DE68916463T2

DE68916463T2 - Signalübertragungssystem für Werkzeugmaschinen, Inspektionsmaschinen und dergleichen.

Info

Publication number: DE68916463T2
Application number: DE68916463T
Authority: DE
Inventors: David The Cottage Collingwood
Original assignee: Renishaw PLC
Current assignee: Renishaw PLC
Priority date: 1988-04-12
Filing date: 1989-04-07
Publication date: 1994-11-17
Anticipated expiration: 2009-04-08
Also published as: EP0337669A2; DE68916463D1; EP0337669A3; US5150529A; JP2994401B2; EP0337669B1; JPH0221794A

Description

Bereich der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf Signalübertragungssysteme, z.B. für eine Verwendung auf Werkzeugmaschinen Koordinaten-Meßmaschinen, Inspektions- bzw. Kontrollrobotern und dergleichen (auf welche hierin nachher als "Werkzeugmaschinen" verwiesen wird).

Beschreibung des Standes der Technik

Verschiedene Meßfühler sind für die Kontrolle von Werkstücken auf solchen Maschinen bekannt. Sie schließen Auslöse-Meßfühler ein, welche ein Auslösesignal liefern, wenn sie in Kontakt mit oder eine vorher bestimmte Beziehung zu einer Werkstückoberfläche erreichen, und Ausmessungs-Meßfühler, welche eine digitale oder analoge Ausgabe die Lage der Oberfläche betreffend liefern.
Insbesondere wenn der Meßfühler wie in einer Werkzeugmaschine mit anderen Werkzeugen austauschbar sein soll, ist es bekannt ein drahtloses Übertragungssystem zum Übertragen des Meßfühler-Ausgangssignals zurück zu einer Schnittstelle mit der Maschine vorzusehen. Zum Beispiel beschreibt US-Patent Nr. 4,509,266 ein optisches (Infrarot)-Übertragungssystem. Solche Systeme sind auch handelsüblich erhältlich von Renishaw Metrology Ltd. in Wotton-under-Edge, Gloucestershire, Großbritannien. Ähnliche Systeme können auch verwendet werden, um Signale von anderen Sensoren zu übertragen, z.B. welche sich auf die Anwesenheit oder Lage von Werkstücken auf dem Maschinenbett oder auf einer Transportvorrichtung oder Palette oder auf den Status einer Vorrichtung beziehen, so wie eines Schraubstocks, eines Greifers oder eines Roboters. Siehe zum Beispiel US-Patent Nr. 4,545,106.
Diese bekannten Systeme schließen eine Batterieenergieversorgung innerhalb des Meßfühlers oder eines anderen Sensors oder innerhalb eines daran angebrachten optischen Übertragungsmoduls ein. Um Batterieenergie zu sparen, ist es offensichtlich wünschenswert, daß die optische Übertragung nur eingeschaltet werden sollte, wenn sie erforderlich ist, und das obige US-Patent Nr. US 4,509,266 beschreibt ein Zweiwege-Übertragungssystem, in welchem ein Empfänger in dem Meßfühler die Batterie-Energieversorgung bei Empfang eines Infrarotblitzes hoher Intensität von einem an der Maschine befestigten Sender bzw. Transmitter einschaltet, der mit der Maschinenschnittstelle verbunden ist. Die handelsüblich erhältlichen Systeme von Renishaw Metrology Ltd. erzielen eine ähnliche Wirkung, indem ein Infrarotsignal niedriger Intensität von dem an der Maschine befestigten Schnittstellenmodul (welches das durch den Meßfühler übertragene Signal empfängt) zu einem an dem Meßfühler befestigten Empfänger übertragen wird. Das Infrarotsignal niedriger Intensität wird zu diesem Zweck bei einer gegebenen Frequenz an und aus moduliert, welches aus einer Umgebungsstrahlung durch den Empfänger in dem Meßfühler herausgegriffen werden kann. Dieses Signal niedriger Intensität ist im wesentlichen ein kurzes Bündel von Infrarotpulsen bei der gegebenen Frequenz.
