RU2846009C2 - Monitoring system, clamping system with monitoring system and method for monitoring clamping device using monitoring system - Google Patents
Monitoring system, clamping system with monitoring system and method for monitoring clamping device using monitoring systemInfo
- Publication number
- RU2846009C2 RU2846009C2 RU2021137406A RU2021137406A RU2846009C2 RU 2846009 C2 RU2846009 C2 RU 2846009C2 RU 2021137406 A RU2021137406 A RU 2021137406A RU 2021137406 A RU2021137406 A RU 2021137406A RU 2846009 C2 RU2846009 C2 RU 2846009C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- clamping
- sensors
- control system
- chuck
- workpiece
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к выполненной согласно пункту 1 формулы изобретения системе контроля, к выполненной согласно пункту 12 формулы изобретения зажимной системе с системой контроля и к способу контроля зажимного устройства при помощи системы контроля согласно пункту 19 формулы изобретения.The present invention relates to a control system made according to claim 1 of the invention, to a clamping system with a control system made according to claim 12 of the invention, and to a method for checking a clamping device using a control system according to claim 19 of the invention.
При помощи системы контроля указанного здесь типа в частности зажимные устройства должны контролироваться на предмет того, правильно ли и безопасно ли зажат зажатый при помощи соответствующего зажимного устройства держатель заготовки - поддон - или зажатая в нем заготовка. В частности, должна иметься возможность делать суждение о качестве зажатия, причем измеренный параметр или измеренные параметры должны передаваться беспроводным образом на приемник.With the aid of a monitoring system of the type specified here, in particular the clamping devices must be monitored to ensure that the workpiece holder - pallet - clamped by the corresponding clamping device or the workpiece clamped in it is clamped correctly and safely. In particular, it must be possible to make a judgment about the quality of the clamping, whereby the measured parameter or parameters must be transmitted wirelessly to the receiver.
Из EP 3 391 991 A известен зажимной патрон, который выполнен для зажатия снабженных зажимным шипом поддонов. Зажимной патрон снабжен приемным отверстием для зажимного шипа и имеющим зажимные органы зажимным устройством для зажатия зажимного шипа в приемном отверстии. На зажимном патроне расположен по меньшей мере один датчик, при помощи которого может регистрироваться по меньшей мере один параметр зажимного патрона и/или взаимодействия между поддоном и зажимным патроном и/или поддона. Зажимной патрон снабжен передатчиком для беспроводной передачи выявленных при помощи датчика или датчиков параметров. При помощи первого датчика может выявляться действующее на зажимной шип зажимное усилие. Для этого первый датчик выполнен и расположен на зажимном патроне таким образом, что при зажатии поддона могут измеряться упругие деформации материала зажимного патрона. Зажимной патрон может быть помимо этого снабжен вторым датчиком, при помощи которого может регистрироваться наложение поддона на зажимной патрон.From EP 3 391 991 A a clamping chuck is known which is designed for clamping pallets provided with a clamping pin. The clamping chuck is provided with a receiving opening for the clamping pin and a clamping device having clamping members for clamping the clamping pin in the receiving opening. At least one sensor is arranged on the clamping chuck, by means of which at least one parameter of the clamping chuck and/or the interaction between the pallet and the clamping chuck and/or the pallet can be recorded. The clamping chuck is provided with a transmitter for wirelessly transmitting the parameters detected by the sensor or sensors. The clamping force acting on the clamping pin can be detected by means of the first sensor. For this purpose, the first sensor is designed and arranged on the clamping chuck in such a way that elastic deformations of the material of the clamping chuck can be measured when the pallet is clamped. The clamping chuck can also be provided with a second sensor, by means of which the application of the pallet to the clamping chuck can be detected.
Из EP 1 998 932 B1 известен зажимной патрон с имеющей три зажимных кулачка зажимной головкой. Зажимной патрон обладает вращательно-симметричным основным телом с коническим приемным отверстием для приема зажимной головки. Для того чтобы втягивать зажимной патрон в приемное отверстие, предусмотрена вытяжная труба, которая является частью шпинделя станка. Подобные зажимные патроны используются в частности на токарных станках. На наружной поверхности тела патрона предусмотрен первый датчик, в то время как в углублении на наружной поверхности тела патрона расположен второй датчик. Наконец, на вытяжной трубе расположен третий датчик. Датчики выполнены в виде тензометрических датчиков и снабжены в каждом случае интегрированным блоком обработки сигналов. С каждым блоком обработки сигналов согласовано передающее устройство для беспроводной передачи измеренных значений. При помощи этого исполнения зажимного патрона должна иметься возможность выявлять зажимное усилие зажимного патрона. При достижении минимального зажимного усилия должно производиться техническое обслуживание зажимного патрона. Позиционирование заготовки в осевом направлении не контролируется и также не может определяться. Сообщение о наличии заготовки отсутствует. Кроме того, не обнаруживаются ошибки, которые могут возникать в любом случае при беспроводной передаче.A chuck with a clamping head having three clamping jaws is known from EP 1 998 932 B1. The chuck has a rotationally symmetrical main body with a conical receiving bore for receiving the clamping head. In order to draw the chuck into the receiving bore, an exhaust pipe is provided, which is part of the machine spindle. Such chucks are used in particular on lathes. A first sensor is provided on the outer surface of the chuck body, while a second sensor is located in a recess on the outer surface of the chuck body. Finally, a third sensor is located on the exhaust pipe. The sensors are designed as strain gauges and are provided in each case with an integrated signal processing unit. A transmitter for wireless transmission of the measured values is matched to each signal processing unit. With this design of the chuck, it must be possible to detect the clamping force of the chuck. When the minimum clamping force is reached, maintenance of the chuck must be carried out. The positioning of the workpiece in the axial direction is not monitored and also cannot be determined. There is no message about the presence of the workpiece. In addition, errors that may occur in any case during wireless transmission are not detected.
Из EP 2 052 808 A1 известно зажимное устройство с зажимным патроном для разъемной фиксации держателя заготовки. Зажимной патрон снабжен механизмом блокировки, который включает в себя несколько зажимных элементов, которые в положении блокировки воздействуют на соединенный с держателем заготовки зажимной шип. Каждый зажимной элемент снабжен сквозным отверстием, которое при правильной блокировке соответствующего зажимного элемента закрыто с одной стороны. Дополнительно или альтернативно с каждым зажимным элементом согласован снабженный сквозным отверстием исполнительный элемент, сквозное отверстие которого закрыто с одной стороны при правильной блокировке и/или деблокировке соответствующего зажимного элемента. Сквозные отверстия зажимных элементов и исполнительных элементов соединены общей соединительной линией с источником воздуха. На соединительной линии предусмотрен по меньшей мере один датчик для регистрации потока воздуха. При помощи датчика может обнаруживаться, правильно ли были деблокированы или блокированы зажимные элементы. Датчик соединен с электронным устройством управления и оценки.From EP 2 052 808 A1 a clamping device with a clamping chuck for detachably fixing a workpiece holder is known. The clamping chuck is provided with a locking mechanism which comprises several clamping elements which, in the locked position, act on a clamping pin connected to the workpiece holder. Each clamping element is provided with a through-hole which is closed on one side when the respective clamping element is correctly locked. Additionally or alternatively, an actuator provided with a through-hole is assigned to each clamping element, the through-hole of which is closed on one side when the respective clamping element is correctly locked and/or released. The through-holes of the clamping elements and the actuators are connected to an air source via a common connecting line. At least one sensor for recording the air flow is provided on the connecting line. The sensor can be used to detect whether the clamping elements have been correctly released or locked. The sensor is connected to an electronic control and evaluation device.
Далее из EP 2 759 372 A1 известно зажимное устройство для металлообрабатывающего станка. Станок имеет вращаемый шпиндель с державкой для инструмента. Для зажатия инструмента предусмотрено зажимное устройство. Для того чтобы обнаруживать правильное или неправильное зажатие инструмента в державке, зажимное устройство имеет в различных местах измерения датчики усилия, для того чтобы регистрировать действующие в каждом случае в различных местах измерения зажимные усилия. Датчики усилия расположены на кольцеобразной опорной поверхности державки. Датчики выступают при этом над опорной поверхностью таким образом, что они сжимаются при зажатии инструмента. Таким образом, с одной стороны должна иметься возможность регистрировать зажимное усилие, и должно обнаруживаться, правильно ли зажат инструмент, или имеется ли при случае неправильная ориентация и/или неправильное позиционирование. В качестве датчиков усилия используются ПАВ-датчики (датчики поверхностных акустических волн). Датчики усилия расположены на опорной поверхности симметрично относительно центральной оси станка. При правильной ориентации инструмента датчики усилия регистрируют зажимные усилия одинаковой величины, в то время как при зажатом косо инструменте датчиками усилия регистрируются зажимные усилия различной величины. Электрические сигналы датчиков передаются беспроводным образом на приемно-передающий блок и оцениваются в блоке оценки.Furthermore, a clamping device for a machine tool is known from EP 2 759 372 A1. The machine tool has a rotatable spindle with a tool holder. A clamping device is provided for clamping the tool. In order to detect whether the tool is clamped correctly or incorrectly in the holder, the clamping device has force sensors at various measuring points in order to record the clamping forces that are active in each case at the various measuring points. The force sensors are arranged on a ring-shaped support surface of the holder. The sensors project above the support surface in such a way that they are compressed when the tool is clamped. Thus, on the one hand, it must be possible to record the clamping force and it must be detected whether the tool is clamped correctly or whether there is an incorrect orientation and/or incorrect positioning. SAW sensors (surface acoustic wave sensors) are used as force sensors. The force sensors are arranged on the support surface symmetrically with respect to the central axis of the machine. When the tool is correctly oriented, the force sensors register clamping forces of the same magnitude, while when the tool is clamped at an angle, the force sensors register clamping forces of different magnitudes. The electrical signals from the sensors are transmitted wirelessly to the receiving and transmitting unit and are evaluated in the evaluation unit.
Из EP 2 093 016 A1 следует интеллектуальное многоэлементное зажимное устройство. Зажимное устройство состоит из множества расположенных на основной пластине зажимных губок, причем в каждом случае одна неподвижная и одна подвижная зажимные губки образуют своего рода зажимные тиски. В зажимных губках расположены датчики прилегания заготовки или контроллеры прилегания заготовки нагнетаемым воздухом, причем первые соединены кабелями с радиомодулем. При помощи датчиков должна иметься возможность контролировать правильную укладку заготовок в зажимные губки.An intelligent multi-element clamping device follows from EP 2 093 016 A1. The clamping device consists of a plurality of clamping jaws arranged on a base plate, wherein in each case one fixed and one movable clamping jaw form a kind of clamping vice. The clamping jaws contain workpiece contact sensors or workpiece contact controllers with forced air, wherein the former are connected via cables to the radio module. The sensors must be able to monitor the correct placement of the workpieces in the clamping jaws.
EP 3 028 804 A1 описывает систему передачи, в частности для передачи энергии и/или сигналов и для использования в обрабатывающем центре. При этом сигналы и напряжения передаются индуктивно от неподвижной станины станка к вращающемуся зажимному патрону, как в направлении зажимного патрона, так и наоборот. Соответствующий зажимной патрон обладает зажимными кулачками, которые поддерживаются в теле патрона с возможностью перемещения при помощи электродвигателя. Электродвигатели отключаются при достижении заданного фактического положения, в то время как зажимные кулачки стопорятся при помощи пакетов пружин и механических фрикционных тормозов. Электродвигатели сжимают пакеты пружин во время процесса зажатия, так что они прикладывают зажимное усилие для зажимных кулачков. После отключения электродвигателей механические фрикционные тормозы предотвращают проскальзывание или ослабление зажимных кулачков. Кроме того, положения зажимных кулачков постоянно контролируются во время процесса обработки, для того чтобы обнаруживать ошибки обработки или даже ослабление зажатой заготовки. Для того чтобы была возможность постоянно контролировать соответствующие рабочие состояния или положения зажимных кулачков или электродвигателей, с ними согласовано множество измерительных датчиков, которые генерируют соответствующие измеренные данные и передают их при помощи индуктивных передающих устройств. Индуктивные передающие устройства состоят из двух частей, с одной стороны во вращающемся зажимном патроне, а с другой стороны в неподвижной несущей станине. Оба передающих устройства ориентированы соосно друг относительно друга, так что благодаря пространственному разделению обоих передающих устройств возможно вращение зажимного патрона, и одновременно могут индуктивно передаваться измерительные сигналы, измеренные данные и/или напряжения для работы электродвигателей.EP 3 028 804 A1 describes a transmission system, in particular for transmitting energy and/or signals and for use in a machining centre. In this case, signals and voltages are transmitted inductively from a stationary machine bed to a rotating clamping chuck, both in the direction of the clamping chuck and vice versa. The corresponding clamping chuck has clamping jaws, which are supported in the chuck body so that they can be moved by means of an electric motor. The electric motors are switched off when a specified actual position is reached, while the clamping jaws are stopped by means of spring packs and mechanical friction brakes. The electric motors compress the spring packs during the clamping process, so that they apply a clamping force to the clamping jaws. After the electric motors have been switched off, the mechanical friction brakes prevent the clamping jaws from slipping or loosening. In addition, the positions of the clamping jaws are constantly monitored during the machining process in order to detect machining errors or even loosening of the clamped workpiece. In order to be able to continuously monitor the respective operating states or positions of the clamping jaws or electric motors, a plurality of measuring sensors are matched to them, which generate the respective measured data and transmit them by means of inductive transmitters. The inductive transmitters consist of two parts, on the one hand in the rotating clamping chuck and on the other hand in the fixed supporting frame. Both transmitters are aligned coaxially with respect to each other, so that due to the spatial separation of both transmitters, rotation of the clamping chuck is possible, and at the same time measuring signals, measured data and/or voltages for operating the electric motors can be inductively transmitted.
EP 3 620 248 A1 показывает соединительное устройство, при помощи которого данные могут индуктивно передаваться от вращающейся части на расположенную без возможности вращения часть. В частности при помощи соединительного устройства должна иметься возможность вращающийся во время эксплуатации зажимной патрон подключать к устройству управления со стороны заказчика и контролировать. Зажимной патрон имеет перемещаемые в радиальном направлении зажимные кулачки, для того чтобы фиксировать при помощи них заготовку. Каждый зажимной кулачок приводится в движение при помощи согласованного электродвигателя. Для того чтобы вращающийся во время процесса обработки зажатой заготовки зажимной патрон снабжать энергией, в зажимном патроне предусмотрено первое передающее устройство, которое соединено электрическими линиями с электродвигателями и измерительными датчиками. Посредством измерительных датчиков должны измеряться положение зажимных кулачков и напряжения электродвигателей и их частота вращения. На несущей станине размещено второе расположенное без возможности вращения передающее устройство. Измеренные данные индуктивно передаются от первого вращающегося передающего устройства на второе расположенное без возможности вращения передающее устройство. Второе передающее устройство подключено электрическими линиями к программируемому интерфейсу. В варианте зажимного патрона предусмотрено, что он снабжен двумя соединенными со вторым передающим устройством интерфейсами. Оба интерфейса получают независимо друг от друга блоки измеренных данных измерительных датчиков и оценивают их. Если результаты измерений обоих интерфейсов совпадают, устройство управления получает разрешающий сигнал, в то время как при отличающихся результатах измерений процесс обработки прерывается или не разрешается.EP 3 620 248 A1 shows a connection device by means of which data can be inductively transmitted from a rotating part to a non-rotatably arranged part. In particular, a clamping chuck rotating during operation must be able to be connected to a control device on the customer's side and monitored by means of the connection device. The clamping chuck has radially movable clamping jaws in order to clamp the workpiece with them. Each clamping jaw is driven by a coordinated electric motor. In order to supply the clamping chuck rotating during the machining process with energy for the clamped workpiece, a first transmission device is provided in the clamping chuck, which is connected via electrical lines to the electric motors and measuring sensors. The position of the clamping jaws and the voltage of the electric motors and their rotational speed are to be measured by means of the measuring sensors. A second non-rotatably arranged transmission device is arranged on the support frame. The measured data are transmitted inductively from the first rotating transmitter to the second transmitter, which is arranged without the possibility of rotation. The second transmitter is connected via electrical lines to the programmable interface. In the version of the clamping chuck, it is provided with two interfaces connected to the second transmitter. Both interfaces receive blocks of measured data from the measuring sensors independently of each other and evaluate them. If the measurement results of both interfaces coincide, the control unit receives a release signal, while in the case of different measurement results, the processing is interrupted or not released.
