WO2021018408A1 - Übertragungsanordnung und verfahren zum übertragen von energie und signalen zwischen einer steuereinheit einer werkzeugmaschine und elektronischen komponenten - Google Patents

Übertragungsanordnung und verfahren zum übertragen von energie und signalen zwischen einer steuereinheit einer werkzeugmaschine und elektronischen komponenten Download PDF

Info

Publication number
WO2021018408A1
WO2021018408A1 PCT/EP2019/083488 EP2019083488W WO2021018408A1 WO 2021018408 A1 WO2021018408 A1 WO 2021018408A1 EP 2019083488 W EP2019083488 W EP 2019083488W WO 2021018408 A1 WO2021018408 A1 WO 2021018408A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
transmission
pallet
energy
signal
machine tool
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/083488
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Köchl
Johannes PITTERLE
Original Assignee
Deckel Maho Pfronten Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deckel Maho Pfronten Gmbh filed Critical Deckel Maho Pfronten Gmbh
Priority to US17/627,828 priority Critical patent/US12030146B2/en
Priority to CN201980098906.2A priority patent/CN114269511B/zh
Priority to EP19817201.7A priority patent/EP4003641A1/de
Priority to JP2022506100A priority patent/JP7490748B2/ja
Publication of WO2021018408A1 publication Critical patent/WO2021018408A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/0009—Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts
    • B23Q1/0018—Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts comprising hydraulic means
    • B23Q1/0027—Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts comprising hydraulic means between moving parts between which an uninterrupted energy-transfer connection is maintained
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/0063—Connecting non-slidable parts of machine tools to each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/002—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring the holding action of work or tool holders
    • B23Q17/005—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring the holding action of work or tool holders by measuring a force, a pressure or a deformation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q7/00—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/14—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines
    • B23Q7/1426—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines with work holders not rigidly fixed to the transport devices
    • B23Q7/1431—Work holder changers
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems

Definitions

  • the present invention relates to a transmission arrangement for energy and / or signal transmission between a machine tool and at least one electronic component, in particular for use in one
  • the present invention also relates to a method for transferring energy and / or at least one signal between a machine tool and at least one electronic one
  • Machining center or a turning and / or milling center can comprise a first and a second transmission unit.
  • Energy is preferably electrical energy.
  • An electronic component can be, for example, an electrical consumer, a sensor and / or an actuator. In this sense, electronic components also include electrical components.
  • sensors are temperature, angle, position and force sensors. These can include strain gauges, piezo sensors and thermocouples.
  • Actuators are, for example, swing clamps, jaw chucks, magnetic clamps,
  • Vacuum clamps butterfly valves and valves.
  • Actuators can be used to clamp a workpiece.
  • An electrical consumer can, for example, be a
  • Lighting can be a control lamp, a heating element, etc.
  • Clamping of a workpiece to be machined can be monitored and adjusted using the actuators.
  • Butterfly valves and valves can be used, for example, to control a coolant flow of a cooling unit arranged on the workpiece or to control a hydraulic unit.
  • indicator lights you can Machine operator In simple form information regarding the functionality of
  • a signal can, for example, be an optical signal and / or an electrical signal
  • a signal can be modulated. In this way, the susceptibility of the information transmitted by means of the signal to interference, for example due to interference signals or noise, can be reduced.
  • a signal can contain analog and / or digitized information.
  • several signals can also be transmitted in parallel, for example via several ports or using different frequencies of the individual signals.
  • several pieces of information from different signals can be combined into one signal by means of modulation.
  • modulations are amplitude, frequency and
  • Phase modulation especially phase shift keying (PSK) and
  • Quadrature amplitude modulus QAM
  • the transmission arrangement can comprise a first and a second element, the second element being rotatably mounted relative to the first element, the first element being connected to the control unit for signal and / or energy transmission.
  • rotatable mounting are slide bearings, roller bearings , Tapered roller bearings and ball bearings.
  • the pallet receptacle can be mounted rotatably relative to the carrier of the pallet receptacle.
  • the first transmission unit can be set up to transmit signals and / or energy between the first element and the second element.
  • Both the first element and the second element can consist of one or more components, so that the first or the second element
  • the first element and the second element can be connected to one another via a bearing. This can have the advantage that a deviation of the axis of rotation during rotation of the second element relative to the first element is reduced.
  • the first transmission unit can consist of one or more, possibly also functionally different, transmitters.
  • the machine tool can be set up to rotate the pallet holder continuously at a predetermined speed and / or can be set up to orient the pallet holder and thus the pallet and the
  • the first transmission unit comprises one or more contactless and / or contact-based transmitters.
  • contactless transmitters are inductive couplers, capacitive couplers, light wave couplers, etc.
  • An example of a contactless transmitter is a slip ring.
  • Both contact-based transmitters and non-contact transmitters can be arranged such that energy and / or signals are transmitted in the radial direction or in the axial direction between the first element and the second element.
  • a transmitter can be arranged outside of an axis of rotation which is defined by a relative rotation between the first element and the second element.
  • the second transmission unit can be designed to transmit signals and / or energy between the second element and a Pallet, which is releasably attached to a pallet reception of the machine tool, to be transferred.
  • the at least one electronic component can be used
  • Signal and / or energy transmission be connected to the pallet.
  • Signals can thus include data such as sensor data and actuator data, in particular during a rotating processing of one on the pallet by means of a
  • Clamping device or a workpiece and a control of a machine tool are transmitted. This can make it possible to collect additional sensor data and, based on the sensor data and / or further sensor data, to control actuators during workpiece machining. Accordingly, a
  • Workpiece processing can be better monitored and controlled. This leads to increased safety during workpiece machining and workpiece machining can take place with increased accuracy.
  • Non-limiting examples of actuators arranged on a pallet include clamping devices such as swing clamps / support elements, vices,
  • Zero point clamping systems magnetic clamps and / or vacuum clamps, HYD jaw chucks and / or E-jaw chucks. All actuators can also contain sensors, in particular force, position and temperature sensors.
  • the pallet receptacle can comprise a clamping device which enables a reproducible, precisely located and automated clamping of a pallet.
  • a corresponding clamping device can for example comprise clamping cones.
  • a pallet can be a workpiece carrier that is set up on a
  • the machine tool can comprise a pallet changer for changing a pallet.
  • the second transmission device can comprise one or more contactless and / or contact-type transmitters.
  • contactless transmitters are inductive couplers, capacitive couplers, optical wave couplers, etc.
  • Examples of contactless transmitters are plug-in connections and pressure contacts, such as spring contacts.
  • Clamping force of clamping jaws, etc. can be detected, in particular when machining a rotating workpiece.
  • the workpiece processing can be modified by means of the transmission arrangement, for example by means of actuators, such as clamping jaws, arranged on the pallet. Due to this, the machine tool productivity can be increased or the
  • Actuators on the pallet can be controlled. This allows a
  • Machine tool can be used more flexibly and with reduced manual intervention.
  • Force sensors and clamping devices possible to optimize the clamping of a workpiece on a pallet and thus to increase the reliability of machining a clamped workpiece.
  • a corresponding optimization can especially during workpiece machining and / or between
  • Force sensors arranged between a clamping device of the pallet holder and the pallet are monitored.
  • a transmission arrangement for energy and / or signal transmission between a control unit of a machine tool and at least one electronic component, in particular for use in a machining center or a turning and / or milling center can have a first and a second transmission unit and a first element and a comprise second element, wherein the second element can be rotatably mounted relative to the first element, wherein the first element for signal and / or energy transmission is connected to the control unit, wherein the first transmission unit can be configured to transmit signals and / or energy between the to transmit the first element and the second element, and wherein the transmission arrangement can be set up to establish a detachable connection of the second transmission unit for energy and / or signal transmission between the second by means of a docking hub of the transmission arrangement
  • Manufacture element and at least one electronic component are Manufacture element and at least one electronic component.
  • an interface can be arranged on the side of the at least one electronic component, which is adapted to an interface of the second element for producing a releasable connection.
  • the releasable connection can be a releasable contact for
  • Machine tool table and the clamping unit or the workpiece is possible.
  • contact surfaces of the second transmission unit can be protected.
  • the docking stroke is preferably carried out relative to the machine tool table. This can be advantageous in order to make the docking of the transmission arrangement to the clamping unit or the workpiece more precise and reproducible with respect to the docking position.
  • the docking stroke can be carried out by means of a servomotor.
  • the servomotor can be set up, for example, to generate a force effect in an axial direction between the transmission arrangement and the machine tool table via one or more gears, so that the transmission arrangement moves relative to the machine tool table to establish a separable connection for signal and / or energy transmission
  • Embodiments can be optimal in connection with force sensors, for example
  • Spring force of the spring contacts can be determined in order to protect the spring contacts on the one hand and to ensure reliable transmission on the other.
  • the invention is in no way restricted to servomotors for performing the docking stroke.
  • Alternatives are, for example, hydraulic or pneumatic drives.
  • the docking stroke can take place by means of magnetic attraction or magnetic repulsion.
  • the Machining center or a turning and / or milling center a first and a second transmission unit, a first element and a second element, the second element being rotatably mounted relative to the first element, the first element being connected to the control unit for signal and / or energy transmission, the first transmission unit being set up to transmit signals and / or to transmit energy between the first element and the second element, wherein the transmission arrangement can be set up to use a docking hub of the transmission arrangement to establish a detachable connection of the second transmission unit for energy and / or signal transmission between the second element and a pallet, which is releasably attached to a pallet holder of the machine tool to produce.
  • the at least one electronic component for signal and / or energy transmission can be connected to the pallet.
  • Component with the pallet be firmly or detachably connected.
  • An actuator firmly connected to the pallet can have the advantage that the structural stability of the
  • Cabling expenditure for the electronic components can be minimized, for example, by appropriately designing a pallet.
  • the first transmission unit can be set up to transmit at least one signal and / or energy without contact.
  • a contactless transmission of the signals can be advantageous to avoid unwanted signal reflections caused by a change in a line impedance due to
  • the first transmission unit can be a
  • Slip ring transmitter for energy transmission with integrated inductive coupler for
  • the first element can be supported in the radial direction by means of at least one torque support.
  • the first element in particular in radial
  • a torque support can be provided by a groove
  • Element is fixed in the radial direction
  • a torque arm can be used
  • Rotation of the first element with the second element can be prevented.
  • the transmission arrangement can comprise at least one rotary leadthrough as a sealed transition between a hydraulic fluid supply, a gas supply or a vacuum supply and the second element for gases and / or liquids.
  • gases are Protective gases or air
  • the second transmission device can be configured to transmit one or more fluids (gases, liquids) between the second element and the pallet, the machine tool table, etc.
  • the second transmission device can comprise interfaces which are set up to form a plug connection and / or coupling. This can in particular for a vacuum clamping of a workpiece on a
  • Machine tool table or on a pallet can be advantageous.
  • fluids can be coolants and lubricants and hydraulic fluids.
  • the first transmission unit and the second transmission unit can be connected to one another, for example, via a channel in the rotary leadthrough, in particular by means of one or more cables.
  • the second transmission unit can be set up to transmit at least one signal and / or energy in a contactless manner, in particular by means of an inductive coupler, and / or with contacts, in particular by means of a spring contact.
  • a contact-based transmission such as with spring contacts, for example, a large amount of energy in particular can be transmitted with little effort in comparison to a contactless transmission.
  • Spring contacts in particular, can be advantageous for fast contact cycles (plug-in cycles) that have to be released frequently.
  • Connectors as contact-based transformers can have the advantage that the
  • Contact surfaces are particularly well protected from dirt due to the sleeve of the sockets are.
  • plug connections with spring contacts can therefore be advantageous.
  • Contact-based energy transmission can be advantageous in particular for the transmission of energy in the form of direct current.
  • the energy and signal transmission can be more robust with regard to interfering influences, such as dirt particles and chips. This can be advantageous in particular when transmitting signals with low energy.
  • Component can be fixed to the machine tool table, to the pallet and / or to the workpiece.
  • workpiece properties such as
  • Temperature, weight etc. can be recorded during workpiece processing and influenced by the actuators depending on the property.
  • machining parameters such as a
  • Workpiece temperature especially during workpiece machining, can be modified.
  • the workpiece properties can be recorded for example by means of the at least one electronic component. This can lead to a
  • a signal processing unit can be arranged on, in or on the machine tool table and / or the pallet, the signal processing unit for signal and / or
  • the signal processing unit is connected to the transmission arrangement for signal and / or energy transmission.
  • the signal processing unit can be set up for this purpose via one or more protocols or with the at least one protocol to communicate with an electronic component and / or the control unit of the machine tool.
  • the signal processing unit can be analog and / or digital
  • the signal processing unit can comprise a computing unit and / or a memory unit.
  • the signal processing unit can, for example, be a microcontroller, an FPGA (Field
  • a machine tool can be set up to receive data from a
  • a communication can also comprise a simple provision of a signal.
  • Machine tool table and / or on the pallet can receive signals from different
  • Machine tool can be reinforced, modulated, bundled, etc. This can have the advantage that the signal quality is improved, the number of required signal channels is reduced, a larger amount of information, such as sensor settings,
  • Wiring can be replaced.
  • an SDCF interface In a particularly flexible embodiment, an SDCF interface
  • Signal ⁇ and / or energy transmission can be connected, with signals and / or energy between the at least one electronic component and the control unit of the machine tool via the SDCI interface and the transmission arrangement be transmitted.
  • the SDCI interface can be set up to bundle several signals into one signal, or to transmit several items of information by means of one signal.
  • Automation in the machining of the workpiece can thereby be increased, since the electronic components can be configured flexibly and directly on the part of a machine tool, in particular if the electronic components are arranged on an exchangeable pallet.
  • a machine tool can be used flexibly for the series production of various workpieces without electronic components being manually connected to a control unit and without sensors / actuators having to be reprogrammed manually.
  • a pallet can be flexibly equipped with further electronic components without the need to add or modify transmission units for communication with the new electronic components.
  • a machine tool, particularly the transfer assembly, and pallets can be used more flexibly.
  • Machine tool table or the pallet receptacle on a side directed towards the workpiece or a side directed towards a pallet, comprise a recess or a recess for at least part of the transmission arrangement.
  • Transmission arrangement particularly during workpiece processing, is protected to a greater extent from chips, dirt, etc.
  • the first transmission unit on the side of the first element can comprise a body with a cylindrical recess
  • the first transmission unit on the side of the second element can comprise a cylindrical body which is at least partially in the cylindrical recess Recess of the body is arranged with the cylindrical recess of the first transmission element
  • both the cylindrical body and the body with a cylindrical recess can be rotationally symmetrical in order to avoid imbalances.
  • the cylindrical body can be a
  • a pallet according to the invention for carrying and securing a workpiece can be designed to be detachable on a pallet receptacle
  • Machine tool to be clamped. This enables a workpiece to be automated
  • a machine tool can be set up, for example, to machine the workpiece in a rotating and / or cutting manner.
  • the pallet can be an interface of the pallet which
  • Communication is set up with an interface of a control unit of a machine tool, wherein at least one electronic component, which is arranged on the pallet, is connected to the interface of the pallet for signal and / or energy transmission.
  • Electronic components can be sensors,
  • Actuators and / or electrical consumers By means of the interface of the pallet, sensors and actuators, for example, can be permanently connected to the pallet, even when the pallet is replaced from the machine tool. This means that, for example, there is no need for a new calibration due to the fact that a sensor, for example a position sensor, is repeatedly re-installed on the pallet. this leads to to a time saving, which is particularly important with an automated exchange of
  • an actuator can include one or more sensors.
  • a sensor can be integrated into the pallet, such as a strain gauge for detecting a clamping force between a clamping cone, which the
  • Pallet clamps and a corresponding counterpart of the pallet are also possible when the pallet is clamped by means of clamping jaws, etc.
  • an electronic component can be fixedly or detachably connected to the pallet.
  • One or more sensors can, for example, work piece properties such as position, alignment, temperature, deformations, in particular due to the
  • Actuators can, for example, be set up to position, align, cool, etc. the workpiece.
  • the interface can comprise one or more analog circuits and / or one or more digital circuits.
  • Interfaces can be wireless interfaces such as wireless LAN, Bluetooth,
  • interfaces can be line-guided interfaces, such as wire connections, fiber optic connections.
  • the line-bound interfaces can include plug connections and / or spring contacts.
  • the interface of the pallet can be set up to enable communication of the interface of the pallet with several electronic
  • the interface of the pallet can be set up to establish a connection to the signal via a transmission arrangement. and / or to establish energy transmission to the interface of the control unit of the machine tool.
  • the interface of the pallet can be set up to communicate by means of a protocol with electronic components and / or with a control unit of the machine tool via the at least one interface.
  • This has the advantage that data from and for electronic components can be collected and transmitted to and from the control unit.
  • the transmission between the electronic components and the control unit of the machine tool can be used flexibly so that electronic components can be exchanged and / or additionally attached to the pallet without an additional
  • the interface of the pallet can be set up to communicate with electronic components and / or with a control unit of the
  • Pallet can communicate with the control unit of the machine tool. It can also improve the compatibility of the pallet with conventional electronic components and machine tools.
  • Information in particular from sensors and actuators, can be exchanged between the pallet and a control unit of a machine tool via a channel.
  • the interface of the pallet may be an SDCI
  • Communication between electronic components and the control of the machine tool is standardized so that electronic components can communicate in a standardized manner and thereby simplified with the control unit of the machine tool.
  • the interface of the pallet can be a
  • the storage unit can be configured to store information relating to the pallet, a workpiece on the
  • a method for transmitting energy and / or at least one signal between a machine tool and at least one electronic component can include the step of clamping the workpiece on a pallet comprising an interface for signal transmission and / or for energy transmission.
  • the interface can be part of a contactless transmission, such as an inductive coupler, a capacitive coupler, an optocoupler, etc., and / or a contact-based transmission, such as a spring contact, a plug connection, etc., if, for example, a transmission arrangement to the Interface is docked
  • Further steps in the process can include positioning and tensioning the
  • Pallet on a pallet receptacle of the machine tool docking of a transmission arrangement for transmitting energy and / or signals to the interface of the pallet, and transmitting at least one sensor signal, at least one actuator signal and / or energy via the docked transmission arrangement.
  • the transmission arrangement can be configured, for example, to transmit signals and / or energy between a first element and a second element, the first and the second element being configured to rotate relative to one another.
  • Signals can be, for example, signals for communication between sensors / actuators or other electronic components with a control unit of the machine tool.
  • the docking of the transfer arrangement can already take place by the positioning and tensioning of the pallet on the pallet receptacle, in that the transfer arrangement and the interface of the pallet are correspondingly arranged relative to one another by positioning and tensioning the pallet.
  • the transmission arrangement and the interface can be arranged to one another in such a way that interference-free, contactless transmission between the transmission arrangement and the interface of the pallet is possible unc (/ or at least one contact between the transmission arrangement and the interface of the pallet enables interference-free signal and / or energy transmission.