Es ist festgestellt worden, daß solche Systeme in der Praxis gut arbeiten. Jedoch zeigt sich in zunehmendem Maße die Tendenz, daß Werkzeugmaschinen mit verschiedenen Meßfühlern für verschiedene Kontrollaufgaben versehen werden, welche entweder gleichzeitig verwendbar sind oder welche austauschbar sind und in einem Werkzeugmagazin gelagert werden, wenn sie nicht in Gebrauch sind. Wenn ein Meßfühler verwendet werden soll, wäre es wunschenswert, ihn einschalten zu können, ohne zu der gleichen Zeit andere Meßfühler auf der Werkzeugmaschine oder auf benachbarten Werkzeugmaschinen einzuschalten. Das gleiche Problem besteht, wenn solch ein Übertragungssystem verwendet wird, um Signale von anderen Sensoren zu übertragen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung liefert ein Signalübertragungssystem für eine Werkzeugmaschine, welches eine Vielzahl von Sensoren und eine numerische Regelung zum Regeln der Werkzeugmaschine besitzt, wobei die numerische Regelung irgendeinen gewünschten Sensor von den Sensoren zuin Gebrauch auswählen kann, wobei das Signalübertragungssystem enthält:
ein batteriegespeistes drahtloses Signalübertragungsmittel für jeden Sensor zum Übertragen eines Sensorsignals, welches durch den jeweiligen Sensor erzeugt wird,
Mittel für jeden Sensor zum Empfangen eines gegebenen drahtlosen Signals und Mittel für jeden Sensor zum Einschalten der Batterieenergie bei Empfang dieses Signals, Mittel, entfernt von den Sensoren, zum Erzeugen und Übertragen der gegebenen drahtlosen Signale für jeden Sensor, um die Batterieenergie einzuschalten, welches eine Auswahlvorrichtung bzw. einen Selektor einschließt, der eine Eingabe von der numerischen Regelung der Werkzeugmaschine empfängt, die anzeigt, welcher Sensor für eine Verwendung durch die numerische Regelung ausgewählt worden ist, wobei der Selektor wirksam wird, um die Übertragung eines gegebenen Signals mit einer Charakteristik zu bewirken, welche für den ausgewählten Selektor eindeutig ist,
wobei das Empfangsmittel für jeden Sensor Mittel besitzt, das auf die eindeutige Charakteristik, die dem Sensor zugeordnet ist, zum Einschalten der Batterieenergie in Abhängigkeit davon anspricht, aber nicht auf das gegebene Signal für den (die) anderen Sensor(en) reagiert.
Die gegebenen Signale werden in einer bevorzugten Ausführungsform optisch übertragen. Vorzugsweise ist die eindeutige Charakteristik eine gegebene Modulationsfrequenz des übertragenen Signals für jeden Sensor. Jeder Sensorempfänger besitzt dann ein Filter für die gegebene Frequenz, welche mit dem Sensor verbunden ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, worin
Figur 1 eine schematische Darstellung ist, welche eine Anordnung eines Meßfühlersignal-Übertragungssystems auf einer Werkzeugmaschine zeigt,
Figur 2 eine erste Übertragungs- und Empfangsschaltung in eiiiein Schnittstellenmodul zeigt,
die Figuren 3 und 4 zwei alternative Empfangsschaltungen für einen Meßfühler zeigen,
Figur 5 eine zweite Übertragungs- und Empfangsschaltung für eine Schnittstelle zeigt und