Наконец, EP 2 457 688 A1 раскрывает способ позиционирования и фиксации заготовки. При помощи шагов способа может определяться наличие или отсутствие заготовок или держателей заготовки.Finally, EP 2 457 688 A1 discloses a method for positioning and fixing a workpiece. The presence or absence of workpieces or workpiece holders can be determined by means of the steps of the method.
Задача изобретения создать относящуюся к указанной вначале области техники систему контроля для контроля качества зажатия зажатого в зажимном устройстве держателя заготовки или самой заготовки, создающую условия для того, что один или несколько параметров, в частности таких параметров, которые позволяют делать вывод о безопасном зажатии зажатого держателя заготовки или самой заготовки, могут с одной стороны достоверно регистрироваться, а с другой стороны надежно без линий передачи данных передаваться на приемник.The task of the invention is to create a control system related to the initially indicated field of technology for monitoring the quality of clamping of a workpiece holder clamped in a clamping device or of the workpiece itself, creating conditions for one or more parameters, in particular such parameters that allow a conclusion to be made about the safe clamping of the clamped workpiece holder or of the workpiece itself, on the one hand, to be reliably recorded, and on the other hand, to be reliably transmitted to the receiver without data transmission lines.
Решение задачи определено признаками пункта 1 формулы изобретения. Согласно изобретению система контроля для контроля качества зажатия зажатого в зажимном устройстве держателя заготовки или самой заготовки включает в себя по меньшей мере два датчика для независимой регистрации качества зажатия зажатого держателя заготовки или самой заготовки, причем передающее устройство выполнено таким образом, что оно передает выявленный или вычисленный параметр или выявленные или вычисленные параметры с избыточностью на приемное устройство. Благодаря тому, что предусмотрены по меньшей мере два датчика для независимой регистрации качества зажатия зажатого держателя заготовки или самой заготовки, ошибки, которые мог бы выдавать единственный датчик, могут обнаруживаться, например, посредством перекрестного сравнения измеренных данных. Благодаря избыточной передаче измеренных данных при помощи передающего устройства на приемное устройство могут обнаруживаться и при необходимости устраняться также ошибки на пути передачи.The solution to the problem is determined by the features of claim 1 of the invention formula. According to the invention, a monitoring system for monitoring the quality of clamping of a workpiece holder clamped in a clamping device or of the workpiece itself includes at least two sensors for independently recording the quality of clamping of the clamped workpiece holder or of the workpiece itself, wherein the transmitting device is designed in such a way that it transmits the detected or calculated parameter or detected or calculated parameters with redundancy to the receiving device. Due to the fact that at least two sensors are provided for independently recording the quality of clamping of the clamped workpiece holder or of the workpiece itself, errors that could be produced by a single sensor can be detected, for example, by means of a cross-comparison of the measured data. Due to the redundant transmission of the measured data by means of the transmitting device to the receiving device, errors on the transmission path can also be detected and, if necessary, eliminated.
Предпочтительные варианты осуществления и усовершенствования системы контроля описаны в зависимых пунктах 2-13 формулы изобретения.Preferred embodiments and improvements of the control system are described in dependent claims 2-13 of the invention.
Так в предпочтительном усовершенствовании предусмотрено, что система контроля имеет по меньшей мере один сенсорный модуль, при помощи которого/которых имеющиеся на датчиках измеренные значения оцифровываются и передаются на передающее устройство. Подобная обработка измеренных данных повышает достоверность и упрощает передачу измеренных значений на передающее устройство. Кроме того, соответствующий сенсорный модуль может при необходимости также использоваться для питания датчика или нескольких датчиков.Thus, in a preferred development, it is provided that the monitoring system has at least one sensor module, by means of which the measured values present on the sensors are digitalized and transmitted to the transmitting device. Such processing of the measured data increases the reliability and simplifies the transmission of the measured values to the transmitting device. In addition, the corresponding sensor module can, if necessary, also be used to supply a sensor or several sensors.
В наиболее предпочтительном усовершенствовании системы контроля передающее устройство снабжено двумя независимыми микропроцессорными блоками, которые сконфигурированы для того, чтобы переданные соответствующим сенсорным модулем измеренные значения в каждом случае независимо и с избыточностью обрабатывать. С одной стороны, это исполнение помогает сразу же обнаруживать ошибки в измерении и при необходимости выполнять проверку, достоверно ли измерение. С другой стороны, различные и независимые микропроцессоры могут также иметь возможность программироваться по-разному, что предпочтительно в отношении избыточной регистрации и обработки измеренных данных.In the most preferred development of the monitoring system, the transmitting device is provided with two independent microprocessor units, which are configured to independently and redundantly process the measured values transmitted by the respective sensor module in each case. On the one hand, this design helps to immediately detect errors in the measurement and, if necessary, to check whether the measurement is plausible. On the other hand, the different and independent microprocessors can also be programmed differently, which is advantageous with respect to redundant recording and processing of the measured data.
Предпочтительно передающее устройство включает в себя по меньшей мере одну передающую антенну для передачи обработанных при помощи двух независимых микропроцессорных блоков измеренных данных. При помощи передающей антенны измеренные данные могут беспроводным образом передаваться на приемное устройство, и указанные компоненты могут объединяться в компактном и энергосберегающем конструктивном элементе.Preferably, the transmitting device includes at least one transmitting antenna for transmitting the measured data processed by two independent microprocessor units. By means of the transmitting antenna, the measured data can be wirelessly transmitted to the receiving device, and the said components can be combined in a compact and energy-saving structural element.
Наиболее предпочтительно система контроля включает в себя по меньшей мере два датчика, которые расположены таким образом, что их измеренные значения положительно коррелируют друг с другом. Это делает возможной наиболее простую проверку измеренных значения в отношении их достоверности, так как зарегистрированные измеренные значения могут сравниваться друг с другом посредством перекрестного сравнения.Most preferably, the monitoring system includes at least two sensors that are arranged in such a way that their measured values are positively correlated with each other. This makes it possible to check the measured values in terms of their reliability in the simplest possible way, since the recorded measured values can be compared with each other by means of a cross-comparison.
Наиболее предпочтительно система контроля включает в себя по меньшей мере два датчика, которые выполнены и расположены таким образом, что при зажатии держателя заготовки или самой заготовки могут измеряться упругие деформации материала зажимного патрона или зажимных тисков зажимного устройства, причем датчики являются в частности тензометрическими датчиками (DMS). Тензометрические датчики отличаются своей высокой точностью и хорошей долговременной стабильностью, так что благодаря указанному расположению датчиков могут очень просто делаться выводы в отношении фактически имеющегося зажимного усилия.Most preferably, the monitoring system comprises at least two sensors, which are designed and arranged in such a way that, when the workpiece holder or the workpiece itself is clamped, the elastic deformations of the material of the clamping chuck or the clamping jaw of the clamping device can be measured, wherein the sensors are in particular strain gauge sensors (DMS). Strain gauge sensors are characterized by their high accuracy and good long-term stability, so that, thanks to the said arrangement of the sensors, conclusions can be drawn very easily regarding the clamping force actually present.
Предпочтительное усовершенствование системы контроля служит для контроля зажимного устройства по меньшей мере с одним зажимным патроном, который имеет внутри перемещаемый в Z-направлении управляющий поршень для приведения в действие зажимных органов для зажатия зажимного шипа, причем система контроля имеет по меньшей мере два работающих бесконтактным способом датчика, при помощи которых независимо друг от друга могут регистрироваться по меньшей мере два положения, предпочтительно по меньшей мере три положения, управляющего поршня. Это исполнение позволяет при помощи двух датчиков надежно контролировать различные состояния зажимного патрона, причем наиболее предпочтительно используются индуктивные датчики.A preferred development of the monitoring system serves to monitor a clamping device with at least one clamping chuck, which has a control piston movable in the Z-direction inside for actuating the clamping members for clamping the clamping pin, wherein the monitoring system has at least two sensors operating in a contactless manner, by means of which at least two positions, preferably at least three positions, of the control piston can be recorded independently of one another. This design makes it possible to reliably monitor different states of the clamping chuck by means of two sensors, wherein inductive sensors are used most preferably.
В наиболее предпочтительном усовершенствовании система контроля включает в себя по меньшей мере один дополнительный датчик, при помощи которого может обнаруживаться наложение держателя заготовки на зажимное устройство. При помощи такого датчика может обнаруживаться, фактически ли опирается держатель заготовки в предусмотренном положении непосредственно на Z-опоры зажимного устройства, или он опирается на загрязнение, как например стружку, и потому неправильно позиционирован в Z-направлении.In a particularly preferred development, the monitoring system comprises at least one additional sensor, by means of which the application of the workpiece holder to the clamping device can be detected. By means of such a sensor, it can be detected whether the workpiece holder actually rests in the intended position directly on the Z-supports of the clamping device, or whether it rests on contamination, such as chips, and is therefore incorrectly positioned in the Z-direction.
Дальнейшее исполнение системы контроля служит для контроля качества зажатия зажатой в зажимных тисках зажимного устройства заготовки, причем система контроля включает в себя в этом предпочтительном примере по меньшей мере два дополнительных датчика, при помощи которых может обнаруживаться наложение заготовки на соответствующие направляющие салазки зажимных тисков. Таким образом, может обнаруживаться, зажата ли заготовка правильно или, например, косо.A further embodiment of the monitoring system serves to monitor the quality of the clamping of the workpiece clamped in the clamping vice of the clamping device, wherein the monitoring system comprises in this preferred example at least two additional sensors, by means of which the positioning of the workpiece on the corresponding guide slide of the clamping vice can be detected. In this way, it can be detected whether the workpiece is clamped correctly or, for example, at an angle.
Дальнейшее усовершенствование системы контроля помимо этого предусматривает, что она снабжена дополнительным датчиком, при помощи которого может обнаруживаться положение служащего для приведения в действие зажимных органов элемента. Это исполнение важно в частности в отношении автоматического подвода или автоматического отвода держателя заготовки роботом, так как указанный элемент для приведения в действие зажимных органов должен находиться в исходном или открытом положении, чтобы держатель заготовки мог подводиться или отводиться.A further development of the control system also provides for it to be equipped with an additional sensor, by means of which the position of the element used to actuate the clamping members can be detected. This design is particularly important with regard to the automatic approach or automatic retraction of the workpiece holder by the robot, since the said element for actuating the clamping members must be in the initial or open position, so that the workpiece holder can be advanced or retracted.
В наиболее предпочтительном усовершенствовании система контроля имеет приемную антенну для приема переданных при помощи передающего устройства данных и соединенный с приемной антенной сетевой шлюз, причем сетевой шлюз снабжен двумя независимыми микропроцессорными блоками, при помощи которых принятые данные в каждом случае независимо и с избыточностью дополнительно обрабатываются, и причем сетевой шлюз соединен с системой управления обрабатывающего станка. Это исполнение способствует тому, что данные могут надежно приниматься и при помощи сетевого шлюза передаваться в систему управления обрабатывающего станка.In the most preferred development, the monitoring system has a receiving antenna for receiving data transmitted by means of a transmitting device and a network gateway connected to the receiving antenna, wherein the network gateway is provided with two independent microprocessor units, by means of which the received data are independently and redundantly further processed in each case, and wherein the network gateway is connected to the control system of the processing machine. This design helps to ensure that the data can be reliably received and transmitted to the control system of the processing machine by means of the network gateway.
В наиболее предпочтительном усовершенствовании системы контроля сетевой шлюз обрабатывает переданные передающим устройством измеренные значения таким образом, что при установлении совпадения зарегистрированных измеренных значений и при достижении заданных измеренных значений в системе управления станка сигнал для правильно зажатого держателя заготовки или для правильно зажатой заготовки и/или для безопасной эксплуатации обрабатывающего станка выдается с избыточностью на систему управления станка. Вследствие этого может обеспечиваться безопасная эксплуатация обрабатывающего станка, благодаря тому, что разрешающий сигнал имеет место только в том случае, если держатель заготовки или сама заготовка надежно и правильно зажаты.In the most preferred development of the monitoring system, the network gateway processes the measured values transmitted by the transmitting device in such a way that, when a match is established between the recorded measured values and when the specified measured values are reached in the machine control system, a signal for a correctly clamped workpiece holder or for a correctly clamped workpiece and/or for safe operation of the processing machine is redundantly transmitted to the machine control system. As a result, safe operation of the processing machine can be ensured, since the enabling signal only occurs if the workpiece holder or the workpiece itself is securely and correctly clamped.
Дальнейшая задача изобретения заключается в том, чтобы зажимную систему с зажимным устройством для зажатия держателя заготовки или самой заготовки и системой контроля, выполненной согласно одному из предыдущих пунктов формулы изобретения, усовершенствовать таким образом, что может достоверно обнаруживаться, безопасно ли зажат держатель заготовки или сама заготовка.A further object of the invention is to improve the clamping system with a clamping device for clamping a workpiece holder or the workpiece itself and a monitoring system implemented in accordance with one of the preceding claims of the invention in such a way that it can be reliably detected whether the workpiece holder or the workpiece itself is securely clamped.
Эта задача решается с помощью зажимной системы согласно пункту 14 формулы изобретения. Благодаря тому, что система контроля зажимной системы снабжена по меньшей мере двумя расположенными на зажимном устройстве датчиками для независимой регистрации действующего на зажатый держатель заготовки или на зажатую заготовку зажимного усилия, релевантные для безопасного зажатия держателя заготовки или самой заготовки измеренные значения регистрируются дважды и независимо друг от друга. Тем самым создается та основная предпосылка, что может достоверно обнаруживаться, безопасно ли зажат держатель заготовки или сама заготовка.This problem is solved by means of a clamping system according to claim 14 of the invention formula. Due to the fact that the monitoring system of the clamping system is provided with at least two sensors arranged on the clamping device for independently recording the clamping force acting on the clamped workpiece holder or on the clamped workpiece, the measured values relevant for the safe clamping of the workpiece holder or the workpiece itself are recorded twice and independently of each other. This creates the basic prerequisite that it can be reliably detected whether the workpiece holder or the workpiece itself is safely clamped.
Предпочтительные усовершенствования зажимной системы определены в зависимых пунктах 15-20 формулы изобретения.Preferred improvements of the clamping system are defined in dependent claims 15-20 of the invention formula.
Предпочтительно зажимная система выполнена таким образом, что передающее устройство системы контроля включает в себя расположенный на зажимном устройстве радиопередатчик, а приемное устройство расположенный на удалении от него радиоприемник, причем передающее устройство имеет два независимых микропроцессорных блока, которые сконфигурированы для того, чтобы переданные соответствующим сенсорным модулем измеренные значения независимо и с избыточностью обрабатывать и проверять посредством перекрестного сравнения измеренных данных на их достоверность. Тем самым может уже на стороне передатчика, то есть в или на зажимном устройстве, производиться избыточная предварительная обработка измеренных данных в отношении их достоверности.Preferably, the clamping system is designed in such a way that the transmitting device of the monitoring system includes a radio transmitter located on the clamping device, and the receiving device a radio receiver located at a distance from it, wherein the transmitting device has two independent microprocessor units, which are configured in order to independently and redundantly process the measured values transmitted by the respective sensor module and to check their plausibility by means of a cross-comparison of the measured data. Thus, already on the side of the transmitter, i.e. in or on the clamping device, a redundant pre-processing of the measured data with respect to their plausibility can be carried out.
Согласно наиболее предпочтительному примеру осуществления зажимной системы используются в качестве датчиков тензометрические датчики, которые размещены с силовым замыканием и/или замыканием по материалу на зажимном патроне или зажимных тисках зажимного устройства таким образом, что их сигнал по существу пропорционален зажимному усилию. Так как тензометрические датчики обладают высокой точностью и хорошей долговременной стабильностью, они наиболее предпочтительно подходят для того, чтобы через измерение деформации материала на зажимном патроне или зажимных тисках делать точное суждение о действующем на держатель заготовки или на заготовку зажимном усилии и тем самым о качестве зажатия.According to a particularly preferred embodiment of the clamping system, strain gauges are used as sensors, which are arranged with a force and/or material closure on the clamping chuck or clamping vice of the clamping device in such a way that their signal is essentially proportional to the clamping force. Since strain gauges have a high accuracy and good long-term stability, they are particularly suitable for making an accurate judgment about the clamping force acting on the workpiece holder or the workpiece and thus about the quality of the clamping by measuring the deformation of the material on the clamping chuck or clamping vice.
