfasste Information über das eingesetzte Messelement direkt durch eine im Biegewerkzeug angeordnete Messanordnung verarbeitet wird und die Aufbereitung der Messdaten im Biegewerkzeug erfolgt, ist für das Verfahren weiters vorteilhaft möglich, dass die von der Sensoranordnung erfasste Information über eine Schnittstelle am Biegewerkzeug an eine Steuervorrichtung der Biegemaschine übertragen wird, da aufgrund des beengten Raumangebots für eine Auswerteeinheit innerhalb des Biege Werkzeugs eine Auswertung der erfassten Messdaten in vielen Fällen in der Steuervorrichtung der Biegemaschine erfolgt und nicht direkt im Biegewerkzeug.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so angewendet werden, dass die Information des Informationsträgers während einer Relativbewegung zwischen Messelement und Elementaufnahme beim Einsetzen des Messelements von der Sensoranordnung erfasst wird. Dadurch ist es möglich, dass der Informationsträger mit seiner Gesamtabmessung durch die Relativbewegung an einem einzigen Punkt, in dem ein Sensorelement angeordnet ist ausgelesen werden kann, während bei einem Auslesevorgang im eingesetzten Zustand eventuell mehrere Sensorelemente erforderlich sind, um die über die Abmessungen des Informationsträgers verteilten Informationen in ihrer Gesamtheit zu erfassen.
Neben den zuvor erwähnten Möglichkeiten einer berührungslosen Übertragung der im Infor- mationsträger enthaltenen Information betreffend das Messelement ist weiter möglich, die Information durch eine mechanisch abtastbare Kontur am Messelement zu verkörpern, die beispielsweise durch mechanisch betätigbare, an der Elementaufnahme angeordnete Mikro- schalter erfasst wird. Bei jedem Schalter sind dabei zumindest zwei Schaltzustände möglich die durch die Kontur des Messelements bewirkt werden, wodurch etwa eine Anordnung von vier Mikroschaltern die Möglichkeit bietet, sechzehn unterschiedliche Messelemente zu in- dentifizieren. Auch durch dieses Verfahren der Identifizierung eines Messelements kann die fehleranfällige elektrische Kontaktierung vermieden werden.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh- rungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen jeweils in vereinfachter schematischer Darstellung: Fig. 1 eine Biegemaschine in Form einer Abkantpresse mit einem erfindungsgemäßen Biegewerkzeug;
Fig. 2 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Biegewerkzeug;
Fig. 3 ein Detailausschnitt aus dem Biegewerkzeug gemäß Fig. 2 mit einem Informationsträger und einer diesem zugeordneten Sensoranordnung;
Fig. 4 eine mögliche Ausführungsform mit einem Informationsträger in Form eines Dauermagneten und einer Sensoranordnung mit einem Hall- Winkelsensor;
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform mit einem Informationsträger in Form eines
Lochmusters und einer Sensoranordnung mit einem optoelektronischen Sensor, etwa einer Bicolor-LED;
Fig. 6 eine Ausführungsform mit einem Informationsträger in Form eines Strichcodes oder Farbcodes und einer Sensoranordnung mit einer Strichcode-Leseeinheit bzw. einem Farbsensor;
Fig. 7 eine Ausführungsform mit einem Informationsträger in Form eines Durchbruchs und einer Sensoranordnung mit einem PSD-Sensorelement;
Fig. 8 eine Ausführungsform mit einem Informationsträger in Form eines integrierten
Schaltkreises mit kapazitiver Kopplung an die Sensoranordnung;
Fig. 9 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Biegewerkzeuges mit einem Informationsträger in Form eines integrierten Schaltkreises mit induktiver Kopplung an die Sensoranordnung, insbesondere mit RFID-Technologie.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer- den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unter- schiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mitumfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereich beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Biegemaschine 1 in Form einer Abkantpresse 2 umfassend ein Maschinengestell 3, das einen feststehenden unteren Presstisch 4 aufweist und an dem ein etwa in vertikaler Richtung verstellbar gelagerter oberer Pressbalken 5 angeordnet ist. Presstisch 4 und/oder Pressbalken 5 weisen eine Werkzeugaufhahme 6 auf, in der zumindest ein Biegewerkzeug 7 eingesetzt werden kann. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel einer Abkantpresse 2 ist das Biegewerkzeug 7 am Presstisch 4 durch ein Unterwerkzeug 8 in Form einer V-Matrize 9 gebildet, das am Pressbalken 5 angeordnete Biegewerkzeug 7 ist durch ein Oberwerkzeug 10 in Form eines Biegestempels 11 gebildet. Unterwerkzeug 8 und Oberwerkzeug 10 bilden zusammen einen Biegewerkzeugsatz mit dem bspw. ein Freibiegeverfahren, ein Prägebiegeverfahren oder ein 3 -Punktbiegeverfahren ausgeführt werden kann.