Figur 6 eine weitere Übertragungsschaltung für eine Schnittstelle zeigt, welche zu einer Vielzahl von Meßfühlern überträgt.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Figur 1 zeigt das Bett 10 und eine werkzeughaltende Welle bzw. Spindel 12 einer Werkzeugmaschine. Die Spindel 12 kann in X-, Y- und Z-Richtungen relativ zu dem Bett 10 bewegt werden, um ein maschinelles Bearbeitungsverfahren und Kontrolloperationen an einem Werkstück 14, welches an dem Bett 10 festgeklemmt ist, auszuführen. Um das Werkstück maschinell zu bearbeiten, kann die Spindel 12 irgendeines von einer Vielzahl von (nicht dargestellten) Schneidewerkzeugen, welche in einem Werkzeugmagazin 16 gelagert sind, unter der Programmregelung einer (nicht dargestellten) numerischen Computerregelung aufnehmen. Um Kontrolloperationen auszuführen, kann die Spindel 12 irgendeinen einer Vielzahl von Meßfühlern 18A, 18B, 18C, welche auch in dem Magazin 16 gelagert sind, aufnehmen.
Die in Figur 1 dargestellten Meßfühler sind Kontaktauslöse-Meßfühler, welche eine Schaltung 22 (Figur 3) besitzen, um ein Ausgabesignal bei einem Kontakt eines Fühlers 20 mit einer Oberfläche des Werkstückes 14 in einer wohlbekannten Weise zu liefern. Um diese Meßfühlersignale zu der Maschine zurück zu übertragen, ist jeder Meßfühler rnit einer Signal-Transmitterschaltung, wie bei 23 in Figur 3 angezeigt, versehen. Die Meßfühlerschaltung 22 und der Transmitter 23 werden durch eine Batterie 24 in dem Meßfühler gespeist. Der Transmitter schließt eine Infrarotlicht emittierende Diode 26 auf der Oberfläche des Meßfühlers ein, wie in Figur 1 dargestellt, oder, wenn gewünscht, kann mehr als eine ein derartiges Licht emittierende Diode um den Umfang des Meßfühlers herum init Zwischenraum angeordnet werden, um eine ungerichtete Signalübertragung zu schaffen. Im Betrieb wird das von der lichtemittierenden Diode 26 übertragene Infrarotsignal durch ein Empfänger- und Transmittermodul 28 welches auf der Maschine befestigt ist, empfangen. Dieses Modul 28 besitzt Schaltungen, wie in Figur 2 dargestellt, welche eine Empfänger- Photodiode 58 und eine Signalverarbeitungsschaltung 60 einschließen, von welcher das Meßfühlersignal auf einer Leitung 62 über eine (nicht dargestellte) Schnittstelle zu der numerischen Computerregelung der Maschine gelangt. Schaltungen zum Übertragen des Meßfühlersignals von dem Meßfühler und, um es in dem Modul 28 zu empfangen und zu verarbeiten, sind von herkömmlicher Art und müssen nicht weiter beschrieben werden.
Um Energie zu sparen, ist die Batterie 24 in jedem Meßfühler mit der Meßfühlerschaltung 22 und dem Transmitter 23 über einen elektronischen Umschalter 30 verbunden. Der Schalter 30 wird umgeschaltet (um Energie der Schaltung 22 und dem Transmitter 23 über eirie Leitung 54 zuzuführen) bei Empfang eines gegebenen Signals, das von dem Maschinen-Empfänger- und Transmittermodul 28 übertragen wird. Das gegebene Signal wird in dem Maschinenmodul 28 durch die übrige Schaltung, die in Figur 2 dargestellt ist, erzeugt und wird durch eine Photodiode 32 auf jedem Meßfühler empfangen, die Teil eines Empfängers 34 des Meßfühlers ist.
Wie in Figur 2 dargestellt, enthält der Transmitter 35 in dem Maschinenmodul 28 eine Infrarotlicht emittierende Diode 36. Die Maschinenmodul-Schaltung von Figur 2 enthält auch eine Vielzahl von Rechteckwellen-Oszillatoren 38A, 38B, 38C, welche der maxiinalen Anzahl von Meßfühlern 18A, 18B, 18C, die geregelt werden sollen, entspricht. Jeder Oszillator hat eine unterschiedliche Frequenz f&sub1;,f&sub2;,f&sub3;, so wie 5 kHz, 6 kHz, 7 kHz. Wenn ein gegebener Meßfühler 18 in der Spindel 12 aufgenommen worden ist und eingeschaltet werden soll, wird ein Signal zu diesem Zweck von der numerischen Computerregelung der Maschine zu einer Regelungsschaltung 40 