SE539073C2 - Verktygsidentifikationssystem med mikroprocessorsystem och standardiserat datagränssnitt - Google Patents

Abstract

Verktygsidentifikationssystem Ett datautbyte vid kända verktygsidentifikationssystem 13 med olika tillverkare har hittillsinte varit möjligt. För utläsning av data är en tillverkarspecifik hårdvara och/eller mjukvara erforderlig. Denna hårdvara och/eller mjukvara måste kunden betala extra för.Uppfinningen förslår en lösning, vilken undanröjer de ovan nämnda nackdelarna genomanvändning av ett mikroprocessorsystem 13 och standardgränssnitt 12 och en universellt användbar lösning. Beslutar sig kunden nu för lösningar med olika tillverkare så utgör inte detta längre något hinder. (Figur 1).

Description

Verktygsidentifikationssystem med mikroprocessorsystem och standardiserat datagränssnitt Uppfinningen avser ett verktygsidentifikationssystem, en motståndssvetsanordning och en svetstå ng.

Jämförbara komponenter är kända genom DE 699 00 189 T4. Den här presenteradesvetsanläggningen innefattar ett styr- och/eller regleringsaggregat och en källa försvetsströmmen, vilken sammansätts av en effektregulator och en svetstransformator. Tillsvetstransformatorn är svetstången ansluten och tångens svetselektroder trycks mot deför sammansvetsning avsedda plåtarna. Svetsspänningen registreras därvid via den förstamätledningen, vilken leder till styr- och/eller regleringsaggregatet. Svetsströmmen mätsmedelst en Rogowski-spole, vilken likaledes är förbunden med styr- och/ellerregleringsaggregatet via en andra mätledning. En tredje och fjärde mätledning förelektrodkraften och elektrodvägen erfordras likaledes. På svetstången är kompletterandeen EEPROM fäst, vilken utformar det lokala dataminnet för styr- och/ellerreglerparametrarna, i synnerhet de för svetstången specifika referensvärdena ochreferenskurvförloppen. Via en ytterligare, femte dataledning är även denna EEPROMförbunden med styr- och/eller regleringsaggregatet. För detta ändamål är en stickkontaktanordnad på änden av kabeln, vilken är instucken i ett uttag på styr- och/eller regleringsaggregatet.

Såsom framgår av ovan nämnda utföranden är minnet (EEPROM) förbundet medelst endataledning med styr- och/eller regleringsaggregatet, vilken måste stickas in i styr-och/eller regleringsaggregatet. Det rör sig härvid om en proprietär lösning, eftersomdatauppgifterna lagras och bearbetas i tillverkarspecifika dataformat och eftersomdataledningen har en tillverkarspecifik utformning. Det har den nackdelen attdataledningen, dataformaten och instickningsanslutningarna inte är universelltanvändbara inom svetssystem från olika tillverkare. Ett datautbyte med olika tillverkareinvolverade är således inte möjligt och för utläsning av data från dataminnet erfordras entillverkarspecifik hårdvara och/eller mjukvara. Denna hårdvara och/eller mjukvara måste kunden betala extra för.

Uppfinningen föreslår en lösning, vilken undanröjer de ovan nämnda nackdelarna ochtillhandahåller en universellt användbar lösning, vilken möjliggör en tillverkaroberoendeidentifikation av verktyg, i synnerhet i form av svetstänger, medelst anordningar, isynnerhet i form av svetsstyrningar. Bestämmer sig kunden för lösningar med olikatillverkare, så utgör detta inte längre något hinder, eftersom inte några proprietära lösningar tillämpas vid uppfinningen, såsom visas i teknikens ståndpunkt.

Uppfinningen utgår först allmänt från ett verktygsidentifikationssystem, vilket innefattarett mikroprocessorsystem med ett dataminne och vilket tillhandahåller ett standardiseratdatagränssnitt, i synnerhet baserat på Ethernet-standard. Detta medel tjänar till att lagradatauppgifter, vilka entydigt karakteriserar ett verktyg eller definierar dessdriftsparametrar, exempelvis dragkraften, slaget och driftstimmar för en nittillsats eller mekaniska egenskaper och komponenter hos en svetstång.

Medlet enligt uppfinningen kan vara anordnat på vilket godtyckligt verktyg som helst, såatt verktyget å sin sida medelst standardgränssnittet kan identifieras entydigt av enanordning, vilken använder eller betjänar verktyget. Verktyget är fast förbundet medverktygsidentifikationssystemet enligt uppfinningen. Vid ett verktygsutbyte förblirverktygsidentifikationssystemet på verktyget. De ovan nämnda driftsparametrarna kanavfrågas av anordningen, till vilken verktyget är anslutet, och eventuellt ändras medelst en av anordningen innefattad betjäningsyta.

