УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИНСТРУМЕНТОВ ПРИ ОБРАБОТКЕ ВРАЩАТЕЛЬНО-СИММЕТРИЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ Российский патент 2022 года по МПК B23C9/00 B23Q17/09 

Изобретение относится к применению многокольцевой антенны в устройствах для обработки металлов, конкретно, при обработке вращательно-симметричных деталей.

Подобные устройства для обработки металлов применяются, в частности, для чистовой обработки (зачистки) электродных колпачков в технике контактной сварки, однако применение не ограничено этим. Последующие изложения ссылаются в основном на эту область применения.

Электроды для контактной сварки, которые используются в роботизированных или ручных зажимах, должны для обеспечения прочности и воспроизводимости точек сварки подвергаться чистовой обработке в зависимости от износа на колпачках. Ввиду включения в автоматизированные последовательности операций, время, требуемое для выполнения этого процесса обработки, должно быть коротким. Он должен в значительной мере восстанавливать первоначальную форму колпачка и к тому же за счет минимизации уноса материала должен гарантировать длительный срок службы колпачка. Для этих целей известно использование устройств, которые в приводимом фрезерном зажиме содержат режущую пластину (DE 201 00 102 U1).

Действие подобных устройств заключается в том, что при каждой обработке снимается материал, так что колпачок теряет в объеме, и его срок службы ограничивается. К тому же возникающие стружки должны надежно отводиться наружу, так что требуется особое конструктивное выполнение фрезы и дополнительное устройство для отведения стружек.

Документ DE 199 30 485 C1 описывает устройство для повторного формования колпачков сварочных электродов, в котором колпачки сварочных электродов обрабатываются с приданием формы попарно с ориентированными навстречу друг другу рабочими поверхностями в сварочных клещах. При этом формообразующая поверхность состоит из множества расположенных вокруг оси инструмента участков поверхности.

Известны устройства для фрезерования деталей с поверхностями вращения, предпочтительно электродных колпачков для техники контактной сварки, состоящие из пневматически или электрически приводимого фрезерного зажима, который состоит из разъемно соединяемых друг с другом верхней части и нижней части, и в упомянутом фрезерном зажиме закреплены две режущие пластины (3, 4), из которых одна выполнена как боковой резак (4), а другая - как торцевой резак (3), и между ними расположены вырезы (5) для отвода стружки.

Также известны решения, согласно которым устройство для обработки вращательно-симметричных металлических деталей, в частности, для чистовой обработки электродных колпачков, с пневматически или электрически приводимой обрабатывающей головкой с режущей пластиной, расположенной в выемке в обрабатывающей головке, в других вариантах выполнения дополнительно оснащено по меньшей мере одним формирующим валком, встроенным в обрабатывающую головку, причем контуры режущей пластины, а в других вариантах выполнения также и рабочая зона формирующих валков, соответствуют требуемой геометрии детали.

При применении подобных описанных выше фрез электродных колпачков, проблемы может создавать ошибочный выбор фрезерных инструментов (рабочих органов).

За счет выбора фрезерного инструмента с режущей пластиной, определенной по ее контурам, в конечном счете, определяется форма электродного колпачка.

В области использования высокоавтоматизированных процессов, для которых следует исходить из использования сварочных роботов и также автоматизированных колпачковых фрез, необходимо предотвращать неверный выбор фрезерных инструментов.

Недостатком является то, что выбор вручную фрезерного инструмента может привести к неверному выбору и, тем самым, обусловить высокие дополнительные затраты.

Известно, что в электронных способах для контроля вращательно-симметричных металлических деталей используются антенны кольцевой формы или многослойные антенны, так называемые многокольцевые антенны.

Так в US 2009/0295659 A1 заявлено RFID-антенное устройство, устройство формирования магнитного поля, а также устройство фокусировки магнитного поля.

При этом заявлено RFID-антенное устройство, которое сконфигурировано таким образом, что оно возбуждается сигналом несущей, причем RFID-антенное устройство содержит индуктивный компонент с кольцевым антенным устройством, причем окружность кольцевого антенного устройства составляет не более чем 25% длины волны сигнала несущей, и по меньшей мере один емкостной компонент, который связан с индуктивным компонентом.

Это устройство, согласно пункту 2 формулы изобретения, имеет второе щелевое устройство, которое прилегает к первому щелевому устройству.