innerhalb des Moduls 28 übertragen. Die Regelungsschaltung 40 wirkt dann auf einen Selektorschalter 42, um eine entsprechende Ausgabe von einem der Oszillatoren 38A, 38B, 38C auszuwählen. Anschließend löst sie eine monostabile Vorrichtung 44 aus, um einen Puls einer gegebenen Dauer, so wie 250 ms, zu erzeugen. Die Ausgabe der monostabilen Vorrichtung 44 regelt eine Torschaltung 46, welche die Ausgabe des Selektorschalters 42 übermittelt, so daß der Transmitter 35 ein 250 ms Bündel von Rechteckwellenpulsen bei der Frequenz f&sub1;, f&sub2; oder f&sub3;, wie ausgewählt, empfängt. Dieses Bündel von Pulsen wird optisch zu dem Empfänger 34 des Meßfühlers übertragen, wobei die Infrarotabgabe der lichtemittierenden Diode 36 bei der Frequenz f&sub1;, f&sub2; oder f&sub3; effektiv moduliert wird (eingeschaltet und ausgeschaltet).
Der Meßfühler (Figur 3) enthält ein Bandpaßfilter 48, welches die Ausgabe des Empfängers 34 empfängt. Das Filter 48 in jedem der Meßfühler 18A, 18B, 18C ist eindeutig auf die passende Frequenz f&sub1;, f&sub2;, f&sub3; entsprechend dem Meßfühler abgestimmt. Daher wird das zum Einschalten des Meßfühlers übertragene Signal durch das Bandpaßfilter 48 von nur demjenigen Meßfühler, wie durch die Selektorvorrichtung 42 ausgewählt, übermittelt, und die restlichen Meßfühler in dem Magazin 16 werden nicht beeinflußt.
Die Ausgabe des Bandpaßfilters 48 des ausgewählten Meßfühlers wird zu einer herkömmlichen Detektorschaltung 50 geführt, welche das alternierende Signal feststellt, indem sie es gleichrichtet und glättet. Das Ergebnis ist ein Puls einer Länge, welche den 250 ms der monostabilen Vorrichtung 44 entspricht, der verwendet wird, um den elektronischen Schalter 30 umzuschalten, wobei die Batterie 24 mit der Meßfühlerschaltung 22 und dem Transmitter 23 verbunden wird und diese aktiviert werden.
Der Schalter 30 wird durch einen Zeitgeber 52 geregelt, um die Meßfühlerschaltung 22 und den Transmitter 23 nach einer vorher bestimmten Zeit, z.B. 1 oder 2 Minuten, auszuschalten. Der Zeitgeber 52 wird über den Schalter 30 und die Leitung 54 gespeist. Er wird fur eine weitere Zeitspanne von 1 oder 2 Minuten zurückgestellt, immer wenn die Meßfühlerschaltung 22 einen Zustand ändert, d.h. wenn der Fühler 20 einen Kontakt mit dem Werkstück 14 herstellt oder abbricht. Dies bedeutet, daß die Meßfühlerschaltung nach einer Zeitspanne von 1 oder 2 Miniiten deaktiviert wird, in der sie nicht in Betrieb ist.
Der Empfänger 34, das Filter 48 und der Detektor 50 werden von der Batterie 24 uber den Umschalter 30 und eine Leitung 56 gespeist. Wenn der Schalter 30 Energie zu der Leitung 54 liefert, entnimmt er Energie von der Leitung 56. Dies stellt sicher, daß der Transmitter 23 auf den Empfänger 34 des Meßfühlers nicht störend einwirken kann, weil sie niemals beide gleichzeitig aktiviert sind.
Figur 4 zeigt eine afternative Anordnung für die Meßfühler-Empfangsschaltungen von Figur 3. Anstelle einer Verwendung eines Zeitgebers 52 werden die Meßfühlerschaltung 22 und der Transmitter 23 in dieser Anordnung durch ein weiteres Signal von dem Maschinen-Transmittermodul 28 ausgeschaltet. Das Modul 28 erzeugt und überträgt dieses weitere Signal auf exakt die gleiche Weise wie die Signale zum Einschalten der verschiedenen Meßfühler, aber wünschenswerter Weise liegt die Frequenz des Oszillators 38A, 38B oder 38C, welcher die Modulation für das Ausschaltsignal erzeugt bei einer ziemlich höheren Frequenz als irgendeines der Einschaltsignale. Dies stellt sicher, daß es von irgendeinem der Einschaltsignale leicht unterscheidbar ist und das gleiche Ausschaltsignal für alle Meßfühler verwendet werden kann.
