ES2317111T3 - Dispositivo para la identificacion de herramientas y equipos. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la identificación de herramientas de mecanizado (12) o equipos de mecanizado soportados en un alojamiento de herramientas, comprendiendo por lo menos un alojamiento de herramientas (1) que puede girar alrededor de un eje longitudinal, por lo menos un transpondedor RFID (2) unido al alojamiento de la herramienta (1) y compuesto en cada caso de un chip de memoria y de un conjunto de antena, así como por lo menos un equipo de escritura/lectura (4) que se comunica con aquél, estando situado por lo menos un conjunto de antena del por lo menos un chip de memoria a lo largo del perímetro exterior del por lo menos un alojamiento de herramienta (1), caracterizado porque el por lo menos un conjunto de antena está dispuesto en forma de varios segmentos anulares alrededor del perímetro exterior del alojamiento de herramientas (1).
Description
Dispositivo para la identificación de
herramientas y equipos.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para la identificación sin contacto de herramientas y
equipos, en particular de tales herramientas y equipos que van
soportados en alojamientos de herramienta giratorios de máquinas de
mecanizado, tal como sucede por ejemplo en centros de mecanizado
(BAZ) o máquinas de paso continuo.
En las máquinas de mecanizado, tanto en el
sector en la industria del mecanizado del metal como del mecanizado
de la madera, se emplean sistemas de identificación mediante los
cuales se pueden identificar herramientas o equipos (en lo sucesivo
y para simplificar se hablará únicamente de herramientas). En estos
sistemas, se fija un chip que puede contener diversos datos de la
herramienta, así como de la pieza y de la máquina, generalmente
pegándolo en el centro del alojamiento de la herramienta, siempre y
cuando se trate de alojamientos de mango hueco. En el caso menos
frecuente de alojamientos de herramienta que no sean huecos se
aplica el chip centrado sobre una superficie del mango orientado en
dirección axial. La colocación centrada, preferentemente en el
interior de la cavidad del mango, protege al chip contra daños
debidos al amarre en la máquina, así como causados por virutas y
otros durante el mecani-
zado.
zado.
Para la identificación se pasa la herramienta
frente a una estación especial de escritura/lectura que comprende
un cabezal de escritura/lectura que penetra entonces axialmente en
el alojamiento o que se pasa frente a éste para leer los datos del
chip o para escribir en él datos nuevos.
En el caso de chips con registro magnético sólo
podía haber unas distancias de lectura/escritura reducidas (<
10
mm), que exigían un posicionamiento exacto del cabezal, con el correspondiente gasto de tiempo. Además, la lectura/escritura solamente se podía realizar estando el alojamiento de la herramienta parado, y aun así únicamente si el chip estaba colocado en un lugar fácilmente accesible del alojamiento de la herramienta. En el estado colocado en el husillo de la máquina, y en particular durante el mecanizado, no resulta posible la lectura/escritura.
mm), que exigían un posicionamiento exacto del cabezal, con el correspondiente gasto de tiempo. Además, la lectura/escritura solamente se podía realizar estando el alojamiento de la herramienta parado, y aun así únicamente si el chip estaba colocado en un lugar fácilmente accesible del alojamiento de la herramienta. En el estado colocado en el husillo de la máquina, y en particular durante el mecanizado, no resulta posible la lectura/escritura.
Muy recientemente ha cobrado importancia en el
campo de la identificación de dispositivos y objetos la tecnología
RFID (Identificación por Radiofrecuencia). Generalmente se aplican
para ello en los dispositivos las llamadas etiquetas RFID (también
denominadas "transpondedores"), por ejemplo en forma de un
adhesivo, que son leídas/escritas mediante equipos de
escritura/lectura situados en un lugar adecuado dentro de la nave de
la fábrica o en los lugares de almacenamiento. El transpondedor
comprende para esto un chip que memoriza informaciones y una antena
unida con éste que puede recibir señales del equipo de
escritura/lectura en forma de ondas electromagnéticas y las
alimenta al chip. De este modo se alimenta el chip de forma pasiva
con corriente y gracias a la señal puede recibir o emitir datos a
través de la antena. La gran ventaja de la tecnología RFID viene
dada por la mayor distancia de lectura entre el equipo de
escritura/lectura y el transpondedor, que depende principalmente de
la potencia de emisión de las antenas. El inconveniente es que para
distancias mayores, es decir para mayores potencias de transmisión
se necesitan equipos de escritura/lectura más caros.
