DE102008052812A1

DE102008052812A1 - Unterdruckhandhabungseinrichtung

Info

Publication number: DE102008052812A1
Application number: DE102008052812A
Authority: DE
Inventors: Walter Dr. Schaaf; Ralf Stockburger
Original assignee: J Schmalz GmbH
Current assignee: J Schmalz GmbH
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2010-04-29
Anticipated expiration: 2028-10-16
Also published as: DE102008052812B4; US8157182B2; US20110198403A1; WO2010043429A1; EP2334584A1; CN102186759A; CN102186759B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Unterdruckhandhabungseinrichtung zum Fixieren oder Transportieren von Werkstücken, bestehend aus mehreren Bauteilen, wobei wenigstens eines der Bauteile mit einem RFID-Tag ausgestaltet ist und der RFID-Tag mit einem RFID-Chip und einer Antenne versehen ist, wobei zwischen dem RFID-Chip und der Antenne ein Schaltelement für die galvanische Trennung von RFID-Chip und Antenne vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterdruckhandhabungseinrichtung zum Fixieren oder Transportieren von Werkstücken, bestehend aus mehreren Bauteilen, wobei wenigstens eines der Bauteile mit einem RFID-Tag ausgestattet ist und das RFID-Tag mit einem RFID-Chip und einer Antenne versehen ist.
Mit Unterdruckhandhabungseinrichtungen werden mitunter beträchtliche Lasten manipuliert, das heißt angehoben, an einen anderen Ort bewegt und dort wieder abgesetzt, oder es werden Werkstücke für eine Bearbeitung festgehalten beziehungsweise gespannt. Die Unterdruckhandhabungseinrichtungen bestehen aus einer Vielzahl von Bauteilen, die aufeinander abgestimmt sein müssen, so dass die Unterdruckhandhabungseinrichtungen ihre Aufgaben prozesssicher erfüllen können. Insbesondere bei Bauteilen, die längere Zeit in Gebrauch sind und einem Verschleiß unterliegen, ist dies nicht immer gewährleistet. Außerdem ist bei nachgeahmten Bauteilen von ungenügender Qualität nicht gewährleistet, dass diese alle Spezifikationen der Unterdruckhandhabungseinrichtung erfüllen.
Daher wurde in der DE 10 2006 023 886 A1 vorgeschlagen, das zu überwachende Bauteil mit einem RFID-Tag zu bestücken. Durch Auslesen des RFID-Tags kann festgestellt werden, ob es sich um ein Original-Bauteil handelt. Außerdem können weitere Daten, wie Herstellungsdatum, Herstellungsort, Seriennummer und so weiter im RFID-Tag abgespeichert sein.
Alleine die Integration eines RFIF-Tags in das Bauteil ist jedoch noch keine Gewähr dafür, dass die Unterdruckhandhabungseinrichtung nicht mehr manipulierbar ist. So kann zum Beispiel ein Originalbauteil mit RFID-Tag in Reichweite der Leseeinheit der Unterdruckhandhabungseinrichtung platziert werden, so dass die Leseeinheit getäuscht wird und annimmt, dass die Unterdruckhandhabungseinrichtung mit einem Originalbauteil bestückt ist. Ob das Originalbauteil aber auch tatsächlich in der Unterdruckhandhabungseinrichtung verwendet wird, kann nicht detektiert werden.
Aus der WO 2007/062849 A1 , der EP 1 750 412 A2 und der EP 1 724 705 A1 sind RFID-Tags bekannt, mit denen das oben genannte Problem aber auch nicht gelöst werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Unterdruckhandhabungseinrichtung bereitzustellen, die prozesssicherer ist.
Diese Aufgabe wird mit einer Unterdruckhandhabungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen dem RFID-Chip und der Antenne ein Schaltelement für die galvanische Trennung von RFID-Chip und Antenne vorgesehen ist.
Dadurch, dass ein Schaltelement zwischen dem RFID-Chip und der Antenne vorgesehen ist, kann die Antenne vom RFID-Chip getrennt werden, so dass das RFID wirkungslos ist. Erst nach einer Aktivierung des Schaltelements und galvanische Verbindung von RFID-Chip und Antenne können Daten zwischen dem RFID-Tag und der Leseeinheit ausgetauscht werden. Dadurch wird sicher gestellt, dass ein Bauteil, welches nicht ordnungsgemäß in der Unterdruckhandhabungseinrichtung angeordnet ist, trotz integriertem RFID-Tag nicht erkennbar ist, so dass z. B. wird eine Fehlermeldung ausgegeben wird. Erst wenn das Bauteil von der Unterdruckhandhabungseinrichtung dadurch aktiviert wird, dass das Schaltelement betätigt wird, so dass der RFID-Chip mit der Antenne verbunden wird, kann der RFID-Tag und somit auch das Bauteil detektiert und können die Daten ausgetauscht werden. Das Bauteil muss also aktiv in die Unterdruckhandhabungseinrichtung integriert werden, ansonsten der RFID-Tag von der Leseeinheit nicht erkannt wird.
Wie bereits erwähnt, ist das Schaltelement über die Unterdruckhandhabungseinrichtung betätigbar. Dies erfolgt zum Beispiel dadurch, dass der in der Unterdruckhandhabungseinrichtung oder der im oder am Bauteil anliegende Unterdruck zur Betätigung des Schaltelements verwendet wird.
Eine alternative Betätigung sieht vor, dass das Schaltelement mittels eines in der Unterdruckhandhabungseinrichtung vorgesehenen Magneten betätigbar ist. Wird das Bauteil diesem Magneten angenähert, dann wird das Schaltelement zum Beispiel von seiner Offen- in seine Geschlossenstellung überführt. Der Magnet ist dabei so angeordnet, dass das Schaltelement nur dann betätigbar ist, wenn das Bauteil sich in seiner bestimmungsgemäßen Lage befindet.
Eine weitere Alternative für die Betätigung des Schaltelements sieht vor, dass das Schaltelements mittels eines in der Unterdruckhandhabungseinrichtung vorgesehenen, durch Auflegen eines Werkstücks aktivierbaren Taster betätigbar ist. Auch bei dieser Variante muss das Bauteil bestimmungsgemäß eingebaut sein, so dass es eine Lage einnimmt, dass es vom Werkstück belegbar ist, so dass zum Beispiel innerhalb des Bauteils ein Unterdruck aufgebaut werden kann beziehungsweise durch das Werkstück ein Taster betätigbar ist oder dass das Gewicht des Werkstücks das Bauteil verformen kann.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Schaltelement ein Aus- oder Umschalter ist. So kann über das Schaltelement zum Beispiel die Antenne zu- oder abgeschaltet werden. Bei der Verwendung eines Umschalters als Schaltelement können zum Beispiel aber auch zwei unterschiedliche RFID-Chips mit der Antenne verbunden werden. Auf diese Weise kann zum Beispiel der Unterdruckhandhabungseinrichtung, insbesondere der Steuerungszentrale der Einrichtung, ein Fehler aktiv mitgeteilt werden, wenn das Bauteil zwar montiert ist, jedoch irgendeine Fehlfunktion aufweist. Oder der Steuerungszentrale kann mitgeteilt werden, dass die Unterdruckhandhabungseinrichtung mit einem nicht bestimmungsgemäßen Bauteil betrieben wird.