Die Empfangsschaltung eines Meßfühlers in Figur 4 enthält das Bandpaßfilter 48 und den Detektor 50, wie in Figur 3, zum Einschalten des Batterieschalters 30. Wenn eingeschaltet, versorgt dieser nicht nur die Meßfühlerschaltung 22 und Transmitterschaltung 23 mit Energie, sondern auch ein Hochpaßfilter 64 und einen entsprechenden Detektor 66. Das Hochpaßfilter 64 empfängt die Eingabe von der Empfängereinheit 34 und reagiert nur auf das Ausschaltsignal mit hoher Frequenz, das durch das Modul 28 übertragen wird. Bei Empfang dieses Signals wird es durch den Detektor 66 festgestellt und verwendet, um den Schalter 30 zum Sparen von Batterieenergie auszuschalten.
Der Vorteil der Anordnung in Figur 4 ist daß es nicht notwendig ist darauf zu warten, daß der Zeitgeber 52 in einem Meßfühler ein Auszeitsignal liefert und den Meßfühler ausschaltet, bevor ein anderer Meßfühler in Betrieb genommen wird. Ein Grund, das Ausschaltsignal mit einer viel höheren Frequenz als die Einschaltsignale zu versehen statt umgekehrt, ist, daß die Operationsverstärker, welche in den Hochfrequenzfilter- und Detektorschaltungen 64, 66 verwendet werden, dazu neigen, viel mehr Strom als ihre Niederfrequenzgegenstücke 48, 50 zu verbrauchen. Im Interesse einer Einsparung von Batterieenergie ist es daher besser, daß sie nur eingeschaltet werden sollten, wenn der Meßfühler in Gebrauch ist, statt daß sie in einem Bereitschaftsmodus gespeist werden müssen, wenn der Meßfühler nicht in Gebrauch ist.
Obwohl Frequenzen von 5 kHz, 6 kHz, 7kHz in bezug auf Figur 2 für die Frequenzen f&sub1;, f&sub2; und f&sub3; angeführt worden sind, können diese Frequenzen tatsächlich über einen weiten Bereich variiert werden, der durch das Frequenzverhalten der übertragenden und empfangenden Dioden 32, 36 bestimmt wird. Zum Beispiel können diese Frequenzen mit geeigneten Dioden irgendwo innerhalb des Bereichs von unterhalb 1 kHz bis 1 MHz oder sogar höher (beispielsweise bis zu 10 MHz) liegen. Die verschiedenen gewählten Frequenzen können vorteilhafterweise ziemlich weit in dem Frequenzspektrum voneinander beabstandet sein, so daß genaue Abstimmschaltungen in den Bandpaßfiltern 48 nicht notwendig sind, um die Signale für nicht ausgewählte Meßfühler auszuschließen. Mit den oben erwähnten Frequenzen kann es notwendig sein, daß die Bandpaßfilter 48 mehr als eine Abstimmungsstufe enthalten.
Figur 5 zeigt eine alternative Schaltung für das Empfänger- und Transmittermodul 28. In diesem Fall ist die Schaltung 80 als eine Expansionseinheit für eine existierende optische Transmitter-Schnittstellenschaltung 68 bestimmt, die aufgebaut ist, um Signale zu und von nur einem einzelnen Meßfühler zu übertragen und zu empfangen. Die existierende Schnittstelle 68 enthält daher einen Oszillator 70, eine monostabile Vorrichtung 72 und eine Torschaltung 74, welche ein Bündel von Pulsen auf einer Ausgangsleitung 76 erzeugen, die dazu bestimint sind, um den einzelnen Meßfühler einzuschalten, wenn sie durch die numerische Regelung der Maschine auf einer Leitung 78 angewiesen wird, dies zu tun. In dieser Hinsicht wirken die Schaltungen 70, 72, 74 in einer ähnlichen Weise wie die Oszillatoren 38A, die monostabile Vorrichtung 44 und Torschaltung 46, die in Figur 2 dargestellt sind. Die Schnittstelle 68 enthält auch die ein Empfängersignal verarbeitende Schaltung 60, ähnlich Figur 2.
