ES2909192T3 - Máquina herramienta - Google Patents

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Abstract

Sistema para la asignación de herramientas (5) montadas en portaherramientas (3, 4; 13) a una posición de montaje en una máquina, que comprende: - un chip RFID (16), - que está dispuesto en el portaherramientas (3, 4; 13), - que es grabable, - que presenta un transpondedor, - que presenta una memoria, - que presenta entradas digitales pasivas, y - un campo de contactos (10; 17) eléctricamente conectable - con contactos (11, 12), - que está dispuesto en un alojamiento de herramienta (1, 2) de la máquina, caracterizado por que los contactos (11, 12) del campo de contactos (10; 17) pueden establecer contacto con las entradas digitales del chip RFID (16) y por que el chip RFID (16) transmite en un proceso de consulta al menos un identificador y la asignación de las entradas digitales.

Description

DESCRIPCIÓN
Máquina herramienta
La presente invención se refiere a un procedimiento para hacer funcionar un sistema para la asignación de herramientas montadas en portaherramientas a una posición de montaje en una máquina herramienta, así como a un sistema para la asignación de herramientas montadas en portaherramientas a una posición de montaje en una máquina herramienta.
En función del objetivo y del fin de uso de una máquina herramientas, esta se equipa en diferentes posiciones con diferentes herramientas. En el sentido de la presente invención, la denominación herramienta comprende en principio elementos que entran en contacto con la pieza de trabajo, es decir, también componentes de manipulación de una máquina y herramientas y componentes similares están dispuestos por regla general en llamados portaherramientas o los comprenden.
Para los usuarios, en principio es interesante saber si una herramienta está dispuesta en una posición de montaje determinada de la máquina y, si esto es el caso, si es la herramienta correcta, concretamente, si el tipo es el correcto o si también es correcta con respecto a su ciclo de vida.
Habitualmente se usan máquinas correspondientes para fines de producción o para fines de mecanizado, es decir, se trata de un entorno en el que se producen sacudidas fuertes, hay suciedad, se producen, dado el caso, temperaturas elevadas, hay muchos objetos y superficies de metal y, además, por regla general hay poco espacio de montaje o ninguno.
Por el documento JP 2003 025 176 A se conoce un sistema para la asignación de herramientas montadas en portaherramientas a una posición de montaje en una máquina, estando previsto un chip RFID grabable, dispuesto en un portaherramientas, con un transpondedor, una memoria y entradas digitales pasivas.
Partiendo del estado de la técnica descrito, la invención se basa en el objetivo de proponer un procedimiento para hacer funcionar una máquina herramienta, así como un sistema que permitan realizar sin un gran esfuerzo constructivo un control del montaje, la posición y similares de herramientas en una máquina correspondiente.
Para la solución técnica de este objetivo se propone un sistema con las características de la reivindicación 1. Otras ventajas y características se desprenden de las reivindicaciones dependientes.
Además, se propone un procedimiento para hacer funcionar una máquina herramienta en la que se usa un sistema correspondiente.
La invención comprende también un dispositivo para la disposición en máquinas herramientas y portaherramientas con el que sea posible una asignación correspondiente.
La solución de acuerdo con la invención comprende la tecnología RFID. Un sistema RFID comprende siempre un transpondedor y un lector. El transpondedor contiene un código identificador. Los transpondedores RFID actuales correspondientes son grabables y guardan la información deseada. El acoplamiento se realiza mediante campos alternos, en particular magnéticos, generados por el lector, de corto alcance o, en caso de distancias más grandes, mediante ondas radioeléctricas generalmente de alta frecuencia. De este modo no solo se transmiten datos, sino que también el transpondedor es abastecido con energía. Esto significa que el transpondedor pasivo no requiera alimentación de corriente.
El software que se presenta en el lector controla el proceso de lectura y transmite la información a un sistema informático.
Es conocido dotar los chips RFID de llamadas entradas conmutadoras. En el caso más sencillo, se trata de entradas que pueden ser consultadas por el chip. Una entrada puede estar conectada o no, por lo que resultan al menos dos estados por entrada.
La invención usa chips RFID que comprenden un transpondedor, una memoria y entradas conectables correspondientes.
De acuerdo con la invención, en el lado de la máquina se forma un campo de contacto, que puede establecer contacto con las entradas del chip RFID. El establecimiento de contacto puede realizarse directamente, entrando las entradas RFID directamente en contacto con los campos de contactos, o el establecimiento de contacto se realiza intercalándose adaptadores, líneas y similares.