Unterschiedliche Ausführungsformen sehen vor, dass das Schaltelement mit einem Kolben, einer Membran, einem ferromagnetischen Element und/oder einem Taster insbesondere mechanisch gekoppelt ist. Diese Ansteuerungselemente können unterschiedlicher Natur sein und alternativ oder kumulativ mit dem Schaltelement verbunden sein. Dabei können diese Ansteuerungselemente zum Beispiel mit der aus einem Differenzdruck resultierenden Kraft (Überdruck oder Unterdruck), mit der Kraft eines umgebenden Feldes, zum Beispiel einem Magnetfeld, einer Temperaturdifferenz, welche zum Beispiel auf ein Bimetallelement wirkt, oder aufgrund der aus einer direkten Beaufschlagung resultierenden Kraft angesteuert werden. Dabei kann der Taster manuell, durch Schwerkraft, durch das Werkstück oder durch Unterdruck betätigt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung diverse Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigen:
1 einen RFID-Tag mit zugeordneter Leseeinheit in schematischer Darstellung; und
2 Ausführungsvarianten des RFID-Tags gemäß 1.
Die 1 zeigt einen insgesamt mit 10 bezeichneten RFID-Tag, welcher eine Antenne 12 zum Senden und Empfangen von Signalen, einen RFID-Chip 14 zum Speichern von Daten sowie ein Schaltelement 16 aufweist, welches zwischen der Antenne 12 und dem RFID-Chip 14 angeordnet ist. Mit dem Schaltelement 16, welches beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Ausschalter ausgebildet ist, wird die Antenne 12 vom RFID-Chip 14 getrennt, insbesondere galvanisch getrennt.
Im Sende- und Empfangsbereich des RFID-Tags 10 befindet sich eine Leseeinheit 18, die an eine nicht näher dargestellte Auswerteeinheit angeschlossen ist. Über diese Auswerteeinheit wird die Leseeinheit 18 auch aktiviert und mit Energie versorgt. Zum Senden und Empfangen von Signalen ist die Leseeinheit 18 mit einer Antenne 20 verbunden, wobei über die Antenne 20 auch elektromagnetische Energie in Richtung des RFID-Tags 10 gesandt wird (Pfeil 22). Diese Energie wird im RFID-Tag 10 gespeichert und dient für den Betrieb des RFID-Tags 10, so dass dieser ohne eigene Energiequelle betrieben werden kann. Die Antenne 20 dient aber auch zum Empfangen von Daten (Pfeil 24), die vom RFID-Tag 10, insbesondere von dessen Antenne 12, ausgesandt werden.
In der 2 sind sechs Ausführungsbeispiele dargestellt, in denen das Schaltelement 16 auf unterschiedliche Weise betätigt wird.
Beim Ausführungsbeispiel der 2a ist das Schaltelement 16 mit der Kolbenstange 26 eines Kolbens 28 verbunden, welcher über einen von einer (nicht dargestellten Unterdruckhandhabungseinrichtung erzeugten Druck p verlagert wird. Die Verlagerung des Kolbens 28 führt zu einer Änderung der Schaltstellung des Schaltelements 16, so dass dieses zwischen einer (dargestellten) Offenstellung und einer Schließstellung wechseln, und dabei die Antenne 12 mit dem RFID-Chip 14 verbinden kann.
Beim Ausführungsbeispiel der 2b ist das Schaltelement 16 mit einem Stößel 30 verbunden, wobei der Stößel 30 von einer Membran 32 bewegt wird. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel reagiert die Membran 32 auf einen Druck p, der an einer Seite der Membran anliegt und dadurch die Membran 32 und den Stößel 30 bewegt, wodurch das Schaltelement 16 bewegt wird.
Beim Ausführungsbeispiel der 2c ist das Schaltelement 16 mit einem ferromagnetischen Element 34 verbunden, welches von einem sich annähernden Magneten 36 angezogen wird. Dabei wird das Schaltelement 16 in seine Schließstellung bewegt. Alternativ kann auch das Schaltelement 16 auch mit einem Magneten verbunden sein, welcher von einem sich annähernden ferromagnetischen Element angezogen wird.
Das Schaltelement 16 des Ausführungsbeispiels gemäß 2d ist mit einem manuell betätigbaren Taster 38 verbunden, so dass die Antenne 12 manuell zu- beziehungsweise abgeschaltet, d. h. mit dem RFID-Chip verbunden oder von diesem getrennt werden kann.
Beim Ausführungsbeispiel der 2e wird das Schaltelement 16 über einen durch Schwerkraft betätigbaren Taster 40 betätigt, wobei das Gewicht 42 zum Beispiel die Auflage eines Werkstücks 44 auf einen (nicht dargestellten) Sauggreifer symbolisiert.
Die 2f zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der RFID-Tag 10 in einen Sauggreifer 46 integriert, z. B. eingegossen ist. Dieser Sauggreifer 46 besitzt eine Öffnung 48, an welche ein Unterdruck angelegt werden kann, so dass das Werkstück 44, welches auf Dichtlippen 50 aufliegt, vom Sauggreifer 46 angesaugt werden kann. Durch das Ansaugen verformt sich der Sauggreifer 46, so dass ein Stößel oder Taster 52 bewegt und in den Sauggreifer 46 eingedrückt wird, welcher dann das Schaltelement 16 im Sauggreifer 46 betätigt.
Die dargestellten Ausführungsvarianten sind lediglich Beispiele und dienen lediglich zum Verständnis der Erfindung, sollen diese aber nicht beschränken. Die Erfindung wird darin gesehen, dass zwischen der Antenne 12 und dem RFID-Chip 14 des RFID-Tags 10 ein Schaltelement 16 vorgesehen ist, mit welchem die Antenne 12 vom RFID-Chip 14 trennbar ist. Dieses Schaltelement 16 kann z. B. nur dann betätigt werden, wenn das Bauteil, hier zum Beispiel der Sauggreifer 46, bestimmungsgemäß in die Unterdruckhandhabungseinrichtung eingesetzt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102006023886 A1 [0003]
- WO 2007/062849 A1 [0005]
- EP 1750412 A2 [0005]
- EP 1724705 A1 [0005]

