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Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung und ein Verfahren zur Messung der Spannkraft einer Werkzeugspannvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 7.
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Eine gattungsgemäße Messvorrichtung ist aus der
EP 1 925 396 A1 bekannt. Sie wird bei Bedarf aus dem Werkzeugmagazin einer Bearbeitungsmaschine in die Werkzeugspannvorrichtung der Bearbeitungsmaschine gespannt, wozu sie einen geeignet geformten Spannkörper aufweist. Im eingespannten Zustand wird mittels eines Sensors die von der Werkzeugspannvorrichtung auf den Spannkörper ausgeübte Spannkraft gemessen. Der erfasste Messwert wird drahtlos zu einer tragbaren Anzeigeeinheit übertragen, anhand derer sich ein Bediener der Bearbeitungsmaschine über die Spannkraft informieren kann. Bei einem zu geringen Wert der Spannkraft, der ein Indiz für Verschleiß darstellt, kann rechtzeitig vor einer Beeinträchtigung der Produktionsqualität der Bearbeitungsmaschine ein Austausch der Werkzeugspannvorrichtung vorgenommen werden.
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Die bekannte Messvorrichtung enthält als Energiequelle eine Batterie. Um die Funktionsfähigkeit der Messvorrichtung sicherzustellen, wird der Ladezustand der Batterie überwacht und ebenfalls drahtlos zu der Anzeigeeinheit übertragen. Bei Bedarf kann die Batterie somit rechtzeitig ausgetauscht werden. Dies erfordert jedoch die Entnahme der Messvorrichtung aus dem Werkzeugmagazin der Bearbeitungsmaschine und damit eine Unterbrechung des normalen Betriebsablaufs der Bearbeitungsmaschine. Deshalb ist eine möglichst lange Lebensdauer der Batterie wünschenswert. Der Kapazität der Batterie sind jedoch durch den verfügbaren Bauraum Grenzen gesetzt.
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Die
DE 10 2006 013 935 A1 zeigt ein Spannfutter zum Spannen eines Werkstücks mit einem darin integrierten Deformationssensor zur Erfassung der Spannkraft, bei dem die Einrichtung zur Informationsübertragung als RFID-Transponder gestaltet sein kann. Dazu ist die Bereitstellung eines induktiven Nahfelds oder eines elektromagnetischen Fernfelds notwendig, das von einer Sendeeinrichtung, die insbesondere der Werkzeugmaschine zugeordnet sein kann, zur Verfügung gestellt wird.
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Aus der
DE 10 2008 015 005 A1 ist ein in ein Spannfutter integriertes Kraftmesssystem mit einer Messnabe zur Bestimmung von Schneidkräften an einem drehenden Werkzeug bekannt. Es enthält einen Transponder zur Funk-Übermittlung vorverarbeiteter Messsignale an eine stationäre Signalverarbeitungsstation. Als Energieversorgung ist alternativ entweder eine Batterie oder die induktive Einkopplung elektrischer Energie in die rotierende Messnabe vorgesehen.
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Die
DE 10 2007 007 389 B3 offenbart eine Spannvorrichtung mit einem Sensor zur Überwachung der Spannkraft, dem eine Transponderanordnung mit einem ortsfesten Statorring und einem axial verschiebbaren Rotorring zugeordnet ist. Der Rotorring enthält eine Übertragungsspule zur berührungslosen Energieübertragung von dem Statorring und eine Schaltungsanordnung mit einem Sendemodul zur berührungslosen Messdatenübertragung.