Los campos de contactos del lado de la máquina son conectables, de modo que los contactos individuales del campo de contactos pueden tener estados de conexión o estados de carga diferentes. De acuerdo con una propuesta ventajosa de la invención, los campos de contactos no se conectan de ninguna manera o se conectan a tierra.
Si se usan, por ejemplo, cuatro campos de contactos, que pueden identificarse mediante entradas conectables, que se detectan en el lado del chip RFID, pueden realizarse 16 estados de conexión diferentes. Puesto que los estados de conexión son binarios, son por regla general 2N estados diferentes. Así, un contacto de un campo de contactos puede estar no conectado o conectado, o bien a tensión o por ejemplo a tierra (ground).
Si el portaherramientas correspondiente está equipado con la herramienta correspondiente, el chip RFID puede ser asignado de forma biunívoca a la herramienta en el lado del ordenador o en el lado del sistema informático. Esto puede realizarse mediante un identificador o directamente mediante la descripción del chip RFID. De ello resulta en caso necesario también información acerca de la herramienta propiamente dicha, es decir, sus funciones de aplicación, resultados de un diagnóstico, información de control del componente y similares.
Si el portaherramientas se usa ahora conforme al uso previsto en la posición correspondiente de una máquina herramienta, los contactos del campo de contactos de la máquina establecen contacto con las entradas digitales del chip RFID. Según la conexión del campo de contactos puede determinarse, por lo tanto, la conexión de las entradas digitales. En caso de una consulta por parte del lector, el chip RFID transmite al mismo tiempo con el identificador o la información adicional también el respectivo estado de conexión de las entradas digitales. Por lo tanto, ha de asignarse una posición de montaje biunívoca en la máquina.
Gracias al uso de la invención puede determinarse por lo tanto sin contacto si en una posición de montaje prevista de una máquina herramienta está montada una herramienta y, en caso afirmativo, cuál.
Por el uso de la tecnología RFID esto se realiza sin abastecimiento de energía y con un mínimo de cableado. Puede tenderse, por ejemplo, un cable de puesta a tierra a un campo de contactos, que establece contacto con determinados contactos. Los contactos con los que no se establece contacto corresponden a un 0, los contactos con los que se establece contacto a un 1. Si hay por ejemplo cuatro contactos, mediante la conexión puede generarse por lo tanto por ejemplo un identificador 0001, 0010, 0100, 1000, etc. Si un portaherramientas con una herramienta correspondiente y un chip RFID está montado en una posición, puede determinarse la conexión para las entradas digitales que establecen contacto con los contactos del campo de contactos. Si la conexión es por ejemplo 0010, está claro que se trata de la posición de montaje conectada de este modo, es decir, la posición de herramienta 2. De acuerdo con una propuesta ventajosa, la invención se realiza en una máquina de laminado profundo.
Mientras que en las máquinas herramienta convencionales, las herramientas, las piezas que entran en contacto con la pieza de trabajo, los componentes de manipulación, los lugares de montaje, como revólver de herramienta, otras interfaces normalizadas de herramientas, interfaces configuradas individualmente y similares pueden estar configurados siempre de acuerdo con la invención, por ejemplo en una máquina de laminado profundo se presenta un ambiente correspondientemente difícil.
Las máquinas de laminado profundo se usan para compactar cigüeñales en los radios entre el asiento del cojinete principal y el cojinete de biela y en las gualderas de cigüeñal. Para ello se usan herramientas en forma de pinzas, llamados equipos de laminado profundo, que están equipados con un cabezal de laminado profundo y un cabezal de rodillo de apoyo. Se pretende controlar el tipo y la posición de estos cabezales de herramienta. No es fácil realizar un cableado a cada herramienta y debería evitarse en cualquier caso.
De acuerdo con la invención, los cabezales de herramienta se equipan con un chip RFID pasivo. En el chip transpondedor se escribe información acerca de la herramienta concreta. Además, se detecta mediante las entradas digitales conectables información de contacto o información de conexión y se transmite durante la lectura. En un tipo de máquinas de laminado profundo son posibles, por ejemplo, catorce posiciones de herramienta para cada tipo de herramienta. Por lo tanto, se necesitan al menos cuatro campos de contactos o cuatro entradas de chip transpondedor. Por lo tanto, hay hasta veintiocho herramientas al mismo tiempo en la máquina. Por regla general, tienen muy poca distancia entre sí, de modo que en este caso queda poco espacio para módulos. El entorno por regla general metálico está sometido a sacudidas y suciedad. También pueden alcanzarse temperaturas hasta 80 0C.