Die vertikale Verstellbewegung des Pressbalkens 5 erfolgt durch eine Verstellvorrichtung 12, die einen Verstellantrieb, bspw. einen oder mehrere Fluidzylinder sowie eine Führung am Maschinengestell 3 umfasst, wobei die Verstellbewegung durch eine programmierbare elektrische Steuervorrichtung 13 gesteuert wird.
Die Werkzeugaufnahmen 6 am Presstisch 4 bzw. am Pressbalken 5 ermöglichen das Einsetzen von Biege Werkzeugen 7 unterschiedlicher Art, wobei wie in Fig. 1 angedeutet, dass O- berwerkzeug 10 bzw. das Unterwerkzeug 8 jeweils aus mehreren Biegewerkzeugen 7 zusam- mengesetzt sein kann. Das Oberwerkzeug 10 umfasst im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel auch ein erfindungsgemäßes Biegewerkzeug 14, das mit einem in Fig. 1 nicht dargestellten Messelement ausgestattet ist, und das zur Erfassung einer für einen Biegevorgang relevanten Messgröße, insbesondere Messgrößen an einem zu biegenden oder bereits gebogenen Werk- stück geeignet ist. Die von dem Messelement im Biegewerkzeug 14 erfassten Messsignale bzw. Messwerte werden an die Steuervorrichtung 13 übertragen und können dabei zur Ermittlung von Einstellparametern der Biegemaschine 1 oder zur Nachanalyse von bereits durchgeführten Biegevorgängen benutzt werden. Die Übertragung der Messsignale vom Biegewerkzeug 14 an die Steuervorrichtung 13 ist in Fig. 1 durch eine strichlierte Verbindungsleitung 15 angedeutet, wobei natürlich auch drahtlose Übertragung möglich ist.
Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung eines in eine Werkzeugaufnahme 6 eingesetzten erfindungsgemäßen Biege Werkzeugs 14. Fig. 2 zeigt ein Oberwerkzeug 10, die erfindungsgemäßen Merkmale können selbstverständlich auch an einem Biegewerkzeug 14, das als Unter- Werkzeug 8 (siehe Fig. 1) eingesetzt ist, vorhanden sein. In der dargestellten Ausführungsform des Biegewerkzeugs 14 besitzt dieses die gleiche Querschnittsform wie ein herkömmliches Biegewerkzeug 7, und ist mit einem Befestigungsfortsatz 16 in eine Befestigungsnut der Werkzeugaufnahme 6 eingesetzt. Das Biegewerkzeug 14 besitzt eine Elementaufnahme 18, hier in Form einer vertikal in Richtung der Biegeebene 19 verlaufenden Aufnahmebohrung 20. In die Elementaufnahme 18 ist ein auswechselbares Messelement 21 eingesetzt, das in diesem Ausführungsbeispiel als Messtaster 22 ausgeführt ist. Dieser umfasst ein außenliegendes Hülsenelement 23, in dem ein Tastelement 24 in Richtung des Doppelpfeils 25 verstellbar gelagert ist. Das Tastelement 24 besitzt eine Tastkontur hier in Form einer Tastscheibe 26, mit der ein gebogenes, nicht dargestelltes Werkstück angetastet werden kann und daraus ein Bie- gewinkel am Werkstück ermittelt werden kann. Die dazu erforderlichen Messsensoren sind im Messelement 21 enthalten, und werden an dieser Stelle nicht näher erläutert.
Im Fall des hier dargestellten Messtasters 22 handelt es sich dabei um ein Wegmesssystem oder Positionsmesssystem, mit dem eine Verschiebung des Tastelements 24 relativ zum Hül- senelement 23 gemessen werden kann. Das Messelement 21 ist etwa gegen ein anderes Messelement 21' austauschbar, das eine andere Tastscheibe 26' mit einer geänderten Abmessung aufweist und bspw. für andere Biegewinkel-Messbereiche geeignet ist. Die Messsignale werden vom Messelement 21 mittels einer strichpunktiert angedeuteten Verbindungsleitung 27 zu einer zwischen Biegwerkzeug 14 und Werkzeugaufnahme 6 bestehenden Schnittstelle 28 gefuhrt und von dieser mittels einer weiteren Verbindungsleitung 29 zur Steuervorrichtung 13 übertragen, von der die Messsignale ausgewertet werden. Selbstver- ständlich ist anstelle der dargestellten Verbindungsleitungen 27, 29 auch eine drahtlose Übertragung von Messsignalen an die Steuervorrichtung 13 möglich.