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In Anbetracht dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Messvorrichtung der eingangs genannten Art eine möglichst lange unterbrechungsfreie Betriebsdauer zu erreichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Messvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß weist eine gattungsgemäße Messvorrichtung ein Transponder-Frontend und einen Messwertspeicher auf und der Energiespeicher der Messvorrichtung ist über das Transponder-Frontend mit einer zur Durchführung der Messung und zur Speicherung des Messergebnisses in dem Messwertspeicher ausreichenden Energiemenge aufladbar. Die Messvorrichtung ist über das Transponder-Frontend von einem inaktiven in einen aktiven Zustand versetzbar und der Messwertspeicher ist über das Transponder-Frontend auslesbar. Hierdurch kann der Energiespeicher der Messvorrichtung vor jeder Messung erneut mit einer ausreichenden Energiemenge aufgeladen werden. Das Problem einer Erschöpfung des Inhalts des Energiespeichers, die irgendwann einen Austausch desselben erforderlich macht, wird hierdurch vollständig überwunden.
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Darüber hinaus hat die Erfindung den weiteren enormen Vorteil, dass Werkzeuge bzw. Werkzeughalter in modernen Bearbeitungsmaschinen üblicherweise bereits mit RFID-Transpondern ausgerüstet sind, um eine sichere Identifikation eines Werkzeugs vor dem Spannen zu ermöglichen und so die Bearbeitung eines Werkstücks mit einem falschen Werkzeug zu vermeiden. Für diese Aufgabenstellung haben sich beispielsweise im Frequenzbereich von 13,65 MHz arbeitende Transpondersysteme auf Basis der Protokolle ISO 15693 und ISO 18000-4 etabliert. Dementsprechend sind moderne Bearbeitungsmaschinen bereits mit einem Transponder-Lesegerät ausgerüstet, das erfindungsgemäß zur Aufladung des Energiespeichers der Messvorrichtung, zu deren Aktivierung sowie zum Auslesen des erfassten Messwertes zweckentfremdet wird. Seitens der Bearbeitungsmaschine erfordert die Erfindung daher keine zusätzlichen Hardwarekomponenten, sondern die von dem vorhandenen Transponder-Lesegerät zu übernehmende Zusatzfunktion kann allein durch eine Erweiterung der Software zur Steuerung des Lesegerätes realisiert werden.
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Ein weiterer großer Vorteil der Erfindung ist die Vermeidung einer eigenen drahtlosen Kommunikationsverbindung zur Aktivierung der Messvorrichtung und zur Übertragung des Messwertes zur Maschinensteuerung. In modernen Produktionsanlagen sind nämlich üblicherweise bereits etliche drahtlose Kommunikationsverbindungen in Betrieb und es stellt sich bei der Einrichtung jeder zusätzlichen solchen Verbindung die Frage der Verträglichkeit mit allen bereits bestehenden Verbindungen. Die Verwaltung der verwendeten bzw. freien Funkkanäle sowie die Überlappung bzw. die Kanalsprünge verschiedener Funkprotokolle führen zu erheblichem organisatorischem Aufwand. Zudem muss sichergestellt sein, dass eine neue drahtlose Kommunikationsverbindung den bisherigen Produktionsprozess nicht beeinträchtigt. Dies ist der anwenderseitigen Akzeptanz neuer Geräte, welche von einer drahtlosen Kommunikationsverbindung Gebrauch machen, generell abträglich. Erfindungsgemäß wird hingegen lediglich eine bereits vorhandene Kommunikationsverbindung von sehr geringer Übertragungsreichweite mitbenutzt, was eine Störung anderer vorhandener drahtloser Kommunikationsverbindungen ausschließt.
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Nach der Versetzung der Messvorrichtung in den aktiven Zustand wird durch die Kraftsensoreinheit mindestens eine Kraftmessung durchgeführt und ein Messwert in dem Messwertspeicher abgelegt. Vorteilhaft ist die Verwendung eines Messwertspeichers in Form eines nichtflüchtigen Speichers, der seinen Inhalt auch im leeren Zustand des Energiespeichers behält. In diesem Fall braucht der Inhalt des Energiespeichers nur zur Durchführung der Messung und Speicherung des Messwertes auszureichen. Zum Auslesen des Messwertes kann am Transponder-Lesegerät wieder Energie in dazu ausreichendem Umfang zugeführt werden.