В дальнейшем предпочтительном исполнении зажимной системы ее зажимное устройство имеет по меньшей мере один зажимной патрон для зажатия держателя заготовки, причем зажимной патрон включает в себя расположенный в области верхней стороны датчик для обнаружения наложение держателя заготовки. При помощи такого датчика может выявляется точное Z-положение держателя заготовки, что важно, например, в отношении возможных загрязнений в области Z-опор.In a further preferred embodiment of the clamping system, its clamping device has at least one clamping chuck for clamping the workpiece holder, wherein the clamping chuck includes a sensor arranged in the region of the upper side for detecting the overlay of the workpiece holder. With the aid of such a sensor, the exact Z-position of the workpiece holder can be detected, which is important, for example, with regard to possible contamination in the region of the Z-supports.
Наиболее предпочтительное усовершенствование зажимной системы снабжено зажимным патроном для зажатия снабженного зажимным шипом держателя заготовки, причем зажимной патрон снабжен перемещаемым между начальным положением и положением блокировки управляющим поршнем для приведения в действие зажимных органов для зажатия зажимного шипа, и зажимной патрон снабжен дополнительным датчиком для контроля положения управляющего поршня. Обнаружение положения управляющего поршня важно в частности в отношении автоматической загрузки зажимной системы при помощи робота-манипулятора, в частности для того чтобы не причинять нежелательные повреждения.The most preferred development of the clamping system is provided with a clamping chuck for clamping a workpiece holder provided with a clamping pin, wherein the clamping chuck is provided with a control piston movable between a starting position and a locking position for actuating the clamping members for clamping the clamping pin, and the clamping chuck is provided with an additional sensor for monitoring the position of the control piston. Detection of the position of the control piston is important in particular with regard to the automatic loading of the clamping system by means of a robot manipulator, in particular in order not to cause unwanted damage.
Наиболее предпочтительное исполнение зажимной системы включает в себя по меньшей мере два зажимных патрона для зажатия держателя заготовки, снабженного соответствующим количеству зажимных патронов количеством зажимных шипов, причем каждый зажимной патрон снабжен перемещаемым между начальным положением и положением блокировки управляющим поршнем для приведения в действие зажимных органов для зажатия соответствующего зажимного шипа, и причем по меньшей мере один зажимной патрон снабжен дополнительным датчиком для контроля положения управляющего поршня. Благодаря тому, что положение по меньшей мере одного управляющего поршня контролируется, может также делаться суждение в отношении того, может ли в принципе держатель заготовки подводиться или отводиться.The most preferred embodiment of the clamping system comprises at least two clamping chucks for clamping a workpiece holder, provided with a number of clamping pins corresponding to the number of clamping chucks, wherein each clamping chuck is provided with a control piston movable between a starting position and a locking position for actuating the clamping members for clamping the corresponding clamping pin, and wherein at least one clamping chuck is provided with an additional sensor for monitoring the position of the control piston. Due to the fact that the position of at least one control piston is monitored, a judgment can also be made as to whether the workpiece holder can in principle be advanced or retracted.
В альтернативном исполнении зажимной системы зажимное устройство выполнено в виде зажимных тисков с двумя зажимными губками, причем с каждой зажимной губкой согласован датчик для выявления зажимного усилия зажатой заготовки. Благодаря тому, что обеими зажимными губками выявляется зажимное усилие, может делаться суждение о том, безопасно ли или нет зажата заготовка.In an alternative design of the clamping system, the clamping device is designed as a clamping vice with two clamping jaws, with each clamping jaw being matched with a sensor for detecting the clamping force of the clamped workpiece. Due to the fact that the clamping force is detected by both clamping jaws, a judgment can be made as to whether the workpiece is clamped safely or not.
Наконец, дальнейшая задача изобретения заключается в том, чтобы способ контроля зажимного устройства обрабатывающего станка при помощи системы контроля, выполненной согласно одному из пунктов 1-14 формулы изобретения, усовершенствовать таким образом, что может достоверно и просто выявляться, удовлетворяет ли качество зажатия зажатого держателя заготовки или самой заготовки определенному заданному значению, причем на основе измеренных значений может оказываться воздействие на систему управления обрабатывающего станка и/или согласованного робота-манипулятора.Finally, a further object of the invention is to improve the method for monitoring the clamping device of a machine tool using a monitoring system implemented in accordance with one of claims 1 to 14 of the invention in such a way that it can be reliably and simply determined whether the quality of the clamping of the clamped workpiece holder or the workpiece itself satisfies a certain specified value, whereby on the basis of the measured values an effect can be exerted on the control system of the machine tool and/or the coordinated robot manipulator.
Эта задача решается с помощью способа согласно пункту 21 формулы изобретения. Благодаря тому, что при помощи по меньшей мере двух независимых датчиков выявляется качество зажатия зажатого в зажимном устройстве держателя заготовки или самой заготовки, что выявленные при помощи соответствующего датчика измеренные данные сравниваются друг с другом и проверяются на достоверность, и что выявленный или вычисленный параметр или выявленные или вычисленные параметры передаются при помощи передающего устройства с избыточностью на приемное устройство, и что на основе имеющихся измеренных значений оказывается влияние на систему управления обрабатывающего станка, может обеспечиваться безопасность при обработке заготовки, зажатой на обрабатывающем станке при помощи зажимного устройства или держателя заготовки.This problem is solved by means of a method according to claim 21 of the invention formula. Due to the fact that the quality of the clamping of a workpiece holder clamped in a clamping device or of the workpiece itself is detected by means of at least two independent sensors, that the measured data detected by means of the corresponding sensor are compared with each other and checked for plausibility, and that the detected or calculated parameter or parameters are transmitted with redundancy to a receiving device by means of a transmitting device, and that the control system of the processing machine is influenced on the basis of the available measured values, safety can be ensured during the processing of a workpiece clamped on the processing machine by means of a clamping device or a workpiece holder.
Предпочтительные усовершенствования способа определены в зависимых пунктах 22-25 формулы изобретения.Preferred improvements of the method are defined in dependent claims 22-25 of the invention formula.
При наиболее предпочтительном способе проверка на достоверность включает в себя проверку на совпадение выявленных и сопоставленных друг с другом параметров после их обработки двумя независимыми микропроцессорными блоками передающего устройства. Вследствие этого наряду с двойной регистрацией релевантных для надежного зажатия измеренных значений может также обеспечиваться избыточная оценка.In the most preferred method, the plausibility check includes a check for the coincidence of the detected and compared parameters after their processing by two independent microprocessor units of the transmitting device. As a result, in addition to the double registration of the measured values relevant for reliable clamping, a redundant evaluation can also be ensured.
В наиболее предпочтительном усовершенствовании способа выявленный или вычисленный параметр или выявленные или вычисленные параметры передаются при помощи передающего устройства с избыточностью и в виде пакетов данных на приемное устройство, причем на приемной стороне осуществляется проверка, достоверны ли переданные данные. Вследствие этого должна иметься возможность обнаруживать ошибки на линии радиосвязи.In the most preferred improvement of the method, the detected or calculated parameter or the detected or calculated parameters are transmitted by means of a transmitting device with redundancy and in the form of data packets to a receiving device, whereby a check is performed on the receiving side to determine whether the transmitted data are reliable. As a result, it should be possible to detect errors on the radio communication line.
Дальнейший предпочтительный способ предусматривает, что при совпадении выявленных и сопоставленных друг с другом параметров и при достижении заданных измеренных значений разрешающий сигнал для безопасной работы создается при помощи сетевого шлюза и с избыточностью передается на систему управления обрабатывающего станка. Таким образом, разрешающий сигнал имеет место только в том случае, если необходимые для безопасной эксплуатации обрабатывающего станка условия выполнены, а именно держатель заготовки или сама заготовка надежно зажаты.A further preferred method provides that when the detected and compared parameters match and when the specified measured values are reached, a release signal for safe operation is generated by means of a network gateway and is redundantly transmitted to the control system of the processing machine. The release signal therefore only occurs if the conditions necessary for safe operation of the processing machine are met, namely the workpiece holder or the workpiece itself is securely clamped.
Наконец, в наиболее предпочтительном усовершенствовании способа предусмотрено, что сетевой шлюз выдает разрешающий сигнал в виде бинарного сигнала, причем разрешающий сигнал принимает значение 1, если зарегистрированные измеренные значения достоверны и достигают заданного значения, и причем разрешающий сигнал принимает значение 0, если зарегистрированные измеренные значения либо не достоверны, либо не достигают заданного значения. Тем самым может достигаться положительная безопасность, благодаря тому, что разрешающий сигнал принимает значение 1 только в том случае, если держатель заготовки или сама заготовка правильно и надежно зажаты. В случае неисправности, как например обесточивания, разрешающий сигнал автоматически принимает значение 0, что сразу же обнаруживается системой управления станка и приводит к остановке станка или по меньшей мере к сообщению об ошибке.Finally, in a particularly preferred development of the method, it is provided that the network gateway issues an enable signal in the form of a binary signal, wherein the enable signal takes the value 1 if the recorded measured values are plausible and reach the setpoint value, and wherein the enable signal takes the value 0 if the recorded measured values are either not plausible or do not reach the setpoint value. In this way, positive safety can be achieved, due to the fact that the enable signal takes the value 1 only if the workpiece holder or the workpiece itself is correctly and securely clamped. In the event of a fault, such as a power failure, the enable signal automatically takes the value 0, which is immediately detected by the control system of the machine and leads to a stop of the machine or at least to an error message.
Из последующего подробного описания и формулы изобретения проистекают дальнейшие предпочтительные варианты осуществления и комбинации признаков изобретения.From the following detailed description and the claims, further preferred embodiments and combinations of features of the invention follow.
На фигурах используемого для разъяснения примеров осуществления чертежа показаны:The figures used to explain the examples of the drawing implementation show:
фиг. 1 - первое зажимное устройство вместе с устройством контроля на схематичном изображении;Fig. 1 - the first clamping device together with the control device in a schematic representation;
фиг. 2 - второе зажимное устройство вместе с держателем заготовки и отдельными компонентами устройства контроля на виде в перспективе;Fig. 2 - the second clamping device together with the workpiece holder and individual components of the control device in a perspective view;
фиг. 3a - разрез зажимного устройства согласно фиг. 2 вместе с изображенным в поднятом состоянии держателем заготовки;Fig. 3a - section of the clamping device according to Fig. 2 together with the workpiece holder shown in the raised position;
фиг. 3b - зажимное устройство согласно фиг. 3a вместе с зажатым в нем держателем заготовки в разрезе;Fig. 3b - a cross-sectional view of the clamping device according to Fig. 3a together with the workpiece holder clamped in it;
фиг. 3c - дополнительный разрез зажимного устройства согласно фиг. 2 без держателя заготовки; иFig. 3c - additional section of the clamping device according to Fig. 2 without the workpiece holder; and
фиг. 4 - выполненное в виде зажимных тисков третье зажимное устройство вместе с отдельными компонентами устройства контроля на виде в перспективе.Fig. 4 - a third clamping device, designed in the form of a clamping vice, together with individual components of the testing device in a perspective view.
Фиг. 1 показывает зажимное устройство 3 вместе с устройством 12 контроля на схематичном изображении. При помощи первого прямоугольника 1 схематично обозначен машинный зал, в котором находится обрабатывающий станок, на котором используется зажимное устройство 3. При помощи пунктирной линии 2 схематично обозначена зажимная система, которая включает в себя зажимное устройство 3, а также часть устройства 12 контроля. Зажимным устройством 3 является в данном примере так называемый четверной зажимной патрон, у которого на базовой плите 5 расположены четыре зажимных патрона 6, 7, 8, 9. Каждый зажимной патрон имеет центральное приемное отверстие (не изображено) для приема и зажатия расположенного на держателе заготовки (не изображен) зажимного шипа. Для зажатия зажимного шипа в приемном отверстии каждый зажимной патрон 6, 7, 8, 9 снабжен зажимным механизмом. Верхняя сторона четырех зажимных патронов образует при этом X-Y-плоскость зажимного патрона, в то время как так называемая Z-ось проходит перпендикулярно к ней. Так как подобные зажимные патроны принципиально известны, например, из EP 3391991 A или DE 102013014036 A1, соответствующие зажимные патроны изображены лишь схематично, и рассматриваются лишь некоторые релевантные в связи с изобретением признаки.Fig. 1 shows the clamping device 3 together with the testing device 12 in a schematic representation. The first rectangle 1 schematically indicates the machine room in which the processing machine is located, on which the clamping device 3 is used. The dotted line 2 schematically indicates the clamping system, which includes the clamping device 3 and also part of the testing device 12. The clamping device 3 in this example is a so-called quadruple clamping chuck, in which four clamping chucks 6, 7, 8, 9 are arranged on the base plate 5. Each clamping chuck has a central receiving opening (not shown) for receiving and clamping a clamping pin located on a workpiece holder (not shown). For clamping the clamping pin in the receiving opening, each clamping chuck 6, 7, 8, 9 is provided with a clamping mechanism. The upper side of the four chucks forms the X-Y plane of the chuck, while the so-called Z axis runs perpendicular to it. Since such chucks are known in principle, for example, from EP 3391991 A or DE 102013014036 A1, the corresponding chucks are only shown schematically, and only a few features relevant in connection with the invention are discussed.
Устройство 12 контроля включает в себя наряду с несколькими датчиками для регистрации качества зажатия зажатого держателя заготовки передающее устройство 14, а также обозначенное пунктирной линией приемное устройство 21. В данном примере с каждым зажимным патроном 6, 7, 8, 9 согласованы три датчика A1, B1, C1; A2, B2, C2; A3, B3, C3; A4, B4, C4, функция которых разъясняется еще более подробно в последующем. Три датчика A1-C1, A2-C2, A3-C3, A4-C4 каждого зажимного патрона 6, 7, 8, 9 соединены в каждом случае с сенсорным модулем 34, 35, 36, 37, в котором производится подготовка измеренных соответствующими датчиками значений. Каждый сенсорный модуль отвечает с одной стороны за питание датчиков (тензометрических датчиков или измерительного моста Уитстона, индуктивных датчиков и т.д.). С другой стороны, интегрирован аналого-цифровой преобразователь, который оцифровывает аналоговые измерительные сигналы, так что эти данные измерений могут по сравнительно малому количеству линий L1-L4, в идеале по одной линии на каждый сенсорный модуль 34, 35, 36, 37, передаваться в цифровом виде на передающее устройство 14. Передающее устройство 14 снабжено двумя независимыми микропроцессорными блоками 15, 16, которые производят предварительную обработку данных измерений. Оба микропроцессорных блока 15, 16 снабжены предпочтительно разными микропроцессорами, для того чтобы обеспечивать независимую и избыточную подготовку данных измерений. Передающее устройство 14 снабжено помимо этого радиомодулем - радиопередатчиком - и передающей антенной 17 для беспроводной передачи данных измерений. В данном примере предусмотрена одна передающая антенна 17 для передачи подготовленных обоими микропроцессорными блоками 15, 16 данных измерений. Кроме того, зажимная система 2 снабжена датчиком 18 ускорения, который, как здесь показано, может быть расположен в области передающего устройства 14.The control device 12 includes, in addition to several sensors for recording the quality of clamping of the clamped workpiece holder, a transmitting device 14, as well as a receiving device 21 indicated by a dotted line. In this example, three sensors A1, B1, C1; A2, B2, C2; A3, B3, C3; A4, B4, C4 are matched to each clamping chuck 6, 7, 8, 9, the function of which is explained in even more detail below. The three sensors A1-C1, A2-C2, A3-C3, A4-C4 of each clamping chuck 6, 7, 8, 9 are connected in each case to a sensor module 34, 35, 36, 37, in which the values measured by the corresponding sensors are prepared. Each sensor module is responsible on the one hand for supplying the sensors (strain gauges or Wheatstone measuring bridge, inductive sensors, etc.). On the other hand, an analog-to-digital converter is integrated, which digitizes the analog measuring signals, so that these measuring data can be transmitted digitally via a comparatively small number of lines L1-L4, ideally one line per sensor module 34, 35, 36, 37, to the transmitting device 14. The transmitting device 14 is provided with two independent microprocessor units 15, 16, which perform preliminary processing of the measuring data. Both microprocessor units 15, 16 are preferably provided with different microprocessors, in order to ensure independent and redundant preparation of the measuring data. The transmitting device 14 is further provided with a radio module - a radio transmitter - and a transmitting antenna 17 for wireless transmission of the measuring data. In this example, one transmitting antenna 17 is provided for transmitting the measuring data prepared by both microprocessor units 15, 16. In addition, the clamping system 2 is provided with an acceleration sensor 18, which, as shown here, can be located in the region of the transmitting device 14.