Mediante la superficie de contacto de acuerdo con la invención se realiza una conexión que puede asignarse a la posición de montaje correspondiente.
De este modo es posible determinar en cualquier momento mediante simple lectura de los chips RFID si está asignada una determinada posición de montaje de la máquina y, en caso afirmativo, a qué herramienta o a qué portaherramientas. En este caso, el sistema informático es capaz de proceder a otras asignaciones.
El elemento a cambiar de la máquina herramienta es el portaherramientas, que representa una construcción de conexión en la que está fijada la herramienta. Este portaherramientas está equipado con el chip RFID. En el lado de la máquina está configurado un alojamiento de herramienta, en el que se inserta el portaherramientas. En el alojamiento de herramienta está configurado directamente el campo de contactos.
Al portaherramientas puede estar asignado directamente el chip RFID o puede presentar a su vez un campo de contactos que establece contacto con el campo de contactos en el lado de la máquina, para estar conectado en este caso mediante líneas correspondientes con el chip RFID. Se habla en este caso de un adaptador que no forma parte del objeto de las reivindicaciones.
De acuerdo con la invención se propone que el campo de contactos presente un contacto base, que está conectado en este caso de diferentes maneras o en diferentes combinaciones de forma eléctricamente conductora con los otros contactos. Partiendo del chip RFID, mediante el contacto base puede realizarse ahora una conexión, que puede "leerse" a continuación mediante las conexiones eléctricas de los otros contactos del campo de contactos. De este modo se evita que se necesiten cableados de cualquier tipo en el lado de la máquina para conectar el campo de contactos. La conexión se realiza prácticamente mediante el chip RFID propiamente dicho.
Cuando un campo de contactos está formado, por lo tanto, por cuatro contactos, para poner a disposición por ejemplo 16 posibilidades de conexión, es necesario un quinto elemento de contacto, el llamado contacto base, que queda conectado en este caso en diferentes combinaciones con los cuatro campos de contactos restantes.
Con la invención se propone un sistema y un procedimiento para hacer funcionar la máquina herramienta que puede realizarse con poco esfuerzo, también en un entorno difícil de una máquina herramienta, que permite en cualquier momento una asignación de herramienta unívoca a las posiciones de montaje.
Otras ventajas y características de la invención se desprenden de la siguiente descripción con referencia a las figuras. A este respecto, muestran:
la figura 1 una representación en perspectiva de un ejemplo de realización de la invención;
la figura 2 una representación de acuerdo con la figura 1 en una vista frontal;
la figura 3 una vista superior de un ejemplo de realización de un campo de contactos;
la figura 4 una representación de un alojamiento de herramienta con conexión alternativa y
la figura 5 una ampliación del área 5 de acuerdo con la figura 4.
En las figuras, los elementos iguales están dotados de las mismas referencias.
Las figuras 1 y 2 muestran a modo de ejemplo la disposición de una máquina. El alojamiento de herramienta 1 y el alojamiento de herramienta 2 de una máquina están equipados en el ejemplo de realización mostrado con unos portaherramientas 3 y 4, que portan a su vez las herramientas 5. En el ejemplo de realización mostrado, se trata a este respecto de rodillos para el laminado. Entre el alojamiento de herramienta 1 y el portaherramientas 3 está configurada la zona de contacto 6, en la que están dispuestos en el lado del alojamiento de herramienta un campo de contactos y en el lado del portaherramientas un chip RFID con un campo de establecimiento de contacto correspondiente. Lo mismo se cumple para la zona de contacto 7 entre el alojamiento de herramienta 2 y el portaherramientas 4.
No obstante, en el ejemplo de realización mostrado, en el lado del alojamiento de herramienta 2 está configurada una particularidad, concretamente estando dispuesto un adaptador de alojamiento 8 entre el portaherramientas 4 propiamente dicho y el alojamiento de herramienta 2. Mediante el campo de contactos 7, el adaptador 8 establece contacto con el alojamiento de herramienta 2, el adaptador 8 a su vez mediante la zona de contacto 9 con el portaherramientas 4 propiamente dicho, estando dispuestos el chip RFID y el campo de contactos en el lado de la máquina en la zona de contacto 8.