  • the docking can include, for example, a docking stroke of the transmission arrangement.
  • a docking stroke of the transfer arrangement can in particular be a movement of the transfer arrangement in the direction of the pallet.
  • the docking stroke is only part of the movement Transfer arrangement.
  • the movement of the docking stroke is perpendicular to the interface of the pallet.
  • Docking stroke include a movement parallel to the interface of the pallet.
  • Workpiece can be automatically clamped in the work area of the machine tool, even if electronic components are arranged on the clamping device.
  • a particularly efficient method can be to undock the further steps
  • Transfer arrangement from the pallet, changing the pallet, clamping a further workpiece on a further pallet comprising an interface to
  • Components are manually connected to the control unit of the machine tool.
  • the docking can take place via a docking stroke directed towards the pallet at least a part of the transmission arrangement, so that a contact is created between the transmission arrangement and the interface of the pallet.
  • This can be advantageous have that the transmission arrangement, especially when changing pallets, from damage due to shear movements of the pallet when removing or
  • Figure la shows schematically a cross section of part of a machine tool comprising a transmission arrangement according to an embodiment of the invention.
  • Figure lb shows the figure la, with elements rotatable about an axis of rotation are marked.
  • Figure lc shows the figure la, wherein the second element 102 is marked
  • Figure ld shows schematically a pallet and a pallet receptacle, as well as part of the transfer arrangement according to an embodiment of the invention.
  • Figure le shows schematically a first transmission unit 103, as well as a torque support 108 of the transmission arrangement from Figure la according to a
  • Figure 2 shows schematically a cross section of a first transmission unit according to an embodiment of the invention
  • FIG. 3 schematically shows part of a machine tool comprising a transmission arrangement according to an embodiment of the invention
  • FIG. 4 schematically shows a process flow plan of a method according to FIG.
  • FIGS. 5a-5c schematically show, inter alia, a transfer arrangement according to an embodiment of the invention before the positioning of a pallet on a pallet receptacle, before the transfer arrangement is docked to one
  • Figure la shows schematically a cross section of part of a machine tool comprising a transmission arrangement according to an embodiment of the invention.
  • a section of the first element 101 and a section 102a of the second element 102 form a first transmission unit 103 for transmitting signals and / or energy, the second element 102 being mounted rotatably relative to the first element 101
  • Embodiment a rotary leadthrough 111b arranged.
  • the second element comprises the section of the rotary leadthrough 111b which is rotatable relative to the first element 101 about an axis of rotation 119.
  • a second transmission unit 104 is connected to a second transmission unit 104 via a channel in the rotary union 111b. Cables, wires, circuit boards, waveguides, etc. can be arranged in the channel in order to connect the first and second transmission units 103,
  • the second transmission unit 104 is set up to transmit signals and / or energy between the second element 102 and a pallet 106 and comprises an interface of the pallet 118 and an interface 113 of the second
  • the pallet is fastened to a pallet receptacle 105 of the machine tool by means of clamping cones 119.
  • the pallet receptacle 105 is rotatably mounted on a carrier 120 of the pallet receptacle 105, for example by means of a bearing 110.
  • the first element is in the radial direction with the
  • the second element 102 is in this
  • Embodiment connected to the pallet holder in the radial direction. This results in two bodies that can be rotated relative to one another about an axis of rotation 119.
  • the rotatable body is hatched horizontally in Figure lb
  • the transmission arrangement comprising the first and second elements 101, 102 was docked in this embodiment by means of a docking stroke of the transmission arrangement relative to the pallet receptacle 105 at the interface 118 of the pallet 106, so that an interference-free signal and / or energy transmission between the transmission arrangement and the pallet 106 is possible.
  • the docking stroke was carried out by means of a hydraulic unit 107.
  • the docking stroke can also be implemented by means of an electric motor, in particular a stepping motor. It can also be seen in Figure la that the
  • Rotary leadthrough 111b was moved with the docking stroke, whereas a rotary leadthrough lilac was not moved with the docking stroke. Fluids (gases and liquids) can pass between the carrier via the rotary leadthrough 111b
  • Element 101 is rotatably mounted, are transferred.
  • Vacuum clamping device on the pallet 106 are operated or a workpiece are supplied with cooling liquid during workpiece machining.
  • Fluids can flow between the pallet holder via the purple rotating union
  • clamping cones can be released using hydraulic pressure, for example.
  • Both the first element and the second element can be selected from several elements
  • Element 102 is an assembly
  • FIG. 1 b shows FIG. 1 a, with components rotatable about an axis of rotation 119 being marked. Components that have horizontal hatching are in this
  • a rotation can for example be carried out by means of a motor, in particular an electric motor.
  • Electric motors can be synchronous or asynchronous motors, for example. Synchronous motors have the advantage that they are very well suited for exact positioning, which is particularly advantageous for NC technology.
  • Asynchronous motors have the advantage that they can be temporarily overloaded.
  • Figure lc shows the figure la, wherein the second element 102 is marked.
  • Element is provided with horizontal dark hatching.
  • the second element in this embodiment has several components, such as a part of the rotary leadthrough 111b and the
  • FIG. 1d shows schematically a pallet 106 and a pallet receptacle 105, as well as part of the transmission arrangement from FIG. La according to an embodiment of the invention.
  • the pallet receptacle 105 comprises clamping cones 112. As a result, a pallet can be clamped on the pallet receptacle 105 in an automated, reproducible and stationary manner.
  • the pallet 106 can be tensioned on the pallet receptacle 105, for example, as shown here, by means of tensioning cones. However, this is not in any
  • a pallet 106 can be clamped onto the pallet holder 105 by means of clamping jaws, by means of vacuum clamps, by means of magnetic clamps, by means of zero point clamping systems, etc., for example.
  • the interface 113 of the second element 102 can be clearly seen in FIG.
  • This interface 113 and the interface 118 of the pallet 105 are components of the second transmission device 104, see in particular FIG. 1 a, and are preferably docked to one another for signal and / or energy transmission the interface 113 in the direction of Pallet 106 moves so that the interface 113 to the interface 118 of the pallet
  • FIG. 1d shows that the second transmission unit 104 comprising the interfaces 113, 118 can comprise several ports for signal and / or energy transmission.
  • the second transmission unit 104 comprises one or more ports for the transmission of fluids between the pallet 106 and the second element 102.
  • the transmission unit is designed to be centered on the axis of rotation 119.
  • the second transmission unit can be arranged eccentrically to the axis of rotation 119.
  • Axis of rotation 119 is arranged.
  • the docking hub can take place perpendicular to the interfaces 113 and 118 of the second transmission device.
  • the interface 113 may be part of a
  • Figure le shows schematically a first transmission device 103, as well as a torque support 108 of the transmission arrangement from Figure la according to an embodiment of the invention to a rotation of the first element 101 relative to
  • the first transmission device 103 comprises a cartridge-shaped housing.
  • the cartridge-shaped housing can have a recess in the middle, in particular a cylindrical one
  • the first element 101 has an elongated recess (groove) on the outside parallel to the axis of rotation 119, the elongated
  • the recess is set up for this, an end section of a torque support 108 record.
  • the torque support 108 is with the carrier 120 of
  • Pallet receptacle 105 connected. A movement of the first element 101 in one direction of rotation about the axis of rotation 119 relative to the carrier 120 of FIG
  • Pallet receptacle 105 is prevented and a movement in a direction parallel to the axis of rotation 119 (along the elongated recess) relative to the pallet receptacle 105, for example for a docking stroke of the transmission arrangement, is enabled
  • Elements 101; 102 be set up to be moved in the direction of the pallet for performing the docking stroke. For this purpose, it may be necessary for connections between the first and second transmission units 103, 104 in the channel 109 of a
  • Rotary feedthrough can compensate for a corresponding linear expansion.
  • the docking stroke can take place in the radial direction, for example.
  • the docking stroke can take place independently of an axis of rotation perpendicular to the interfaces 113 and / or 118. However, this is in no way limiting.
  • Torque support can be arranged between the second element 102 and the pallet receptacle 105.
  • Figure 2 shows schematically a cross section of the first transmission unit according to an embodiment of the invention.
  • the first transmission unit 103 comprises three slip ring transmitters 125a-125c, which are decoupled from one another, and a contactless transmitter 126.
  • the three slip ring transmitters 125a-125c can, for example, be set up to transmit a three-phase alternating current.
  • the slip ring assembly 125a can be an outer conductor (phase)
  • the slip ring assembly 125b can be a neutral conductor (center conductor)
  • the slip ring assembly 125c can be a protective conductor.
  • the slip ring transmitter can be set up to transmit direct current or alternating current.
  • the contactless transmitter 126 can be, for example, an inductive coupler or a capacitive coupler.
  • the contactless transmitter 126 can be set up, for example, to transmit a broadband signal, that is to say a broad frequency spectrum compared to the center frequency, or a plurality of signals with different frequencies.
  • At least one of the areas 127a-127e between the slip ring transmitters 25a-125c, as well as between the slip ring transmitter 125c and the contactless transmitter 126 can comprise an insulator and / or a shield that is designed to prevent a short circuit between two transmitters or crosstalk to prevent between two transformers.
  • at least one of the areas 127a-127e can include a bearing. This can improve the transmission of signals and / or energy between the first element 101 and the second element 102, since imbalances can be avoided.
  • a transmitter 125a; 125b; 125c; 126 rotationally symmetrical about the axis of rotation 119.
  • the diameter of one transformer can differ from that of another transformer.
  • the second element 102 can be hollow inside, at least in places, or can have a recess 124.
  • a cavity or the recess can advantageously be arranged in such a way that an imbalance when the second element 102 rotates relative to the first element 101 is compensated for or avoided.
  • a recess can be cylindrical.
  • FIG. 3 schematically shows part of a machine tool comprising a transmission arrangement according to an embodiment of the invention.
  • a first Transmission unit 103 is set up to transmit signals and / or energy between a first element 101 and a second element 102.
  • the second Transmission unit 103 is set up to transmit signals and / or energy between a first element 101 and a second element 102.
  • Element 102 is rotatable about an axis of rotation 119 relative to the first element.
  • the second element has an interface 113 which can be detachably docked to an interface 118 of the pallet 106.
  • the interface 113 forms with the interface of the pallet 118 a second transmission unit, which is set up to transmit signals and / or energy between the second element and the pallet.
  • the docking can take place, for example, via a docking stroke of the first element 101 and / or the second element 102.
  • the first element can for example via a connection 123, such as one or more cables, radio, etc. with a
  • Control unit of the machine tool and / or an energy source
  • the interface of the pallet 118 may be an SDCI
  • the SDCI interface can be integrated into the interface of the pallet 118 or coupled directly to one another.
  • various components of the interface of the pallet can be spatially distributed on the pallet via the pallet, with the components of the interface of the pallet being wired and / or contactless, for example via radio, via one or more connections for signal and / or energy transmission are connected.
  • a pallet holder 105 is rotatably mounted about the axis of rotation 119 on a carrier 120 of the pallet holder 105.
  • the pallet holder 105 comprises
  • Clamping cones 112 which are set up to clamp the pallet 106 in a detachable and automated manner on the pallet holder. It is thus possible to transmit signals and energy between a pallet, which can be rotated as desired about the axis of rotation 119 relative to a carrier of a pallet receptacle, and a control unit of the machine tool in a fail-safe manner.
  • a pallet can be used as a fast one Exchanging and replacing a workpiece in a machine tool, etc. in combination with sensors on a clamping unit that clamp a workpiece.
  • a pallet can be a
  • Signal processing unit 121 comprise. This can be set up, for example, to transform voltages, to convert direct current into alternating current and vice versa. Further possible functions of the signal processing unit 121 include modulating and demodulating signals, encoding and decoding signals,
  • the signal processing unit can use a protocol with a control unit and / or electronic components, such as actuators 122a, 122b and / or sensors 122c,
  • Component be an electrical consumer. In some versions, the
  • Signal processing unit communicate with a control unit and / or an electronic component without a protocol.
  • the signal processing unit may be part of the pallet 118 interface.
  • the signal processing unit can for this purpose
  • Interface of the pallet 118 or can be integrated with the interface of the
  • Pallet for signal ⁇ and / or energy transmission can be arranged on an underside of a pallet
  • plug connections of the interface of the pallet as a connection between the interface of the pallet and electronic components on an upper side of the
  • Pallet are wired or non-contact connected.
  • Sensors can, for example, be temperature, force, position or angle sensors.
  • Actuators can, for example, swing clamps, vices, Zero point clamping systems, magnetic clamps, vacuum clamps, HYD jaw chucks, E-
  • Some actuators can be equipped with sensors.
  • Pallet can be arranged on a clamping ring of the pallet, on which the clamping cones 112 clamp the pallet.
  • This can be, for example, a strain gauge which is set up to detect the tension of the pallet by means of the tensioning cones 112 so that, for example, defective tensioning cones are detected and thus damage is detected
  • Pallet holder 105 can be avoided.
  • a signal processing unit can be an IO-Link
  • Machine tool can be used.
  • a pallet may include an RFIO sensor, a
  • Include barcodes and / or a QR code and a machine tool can for example be set up to read data from RFID sensors, the barcode or the QR code via an RFID, a barcode or a QR code reader.
  • the data can include, for example, a unique identification of a pallet, an assignment of a pallet to a group of pallets, information about a workpiece clamped on a pallet, information about electronic components, etc.
  • the data can include values for speed limits, in particular for rotating machining of a workpiece clamped on the pallet.
  • Corresponding values as speed limits can be obtained from clamping devices, workpieces and / or electronic devices attached to the pallet
  • Pallets can for example be subdivided into pallets with an interface for transmitting energy and / or signals and into pallets without an interface for transmitting energy and / or signals.
  • a machine tool can, for example, be configured to dock the interface 113 of the second element when a pallet includes an interface 118, and when a pallet does not
  • Interface 118 includes refraining from a corresponding movement of the interface 113 of the second element and optionally the interface 113 with a
  • FIG. 4 schematically shows a process flow diagram of a method according to the invention.
  • the method can be used for various machine tools, in particular with a turning or milling center, for signal transmission between an electronic one
  • Component and a machine tool are used.
  • a workpiece is clamped onto a pallet, the pallet comprising an interface for signal and / or energy transmission
  • a pallet is preferably a workpiece carrier which is set up to be automatically and precisely clamped on a pallet holder of the machine tool. This means that setting up outside the machine tool can take place while another workpiece is being processed. Preferably that will
  • Machine tool for clamping the workpiece is no longer required To be able to use several pallets on one machine tool, the
  • Machine tool to be equipped with a pallet storage.
  • the interface of the pallet can comprise a contactless and / or a contact-based interface. Furthermore, the interface can be set up to transmit energy and / or signals between components, such as sensors and actuators, on the pallet and a control unit of a machine tool.
  • the clamping of the workpiece on the pallet can be automated or partially automated.
  • a machine can be set up to communicate via a transmission unit consisting of the interface of the pallet and an interface of the machine with actuators, in particular a clamping device, and sensors.
  • the communication can include, for example, control signals or commands for controlling an actuator.
  • the machine can have a
  • Positioning unit for positioning a workpiece relative to a clamping device which is arranged on the pallet include.
  • a control unit can be docked to the interface for clamping in order to control clamping jaws, for example by means of sensor signals and actuator signals.
  • Workpiece clamping on a pallet can thus be automated or partially automated.
  • the workpiece can also be clamped manually on a pallet.
  • actuators can be controlled manually and electronically in various designs.
  • the pallet can be on a
  • Machine tool table of the machine tool are clamped.
  • the machine tool table can be rotatably mounted, for example for rotating
  • a transmission arrangement of the machine tool is docked to the interface of the pallet. This makes it possible to transmit control signals to actuators on a pallet from a control unit of the machine tool during workpiece machining. It is also possible to send sensor signals from sensors on a pallet to the control unit
  • Signal transmission can also include bidirectional communication, such as sensor position pn for a sensor.
  • the transmission arrangement can comprise a first element and a second element, as well as a transmission unit which is set up to transmit signals and / or energy between the first and second element, in order to achieve a
  • Non-limiting exemplary embodiments for a transmission arrangement are shown in FIGS. La-c and 2, as well as 5a-5c.
  • a sensor signal and / or an actuator signal is transmitted via the docked transmission arrangement. This allows during a
  • Workpiece machining a workpiece or actuators such as clamping jaws, etc. can be monitored and, if necessary, actuators can be controlled via signals during workpiece machining.
  • This enables more intensive monitoring of workpiece machining, in particular with regard to the workpiece properties and the workpiece clamping. This can be used both to improve the accuracy during workpiece machining and to increase safety during workpiece machining.
  • the degree of automation can be increased, since sensors and actuators are on a pallet from one
  • Control unit of the machine tool can be flexibly controlled.
  • the method additionally includes
  • a step S45 the transfer arrangement is undocked and in a step S46 the pallet is exchanged.
  • Undocking the pallet before changing it can be particularly useful with a plug connection.
  • undocking before a pallet change can protect the spring contacts by preventing the spring contacts from bending due to shear forces.
  • the undocking can take place by removing a pallet from the machine tool table, especially with contactless transmitters.
  • Steps S41a-S44a are analogous to steps S41-S44.
  • Pallet also includes an interface for signal transmission and / or energy transmission.
  • the further pallet can also be the pallet on which the workpiece was clamped in step S41.
  • a relative position of the interface of the pallet is preferably correct
  • Step S41 wherein the relative position is relative to a clamping surface for clamping on the machine tool table, corresponds to the relative position of the interface of the pallet from step S41a.
  • step S42a the further pallet is positioned and clamped on the machine tool table and in step S43a the transmission arrangement for the transmission of energy and / or signals is docked to the interface of the further pallet.
  • step S44a at least one sensor signal, at least one actuator signal and / or energy is transmitted via the docked transmission arrangement.
  • Figures 5a-5c schematically show, inter alia, a transfer arrangement according to an embodiment of the invention before positioning a pallet on a pallet receptacle, before docking the transfer arrangement at an interface of the pallet, or after docking the transfer arrangement at the interface of the pallet.
  • Figures 5b and 5c it can be seen that in this embodiment the first element 101, the second element 102 and the rotary feedthrough 111b relative to the torque support 108, to the rotary feedthrough purple and to the pallet 106 in the direction of the pallet when docking the transmission arrangement to the Pallet is moved.
  • the transmission arrangement is moved relative to the pallet receptacle 105 by the hydraulic unit 107 and docked on the pallet 106.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Abstract