Для питания передающего устройства 14 используется источник 19 питания, предпочтительно в виде батарей или аккумуляторов, который может размещаться, например, в отдельном батарейном отсеке в зажимном устройстве 3, причем ни батареи, ни батарейный отсек не изображены более подробно. При необходимости может также предусматриваться сетевой блок питания, индуктивный источник питания или устройство для преобразования энергии из окружающей среды (Energy Harvesting - сбор энергии).For power supply of the transmitting device 14, a power source 19 is used, preferably in the form of batteries or accumulators, which can be accommodated, for example, in a separate battery compartment in the clamping device 3, whereby neither the batteries nor the battery compartment are shown in more detail. If necessary, a network power supply unit, an inductive power source or a device for converting energy from the environment (energy harvesting) can also be provided.
Расположенное на удалении от зажимного устройства 3 приемное устройство 21 - радиоприемник - включает в себя наряду с приемной антенной 22 сетевой шлюз 24 для подготовки данных. Под общеизвестным и используемым термином сетевой шлюз обозначается точка передачи в виде коммутационного устройства, в частности в виде коммутационного устройства в вычислительных сетях. В информатике под сетевым шлюзом понимается компонент (аппаратное обеспечение и/или программное обеспечение), который устанавливает соединение между двумя системами. Сетевой шлюз 24 также имеет два независимых микропроцессорных блока 25, 26 для оценки принятых данных. Также здесь оба микропроцессорных блока 25, 26 снабжены предпочтительно разными микропроцессорами, для того чтобы обеспечивать независимую и избыточную обработку принятых данных измерений. Разные и независимые микропроцессоры могут также программироваться при помощи разного программного обеспечения, что снова служит надежности.The receiving device 21, a radio receiver, which is located at a distance from the clamping device 3, includes, in addition to the receiving antenna 22, a network gateway 24 for processing the data. The generally known and used term network gateway denotes a transmission point in the form of a switching device, in particular in the form of a switching device in computer networks. In computer science, a network gateway is understood to be a component (hardware and/or software) that establishes a connection between two systems. The network gateway 24 also has two independent microprocessor units 25, 26 for evaluating the received data. Here, too, the two microprocessor units 25, 26 are preferably equipped with different microprocessors in order to ensure independent and redundant processing of the received measurement data. The different and independent microprocessors can also be programmed with different software, which again serves for reliability.
Приемная антенна 22 соединена первым кабелем 23 с сетевым шлюзом 24, который в свою очередь соединен вторым кабелем 27 с системой 28 управления станка. Система 28 управления станка соединена третьим кабелем 29 с манипуляционным роботом 30. Сетевой шлюз 24 соединен помимо этого четвертым кабелем 31 с обслуживающим инструментом 32. Несмотря на то, что сетевой шлюз 24 показан здесь за пределами символизирующей зажимную систему линии 2, он образует в общей сложности также составную часть устройства 12 контроля и согласован с зажимной системой. При помощи манипуляционного робота 30 держатели заготовок или сами заготовки могут подводиться к зажимному устройству 3 или сниматься с него. Система 28 управления станка управляет обрабатывающим станком, на котором используется зажимное устройство 3. Наконец, обслуживающий инструмент служит в качестве инструмента для калибровки и диагностики. Несмотря на то, что указанные кабели 23, 27, 29, 31 заранее схематично изображены в каждом случае лишь одной линией, понятие кабель означает в данном контексте любой тип электрического соединения, причем под ним следует понимать как одножильные, так и многожильные электрические линии, а также несколько независимых линий. Так, например, сетевой шлюз 24 соединен по меньшей мере двумя линиями с системой 28 управления станка, как будет разъясняться еще более подробно ниже.The receiving antenna 22 is connected via a first cable 23 to a network gateway 24, which in turn is connected via a second cable 27 to a machine control system 28. The machine control system 28 is connected via a third cable 29 to a handling robot 30. The network gateway 24 is also connected via a fourth cable 31 to a service tool 32. Although the network gateway 24 is shown here outside the line 2 symbolizing the clamping system, it also forms a component part of the testing device 12 overall and is matched to the clamping system. With the aid of the handling robot 30, workpiece holders or the workpieces themselves can be fed to or removed from the clamping device 3. The machine control system 28 controls the processing machine on which the clamping device 3 is used. Finally, the service tool serves as a calibration and diagnostic tool. Although the said cables 23, 27, 29, 31 are in advance schematically shown in each case by only one line, the term cable means in this context any type of electrical connection, and it should be understood as both single-core and multi-core electrical lines, as well as several independent lines. Thus, for example, the network gateway 24 is connected by at least two lines to the control system 28 of the machine, as will be explained in more detail below.
Сетевой шлюз 24 принимает при помощи антенны 22 переданные в цифровом виде передающим устройством 14 данные и оценивает их. Для беспроводной передачи данных предпочтительно используется стандартизованный интерфейс, как например Bluetooth, ZigBee, или собственный радиопередатчик в частотном диапазоне 2,4 ГГц, причем наиболее предпочтительно используется радиотехника Bluetooth Low Energie (BLE - с низким энергопотреблением), как будет разъясняться еще более подробно ниже.The network gateway 24 receives the data transmitted in digital form by the transmitting device 14 via the antenna 22 and evaluates them. For wireless data transmission, a standardized interface is preferably used, such as Bluetooth, ZigBee, or a proprietary radio transmitter in the 2.4 GHz frequency range, whereby Bluetooth Low Energy (BLE) radio technology is most preferably used, as will be explained in more detail below.
На основе переданных данных сетевой шлюз 24 может распознавать состояние зажимного устройства, как например патрон открыт, поддон отсутствует, поддон размещен, поддон зажат, поддон зажат с усилием 10 кН и т.д., и передавать его далее на систему 28 управления станка или соединенную с ней систему управления производственным процессом. Система 28 управления станка или система управления производственным процессом могут передавать команды манипуляционному роботу 34, например, перемещать держатели заготовок на зажимное устройство 3, или снимать держатели заготовок с зажимного устройства 3. В случае неисправности или обнаружения недостаточного механического зажатия, в частности также во время обработки зажатого на зажимном устройстве 3 держателя заготовки, соответствующий обрабатывающий станок может немедленно останавливаться. В любом случае на основе имеющихся на датчиках измеренных значений может оказываться влияние на управление обрабатывающим станком и/или согласованным манипуляционным роботом.On the basis of the transmitted data, the network gateway 24 can recognize the state of the clamping device, such as chuck open, pallet missing, pallet placed, pallet clamped, pallet clamped with a force of 10 kN, etc., and transmit it further to the machine control system 28 or the process control system connected thereto. The machine control system 28 or the process control system can transmit commands to the handling robot 34, for example to move the workpiece holders to the clamping device 3, or to remove the workpiece holders from the clamping device 3. In the event of a malfunction or detection of insufficient mechanical clamping, in particular also during the processing of a workpiece holder clamped on the clamping device 3, the corresponding processing machine can be stopped immediately. In any case, on the basis of the measured values available on the sensors, the control of the processing machine and/or the associated handling robot can be influenced.
Из трех датчиков на зажимной патрон 6, 7, 8, 9 в каждом случае первый датчик A1, A2, A3, A4 служит для выявления зажимного усилия, с которым зажимной шип зажат в соответствующем зажимном патроне. Для этого используется предпочтительно датчик на основе тензометрического датчика, обозначаемого далее DMS, при помощи которого могут измеряться упругие деформации материала зажимного патрона, в частности корпуса. Вследствие этого может делаться вывод в отношении того усилия, с которым зажимной шип втягивается в соответствующий зажимной патрон и соответственно зажимается в нем.Of the three sensors on the clamping chuck 6, 7, 8, 9, the first sensor A1, A2, A3, A4 in each case serves to detect the clamping force with which the clamping pin is clamped in the respective clamping chuck. For this purpose, a sensor based on a strain gauge, hereinafter referred to as DMS, is preferably used, with the aid of which the elastic deformations of the material of the clamping chuck, in particular the housing, can be measured. As a result, a conclusion can be drawn regarding the force with which the clamping pin is drawn into the respective clamping chuck and is correspondingly clamped in it.
В каждом случае дополнительный датчик B1, B2, B3, B4 служит с одной стороны в качестве контроля наличия для держателя заготовки. С другой стороны, при помощи соответствующего датчика B1, B2, B3, B4 может также выявляться точное Z-положение держателя заготовки. Для этого используется предпочтительно работающий индуктивно датчик, который расположен в области верхней стороны зажимного патрона 6, 7, 8, 9 таким образом, что он обнаруживает наличие или наложение держателя заготовки.In each case, the additional sensor B1, B2, B3, B4 serves on the one hand as a presence monitor for the workpiece holder. On the other hand, the exact Z-position of the workpiece holder can also be detected by means of the corresponding sensor B1, B2, B3, B4. For this purpose, an inductively operating sensor is preferably used, which is arranged in the area of the upper side of the clamping chuck 6, 7, 8, 9 in such a way that it detects the presence or application of the workpiece holder.
В каждом случае дополнительный датчик C1, C2, C3, C4 служит для контроля положения служащего для приведения в действие зажимных органов управляющего поршня. При помощи управляющего поршня служащие для зажатия зажимного шипа зажимные органы - зажимные шарики - могут сдвигаться в радиальном направлении вовнутрь, так что они прикладываются к зажимному шипу с силовым замыканием. Если зажимные органы сдвинуты управляющим поршнем в радиальном направлении вовнутрь, управляющий поршень находится в положении блокировки/рабочем положении. Если управляющий поршень смещен в начальное положение, то зажимные органы находятся в положении открытия, или они могут по меньшей мере сдвигаться обратно в положение открытия. В положении открытия управляющего поршня зажимной шип может, следовательно, вводиться в зажимной патрон и соответственно извлекаться из него, в то время как в положении блокировки управляющего поршня зажимные органы находятся в положении зажатия, в котором зажимной шип зажат в зажимном патроне. Если управляющий поршень находится в положении блокировки, зажимной шип не может ни вводиться в зажимной патрон, ни извлекаться из него. У подобных зажимных патронов управляющий поршень приводится в движение, как правило, пневматически, причем он перемещается пневматически в положение открытия, в то время как в положение блокировки он смещается при помощи пружинного усилия и удерживается там за счет самоторможения. Это имеет то преимущество, что зажимной патрон заблокирован в состоянии без давления воздуха, так что держатель заготовки остается надежно зажатым также без сжатого воздуха.In each case, an additional sensor C1, C2, C3, C4 serves to monitor the position of the control piston, which serves to actuate the clamping members. By means of the control piston, the clamping members, the clamping balls, which serve to clamp the clamping pin can be moved radially inward, so that they are applied to the clamping pin with a force lock. If the clamping members are moved radially inward by the control piston, the control piston is in the locking/working position. If the control piston is moved into the starting position, the clamping members are in the opening position, or they can at least be moved back into the opening position. In the opening position of the control piston, the clamping pin can therefore be inserted into the clamping chuck and removed from it, while in the locking position of the control piston, the clamping members are in the clamping position, in which the clamping pin is clamped in the clamping chuck. If the control piston is in the locked position, the clamping pin can neither be inserted into nor removed from the clamping chuck. In such clamping chucks, the control piston is usually driven pneumatically, whereby it is moved pneumatically into the opening position, while it is moved into the locked position by means of a spring force and is held there by self-locking. This has the advantage that the clamping chuck is locked in a state without air pressure, so that the workpiece holder remains securely clamped even without compressed air.
Следует понимать, что, конечно, не должны предусматриваться три датчика на зажимной патрон 6, 7, 8, 9, а может быть согласно требованиям достаточным предусматривать один, два или три датчика на зажимной патрон. При необходимости даже достаточно предусматривать только на двух из четырех зажимных патронов в каждом случае один датчик. В таком случае располагался бы предпочтительно на двух диагонально противоположных друг другу зажимных патронах 6, 8 или 7, 9 в каждом случае один датчик, при помощи которого может измеряться зажимное усилие, с которым соответствующий зажимной шип зажат в зажимном патроне.It should be understood that, of course, three sensors should not be provided for the clamping chuck 6, 7, 8, 9, but it may be sufficient to provide one, two or three sensors per clamping chuck according to the requirements. If necessary, it is even sufficient to provide only one sensor in each case on two of the four clamping chucks. In such a case, one sensor would preferably be located on two diagonally opposite clamping chucks 6, 8 or 7, 9 in each case, with the help of which the clamping force with which the corresponding clamping pin is clamped in the clamping chuck can be measured.
Наконец, датчик 18 ускорения служит для определения положения зажимного устройства 3. Кроме того, при помощи датчика 18 ускорения могут также контролироваться движения зажимного устройства 3. Так, например, вибрации, которые возникают при обработке заготовки, могут непрерывно контролироваться, и при обнаружении превышения порогового значения процесс обработки может немедленно останавливаться.Finally, the acceleration sensor 18 serves to determine the position of the clamping device 3. In addition, the movements of the clamping device 3 can also be monitored using the acceleration sensor 18. Thus, for example, vibrations that occur during the processing of the workpiece can be continuously monitored, and if a threshold value is detected to be exceeded, the processing process can be stopped immediately.
Наиболее предпочтительно используемая для радиопередачи технология Bluetooth Low Energy (BLE) требует для передачи очень мало энергии и имеет зону действия примерно 10 метров. Кроме того, BLE является стандартизованным на международном уровне и вследствие этого применяемым по всему миру радиоинтерфейсом с частотой 2,4 ГГц. Так как BLE используется, например, также в смартфонах, соответствующие компоненты изготавливаются в очень больших сериях и потому могут экономично покупаться. Вследствие этого мог бы, например, также смартфон сообщаться с зажимным патроном. Тем самым эта технология имеет, например, также по сравнению с использованной в EP 3 028 804 A1 индуктивной передачей, очень много преимуществ.The Bluetooth Low Energy (BLE) technology, which is most preferably used for radio transmission, requires very little energy for transmission and has a range of approximately 10 meters. In addition, BLE is an internationally standardized and therefore worldwide applicable radio interface with a frequency of 2.4 GHz. Since BLE is also used, for example, in smartphones, the corresponding components are manufactured in very large series and can therefore be purchased inexpensively. As a result, for example, a smartphone could also communicate with a chuck. This technology therefore has, for example, also many advantages compared to the inductive transmission used in EP 3 028 804 A1.
Далее разъясняются некоторые возможные принципы действия устройства контроля.Some possible operating principles of the control device are explained below.
Пример 1Example 1
В этом примере исходят из того, что на зажимной патрон 6, 7, 8, 9 предусмотрен в каждом случае лишь один датчик, а именно DMS-датчик A1, A2, A3, A4 для измерения имеющегося зажимного усилия.In this example, it is assumed that only one sensor is provided for the clamping chuck 6, 7, 8, 9 in each case, namely the DMS sensor A1, A2, A3, A4 for measuring the existing clamping force.
После того, как держатель заготовки (не изображен) зажат в зажимном устройстве 3, измеренные DMS-датчиками A1, A2, A3, A4 и оцифрованные в сенсорных модулях 34, 35, 36, 37 данные параллельно обрабатываются в обоих микропроцессорных блоках 15, 16 передающего устройства 14. При этом данные измерений различных датчиков обрабатываются обоими микропроцессорными блоками 15, 16 независимо друг от друга и проверяются посредством перекрестного сравнения данных измерений на их достоверность. Имеющиеся на четырех DMS-датчиках A1, A2, A3, A4 измеренные значения могут отличаться друг от друга в каждом случае максимум на заданное значение. Если выявленные измеренные значения находятся внутри заданного окна допуска, измеренные значения передаются передающим устройством 14 на приемное устройство 21. Однако если измеренные значения отличаются друг от друга слишком сильно, то уже на передающей стороне может обнаруживаться, что имеется ошибка, и при необходимости может выдаваться сообщение об ошибке, причем измеренные значения все равно могут передаваться на приемное устройство 21.After the workpiece holder (not shown) has been clamped in the clamping device 3, the data measured by the DMS sensors A1, A2, A3, A4 and digitized in the sensor modules 34, 35, 36, 37 are processed in parallel in both microprocessor units 15, 16 of the transmitting device 14. In this case, the measurement data of the different sensors are processed by both microprocessor units 15, 16 independently of one another and are checked for plausibility by means of a cross-comparison of the measurement data. The measured values available on the four DMS sensors A1, A2, A3, A4 may differ from one another in each case by a maximum of a specified value. If the detected measured values are within a specified tolerance window, the measured values are transmitted by the transmitting device 14 to the receiving device 21. However, if the measured values differ from each other too much, then it can already be detected on the transmitting side that there is an error and, if necessary, an error message can be issued, whereby the measured values can still be transmitted to the receiving device 21.