Claims

Unterdruckhandhabungseinrichtung zum Fixieren oder Transportieren von Werkstücken (44), bestehend aus mehreren Bauteilen, wobei wenigstens eines der Bauteile mit einem RFID-Tag (10) ausgestattet ist und das RFID-Tag (10) mit einem RFID-Chip (14) und einer Antenne (12) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem RFID-Chip (14) und der Antenne (12) ein Schaltelement (16) für die Trennung von RFID-Chip (14) und Antenne (12) vorgesehen ist.
Unterdruckhandhabungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (16) über die Unterdruckhandhabungseinrichtung oder manuell betätigbar ist.
Unterdruckhandhabungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (16) über den Unterdruck in der Unterdruckhandhabungseinrichtung betätigbar ist.
Unterdruckhandhabungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement mittels eines, insbesondere in der Unterdruckhandhabungseinrichtung vorgesehenen Magneten betätigbar ist.
Unterdruckhandhabungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (16) mittels eines in der Unterdruckhandhabungseinrichtung vorgesehenen, durch Auflegen eines Werkstücks (44) aktivierbaren Taster (40, 52) betätigbar ist.
Unterdruckhandhabungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (16) ein Aus- oder Umschalter ist.
Unterdruckhandhabungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (16) mit einem Kolben (28), einer Membran (32), einem Magenten, einem ferromagnetischen Element (34) und/oder einem Taster (38, 40, 52) mechanisch gekoppelt ist.
Unterdruckhandhabungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Taster (38, 40, 52) manuell, durch Schwerkraft oder durch Unterdruck betätigbar ist.
Unterdruckhandhabungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Schaltelements (16) der RFID-Chip (14) und die Antenne (12) galvanisch trennbar sind.