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Da die Messvorrichtung nach ihrer Aktivierung erst noch zu der Werkzeugspannvorrichtung transportiert und ihr Spannkörper in der Werkzeugspannvorrichtung gespannt werden muss, bevor eine Messung der interessierenden Spannkraft möglich ist, ist es vorteilhaft, während dieser Zeit die Kraftsensoreinheit der Messvorrichtung noch nicht in Betreib zu nehmen, sondern die Messvorrichtung zunächst noch in einem Bereitschaftszustand mit minimalem Energieverbrauch zu halten. Eine Möglichkeit, dies zu realisieren, besteht darin, eine Zeitmesseinheit vorzusehen und mit der ersten Durchführung einer Kraftmessung durch die Kraftsensoreinheit eine vorbestimmte Zeit nach der Aktivierung der Messvorrichtung zu warten, deren Ablauf durch die Zeitmesseinheit angezeigt wird.
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Eine alternative Möglichkeit zur Energieersparnis zwischen der Aktivierung der Messvorrichtung und der Spannung des Spannkörpers in der Werkzeugspannvorrichtung besteht darin, die Messvorrichtung mit einem Beschleunigungssensor auszurüsten und mit der Durchführung einer Kraftmessung durch die Kraftsensoreinheit nach der Aktivierung der Messvorrichtung so lange zu warten, bis ein Messsignal des Beschleunigungssensors den Vorgang der Spannung des Spannkörpers in der Werkzeugspannvorrichtung anzeigt.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt
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1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung,
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2 eine Teilschnittansicht einer Werkzeugaufnahme,
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3 ein elektrisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung
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4 eine Darstellung der Funktionsweise der Erfindung als Programmablaufplan
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5 eine Detaildarstellung eines Schrittes von 4.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Messvorrichtung 1 in einer teilweise, d. h. in der rechten Hälfte, geschnittenen Seitenansicht zu sehen. Die Messvorrichtung 1 ist in einer Werkzeugspannvorrichtung 2 gespannt, die Bestandteil einer Arbeitsspindel einer Bearbeitungsmaschine ist. Deutlich erkennbar ist in dem geschnittenen Bereich der Darstellung von 1 der Eingriff von beweglichen Klauen 3 der Werkzeugspannvorrichtung 2 mit klauenförmigen Halterungsabschnitten 4 der Messvorrichtung 1. Die Formgebung der Messvorrichtung 1 entspricht im Bereich der Halterungsabschnitte 4 der Formgebung eines Werkzeugs, wie es normalerweise mittels der Werkzeugspannvorrichtung 2 gespannt wird. Die Bewegung der Klauen 3, d. h. die Umschaltung der Werkzeugspannvorrichtung 2 zwischen dem gespannten und dem gelösten Zustand, wird durch die axiale Bewegung einer Zugstange 5 bewirkt. Die Aufgabe der Messvorrichtung 1 ist die Messung der Kraft, mit der die Zugstange 5 in derjenigen axialen Position gehalten wird, welche dem gespannten Zustand entspricht.
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Hierzu ist die Messvorrichtung 1 so gestaltet, dass die Zugstange 5 im gespannten Zustand im Inneren der Messvorrichtung 1 eine Kraft auf einen in 1 nicht sichtbaren Bolzen ausübt. Die hierdurch verursachte Längenänderung dieses Bolzens wird durch einen auf ihm angebrachten Sensor in Form eines Dehnungsmessstreifens in eine Widerstandsänderung umgesetzt. Es könnten auch mehrere Dehnungsmessstreifen in einer Brückenschaltung vorgesehen sein. Der Sensor ist mit einer Signalelektronik verbunden, die das analoge Sensorsignal verstärkt und in ein digitales Signal wandelt.