Am Messelement 21 ist ein Informationsträger 30 angeordnet, der entweder durch einen Teilabschnitt des Messelements 21 selbst oder durch einen nachträglich an diesem angebrachten Bauteil gebildet ist. Dieser Informationsträger 30 trägt eine Information, die für eine richtige Auswertung der Messsignale des Messelements 21 erforderlich ist, und umfasst insbesondere ein Identifizierungsmerkmal 31, anhand dessen die Steuervorrichtung 13 erkennen kann, welches Messelement 21 in der Elementaufnahme 18 des Biegewerkzeugs 14 eingesetzt ist.
Damit die im Informationsträger 30 enthaltene Information nicht manuell von einem Benutzer in die Steuerungsvorrichtung 13 eingegeben werden muss, ist am Biegewerkzeug 14, hier an der Elementaufnahme 18 eine berührungslos arbeitende Sensoranordnung 32 angeordnet, die die am Informationsträger 30 enthaltene Information berührungslos auslesen kann. Diese Information wird in Folge über die strichpunktiert angedeutete Verbindungsleitung 33 an die Schnittstelle 28 übertragen, über die die Information an die Steuervorrichtung 13 übermittelt wird.
In Fig. 2 ist die Sensoranordnung 32 am Biegewerkzeug 14 so angeordnet, dass diese bei vollständig eingesetztem Messelement 21 dem Informationsträger 30 in geringem Abstand gegenüberliegt, wodurch der berührungslose Auslesevorgang nicht über eine große Distanz erfolgen muss und daher mit geringen Störeinflüssen erfolgen kann. Es ist jedoch auch eine Positionierung der Sensoranordnung 33 in größerer Distanz zum Informationsträger 30 denkbar, wenn die Wirkungsweise der berührungslosen Informationsübertragung auch größere Abstände zulässt.
Fig. 3 zeigt in einem vergrößerten Ausschnitt das obere Ende des Messelements 21 gemäß Fig. 2, woraus erkennbar ist, dass zwischen dem Informationsträger 30 und der Sensoranordnung 32 ein Abstand 34 vorhanden ist, und keine Berührung mittels Kontakten oder ähnli- chem stattfindet. Durch die berührungslose Arbeitsweise der Sensoranordnung 32 kann jedoch trotzdem der mit einem Pfeil 35 angedeutete Auslesevorgang durchgeführt werden und bspw. das im Informationsträger 30 enthaltene Identifizierungsmerkmal 31 an die Steuervorrichtung 13 übertragen werden. Im geschnitten dargestellten unteren Teilbereich des Mess- elements 21 ist das äußere Hülsenelements 23 und das darin in Richtung des Doppelpfeils 25 verstellbar gelagerte Tastelement 24 erkennbar, dessen Position wie hier angedeutet, mit einem Messsensor 36, insbesondere einem Wegaufnehmer 37 erfasst werden kann. Die Weiterleitung dieser Messsignale an die Schnittstelle 28 kann dabei wie in Fig. 3 dargestellt, über eine eigene zwischen dem Messelement 21 und dem Biegewerkzeug 14 ausgebildete Mess- schnittsteile 38 erfolgen die bspw. auch elektrische Kontakte umfasst, es kann die Übertragung der Messsignale jedoch auch über die Sensoranordnung 32 erfolgen, wenn mit dem Messsensor 36 auch berührungslos auslesbare Messsignale generiert werden können, die in Folge mittels der Sensoranordnung 32 erfasst und an die Steuervorrichtung 14 weitergeleitet werden können.
Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele für Informationsträger 30 und damit zusammenwirkende Sensoranordnungen 32 beschrieben, wobei allen beschriebenen Ausführungsformen das berührungslose Auslesen der im Informationsträger 30 enthaltenen Information mittels der Sensoranordnung 32 gemeinsam ist.