Si bien el empleo de transpondedores también es
deseable para la identificación de herramientas, en particular de
herramientas rotativas, esto no deja de tener problemas. Para
proteger el transpondedor contra daños, por ejemplo debido a
virutas, se coloca éste a menudo en un extremo axial de las
herramientas o de los alojamientos de herramientas, que al efectuar
el cambio se introduce en un husillo de mecanizado. Ahora bien esto
da lugar a que la lectura del transpondedor en estado cambiado
solamente puede efectuarse por medio de un equipo de
escritura/lectura situado en el interior del husillo de mecanizado,
lo cual exige medidas constructivas complicadas en el interior del
husillo de mecanizado.
La solución sencilla de pegar un transpondedor
sobre una herramienta rotativa condiciona a que al menos dentro de
una sombra de radiación condicionada por el alojamiento de la
herramienta, no haya seguridad de recepción. Si a esto se suma que
por razones de reducción de costes se vayan a emplear sólo potencias
de transmisión reducidas, tal como se desea por ejemplo para la
identificación de herramientas en los centros de mecanizado, la
distancia variable debida al giro de la herramienta y la posición
indeterminada del transpondedor repercute negativamente en el
equipo de escritura/lectura.
El objetivo de la presente invención es
desarrollar un dispositivo para la identificación de herramientas
de mecanizado o equipos de mecanizado soportados en un alojamiento
de herramienta, que evite los problemas antes citados y permita una
comunicación segura, sin contacto, independiente de la orientación y
del ángulo de giro.
Este objetivo se resuelve mediante un
dispositivo que presenta las características de la reivindicación 1.
Unas realizaciones ventajosas se deducen de las reivindicaciones
subsidiarias.
Un dispositivo conforme a la invención para la
identificación de herramientas de mecanizado o equipos de mecanizado
soportados en un alojamiento de herramientas comprende por lo menos
un alojamiento de herramienta giratorio alrededor de un eje
longitudinal, por lo menos un transpondedor RFID unido al
alojamiento de la herramienta y compuesto respectivamente por un
chip de memoria y por un conjunto de antena, así como por lo menos
un equipo de escritura/lectura que se comunica con aquél, estando
dispuesto por lo menos un conjunto de antena de por lo menos un
chip de memoria a lo largo del perímetro exterior del por lo menos
un alojamiento de herramienta, y estando dispuesto el por lo menos
un conjunto de antena en varios segmentos anulares alrededor del
perímetro exterior del alojamiento de la herramienta. Mediante la
disposición de la antena a lo largo del perímetro exterior del
alojamiento de la herramienta se puede evitar el apantallamiento que
limite la posible distancia entre el transpondedor y el cabezal de
escritura/lectura. Por lo tanto se pueden emplear equipos de
escritura/lectura económicos de menor potencia de transmisión, que
se posicionan por ejemplo en el almacén de herramientas en el punto
de retirada, y que identifican las herramientas al cambiarlas al
husillo. En el caso de un almacén de cambio de herramientas con
transferidor, se pueden situar los equipos de escritura/lectura en
el transferidor, de modo que la herramientas que se trata de
identificar también se puede identificar inmediatamente delante del
husillo. Basándose en la invención existe también la posibilidad de
situar el equipo de escritura/lectura próximo al husillo en la
máquina herramienta, de tal modo que se pueda efectuar la
comunicación no solamente en estado de reposo sino también durante
el mecanizado (eventualmente a velocidad reducida). Para ello los
diversos segmentos anulares pueden estar realizados por ejemplo como
transpondedores discretos, o bien se puede tratar de un elemento
transportador integrado cuyo conjunto de antena esté subdividido en
segmentos anulares. De este modo se obtiene mayor seguridad contra
fallos del dispositivo de identificación, con unas buenas
propiedades de transmisión y recepción.