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Im Gehäuse der Messvorrichtung 1 ist an der Außenseite in dem in 1 mit X gekennzeichneten Bereich ein zylindrischer Einbauraum 6 für einen Transponder vorgesehen. Dieser Einbauraum 6 entspricht in seiner Form und Anordnung dem Einbauraum für einen RFID-Transponder, wie er nach der Norm ISO 12164-1 in Werkzeugaufnahmen vorgesehen ist. In 2 ist zum Vergleich ein Teil einer Werkzeugaufnahme 7 im Längsschnitt dargestellt. Der fragliche Bereich ist auch dort mit X und der Einbauraum mit der Bezugszahl 6 gekennzeichnet. Daneben befindet sich die Greiferrille 8 zum Greifen des Werkzeughalters 7 durch den Werkzeugwechsler einer Bearbeitungsmaschine. Eine gleiche Greiferrille 8 wie an dem Werkzeughalter 7 ist auch am Gehäuse der Messvorrichtung 1 vorgesehen und erlaubt eine entsprechende Handhabung der Messvorrichtung 1 durch den Werkzeugwechsler.
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Ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung 1 zeigt 3 zusammen mit einem Transponder-Lesegerät 9 bekannter Art. Das Transponder-Lesegerät 9 ist in üblicher Weise über einen Feldbus wie Profibus oder Industrial Ethernet mit der Maschinensteuerung einer Bearbeitungsmaschine verbunden. Die Messvorrichtung 1 enthält als wesentliche Komponenten ein Transponder-Frontend 10, einen Energiespeicher 11 in Form eines Kondensators, einen Mikrocontroller 12, einen nichtflüchtigen Messwertspeicher 13, eine Kraftsensoreinheit 14, eine Zeitmesseinheit 15 und optional einen Beschleunigungssensor 16, der in 3 als G-Sensor bezeichnet ist. Der Energiespeicher 11 dient zur Stromversorgung aller übrigen Komponenten der Messvorrichtung 1, wobei die Versorungsleitungen in 3 nicht dargestellt sind.
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Das Transponder-Lesegerät 9 und das Transponder-Frontend 10 sind jeweils mit einer Spule 17 bzw. 18 zur Kommunikation miteinander über ein hochfrequentes magnetisches Wechselfeld ausgestattet. Bei dem Transponder-Frontend 10 handelt es sich um einen Schnittstellenschaltkreis, der speziell für die drahtlose Kommunikation mit einem Transponder-Lesegerät 9 ausgelegt ist. Seine Funktion umfasst einerseits die Erzeugung eines Ladestromes für den Energiespeicher 11 aus der von dem Transponder-Lesegerät 9 empfangenen elektrischen Leistung und andererseits das Senden und Empfangen von Datensignalen einschließlich Modulation und Demodulation. Daher ist das Transponder-Frontend 10 sowohl mit dem Energiespeicher 11, als auch mit dem Mikrocontroller 12 verbunden. Transponder-Frontends 10 sind als solche bekannt und auf dem Markt erhältlich.
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Der Mikrocontroller 12 steuert die gesamte Messvorrichtung 1 und ist daher mit allen übrigen Komponenten verbunden. Zur Speicherung der erfassten Messwerte dient ein nichtflüchtiger Messwertspeicher 13. Die Kraftsensoreinheit 14 enthält einen Kraftsensor in Form eines oder mehrerer Dehnungsmessstreifen, sowie eine dem Sensor zugeordnete Signalelektronik, deren Aufgabe die gesamte analoge Vorverarbeitung des Sensorsignals sowie dessen Digitalisierung ist.
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Die Zeitmesseinheit 15 dient dazu, den Beginn einer Kraftmessung so lange zu verzögern, bis die Messvorrichtung 1 tatsächlich in der Werkzeugspannvorrichtung 2 gespannt ist. Der Beschleunigungssensor 16 ist optional dazu vorgesehen, die Erschütterung, welche die Messvorrichtung 1 beim Spannen in der Werkzeugspannvorrichtung 2 einer Bearbeitungsmaschine erfährt, zu detektieren, um den richtigen Zeitpunkt für den Beginn der Kraftmessung unabhängig von der Dauer des Transports der Messvorrichtung 1 von dem Transponder-Lesegerät 9 zur Werkzeugspannvorrichtung 2 bestimmen zu können. Die Zeitmesseinheit 15 und der Beschleunigungssensor 16 sind zueinander alternative Mittel zur Bestimmung des Zeitpunktes, zu dem die Kraftmessung beginnen sollte.