Наряду с вышеупомянутым перекрестным сравнением измеренных значений, с помощью которого выявляется достоверность измеренных значений, используется, естественно, также абсолютная измеренная величина, для того чтобы определять, правильно ли и с необходимым ли зажимным усилием зажат держатель заготовки или сама заготовка.In addition to the above-mentioned cross-comparison of the measured values, by means of which the reliability of the measured values is determined, the absolute measured value is, of course, also used in order to determine whether the workpiece holder or the workpiece itself is clamped correctly and with the necessary clamping force.
Предпочтительным образом измеренные или выявленные данные проверяются перед передачей на достоверность и после передачи проверяются еще раз на достоверность.Preferably, the measured or detected data are checked for plausibility before transmission and checked again for plausibility after transmission.
Благодаря тому, что положительно коррелирующие друг с другом данные измерений, такие как измеренные DMS-датчиками A1, A2, A3, A4 зажимные усилия, сравниваются и проверяются на достоверность при помощи обоих микропроцессорных блоков 15, 16, уже в передающем устройстве 14 может выполняться предварительная обработка данных измерений, и при необходимости уменьшенный объем данных может передаваться на приемное устройство 21. Если измеренные данные достоверны, они передаются передающим устройством 14 на приемное устройство 21, в то время как при обнаружении недостоверных данных измерений передается сообщение об ошибке. При необходимости дополнительно к сообщению об ошибке могут также еще передаваться данные измерений. Могут передаваться либо фактические измеренные значения, в частности зажимное усилие, с которым соответствующий зажимной шип зажат в зажимном патроне, либо альтернативно может также передаваться уменьшенный объем данных в смысле зажатие - ok, если измеренные значения достоверны. При необходимости может быть также достаточным только измеренные значения двух диагонально противоположных друг другу датчиков регистрировать и проверять на достоверность. Однако благодаря тому, что выявляются и проверяются на достоверность данные всех четырех DMS-датчиков A1, A2, A3, A4, может помимо этого также констатироваться, что у держателя заготовки имеются все четыре зажимных шипа, и ни один из них не отсутствует.By comparing the positively correlated measurement data, such as the clamping forces measured by the DMS sensors A1, A2, A3, A4, and checking them for plausibility by means of the two microprocessor units 15, 16, a pre-processing of the measurement data can already be carried out in the transmission device 14 and, if necessary, a reduced volume of data can be transmitted to the receiving device 21. If the measurement data are plausible, they are transmitted by the transmission device 14 to the receiving device 21, while an error message is transmitted if plausible measurement data is detected. If necessary, measurement data can also be transmitted in addition to the error message. Either the actual measured values, in particular the clamping force with which the respective clamping pin is clamped in the clamping chuck, can be transmitted, or alternatively a reduced volume of data in the sense of clamping - ok can also be transmitted if the measured values are plausible. If necessary, it may also be sufficient to record and check for plausibility only the measured values of two diagonally opposite sensors. However, due to the fact that the data of all four DMS sensors A1, A2, A3, A4 are detected and checked for plausibility, it can also be established that the workpiece holder has all four clamping pins and none of them is missing.
Для того чтобы при передаче по радиолинии предотвращать ошибки, которые могут возникать, например, из-за искажения сообщений, непреднамеренного повторения сообщений, неправильной последовательности сообщений, потери сообщений, задержки сообщений во времени, вставки неверной информации, например ввиду сбоя или неверного отправителя, должны приниматься соответствующие меры предосторожности.In order to prevent errors in radio transmission which may arise, for example, due to message corruption, unintentional repetition of messages, incorrect message sequence, loss of messages, time delays in messages, insertion of incorrect information, for example due to a failure or the wrong sender, appropriate precautions must be taken.
Предпочтительно данные измерений передаются с избыточностью и в виде пакетов цифровых данных. При этом каждый пакет данных может быть снабжен однозначно определяемым кодированием, так что на приемной стороне может производиться соответствующее распознавание.Preferably, the measurement data are transmitted redundantly and in the form of digital data packets. In this case, each data packet can be provided with a uniquely identifiable coding, so that the corresponding recognition can be carried out on the receiving side.
На приемной стороне пакеты данных принимаются антенной и оцениваются обоими микропроцессорными блоками 25, 26 сетевого шлюза 24. Предпочтительно переданные данные измерений также на приемной стороне проверяются посредством перекрестного сравнения на достоверность. Наряду с перекрестным сравнением должны также дополнительно использоваться абсолютные измеренные значения, для того чтобы принимать решение, правильно ли или нет зажатие.On the receiving side, the data packets are received by the antenna and evaluated by both microprocessor units 25, 26 of the network gateway 24. Preferably, the transmitted measurement data are also checked for plausibility on the receiving side by means of a cross-comparison. In addition to the cross-comparison, absolute measurement values must also be used in order to decide whether the clamping is correct or not.
Для того чтобы обеспечивать положительную безопасность, в случае обнаружения правильного зажатия генерируется сетевым шлюзом 24 сигнал зажатия - разрешающий сигнал -, который контролируется системой управления станка. Правильное зажатие означает, что с одной стороны посредством перекрестного сравнения обнаруживается достоверность имеющихся измеренных значений, а с другой стороны достигается заданное минимальное зажимное усилие. Предпочтительно сетевой шлюз выдает разрешающий сигнал в виде бинарного сигнала, причем разрешающий сигнал принимает значение 1, если зарегистрированные измеренные значения достоверны и достигают заданного значения, и причем разрешающий сигнал принимает значение 0, если зарегистрированные измеренные значения либо не достоверны, либо не достигают заданного значения. При помощи обоих микропроцессорных блоков 25, 26 сетевого шлюза 24 генерируются независимо друг от друга два разрешающих сигнала со значением 1, если оба микропроцессорных блока 25, 26 обнаруживают правильное зажатие. Система управления станка соединена двумя линиями для передачи разрешающего сигнала с сетевым шлюзом 24, и только если разрешающий сигнал обеих линий принимает значение 1, системой 28 управления станка обнаруживается правильное зажатие. Таким образом, разрешающий сигнал передается с избыточностью - дважды - на систему 28 управления станка.In order to ensure positive safety, in the event of correct clamping being detected, a clamping signal - an enable signal - is generated by the network gateway 24, which is monitored by the machine control system. Correct clamping means that, on the one hand, the plausibility of the existing measured values is detected by means of a cross-comparison, and on the other hand, a specified minimum clamping force is achieved. Preferably, the network gateway issues the enable signal in the form of a binary signal, wherein the enable signal takes the value 1 if the recorded measured values are plausible and reach the specified value, and wherein the enable signal takes the value 0 if the recorded measured values are either not plausible or do not reach the specified value. By means of the two microprocessor units 25, 26 of the network gateway 24, two enable signals with the value 1 are generated independently of one another, if both microprocessor units 25, 26 detect correct clamping. The machine control system is connected by two lines for transmitting the enable signal to the network gateway 24, and only if the enable signal of both lines takes the value 1, the machine control system 28 detects the correct clamping. In this way, the enable signal is transmitted redundantly - twice - to the machine control system 28.
Если сетевой шлюз 24 обнаруживает, что возникают недопустимые ошибки на линии передачи, также генерируется ошибка, и разрешающий сигнал принимает значение 0. Это привело бы в этом случае к тому, что система управления станка останавливает обрабатывающий станок. В случае неисправности приемного устройства - электроники - или другого нарушения, как например обесточивания или недостоверных измеренных значений, разрешающий сигнал также принимал бы значение 0, вследствие чего система 28 управления станка снова останавливала бы обрабатывающий станок.If the network gateway 24 detects that impermissible errors occur on the transmission line, an error is also generated and the enable signal takes the value 0. This would then lead to the machine control system stopping the processing machine. In the event of a fault in the receiving device - the electronics - or another disturbance, such as a power failure or unreliable measured values, the enable signal would also take the value 0, as a result of which the machine control system 28 would stop the processing machine again.
Наиболее предпочтительно данные при беспроводной передаче обогащаются избыточной информацией, для того чтобы обнаруживать искажения и/или ошибки. Благодаря принятым мерам искажения и/или ошибки могут обнаруживаться уже на ранней стадии, а не впервые в самом конце.Most preferably, data during wireless transmission is enriched with redundant information in order to detect distortions and/or errors. Thanks to the measures taken, distortions and/or errors can be detected already at an early stage, and not for the first time at the very end.
Несмотря на то, что ранее упоминается в каждом случае передающее устройство 14 и приемное устройство 21, имеет место не только однонаправленная передача данных от передающего устройства 14 к приемному устройству 21, но и данные могут также передаваться в обратном направлении, как было разъяснено выше.Although the transmitting device 14 and the receiving device 21 are mentioned in each case, not only is there a one-way transmission of data from the transmitting device 14 to the receiving device 21, but data can also be transmitted in the opposite direction, as explained above.
В любом случае при помощи выполненного согласно изобретению устройства контроля релевантные для надежного зажатия данные измерений или параметры дублируются, то есть регистрируются с избыточностью, эти данные измерений на передающей стороне проверяются обоими независимыми микропроцессорными блоками 15, 16 посредством перекрестного сравнения на достоверность, затем передаются с избыточностью, на приемной стороне снова обоими независимыми микропроцессорными блоками 25, 26 сетевого шлюза 24 перекрестно проверяются и оцениваются с избыточностью и, наконец, снова с избыточностью передаются на систему 28 управления станка. Таким образом, на каждом из этих шагов установлена двойная безопасность, так что, в конечном счете, вся измерительная цепочка, включая беспроводную передачу, работает безопасно и надежно.In any case, by means of the monitoring device according to the invention, the measurement data or parameters relevant for reliable clamping are duplicated, i.e. recorded redundantly, these measurement data are checked on the transmitting side by both independent microprocessor units 15, 16 by means of a cross-comparison for plausibility, then transmitted redundantly, on the receiving side they are again cross-checked and redundantly evaluated by both independent microprocessor units 25, 26 of the network gateway 24 and finally transmitted again redundantly to the control system 28 of the machine. In this way, double security is established at each of these steps, so that ultimately the entire measurement chain, including the wireless transmission, works safely and reliably.
Пример 2Example 2
В этом примере регистрируются данные измерений всех датчиков зажимного устройства 3. Предпочтительно в каждом случае данные однотипных датчиков сравниваются друг с другом и проверяются на достоверность. При помощи DMS-датчиков может вышеописанным образом выявляться с одной стороны качество зажатия зажатого держателя заготовки. Принципиальным является то, что всегда релевантные для безопасности измеренные значения сравниваются друг с другом.In this example, the measurement data of all sensors of the clamping device 3 are recorded. Preferably, in each case, the data of identical sensors are compared with each other and checked for plausibility. Using the DMS sensors, the clamping quality of the clamped workpiece holder can be determined on the one hand in the manner described above. The fundamental point is that the safety-relevant measured values are always compared with each other.
С другой стороны, при помощи дополнительных датчиков B1, B2, B3, B4 может выявляться наличие и точное положение держателя заготовки. Расположенные в области верхней стороны каждого зажимного патрона 6, 7, 8, 9 индуктивные датчики B1, B2, B3, B4 могут измерять точное расстояние от держателя заготовки до соответствующего датчика. Таким образом, может в частности обнаруживаться, по плоскости ли опирается держатель заготовки на зажимное устройство 3 или Z-опору соответствующего зажимного патрона 6, 7, 8, 9, и не существует ли, например, из-за загрязнения нежелательное расстояние между Z-опорой и соответствующей опорой держателя заготовки, ухудшающее точность обработки заготовки, зажатой на держателе заготовки. Так, например, может обнаруживаться, застряла ли стружка под поддоном, и вследствие этого поддон не опирается на соответствующее место, например, на 0,1 мм. Если обнаруживается неправильное наложение держателя заготовки, выдается сообщение об ошибке, и разрешающий сигнал принимает значение 0.On the other hand, the presence and exact position of the workpiece holder can be detected by means of additional sensors B1, B2, B3, B4. The inductive sensors B1, B2, B3, B4, which are arranged in the region of the upper side of each clamping chuck 6, 7, 8, 9, can measure the exact distance from the workpiece holder to the respective sensor. In this way, it can be detected in particular whether the workpiece holder rests on the clamping device 3 or the Z-support of the respective clamping chuck 6, 7, 8, 9 along the plane, and whether, for example, due to contamination, there is an undesirable distance between the Z-support and the respective support of the workpiece holder, which impairs the machining accuracy of the workpiece clamped on the workpiece holder. In this way, for example, it can be detected whether chips are stuck under the pallet, and as a result the pallet does not rest on the corresponding place, for example by 0.1 mm. If an incorrect workpiece holder placement is detected, an error message is generated and the enable signal is set to 0.
В каждом случае дополнительный датчик C1, C2, C3, C4 служит для контроля положения служащего для приведения в действие зажимных органов управляющего поршня. На основе положения управляющего поршня можно делать вывод в отношении того, находится ли управляющий поршень в положении открытия или положении блокировки. Эта информация может использоваться для учета того, может ли зажимной шип вводиться в соответствующий зажимной патрон и соответственно извлекаться из него. Вследствие этого может, естественно, также решаться, может ли при помощи робота держатель заготовки подводиться и соответственно сниматься. Подведение и снятие держателя заготовки может осуществляться вполне только в том случае, если управляющий поршень находится в положении открытия.In each case, the additional sensor C1, C2, C3, C4 serves to monitor the position of the control piston used to actuate the clamping elements. Based on the position of the control piston, a conclusion can be drawn as to whether the control piston is in the opening position or the locking position. This information can be used to determine whether the clamping pin can be inserted into the corresponding clamping chuck and/or removed from it. As a result, it can naturally also be decided whether the workpiece holder can be fed in and/or removed by means of the robot. The feeding in and removal of the workpiece holder can only be carried out completely if the control piston is in the opening position.
Наконец, при помощи датчика 18 ускорения может определяться положение зажимного устройства 3. Дополнительно при помощи датчика 18 ускорения могут также контролироваться вибрации зажимного устройства 3.Finally, the position of the clamping device 3 can be determined using the acceleration sensor 18. In addition, the vibrations of the clamping device 3 can also be monitored using the acceleration sensor 18.
Фиг. 2 показывает дальнейшее исполнение зажимного устройства 40 вместе с держателем 45 заготовки и отдельными компонентами устройства контроля на виде в перспективе. Зажимное устройство выполнено здесь в виде одинарного зажимного патрона 41. Этот зажимной патрон 41 снабжен центральным приемным отверстием 42 для приема расположенного на держателе 45 заготовки зажимного шипа 46. В этом примере устройство контроля включает в себя наряду с расположенным на зажимном устройстве 40 передающим устройством 14 и расположенным на удалении от него приемным устройством 21 два датчика для определения зажимного усилия, третий датчик 43 для определения положения держателя 45 заготовки, четвертый датчик для контроля служащего для приведения в действие зажимных органов управляющего поршня и пятый датчик для определения положения зажимного устройства 40, причем кроме третьего датчика 43 ни один из датчиков не виден на изображении согласно фиг. 2.Fig. 2 shows a further embodiment of the clamping device 40 together with the workpiece holder 45 and the individual components of the testing device in a perspective view. The clamping device is designed here in the form of a single clamping chuck 41. This clamping chuck 41 is provided with a central receiving opening 42 for receiving a clamping pin 46 arranged on the workpiece holder 45. In this example, the testing device includes, in addition to the transmitting device 14 arranged on the clamping device 40 and the receiving device 21 arranged at a distance from it, two sensors for detecting the clamping force, a third sensor 43 for detecting the position of the workpiece holder 45, a fourth sensor for monitoring the control piston used to actuate the clamping members and a fifth sensor for detecting the position of the clamping device 40, whereby, apart from the third sensor 43, none of the sensors are visible in the image according to Fig. 2.