Кроме того, заявлено особое выполнение RFID-антенного устройства, которое содержит многосегментное кольцевое антенное устройство, причем многосегментное кольцевое антенное устройство содержит: по меньшей мере один первый антенный сегмент с по меньшей мере одним первым элементом сдвига фазы, который сконфигурирован таким образом, что он уменьшает сдвиг фазы сигнала несущей в по меньшей мере одном первом антенном сегменте, и причем по меньшей мере один второй антенный сегмент содержит по меньшей мере один второй элемент сдвига фазы, который сконфигурирован таким образом, что он уменьшает сдвиг фазы сигнала несущей в по меньшей мере одном втором антенном сегменте, по меньшей мере одно антенное устройство дальней зоны; причем длина каждого антенного сегмента составляет не более чем 25% длины волны сигнала несущей; и по меньшей мере один согласующий компонент, который сконфигурирован, чтобы устанавливать импеданс многосегментного кольцевого антенного устройства.

В документе WO 2009/049191 A2 (PCT/US2008/079555) заявлена патч-антенна, а также способ ее изготовления.

Эта патч-антенна имеет несколько слоев излучателя (10), причем каждый слой излучателя содержит: первый плоский диэлектрический материал подложки (14); элемент излучателя (12) на первой стороне диэлектрического материала подложки (14); канавку (16) в диэлектрическом материале подложки (14) вокруг окружности элемента излучателя (12), которая образует сплошную внутреннюю окружную боковую стенку (18) и сплошную внешнюю окружную боковую стенку (20); множество полосок (28), которые продолжаются между внутренней окружной боковой стенкой (18) и внешней окружной боковой стенкой (20), причем множество полосок (28) действуют, чтобы поддерживать внутреннюю часть материала подложки (24) в постоянном физическом отношении к внешней части материала подложки (26) диэлектрического материала подложки (14); и проводящее покрытие, которое расположено на внутренней окружной боковой стенке (18) и/или внешней окружной боковой стенке (20); и второй плоский диэлектрический материал подложки (36) с третьей стороной и противолежащей четвертой стороной, причем второй диэлектрический материал подложки (36) содержит следующее: микрополосковый подводящий проводник (фидер) (32), который расположен на третьей стороне; и плоскость заземления (38), которая расположена на четвертой стороне, причем плоскость заземления (38) имеет отверстие (40) между элементом излучателя (12) и микрополосковым подводящим проводником (32).

В документе CN203883119 заявлена многослойная микрополосковая антенна с изоляционным кольцом, характеризуемая тем, что содержит плату основания (4) и множество расположенных на плате основания (4) микрополосковых антенн, причем каждая из микрополосковых антенн расположена в последовательности излучения, и диэлектрический материал подложки, который снабжен коаксиальным фидером для питания радиатора под радиатором, и коаксиальный фидер проходит от платы основания (4) через диэлектрический материал подложки, (5) расположен на диэлектрическом материале подложки микрополосковой антенны в нижнем слое каждой соседней двухслойной микрополосковой антенны. Фидерная поверхность, образованная коаксиальным фидером верхней микрополосковой антенны, распределена на металлизированных сквозных отверстиях.

В другом варианте осуществления, в этом решении заявлена, в отличие от описанной в первом пункте формулы двухслойной конструкции, многослойная конструкция многослойной микрополосковой антенны.

Задачей изобретения является предложить решение, с помощью которого может быть реализован электронный контроль выбора фрезерных инструментов.

В соответствии с изобретением эта задача решается применением многослойной кольцевой антенны, далее называемой многокольцевой антенной, состоящей из по меньшей мере двух электропроводных слоев, которые разделены изоляционным слоем.

Также применяемая антенна имеет, выше и ниже антенной структуры и, таким образом, на возможных контактных поверхностях, один или несколько изоляционных слоев.

Далее соответствующее изобретению решение поясняется более подробно с помощью примера устройства фрезерования электродных колпачков и чертежа на фиг. 1.

Фиг. 1 показывает конфигурацию применяемой в соответствии с изобретением многокольцевой антенны 1 в устройстве для обработки металла, в частности, при обработке вращательно-симметричных металлических деталей, здесь на примере устройства фрезерования электродных колпачков.

Многокольцевая антенна 1 расположена на инструментальном суппорте (резцедержателе) 2 вблизи вращательно-симметричного инструмента 3, здесь в качестве примера фрезерного инструмента для электродных колпачков, таким образом, что многокольцевая антенна 1 охватывает вращательно-симметричный инструмент 3.

При этом многокольцевая антенна 1 через антенный вывод 5 соединена с техническими средствами контроля процесса и управления.