Übertragungsanordnung zur Energie- und/oder Signalübertragung zwischen einer Steuereinheit einer Werkzeugmaschine und mindestens einer elektronischen Komponente, insbesondere zur Verwendung in einem Bearbeitungszentrum bzw. einem Dreh- und/ oder Fräszentrum, umfassend: - eine erste (103) und eine zweite (104) Übertragungseinheit, - ein erstes (101) und ein zweites (102) Element, wobei das zweite Element (102) relativ zum ersten Element (101) drehbar gelagert ist, wobei das erste Element (101) zur Signal- und/oder Energieübertragung mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei die erste Übertragungseinheit (103) dazu eingerichtet ist, Signale und/oder Energie zwischen dem ersten Element (101) und dem zweiten Element (102) zu übertragen, wobei die zweite Übertragungseinheit (104) dazu eingerichtet ist, Signale und/oder Energie zwischen dem zweiten Element (102) und einer Palette (106), die lösbar auf einer Palettenaufnahme (105) der Werkzeugmaschine befestigt ist, zu übertragen, wobei die mindestens eine elektronische Komponente zur Signal- und/ oder Energieübertragung mit der Palette verbunden ist.

Description

ÜbertragungBanordnung und Verfahren zum Übertragen von Energie und Signalen zwischen einer Steuereinheit einer Werkzeugmaschine und elektronischen
Komponenten
Technisches Feld
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Übertragungsanordnung zur Energie- und/oder Signalübertragung zwischen einer Werkzeugmaschine und mindestens einer elektronischen Komponente, insbesondere zur Verwendung In einem
Bearbeitungszentrum bzw. einem Dreh- und/oder Fräszentrum. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Übertragen von Energie und/oder mindestens einem Signal zwischen einer Werkzeugmaschine und mindestens einer elektronischen
Komponente.
Technisches Problem
Bel der Bearbeitung von Werkstücken mittels einer Werkzeugmaschine werden
Werkzeuge und Werkstücke relativ zueinander bewegt um das Werkstück spanend zu bearbeiten. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, über eine Übertragungsanordnung Energie und/oder Signale kontaktlos an eine Spanneinheit, die lösbar auf einem Drehtisch der Werkzeugmaschine befestigt ist, zum Antrieb eines Elektromotors der Spanneinheit zu übertragen. Dies ist insbesondere in der EP 3 028
804 Bl gezeigt
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Übertragungsanordnung zur Energie- und/oder Signalübertragung zwischen einer Werkzeugmaschine und mindestens einem Sensor und/oder mindestens einem Aktuator, Insbesondere zur Verwendung in einem Dreh- uncf/oder Fräszentrum, beziehungsweise ein Verfahren zum Übertragen von Energie und/oder mindestens einem Signal zwischen einer Werkzeugmaschine und mindestens einem Sensor und/oder mindestens einem Aktuator bereitzustellen.
Lösung des Problems
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst Die abhängigen Ansprüche sind auf besondere Ausführungsformen der Erfindung gerichtet
Eine erfindungsgemäße Übertragungsanordnung zur Energie- und/oder Signalübertragung zwischen einer Steuereinheit einer Werkzeugmaschine und mindestens einer elektronischen Komponente, insbesondere zur Verwendung in einem
Bearbeitungszentrum bzw. einem Dreh- und/oder Fräszentrum kann eine erste und eine zweite Übertragungseinheit umfassen.
Energie ist vorzugsweise elektrische Energie. Eine elektronische Komponente kann beispielsweise ein elektrischer Verbraucher, ein Sensor und/oder ein Aktuator sein. Elektronische Komponenten umfassen in diesem Sinne auch elektrische Komponenten.
Beispiele für Sensoren sind Temperatur-, Winkel·, Positions- und Kraftsensoren. Diese können unter anderem Dehnmessstreifen, Piezosensoren und Thermoelemente sein.
Aktuatoren sind beispielsweise Schwenkspanner, Backenfutter, Magnetspanner,
Vakuumspanner, Absperrklappen und Ventile. Aktuatoren können zum Spannen eines Werkstücks verwendet sein. Ein Elektrischer Verbraucher kann beispielsweise eine
Beleuchtung eine Kontrollleuchte, ein Heizelement, etc. sein.
Durch eine Sensorüberwachung, zum Beispiel mittels Kraftsensoren, kann die
Aufspannung eines zu bearbeitenden Werkstücks überwacht und mittels der Aktuatoren justiert werden. Absperrklappen und Ventile können beispielsweise zur Steuerung eines Kühlmittelflusses einer am Werkstück angeordneten Kühleinheit oder zur Steuerung einer Hydraulikeinheit verwendet werden. Mittels Kontrollleuchten können einem Maschinenführer In einfacher Form Informationen bezüglich der Funktionalität von
Sensoren und Aktuatoren übermittelt werden.
Ein Signal kann beispielsweise ein optisches Signal uncf/oder ein elektrisches
Signal umfassen. Ein Signal kann moduliert sein. Dadurch kann die Anfälligkeit der mittels des Signals übertragenen Informationen für Störungen, zum Beispiel auf Grund von Störsignalen oder Rauschen, verringert werden. Je nach Ausführung kann ein Signal analoge uncf/oder digitalisierte Informationen beinhalten.
In manchen Ausführungen können auch mehrere Signale parallel, zum Beispiel über mehrere Ports oder mittels verschiedener Frequenzen der einzelnen Signale, übertragen werden. In manchen Anwendungen können mehrere Informationen von unterschiedlichen Signalen mittels Modulation zu einem Signal zusammengefasst werden. Nicht limitierende Beispiele für Modulationen sind Amplituden-, Frequenz- und
Phasenmodulation, insbesondere Phase-Shift-Keying (PSK) und
Quadraturamplltudenmodulatlon (QAM).
Weiter kann die Übertragungsanordnung ein erstes und zweites Element umfassen, wobei das zweite Element relativ zum ersten Element drehbar gelagert ist, wobei das erste Element zur Signal- und/oder Energieübertragung mit der Steuereinheit verbunden Ist Nicht limitierende Beispiele für eine drehbare Lagerung sind Gleitlager, Rollenlager, Kegelrollenlager und Kugellager. Die Palettenaufnahme kann dazu beispielsweise relativ zum Träger der Palettenaufnahme drehbar gelagert sein.
Weiter kann die erste Übertragungseinheit dazu eingerichtet sein, Signale und/oder Energie zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element zu übertragen.
Sowohl das erste Element, als auch das zweite Element kann aus einem oder mehreren Bauteilen bestehen, so dass das erste, bzw. das zweite Element eine
Baugruppe ist Das erste Element und das zweite Element können über ein Lager miteinander verbunden sein. Dies kann den Vorteil haben, dass eine Abweichung der Drehachse während einer Drehung des zweiten Elements relativ zum ersten Element verringert wird. Die erste Übertragungseinheit kann aus einem oder mehreren, auch gegebenenfalls funktionell unterschiedlichen, Übertragern bestehen.
Die Werkzeugmaschine kann dazu eingerichtet sein, die Palettenaufnahme kontinuierlich, mit einer vorgegebenen Drehzahl zu drehen, und/oder kann dazu eingerichtet sein, eine Orientierung der Palettenaufnahme und somit der Palette und des
Werkstücks durch eine Rotation der Palettenaufnahme zu ändern.
Je nach Ausführungsform umfasst die erste Übertragungseinheit einen oder mehrere kontaktlose und/oder kontaktbehaftete Übertrager. Beispiele für kontaktlose Übertrager sind induktive Koppler, kapazitive Koppler, Lichtwellenkoppler, etc. Ein Beispiel für einen kontaktbehafteten Übertrager ist ein Schleifring.
Sowohl kontaktbehaftete Übertrager als auch kontaktlose Übertrager können dabei so angeordnet sein, dass Energie und/oder Signale In radialer Richtung oder In axialer Richtung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element übertragen werden. Sowohl bei einer Übertragung in radialer Richtung als auch bei einer Übertragung in axialer Richtung kann ein Übertrager außerhalb einer Drehachse, die durch eine relative Drehung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element definiert wird, angeordnet sein. Bei der Anordnung und Dimensionierung eines Übertragers Ist jedoch zu beachten, dass es vorteilhaft sein kann, dass zu jedem Drehwinkel zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element eine Energie- und/oder Signalübertragung gewährleistet ist, um bei einer beliebigen Positionierung der Palettenaufnahme eine Signal und/oder Energieübertragung gewährleisten zu können.
In manchen Ausfuh rungsformen kann die zweite Übertragungseinheit dazu eingerichtet sein, Signale und/oder Energie zwischen dem zweiten Element und einer Palette, die lösbar auf einer Palettenairfnahme der Werkzeugmaschine befestigt ist, zu übertragen. Eifindungsgemäß kann die mindestens eine elektronische Komponente zur
Signal- und/oder Energieübertragung mit der Palette verbunden sein.
Somit können Signale Daten wie Sensordaten und Aktuatordaten umfassen, insbesondere während einer drehenden Bearbeitung eines auf der Palette mittels einer
Spannvorrichtung gespannten Werkstücks, zwischen einer Palette, einer
Spannvorrichtung oder einem Werkstück und einer Steuerung einer Werkzeugmaschine übertragen werden. Dies kann eine Erhebung von zusätzlichen Sensordaten und, basierend auf den Sensordaten und/oder weiteren Sensordaten, eine Steuerung von Aktuatoren während einer Werkstückbearbeitung ermöglichen. Entsprechend kann eine
Werkstückbearbeitung besser überwacht und gesteuert werden. Dies führt zu einer erhöhten Sicherheit während der Werkstückbearbeitung und die Werkstückbearbeitung kann mit einer erhöhten Genauigkeit erfolgen.
Nicht-Iimitierende Beispiele für auf einer Palette angeordnete Aktuatoren können Spannvorrichtungen, wie Schwenkspanner/Abstützelemente, Schraubstöcke,
Nullpunktspannsysteme, Magnetspanner und/oder Vakuumspanner, HYD-Backenfutter und/oder E-Backenfutter, sein. Sämtliche Aktuatoren können auch Sensoren, insbesondere Kraft-, Positions- und Temperatursensoren beinhalten.
Die Palettenaufnahme kann eine Spannvorrichtung umfassen, die eine reproduzierbare, ortsgenaue und automatisierte Spannung einer Palette ermöglicht. Eine entsprechende Spannvorrichtung kann beispielsweise Spannkonen umfassen.
Eine Palette kann ein Werkstückträger sein, der dazu eingerichtet ist, auf einer
Palettenaufnahme einer Werkzeugmaschine reproduzierbar, ortsgenau und automatisiert gespannt zu werden. Die Werkzeugmaschine kann zum Wechseln einer Palette einen Palettenwechsler umfassen. Die zweite Übertragungselnrlchtung kann eine oder mehrere kontaktlose und/oder kontaktbehaftete Übertrager umfassen. Nicht begrenzende Beispiele für kontaktlose Übertrager sind induktive Koppler, kapazitive Koppler, Lichtwellenkoppler, etc. Beispiele für kontaktbehaftete Übertrager sind Steckverbindungen und Druckkontakte, wie Federkontakte.
Dies hat den Vorteil, dass ein auf der Palette aufgespanntes Werkstück schnell und effizient durch Palettenwechsel ausgewechselt werden kann und bei der Werkstückbearbeitung Eigenschaften des Werkstücks, beispielsweise eine relative Position eines Werkstücks zum Werkzeugmaschinentisch, eine Temperatur des
Werkstücks, eine Verformung des Werkstücks, sowie ein Spannweg und/oder eine
Spannkraft von Spannbacken, etc., erfasst werden kann, insbesondere bei einer drehenden Werkstückbearbeitung. Basierend auf diesen Sensordaten und/oder weiteren Sensordaten kann mittels der Übertragungsanordnung die Werkstückbearbeitung modifiziert werden, zum Beispiel mittels auf der Palette angeordneter Aktuatoren, wie beispielsweise Spannbacken. Auf Grund dessen kann bei einer Bearbeitung eines Werkstücks die Werkzeugmaschinenproduktivität erhöht, beziehungsweise die
Arbeitssicherheit verbessert werden.
Außerdem hat es den Vorteil, dass Werkstücke automatisiert und unabhängig einer Aufspannung des Werkstücks mittels einer Palette im Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine aufgespannt, Sensordaten von Sensoren auf der Palette erfasst und
Aktuatoren auf der Palette gesteuert werden können. Dadurch kann eine
Werkzeugmaschine flexibler und mit reduziertem manuellem Eingriff eingesetzt werden.
Außerdem ist es mittels der Sensoren und Aktuatoren, insbesondere mittels
Kraftsensoren und Spannvorrichtungen, möglich ein Aufspannen eines Werkstücks auf einer Palette zu optimieren und somit die Sicherheit einer Bearbeitung eines aufgespannten Werkstücks zu erhöhen. Eine entsprechende Optimierung kann insbesondere auch während einer Werkstückbearbeitung und/oder zwischen
Bearbeitungsschritten erfolgen. Zusätzlich kann in manchen Ausführungen eine
Aufspannung einer Palette auf einer Palettenaufnahme, zum Beispiel mittels
Kraftsensoren angeordnet zwischen einer Spannvorrichtung der Palettenaufnahme und der Palette, überwacht werden.
Eine erfindungsgemäße Übertragungsanordnung zur Energie- und/oder Signalübertragung zwischen einer Steuereinheit einer Werkzeugmaschine und mindestens einer elektronischen Komponente, insbesondere zur Verwendung in einem Bearbeitungszentrum bzw. einem Dreh- und/oder Fräszentrum, kann eine erste und eine zweite Übertragungseinheit und ein erstes Element und ein zweites Element umfassen, wobei das zweite Element relativ zum ersten Element drehbar gelagert sein kann, wobei das erste Element zur Signal- und/oder Energieübertragung mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei die erste Übertragungseinheit dazu eingerichtet sein kann, Signale und/oder Energie zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element zu übertragen, und wobei die Übertragungsanordnung dazu eingerichtet sein kann, mittels eines Andockhubs der Übertragungsanordnung eine lösbare Verbindung der zweiten Übertragungseinheit zur Energie- und/oder Signal Übertragung zwischen dem zweiten
Element und mindestens einer elektronischen Komponente herzustellen.
In manchen Ausführungen kann dazu auf Seite der mindestens einen elektronischen Komponente eine Schnittstelle angeordnet sein, die an eine Schnittstelle des zweiten Elements zur Herstellung einer lösbaren Verbindung angepasst ist In manchen Ausführungsformen kann die lösbare Verbindung ein lösbarer Kontakt, zum
Beispiel über Kontaktfedem, einer Steckverbindung, einer Steckverbindung mit
Federkontakten, etc. sein.
Dies kann den Vorteil haben, dass beim Aufsetzen einer Spanneinheit oder eines
Werkstücks auf den Werkzeugmaschinentisch keine Deformation, zum Beispiel, der Kontaktflächen eines Federkontakts durch eine relative radiale Bewegung zwischen
Werkzeugmaschinentisch und der Spanneinheit, beziehungsweise des Werkstücks möglich ist So können unabhängig eines manuellen oder automatisierten Spannens eines Werkstücks auf der Werkzeugmaschine Kontaktflächen der zweiten Übertragungseinheit geschont werden.
Der Andockhub wird vorzugsweise relativ zum Werkzeugmaschinentisch ausgeführt Dies kann vorteilhaft sein, um das Andocken der Übertragungsanordnung an die Spanneinheit, beziehungsweise das Werkstück ortsgenauer und reproduzierbarer bezüglich der Andockposition zu machen.
In manchen Ausführungsformen kann der Andockhub mittels eines Stellmotors ausgeführt werden. Der Stellmotor kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, über ein oder mehrere Zahnräder eine Kraftwirkung in eine axiale Richtung zwischen der Übertragungsanordnung und dem Werkzeugmaschinentisch zu erzeugen, sodass sich die Übertragungsanordnung relativ zum Werkzeugmaschinentisch zur Herstellung einer trennbaren Verbindung zur Signal- und/oder Energieübertragung bewegt ln manchen Ausführungsformen kann in Verbindung mit Kraftsensoren beispielsweise eine optimale
Federkraft der Federkontakte ermittelt werden, um zum einen die Federkontakte zu schonen und zum anderen eine sichere Übertragung zu gewährleisten.
Die Erfindung ist jedoch in keiner Weise auf Stellmotoren zur Ausführung des Andockhubs beschränkt Alternativen sind beispielsweise hydraulische oder pneumatische Antriebe. In manchen Anwendungsbeispielen kann der Andockhub mittels magnetischer Anziehung oder magnetischer Abstoßung erfolgen.
Eine erfindungsgemäße Übertragungsanordnung zur Energie- und/oder Signalübertragung zwischen einer Steuereinheit einer Werkzeugmaschine und mindestens einer elektronischen Komponente, insbesondere zur Verwendung In einem
Bearbeitungszentrum bzw. einem Dreh- und/oder Fräszentrum, kann eine erste und eine zweite Übertragungseinheit, ein erstes Element und ein zweites Element umfassen, wobei das zweite Element relativ zum ersten Element drehbar gelagert Ist, wobei das erste Element zur Signal· und/oder Energieübertragung mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei die erste Übertragungseinheit dazu eingerichtet Ist, Signale und/oder Energie zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element zu übertragen, wobei die Übertragungsanordnung dazu eingerichtet sein kann, mittels eines Andockhubs der Übertragungsanordnung eine lösbare Verbindung der zweiten Übertragungseinheit zur Energie- und/oder Signalübertragung zwischen dem zweiten Element und einer Palette, die lösbar auf einer Palettenaufnahme der Werkzeugmaschine befestigt ist, herzustellen. Erfindungsgemäß kann die mindestens eine elektronische Komponente zur Signal· und/oder Energieübertragung mit der Palette verbunden sein.
Dies kann den Vorteil haben, dass Paletten besonders schonend bezüglich Krafteinflüssen auf Bauteile der zweiten Übertragungseinheit ausgetauscht werden. Somit kann die Lebensdauer der Übertragungsanordnung erhöht werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die mindestens eine elektronische