Fig. 4 zeigt das Prinzip der berührungslosen Informationsübertragung vom Informationsträger 30 zur Sensoranordnung 32 mit Hilfe eines Magnetfeldes. Dabei umfasst der Informationsträger 30 einen Dauermagneten 39 und die Sensoranordnung 32 einen Magnetfeldsensor 40. Mittels des Magnetfeldssensor 40 kann das Vorhandensein oder eine Position oder eine Aus- richtung des durch den Dauermagneten 39 bewirkten Magnetfeldes erfasst und dadurch die Anordnung, Positionierung oder Ausrichtung eines oder mehrerer Dauermagnete 39 die am Informationsträger 30 des Messelements 21 enthaltene Information bspw. ein Identifizierungsmerkmal 31 bilden. Der Magnetfeldsensor 40 kann dazu z.B. als magnetoresistiver Sensor (AMR-Typ) ausgebildet sein, dessen elektrischer Widerstand durch das Vorhandensein und/oder die Stärke und/oder die Ausrichtung eines Magnetfelds des Dauermagneten 39 be- einfiusst wird und dadurch zur Identifizierung benutzt werden kann. Auch wenn der Magnetfeldsensor 40 nur das Vorhandensein eines Dauermagneten 39 erfassen kann, können mehrere unterschiedliche Arten von Messelementen 21 erkannt werden, wenn eine Kombination aus mehreren Dauermagneten und mehreren Magnetfeldsensoren 40 verwendet wird.
In einer anderen Ausfuhrungsform ist der Magnetfeldsensor 40 als Hall-Sensor- Anordnung 41 ausgebildet, mit der ebenfalls das Vorhandensein, die Positionierung oder die Ausrichtung eines durch den Dauermagneten 39 bewirkten Magnetfelds erfasst werden kann. In einer stromdurchflossenen Hall-Sensor 42 der Hall-Sensor- Anordnung 41 wird durch ein senkrecht dazu verlaufendes Magnetfeld eine Ausgangsspannung bewirkt, die proportional zum Produkt aus der Stromstärke und der magnetischen Feldstärke ist. Bei bekannter Stromstärke kann somit auf die magnetische Feldstärke gerechnet werden und daraus das Vorhandensein, die Position oder die Ausrichtung eines Dauermagneten 39 erfasst werden.
Die Hall-Sensor- Anordnung 41 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Hall- Sensoren 42 die durch eine entsprechende elektrische Schaltung und eine Auswertelogik ei- nen zwischen einer Bezugsrichtung 43 und einer Magnetfeldausrichtung 44 bestehenden Winkel 45 ermitteln können. Derartige, mehrere Hall-Sensoren 42 umfassende Einheiten können einen Hall- Winkelsensor 46 bilden, der auch in sehr kleinen Abmessungen von wenigen mm2 verfügbar ist. Durch die hohe Winkelauflösung derartiger Hall- Winkelsensoren 46 kann alleine mit einem Dauermagnet 39 eine Anzahl von zumindest acht oder mehr unter- schiedlichen Magnetfeldausrichtungen 44 und damit auch unterschiedlichen Ausfuhrungsformen des Messelements 21 zuverlässig berührungslos ermittelt werden. Durch die Verwendung von mehreren Hall-Sensoren 42 und eine Auswertelogik kann auch ein störender Ein- fluss von Fremdmagnetfeldern auf die Sensoranordnung 32 weitgehend unterbunden werden.
Fig. 4 zeigt weiters, dass alternativ oder zusätzlich zu einem Winkel 45 der Magnetfeldausrichtung 44 auch eine Position 47 bezogen auf einen Bezugspunkt 48, das auf den oder die Hall-Sensoren 42 einwirkende Magnetfeld beeinflusst und daher auch die Position 47 des Dauermagneten 39 am Informationsträger 30 bzw. dem Messelement 21 als Identifizierungsmerkmal 31 dienen kann.
Zur Erfassung des Magnetfelds können alternativ zur Verwendung von Hall-Effekt-basierten Sensoren auch Reed-Kontakte, die unter Einwirkung eines Magnetfelds Schaltfunktionen ausführen können als Teil der Sensoranordnung 32eingesetzt werden. Ein weiteres Wirkungsprinzip der berührungslosen Übertragung der im Informationsträger gespeicherten Information an die Sensoranordnung besteht darin, dass der Informationsträger 30 eine optisch auslesbare Information umfasst und die Sensoranordnung 32 zumindest einen optoelektronischen Sensor umfasst.