Оба первых служащих для определения зажимного усилия датчика выполнены в виде DMS-датчиков, при помощи которых могут измеряться упругие деформации материала зажимного патрона 41. Третьим датчиком 43 является расположенный на верхней стороне зажимного патрона 41 индуктивный датчик, при помощи которого может выявляться наличие или правильное наложение держателя 45 заготовки. Четвертым датчиком является расположенный внутри зажимного патрона индуктивный датчик, который обнаруживает положение служащего для приведения в действие зажимных органов управляющего поршня, в частности находится ли управляющий поршень в положении открытия или положении блокировки. Наконец, пятым датчиком является расположенный на зажимном устройстве 40 датчик ускорения, при помощи которого может обнаруживаться положение и при необходимости движения зажимного патрона 41.The first two sensors used to determine the clamping force are designed as DMS sensors, by means of which the elastic deformations of the material of the clamping chuck 41 can be measured. The third sensor 43 is an inductive sensor located on the upper side of the clamping chuck 41, by means of which the presence or correct application of the workpiece holder 45 can be detected. The fourth sensor is an inductive sensor located inside the clamping chuck, which detects the position of the control piston used to actuate the clamping members, in particular whether the control piston is in the open position or the locked position. Finally, the fifth sensor is an acceleration sensor located on the clamping device 40, by means of which the position and, if necessary, the movement of the clamping chuck 41 can be detected.
Передающее устройство 14, как и приемное устройство 21, выполнены принципиально так же, как и эти устройства на фиг. 1, причем из этого изображения видно, что сетевой шлюз 24 снабжен многожильным кабелем 27, по которому разрешающий сигнал может передаваться далее с избыточностью на неизображенную систему управления станка. Наряду с многожильным кабелем 27 для избыточной передачи разрешающего сигнала предпочтительно предусмотрены еще дополнительные линии между сетевым шлюзом 24 и системой управления станка, для того чтобы, например, передавать дополнительную информацию, такую как патрон открыт, поддон отсутствует, поддон размещен, поддон зажат, поддон зажат с усилием в 10 кН, на систему управления станка.The transmitting device 14, as well as the receiving device 21, are designed in principle in the same way as these devices in Fig. 1, whereby it can be seen from this representation that the network gateway 24 is provided with a multi-core cable 27, via which the enable signal can be transmitted further with redundancy to a machine control system, which is not shown. In addition to the multi-core cable 27 for the redundant transmission of the enable signal, additional lines are preferably provided between the network gateway 24 and the machine control system in order to transmit, for example, additional information, such as the chuck is open, the pallet is missing, the pallet is positioned, the pallet is clamped, the pallet is clamped with a force of 10 kN, to the machine control system.
Отличие устройства контроля согласно фиг. 2 от устройства контроля на фиг. 1 заключается в том, что оно имеет лишь два служащих для определения зажимного усилия DMS-датчика, которые расположены на единственном зажимном патроне 41. Оба DMS-датчика расположены на зажимном патроне 41 таким образом, что они регистрируют положительно коррелирующие друг с другом измеренные значения. Для этого оба DMS-датчика размещены в области верхней стороны зажимного патрона 41 таким образом, что они при зажатии держателя 45 заготовки могут многократно и точно регистрировать упругие деформации материала, в частности упругие деформации материала зажимного патрона 41. Таким образом, при помощи обоих DMS-датчиков может надежно и безопасно контролироваться правильное зажатие держателя 45 заготовки на зажимном устройстве 40.The difference between the testing device according to Fig. 2 and the testing device in Fig. 1 is that it has only two DMS sensors for determining the clamping force, which are arranged on a single clamping chuck 41. Both DMS sensors are arranged on the clamping chuck 41 in such a way that they record measured values that are positively correlated with each other. For this purpose, both DMS sensors are arranged in the region of the upper side of the clamping chuck 41 in such a way that they can repeatedly and accurately record elastic deformations of the material, in particular elastic deformations of the material of the clamping chuck 41, when clamping the workpiece holder 45. In this way, the correct clamping of the workpiece holder 45 on the clamping device 40 can be reliably and safely monitored with the help of both DMS sensors.
Для того чтобы контролировать надежное зажатие держателя 45 заготовки на зажимном патроне 41, принципиально хватает обоих указанных DMS-датчиков, так как только в том случае возникает заданная большая упругая деформация зажимного патрона 41, если достаточно большое зажимное усилие действует на зажимной шип 46. В любом случае если задаваемо большое зажимное усилие действует на зажимной шип 46, можно с уверенностью предполагать, что держатель 45 заготовки надежно зажат. Если держатель 45 заготовки не зажимается или зажимается неправильно, то это может обнаруживаться обоими DMS-датчиками, так как при неправильном зажатии держателя 45 заготовки упругая деформация зажимного патрона 41 меньше, чем при правильном зажатии. Сигнализирующие о правильном зажатии измеряемые значения могут выявляться при помощи тестовых измерений и калибровки системы и сохраняться. Предпочтительно измеренные значения DMS-датчиков уже в передающем устройстве 14 проверяются посредством перекрестного сравнения на достоверность. Если измеренные значения оказываются достоверными, они передаются передающим устройством 14 на приемное устройство 21. В противном случае, то есть если измеренные значения оказываются недостоверными, передается сообщение об ошибке. При необходимости в дополнение к сообщению об ошибке могут также еще передаваться измеренные значения. Сообщение об ошибке принимается приемным устройством 21, и соответственно на обоих выходах сетевого шлюза 24 имеет место сигнал со значением 0, что обнаруживается системой управления станка. Если разрешающий сигнал принимает значение 0, то возможный текущий процесс обработки прерывается или и вовсе не может запускаться.In order to monitor the reliable clamping of the workpiece holder 45 on the clamping chuck 41, both of the mentioned DMS sensors are in principle sufficient, since the specified high elastic deformation of the clamping chuck 41 occurs only if a sufficiently high clamping force acts on the clamping pin 46. In any case, if a specified high clamping force acts on the clamping pin 46, it can be safely assumed that the workpiece holder 45 is securely clamped. If the workpiece holder 45 is not clamped or is clamped incorrectly, this can be detected by both DMS sensors, since with incorrect clamping of the workpiece holder 45, the elastic deformation of the clamping chuck 41 is smaller than with correct clamping. The measured values that signal correct clamping can be determined by means of test measurements and calibration of the system and saved. Preferably, the measured values of the DMS sensors are already checked for plausibility in the transmitting device 14 by means of a cross-comparison. If the measured values are valid, they are transmitted by the transmitting device 14 to the receiving device 21. Otherwise, i.e. if the measured values are invalid, an error message is transmitted. If necessary, in addition to the error message, the measured values can also be transmitted. The error message is received by the receiving device 21, and accordingly a signal with the value 0 occurs at both outputs of the network gateway 24, which is detected by the machine control system. If the enable signal takes the value 0, then a possible ongoing machining process is interrupted or cannot be started at all.
Если измеренные значения оказываются достоверными, они передаются передающим устройством 14 на приемное устройство 21 и там оцениваются обоими микропроцессорными блоками 25, 26. При этом имеющиеся измеренные значения сравниваются с заданным значением - расчетным значением. Если оба микропроцессорных блока 25, 26 обнаруживают, что расчетное значение достигается, распознается правильное зажатие, и разрешающий сигнал принимает значение 1. Этот разрешающий сигнал передается с избыточностью на систему управления станка, предпочтительно по отдельным линиям. Если разрешающий сигнал принимает значение 1, процесс обработки может запускаться или продолжаться.If the measured values are plausible, they are transmitted by the transmitting device 14 to the receiving device 21 and evaluated there by both microprocessor units 25, 26. In this case, the existing measured values are compared with a specified value - the calculated value. If both microprocessor units 25, 26 detect that the calculated value is reached, the correct clamping is recognized and the enable signal takes the value 1. This enable signal is transmitted redundantly to the machine control system, preferably via separate lines. If the enable signal takes the value 1, the machining process can be started or continued.
Если же по меньшей мере один из микропроцессорных блоков приемного устройства 21 обнаруживает, что расчетное значение не достигается, распознается неправильное зажатие, и разрешающий сигнал принимает значение 0, что снова обнаруживается системой управления станка. Также в этом случае разрешающий сигнал передается с избыточностью на систему управления станка. Как только разрешающий сигнал принимает значение 0, возможный текущий процесс обработки прерывается или и вовсе не может запускаться.If at least one of the microprocessor units of the receiving device 21 detects that the calculated value is not reached, an incorrect clamping is recognized and the enable signal takes the value 0, which is again detected by the machine control system. In this case, too, the enable signal is transmitted redundantly to the machine control system. As soon as the enable signal takes the value 0, a possible ongoing machining process is interrupted or cannot be started at all.
Таким образом, подводя итог, может констатироваться, что правильное зажатие распознается только в том случае, если измеренные значения и достоверны, и достигают расчетного значения. В любом случае разрешающий сигнал принимает значение 1 только в том случае, если на обоих датчиках имеют место соответственно высокие или заданные измеренные значения, которые отличаются друг от друга максимум на заданное значение. Вне зависимости от физического исполнения линий/кабелей важно, чтобы разрешающий сигнал передавался с избыточностью.Thus, in summary, it can be stated that correct clamping is only recognized if the measured values are both reliable and reach the calculated value. In any case, the enable signal only takes the value 1 if both sensors have correspondingly high or specified measured values that differ from each other by a maximum of the specified value. Regardless of the physical design of the lines/cables, it is important that the enable signal is transmitted redundantly.
Наряду с правильным зажатием держателя 45 заготовки могут при помощи дополнительных датчиков устанавливаться дальнейшие состояния зажимного устройства 40 или зажимного патрона 41. При помощи третьего датчика 43 может с одной стороны обнаруживаться, надет ли держатель 45 заготовки на зажимной патрон 41. Кроме того, через величину измерительного сигнала третьего датчика 43 может выявляться положение держателя 45 заготовки относительно зажимного патрона 41, как уже было разъяснено выше. При помощи четвертого датчика может устанавливаться положение служащего для приведения в действие зажимных органов - зажимных шариков - управляющего поршня. В частности, может выявляться, находится ли управляющий поршень в начальном положении или положении блокировки. В положении блокировки зажимные органы сдвинуты в радиальном направлении вовнутрь, так что они прикладываются или могут прикладываться к зажимному шипу с силовым замыканием. Если управляющий поршень смещен в начальное положение, то зажимные органы находятся в положении открытия, или они могут по меньшей мере сдвигаться обратно в положение открытия. В начальном положении зажимной шип 46 держателя 45 заготовки может, следовательно, вводиться в приемное отверстие 42 зажимного патрона 41 или извлекаться из него. Обнаружение соответствующего положения управляющего поршня важно в частности в связи с автоматической комплектацией зажимного устройства 40 при помощи манипуляционного робота, благодаря тому, что из этого может делаться вывод, может ли держатель 45 заготовки подводиться или сниматься, без того чтобы повреждалось зажимное устройство 40. Наконец, при помощи четвертого датчика, который выполнен в виде датчика ускорения, может определяться положение зажимного устройства 40. При необходимости при помощи четвертого датчика зажимное устройство 40 может во время обработки заготовки также контролироваться в отношении имеющихся колебаний/вибраций.In addition to the correct clamping of the workpiece holder 45, further states of the clamping device 40 or the clamping chuck 41 can be determined by means of additional sensors. By means of the third sensor 43, it can be detected on the one hand whether the workpiece holder 45 is placed on the clamping chuck 41. In addition, the position of the workpiece holder 45 relative to the clamping chuck 41 can be detected by means of the magnitude of the measuring signal of the third sensor 43, as has already been explained above. By means of the fourth sensor, the position of the control piston used to actuate the clamping members - the clamping balls - can be determined. In particular, it can be detected whether the control piston is in the starting position or the locking position. In the locking position, the clamping members are shifted radially inward, so that they are or can be applied to the clamping pin with a force lock. If the control piston is shifted to the initial position, the clamping members are in the opening position, or they can at least be moved back to the opening position. In the initial position, the clamping pin 46 of the workpiece holder 45 can therefore be inserted into the receiving opening 42 of the clamping chuck 41 or removed from it. The detection of the respective position of the control piston is important in particular in connection with the automatic assembly of the clamping device 40 by means of a handling robot, since a conclusion can be drawn from this whether the workpiece holder 45 can be fed in or removed without damaging the clamping device 40. Finally, the position of the clamping device 40 can be determined by means of a fourth sensor, which is designed as an acceleration sensor. If necessary, the clamping device 40 can also be monitored for existing oscillations/vibrations during the processing of the workpiece by means of the fourth sensor.
Данные измерений различных датчиков могут при помощи передающего устройства 14 передаваться вышеописанным образом с избыточностью на приемное устройство 21. Следует понимать, что пять датчиков необязательно должны присутствовать, или что при наличии пяти датчиков не все измеренные значения или по меньшей мере не всегда все измеренные значения должны передаваться на приемное устройство 21. Для того чтобы распознавать надежное зажатие держателя заготовки, принципиально достаточно оценивать данные обоих DMS-датчиков.The measurement data of the various sensors can be transmitted in the above-described manner with redundancy to the receiving device 21 by means of the transmitting device 14. It should be understood that five sensors do not necessarily have to be present, or that, if five sensors are present, not all measured values, or at least not always all measured values, have to be transmitted to the receiving device 21. In order to recognize a secure clamping of the workpiece holder, it is fundamentally sufficient to evaluate the data of both DMS sensors.
Фиг. 3a показывает разрез зажимного патрона 41 зажимного устройства согласно фиг. 2 вместе с изображенным в поднятом состоянии держателем 45 заготовки. На этом изображении можно увидеть расположенный внутри зажимного патрона 41 управляющий поршень 65, который служит для приведения в действие выполненных в виде шариков зажимных органов 66, при помощи которых закрепленный на держателе 45 заготовки зажимной шип 46 может зажиматься в зажимном патроне 41. Перемещаемый в Z-направлении между изображенным начальным положением и положением блокировки управляющий поршень 65 нагружен пружинами сжатия в направлении положения блокировки, в частности в направлении дна зажимного патрона.Fig. 3a shows a section through the clamping chuck 41 of the clamping device according to Fig. 2 together with the workpiece holder 45 shown in a raised position. In this representation, a control piston 65 arranged inside the clamping chuck 41 can be seen, which serves to actuate the clamping members 66 designed as balls, by means of which the clamping pin 46 fixed to the workpiece holder 45 can be clamped in the clamping chuck 41. The control piston 65, which can be moved in the Z-direction between the initial position shown and the locking position, is loaded by compression springs in the direction of the locking position, in particular in the direction of the bottom of the clamping chuck.
В этом примере система контроля имеет наряду с двумя расположенными на верхней стороне зажимного патрона 41 индуктивными датчиками 43, 44 и двумя расположенными на верхней части корпуса зажимного патрона 41 DMS-датчиками 69, 70 два расположенных внутри зажимного патрона 41 и работающих бесконтактным образом датчика 71, 72, при помощи которых могут регистрироваться по меньшей мере два положения управляющего поршня 65. Оба датчика 71, 72 диаметрально противоположны друг другу и измеряют расстояние до управляющего поршня 65. Предпочтительно используются работающие индуктивно датчики 71, 72, при помощи которых могут регистрироваться по меньшей мере два, предпочтительно три различных положения управляющего поршня 65. При помощи обоих расположенных на верхней стороне зажимного патрона 41 индуктивных датчиков 43, 44 может обнаруживаться наличие или наложение держателя 45 заготовки, в то время как оба DMS-датчика 69, 79 измеряют упругие деформации корпуса зажимного патрона и тем самым позволяют делать выводы о фактически имеющемся зажимном усилии. Расположенные внутри зажимного патрона 41 датчики 71, 72 размещены неподвижно и измеряют расстояние до верхней стороны перемещаемого управляющего поршня 65. Так как при поднятом держателе 45 заготовки существует между нижней стороной держателя 45 заготовки и обоими расположенными на верхней стороне зажимного патрона 41 индуктивными датчиками 43, 44 сравнительно большое расстояние Y1, оба индуктивных датчика 43, 44 обнаруживают, что держатель 45 заготовки не надет.In this example, the monitoring system has, in addition to two inductive sensors 43, 44 arranged on the upper side of the clamping chuck 41 and two DMS sensors 69, 70 arranged on the upper part of the housing of the clamping chuck 41, two sensors 71, 72 arranged inside the clamping chuck 41 and operating in a contactless manner, by means of which at least two positions of the control piston 65 can be detected. Both sensors 71, 72 are diametrically opposed to each other and measure the distance to the control piston 65. Preferably, inductively operating sensors 71, 72 are used, by means of which at least two, preferably three different positions of the control piston 65 can be detected. By means of the two inductive sensors 43, 44 arranged on the upper side of the clamping chuck 41, the presence or application of the workpiece holder 45 can be detected, while the two DMS sensors 69, 79 measure the elastic deformations of the chuck body and thus make it possible to draw conclusions about the clamping force actually present. The sensors 71, 72 located inside the chuck 41 are fixed and measure the distance to the upper side of the movable control piston 65. Since, when the workpiece holder 45 is raised, there is a comparatively large distance Y1 between the lower side of the workpiece holder 45 and the two inductive sensors 43, 44 located on the upper side of the chuck 41, both inductive sensors 43, 44 detect that the workpiece holder 45 is not mounted.