Komponente mit der Palette fest oder lösbar verbunden sein. Ein mit der Palette fest verbundener Aktuator kann den Vorteil haben, dass die konstruktive Stabilität der
Verbindung zwischen Aktuator und Palette verbessert ist Ein auf der Palette lösbarer
Sensor kann den Vorteil haben, dass der Sensor flexibel einsetzbar ist Ein
Verkabelungsaufwand für die elektronische Komponenten kann beispielsweise durch eine entsprechende Konstruktion einer Palette minimiert werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die erste Übertragungseinheit dazu eingerichtet sein, mindestens ein Signal und/oder Energie kontaktlos zu übertragen.
Dies kann den Vorteil haben, dass der Verschleiß auf Grund von beispielsweise Schleifrlngübertragem und somit ungewollte Störungen, weil beispielsweise verschleißbedingt die Kontaktfläche qualitativ schlechter oder flächenmäßig kleiner wird, vermieden werden kann. Insbesondere bei höher frequenten Signalen kann eine kontaktlose Übertragung der Signale vorteilhaft sein, um ungewollte Signalreflexionen verursacht durch eine Veränderung einer Leitungsimpedanz auf Grund von
Materialabtrag an Schleifkontakten zu vermeiden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die erste Übertragungseinheit einen
Schleifringübertrager zur Energieübertragung mit integriertem Induktivem Koppler zur
Signalübertragung umfassen. Dies kann den Vorteil haben, dass Koppelverluste einer kontaktlosen Energieübertragung der ersten Übertragungseinheit vermieden werden können und leistungsarme Signale ausfallsicher übertragen werden können. Zusätzlich kann der Aufwand einer kontaktlosen Energieübertragung, um die Koppelverluste zu minimieren, vermieden werden. Insbesondere auf Grund der kompakten Anordnung kann ein Schielfringübertrager mit Integriertem Induktivem Koppler besonders vorteilhaft sein.
In einer besonders vorteilhaften und robusten Ausführungsform kann das erste Element mittels mindestens einer Drehmomentstütze in radialer Richtung gestützt sein.
Durch eine Drehmomentstütze kann das erste Element, Insbesondere In radialer
Richtung, gestützt werden. Eine Drehmomentstütze kann beispielsweise durch eine Nut-
Feder-Verbindung an ein erstes Element entlang einer Achse, definiert durch den
Andockhub, angeordnet sein. Dadurch Ist beispielsweise ein Andockhub der Übertragungsanordnung einschließlich des ersten Elements möglich, während das erste
Element In radialer Richtung fixiert ist Außerdem kann durch die Drehmomentstütze ein
Mitdrehen des ersten Elements mit dem zweiten Element verhindert werden.
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen kann die Übertragungsanordnung mindestens eine Drehdurchführung als abgedichteten Übergang zwischen einer Hydraulikflüssigkeitversorgung, einer Gasversorgung oder einer Vakuumversorgung und dem zweiten Element für Gase und/oder Flüssigkeiten umfassen. Beispiele für Gase sind Schutzgase oder Luft Die zweite Übertragungselnrlchtung kann in manchen Ausführungsformen dazu eingerichtet sein ein oder mehrere Fluide (Gase, Flüssigkeiten) zwischen dem zweiten Element und der Palette, dem Werkzeugmaschinentisch, etc. zu übertragen.
Die zweite Übertragungseinrichtung kann dazu Schnittstellen umfassen, die dazu eingerichtet sind eine Steckverbindung und/oder Kupplung zu bilden. Dies kann insbesondere für eine Vakuumspannung eines Werkstücks auf einem
Werkzeugmaschinentisch oder auf einer Palette vorteilhaft sein. Beispiele für Flüssigkeiten können Kühl- und Schmiermittel und Hydraulikflüssigkeiten sein. Um die
Kühlung zu verbessern, kann es vorteilhaft sein, das Werkstück mit Kühlmittel zu versorgen. Um den Bedarf an Schmiermittel zu reduzieren, kann es vorteilhaft sein, Schmiermittel möglichst genau über am Werkstück, an der Palette oder am Werkzeugtisch befestigte Drüsen auszugeben. Die erste Übertragungseinheit und die zweite Übertragungseinheit können beispielsweise über einen Kanal in der Drehdurchführung miteinander verbunden sein, insbesondere mittels eines oder mehreren Kabeln.
In einer besonderes vorteilhaften Ausführungsform kann die zweite Übertragungseinheit dazu eingerichtet sein, mindestens ein Signal und/oder Energie kontaktlos, insbesondere mittels eines induktiven Kopplers, und/oder kontaktbehaftet, insbesondere mittels eines Federkontakts, zu übertragen. Durch eine kontaktbehaftete Übertragung, wie beispielsweise mit Federkontakten, kann mit geringem Aufwand insbesondere viel Energie mit möglichst geringen Verlusten übertragen werden im Vergleich zu einer kontaktlosen Übertragung. Insbesondere Federkontakte können für schnelle und häufig zu lösende Kontaktzyklen (Steckzyklen) vorteilhaft sein. Steckverbinder als kontaktbehaftete Übertrager können den Vorteil haben, dass die
Kontaktflächen besonders gut vor Schmutz auf Grund der Hülle der Buchsen geschützt sind. In manchen Ausführungen können deshalb Steckverbindungen mit Federkontakten vorteilhaft sein. Insbesondere zur Übertragung von Energie in Form von Gleichstrom, kann eine Kontaktbehaftete Energieübertragung vorteilhaft sein.
Durch eine kontaktlose Übertragung kann die Energie- und Signalübertragung bezüglich Störeinflüsse, wie beispielsweise Schmutzpartikel und Spanabfalle, robuster sein. Insbesondere bei der Signalübertragung mit geringer Energie kann dies Vorteilhaft sein.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die mindestens eine elektronische
Komponente ortsfest zum Werkzeugmaschinentisch, zur Palette und/oder zum Werkstück angeordnet sein. Dadurch können Werkstückeigenschaften, wie z.B.
Temperatur, Gewicht etc., während der Werkstückbearbeitung erfasst werden und mittels der Aktuatoren je nach Eigenschaft Einfluss darauf genommen werden. In manchen Ausführungsformen können Bearbeitungsparameter, wie zum Beispiel eine
Spindeldrehzahl, In Abhängigkeit von Werkstückeigenschaften, wie beispielsweise der
Werkstücktemperatur, insbesondere während der Werkstückbearbeitung, modifiziert werden. Die Werkstückeigenschaften können dabei beispielsweise mittels der mindestens einen elektronischen Komponente erfasst werden. Dies kann zu einer
Verbesserung der Genauigkeit bei der Werkstückbearbeitung führen.
In einer besonders kompakten Ausführungsform kann auf dem, in dem oder an dem Werkzeugmaschinentisch und/oder der Palette eine Signalverarbeitungseinheit angeordnet sein, wobei die Signalverarbeitungseinheit zur Signal· und/oder
Energieübertragung mit der mindestens einen elektronischen Komponente verbunden
Ist, und wobei die Signalverarbeitungseinheit zur Signal· und/oder Energieübertragung mit der Übertragungsanordnung verbunden ist Die Signalverarbeitungseinheit kann dazu eingerichtet sein über ein oder mehrere Protokolle oder protokolllos mit der mindestens einen elektronischen Komponente und/oder der Steuereinheit der Werkzeugmaschine zu kommunizieren.
Die Signalverarbeitungseinheit kann eine analoge und/oder digitale
Slgnalverarbeltungseinheit sein. In manchen Ausführungsformen kann die Signalverarbeitungseinheit eine Recheneinheit und/oder eine Speichereinheit umfassen.
Die Signalverarbeitungseinheit kann beispielsweise ein Microcontroller, ein FPGA (Field
Programmable Gate Array), eine analoge Schaltungseinheit, ein System on Chip (SoC), etc. sein. Eine Werkzeugmaschine kann dazu eingerichtet sein, Daten aus einer
Speichereinheit der Signalverarbeitungseinheit abzufragen. Eine Kommunikation kann auch ein einfaches Bereitstellen eines Signals umfassen.
Durch das Anbringen einer Slgnalverarbeltungseinheit am
Werkzeugmaschinentisch und/oder an der Palette können Signale von verschiedenen
Sensoren und/oder Aktuatoren vor einer Kommunikation mit einer Steuereinheit der
Werkzeugmaschine verstärkt, moduliert, gebündelt etc. werden. Dies kann den Vorteil haben, dass die Signalqualität verbessert, die Anzahl benötigter Signalkanäle reduziert, eine größere Menge an Informationen, wie beispielsweise Sensoreinstellungen,
Sensorzustände, etc. übertragen werden können, usw. Außerdem können je nach
Signalverarbeitungseinheit Sensoren und Aktuatoren ohne großen Aufwand bei der
Verkabelung ausgetauscht werden.
In einer besonders flexiblen Ausführungsform kann eine SDCFSchnittstelle
("Single-Drop Digital Communication Interface for Small Sensors and Actuators”), die dem Standard IEC 61131 entspricht mit einer Palette oder einem
Werkzeugmaschinentisch und der mindestens einen elektronischen Komponente zur
Signal· und/oder Energieübertragung verbunden sein, wobei Signale und/oder Energie zwischen der mindestens einen elektronischen Komponente und der Steuereinheit der Werkzeugmaschine über die SDCI-Schnittstelle und die Übertragungsanordnung übertragen werden. Die SDCI-Schnlttstelle kann In manchen Ausführungsformen dazu eingerichtet sein, mehrere Signale zu einem Signal zu bündeln, beziehungsweise mehrere Informationen mittels eines Signals zu übertragen.
Dadurch kann eine Automatisierung In der Werkstückbearbeitung erhöht werden, da die elektronische Komponente flexibel direkt seitens einer Werkzeugmaschine konfiguriert werden können, insbesondere wenn die elektronische Komponente auf einer auswechselbaren Palette angeordnet sind. Außerdem kann eine Werkzeugmaschine dadurch flexibel für die Serienfertigung verschiedener Werkstücke eingesetzt werden, ohne dass elektronische Komponenten manuell mit einer Steuereinheit verbunden werden und ohne dass Sensoren/Aktuatoren manuell umprogrammiert werden.
Außerdem kann es den Vorteil haben, dass eine Palette flexibel mit weiteren elektronischen Komponenten ausgestattet werden kann, ohne dass Übertragungseinheiten zur Kommunikation mit den neuen elektronischen Komponenten hinzugefügt oder modifiziert werden müssen. Folglich können eine Werkzeugmaschine, insbesondere die Übertragungsanordnung, und Paletten flexibler verwendet werden.
In einer besonders robusten Ausführungsform kann zumindest die Oberfläche des
Werkzeugmaschinentisches, beziehungsweise der Palettenaufnahme an einer zum Werkstück hin gerichteten Seite oder einer zu einer Palette hin gerichteten Seite eine Aussparung, beziehungsweise eine Ausnehmung für zumindest einen Teil der Übertragungsanordnung umfassen. Dies kann den Vorteil haben, dass die
Übertragungsanordnung, Insbesondere während der Werkstückbearbeitung In höherem Maße vor Spänen, Schmutz, etc. geschützt ist
In einer weiteren Ausführungsform kann die erste Übertragungseinheit aufseiten des ersten Elements einen Körper mit einer zylinderförmigen Ausnehmung umfassen, und die erste Übertragungseinheit aufSeiten des zweiten Elements einen zylinderförmigen Körper umfassen, der zumindest teilweise in der zylinderförmigen Ausnehmung des Körpers mit der zylinderförmigen Ausnehmung der ersten Übertragungselnheit angeordnet Ist
Dies kann den Vorteil haben, dass die Schirmung gegenüber elektromagnetischen Störungen bei der Signalübertragung verbessert wird, ln manchen Ausführungsformen kann sowohl der zylinderförmige Körper als auch der Körper mit einer zylinderförmigen Ausnehmung rotationssymmetrisch sein, um Unwuchten zu vermeiden. In manchen Ausführungsformen kann der zylinderförmige Körper eine
Ausnehmung in Form eines Zylinders entlang der rotationssymmetrischen Achse des zylinderförmigen Körpers umfassen.
Eine erfindungsgemäße Palette zum Tragen und Befestigen eines Werkstücks kann dazu eingerichtet sein, lösbar auf einer Palettenaufnahme einer
Werkzeugmaschine gespannt zu werden. Dadurch kann ein Werkstück automatisiert Im
Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine gespannt werden. Eine Werkzeugmaschine kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, das Werkstück drehend und/oder spanend zu bearbeiten.
Die Palette kann erfindungsgemäß eine Schnittstelle der Palette, die zur
Kommunikation mit einer Schnittstelle einer Steuereinheit einer Werkzeugmaschine eingerichtet ist, umfassen, wobei mindestens eine elektronische Komponente, die auf der Palette angeordnet Ist, mit der Schnittstelle der Palette zur Signal- und/oder Energieübertragung verbunden Ist Elektronische Komponenten können Sensoren,
Aktuatoren und/oder elektrische Verbraucher sein. Mittels der Schnittstelle der Palette können beispielsweise Sensoren und Aktuatoren fest mit der Palette verbunden sein, selbst wenn die Palette aus der Werkzeugmaschine ausgewechselt wird. Dadurch kann beispielsweise eine Neu-Kalibrierung auf Grund dessen, dass ein Sensor, zum Beispiel ein Positionssensor immer wieder neu an der Palette montiert wird, entfallen. Dies führt zu einer Zeitersparnis, was insbesondere bei einer automatisierten Einwechslung von
Werkstücken über Paletten sehr effizient ist
In manchen Ausführungen kann ein Aktuator einen oder mehrere Sensoren umfassen. Ein Sensor kann in die Palette integriert sein, wie beispielsweise ein Dehnmessstreifen zur Erfassung einer Spannkraft zwischen einem Spannkonus, der die
Palette spannt und einem entsprechenden Gegenstück der Palette. Entsprechende Ausführungsformen sind ebenso bei einer Spannung der Palette mittels Spannbacken, etc. möglich.
In manchen Ausführungen kann eine elektronische Komponente fest oder lösbar mit der Palette verbunden sein.
Ein oder mehrere Sensoren können beispielsweise Werkstückeigenschaften, wie die Position, Ausrichtung, Temperatur, Verformungen, insbesondere auf Grund der
Werkstückaufspannung, etc., erfassen. Aktuatoren können beispielsweise dazu eingerichtet sein, das Werkstück zu positionieren, auszurichten, zu kühlen, etc.
Die Schnittstelle kann in manchen Ausführungen eine oder mehrere analoge Schaltungen und/oder eine oder mehrere digitale Schaltungen umfassen. Schnittstellen können drahtlose Schnittstellen sein, wie beispielsweise Wireless LAN, Bluetooth,
Infrarot, NFC (Near Field Communicatlon), etc. sein. Weiter können Schnittstellen leitungsgeführte Schnittstellen, wie Drahtverbindungen, Glasfaserverbindungen sein. Insbesondere die Leitungsgebundenen Schnittstellen können Steckverbindungen und/oder Federkontakte umfassen. Die Schnittstelle der Palette kann dazu eingerichtet sein, eine Kommunikation der Schnittstelle der Palette mit mehreren elektronischen
Komponenten und/oder der Steuereinheit der Werkzeugmaschine gleichzeitig zu ermöglichen.
In manchen Ausfüh ru ngsformen kann die Schnittstelle der Palette dazu eingerichtet sein, über eine Übertragungsanordnung eine Verbindung zur Signal· und/oder Energieübertragung zur Schnittstelle der Steuereinheit der Werkzeugmaschine herzustellen.
Die Schnittstelle der Palette kann dazu eingerichtet sein, mittels eines Protokolls mit elektronischen Komponenten und/oder mit einer Steuereinheit der Werkzeugmaschine über die mindestens eine Schnittstelle zu kommunizieren. Dies hat den Vorteil, dass Daten von und für elektronischen Komponenten gesammelt zu und von der Steuereinheit übertragen werden können. Außerdem Ist die Übertragung zwischen den elektronischen Komponenten und der Steuereinheit der Werkzeugmaschine dadurch flexibel einsetzbar, sodass elektronische Komponenten ausgetauscht und/oder zusätzlich an der Palette angebracht werden können, ohne dass eine zusätzliche
Verbindung zwischen der Palette und der Steuerung der Werkzeugmaschine hergestellt werden muss.
In manchen Ausführungen kann die Schnittstelle der Palette dazu eingerichtet sein, protokolllos mit elektronischen Komponenten und/oder mit einer Steuereinheit der
Werkzeugmaschine zu kommunizieren. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise
Sensoren und Aktuatoren, die keinen kostenintensiven Analog-Digital-Wandler, beziehungsweise Digital-Analog-Wandler umfassen, ebenso über die Schnittstelle der
Palette mit der Steuereinheit der Werkzeugmaschine kommunizieren können. Außerdem kann dadurch die Kompatibilität der Palette mit herkömmlichen elektronischen Komponenten und Werkzeugmaschinen verbessert werden.
Eine an der Palette angeordnete Schnittstelle hat insbesondere den Vorteil, dass
Informationen, insbesondere von Sensoren und Aktuatoren, zwischen der Palette und einer Steuereinheit einer Werkzeugmaschine über einen Kanal ausgetauscht werden können. Insbesondere kann auch eine Anzahl an Schnittstellen zur Übertragung von
Signalen, die mittels verschiedener elektrischer Komponenten für unterschiedliche
Werkstücke erzeugt wurden, an die Steuereinheit reduziert werden. Hinzu kommt dass beispielsweise bei einer Funkverbindung die Datenübermittlung mittels Funksignale verbessert werden kann, da Insbesondere eine Beeinträchtigung durch Nachbarkanäle reduziert werden kann. Bei einer leitungsgebundenen Übertragung von Daten mittels
Signale zwischen der Palette und der Steuereinheit kann dadurch die Anzahl der Leitungen, beziehungsweise Kabel reduziert werden und elektronische Komponenten können flexibler hinzugefügt werden.
In manchen Ausführungsformen kann die Schnittstelle der Palette eine SDCI-
Schnittstelle gemäß dem Standard IEC 61131 sein. Dies hat den Vorteil, dass die
Kommunikation zwischen elektronischen Komponenten und der Steuerung der Werkzeugmaschine vereinheitlicht wird, sodass elektronische Komponenten in genormter Weise und dadurch vereinfacht mit der Steuereinheit der Werkzeugmaschine kommunizieren können.
In manchen Ausführungsformen kann die Schnittstelle der Palette eine
Speichereinheit umfassen. Die Speichereinheit kann In manchen Ausführungsformen dazu eingerichtet sein, Information bezüglich der Palette, eines Werkstücks auf der