Die Expansionseinheit 80 empfängt das Bündel von Pulsen auf der Leitung 76 und übermittelt sie durch ein Tiefpaßfilter 82 um einen einzelnen Puls einer Länge, welche der durch die monostabile Vorrichtung 72 erzeugten entspricht, wieder zu schaffen. Dieser wird verwendet, um den Ausgang einer Selektorschaltung 84 freizugeben. Der Selektor 84 wird getrennt durch binäre Eingangsleitungen 86, auch von der numerischen Regelung der Maschine kommend, geregelt. Diese wählen eine der drei Eingaben 88 aus, wobei die ausgewählte Eingabe hindurch der Ausgabeleitung 90 zugeführt wird, um ein Bündel von Pulsen zu erzeugen, wann immer sie auf der Leitung 92 freigegeben wird. Die Eingaben 88 werden durch Rechteckwellen bei jeweiligen Frequenzen f&sub1;, f&sub2;, f&sub3; gesteuert. Somit trägt die Ausgabeleitung 90 ein Bündel von Pulsen bei der ausgewählten Frequenz, wann immer der Selektorausgang durch den Puls auf der Leitung 92 freigegeben ist.
Während diese Selektoreingaben 88 von getrennten Oszillatoren der geeigneten Frequenzen (wie in Figur 2 dargestellt) kommen könnten, werden sie in der vorliegenden Schaltung von einein einzelnen Oszillator 94 durch eine Dividiervorrichtung bzw. einen Frequenzteiler 96 abgeleitet. Der Frequenzteiler 96 beruht auf einer ohne weiteres erhältlichen integrierten Schaltung, welche normalerweise für elektronische Glieder verwendet wird, und liefert Frequenzen f&sub1;,f&sub1; und f&sub3; mit 3.483,6 Hz, 5.215,6 Hz beziehungsweise 7.812,5 Hz. Diese Frequenzen werden gewählt weil keine von ihnen mit den Harmonischen der anderen zusammenfällt insbesondere den zweiten und dritten Harmonischen. Sie sind nichtsdestoweniger leicht aus dem Frequenzteilerglied 96 ableitbar. Weil die Harmonischen nicht zusammenfallen, ist es leicht, zuverlässige Filterschaltungen zu schaffen, so wie diejenigen, welche in Figur 3 dargestellt sind, um ein Einschaltsignal von einem anderen zu unterscheiden.
Das Bündel von Pulsen bei dein Ausgang 90 des Selektors 84 kann natürlich verwendet werden, um eine einzelne Transmittereinheit 35 wie vorher zu steuern, aber wir bevorzugen, zwei oder mehr derartige Transmittereinheiten 35 in paralleler Weise über eine geeignete Steuerschaltung 98 zu steuern. Die zwei oder mehr Transmittereinheiten 35 können dann bei verschiedenen Stellen auf der Werkzeugmaschine angeordnet werden, uin sicherzustellen, daß es immer eine Sichtlinie von mindestens einem der Transmitter zu dem Meßfühler gibt, was immer auch die Position des Meßfühlers auf der Werkzeugmaschine sein mag.
Jede der Transmittereinheiten 35 besitzt eine zugeordnete Empfängereinheit 58, um das Meßfühlersignal in paralleler Weise zu empfangen. Wieder wird sich mindestens eine dieser Einheiten 58 immer in einer Sichtlinie von dem Meßfühler befinden. Die Meßfühlersignale werden in einein Puffer 100 kombiniert und auf einer Leitung 102 zurück zu der herkömmlichen signalverarbeitenden Schaltung 60 in der Schnittstelleneinheit 68 geführt.
Es wird verstanden werden, daß die Empfangsschaltungen in den Meßfühlern, welche die Signale von der Expansionseinheit von Figur 5 empfangen, ähnlich denjenigen sein können, welche in den Figuren 3 oder 4 dargestellt sind.