Alternativt kan verktygsidentifikationssystemet först även förbindas med en dator, ävenfrån gruppen av smarta enheter, såsom smartphone, eller tablet-PC. I\/|edelst användar-gränssnitt (display och tangentbord) tillhörande datorn kan de i dataminnet lagradeverktygs-parametrarna först anpassas till en ny anordning, innan en förbindning av verktygsidentifikationssystemet med den nya anordningen, såsom beskrivits ovan, sker.

I\/likroprocessorsystemet realiseras företrädesvis medelst ett kompaktmikroprocessorsystem, vilket på idealiskt sätt förenar samtliga komponenter, inklusive det standardiserade datagränssnittet, på ett enda mönsterkort. Särskilt svetstänger, vilka manövreras inuti bilkarosserier medelst robotar erfordrar så små byggnadsstorlekar sommöjligt och släta konturer, så att verktygsidentifikationssystemet inte av misstag vidmanövrering av svetstången skadas av bilkarosseriet eller slits av. Det föreslagna kompaktsystemet möjliggör en sådan platssparande konstruktion.

På mikroprocessorsystemet är företrädesvis ett verkställbart driftssystem och/eller eninbäddad webserver och/eller ett inbäddat datafilöverföringsprotokoll såsom (T)-FTPoch/eller en filhantering för förvaltning av data i dataminnet implementerat. Så snart sommikroprocessorsystemet kontakteras med sin försörjningsspänning, startar denverkställbara implementerade mjukvaran exempelvis i form av ett initieringsförlopp vidförhandenvarande driftssystem. Samtliga komponenter hos mikroprocessorsystemetinitieras därvid och förbereds för driften. Som försörjningsspänning kommer såväl enextern som även en intern försörjningsspänning i form av en ackumulator eller ett batteri i fråga.

Den inbäddade webservern kan kontakteras av vilken godtycklig anordning som helst medkorresponderande datagränssnitt och webbrowser. I dataminnet lagrade data är såledesoberoende av en tillverkare framställningsbara och förändringsbara medelst standard- protokoll och sta ndard-grä nssnitt.

Ett motsvarande användargränssnitt (GUI) tillhandahålles härtill av browsern. Dettaanvändargränssnitt är innehållsmässigt skräddarsytt för verktyget, vilket ska innefattas avverktygsidentifikationssystemet enligt uppfinningen, och framställer på ettanvändarvänligt sätt de verktygsspecifika parametrarna medelst lämpliga utmatningsfältoch inmatningsfält på anordningens display, med vilken verktygsidentifikationssystemet är förbundet.

Datauppgifterna lagras i dataminnet medelst en definierad och standardiseraddatafilstruktur. Även detta möjliggör en tillverkaroberoende åtkomst till i dataminnet lagrad data.

Företrädesvis realiseras dataminnet medelst ett EEPROM eller ett buffrat RAM eller ettFLASH-minne eller ett NV-RAM. I\/linnet innefattar företrädesvis dessutom en automatiskdatasäkringsmekanism, i fall att försörjningsspänningen bryts eller går förlorad i driften.Valet av minne beror bland annat på rådande driftsbetingelser ochspänningsförsörjningen. FLASH-minnet garanterar en icke-flyktig lagring vid samtidig lågenergiförbrukning. FLASH-minnet är miniatyriserat, så att mikroprocessorsystemet kankonstrueras mycket kompakt. Vid EEPROI\/I-minnet kan de minsta adresserbaraminnesenheterna även raderas individuellt, vilket möjliggör en effektiv minnesförvaltning och kan spara lagringsplats. Även mikrokontrollerlösningar kan användas, vilka eventuellt kan innefatta samtligakomponenter inom ett enda byggelement. Detta möjliggör anbringandet av verktygsidentifikationssystemet även på mycket små konstruerade verktyg.

Företrädesvis anordnas verktygsidentifikationssystemet på ett verktyg i form av ensvetstång, exempelvis på en av tångarmarna. Samtliga ovan beskrivna användningsfall ochfördelar för ett verktyg och en anordning kan överföras på en svetstång (verktyg) och en tillhörande anordning (svetsstyrning).