Palette und/oder elektronischen Komponenten zu speichern.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Übertragen von Energie und/oder mindestens einem Signal zwischen einer Werkzeugmaschine und mindestens einer elektronischen Komponente kann den Schritt Spannen des Werkstücks auf einer Palette umfassend eine Schnittstelle zur Signalübertragung und/oder zur Energieübertragung umfassen. Die Schnittstelle kann Teil einer kontaktlosen Übertragung, wie beispielsweise eines induktiven Kopplers, eines kapazitiven Kopplers, eines Optokopplers, usw., und/oder einer kontaktbehafteten Übertragung, wie beispielsweise eines Federkontakts, einer Steckverbindung, usw., sein, wenn beispielsweise eine Übertragungsanordnung an die Schnittstelle angedockt ist Weitere Schritte des Verfahrens können das Positionieren und Spannen der
Palette auf einer Palettenaufnahme der Werkzeugmaschine, Andocken einer Übertragungsanordnung zur Übertragung von Energie und/oder Signalen an die Schnittstelle der Palette, und Übertragen mindestens eines Sensorsignals, mindestens eines Aktuatorsignals und/oder von Energie über die angedockte Übertragungsanordnung sein.
Die Übertragungsanordnung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, Signale und/oder Energie zwischen einem ersten Element und einem zweiten Element zu übertragen, wobei das erste und das zweite Element dazu eingerichtet sind, sich relativ zueinander zu drehen. Signale können beispielsweise Signale zur Kommunikation von Sensoren/Aktoren oder weiteren elektronischen Komponenten mit einer Steuereinheit der Werkzeugmaschine sein.
Das Andocken der Übertragungsanordnung kann bereits durch das Positionieren und Spannen der Palette auf der Palettenaufnahme erfolgen, indem durch das Positionieren und Spannen der Palette die Übertragungsanordnung und die Schnittstelle der Palette entsprechend relativ zueinander angeordnet werden.
Mittels Andockens der Übertragungsanordnung an die Schnittstelle der Palette können die Übertragungsanordnung und die Schnittstelle so zueinander angeordnet sein, dass eine störungsfreie kontaktlose Übertragung zwischen der Übertragungsanordnung und der Schnittstelle der Palette möglich ist unc(/oder mindestens ein Kontakt zwischen der Übertragungsanordnung und der Schnittstelle der Palette eine störungsfreie Signal· und/oder Energieübertragung ermöglicht.
Alternativ kann das Andocken beispielsweise einen Andockhub der Übertragungsanordnung umfassen. Ein Andockhub der Übertragungsanordnung kann insbesondere eine Bewegung der Übertragungsanordnung in Richtung der Palette sein. In manchen Ausführungsformen Ist der Andockhub nur eine Bewegung eines Teils der Übertragungsanordnung. In bevorzugten Ausführungen ist die Bewegung des Andockhubs senkrecht zur Schnittstelle der Palette. In manchen Ausführungen kann der
Andockhub eine Bewegung parallel zur Schnittstelle der Palette umfassen.
Dies hat den Vorteil, dass die Werkzeugmaschine besonders flexibel In der Bearbeitung, insbesondere bei der Aufspannung, eines Werkstücks ist So kann das
Werkstück automatisiert im Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine aufgespannt werden, selbst wenn elektronische Komponenten an der Spanneinrichtung angeordnet sind.
Ein besonders effizientes Verfahren kann die weiteren Schritte Abdocken der
Übertragungsanordnung von der Palette, Auswechseln der Palette, Spannen eines weiteren Werkstücks auf einer weiteren Palette umfassend eine Schnittstelle zur
Signalübertragung und/oder zur Energieübertragung, Positionieren und Spannen der weiteren Palette auf der Palettenaufnahme der Werkzeugmaschine, Andocken der Übertragungsanordnung zur Übertragung von Energie und/oder Signalen an die Schnittstelle der weiteren Palette, und Übertragen mindestens eines Signals einer elektronischen Komponente und/oder Energie über die angedockte Übertragungsanordnung umfassen. Dies hat den Vorteil, dass ein automatisiertes Ein- und Auswechseln von Werkstücken in und aus einer Maschine möglich ist und trotzdem während der Werkstückbearbeitung Sensordaten und/oder Aktuatordaten von Sensoren, bzw. Aktuatoren, mit einer Steuereinheit der Werkzeugmaschine ausgetauscht werden können. Insbesondere kann dadurch die Sicherheit erhöht werden, da es nicht erforderlich ist dass im Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine elektronische
Komponenten manuell mit der Steuereinheit der Werkzeugmaschine verbunden werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann das Andocken über einen zur Palette hin gerichteten Andockhub zumindest eines Teils der Übertragungsanordnung erfolgen, sodass ein Kontakt zwischen der Übertragungsanordnung und der Schnittstelle der Palette entsteht Dies kann den Vorteil haben, dass die Übertragungsanordnung insbesondere beim Palettenwechsel, vor Beschädigungen auf Grund von Scherbewegungen der Palette beim Entfernen oder
Positionier vom/am Werkzeugmaschinentisch geschützt ist.
Beschreibungen der Zeichnung
Figur la zeigt schematisch einen Querschnitt eines Teils einer Werkzeugmaschine umfassend eine Übertragungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Figur lb zeigt die Figur la, wobei um eine Drehachse rotierbare Elemente markiert sind.
Figur lc zeigt die Figur la, wobei das zweite Element 102 markiert ist
Figur ld zeigt schematisch eine Palette und eine Palettenaufnahme, sowie einen Teil der Übertragungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Figur le zeigt schematisch eine erste Übertragungseinheit 103, sowie eine Drehmomentstütze 108 der Übertragungsanordnung aus Figur la gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung.
Figur 2 zeigt schematisch einen Querschnitt einer ersten Übertragungseinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
Figur 3 zeigt schematisch einen Teil einer Werkzeugmaschine umfassend eine Übertragungsanordnung gemäß einer Ausführungsförm der Erfindung
Figur 4 zeigt schematisch einen Prozessflussplan eines Verfahrens gemäß der
Erfindung
Figuren 5a - 5c zeigen schematisch unter anderem eine Übertragungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vor dem Positionieren einer Palette auf einer Palettenaufnahme, vor dem Andocken der Übertragungsanordnung an eine
Schnittstelle der Palette, bzw. nach dem Andocken der Übertragungsanordnung an die Schnittstelle der Palette. Figur la zeigt schematisch einen Querschnitt eines Teils einer Werkzeugmaschine umfassend eine Übertragungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Ein Abschnitt des erstes Elements 101 und ein Abschnitt 102a des zweiten Elements 102 bilden eine erste Übertragungseinheit 103 zum Übertragen von Signalen und/oder Energie, wobei das zweite Element 102 drehbar zum ersten Element 101 gelagert ist
Zwischen erstem Element und der zweiten Übertragungsanordnung Ist In dieser
Ausführungsform eine Drehdurchführung 111b angeordnet Das zweite Element umfasst in dieser Ausführungsform den Abschnitt der Drehdurchführung 111b, der relativ zum ersten Element 101 um eine Drehachse 119 drehbar ist Die erste Übertragungseinheit
103 ist über einen Kanal in der Drehdurchführung 111b mit einer zweiten Übertragungseinheit 104 verbunden. In dem Kanal können Kabel, Drähte, Platinen, Hohlleiter etc. angeordnet sein, um die erste und die zweite Übertragungseinheit 103,
104 zur Energie- und/oder Signalübertragung beispielsweise optisch und/oder elektrisch zu verbinden.
Die zweite Übertragungseinheit 104 ist dazu eingerichtet, Signale uncf/oder Energie zwischen dem zweiten Element 102 und einer Palette 106 zu übertragen und umfasst eine Schnittstelle der Palette 118 und eine Schnittstelle 113 des zweiten
Elements 102. Die Palette ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels Spannkonen 119 auf einer Palettenaufnahme 105 der Werkzeugmaschine befestigt Dies ist insbesondere in Figur ld ersichtlich. In dieser Ausführungsform ist die Palettenaufnahme 105 drehbar zu einem Träger 120 der Palettenaufnahme 105, beispielsweise mittels Lager 110, gelagert Das erste Element ist in dieser Ausführungsform in radialer Richtung mit dem
Träger 120 der Palettenaufnahme verbunden. Das zweite Element 102 ist in dieser
Ausführungsform mit der Palettenaufnahme in radialer Richtung verbunden. Dadurch ergeben sich zwei Körper, die relativ zueinander um eine Drehachse 119 gedreht werden können. Der drehbare Körper ist in Figur lb horizontal schraffiert Die Übertragungsanordnung umfassend das erste und das zweite Element 101, 102 wurde in dieser Ausführung mittels eines Andockhubs der Übertragungsanordnung relativ zur Palettenaufnahme 105 an die Schnittstelle 118 der Palette 106 angedockt, sodass eine störungsfreie Signal· und/oder Energieübertragung zwischen der Übertragungsanordnung und der Palette 106 möglich ist. Der Andockhub ist in dieser Ausführung mittels einer Hydraulikeinheit 107 ausgeführt worden. In weiteren Ausführungen kann der Andockhub auch mittels eines Elektromotors, Insbesondere eines Schrittmotors ausgeführt sein. Außerdem ist in Figur la ersichtlich, dass die
Drehdurchführung 111b mit dem Andockhub mitbewegt wurde, wohingegen eine Drehdurchführung lila nicht mit dem Andockhub mitbewegt wurde. Über die Drehdurchführung 111b können Fluide (Gase und Flüssigkeiten) zwischen dem Träger
120 der Palettenaufnahme und dem zweiten Element 102, das relativ zum ersten
Element 101 drehbar gelagert ist, übergeben werden. So kann beispielsweise eine
Vakuum-Spanneinrichtung auf der Palette 106 betätigt werden oder ein Werkstück während einer Werkstückbearbeitung mit Kühlflüssigkeit versorgt werden.
Über die Drehdurchführung lila können Fluide zwischen der Palettenaufnahme
105 und dem Träger 120 der Palettenaufnahme übergeben werden. Dadurch können beispielsweise Spannkonen mittels Hydraulikdruck gelöst werden.
Sowohl das erste Element als auch das zweite Element kann aus mehreren
Bauteilen bestehen, sodass das erste Element 101, beziehungsweise das zweite
Element 102 eine Baugruppe ist
Figur lb zeigt die Figur la, wobei um eine Drehachse 119 rotierbare Bauteile markiert sind. Bauteile, die mit einer horizontalen Schraffur versehen sind, sind in dieser
Ausführung relativ zu dem Träger 120 der Palettenaufnahme um eine Drehachse 119 rotierbar. Folglich sind unter anderem die Palette 106, die Palettenaufnahme 105, das zweite Element 102, usw. relativ zum Träger 120 der Palettenaufnahme und zum ersten Element 101 um die Drehachse 119 rotierbar. Eine Rotation kann beispielsweise mittels eines Motors, insbesondere eines Elektromotors, ausgeführt werden. Elektromotoren können beispielsweise Synchron- oder Asynchronmotoren sein. Synchronmotoren haben den Vorteil, dass sie für eine exakte Positionierung sehr gut geeignet sind, was insbesondere für die NC-Technik vorteilhaft ist Asynchronmotoren haben den Vorteil, dass diese kurzzeitig überlastet werden können.
Figur lc zeigt die Figur la, wobei das zweite Element 102 markiert ist. Das zweite
Element ist mit einer horizontalen dunklen Schraffur versehen. Bei einem Vergleich der
Figuren la und lc ist ersichtlich, dass das zweite Element in dieser Ausführungsform mehrere Bauteile, wie unter anderem einem Teil der Drehdurchführung 111b und dem
Abschnitt 102a des zweiten Elements, umfasst
Figur ld zeigt schematisch eine Palette 106 und eine Palettenaufnahme 105, sowie einen Teil der Übertragungsanordnung aus Figur la gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Palettenaufnahme 105 umfasst Spannkonen 112. Dadurch kann eine Palette automatisiert, reproduzierbar und ortsfest auf der Palettenaufnahme 105 gespannt werden. Eine Spannung der Palette 106 auf der Palettenaufnahme 105 kann beispielsweise, wie hier gezeigt mittels Spannkonen erfolgen. Dies ist jedoch In keiner
Weise limitierend. In alternativen Ausführungen kann eine Palette 106 beispielsweise mittels Spannbacken, mittels Vakuum-Spanner, mittels Magnetspanner, mittels Nullpunktspannsystemen, etc. auf die Palettenaufnahme 105 gespannt werden.
In Figur ld ist die Schnittstelle 113 des zweiten Elements 102 gut ersichtlich. Diese Schnittstelle 113 und die Schnittstelle 118 der Palette 105 sind Bestandteile der zweiten Übertragungseinrichtung 104, siehe insbesondere Figur la, und sind vorzugsweise zur Signal· und/oder Energieübertragung aneinander angedockt Durch das Ausführen des Andockhubs zumindest eines Teils der Übertragungsanordnung wird der Teil der Übertragungsanordnung umfassend die Schnittstelle 113 in Richtung der Palette 106 bewegt, sodass die Schnittstelle 113 an die Schnittstelle 118 der Palette
106 andockt, wenn die Palette 106 auf der Palettenaufnahme positioniert und fixiert Ist Insbesondere In Figur ld ist ersichtlich, dass die zweite Übertragungseinheit 104 umfassend die Schnittstellen 113, 118 mehrere Ports zur Signal· und/oder Energieübertragung umfassen kann. In manchen Ausführungsformen umfasst die zweite Übertragungseinheit 104 einen oder mehrere Ports zur Übertragung von Fluiden zwischen der Palette 106 und dem zweiten Element 102. In Figur ld ist die Übertragungseinheit zentrisch zur Drehachse 119 ausgeführt wird. In manchen Ausführungsformen kann die zweite Übertragungseinheit exzentrisch zur Drehachse 119 angeordnet sein. Weiter Ist es nicht notwendig, dass der Andockhub parallel zur
Drehachse 119 angeordnet ist. In manchen Ausführungen kann der Andockhub senkrecht zu den Schnittstellen 113 und 118 der zweiten Übertragungseinrichtung erfolgen. In manchen Ausführungsformen kann die Schnittstelle 113 Bestandteil einer
Spannvorrichtung der Palettenaufnahme zum Spannen einer Palette auf der Palettenaufnahme sein.
Figur le zeigt schematisch eine erste Übertragungseinrichtung 103, sowie eine Drehmomentstütze 108 der Übertragungsanordnung aus Figur la gemäß einer Ausführungsform der Erfindung um einer Drehung des ersten Elements 101 relativ zum
Träger der Palettenaufnahme 120 entgegen zu wirken. Die Drehmomentstütze 108 ist In Figur le schwarz-weiß schraffiert. Die erste Übertragungseinrichtung 103 umfasst in dieser Ausführungsform ein kartuschenförmiges Gehäuse. Das kartuschenförmige Gehäuse kann in der Mitte eine Ausnehmung, insbesondere eine zylinderförmige
Ausnehmung, wie In der Figur le gezeigt, haben.
Das erste Element 101 hat in dieser Ausführungsform eine längliche Ausnehmung (Nut) an der Außenseite parallel zur Drehachse 119, wobei die längliche
Ausnehmung dazu eingerichtet Ist, einen Endabschnitt einer Drehmomentstütze 108 aufzunehmen. Die Dreh momentstütze 108 Ist mit dem Träger 120 der
Palettenaufnahme 105 verbunden. Somit wird eine Bewegung des ersten Elements 101 in einer Drehrichtung um die Drehachse 119 relativ zum Träger 120 der
Palettenaufnahme 105 unterbunden und eine Bewegung in einer Richtung parallel zur Drehachse 119 (entlang der länglichen Ausnehmung) relativ zur Palettenaufnahme 105, beispielsweise für einen Andockhub der Übertragungsanordnung, ermöglicht
In anderen Ausführungsformen kann nur ein Teil des ersten und/oder zweiten
Elements 101; 102 dazu eingerichtet sein, in Richtung der Palette zur Ausführung des Andockhubs bewegt zu werden. Dazu kann es notwendig sein, dass Verbindungen zwischen der ersten und zweiten Übertragungseinheit 103, 104 im Kanal 109 einer
Drehdurchführung eine entsprechende Längenausdehnung kompensieren können. In manchen Ausführungsformen kann der Andockhub beispielsweise In radialer Richtung erfolgen. In weiteren Ausführungen kann der Andockhub unabhängig einer Drehachse senkrecht zu den Schnittstellen 113 und/oder 118 erfolgen. Dies ist jedoch in keiner Weise limitierend.
In manchen Ausführungsformen kann alternativ oder zusätzlich eine
Drehmomentstütze zwischen dem zweiten Element 102 und der Palettenaufnahme 105 angeordnet sein.
Figur 2 zeigt schematisch einen Querschnitt der ersten Übertragungseinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführung umfasst die erste Übertragungseinheit 103 drei voneinander entkoppelte Schleifringübertrager 125a-125c und einen kontaktlosen Übertrager 126. Die drei Schleifringübertrager 125a-125c können beispielsweise dazu eingerichtet sein, einen Dreiphasenwechselstrom zu übertragen. In einer weiteren Ausführungsform kann der Schleifringübertrager 125a ein Außenleiter (Phase), der Schleifringübertrager 125b ein Neutralleiter (Mittelleiter) und der Schleifringübertrager 125c ein Schutzleiter sein. Je nach Ausführungsform können die Schleifringübertrager dazu eingerichtet sein, Gleichstrom oder Wechselstrom zu übertragen. Der kontaktlose Übertrager 126 kann beispielsweise ein Induktivkoppler oder ein Kapazitivkoppler sein. Der kontaktlose Übertrager 126 kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, ein breitbandiges Signal, das heißt ein breites Frequenzspektrum Im Vergleich zur Mittenfrequenz, oder mehrere Signale mit verschiedenen Frequenzen zu übertragen.
In manchen Ausführungen kann mindestens einer der Bereiche 127a-127e zwischen den Schleifringübertragernl25a-125c, sowie zwischen dem Schleifringübertrager 125c und dem kontaktlosen Übertrager 126 einen Isolator und/oder eine Schirmung umfassen, die dazu eingerichtet sind, einen Kurzschluss zwischen zwei Übertragern bzw. ein Übersprechen zwischen zwei Übertragern zu verhindern. In manchen Ausführungen kann mindestens einer der Bereiche 127a-127e ein Lager umfassen. Dies kann die Übertragung von Signalen und/oder Energie zwischen dem ersten Element 101 und dem zweiten Element 102 verbessern, da Unwuchten vermieden werden können. In manchen Ausführungsformen ist ein Übertrager 125a; 125b; 125c; 126 um die Drehachse 119 rotationssymmetrisch. In manchen Ausführungen kann der Durchmesser eines Übertragers sich von dem eines weiteren Übertragers unterscheiden.