Fig. 5 zeigt ein mögliches Beispiel einer derartigen Ausführungsform, bei der im Bereich der Elementaufnahme 18 zwei optoelektronische Sensoren 49 Bestandteil der Sensoranordnung 32 sind. Der Informationsträger 30 enthält die Information über das Messelement 21 in Form eines Lochmusters an seiner Oberfläche, das durch eine oder mehrere Ausnehmungen 50 oder Durchbrüche im Informationsträger 30 gebildet ist. Die berührungslose Erfassung der derart gebildeten Information erfolgt, indem vom optoelektronischen Sensor 49 von einem Lichtemitter 51 in Richtung der Oberfläche 52 des Informationsträgers 30 Licht abgestrahlt wird und mittels einer Fotozelle 53 von der Oberfläche 52 reflektiertes Licht erfasst wird. Dies ist in Fig. 5 beim oberen optoelektronischen Sensor 49 der Fall, da sich in diesem Bereich keine Ausnehmung 50 an der Oberfläche 52 des Informationsträgers 30 befindet. Beim in Fig. 5 unteren optoelektronischen Sensor 49 hingegen wird das vom Lichtemitter 51 abgestrahlte Licht aufgrund der im Informationsträger 30 ausgebildeten Ausnehmung 50 nicht oder nur in sehr geringem Masse reflektiert und kann daher mittels der Fotozelle 53 das Vorhandensein der Ausnehmung 50 erfasst werden.
Als optoelektronischer Sensor 49 kann insbesondere jeweils eine Bicolor-LED 54 verwendet werden, von der eine LED als Lichtemitter 51 dient und die zweite LED als Fotozelle 53 eingesetzt wird. In Fig. 5 sind nur zwei optoelektrische Sensoren 49 vorgesehen, mit denen sich jeweils zwei Zustände - Ausnehmung 50 vorhanden oder Ausnehmung 50 nicht vorhanden - erfassen lassen. Somit können mit der dargestellten Sensor-Anordnung 32 vier verschiedene Lochmuster erkannt werden und daher auch vier verschiedene Messelemente 21 berührungslos identifiziert werden. Selbstverständlich kann diese Anzahl erhöht werden, in dem eine größere Anzahl an optoelektrischen Sensoren 49 und ein daran angepasstes erweitertes Lochmuster eingesetzt wird.
Bei der Verwendung von Durchbrüchen im Informationsträger 30 kann anstelle des von der Oberfläche 52 reflektierten Lichts auch den Informationsträger 30 durchstrahlendes Licht verwendet werden, wenn Lichtemitter 51 und Fotozelle 53 an gegenüberliegenden Enden eines Durchbruchs angeordnet sind.
Der lichtdurchlässige Durchbruch im Informationsträger 30 kann selbstverständlich mit einem lichtdurchlässigen Material gefüllt sein, wodurch der Durchbruch nicht durch Schmutzablagerungen in seinem Inneren lichtundurchlässig werden kann.
Fig. 6 zeigt eine weitere mögliche Ausfuhrungsform mit optischem Auslesen der im Informationsträger 30 enthaltenen Information, bei dem der Informationsträger 30 an seiner Oberflä- che 52 einen optisch auslesbaren Strichcode 55 aufweist und die Sensoranordnung 32 am Biegewerkzeug 14 bzw. der Elementaufnahme 18 eine optoelektronische Strichcode- Leseanordnung 56 umfasst. Diese kann dabei so angeordnet sein, dass sie den Strichcode 55 im eingesetzten Zustand des Messelements 21 erfasst oder aber auch den Strichcode 55 während dem Vorbeibewegen in Bewegungsrichtung 57 während des Einsetzen des Messelements 21 in die Elementaufnahme 18 erfassen kann. Auch bei den anderen dargestellten Ausführungsformen der berührungslosen Erfassung der im Informationsträger enthaltenen Information kann der Auslesevorgang während einer Relativbewegung zwischen Messelement 21 und Elementaufnahme 18 beim Einsetzen des Messelements 21 von der Sensoranordnung 32 erfasst werden.
In Fig. 6 ist beispielhaft ein eindimensionaler Strichcode dargestellt, selbstverständlich können jedoch auch zweidimensionale Strichcodes verwendet werden.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform mit optischem Auslesen der im Informationsträger 30 enthaltenen Information, bei der die Information durch einen Abstand 47 eines Durchbruchs 58 am Informationsträger 30 bezogen auf einen Bezugspunkt 48 verkörpert ist. Die Erfassung dieser Position 47 erfolgt durch Bestrahlung des Informationsträgers 30 mittels eines langgestreckten Lichtemitters 51 auf einer ersten Seite des Durchbruchs 58 und Messung des den Durchbruch 58 passierenden Lichtstrahlbündels mittels eines optoelektronischen Sensors 49 in Form eines optischen Positionssensors 59 (PSD - position sensitive device), der je nach der Position 47, an der das Lichtstrahlenbündel auftrifft, ein bestimmtes Spannungssignal, das an die Steuervorrichtung oder eine Auswertelogik übertragen wird ausgibt. Der in Fig. 7 länglich dargestellte Lichtemitter 51 kann selbstverständlich auch durch mehrere punkt- förmige Lichtquellen gebildet sein, wenn die am Informationsträger 30 möglichen Positionen 47 des Durchbruchs 58 daran angepasst sind.