Verktygsidentifikationssystemet skulle dock även kunna anordnas påsvetstångtransformatorn, vilken ofta tillsammans med svetstången utformar enstrukturenhet respektive hålls av svetstången. Bortsett från det kanverktygsidentifikationssystemet dessutom även innehålla specifika data för SVetSt Fa HSfO FmatO FH .

Uppfinningen har den fördelen att anordningen (t ex en svetsstyrning), kan igenkänna ettverktyg (t ex en svetstång) som sådant helt oberoende av en med verktyget för utförandeavsedd arbetsprocess. Dessutom är det då även tänkbart att inom minnet lagra relevant information för en arbetsprocess, åtminstone temporärt.

Uppfinningen innefattar likaledes en motståndsvetsanordning med svetsstyrning och svetstång såsom beskrivits ovan, varvid svetsstyrningen är förbunden med mikroprocessorsystemet medelst datagränssnittet. Svetsstyrningen kan således entydigtidentifiera en ansluten svetstång med dess mekaniska egenskaper och komponenter och eventuellt parametrera sig själv baserat på denna information.

Likaledes innefattas uppfinningen av en dator, även från gruppen av smarta enheter,såsom smartphone eller tablet-PC, och en svetstång såsom beskrivits ovan, varvid dennaär förbunden med mikroprocessorsystemet medelst datagränssnittet. Datorn kan såledesentydigt identifiera en ansluten svetstång med dess mekaniska egenskaper och komponenter exempelvis för underhållsändamål.

Likaledes innefattar uppfinningen ett förfarande för idrifttagande eller underhåll av en svetstång, såsom beskrivits ovan, med följande steg: Förbindning av det av svetstången innefattade mikroprocessorsystemet medelstdatagränssnittet med en anordning med korresponderande datagränssnitt, även frångruppen av smarta enheter, såsom smartphone, eller tablet-PC. Lagring av för svetstångenspecifika data i dataminnet. Förbindning av det av svetstången innefattademikroprocessorsystemet medelst datagränssnittet med en svetsstyrning medkorresponderande datagränssnitt. Utläsning av för svetstången specifika data ur dataminnet medelst svetsstyrningen.

Hamnar nu en svetstång för underhåll i en motsvarande verkstad, så kan verktygsdata,vilka är lagrade i en datafil i dataminnet, utläsas med en PC eller liknande. Skulleparametrar ha ändrats under underhållet, så kan dessa ändras i filen på PC:n och återskrivas in i dataminnet. Kommer svetstången, vilken fått genomgå underhåll, nu tillbaka tillanläggningen (linje), så behöver parametrarna endast inläsas till svetsstyrningen medelststandard-gränssnittet.

Likaledes innefattat av uppfinningen är ett förfarande för utbyte av en svetstång, såsom beskrivits ovan, med stegen: Förbindning av det av svetstången innefattade mikroprocessorsystemet medelstdatagränssnittet med en svetsstyrning med korresponderande datagränssnitt, utläsning av de för svetstången specifika data ur dataminnet medelst en svetsstyrning.

Uttages svetstången från anläggningen, så tar denna även med sig sina parametrar.Svetstången kan nu användas i en annan anläggning. I\/|an behöver bara inläsa parametrarna ur verktygsidentifikationssystemet till svetsstyrningen.

Likaledes innefattas uppfinningen av ett förfarande för förvaltning av innehållet i dataminnet till en svetstång såsom beskrivits ovan med stegen: Förbindning av en dator med datagränssnitt, även från gruppen av smarta enheter, såsomsmartphone, eller tablet-PC, display och verkställbar internet-browser, medverktygsidentifikationssystemet och visualisering av i dataminnet lagrade data under användning av displayen medelst internet-browsern.

Tångtillverkaren för svetstänger kan således ta svetstängerna i drift i verkstaden och vidavslutat idrifttagande lagra alla viktiga data i verktygsidentifikationssystemet, vilka ärerforderliga för den senare användningen av svetstängerna. Vid idrifttagandet vidanläggningen behöver parametrarna då endast inläsas ur verktygsidentifikationssystemet till svetsstyrningen.

Förträdesvis lagras eller utläses datauppgifterna i dataminnet medelst internet-browsern, företrädesvis inom en datastruktur.

Särskilt föredraget tillhandahålles nu medelst internet-browsern ett grafisktanvändargränssnitt (GUI), vilket visualiserar verktygets mekaniska egenskaper, såsomavseende dess geometri och/eller dess dimensioner och/eller dess komponenter, isynnerhet även de av verktyget innefattade drivkomponenterna såsom elektriska,hydrauliska eller pneumatiska drivkrafter. Eventuellt kan denna visualisering till och med ske dynamiskt och beroende av komponenterna.