Figur 6 zeigt eine Alternative zu der Anordnung der Figuren 2 bis 5. In dieser Anordnung werden die Einschaltsignale voneinander nicht durch die Frequenz einer Modulation des Lichtstrahls, sondern vielmehr durch die Farbe des Lichtstrahls unterschieden
Ein Bündel von Pulsen bei einer gegebenen Frequenz wird durch einen Oszillator 104, eine monostabile Vorrichtung 106 und eine Torschaltung 108 bei Empfang eines Signals von einer Regelungsschaltung 110 erzeugt. Dies ist den entsprechenden Schaltungen in der herkömmlichen Schnittstelle 68 von Figur 5 ähnlich. Jedoch wird das Bündel von Pulsen, das durch diese Schaltungen erzeugt wird, zu einer von drei möglichen Transmittereinheiten 35A, 35B, 35C durch eine Selektorschaltung 112 unter der Regelung der Regelungseinheit 110 zugeführt. Die drei Transmittereinheiten sind vorgesehen, um Lichtstrahlen von drei verschiedenen Farben, zum Beispiel Rot, Grün und Infrarot oder Rot und zwei verschiedene Infrarotwellenlängen, zu übertragen. Diese Licht strahlen verschiedener Farbe werden durch Meßfühler-Empfängereinheiten 34 A, 34B, 34C empfangen, welche den Empfängereinheiten 34 von Figur 3 entsprechen außer, daß jede durch ein jeweiliges optisches Filter 37A, 37B, 37C abgedeckt ist, was den Empfänger nur auf eine der durch die Einheiten 35A 35B, 35C übertragenen Farben ansprechend macht.
Die Einheiten 35A, 35B, 35C können, uin Licht der gewünschten Farbe abzustrahlen, durch die Verwendung von lichtemittierenden Dioden 36B, 36C hergestellt werden, welche nur die jeweiligen gewünschten Farben emittieren. Alternativ kann ein geeignetes optisches Filter 39A über der entsprechenden lichtemittierenden Diode 36A angeordnet werden, um alle außer der gewünschten Farbe herauszufiltern.
Für vollständigere Details solcher Mehrfarben-Übertragungssysteme sollte Bezug auf unsere ebenfalls anhängige, gleichzeitig eingereichte Patentanmeldung EP-A-0 337 670 Bezug genommen werden. Diese ebenfalls anhängige Anmeldung bezieht sich auf die Verwendung mehrerer Farben für eine Übertragung der Meßfühlersignale zurück zu der Maschinenschnittstelle, eher als für eine Übertragung der Einschaltsignale von hier Schnittstelle zu den Meßfühlern.
Die beschriebenen Meßfühler 18A, 18B, 18C sind Kontaktauslöse-Meßfühler gewesen, welche ein Auslösesignal bei Kontakt mit dem Werkstück 14 liefern. Jedoch konnen einige oder alle von den Meßfühlern, die verwendet werden, andere Typen sein. Zum Beispiel können sie Meßfühler sein, welche ein Auslösesignal bei Erreichen eines vorher bestimmten Abstandes zu der Werkstückoberfläche liefern. Sie können auch Abtast- oder Ausmessungs-Meßfühler sein, welche ein analoges oder digitales Meßsignal (wie im Gegensatz zu einem Auslösesignal) liefern, das sich auf die Verrückung eines Fühlers bezieht, die durch einen Kontakt mit dem Werkstück hervorgerufen wird, oder sich auf den Abstand einer Werkstückoberfläche von dem Meßfühler bezieht, der in irgendeiner geeigneten Weise (z.B. optisch) festgestellt wird. Wenn gewünscht, können einige oder alle von den Kanälen für andere Sensoren als Meßfühler reserviert werden z.B Sensoren, welche Signale liefern, die sich auf die Anwesenheit oder Lage von Werkstücken auf dem Maschinenbett oder auf einer Transportvorrichtung oder Palette oder auf den Status einer Vorrichtung, so wie eines Schraubstocks oder eines Greifers oder eines Roboters beziehen. Wenn die numerische Regelung der Maschine eine Information von solch einein Sensor anfordert, schaltet sie den Sensor auf die gleiche Weise wie oben beschrieben ein.