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Nachfolgend wird die Funktionsweise der Erfindung anhand 4 beschrieben. Die Messvorrichtung 1 wird zur Verwendung in einer Bearbeitungsmaschine mit automatischem Werkzeugwechsel von einem Bediener der Maschine wie ein normales Werkzeug im Werkzeugmagazin abgelegt. Der Energiespeicher 11 ist zunächst leer und die gesamte Messvorrichtung 1 folglich inaktiv. Wenn eine Spannkraftmessung vorgenommen werden soll, veranlasst die Maschinensteuerung die Entnahme der Messvorrichtung 1 aus dem Werkzeugmagazin und den in 4 als ersten Schritt 17 dargestellten Transport zur Werkzeugspannvorrichtung 2, der über eine Station mit dem Transponder-Lesegerät 9 führt.
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Nach Ankunft der Messvorrichtung 1 an dem Transponder-Lesegerät 9, die durch einen geeigneten Sensor detektiert wird, sendet das Lesegerät in Schritt 18 ein Signal an die Messvorrichtung 1, welches dazu bestimmt ist, dem Transponder-Frontend 10 elektrische Leistung zuzuführen, die von dem Transponder-Frontend 10 zum Laden des Energiespeichers 11 verwendet wird. Die Ladezeit ist auf die Kapazität des Energiespeichers 11 und die übertragene Leistung abgestimmt. Nach dem Laden des Energiespeichers 11 wird der Mikrocontroller 12 aktiviert, der dem Lesegerät 9 über das Frontend 10 durch einen entsprechenden Code bestätigt, dass sich die Messvorrichtung 1 an dem Lesegerät 9 befindet.
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Außerdem startet der Mikrocontroller 12 im nachfolgenden Schritt 19 die Messung eines vorbestimmten Zeitintervalls durch die Zeitmesseinheit 15. Danach geht der Mikrocontroller 12 in einen Bereitschaftszustand mit minimalem Energieverbrauch über, aus dem er durch ein Interrupt-Signal von der Zeitmesseinheit 15 wieder in den Normalbetrieb zurückversetzt werden kann. Die Zeitmesseinheit 15 ist so eingerichtet, dass sie dieses Interrupt-Signal nach Ablauf des eingestellten Zeitintervalls abgibt. Die Kraftsensoreinheit 14 ist vorerst noch nicht in Betrieb.
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Die Maschinensteuerung veranlasst nach dem Empfang des Identifikationscodes der Messvorrichtung 1 deren Weitertransport zur Werkzeugspannvorrichtung 2, wobei dieser in Schritt 20 auch das Spannen der Messvorrichtung 1 in der Werkzeugspannvorrichtung 2 umfasst. Das in der Zeitmesseinheit 15 eingestellte Zeitintervall entspricht der für den Transport der Messvorrichtung 1 in der Bearbeitungsmaschine von dem Transponder-Lesegerät 9 zur Werkzeugspannvorrichtung 2 einschließlich des Spannens benötigten, vorab bekannten Zeitdauer. Wird in Schritt 21 der Ablauf des eingestellten Zeitintervalls festgestellt, dann versetzt die Zeitmesseinheit 15 den Mikrocontroller 12 durch besagtes Interrupt-Signal in den Normalbetrieb zurück und dieser löst im nächsten Schritt 22 die Durchführung einer Kraftmessung aus, die später anhand 5 näher beschrieben wird.