Fig. 8 zeigt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Biegewerkzeug 14 mit einem in einer Elementaufnahme 18 eingesetzten Messelement 21 , dass einen Informationsträger in Form eines integrierten Schaltkreises 60 aufweist, in dem die Information über das Messelement 21, insbesondere ein Identifizierungsmerkmal 31 in einem strichliert angedeuteten Speicherelement 61 abgelegt ist. Das Speicherelement 61 kann dabei vorteilhaft ein nicht flüchtiger Speicher sein, wodurch auf eine Stromversorgungsquelle im Messelement 21 zur Erhal- tung der Information verzichtet werden kann. Die berührungslose Erfassung der im Speicherelement 61 enthaltenen Information durch die Sensoranordnung 32 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel mittels kapazitiver Kopplung zwischen zwei am Messelement 21 angeordneten elektrisch leitenden Flächen 62 und zwei am Biegewerkzeug 14 bzw. der Elementaufnahme 18 angeordneten ebenfalls elektrisch leitenden Flächen 62', die den Flächen 62 in einem ge- ringen Abstand gegenüberliegen. Die beiden gegenüberliegenden Flächen 62, 62' sind durch den dazwischen liegenden Luftspalt 63 elektrisch voneinander isoliert und wirken wie Kondensatorflächen und sind somit zur Übertragung von elektrischen, insbesondere hochfrequenten, Wechselfeldern geeignet. Auf diese Weise kann das Sensorelement 32 mittels kapazitiver Kopplung die im integrierten Schaltkreis 60, insbesondere im Speicherelement 61 enthaltenen Informationen auslesen und auf diese Weise eine Identifizierung des Messelements 21 erfolgen.
Fig. 9 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Biegewerkzeugs 14, bei dem der Informationsträger 30 ebenfalls durch einen integrierten Schaltkreis 60 mit einem Speicherelement 61 gebildet ist bzw. einen solchen umfasst und der Luftspalt 63 zwischen Messelement 21 und Biegewerkzeug 14 mittels induktiver Kopplung überbrückt wird. Dazu ist der integrierte Schaltkreis 60 mit einer ersten Spulenanordnung 64 verbunden und die Sensoranordnung 32 umfasst eine zweite Spulenanordnung 65 zwischen denen über den Luftspalt 63 mittels hochfrequenter elektromagnetischer Schwingungen die im Informati- onsträger 30 in Form eines integriertem Schaltkreises 60 enthaltene Information berührungs- los übertragen werden kann. Anstatt der Spulenanordnungen 64 und 65 kann selbstverständlich andere, gleichwirkende Antennenanordnungen vorgesehen sein. Insbesondere können der integrierte Schaltkreis 60 und die Spulenanordnung 64 zu einem RFID-Element 66 zusam- mengefasst sein, das im Bereich der Logistik und Warenkennzeichnung bereits länger Stand der Technik ist. In diesem Fall ist die Sensoranordnung 32 als RFID-Leseeinheit 67 ausgeführt, wodurch die im RFID-Element 66 enthaltene Information berührungslos ausgelesen werden kann.
In der Ausführung gemäß Fig. 6 kann weiters anstelle des Strichcodes 55 als Informationsträger eine Farbmarkierung 68 verwendet werden, wobei die Sensoranordnung 32 in diesem Fall zumindest einen Farbsensor 69 umfasst, mit dem die Farbe des von der Farbmarkierung 68 ausgestrahlten Lichts gemessen wird und daraus mittels eines vordefinierten Farbcodes auf die Art des eingesetzten Messelements 21 geschlossen werden kann. Um zuverlässige Farb- messwerte zu erhalten ist auch in dieser Ausführungsform der Einsatz eines speziellen Lichtemitters 51 (siehe Fig. 5) mit bekannter Licht-Farbzusammensetzung von Vorteil.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausfuhrungsvarianten des Biegewerkzeugs, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten desselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämt- liehe denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.