El por lo menos un alojamiento de herramientas
presenta preferentemente un mango previsto para ser alojado en un
husillo de mecanizado y un cuerpo, estando el por lo menos un
conjunto de antena dispuesto a lo largo del perímetro exterior del
cuerpo del alojamiento de la herramienta. Dado que el mango queda
amarrado y por este motivo sufre en cierto grado un apantallamiento
(de efecto electromagnético), se asegura mediante esta
característica que el conjunto de antena se mantiene libremente
accesible y sin apantallar incluso durante el mecanizado, lo que
permite un mayor alcance de la comunicación o una reducción de la
potencia de transmisión.
El por lo menos un conjunto de antena está
dispuesto de forma ventajosa de tal modo en el perímetro exterior
que en cualquier posición angular del alojamiento de la herramienta
alrededor de su eje longitudinal quede visible desde una dirección
predeterminada, perpendicularmente al eje de giro y al menos por
tramos. De este modo resulta posible la comunicación entre el
equipo de escritura/lectura y el transpondedor, independientemente
de la orientación y del ángulo de giro, lo que reduce aún más la
potencia de transmisión necesaria para obtener una comunicación
fiable, reduciendo de este modo los costes.
De acuerdo con una forma de realización
preferente de la presente invención, el por lo menos un conjunto de
antena está dispuesto en forma de anillo alrededor del perímetro
exterior del alojamiento de la herramienta, de modo que es posible
la comunicación desde cualquier dirección, con independencia del
ángulo de giro y a una distancia constante. Esto permite reducir
aún más la potencia de transmisión necesaria y con ello se consigue
otra reducción de costes.
En otra forma de realización ventajosa se han
dispuesto dos transpondedores diametralmente opuestos alrededor del
perímetro exterior del alojamiento de la herramienta. De este modo
se asegura por redundancia una comunicación segura incluso en el
caso de un defecto de uno de los transpondedores.
En el chip de memoria del por lo menos un
transpondedor RFID están almacenadas preferentemente informaciones
elegidas del grupo que comprende el número de identificación, la
clase, las dimensiones, la velocidad máxima, el avance máximo, la
frecuencia de empleo, la vida realizada y la vida útil de la
herramienta de mecanizado o del equipo de mecanizado. De este modo
se pueden evitar fallos de funciones (por ejemplo debido a unas
revoluciones erróneas) o el empleo de herramientas equivocadas, de
modo que principalmente se aumenta notablemente la seguridad de la
máquina herramienta. Al incorporar los datos de la herramienta en la
base de datos del control de la máquina, se mejora además la
comodidad de uso. Dado que debido a las superposiciones geométricas
en herramientas de grandes dimensiones no se puede equipar cada uno
de los puestos de almacén en el almacén de herramientas, la lectura
de las dimensiones de la herramienta permite también que se optimice
la ocupación de los puestos de almacén y por lo tanto de los
cambiadores de herramientas.
De acuerdo con un perfeccionamiento, se emplea
el dispositivo conforme a la invención en un dispositivo de
mecanizado para mecanizar piezas en forma de placa, que son
principalmente de madera, materiales de madera o similares, tal
como por ejemplo un centro de mecanizado o una máquina de paso
continuo. El dispositivo de mecanizado comprende además del
dispositivo antes debatido por lo menos un husillo de mecanizado
para la colocación y retirada preferentemente automática de
alojamientos de herramienta con herramientas de mecanizado o equipos
de mecanizado, y por lo menos una memoria para depositar y retirar
los alojamientos de herramienta con las herramientas de mecanizado
o equipos de mecanizado, pudiendo ser el almacén por ejemplo un
almacén colocado en el dispositivo o también un armario de
herramientas dispuesto por separado.
En el dispositivo de mecanizado, el por lo menos
un equipo de escritura/lectura está diseñado y dispuesto de tal
modo que se pueda comunicar con el por lo menos un transpondedor
RFID de los alojamientos de herramienta en estado colocado en el
husillo y/o en estado depositado en el almacén de herramientas, del
respectivo alojamiento de herramienta.
En el centro de mecanizado conforme a la
invención están previstos por lo menos dos equipos de
escritura/lectura, de los cuales uno está previsto en la zona de
por lo menos un husillo de mecanizado y uno en la zona de por lo
menos un almacén de herramientas.
Figura 1 muestra esquemáticamente una vista
lateral parcialmente seccionada de un alojamiento de herramienta,
como forma de realización de la presente invención;
Figura 2 muestra esquemáticamente una vista en
planta de un centro de mecanizado como forma de realización de la
presente invención.