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Nach Beendigung der Kraftmessung veranlasst die Maschinensteuerung in Schritt 23 zeitgesteuert den Rücktransport der Messvorrichtung 1 zu dem Transponder-Lesegerät 9. Dort wird in Schritt 24 der zuvor in Schritt 22 in dem Messwertspeicher 13 abgelegte Kraftmesswert durch das Transponder-Lesegerät 9 ausgelesen und an die Maschinensteuerung übermittelt. Da der Messwertspeicher 13 ein nichtflüchtiger Speicher ist, braucht die zuvor in Schritt 18 gespeicherte Energie nur bis einschließlich zu der Kraftmessung in Schritt 22 auszureichen. Die Messvorrichtung 1 darf danach in den inaktiven energielosen Zustand zurückfallen, da sie während des Transports in Schritt 23 keine Aktionen auszuführen hat und zu Beginn des Schrittes 24, d. h. vor dem eigentlichen Übertragen des Inhalts des Messwertspeichers 13 zu dem Transponder-Lesegerät 9, zunächst erneut der Energiespeicher 11 geladen werden kann, um die Stromversorgung der übrigen Komponenten der Messvorrichtung 1 zu ermöglichen.
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Nach dem Auslesen des Messwertspeichers 13 in Schritt 24 wird dessen Inhalt von dem Mikrocontroller 12 gelöscht, damit im Fall des Fehlschlagens der nächsten Messung nicht der vorherige Messwert fälschlicherweise als neuer Messwert eingelesen wird, sondern ein solcher Fehler anhand des Speicherinhalts erkannt werden kann. Dann veranlasst die Maschinensteuerung in Schritt 25 den Rücktransport der Messvorrichtung 1 in das Werkzeugmagazin. Damit ist der gesamte Ablaufbeendet.
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Alternativ zu einer Zeitmesseinheit 15 kann auch ein Beschleunigungssensor 16 zur Auslösung der eigentlichen Kraftmessung in Schritt 22 verwendet werden. Die Funktionsweise dieser Ausführungsform der Erfindung ist in 4 gestrichelt dargestellt. Hierbei stimmen die Schritte 17, 18 und 22 bis 25 mit der ersten Ausführungsform, die eine Zeitmesseinheit 15 verwendet, überein, während die Schritte 19 bis 21 durch die Schritte 19A bis 21A ersetzt werden.
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In Schritt 19A wird anstelle der Zeitmesseinheit 15 ein Beschleunigungssensor 16 aktiviert. Dieser Beschleunigungssensor 16 ist so ausgelegt und in die Messvorrichtung 1 so eingebaut, dass er geeignet ist, eine für das Spannen der Messvorrichtung 1 in der Werkzeugspannvorrichtung 2 charakteristische Erschütterung zu detektieren. Im einfachsten Fall kann ein normaler Beschleunigungssensor verwendet werden, dessen Ausgangssignal von dem Mikrocontroller 12 ständig überwacht wird, wozu letzterer im Normalbetrieb arbeiten muss. Es sind jedoch auch spezielle Beschleunigungssensoren mit integrierter Signalverarbeitung und geringem Energieverbrauch bekannt, die bei Überschreitung einer einstellbaren Beschleunigungsschwelle ein digitales Signal abgeben, welches die Schwellenüberschreitung anzeigt. In diesem Fall kann der Mikrocontroller 12 nach der Aktivierung des Beschleunigungssensors 16 wie bei der ersten Ausführungsform in einen Bereitschaftszustand mit geringem Energieverbrauch übergehen, aus dem er durch den Beschleunigungssensor 16 bei Überschreitung einer eingestellten Beschleunigungsschwelle durch ein Interrupt-Signal in den Normalbetrieb zurückversetzt wird.
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Die Einzelheiten der Durchführung einer Kraftmessung in Schritt 22 von 4 zeigt 5. Nachdem anhand einer Zeit- oder Beschleunigungsmessung der richtige Zeitpunkt für den Beginn der Messung festgestellt wurde, wird als erstes in Schritt 26 der Mikrocontroller 12 durch ein Interrupt-Signal der Zeitmesseinheit 15 bzw. des Beschleunigungssensors 16 in den Normalbetrieb versetzt. Der Mikrocontroller 12 aktiviert als nächstes in Schritt 27 die Kraftsensoreinheit 14, wozu in deren Stromversorgungsleitung ein entsprechender Schalter vorgesehen ist. Der Mikrocontroller 12 liest dann in Schritt 28 von der Kraftsensoreinheit 14 einen erfassten Messwert ein und vergleicht ihn in Schritt 29 mit einem Schwellwert.