Der Ordnung halber sei abschließend daraufhingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Biegewerkzeugs dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1; 2, 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezügli- chen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen
B e z u g s z e i c h e n a u f s t e l l u n g
1 Biegemaschine 2 Abkantpresse
3 Maschinengestell
4 Presstisch 41 Hall-Sensor- Anordnung
5 Pressbalken 42 Hall-Sensor
43 Bezugsrichtung 6 Werkzeugaufnahme 44 Magnetfeldausrichtung
7 Biegewerkzeug 45 Winkel
8 Unterwerkzeug
9 V-Matrize 46 Hall-Winkelsensor
10 Oberwerkzeug 47 Position
48 Bezugspunkt
11 Biegestempel 49 optoelektronischer Sensor
12 Verstellvorrichtung 50 Ausnehmung
13 Steuervorrichtung
14 Biegewerkzeug 51 Lichtemitter 15 Verbindungsleitung 52 Oberfläche
53 Fotozelle
16 Befestigungsfortsatz 54 Bicolor-LED
17 Befestigungsnut 55 Strichcode
18 Elementaufnahme 19 Biegeebene 56 Strichcode-Leseanordnung
20 Aufnahmebohrung 57 Bewegungsrichtung
58 Durchbruch
21 Messelement 59 optischer Positionssensor
22 Messtaster 60 integrierter Schaltkreis 23 Hülsenelement
24 Tastelement 61 Speicherelement
25 Doppelpfeil 62 Fläche
63 Luftspalt
26 Tastscheibe 64 Spulenanordnung 27 Verbindungsleitung 65 Spulenanordnung
28 Schnittstelle
29 Verbindungsleitung 66 RFID-Element
30 Informationsträger 67 RFID-Leseeinheit
68 Farbmarkierung 31 Identifizierungsmerkmal 69 Farbsensor
32 Sensoranordnung
33 Verbindungsleitung
34 Abstand
35 Pfeil
36 Messsensor
37 Wegaufnehmer
38 Messschnittstelle
39 Dauermagnet 40 Magnetfeldsensor

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Biegewerkzeug ( 14), umfassend ein Messelement (21) und eine Elementaufnahme (18) zur lösbaren Verbindung des Messelements (21) mit dem Biegewerkzeug (14), dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement (21) einen Informationsträger (30) aufweist und am Biegewerkzeug (14), insbesondere an der Elementaufnahme (18), eine berührungslos arbeitende Sensoranordnung (32) zum Erfassen zumindest einer im Informationsträger (30) enthaltenen Information, insbesondere eines dauerhaften Identifizierungsmerkmals (31) des Messelements (21) angeordnet ist.
2. Biege Werkzeug (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger (30) zumindest einen Dauermagneten (39) umfasst und die Sensoranordnung (32) zumindest einen Magnetfeldsensor (40), insbesondere einen Hall-Sensor (42) umfasst.
3. Biegewerkzeug (14) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Information des Informationsträgers (30) durch die Position (47) des Dauermagneten (39) relativ zu einem Bezugspunkt (48) am Messelement (21) verkörpert ist.
4. Biegewerkzeug (14) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (40) als Hall- Winkelsensor (46) ausgebildet ist.
5. Biegewerkzeug (14) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Information des Informationsträgers (30) durch eine Magnetfeldausrichtung (44) des Dauermagneten (39) relativ zu einer Bezugsrichtung (43) am Messelement (21) verkör- pert ist.
6. Biege Werkzeug (14) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet (39) zumindest teilweise in einer Ausnehmung oder einem Durchbruch am Messelement (21) eingesetzt ist.
7. Biegewerkzeug (14) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet (39) durch Einpressen in die Ausnehmung oder den Durchbruch mit dem Messelement (21) verbunden ist.
8. Biegewerkzeug (14) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet (39) durch eine Klebeschicht mit dem Messelement (21) verbunden ist.
9. Biegewerkzeug (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Informationsträger (30) eine optisch auslesbare Information umfasst und die Sensoranordnung (32) zumindest einen optoelektrischen Sensor (49) umfasst.
10. Biegewerkzeug (14) nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (32) zumindest einen Lichtemitter (51) zur Beleuchtung der optisch auslesbaren Information umfasst.
11. Biegewerkzeug (14) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch auslesbare Information zumindest eine Farbmarkierung (68) an der Oberfläche (52) des Messelements (21) umfasst und die Sensoranordnung (32) zumindest einen Farbsensor (69) umfasst.