Для того чтобы смещать управляющий поршень 65 в показанное на фиг. 3a начальное положение, он пневматически перемещается против усилия пружин сжатия вверх. Для этого расположенное под управляющим поршнем 65 кольцевое пространство 68 нагружается соответствующим избыточным давлением. В этом начальном положении управляющий поршень 65 прилегает к верхнему, образованному верхней частью корпуса упору. Таким образом, зажимной патрон 41 находится в положении открытия, в котором зажимной шип 46 держателя 45 заготовки может вводиться в зажимной патрон 41 или извлекаться из него. В начальном положении/положении открытия управляющего поршня 65 расстояние X1 между управляющим поршнем 65 и соответствующим датчиком 71, 72 минимально и может составлять, например, приблизительно от 0,5 до нескольких миллиметров. В этом состоянии имеющееся на соответствующем датчике 71, 72 измеренное значение регистрируется в процессе калибровки и сохраняется как “положение открытия”. На обоих DMS-датчиках имеется измеренное значение, которое также сохраняется как “положение открытия”. Наконец, на обоих расположенных на верхней стороне зажимного патрона 41 индуктивных датчиках 43, 44 имеется измеренное значение, которое сохраняется как держатель заготовки “не наложен” или “отсутствует”.In order to shift the control piston 65 into the starting position shown in Fig. 3a, it is moved pneumatically upwards against the force of the compression springs. For this purpose, the annular space 68 located below the control piston 65 is loaded with a corresponding excess pressure. In this starting position, the control piston 65 is in contact with the upper stop formed by the upper part of the housing. The clamping chuck 41 is thus in the opening position, in which the clamping pin 46 of the workpiece holder 45 can be inserted into the clamping chuck 41 or removed from it. In the starting position/opening position of the control piston 65, the distance X1 between the control piston 65 and the corresponding sensor 71, 72 is minimal and can be, for example, approximately 0.5 to several millimetres. In this state, the measured value available at the corresponding sensor 71, 72 is recorded in the calibration process and stored as the “opening position”. On both DMS sensors there is a measured value, which is also stored as the “opening position”. Finally, on both inductive sensors 43, 44, located on the upper side of the clamping chuck 41, there is a measured value, which is stored as the workpiece holder “not applied” or “missing”.
Фиг. 3b показывает зажимной патрон 41 согласно фиг. 3a вместе с зажатым в нем держателем 45 заготовки в разрезе. Управляющий поршень 65 находится здесь в своем положении блокировки, в котором он под действием усилия пружин сжатия смещен вниз в направлении дна зажимного патрона, причем в кольцевом пространстве 68 отсутствует избыточное давление. При движении вниз управляющий поршень 65 толкает своей расположенной на внутренней стороне и слегка конически расширяющейся вниз прижимной поверхностью зажимные шарики 66 вовнутрь в центральное отверстие 68 зажимного патрона 41 до тех пор, пока они не упрутся в бурт зажимного шипа 46. Таким образом, путь смещения управляющего поршня 65 в направлении дна зажимного патрона ограничивается прилегающими к прижимной поверхности зажимного шипа 46 зажимными шариками 66. Управляющий поршень 65 удерживается усилием пружин в изображенном положении блокировки, в то время как зажимной шип 46 удерживается посредством самоторможения.Fig. 3b shows the clamping chuck 41 according to Fig. 3a together with the workpiece holder 45 clamped therein in a section. The control piston 65 is here in its locking position, in which it is displaced downwards in the direction of the bottom of the clamping chuck by the force of the compression springs, wherein there is no excess pressure in the annular space 68. When moving downwards, the control piston 65 pushes the clamping balls 66 with its pressure surface located on the inside and slightly conically expanding downwards inwards into the central opening 68 of the clamping chuck 41 until they rest against the shoulder of the clamping pin 46. Thus, the displacement path of the control piston 65 in the direction of the bottom of the clamping chuck is limited by the clamping balls 66 adjacent to the pressure surface of the clamping pin 46. The control piston 65 is held by the force of the springs in the shown locking position, while the clamping pin 46 is held by self-locking.
В показанном на фиг. 3b положении блокировки управляющего поршня 65 расстояние X2 между управляющим поршнем 65 и соответствующим датчиком 71, 72 существенно больше по сравнению с начальным положением, например, приблизительно на 1-4 миллиметра. В этом состоянии имеющееся на соответствующем датчике 71, 72 измеренное значение снова регистрируется в процессе калибровки и сохраняется как “правильное зажатие”. При зажатом держателе 45 заготовки вызывается благодаря действующему от зажимных шариков 66 на зажимной шип 46 зажимному усилию упругая деформация корпуса зажимного патрона, которая повторяемо и точно может измеряться обоими DMS-датчиками. Наконец, на обоих расположенных на верхней стороне зажимного патрона 41 индуктивных датчиках 43, 44 имеется измеренное значение, которое сохраняется как держатель заготовки “имеется” или “надет”, так как между нижней стороной держателя 45 заготовки и обоими расположенными на верхней стороне зажимного патрона 41 индуктивными датчиками 43, 44 существует сравнительно малое расстояние Y2.In the locking position of the control piston 65 shown in Fig. 3b, the distance X2 between the control piston 65 and the respective sensor 71, 72 is significantly larger than the initial position, for example by approximately 1-4 millimetres. In this state, the measured value present on the respective sensor 71, 72 is again recorded in the calibration process and stored as the “correct clamping”. When the workpiece holder 45 is clamped, an elastic deformation of the chuck body is caused by the clamping force acting from the clamping balls 66 on the clamping pin 46, which can be measured repetitively and precisely by both DMS sensors. Finally, at both inductive sensors 43, 44 located on the upper side of the clamping chuck 41, there is a measured value which is stored as the workpiece holder “present” or “on”, since there is a comparatively small distance Y2 between the lower side of the workpiece holder 45 and the two inductive sensors 43, 44 located on the upper side of the clamping chuck 41.
Фиг. 3c снова показывает разрез зажимного патрона 41 согласно фиг. 3a без держателя заготовки. Так как зажимной шип не размещен в центральном отверстии 68 зажимного патрона 41, зажимные шарики 66 могут сдвигаться управляющим поршнем 65 вовнутрь в центральное отверстие 42 зажимного патрона 41, так что управляющий поршень 65 под действием пружин 67 сжатия может перемещаться полностью вниз в свое конечное положение. Условием этого является то, что пространство 68 под управляющим поршнем 65 пневматически не нагружено заданным избыточным давлением. В этом состоянии существует сравнительно большое расстояние X3 между управляющим поршнем 65 и соответствующим датчиком 71, 72, которое по сравнению с положением блокировки больше, например, приблизительно на 1-4 миллиметр. В этом состоянии имеющееся на соответствующем датчике 71, 72 измеренное значение снова регистрируется в процессе калибровки и сохраняется как “неправильное зажатие” или “держатель заготовки отсутствует”.Fig. 3c again shows a section through the clamping chuck 41 according to Fig. 3a without the workpiece holder. Since the clamping pin is not accommodated in the central bore 68 of the clamping chuck 41, the clamping balls 66 can be moved inward by the control piston 65 into the central bore 42 of the clamping chuck 41, so that the control piston 65 can move completely downwards into its end position under the action of the compression springs 67. The prerequisite for this is that the space 68 below the control piston 65 is not pneumatically loaded with a specified excess pressure. In this state, there is a comparatively large distance X3 between the control piston 65 and the corresponding sensor 71, 72, which is larger than the locking position, for example, by approximately 1-4 millimetres. In this state, the measured value present at the respective sensor 71, 72 is again recorded in the calibration process and stored as “incorrect clamping” or “workpiece holder missing”.
С тремя показанными состояниями зажимного патрона измеренные датчиками 71, 72 значения могут согласовываться таким образом, что создаются условия для многократно надежного распознавания соответствующего состояния зажимного патрона. Предпочтительно оба датчика 71, 72 калибруются/юстируются для этого в трех достигнутых умышленно и точно состояниях зажимного патрона 41. В каждом состоянии зажимного патрона 41 оба датчика 71, 72 должны измерять по меньшей мере примерно одинаковые значения или эталонные значения, чтобы могло производиться однозначное согласование состояния зажимного патрона. Данные измерений обоих датчиков независимо друг от друга обрабатываются предпочтительно вышеописанным образом обоими микропроцессорными блоками и проверяются посредством перекрестного сравнения данных измерений на их достоверность, так что может производиться однозначное согласование состояния зажимного патрона.With the three shown states of the clamping chuck, the measured values by the sensors 71, 72 can be matched in such a way that the conditions are created for a repeatedly reliable detection of the respective state of the clamping chuck. Preferably, both sensors 71, 72 are calibrated/adjusted for this purpose in three intentionally and precisely achieved states of the clamping chuck 41. In each state of the clamping chuck 41, both sensors 71, 72 must measure at least approximately the same values or reference values, so that an unambiguous matching of the state of the clamping chuck can be made. The measurement data of both sensors are processed independently of one another preferably in the above-described manner by both microprocessor units and are checked for their plausibility by means of a cross-comparison of the measurement data, so that an unambiguous matching of the state of the clamping chuck can be made.
При необходимости имеющиеся на обоих датчиках 71, 72 измеренные значения также не должны быть идентичными, например, в том случае, если оба датчика 71, 72 осуществляют измерения в разных местах управляющего поршня 65, а измеренные значения должны соответствовать измеренным в состоянии калибрования значениям. В любом случае датчики 71, 72 могли бы также располагаться на различных расстояниях от управляющего поршня 65. Единственно и исключительно важным является то, что по меньшей мере с двумя рабочими состояниями, предпочтительно с тремя рабочими состояниями зажимного патрона 41 могут согласовываться однозначные от обоих датчиков 71, 72 значения, и рабочие состояния могут однозначно различаться. Тремя рабочими состояниями, которые должны различаться, являются в частности следующие:If necessary, the measured values available on both sensors 71, 72 also do not have to be identical, for example in the case where both sensors 71, 72 measure at different locations on the control piston 65, and the measured values must correspond to the values measured in the calibration state. In any case, the sensors 71, 72 could also be arranged at different distances from the control piston 65. The only and extremely important thing is that at least two operating states, preferably three operating states of the clamping chuck 41, can be matched with unambiguous values from both sensors 71, 72, and the operating states can be unambiguously differentiated. The three operating states that must be differentiated are in particular the following:
- зажимной патрон открыт,- the chuck is open,
- зажимной патрон закрыт, и держатель заготовки правильно зажат,- the chuck is closed and the workpiece holder is correctly clamped,
- зажимной патрон закрыт, держатель заготовки или зажимной шип отсутствует.- the chuck is closed, the workpiece holder or clamping pin is missing.
Тем не менее с каждым рабочим состоянием согласовано не фиксированное отдельное значение, а заданное окно допуска.However, each operating state is associated not with a fixed individual value, but with a given tolerance window.
Следует понимать, что как отдельный зажимной патрон, так и зажимное устройство может снабжаться различными комбинациями вышеупомянутых датчиков. В простейшем случае должны предусматриваться лишь два датчика, измеренные значения которых положительно коррелируют друг с другом. В частности, может быть достаточным предусматривать два DMS-датчика для выявления упругой деформации корпуса зажимного патрона или два датчика для контроля положения управляющего поршня 65, чтобы был возможен однозначный вывод о состоянии зажатия/рабочем состоянии зажимного патрона. Естественно, также возможны комбинации вышеуказанных датчиков, причем дополнительно также еще могут предусматриваться расположенные на верхней стороне зажимного патрона индуктивные датчики, которые передают информацию о положении держателя заготовки.It should be understood that both the individual clamping chuck and the clamping device can be provided with various combinations of the above-mentioned sensors. In the simplest case, only two sensors should be provided, the measured values of which are positively correlated with each other. In particular, it may be sufficient to provide two DMS sensors for detecting the elastic deformation of the clamping chuck body or two sensors for monitoring the position of the control piston 65, so that an unambiguous conclusion about the clamping state/operating state of the clamping chuck is possible. Naturally, combinations of the above-mentioned sensors are also possible, whereby inductive sensors located on the upper side of the clamping chuck can also be provided, which transmit information about the position of the workpiece holder.
Во время эксплуатации зажимного патрона разрешающий сигнал для “зажимной патрон открыт” или “зажимной патрон закрыт, и держатель заготовки правильно зажат” генерируется так или иначе только в том случае, если измеренное значение обоих датчиков находится в пределах заданного окна.During operation of the chuck, the enable signal for “chuck open” or “chuck closed and workpiece holder correctly clamped” is generated one way or another only if the measured value of both sensors is within a specified window.
Два датчика для контроля положения управляющего поршня могут предусматриваться вместо вышеописанных DMS-датчиков, для того чтобы контролировать безопасную работу зажимного патрона. Однако при необходимости возможна также комбинация из двух DMS-датчиков и обоих служащих для контроля положения управляющего поршня датчиков. При необходимости с этим могут также еще комбинироваться оба расположенных на верхней стороне зажимного патрона индуктивных датчика.Two sensors for monitoring the position of the control piston can be provided instead of the above-described DMS sensors in order to monitor the safe operation of the clamping chuck. However, if necessary, a combination of two DMS sensors and both sensors serving to monitor the position of the control piston is also possible. If necessary, both inductive sensors located on the upper side of the clamping chuck can also be combined with this.
Фиг. 4 показывает следующее зажимное устройство 49 на виде в перспективе. Зажимное устройство образует вместе с неизображенной системой контроля снова зажимную систему. Зажимным устройством 49 являются здесь известные по существу зажимные тиски 50, которые снабжены двумя перемещаемыми зажимными губками 51, 52, причем одна зажимная губка 51 снята на данном изображении. Обе зажимные губки 51, 52 приводятся в движение ходовым винтом 60. Между обеими зажимными губками 51, 52 может зажиматься схематично изображенная заготовка 64. Обе зажимные губки 51, 52 могут фиксироваться винтами в каждом случае на направляющих салазках 53, 54. Для того чтобы фиксировать заготовку в зажимных тисках 50, она зажимается между обеими зажимными губками 51, 52. Зажимные тиски 50 имеют устойчивое основное тело 55, которое по направлению вверх снабжено двумя параллельно проходящими направляющими рельсами 56, 57 для направления двух перемещаемых направляющих салазок 53, 54. Зажимные тиски 50 снабжены со своей стороны закрепленным на нижней стороне основного тела 55 зажимным шипом 63, при помощи которого они могут закрепляться на зажимном патроне, как это изображено на фиг. 2. Следует понимать, что зажимные тиски 50 могут также закрепляться другим способом на обрабатывающем станке.Fig. 4 shows a further clamping device 49 in a perspective view. The clamping device together with a control system, not shown, again forms a clamping system. The clamping device 49 is here a clamping vice 50, which is essentially known, and which is provided with two movable clamping jaws 51, 52, wherein one clamping jaw 51 is removed in this illustration. The two clamping jaws 51, 52 are driven by a lead screw 60. A workpiece 64, shown schematically, can be clamped between the two clamping jaws 51, 52. The two clamping jaws 51, 52 can be fixed with screws in each case on guide slides 53, 54. In order to fix the workpiece in the clamping vice 50, it is clamped between the two clamping jaws 51, 52. The clamping vice 50 has a stable main body 55, which is provided with two parallel guide rails 56, 57 in the upward direction for guiding the two movable guide slides 53, 54. The clamping vice 50 is provided on its side with a clamping pin 63, fixed to the underside of the main body 55, by means of which it can be fixed on the clamping chuck, as shown in Fig. 2. It should be understood that the clamping vice 50 can also be secured in another way on the processing machine.