La Figura 1 muestra esquemáticamente y en
sección parcial una vista lateral de un alojamiento de herramienta
1 como forma de realización de la presente invención. En el ejemplo
de realización mostrado en la Figura 1, el alojamiento de
herramienta 1 presenta en uno de sus extremos un cono de mango hueco
11, que está previsto para ser fijado en el husillo (no
representado) de un dispositivo de mecanizado.
En el otro extremo opuesto del alojamiento de la
herramienta 1 va amarrada una herramienta 12, por ejemplo una fresa
de mango. Entre éstos se encuentra el cuerpo 13 del alojamiento de
la herramienta 1, teniendo aquí el diámetro exterior del
alojamiento de herramienta su dimensión máxima.
En el perímetro exterior del cuerpo 13 del
alojamiento de herramienta 1 está dispuesto en forma de anillo un
transpondedor 2, cuyo conjunto de antena (no representado) va
colocado en forma de anillo alrededor del perímetro del alojamiento
de la herramienta. Al amarrar el alojamiento de herramienta con el
husillo, el transpondedor queda por lo tanto accesible, y por su
forma anular resulta posible su lectura/escritura mediante un equipo
de escritura/lectura (no representado en la Figura 1), con
independencia de la orientación y del ángulo de giro.
Además de la forma de realización mostrada en la
Figura 1, el transpondedor 2 puede estar situado también de otros
múltiples modos en el perímetro exterior del alojamiento de la
herramienta 1. Se prefiere para ello que el por lo menos un
conjunto de antena del transpondedor 2 esté situado de tal modo en
el perímetro exterior que en cualquier posición angular del
alojamiento de herramienta alrededor de su eje longitudinal, quede
visible al menos parcialmente desde una dirección predeterminada
perpendicular al eje de giro 1'. Esto se puede conseguir de la
forma más diversa, habiendo resultado especialmente ventajosas las
disposiciones que se reivindican en las reivindicaciones 4 a 6.
En la Figura 2 está representado
esquemáticamente un centro de mecanizado 20 como forma de
realización de la presente invención. El centro de mecanizado 20
sirve para el mecanizado de piezas en forma de placa, que sean
especialmente de madera, materiales de madera o similares, tales
como por ejemplo piezas de cuerpos de muebles, frentes de cocina o
similares. El dispositivo de mecanizado 20 tiene en la presente
forma de realización la estructura de un centro de mecanizado, si
bien dentro del marco de la presente invención también se puede
tratar de una máquina de paso continuo o similar.
El dispositivo de mecanizado 20 comprende un
husillo de mecanizado 22 situado de modo desplazable a lo largo de
un brazo o pórtico 26. En el lado opuesto del pórtico 26 está
previsto un almacén de herramientas 24, por ejemplo en forma de un
cambiador de platos, que sirve para alojar herramientas de
mecanizado (o equipos de mecanizado) y entregarlos automáticamente
al husillo de mecanizado 22. El brazo o el pórtico 26 se puede
desplazar a lo largo de un cuerpo base del dispositivo de
mecanizado 20, por encima de una mesa de amarre 28, sirviendo la
mesa de amarre 28 para sujetar durante el mecanizado las piezas en
forma de placa que se tratan de mecanizar.
El dispositivo de mecanizado comprende además un
equipo de escritura/lectura 4, previsto en posición próxima al
husillo de mecanizado 22 y que se desplaza junto con éste a lo largo
del brazo o del pórtico 26. De forma alternativa o adicional existe
también la posibilidad de que un equipo de escritura/lectura 4 esté
situado en la zona del almacén de herramientas 24.
En el dispositivo de mecanizado representado en
la Figura 2 se emplean además alojamientos de herramienta 1 tales
como se han descrito antes al hacer referencia a la Figura 1.