12. Biegewerkzeug (14) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger (30) als optisch auslesbare Information einen eindimensionalen oder zweidimensionalen Strichcode (55) an der Oberfläche (52) des Messelements (21) umfasst und die Sensoranordnung (32) eine optoelektronische Strichcode-Leseanordnung (56) umfasst.
13. Biegewerkzeug (14) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dass die optisch auslesbare Information ein aus zumindest einer Ausnehmung (50) oder einem Durchbruch in der Oberfläche (52) des Messelements (21) gebildetes Lochmuster umfasst.
14. Biegewerkzeug (14) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dass der optoelektri- sche Sensor (49) zumindest eine Fotozelle (53) umfasst.
15. Biegewerkzeug (14) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeich- net, dass der optoelektrische Sensor (49) durch einen analogen oder diskreten optischen Positionssensor (PSD) (59) gebildet ist.
16. Biege Werkzeug (14) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der optoe- lektrische Sensor (49) eine Bicolor-LED (54) zur Emission von Licht auf die Ausnehmung (50) oder den Durchbruch in der Oberfläche (52) des Messelements (21) und zur gleichzeitigen Detektion des von der Oberfläche (52) reflektierten Lichts umfasst.
17. Biegewerkzeug (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger (30) einen die Information in binärer Kodierung enthaltenden integrierten Schaltkreis (60) umfasst.
18. Biegewerkzeug (14) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte Schaltkreis (60) mittels kapazitiver Kopplung zwischen einer elektrisch leitenden Fläche (62) an dem Messelement (21) und einer elektrisch leitenden Fläche (62') an der Elementaufnahme (18) mit der Sensoranordnung (32) datenverbunden ist.
19. Biegewerkzeug (14) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte Schaltkreis (60) mittels induktiver Kopplung zwischen einer Spulenanordnung (64) am Messelement (21) und einer Spulenanordnung (65) an der Elementaufnahme (18) mit der Sensoranordnung (32) datenverbunden ist.
20. Biegewerkzeug (14) nach Anspruch 18 oder 19. dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger (30) ein RFID-Element (66) und die Sensoranordnung (32) eine RFID- Leseeinheit (67) umfasst.
21. Biegewerkzeug (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeich- net, dass das Messelement (21) einen Bestandteil einer am Biegewerkzeug (14) angeordneten
Messanordnung bildet.
22. Biegewerkzeug (14) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement (21) ein mechanisches Tastelement (24) zur Ermittlung einer geometrischen Werk- Stückposition oder Werkstückdimension umfasst.
23. Biegewerkzeug (14) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (24) eine zwei Schenkel eines zu biegenden Werkstücks berührende Tastkontur aufweist.
24. Biegewerkzeug (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger (30) und die Sensoranordnung (32) zueinander einen Abstand (34) ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 mm und einer oberen Grenze von 10 mm aufweisen.
25. Biegewerkzeug (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass am Biegewerkzeug (14) eine Schnittstelle (28) zur Übertragung der von der Sensoranordnung (32) erfassten Information an eine elektronische Steuervorrichtung (13) einer Biegemaschine (1) ausgebildet ist.
26. Biegewerkzeug (14) nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass über die
Schnittstelle (28) zusätzlich vom Messelement (21) generierte Messsignale übertragbar sind.
27. Biegewerkzeug (14) nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (28) elektrische Kontaktelemente am Biegewerkzeug (14) umfasst.
28. Biegemaschine (14), insbesondere Abkantpresse (2), umfassend eine Werkzeugaufnahme (6), zumindest ein mit der Werkzeugaufnahme (6) koppelbares Biegewerkzeug (14) und eine Steuervorrichtung (13), dadurch gekennzeichnet, dass das Biegewerkzeug (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 23 ausgebildet ist.
29. Verfahren zur Identifizierung eines mit einer Elementaufnahme (18) eines Biegewerkzeugs (14) einer Biegemaschine (1) mechanisch koppelbaren Messelements (21), dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement (21) einen Informationsträger (30) umfasst und zumindest eine in diesem enthaltene Information mittels einer Sensoranordnung (32) an der Biegemaschine (1), insbesondere an der Elementaufnahme (18) berührungslos erfasst wird.
30. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Sensoranordnung (32) erfasste Information über eine Schnittstelle (28) am Biegewerkzeug (14) an eine Steuervorrichtung (13) der Biegemaschine (1) übertragen wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30 oder 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Information während einer Relativbewegung zwischen Messelement (21) und Elementaufnahme (18) beim Einsetzen des Messelements (21) von der Sensoranordnung (32) erfasst wird.
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