De här presenterade stegen underlättar idrifttagandet av en svetstång betydligt och förkortar underhållstiderna.

Figur 1 visar verktygsidentifikationssystemet Figur 2 visar komponenterna hos en motståndssvetsanordning Figur 1 visar den interna konstruktionen av verktygsidentifikationssystemet, nämligendataminnet 11, vilket lagrar specifika data för verktyget (ej visat), datagränssnittet 12 förtillhandahållande av data för en överordnad anordning (ej visad) med korresponderandedatagränssnitt. Dataminnet 11 är innefattat av ett mikroprocessorsystem 13, respektive anslutet till ett sådant. Vid datagränssnittet 12 rör det sig om ett Ethernet-gränssnitt.

Data i dataminnet 11 kan under användning av mikroprocessorsystemet 13 och medelstdet fysikaliska Ethernet-gränssnittet 12 utläsas och/eller skrivas från en industri-PC elleren smartphone, tablet-PC och liknande under användning av komponenterna hosmikroprocessorsystemet 13, såsom CPU:n 18, den interna minnesförvaltningen 16 och det tillgängliga protokollet, t ex TFTP 15.

I mikroprocessorsystemet 13 är åtminstone en inbäddad Http-server 14 och en inbäddadTFTP-server 15 samt en filhantering för hantering av data i dataminnet verkställbart implementerat.

I\/|edelst uppfinningen kan data lagras med vilken som helst godtycklig Ethernet-funktionsduglig PC i dataminnet 11 och utläsas därifrån. Dessa data kan betraktas via denintegrerade Http-servern 14 medelst en i handeln vanligen förekommande internet- browser. Data kan datafilorienterat förvaltas i dataminnet 11.

I\/|edelst i dataminnet 11 lagrade data kan verktyget hos en maskin, medelst vilken dendrivs, självständigt ge sig till känna.Systemet 13 kan konstrueras i liten storlek och kostnadsförmånligt. För lagring av data förfogar systemet 13 över Flash-dataminnet 11, för att remanent lagra data och via ett RAI\/I-dataminne 17, för lagring av den från CPU 18 för utförande avsedda koden, eller för nyttjande som temporärt minne för CPU 18.

Då en Http-server 14 och en TFTP-server 15 är förutsedda i mikroprocessorsystemet 13,kan man medelst gängse dator eller styrningar (svetsstyrningar, SPS, rörelsestyrningar ochliknande) komma åt de i mikroprocessor 13 lagrade datauppgifterna och använda det därförutsedda dataminnet 11 som parameterminne. Då lagringen sker datafilorienterat, rördet sig om en tillverkaroberoende form av datalagring, det vill säga en kund behöver intenågra proprietära verktyg för dataåtkomsten, utan kan använda sig av i handeln vanligen förekommande hårdvara.

Eternet-gränssnittet 12 kan även vara realiserat som trådlöst gränssnitt, härtill skulle då enWLAN-modul vara förutsedd i verktygsidentifikationssystemet (ej visat). Alternativt kan även Bluetooth eller annan för radioöverföring känd standard användas eller förutses.

Uppfinningen kommer till användning exempelvis i svetsceller, såsom de är kända inombiltillverkningen. En sådan svetscell innefattar exempelvis den i figur 2 visade anordningen.

Figur 2 visar en motståndssvetsanordning med överordnad anordning 25 i form av enindustri-PC 25, med svetsstyrning 21, kabelbunden eller kabellös Ethernet-förbindning 23,verktygsminne 24 och svetstång 22. Verktygsminnet 24 är fast monterat på svetstången22. Ethernet-förbindningen 23 förlöper mellan verktygsidentifikationssystemet 24 ochsvetsstyrningen 21 och förbinder bägge systemen med varandra. I\/|edelst den tillsvetsstyrningen 21 anslutna industri-PC:n 25 kan de i svetsstyrningen 21 för driften avsvetstången 22 lagrade parametrarna utläsas och ändras. Användarkommunikationen sker medelst en av industri-PC:n 25 innefattad användaryta (GUI).