In manchen Ausführungen kann das zweite Element 102 zumindest stellenweise im Inneren hohl sein, beziehungsweise eine Ausnehmung 124 aufweisen.
Vorteilhafterweise kann ein Hohlraum, beziehungsweise die Ausnehmung so angeordnet sein, sodass eine Unwucht bei einer Drehung des zweiten Elements 102 relativ zum ersten Element 101 kompensiert oder vermieden wird. Eine Ausnehmung kann zylinderförmig sein.
Figur 3 zeigt schematisch einen Teil einer Werkzeugmaschine umfassend eine Übertragungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Eine erste Übertragungseinheit 103 ist dazu eingerichtet, Signale und/oder Energie zwischen einem ersten Element 101 und einem zweiten Element 102 zu übertragen. Das zweite
Element 102 ist drehbar um eine Drehachse 119 relativ zum ersten Element drehbar.
Das zweite Element verfügt über eine Schnittstelle 113, die an eine Schnittstelle 118 der Palette 106 lösbar angedockt werden kann. Die Schnittstelle 113 bildet mit der Schnittstelle der Palette 118 eine zweite Übertragungpeinheit, die dazu eingerichtet Ist, zwischen dem zweiten Element und der Palette Signale und/oder Energie zu übertragen. Das Andocken kann beispielsweise über einen Andockhub des ersten Elements 101 und/oder des zweiten Elements 102 erfolgen. Das erste Element kann beispielsweise über eine Verbindung 123, wie einem oder mehreren Kabeln, Funk, etc. mit einer
Steuereinheit der Werkzeugmaschine und/oder einer Energiequelle verbunden sein.
In manchen Ausführungsformen kann die Schnittstelle der Palette 118 eine SDCI-
Schnittstelle, die dem Standard IEC 61131 entspricht, umfassen. In manchen
Ausführungen kann die SDCI-Schnittstelle In die Schnittstelle der Palette 118 integriert, beziehungsweise direkt aneinandergekoppelt sein. In weiteren Ausführungen können verschiedene Komponenten der Schnittstelle der Palette über die Palette räumlich auf der Palette verteilt sein, wobei die Komponenten der Schnittstelle der Palette über eine oder mehrere Verbindungen zur Signal· und/oder Energieübertragung leitungsgebunden und/oder kontaktlos, zum Beispiel überFunk, miteinander verbunden sind.
Eine Palettenaufnahme 105 Ist drehbar um die Drehachse 119 auf einem Träger 120 der Palettenaufnahme 105 gelagert Die Palettenaufnahme 105 umfasst
Spannkonen 112, die dazu eingerichtet sind, die Palette 106, lösbar und automatisiert auf der Palettenaufnahme zu spannen. Somit ist es möglich Signale und Energie zwischen einer Palette, die relativ zu einem Träger einer Palettenaufnahme beliebig um die Drehachse 119 rotiert werden kann, und einer Steuereinheit der Werkzeugmaschine ausfallsicher zu übertragen. Somit können die Vorteile einer Palette, wie ein schnelles Aus- und Einwechseln eines Werkstücks In eine Werkzeugmaschine, etc. in Kombination mit Sensoren an einer Spanneinheit, die ein Werkstück spannen kombiniert werden.
In manchen Ausführungsformen, kann eine Palette eine
Signalverarbeitungseinheit 121 umfassen. Diese kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, Spannungen zu transformieren, Gleichstrom In Wechselstrom zu wandeln und umgekehrt Weitere mögliche Funktionen der Signalverarbeitungsein heit 121 können das Modulieren und Demodulieren von Signalen, Codieren und Decodieren von Signalen,
Analog-Digital- und Dlgltal-AnalogWandeln von Signalen sein. In manchen Ausführungen kann die Signalverarbeitungseinheit über ein Protokoll mit einer Steuereinheit und/oder elektronischen Komponenten, wie Aktuatoren 122a, 122b und/oder Sensoren 122c,
122d, kommunizieren. In manchen Ausführungsformen kann eine elektronische
Komponente ein elektrischer Verbraucher sein. In manchen Ausführungen kann die
Signalverarbeitungseinheit protokolllos mit einer Steuereinheit und/oder einer elektronischen Komponente kommunizieren.
In manchen Ausführungsformen kann die Slgnalverarbeitungselnheit Bestandteil der Schnittstelle der Palette 118 sein. Die Signalverarbeitungseinheit kann dazu In die
Schnittstelle der Palette 118 integriert sein oder kann dazu mit der Schnittstelle der
Palette zur Signal· und/oder Energieübertragung verbunden sein. So kann beispielsweise die Schnittstelle der Palette zum Herstellen einer trennbaren Verbindung mit der Übertragungsanordnung auf einer Unterseite einer Palette angeordnet sein und
Insbesondere Steckverbindungen der Schnittstelle der Palette als Verbindung zwischen der Schnittstelle der Palette und elektronischen Komponenten auf einer Oberseite der
Palette angeordnet sein, wobei die verschiedenen Komponenten der Schnittstelle der
Palette miteinander leitungsgebunden oder kontaktlos verbunden sind.
Sensoren können beispielsweise Temperatur-, Kraft-, Positions-, Winkelsensoren sein. Aktuatoren können beispielsweise Schwenkspanner, Schraubstöcke, Nullpunktspannsysteme, Magnetspanner, Vakuumspanner, HYD-Backenfutter, E-
Backenfutter sein. Manche Aktuatoren können mit Sensoren ausgestattet sein. In manchen Ausführungen, wie auch in Figur 3 ersichtlich, kann ein Sensor 122e an der
Palette an einem Spannring der Palette, an dem die Spannkonen 112 die Palette spannen, angeordnet sein. Dies kann beispielsweise ein Dehnmessstreifen sein, der dazu eingerichtet ist, die Spannung der Palette durch die Spannkonen 112 sensorisch zu erfassen, sodass beispielsweise defekte Spannkonen delektiert und somit Schäden auf
Grund einer fehlenden oder schlechten Spannung der Palette 106 auf der
Palettenaufnahme 105 vermieden werden können.
In manchen Ausführungen kann eine Signalverarbeitungseinheit einem IO-Link
Master gemäß dem Standard IEC 61131-9 entsprechen. Dies kann den Vorteil haben, dass elektronische Komponenten noch flexibler in Verbindung mit einer
Werkzeugmaschine eingesetzt werden können.
In manchen Ausführungsformen kann eine Palette einen RFIOSensor, einen
Barcode und/oder einen QR-Code umfassen und eine Werkzeugmaschine kann beispielsweise dazu eingerichtet sein über einen RFID-, einem Barcode-, beziehungsweise einem QR-Code-Leser Daten von RFID-Sensoren, des Barcodes, bzw. des QR-Codes auszulesen. Die Daten können beispielsweise eine eindeutige Identifizierung einer Palette, eine Zuordnung einer Palette zu einer Gruppe an Paletten, Informationen über ein auf einer Palette aufgespanntes Werkstück, Informationen über elektronische Komponenten, etc. umfassen.
In manchen Ausführungen können die Daten Werte für Drehzahlgrenzen, insbesondere für eine drehende Bearbeitung eines auf der Palette gespannten Werkstücks umfassen. Entsprechende Werte als Drehzahlgrenzen können von auf der Palette angebrachten Spannvorrichtungen, Werkstücken und/oder elektronischen
Komponenten abhängig sein. Paletten können beispielsweise in Paletten mit einer Schnittstelle zum Übertragen von Energie und/oder Signalen und In Paletten ohne einer Schnittstelle zum Übertragen von Energie und/oder Signalen unterteilt werden. Eine Werkzeugmaschine kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, wenn eine Palette eine Schnittstelle 118 umfasst, die Schnittstelle 113 des zweiten Elements anzudocken, und, wenn eine Palette keine
Schnittstelle 118 umfasst, eine entsprechende Bewegung der Schnittstelle 113 des zweiten Elements zu unterlassen und gegebenenfalls die Schnittstelle 113 mit einem
Gehäuse/Deckel abzudecken um die Schnittstelle 113 vor Schmutz, etc. zu schützen.
Figur 4 zeigt schematisch einen Prozessflussplan eines Verfahrens gemäß der Erfindung. Das Verfahren kann für verschiedene Werkzeugmaschinen, insbesondere mit einem Dreh- oder Fräszentrum, zur Signalübertragung zwischen einer elektronischen
Komponente und einer Werkzeugmaschine verwendet werden. In dem schematisch dargestellten Verfahren kann es möglich sein, einzelne Schritte zusammenzufassen, parallel auszuführen und/oder neue Schritte hinzuzufügen, ohne die Funktionalität des Verfahrens zu ändern.
In einem ersten Schritt S41 wird ein Werkstück auf eine Palette aufgespannt, wobei die Palette eine Schnittstelle zur Signal· und/oder Energieübertragung umfasst
Eine Palette Ist vorzugsweise ein Werkstückträger, der dazu eingerichtet ist, automatisiert und präzise auf einer Palettenaufnahme der Werkzeugmaschine gespannt zu werden. Somit kann ein Rüsten außerhalb der Werkzeugmaschine noch während der laufenden Bearbeitung eines weiteren Werkstücks erfolgen. Vorzugsweise wird das
Werkstück außerhalb eines Arbeitsbereiches einer Werkzeugmaschine auf die Palette gespannt um eine Parallelisierung zwischen Werkstückspannung und
Werkstückbearbeitung zu ermöglichen. Dadurch kann auch die Arbeitssicherheit erhöht werden, da eine Anwesenheit eines Maschinenbenutzers Im Arbeitsbereich der
Werkzeugmaschine zum Spannen des Werkstücks nicht mehr erforderlich Ist Um mehrere Paletten an einer Werkzeugmaschine verwenden zu können, kann die
Werkzeugmaschine mit einem Palettenspeicher ausgestattet sein.
Die Schnittstelle der Palette kann eine kontaktlose und/oder eine kontaktbehaftete Schnittstelle umfassen. Weiter kann die Schnittstelle dazu eingerichtet sein Energie und/oder Signale zwischen Komponenten, wie Sensoren und Aktuatoren, auf der Palette und einer Steuereinheit einer Werkzeugmaschine zu übertragen.
Das Spannen des Werkstücks auf der Palette kann automatisiert, bzw. teilautomatisiert erfolgen. So kann zum Beispiel eine Maschine dazu eingerichtet sein, über eine Übertragungseinheit bestehend aus der Schnittstelle der Palette und einer Schnittstelle der Maschine mit Aktuatoren, insbesondere einer Spannvorrichtung, sowie Sensoren zu kommunizieren. Die Kommunikation kann beispielsweise Steuersignale oder Befehle zum Steuern eines Aktuators umfassen. Zusätzlich kann die Maschine eine
Positioniereinheit zum Positionieren eines Werkstücks relativ zu einer Spannvorrichtung, die auf der Palette angeordnet ist, umfassen.
In manchen Ausführungsformen kann an die Schnittstelle zum Spannen eine Steuereinheit angedockt sein, um beispielsweise mittels Sensorsignalen und Aktuatorsignalen Spannbacken zu steuern. Eine Werkstückspannung auf einer Palette kann so automatisiert oder teilautomatisiert erfolgen. In manchen Ausführungen kann das Werkstück auch manuell auf eine Palette gespannt werden. In verschiedenen Ausführungen können dazu Aktuatoren manuell und elektronisch steuerbar sein.
In einem weiteren Schritt S42 kann die Palette auf einem
Werkzeugmaschinentisch der Werkzeugmaschine gespannt werden. Der
Werkzeugmaschinentisch kann dabei drehbar gelagert sein, beispielweise zur drehenden
Bearbeitung eines Werkstücks oder zur Positionierung eines Werkstücks. Das Positionieren und Spannen kann beispielsweise mittels Spannkonen erfolgen. In einem weiteren Schritt S43 wird eine Übertragungsanordnung der Werkzeugmaschine an die Schnittstelle der Palette angedockt Dadurch ist es möglich, während einer Werkstückbearbeitung Steuersignale an Aktuatoren auf einer Palette von einer Steuereinheit der Werkzeugmaschine zu übertragen. Außerdem Ist es ebenso möglich Sensorsignale von Sensoren auf einer Palette zur Steuereinheit der
Werkzeugmaschine während einer Werkstückbearbeitung zu übertragen. Eine Signalübertragung kann auch eine bidirektionale Kommunikation, wie zum Beispiel Sensorelnstellungpn für einen Sensor, umfassen.
Die Übertragungsanordnung kann ein erstes Element und ein zweites Element, sowie eine Übertragungseinheit, die dazu eingerichtet ist Signale und/oder Energie zwischen dem ersten und zweiten Element zu übertragen, umfassen, um eine
Signalübertragung zwischen einer Palette auf einer Palettenaufnahme, die relativ zu einem Träger der Palettenaufnahme drehbar gelagert ist und einer Steuereinheit der
Werkzeugmaschine zu ermöglichen. Nicht-Iimitierende Ausführungsbeispiele für eine Übertragungsanordnung sind In den Figuren la-c und 2, sowie 5a-5c gezeigt.
In einem Schritt S44 wird ein Sensorsignal und/oder ein Aktuatorsignal über die angedockte Übertragungsanordnung übertragen. Dadurch kann während einer
Werkstückbearbeitung ein Werkstück oder Aktuatoren, wie Spannbacken, etc. überwacht werden und gegebenenfalls können Aktuatoren über Signale während der Werkstückbearbeitung gesteuert werden. Dies ermöglicht eine intensivere Überwachung einer Werkstückbearbeitung, Insbesondere hinsichtlich der Werkstückeigenschaften und der Werkstückspannung. Dies kann sowohl für eine Verbesserung der Genauigkeit bei der Werkstückbearbeitung genutzt werden, wie auch zur Erhöhung der Sicherheit während der Werkstückbearbeitung. Gleichzeitig kann der Grad der Automatisierung erhöht werden, da Sensoren und Aktuatoren auf einer Palette von einer
Steuerungseinheit der Werkzeugmaschine flexibel gesteuert werden können. In besonders effizienten Ausführungsformen umfasst das Verfahren zusätzlich die
Schritte S45, S46 und S41a-S44a.
In einem Schritt S45 wird die Übertragungsanordnung abgedockt und in einem Schritt S46 wird die Palette ausgewechselt. Die Palette vor dem Wechseln abzudocken kann insbesondere bei einer Steckverbindung sinnvoll sein. Bei einer losen Verbindung, beispielsweise mittels Federkontakten, kann das Abdocken vor einem Palettenwechsel die Federkontakte schonen, indem ein Verbiegen der Federkontakte durch Scherkräfte verhindert wird. In manchen Ausführungen kann das Abdocken durch das Entfernen einer Palette vom Werkzeugmaschinentisch erfolgen, insbesondere bei kontaktlosen Übertragern.
Die Schritten S41a - S44a sind analog zu den Schritten S41 - S44. In Schritt
S41a wird ein weiteres Werkstück auf einer weiteren Palette gespannt, wobei die weitere
Palette ebenfalls eine Schnittstelle zur Signalübertragung und/oder Energieübertragung umfasst Die weitere Palette kann je nach Ausführungsform auch die Palette sein, auf der in Schritt S41 das Werkstück gespannt wurde.
Vorzugsweise stimmt eine relative Position der Schnittstelle der Palette aus
Schritt S41, wobei die relative Position relativ zu einer Spannfläche zum Spannen auf dem Werkzeugmaschinentisch Ist, mit der relativen Position der Schnittstelle der Palette aus Schritt S41a überein.
Im Schritt S42a wird die weitere Palette auf dem Werkzeugmaschinentisch positioniert und gespannt und im Schritt S43a wird die Übertragungsanordnung zur Übertragung von Energie und/oder Signalen an die Schnittstelle der weiteren Palette angedockt. Schließlich wird im Schritt S44a mindestens ein Sensorsignal, mindestens ein Aktuatorsignal und/oder Energie über die angedockte Übertragungsanordnung übertragen. Dieses Verehren hat den Vorteil, dass unabhängig einer Spannvorrichtung Signale von Sensoren/Aktuatoren auf einer Palette über die Übertragungseinrichtung mit einer Steuereinheit der Werkzeugmaschine ausgetauscht werden können, insbesondere bei einer drehenden Werkstückbearbeitung. Dadurch kann eine störungsarme Übertragung von Daten gewährleistet werden. Außerdem kann ein Palettenwechsel vollautomatisiert erfolgen, insbesondere wenn eine Verbindung von elektronischen
Komponenten auf der Palette mit einer Steuereinheit der Werkzeugmaschine während der Werkstückbearbeitung notwendig/vorteilhaft ist
Figuren 5a - 5c zeigen schematisch unter anderem eine Übertragungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vor dem Positionieren einer Palette auf einer Palettenaufnahme, vor dem Andocken der Übertragungsanordnung an eine Schnittstelle der Palette, bzw. nach dem Andocken der Übertragungsanordnung an die Schnittstelle der Palette. Bei einem Vergleich der Figuren 5b und 5c ist ersichtlich, dass in dieser Ausführung das erste Element 101, das zweite Element 102 und die Drehdurchführung 111b relativ zur Drehmomentstütze 108, zur Drehdurchführung lila und zur Palette 106 in Richtung der Palette beim Andocken der Übertragungsanordnung an die Palette bewegt wird. Hingegen beim Positionieren und Spannen der Palette auf der Palettenaufnahme wird in dieser Ausführung nur die Palette in Richtung der Übertragungsanordnung bewegt Dies ist insbesondere bei einem Vergleich der Figuren 5a und 5b ersichtlich. In dieser Ausführung wird durch die Hydraulikeinheit 107 die Übertragungsanordnung relativ zur Palettenaufnahme 105 bewegt und an die Palette 106 angedockt.
BEZUGSZEICHEN
101 erstes Element
102 zweites Element 102a Abschnitt des zweiten Elements
103 erste Übertragungseinheit
104 zweite Übertragungseinheit
105 Palettenaufnahme
106 Palette
107 Hydraulikeinheit zum Ausführen eines Andockhubs
108 Drehmomentstütze
109 Kanal in einer Drehdurchführung
110 Lager
lila, b Drehdurchführungen
112 Spannkonen
113 Schnittstelle des zweiten Elements
118 Schnittstelle der Palette
119 Drehachse
120 Träger der Palettenaufnahme
121 Signalverarbeitungseinheit
122a, b Aktuatoren
122c, d Sensoren
122e Sensor zum Messen einer Spannkraft zwischen Palette und Palettenaufnahme 123 Verbindung zwischen erstem Element und einer Steuereinheit der
Werkzeugmaschine, bzw. einer Energieversorgung
124 Ausnehmung des zweiten Elements
125a-125c Schleifringübertrager
126 kontaktloser Übertrager
127 Bereich zwischen zwei Schleifringübertragem, bzw. einem Schleifringübertrager und kontaktlosem Übertrager