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Falls der Messwert den Schwellwert nicht überschreitet, wird in Schritt 30 geprüft, ob die Messung beendet werden soll, beispielsweise weil eine bestimmte Zeit seit der Aktivierung der Sensoreinheit in Schritt 27 abgelaufen ist oder eine bestimmte Anzahl von Messungen ohne Überschreitung des Schwellwertes durchgeführt wurden. Ist das entsprechende Kriterium erfüllt, so wird die Messung erfolglos beendet. In dem Messwertspeicher 13 steht in diesem Fall kein gültiger Messwert und dies ist am Speicherinhalt erkennbar. Andernfalls erfolgt ein Sprung zurück zu Schritt 28 und es wird erneut ein Messwert eingelesen.
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Bei Überschreitung der Schwelle in Schritt 29 werden in Schritt 31 nacheinander mehrere Messwerte eingelesen und zwischengespeichert. Anschließend wird in Schritt 32 die nun nicht mehr benötigte Kraftsensoreinheit 14 durch den Mikrocontroller 12 wieder abgeschaltet. In den Schritten 33 und 34 wird sodann der Mittelwert der erfassten Messwerte berechnet und als endgültiger Kraftmesswert in dem nichtflüchtigen Messwertspeicher 13 gespeichert. Damit ist die Messung erfolgreich beendet.
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Bei einer dritten und besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung, die in den Figuren nicht dargestellt ist, wird bei dem Ablauf nach 4 auf die Schritte 19 und 21 verzichtet und die Schritte 20 und 22 werden unmittelbar nach dem Schritt 18 zeitlich parallel zueinander ausgeführt. Dies bedeutet, dass sofort nach dem Laden des Energiespeichers 11 mit der Messung begonnen und die Spannung der Messvorrichtung 1 in der Werkzeugspannvorrichtung 2 allein durch die Überschreitung des Schwellwertes in Schritt 29 von 5 detektiert wird. Der Schritt 26 von 5 entfällt in diesem Fall, da der Mikrocontroller 12 zuvor nicht in einen Standby-Zustand versetzt wurde.
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Der Vorteil dieser dritten Lösung besteht darin, dass weder eine Zeitmesseinheit 15, noch ein Beschleunigungssensor 16 zur Initiierung der eigentlichen Kraftmessung benötigt wird. Allerdings wird dafür ein Energiespeicher 11 mit einer größeren Kapazität benötigt, da der Mikrocontroller 12 und die Kraftsensoreinheit 14 bereits während des Transports der Messvorrichtung 1 von dem Transponder-Lesegerät 9 zur Werkzeugspannvorrichtung 2 voll in Betrieb sind und dementsprechend wesentlich mehr Energie verbrauchen als bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
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Die in 3 dargestellte Systempartitionierung hat in erster Linie funktionale Bedeutung. Diese Aufteilung der Funktionen des Gesamtsystems in verschiedene Einheiten kann sich zwar in der Zuordnung der Funktionen zu einzelnen physischen Baueinheiten widerspiegeln, muss es aber nicht. Beispielsweise können die Komponenten Transponder-Frontend 11, Mikrocontroller 12, nichtflüchtiger Messwertspeicher 13 und Zeitmesseinheit 15 insgesamt oder teilweise zu einer einzigen integralen Baueinheit zusammengefasst sein, und/oder es können Signalverarbeitungsfunktionen der Kraftsensoreinheit 14, wie die Analog-/Digital-Wandlung und die Verarbeitung des digitalisierten Sensorsignals, mit dem Mikrocontroller 12 zu einer einzigen integralen Baueinheit zusammengefasst sein. Die Systempartitionierung auf der Ebene physischer Baueinheiten ist eine Frage der Optimierung unter Nutzung auf dem Markt verfügbarer Bausteine und liegt im fachmännischen Ermessen.