Claims (11)

1. Verktygsidentifikationssystem för anbringande på ett verktyg (22), med dataminne (11,24), vilket lagrar för verktyget (22) specifika data, och med datagränssnitt (12, 23) förtillhandahållande av datauppgifterna för en överordnad anordning (25, 21) medkorresponderande datagränssnitt (12, 23), kännetecknat av att dataminnet (11, 24) innefattas av ett mikroprocessorsystem (13), vilket tillhandahåller ettstandardiserat datagränssnitt (12, 23), i synnerhet baserat på Ethernet-standard, så attdatauppgifterna i dataminnet (11, 24) under användning av mikroprocessorsystemet (13)och medelst datagränssnittet (12, 23) är utläsbara eller skrivbara av anordningen (25, 21)och att mikroprocessorsystemet (13) uppvisar en CPU (18) och ett RAI\/I-dataminne (17)för lagring av den från nämnda CPU (18) för utförande avsedda koden, eller för nyttjande som temporärt minne för nämnda CPU (18).

2. Verktygsidentifikationssystem enligt kravet 1, varvid ett driftsystem och/eller eninbäddad webserver (14) och/eller ett inbäddat datafilöverföringsprotokoll (15) och/elleren filhantering för hantering av data i dataminnet (11, 24) är verkställbart implementerat i mikroprocessorsystemet (13).

3. Verktygsidentifikationssystem enligt något av de föregående kraven, varvid dataminnet (11, 24) är realiserat medelst ett EEPROM eller ett buffrat RAM eller ett FLASH-minne.

4. Verktygsidentifikationssystem enligt något av föregående krav, varvid dataelement ärlagrade i dataminnet (11, 24), vilka beskriver verktygets mekaniska egenskaper, såsomdess geometri, dess dimensioner eller dess komponenter, i synnerhet dessdriftkomponenter, så att dessa egenskaper eller komponenter kan avfrågas av anordningen (25, 21).

5. Svetstång (22) med verktygsidentifikationssystem enligt något av föregående krav. lO

6. I\/lotståndssvetsanordning med svetsstyrning (21) och svetstång (22) enligt krav 5,varvid svetsstyrningen (21) är förbunden med mikroprocessorsystemet (13) medelst datagränssnittet (12, 23).

7. Förfarande för idrifttagande eller underhåll av en svetstång (22) enligt krav 5, kännetecknat av (a) förbindning av det av svetstången (22) innefattade verktygsidentifikationssystemetmedelst det standardiserade datagränssnittet (12, 23) med en anordning (25) medkorresponderande datagränssnitt (12, 23), (b) lagring av för svetstången (22) specifika data i dataminnet (11, 24) hosverktygsidentifikationssystemet medelst anordningen (25), (c) förbindning av det av svetstången (22) innefattade verktygsidentifikationssystemetmed en svetsstyrning (21) med korresponderande datagränssnitt (12, 23), (d) utläsning av de för svetstången (22) specifika data ur dataminnet (11, 24) hosverktygsidentifikationssystemet medelst svetsstyrningen (21) (e) automatisk parametrering av svetsstyrningen (21) medelst datauppgifterna.

8. Förfarande för utbyte av en svetstång (22) enligt krav 5, kännetecknat av (a) förbindning av det av svetstången (22) innefattade verktygsidentifikationssystemetmedelst det standardiserade datagränssnittet (12, 23) med en svetsstyrning (21)med korresponderande datagränssnitt (12, 23), (b) utläsning av de för svetstången (22) specifika data ur dataminnet (11, 24) hosverktygsidentifikationssystemet medelst svetsstyrningen (21) (c) automatisk parametrering av svetsstyrningen (21) medelst de utlästa datauppgifterna.

9. Förfarande för förvaltning av dataminnets (11, 24) innehåll hos en svetstång (22) enligtkrav 5, kännetecknat av en dator (25), även från gruppen av smarta enheter, såsom smartphone, eller tablet-PC, med datagränssnitt (12, 23), display och verkställbar internet- ll browser, vilken är förbunden medelst datagränssnittet (12, 23) medverktygsidentifikationssystemet och medelst internet-browser genomför en visualiseringav de i dataminnet (11, 24) hos verktygsidentifikationssystemet lagrade datauppgifterna under användning av displayen.

10. Förfarande enligt krav 9, varvid medelst internet-browsern lagras eller utläsesdatauppgifterna i dataminnet (11, 24) hos verktygsidentifikationssystemet företrädesvismedelst en av användaren väljbar datastruktur, vilken avser svetstångens (22) mekaniska,egenskaper, såsom dess geometri och/eller dess dimensioner och/eller dess komponenter, i synnerhet elektriska, hydrauliska eller pneumatiska drivkomponenter.

11. Förfarande enligt krav 10, varvid medelst internet-browsern visualiseras dataelementen medelst en grafisk användaryta.