Claims

1. Ein Signalübertragungssystem für eine Werkzeugmaschine das eine Vielzahl von Sensoren (18) und eine numerische Regelung zum Regeln der Werkzeugmaschine besitzt, wobei die numerische Regelung irgendeinen gewünschten Sensor der Sensoren zum Gebrauch auswählen kann, wobei das Signalübertragungssystem enthält:

ein batteriegespeistes drahtloses Signalübertragungsmittel (23) für jeden Sensor (18) zum Ubertragen eines Sensorsignals, das durch den jeweiligen Sensor erzeugt wird,

Mittel (32, 34) für jeden Sensor (18) zum Empfangen eines gegebenen drahtlosen Signals und Mittel (30) für jeden Sensor (18), um die Batterieenergie bei Empfang dieses Signals einzuschalten,

Mittel (35, 36, 38-46, 80, 104 - 112, 35A-C, 39A), entfernt von den Sensoren (18), zum Erzeugen und Übertragen der gegebenen drahtlosen Signale für jeden Sensor, um die Batterieenergie einzuschalten, einschließlich eines Selektors (42, 84, 112), welcher eine Eingabe von der numerischen Regelung der Werkzeugmaschine empfängt, die anzeigt, welcher Sensor (18) zum Gebrauch durch die numerische Regelung ausgewählt worden ist, wobei der Selektor wirksam wird, um die Übertragung des gegebenen Signals mit einer Charakteristik zu veranlassen, welche für den ausgewählten Sensor eindeutig ist,

wobei das Empfangsmittel (32, 34) für jeden Sensor (18) Mittel (48, 50, 37A-C) besitzt welches auf die eindeutige Charakteristik, die dem Sensor zugeordnet ist, ziiin Einschalten der Batterieenergie in Abhängigkeit davon anspricht, aber nicht auf das gegebene Signal für den (die) anderen Sensor(en) reagiert.

2. Ein Signalübertragungssystem nach Anspruch 1, welches Mittel (36, 36A-C) einschließt, um die gegebenen Signale optisch zu übertragen.

3. Ein Signalübertragungssystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin die eindeutige Charakteristik eine gegebene Modulationsfrequenz des übertragenen Signals für jeden Sensor ist

4. Ein Signalübertragungssystem nach Anspruch 3, worin das auf die eindeutige Charakteristik ansprechende Mittel ein elektronisches Filter (48) ist, welches auf die gegebene Modulationsfrequenz anspricht.

5. Ein Signalübertragungssystem nach Anspruch 3 oder Anspruch 4 worin das Mittel zum Erzeugen und Übertragen der gegebenen Signale Mittel (82, 84) einschließt zum Freigeben eines Bündels von dem gegebenen Signal in Abhängigkeit von einem Empfang eines äußeren Signals (76), welches ein Bündel eines frequenzmodulierten Signals enthält.

6. Ein Signalübertragungssystem nach Anspruch 2, worin die eindeutige Charakteristik eine gegebene Farbe des optischen gegebenen Signals für jeden Sensor ist.

7. Ein Signalübertragungssystem nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Signalübertragungsmittel Mittel (52, 64, 66) zum Ausschalten der Batterieenergie einschließt.

8. Ein Signalübertragungssystem nach Anspruch 7, worin das Mittel zum Ausschalten ein Zeitgebermittel (52) zum Ausschalten der Batterieenergie enthält, nachdem eine vorher bestimmte Zeitspanne verstrichen ist.

9. Ein Signalübertragungssystem nach Anspruch 7, worin das Mittel zum Ausschalten Mittel (64, 66) zum Empfangen eines weiteren Signals von dem Mittel zum Erzeugen und Übertragen der gegebenen Signale aufweist.

10. Ein Signalübertragungssystem nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, welches eine Schnittstellenschaltung (68) einschließt, die aufgebaut ist, um Signale zu und von einem einzelnen Sensor (18) zu übertragen und zu empfangen, und eine Expansionseinheit (80), welche den Selektor (84) enthält und welche die gegebenen Signale mit einer eindeutigen Charakteristik für jeden Sensor erzeugt.