Зажимное устройство 49 снабжено передающим устройством (не изображено), которое было уже разъяснено выше. Для того чтобы контролировать качество зажатия зажатой между зажимными губками 51, 52 заготовки, на обоих направляющих рельсах 56, 57 в каждом случае расположен DMS, причем на этом изображении виден только один DMS 61. Для того чтобы защищать DMS от внешних воздействий, предусмотрен защитный колпачок 62. Каждый DMS размещен в месте на направляющем рельсе 56, 57, в котором при зажатии заготовки возникают высокие усилия и соответственно высокие упругие деформации материала, которые могут измеряться DMS-датчиками. Благодаря тому, что DMS-датчики расположены на направляющих рельсах 56, 57, при помощи этих датчиков зажимное усилие может измеряться независимо от используемых зажимных губок, так что зажимные губки 51, 52 могут меняться, без того чтобы была необходимость что-либо изменять в DMS-датчиках.The clamping device 49 is provided with a transmitting device (not shown), which has already been explained above. In order to monitor the quality of the clamping of the workpiece clamped between the clamping jaws 51, 52, a DMS is arranged on both guide rails 56, 57 in each case, wherein only one DMS 61 is visible in this illustration. In order to protect the DMS from external influences, a protective cap 62 is provided. Each DMS is arranged at a location on the guide rail 56, 57 in which, when the workpiece is clamped, high forces and correspondingly high elastic deformations of the material occur, which can be measured by DMS sensors. Due to the fact that the DMS sensors are arranged on the guide rails 56, 57, the clamping force can be measured by means of these sensors independently of the clamping jaws used, so that the clamping jaws 51, 52 can be changed without having to change anything in the DMS sensors.
Каждые направляющие салазки 53, 54 снабжены помимо этого в каждом случае датчиком 58, 59 для распознавания положения зажатой заготовки. Каждый датчики 58, 59 расположен во внешней области направляющих салазок 53, 54 таким образом, что он измеряет под прямым углом к направлению перемещения зажимных губок 51, 52 вверх, то есть в Z-направлении, так что может регистрироваться расстояние между нижней стороной зажатой заготовки и соответствующими направляющими салазками 53, 54. Оба датчика 58, 59 расположены диагонально друг против друга. Предпочтительно датчиками 58, 59 для распознавания положения являются работающие индуктивно датчики в виде индуктивных бесконтактных переключателей. Таким образом, должна, например, иметься возможность распознавать зажатые с перекосом заготовки. Благодаря тому, что датчики 58, 59 распознавания положения расположены на направляющих салазках 53, 54, при помощи этих датчиков измерение может выполняться независимо от используемых зажимных губок.Each guide slide 53, 54 is additionally provided in each case with a sensor 58, 59 for detecting the position of the clamped workpiece. Each sensor 58, 59 is arranged in the outer region of the guide slide 53, 54 in such a way that it measures at right angles to the upward movement direction of the clamping jaws 51, 52, i.e. in the Z-direction, so that the distance between the underside of the clamped workpiece and the respective guide slide 53, 54 can be recorded. Both sensors 58, 59 are arranged diagonally opposite each other. Preferably, the sensors 58, 59 for detecting the position are inductively operating sensors in the form of inductive proximity switches. In this way, it should be possible, for example, to detect workpieces that are clamped at an angle. Due to the fact that the position recognition sensors 58, 59 are arranged on the guide slides 53, 54, the measurement can be carried out with these sensors independently of the clamping jaws used.
Указанные четыре датчика образуют наряду с передающим устройством и приемным устройством снова часть устройства контроля. Передающее устройство размещается предпочтительно в расположенной в области нижней половины зажимных тисков выемке. Передающее устройство, а также приемное устройство выполнены принципиально так же, как и эти устройства на фиг. 1, так что здесь на них снова не будут более подробно останавливаться. Так как оба датчика 58, 59 распознавания положения расположены на подвижной части - направляющих салазках - зажимных тисков 50, они соединены подвижными кабелями с размещенным в основном теле 55 передающим устройством. Оба DMS-датчика соединены обычными кабелями с передающим устройством. Посредством перекрестного сравнения имеющихся на обоих DMS-датчиках данных измерений они могут снова взаимно проверяться на достоверность. Таким образом, при помощи обоих DMS-датчиков качество зажатия зажатой заготовки может с избыточностью контролироваться вышеописанным образом. Наряду с указанными четырьмя датчиками могли бы помимо этого предусматриваться дополнительные датчики, как, например, расположенный на зажимных тисках датчик ускорения, при помощи которого может обнаруживаться положение и при необходимости движения зажимных тисков. Дополнительно мог бы, например, предусматриваться также еще датчик для измерения расстояние между двумя направляющими салазками 53, 54.The four sensors mentioned, together with the transmitter and the receiver, again form part of the monitoring device. The transmitter is preferably accommodated in a recess arranged in the region of the lower half of the clamping vice. The transmitter and the receiver are designed in principle in the same way as these devices in Fig. 1, so that they will not be discussed in more detail here again. Since the two position recognition sensors 58, 59 are arranged on a movable part - the guide slide - of the clamping vice 50, they are connected by movable cables to the transmitter arranged in the base body 55. The two DMS sensors are connected by normal cables to the transmitter. By means of a cross-comparison of the measurement data available on the two DMS sensors, they can again be mutually checked for plausibility. In this way, with the aid of the two DMS sensors, the quality of the clamped workpiece can be redundantly monitored in the manner described above. In addition to the four sensors mentioned, additional sensors could also be provided, such as, for example, an acceleration sensor located on the clamping vice, with the help of which the position and, if necessary, the movement of the clamping vice can be detected. Additionally, for example, another sensor could also be provided for measuring the distance between the two guide slides 53, 54.
Следует понимать, что вышеупомянутые примеры осуществления не должны рассматриваться как исчерпывающие или всеобъемлющие. Так, например, и передающее устройство, и приемное устройство могли бы снабжаться двумя независимыми передатчиками или приемниками для избыточной передачи измеренных значений. Для контроля дальнейших параметров могут также еще предусматриваться дополнительные датчики на зажимном патроне или соответствующем зажимном устройстве. Например, мог бы еще использоваться датчик температуры. Данные дополнительных датчиков могли бы также при помощи передающего устройства передаваться беспроводным образом. Вместо работающих на индуктивной основе датчиков 71, 72 могли бы, например, также предусматриваться ультразвуковые датчики, емкостные или оптические датчики для выявления положения управляющего поршня.It should be understood that the above-mentioned embodiment examples are not to be regarded as exhaustive or comprehensive. For example, both the transmitting device and the receiving device could be provided with two independent transmitters or receivers for redundant transmission of measured values. For monitoring further parameters, additional sensors can also be provided on the clamping chuck or the corresponding clamping device. For example, a temperature sensor could also be used. The data of the additional sensors could also be transmitted wirelessly by means of the transmitting device. Instead of sensors 71, 72 operating on an inductive basis, ultrasonic sensors, capacitive or optical sensors could, for example, also be provided for detecting the position of the control piston.
С другой стороны вполне возможны также “более простые” варианты выполненного согласно изобретению устройства контроля, в которых, например, только зажимное усилие контролируется с избыточностью двумя датчиками, причем зажимное усилие не должно обязательно регистрироваться в абсолютных значениях и с высоким разрешением, а при необходимости может быть достаточно зажимное усилие регистрировать и/или контролировать и передавать передающим устройством в ступенях, например от двух до десяти ступеней. Также возможен двунаправленный обмен данными между передающим устройством и приемным устройством. Так, например, могут передаваться обновления программного обеспечения с приемного устройства на передающее устройство.On the other hand, “simpler” variants of the monitoring device according to the invention are also entirely possible, in which, for example, only the clamping force is redundantly monitored by two sensors, wherein the clamping force does not necessarily have to be recorded in absolute values and with high resolution, but if necessary it may be sufficient to record and/or monitor the clamping force and transmit it by the transmitting device in stages, for example from two to ten stages. Bidirectional data exchange between the transmitting device and the receiving device is also possible. Thus, for example, software updates can be transmitted from the receiving device to the transmitting device.
Под понятием качество зажатия понимается в данном контексте отношение между необходимым зажимным усилием (в зависимости от размеров детали и действующих на заготовку во время ее обработки усилий обработки) и фактически измеренным зажимным усилием или имеющимся измеренным значением.In this context, the term clamping quality refers to the relationship between the required clamping force (depending on the dimensions of the part and the machining forces acting on the workpiece during its processing) and the actually measured clamping force or the available measured value.
Некоторые преимущества выполненного согласно изобретению устройства контроля далее кратко обобщены:Some advantages of the control device constructed according to the invention are briefly summarized below:
- Качество зажатия между держателем заготовки/заготовкой и зажимным устройством можно надежно контролировать и передавать беспроводным образом на удаленное место;- The clamping quality between the workpiece holder/workpiece and the clamping device can be reliably monitored and transmitted wirelessly to a remote location;
- Переданные данные могут регистрироваться, сохраняться и оцениваться снаружи;- The transmitted data can be recorded, stored and evaluated externally;
- При помощи лишь двух датчиков качество зажатия зажатого держателя заготовки или зажатой заготовки можно надежно и безопасно контролировать;- With only two sensors, the clamping quality of the clamped workpiece holder or the clamped workpiece can be reliably and safely monitored;
- Параметры могут непрерывно контролироваться;- Parameters can be continuously monitored;
- Измерение определенных параметров повышает безопасность производственного процесса, причем в частности непрерывный контроль зажимного усилия или усилия втягивания зажимного шипа обеспечивает убедительные и релевантные для безопасности данные;- Measuring certain parameters increases the safety of the production process, in particular continuous monitoring of the clamping force or the retraction force of the clamping pin provides convincing and safety-relevant data;
- Благодаря предусмотрению двух различных микропроцессоров в передающем и приемном устройствах может обеспечиваться независимая и избыточная подготовка данных измерений;- By providing two different microprocessors in the transmitting and receiving devices, independent and redundant preparation of measurement data can be ensured;
- Вся измерительная цепочка, включая передачу и оценку данных измерений, выполнена надежной и избыточной.- The entire measurement chain, including the transmission and evaluation of measurement data, is made reliable and redundant.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙLIST OF REFERENCE POSITIONS
1 машинный зал1 machine room
2 зажимная система2 clamping system
3 зажимное устройство3 clamping device
44
5 базовая плита5 base plate
6 первый зажимной патрон6 first chuck
7 второй зажимной патрон7 second chuck
8 третий зажимной патрон8 third chuck
9 четвертый зажимной патрон9 fourth chuck
1010
1111
12 система контроля12 control system
1313
14 передающее устройство14 transmitting device
15 первый микропроцессорный блок15 first microprocessor unit
16 второй микропроцессорный блок16 second microprocessor unit
17 передающая антенна17 transmitting antenna
18 датчик ускорения18 acceleration sensor
19 источник питания19 power supply
2020
21 приемное устройство21 receivers
22 приемная антенна22 receiving antenna
23 первый кабель23 first cable
24 сетевой шлюз24 network gateway
25 первый микропроцессорный блок25 first microprocessor unit
26 второй микропроцессорный блок26 second microprocessor unit
27 второй кабель27 second cable
28 система управления станка28 machine control system
29 третий кабель29 third cable
30 манипуляционный робот30 manipulation robot
31 четвертый кабель31 fourth cable
32 обслуживающий инструмент32 service tool
3333
34 первый сенсорный модуль34 first sensor module
35 второй сенсорный модуль35 second sensor module
36 третий сенсорный модуль36 third sensor module
37 четвертый сенсорный модуль37 fourth sensor module
3838
3939
40 зажимное устройство40 clamping device
41 зажимной патрон41 chuck
42 центральное отверстие42 center hole
43 датчик наличия поддона43 sump presence sensor
4444
45 держатель заготовки (поддон)45 workpiece holder (pallet)
46 зажимной шип46 clamping pin
4747
4848
49 зажимное устройство49 clamping device
50 зажимные тиски50 clamping vice
51 зажимная губка51 clamping jaws
52 зажимная губка52 clamping jaw
53 направляющие салазки53 guide rails
54 направляющие салазки54 guide rails
55 основное тело55 main body
56 направляющий рельс56 guide rail
57 направляющий рельс57 guide rail
58 первый датчик положения58 first position sensor
59 второй датчик положения59 second position sensor
60 ходовой винт60 lead screw
61 DMS61 DMS
62 защитный колпачок62 protective cap
63 зажимной шип63 clamping pin
64 заготовка64 blank
65 управляющий поршень65 control piston
66 зажимные шарики66 clamping balls
67 пружины сжатия67 compression springs
68 кольцевое пространство68 annular space
69 первый DMS-датчик69 first DMS sensor
70 второй DMS-датчик70 second DMS sensor
71 первый индуктивный датчик (управляющий поршень)71 first inductive sensor (control piston)
72 второй индуктивный датчик (управляющий поршень)72 second inductive sensor (control piston)
L1-L4 линии (сенсорные модули)L1-L4 lines (sensor modules)
A1-C4 датчикиA1-C4 sensors
Claims (26)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH01635/20 | 2020-12-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021137406A RU2021137406A (en) | 2023-06-19 |
| RU2846009C2 true RU2846009C2 (en) | 2025-08-29 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1923167A1 (en) * | 2006-11-18 | 2008-05-21 | Maschinenfabrik Berthold Hermle Aktiengesellschaft | Pivotable worktable for machine tools with a control device for controlling and monitoring of its clamping device |
| RU2410227C2 (en) * | 2008-02-04 | 2011-01-27 | Эрова Аг | Clamping device for fixing processed parts |
| EP2759372A1 (en) * | 2013-01-28 | 2014-07-30 | Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH | Machine tool and method for monitoring a clamping condition |
| RU2675007C1 (en) * | 2017-11-03 | 2018-12-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем машиноведения Российской академии наук (ИПМаш РАН) | Adaptive grip |
| WO2019178629A1 (en) * | 2018-03-22 | 2019-09-26 | Alpine Metal Tech Gmbh | Device and method for wheel position detection |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1923167A1 (en) * | 2006-11-18 | 2008-05-21 | Maschinenfabrik Berthold Hermle Aktiengesellschaft | Pivotable worktable for machine tools with a control device for controlling and monitoring of its clamping device |
| RU2410227C2 (en) * | 2008-02-04 | 2011-01-27 | Эрова Аг | Clamping device for fixing processed parts |
| EP2759372A1 (en) * | 2013-01-28 | 2014-07-30 | Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH | Machine tool and method for monitoring a clamping condition |
| RU2675007C1 (en) * | 2017-11-03 | 2018-12-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем машиноведения Российской академии наук (ИПМаш РАН) | Adaptive grip |
| WO2019178629A1 (en) * | 2018-03-22 | 2019-09-26 | Alpine Metal Tech Gmbh | Device and method for wheel position detection |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7602447B2 (en) | Monitoring assembly, clamping system with monitoring assembly, and method for monitoring a clamping device with a monitoring assembly - Patents.com | |
| JP7055678B2 (en) | Clamp chuck | |
| US8042408B2 (en) | Coupling system with a sensor and an evaluation unit | |
| US8857532B2 (en) | Method and device for position locked power tool operation for correction of unacceptable screw joint tightening results | |
| US10226855B2 (en) | Clamping unit | |
| CN100595001C (en) | Installation tool and its head cover and method for inspecting the installation process | |
| EP2009388B1 (en) | Device for checking countersink dimensions | |
| US11253931B2 (en) | Coupling device | |
| RU2846009C2 (en) | Monitoring system, clamping system with monitoring system and method for monitoring clamping device using monitoring system | |
| US11794301B2 (en) | Chuck grip accuracy checking method, chuck claw exchanging method, and chuck grip accuracy checking device | |
| US20240410771A1 (en) | Monitoring arrangement, clamping system with a monitoring arrangement and method for monitoring a clamping device by means of a monitoring arrangement | |
| US20230088695A1 (en) | Chuck | |
| KR102555548B1 (en) | Grinding and/or eroding machines and their measuring and datuming methods | |
| JP5605514B2 (en) | Loader with workpiece tilt detection function | |
| CN115805608A (en) | Clamping device | |
| TWI912871B (en) | Method of pairing a tool with a coordinate positioning machine, tool for use in the method, computer program, and computer-readable medium | |
| HK1263009A1 (en) | Clamping chuck | |
| HK1263009B (en) | Clamping chuck | |
| CN115302542A (en) | Multi-vehicle-type universal on-line automatic point inspection robot gripper system, method and equipment and storage medium | |
| KR20090019934A (en) | Workpiece clamping device | |
| JPH0430946A (en) | Work inspection device and work mounting device having said device | |
| CN119910213A (en) | Clamping system and method for operating the clamping system |