Claims

Patentansprüche
1. Übertragungsanordnung zur Energie- und/oder Signalübertragung zwischen einer
Steuereinheit einer Werkzeugmaschine und mindestens einer elektronischen
Komponente, insbesondere zur Verwendung in einem Bearbeitungszentrum bzw. einem Dreh- und/oder Fräszentrum, umfassend:
- eine erste (103) und eine zweite (104) Übertragungseinheit,
- ein erstes (101) und ein zweites (102) Element,
wobei das zweite Element (102) relativ zum ersten Element (101) drehbar gelagert ist,
wobei das erste Element (101) zur Signal· und/oder Energieübertragung mit der
Steuereinheit verbunden ist,
wobei die erste Übertragungseinheit (103) dazu eingerichtet ist, Signale und/oder Energie zwischen dem ersten Element (101) und dem zweiten Element (102) zu übertragen,
wobei die zweite Übertragungseinheit (104) dazu eingerichtet ist, Signale und/oder Energie zwischen dem zweiten Element (102) und einer Palette (106), die lösbar auf einer Palettenaufnahme (105) der Werkzeugmaschine befestigt ist, zu übertragen,
wobei die mindestens eine elektronische Komponente zur Signal· und/oder
Energieübertragung mit der Palette verbunden ist
2. Übertragungsanordnung zur Energie- und/oder Signalübertragung zwischen einer
Steuereinheit einer Werkzeugmaschine und mindestens einer elektronischen
Komponente, insbesondere zur Verwendung in einem Bearbeitungszentrum bzw. einem
Dreh- und/oder Fräszentrum, umfassend: - eine erste (103) und eine zweite (104) Übertragungseinheit,
- ein erstes (101) und ein zweites (102) Element,
wobei das zweite (102) Element relativ zum ersten Element (101) drehbar gelagert Ist,
wobei das erste Element (101) zur Signal· und/oder Energieübertragung mit der Steuereinheit verbunden ist
wobei die erste Übertragungseinheit (103) dazu eingerichtet ist, Signale und/oder Energie zwischen dem ersten (101) und dem zweiten (102) Element zu übertragen, wobei die Übertragungsanordnung dazu eingerichtet Ist, mittels eines
Andockhubs der Übertragungsanordnung eine lösbare Verbindung der zweiten
Übertragungseinheit (104) zur Energie- und/oder Signalübertragung zwischen dem zweiten Element (102) und mindestens einer elektronischen Komponente herzustellen.
3. Übertragungsanordnung zur Energie- und/oder Signalübertragung zwischen einer Steuereinheit einer Werkzeugmaschine und mindestens einer elektronischen
Komponente, insbesondere zur Verwendung in einem Bearbertungszentrum bzw. einem Dreh- und/oder Fräszentrum, umfassend:
- eine erste (103) und eine zweite (104) Übertragungseinheit,
- ein erstes (101) und ein zweites (102) Element,
wobei das zweite Element (102) relativ zum ersten Element (101) drehbar gelagert Ist,
wobei das erste Element (101) zur Signal· und/oder Energieübertragung mit der Steuereinheit verbunden ist,
wobei die erste Übertragungseinheit (103) dazu eingerichtet ist, Signale und/oder Energie zwischen dem ersten Element (101) und dem zweiten Element (102) zu übertragen, wobei die Übertragungsanordnung dazu eingerichtet ist, mittels eines
Andockhubs der Übertragungsanordnung eine lösbare Verbindung der zweiten
Übertragungseinheit (104) zur Energie- und/oder Signalübertragung zwischen dem zweiten Element (102) und einer Palette (106), die lösbar auf einer Palettenaufnahme (105) der Werkzeugmaschine befestigt ist, herzustellen, und
wobei die mindestens eine elektronische Komponente zur Signal- und/oder Energieübertragung mit der Palette verbunden ist
4. Übertragungsanordnung nach Anspruch 1 oder 3, wobei
die mindestens eine elektronische Komponente mit der Palette (106) fest oder lösbar verbunden ist
5. Übertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
die erste Übertragungseinheit (103) dazu eingerichtet ist mindestens ein Signal und/oder Energie kontaktlos zu übertragen.
6. Übertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei
die erste Übertragungseinheit (103) einen Schleifringübertrager zur
Energieübertragung mit integriertem Induktivem Koppler zur Signalübertragung umfasst
7. Übertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei
das erste Element (101) mittels mindestens einer Drehmomentstütze (108) in radialer Richtung gestützt wird. 8. Übertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfassend: mindestens eine Drehdurchführung (111b) als abgedichteten Übergang zwischen einer Hydraulikflüssigkeitversorgung, einer Gasversorgung oder einer Vakuumversorgung und dem zweiten Element (102) für Gase und/oder Flüssigkeiten. 9. Übertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei
die zweite Übertragungseinheit (104) dazu eingerichtet ist, mindestens ein Signal und/oder Energie kontaktlos, insbesondere mittels eines induktiven Kopplers, und/oder kontaktbehaftet, insbesondere mittels eines Federkontakts, zu übertragen. 10. Übertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei
die mindestens eine elektronische Komponente ortsfest zum
Werkzeugmaschinentisch, zur Palette (106) und/oder zum Werkstück angeordnet ist.
11. Übertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei
auf dem, In dem oder an dem Werkzeugmaschinentisch, der Palettenaufnahme
(105) und/oder der Palette (106) eine Signalverarbeitungseinheit (121) angeordnet Ist, wobei die Signalverarbeitungseinheit zur Signal· und/oder Energieübertragung mit der mindestens einen elektronischen Komponente verbunden ist, und
wobei die Signalverarbeitungseinheit zur Signal· und/oder Energieübertragung mit der Übertragungsanordnung verbunden ist.
12. Übertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei
eine SDCI-Schnittstelle (121) ("Single-drop digital communication Interface for small sensors and actuators”), die dem Standard IEC 61131 entspricht, mit einer Palette (106) oder einem Werkzeugmaschinentisch zur Signal- und/oder Energieübertragung verbunden ist. wobei Signale und/oder Energie zwischen der mindestens einen elektronischen
Komponente und der Steuereinheit der Werkzeugmaschine über die SDCl-Schnittstelle und die Übertragungsanordnung übertragen werden. 13. Übertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei
zumindest die Oberfläche des Werkzeugmaschinentisches oder der
Palettenaufnahme (105) an einer zum Werkstück hin gerichteten Seite oder einer zu einer Palette (106) hin gerichteten Seite eine Aussparung für zumindest einen Teil der Übertragungsanordnung umfasst
14. Übertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei
die erste Übertragungseinheit (103) auf der Seite des ersten Elements (101) einen Körper mit einer zylinderförmigen Ausnehmung umfasst und
die erste Übertragungseinheit (103) auf der Seite des zweiten Elements (102) einen zylinderförmigen Körper umfasst, der zumindest teilweise in der zylinderförmigen Ausnehmung des Körpers mit der zylinderförmigen Ausnehmung der ersten
Übertragungseinheit (103) angeordnet ist.
15. Palette (105) zum Tragen und Befestigen eines Werkstücks,
wobei die Palette dazu eingerichtet ist, lösbar auf einer Palettenaufnahme (106) einer Werkzeugmaschine gespannt zu werden,
umfassend eine Schnittstelle der Palette (118), die zur Kommunikation mit einer
Schnittstelle einer Steuereinheit einer Werkzeugmaschine eingerichtet ist
wobei mindestens eine elektronische Komponente, die auf der Palette angeordnet ist mit der Schnittstelle (118) der Palette zur Signal- und/oder
Energieübertragung verbunden ist
16. Verfahren zum Übertragen von Energie und/oder mindestens einem Signal zwischen einer Werkzeugmaschine und mindestens einer elektronischen Komponente umfassend die Schritte:
- Spannen des Werkstücks auf einer Palette umfassend eine Schnittstelle zur Signalübertragung und/oder zur Energieübertragung
- Positionieren und Spannen der Palette auf einer Palettenaufnahme der Werkzeugmaschine
- Andocken einer Übertragungsanordnung zur Übertragung von Energie und/oder Signalen an die Schnittstelle der Palette
- Übertragen mindestens eines Sensorsignals, mindestens eines Aktuatorsignals und/oder von Energie über die angedockte Übertragungsanordnung.
17. Verfahren nach Anspruch 16 umfassend die weiteren Schritte:
-Abdocken der Übertragungsanordnung
-Auswechseln der Palette
- Spannen eines weiteren Werkstücks auf einer weiteren Palette umfassend eine
Schnittstelle zur Signalübertragung und/oder zur Energieübertragung
- Positionieren und Spannen der weiteren Palette auf der Palettenaufnahme der Werkzeugmaschine
- Andocken der Übertragungsanordnung zur Übertragung von Energie und/oder Signalen an die Schnittstelle der weiteren Palette.
- Übertragen mindestens eines Sensorsignals, mindestens eines Aktuatorsignals und/oder von Energie über die angedockte Übertragungsanordnung.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, wobei das Andocken über einen zur Palette hin gerichteten Andockhub zumindest eines Teils der Übertragungsanordnung erfolgt, sodass ein Kontakt zwischen der
Übertragungsanordnung und der Schnittstelle der Palette entsteht
PCT/EP2019/083488 2019-07-31 2019-12-03 Übertragungsanordnung und verfahren zum übertragen von energie und signalen zwischen einer steuereinheit einer werkzeugmaschine und elektronischen komponenten WO2021018408A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/627,828 US12030146B2 (en) 2019-07-31 2019-12-03 Transmission arrangement and method for transmitting energy and signals between a control unit of a machine tool and electronic components
CN201980098906.2A CN114269511B (zh) 2019-07-31 2019-12-03 在机床控制单元和电子部件之间传输能量和信号的传输装置和方法
EP19817201.7A EP4003641A1 (de) 2019-07-31 2019-12-03 Übertragungsanordnung und verfahren zum übertragen von energie und signalen zwischen einer steuereinheit einer werkzeugmaschine und elektronischen komponenten
JP2022506100A JP7490748B2 (ja) 2019-07-31 2019-12-03 工作機械の制御部と電子部品との間でエネルギーおよび信号を伝送するための伝送装置および方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019211472.5 2019-07-31
DE102019211472.5A DE102019211472A1 (de) 2019-07-31 2019-07-31 Übertragungsanordnung und Verfahren zum Übertragen von Energie und Signalen zwischen einer Steuereinheit einer Werkzeugmaschine und elektronischen Komponenten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021018408A1 true WO2021018408A1 (de) 2021-02-04

Family

ID=68835178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/083488 WO2021018408A1 (de) 2019-07-31 2019-12-03 Übertragungsanordnung und verfahren zum übertragen von energie und signalen zwischen einer steuereinheit einer werkzeugmaschine und elektronischen komponenten

Country Status (6)

Country Link
US (1) US12030146B2 (de)
EP (1) EP4003641A1 (de)
JP (1) JP7490748B2 (de)
CN (1) CN114269511B (de)
DE (1) DE102019211472A1 (de)
WO (1) WO2021018408A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4046744A1 (de) * 2021-02-23 2022-08-24 Klaus-Dieter Klement Verwaltungs GmbH Trägervorrichtung sowie verfahren zum betrieb einer trägervorrichtung
WO2022214230A1 (de) * 2021-04-08 2022-10-13 Deckel Maho Pfronten Gmbh System zur werkstückbearbeitung, werkzeugmaschine, trägervorrichtung und werkstückträger

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202022106023U1 (de) 2022-10-12 2022-11-09 Starrag Gmbh Drehdurchführung für ein hydraulisches Spannsystem einer Werkzeugmaschine
DE202022106846U1 (de) 2022-12-07 2024-03-13 Starrag Gmbh Anordnung zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Signalen von einer Steuereinheit einer Werkzeugmaschine auf einen Werkstückträger

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0340681A2 (de) * 1988-05-05 1989-11-08 Friedrich Deckel Aktiengesellschaft Drehbearbeitungseinrichtung für Bohr- und Fräsmaschinen
DE102005020703A1 (de) * 2004-06-05 2005-12-29 Hohenstein Vorrichtungsbau Und Spannsysteme Gmbh Intelligente Werkstück-Spannvorrichtung
DE102009020509A1 (de) * 2009-05-08 2010-11-11 Komet Group Gmbh Werkzeugmaschine mit Maschinenspindel und Werkzeugaufnahme
FR2950276A1 (fr) * 2009-09-18 2011-03-25 Engineering Data Dispositif de bridage et equipements associes
DE102010013053B3 (de) * 2010-03-24 2011-09-29 Hohenstein Vorrichtungsbau Und Spannsysteme Gmbh Hydraulische Werkstück-Spannvorrichtung
DE102010046952B3 (de) * 2010-09-27 2011-11-24 Hohenstein Vorrichtungsbau Und Spannsysteme Gmbh Werkzeugmaschinentisch
DE202012009505U1 (de) * 2012-10-04 2012-11-09 Stark Spannsysteme Gmbh Elektrische und pneumatische Mediendurchführung
DE202013003108U1 (de) * 2013-03-28 2013-06-14 Hohenstein Vorrichtungsbau Und Spannsysteme Gmbh Werkstückpalette an Bohr-Fräs-Bearbeitungszentren
EP3028804B1 (de) 2014-12-04 2017-02-22 SMW-AUTOBLOK Spannsysteme GmbH Übertragungsanordnung, insb. zur Energie- und/oder Signalübertragung
DE102015121393A1 (de) * 2015-12-09 2017-06-14 Röhm Gmbh Werkzeugmaschine

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2648542B2 (ja) * 1992-03-13 1997-09-03 株式会社安川電機 油圧発生装置および該装置を備えた作業機械
US5637973A (en) * 1992-06-18 1997-06-10 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Noncontacting electric power transfer apparatus, noncontacting signal transfer apparatus, split-type mechanical apparatus employing these transfer apparatus and a control method for controlling same
JP2000301405A (ja) * 1999-04-20 2000-10-31 Honda Motor Co Ltd バランス装置
DE20001096U1 (de) * 2000-01-22 2000-05-04 FFT Flexible Fertigungstechnik GmbH & Co KG, 35325 Mücke Drehtisch
DE10059193C1 (de) * 2000-11-29 2002-05-02 Hohenstein Vorrichtungsbau Bearbeitungssystem mit beweglichen Werkstückträger- und Werkstückspann-Modulen
JP3950734B2 (ja) * 2002-04-26 2007-08-01 ユキワ精工株式会社 回転工作装置
JP2005106079A (ja) * 2003-09-26 2005-04-21 Makino J Kk 回転継手
DE10347612A1 (de) * 2003-10-09 2005-05-25 Fertigungstechnik Weissenfels Gmbh Vorrichtung zum Positionieren eines Werkstückes
CN107454864B (zh) * 2015-02-12 2020-03-17 弗兰茨凯斯乐有限责任公司 机床和机床单元
DE102015214095A1 (de) * 2015-07-24 2017-01-26 MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG Übertragungseinrichtung
JP2019120564A (ja) * 2017-12-28 2019-07-22 セイコーエプソン株式会社 電子部品搬送装置および電子部品検査装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0340681A2 (de) * 1988-05-05 1989-11-08 Friedrich Deckel Aktiengesellschaft Drehbearbeitungseinrichtung für Bohr- und Fräsmaschinen
DE102005020703A1 (de) * 2004-06-05 2005-12-29 Hohenstein Vorrichtungsbau Und Spannsysteme Gmbh Intelligente Werkstück-Spannvorrichtung
DE102009020509A1 (de) * 2009-05-08 2010-11-11 Komet Group Gmbh Werkzeugmaschine mit Maschinenspindel und Werkzeugaufnahme
FR2950276A1 (fr) * 2009-09-18 2011-03-25 Engineering Data Dispositif de bridage et equipements associes
DE102010013053B3 (de) * 2010-03-24 2011-09-29 Hohenstein Vorrichtungsbau Und Spannsysteme Gmbh Hydraulische Werkstück-Spannvorrichtung
DE102010046952B3 (de) * 2010-09-27 2011-11-24 Hohenstein Vorrichtungsbau Und Spannsysteme Gmbh Werkzeugmaschinentisch
DE202012009505U1 (de) * 2012-10-04 2012-11-09 Stark Spannsysteme Gmbh Elektrische und pneumatische Mediendurchführung
DE202013003108U1 (de) * 2013-03-28 2013-06-14 Hohenstein Vorrichtungsbau Und Spannsysteme Gmbh Werkstückpalette an Bohr-Fräs-Bearbeitungszentren
EP3028804B1 (de) 2014-12-04 2017-02-22 SMW-AUTOBLOK Spannsysteme GmbH Übertragungsanordnung, insb. zur Energie- und/oder Signalübertragung
DE102015121393A1 (de) * 2015-12-09 2017-06-14 Röhm Gmbh Werkzeugmaschine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4046744A1 (de) * 2021-02-23 2022-08-24 Klaus-Dieter Klement Verwaltungs GmbH Trägervorrichtung sowie verfahren zum betrieb einer trägervorrichtung
WO2022214230A1 (de) * 2021-04-08 2022-10-13 Deckel Maho Pfronten Gmbh System zur werkstückbearbeitung, werkzeugmaschine, trägervorrichtung und werkstückträger

Also Published As

Publication number Publication date
US12030146B2 (en) 2024-07-09
JP2022543219A (ja) 2022-10-11
CN114269511B (zh) 2024-07-09
DE102019211472A1 (de) 2021-02-04
US20220274220A1 (en) 2022-09-01
CN114269511A (zh) 2022-04-01
JP7490748B2 (ja) 2024-05-27
EP4003641A1 (de) 2022-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021018408A1 (de) Übertragungsanordnung und verfahren zum übertragen von energie und signalen zwischen einer steuereinheit einer werkzeugmaschine und elektronischen komponenten
DE69507288T2 (de) Kontaktlose übertragungsanordnung und trägerstruktur zu deren anwendung
DE69321325T2 (de) Kontaktlose leistungsübertragungsvorrichtung, kontaktlose signalübertragung, maschine mit getrennten teilen zu deren verwendung und deren regelungsverfahren
DE3813949C2 (de)
EP3044735B1 (de) Rfid-kennzeichnung metallischer wechselteile für werkzeugmaschinen
EP2552641B1 (de) Werkzeugmaschine mit drehübertrager für daten
DE60105373T2 (de) Bearbeitungskopf für automatische Werkzeugmaschinen mit einer wechselbaren, nach aussen ragenden Futtereinheit
EP2828714A1 (de) Verfahren zum drahtlosen bedienen eines feldgerätes
EP3689564A1 (de) Werkzeugwechselsystem für plotter
CN110254501A (zh) 一种无人驾驶固定平台搬运车的转向桥及其制作方法
CN108789043A (zh) 用于研磨具有内部轮廓的工件的研磨机器
DE202012007020U1 (de) Antriebsmodul und Antriebskopf
EP1236536A1 (de) Bearbeitungssystem mit beweglichen Werkstückträger- und Werkstückspann-Modulen
EP2054198B1 (de) Schweissgerätwechselsystem für eine handhabungsvorrichtung
DE102019118712A1 (de) Feldgerät und Gegenstelle
EP2853340B1 (de) Bearbeitungsmaschinensystem
EP3867023B1 (de) Wechselvorrichtung
DE102007031218B4 (de) Vorrichtung, Etikettiermaschine und Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung
DE102019203118B4 (de) Messwerkzeug zum Vermessen von Bohrungsdurchmessern sowie Werkzeugmaschine
DE10200488A1 (de) Intelligenter Werkzeugkopf für den Einsatz in Werkzeugmaschinen
EP1791387B1 (de) Überwachungsvorrichtung für Werkzeuge und Aggregate eines Bearbeitungszentrums
WO2021047859A1 (de) Kommunikationssystem nebst maschinenvorrichtung
DE102022119513A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Schiebezentrieren von Werkstücken
DE202005002728U1 (de) Positionierungseinrichtung für den Chuck eines Probers
DE10230536A1 (de) Optischer Drehübertrager mit mikrosystemtechnisch hergestellten Komponenten

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19817201

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022506100

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019817201

Country of ref document: EP

Effective date: 20220228