На вращательно-симметричном инструменте 3 находится RFID- транспондер 4.

RFID обозначает технологию приемопередающей системы, которая используется для автоматической и бесконтактной аутентификации и локализации объектов и живых существ с помощью радиоволн.

RFID-система состоит из транспондера, который находится на объекте или живом существе и содержит идентифицирующий код, а также считывающего устройства для считывания этого идентифицирующего кода.

RFID-транспондер 4 расположен на вращательно-симметричном инструменте 3 таким образом, что он находится в электромагнитном кольцевом поле многокольцевой антенны 1.

На инструментальном суппорте 2 расположена многокольцевая антенна 1 таким образом, что опрос RFID-транспондера 4 на вращательно-симметричном компоненте возможен в каждом положении при движении и в состоянии покоя.

Для контроля вращательно-симметричного инструмента 3, RFID-транспондер 4 может записываться и считываться этой многокольцевой антенной 1. Тем самым возможно распознавать не только наличие вращательно-симметричного инструмента 3, но и целевую информацию записывать на RFID-транспондер 4 вращательно-симметричного инструмента 3 и считывать ее и, следовательно, контролировать.

Так, в частности, для контроля процесса, является возможным и преимущественным, что может считываться информация, такая как тип инструмента, серийный номер инструмента, сроки эксплуатации, времена простоя, а также, например, тип ранее использованного инструмента, серийный номер ранее использованного инструмента, сроки эксплуатации ранее использованного инструмента, времена простоя ранее использованного инструмента.

Эта подлежащая контролю и считыванию информация обеспечивает непосредственный контроль процесса и управление используемым в текущее время инструментом, а также предоставляет предпочтительные для контроля процесса данные для статистической регистрации и оценки релевантных для процесса данных и информации.

Изобретения могут быть использованы для контроля инструментов (3) при обработке вращательно-симметричных деталей, а именно в устройствах фрезерования электродных колпачков для контактной сварки. Многокольцевая антенна (1) и RFID-система для контроля фрезерных инструментов (3) установлены с возможностью осуществления связи друг с другом. Антенну (1) размещают на инструментальном суппорте (2) таким образом, что она окружает вращательно-симметричный фрезерный инструмент (3), к которому прикреплен RFID-транспондер (4), который находится в электромагнитном кольцевом поле антенны (1). Проводят опрос RFID-транспондера (4) в каждом из его положений посредством многокольцевой антенны (1) при движении фрезерного инструмента и в состоянии покоя. Выбирают фрезерный инструмент посредством электронного контроля. Изобретения обеспечивают контроль и управление используемым в текущее время инструментом, а также предоставление информации для статистической регистрации и оценки релевантных для процесса обработки данных. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ контроля вращательно-симметричных фрезерных инструментов (3) в устройствах фрезерования электродных колпачков, содержащий этапы, на которых: размещают многокольцевую антенну (1) на инструментальном суппорте (2) вблизи вращательно-симметричного фрезерного инструмента (3) таким образом, что антенна окружает фрезерный инструмент (3), к которому RFID-транспондер (4) прикреплен с возможностью соединения в электромагнитном кольцевом поле многокольцевой антенны (1), проводят опрос RFID-транспондера (4) в каждом из его положений посредством многокольцевой антенны (1) при движении фрезерного инструмента и в состоянии покоя, и выполняют выбор фрезерных инструментов посредством электронного контроля.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при проверке выбора фрезерных инструментов определяют данные о типе фрезерного инструмента, серийном номере инструмента, сроках эксплуатации и/или временах простоя.

3. Устройство для контроля вращательно-симметричных фрезерных инструментов (3) в устройстве фрезерования электродных колпачков, отличающееся тем, что оно содержит многослойную многокольцевую антенну (1) и RFID-систему для контроля фрезерных инструментов (3), которые установлены с возможностью осуществления связи друг с другом, причем многокольцевая антенна (1) выполнена с возможностью размещения на инструментальном суппорте (2) вблизи вращательно-симметричного фрезерного инструмента (3) таким образом, что антенна окружает вращательно-симметричный фрезерный инструмент (3), к которому прикреплен RFID-транспондер (4), в электромагнитном кольцевом поле многокольцевой антенны (1), и проведения опроса RFID-транспондера (4) в каждом из его положений при движении фрезерного инструмента (3) и в состоянии покоя, чтобы выполнять выбор фрезерных инструментов посредством электронного контроля.