La figura 3 muestra a modo de ejemplo un campo de contactos 10, que en el ejemplo de realización mostrado presenta un contacto base 11 y contactos 12 conectables. El contacto base 11 puede estar conectado en cualquier combinación con los cuatro contactos 12 conectables mostrados. El chip RFID puede conectar mediante el contacto base 11 una tensión eléctrica o una puesta a tierra. Mediante el establecimiento de contacto en el lado del campo de contactos, el chip RFID puede determinar ahora la combinación de conexión de los campos de contactos conectables y puede deducir de ello la posición de acuerdo con la invención.
La figura 4 muestra una particularidad para la disposición de un chip RFID en el portaherramientas. Se muestra el portaherramientas 13, que corresponde al portaherramientas 3. No obstante, en la zona de contacto 14 solo están configurados dos campos de contactos 10 y 17, que establecen contacto entre sí. El campo de contactos 17 está conectado a su vez mediante un conductor 15 con el chip RFID 16.
Esta realización puede aplicarse en cualquier lugar en las zonas de contacto, por ejemplo para poder elegir una disposición segura para el chip RFID.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Sistema para la asignación de herramientas (5) montadas en portaherramientas (3, 4; 13) a una posición de montaje en una máquina, que comprende:
- un chip RFID (16),
- que está dispuesto en el portaherramientas (3, 4; 13),
- que es grabable,
- que presenta un transpondedor,
- que presenta una memoria,
- que presenta entradas digitales pasivas,
y
- un campo de contactos (10; 17) eléctricamente conectable
- con contactos (11, 12),
- que está dispuesto en un alojamiento de herramienta (1,2) de la máquina,
caracterizado por
que los contactos (11, 12) del campo de contactos (10; 17) pueden establecer contacto con las entradas digitales del chip RFID (16) y
por que el chip RFID (16) transmite en un proceso de consulta al menos un identificador y la asignación de las entradas digitales.
2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que, en caso de un montaje conforme a lo previsto del portaherramientas (3, 4; 13) en la máquina, puede establecerse directamente contacto con las entradas digitales en el campo de contactos (10; 17).
3. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el campo de contactos (10) dispuesto en la posición de conexión de la máquina presenta cuatro contactos (11, 12), que pueden establecer respectivamente contacto con un contacto de entrada del chip RFID (16).
4. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que un contacto (11, 12) del campo de contactos (10) dispuesto en la posición de conexión de la máquina está conectado a masa y está conectado con al menos uno de los otros contactos (11, 12).
5. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que un contacto (11, 12) del campo de contactos (10) dispuesto en la posición de conexión de la máquina está conectado con el contacto correspondiente del chip RFID (16) y está conectado con al menos uno de los otros contactos.
6. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 2 o 3, caracterizado por que están realizadas al menos 16 conexiones distinguibles.
7. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en el chip RFID (16) está escrita información acerca de la herramienta (5).
8. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el mismo está configurado en una máquina de laminado profundo.
9. Sistema de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que el portaherramientas (3, 4) está realizado como cabezales de herramientas, es decir, como un cabezal de laminado profundo y un cabezal de rodillo de apoyo de la máquina de laminado profundo.
10. Procedimiento para hacer funcionar un sistema para la asignación de herramientas (5) montadas en portaherramientas (3, 4; 13) a una posición de montaje en una máquina, disponiéndose en el portaherramientas un chip RFID grabable con información acerca de la herramienta, que presenta un transpondedor y una memoria, caracterizado por que
unas entradas digitales pasivas del chip RFID establecen contacto con un campo de contactos en el lado de la máquina dispuesto en una posición de conexión de la máquina,
y el chip RFID transmite en un proceso de consulta al menos un identificador y la asignación de las entradas digitales.
11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que están dispuestos chips RFID (16) tanto en un cabezal de laminado profundo y un cabezal de rodillo de apoyo de una máquina de laminado profundo y la máquina presenta campos de contactos (10) en todos los puntos de conexión.
12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado por que la posición de montaje de un cabezal de herramienta se deduce de la información transmitida por el chip RFID (16) acerca de la conexión de las entradas del chip RFID (16).
13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 10 a 12, caracterizado por que la herramienta (5) puede deducirse de la información transmitida por el chip RFID (16) acerca de su descripción.
14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 10 a 13, caracterizado por que la información transmitida por los chips RFID (16) se evalúa para el control del componente.
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