Si bien no se muestra expresamente en la Figura
2, el equipo de escritura/lectura 4 está en comunicación con un
dispositivo de control que controla el funcionamiento del
dispositivo de mecanizado 20, en particular el del husillo de
mecanizado 23 y el del almacén de herramientas 24. De este modo se
puede simplificar notablemente el funcionamiento del dispositivo de
mecanizado conforme a la invención, ya que a través del equipo de
escritura/lectura 4 el sistema de control puede en todo momento
leer o comprobar qué clase de herramienta o equipo de mecanizado se
ha cargado en el husillo de mecanizado 22, para qué clase de
mecanizado es adecuada, en qué estado se encuentra, etc. Para este
fin están registrados en el chip de memoria del por lo menos un
transpondedor, dos informaciones del alojamiento de herramientas 1
elegidas del grupo que comprende el número de identificación, la
clase, las dimensiones, la velocidad máxima, el avance máximo, la
frecuencia de empleo, la vida pasada, la vida útil, etc. de la
herramienta de mecanizado o equipo de mecanizado. Estas
informaciones permiten además una administración óptima del almacén
de herramientas y de las mismas herramientas de mecanizado o equipos
de mecanizado. De este modo se consigue un funcionamiento rápido y
sin interferencias del dispositivo de mecanizado conforme a la
invención, y al mismo tiempo un alto nivel de variabilidad.
Claims (8)
1. Dispositivo para la identificación de
herramientas de mecanizado (12) o equipos de mecanizado soportados
en un alojamiento de herramientas, comprendiendo
- por lo menos un alojamiento de herramientas (1) que puede girar alrededor de un eje longitudinal,
- por lo menos un transpondedor RFID (2) unido al alojamiento de la herramienta (1) y compuesto en cada caso de un chip de memoria y de un conjunto de antena,
- así como
- por lo menos un equipo de escritura/lectura (4) que se comunica con aquél,
estando situado por lo menos un conjunto de
antena del por lo menos un chip de memoria a lo largo del perímetro
exterior del por lo menos un alojamiento de herramienta (1),
caracterizado porque
el por lo menos un conjunto de antena está
dispuesto en forma de varios segmentos anulares alrededor del
perímetro exterior del alojamiento de herramientas (1).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el por lo menos un alojamiento de
herramienta (1) presenta un mango o cono de mango hueco (11)
previsto para ser alojado en un husillo de mecanizado (22) y un
cuerpo (13), estando situado el por lo menos un conjunto de antena a
lo largo del perímetro exterior del cuerpo (13) del alojamiento de
herramientas (1).
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el por lo menos un conjunto de antena
está dispuesto de tal modo en el perímetro exterior que en
cualquier posición angular del alojamiento de la herramienta (1)
alrededor de su eje longitudinal queda visible al menos parcialmente
desde una dirección predeterminada, perpendicular al eje de giro
(1').
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el por lo menos un conjunto
de antena está dispuesto en forma anular alrededor del perímetro
exterior del alojamiento de la herramienta (1).
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque hay dos transpondedores
dispuestos diametralmente enfrentados entre sí, alrededor del
perímetro exterior del alojamiento de la herramienta (1).
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque en el chip de memoria del
por lo menos un transpondedor RFID (2) están registradas
informaciones elegidas del grupo que comprende el número de
identificación, la clase, las dimensiones, la velocidad máxima, el
avance máximo, la frecuencia de uso, la vida anterior y la vida
útil de la herramienta de mecanizado o del equipo de mecanizado.
7. Dispositivo de mecanizado (20) para
mecanizado de piezas en forma de placa que son principalmente de
madera, materiales de madera o similares, comprendiendo
- un dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,
- por lo menos un husillo de mecanizado (22) para la colocación y retirada preferentemente automática de alojamientos de herramientas (1) con herramientas de mecanizado (12) o con equipos de mecanizado,
- por lo menos un almacén (24) para depositar y retirar alojamientos de herramientas (1) con herramientas de mecanizado (12) o con equipos de mecanizado,
estando diseñado y dispuesto el por lo menos un
equipo de escritura/lectura (4) que se pueda comunicar con el por
lo menos un transpondedor RFID (2) de los alojamientos de
herramientas (1), en estado cargado en el husillo (22) y/o
depositado en el almacén de herramientas (24) del respectivo
alojamiento de herramienta (1).
8. Dispositivo de mecanizado según la
reivindicación 7, caracterizado por estar previstos por lo
menos dos equipos de escritura/lectura, de los cuales uno está
previsto en la zona del por lo menos un husillo de mecanizado, y el
otro en la zona del por lo menos un almacén de herramientas.
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