Modulares Stecknussköchersystem MSTKN

Systemübersicht

Das MSTKN-Stecknussköchersystem bietet eine flexible Lösung für die Überwachung von Werkzeugentnahmen und für die Werkerführung bei Operationen, die ein manuelles Wechseln von Werkzeugen erfordern. Das MSTKN-Stecknussköchersystem bietet insbesondere:

  • Verschiedene Gehäusevarianten für die Nutzung von Werkzeugen mit Durchmessern im Bereich von 5-37mm. Varianten mit variablen (Prismenschieber) oder festen Werkzeugaufnahmen sind verfügbar
  • Verschiedene Feld-Schnittstellen: 24V-E/A und Feldbussysteme (Profibus, Profinet, Ethernet/IP, IndraLogic-CAA)
  • Flexible Erweiterbarkeit auf bis zu 60 Werkzeuge über internes Bussystem
Alle Geräte des MSTKN-Systems bestehen grundsätzlich aus einer Kombination von zwei verschiedenen Grundelementen, die in verschiedenen Varianten miteinander kombiniert und in unterschiedliche Gehäuse integriert werden. Die Grundelemente des Systems sind:

  • Gatewayelement: Ein Gatewayelement stellt die Verbindung zwischen einer Feld-Schnittstelle (bzw. Feldbus-Schnittstelle) und dem internen Bussystem her. Gatewayelemente sind für 24V-E/A und für verschiedene Feldbussysteme (Profibus-DP, ProfiNet, Ethernet/IP, IndraLogic-CAA, …) verfügbar und stellen die Verbindung zwischen Stecknussköchersystem und der übergeordneten Prozesssteuerung (bzw. dem Schraubsystem) her
  • Sensorelement: Ein Sensorelement enthält Sensoren, welche die Anwesenheit von Werkzeugen in den zugehörigen Werkzeugablagen detektieren und über das interne Bussystem melden. Sensorelemente sind in verschiedenen Bauformen (Anzahl der Sensoren, große/kleine Sensoren für verschiedene Werkzeugrößen) und Technologien (für die Anwesenheits- bzw. Belegter Kennung oder auch Werkzeugidentifikation) verfügbar
Die Geräte des MSTKN-Systems werden daraus wie folgt zusammengesetzt:

  • Hauptmodul (HM): Ein Hauptmodul kombiniert ein Gatewayelement mit einem oder mehreren Sensorelementen und ist in eines der Gehäuse des MSTKN-Systems eingebaut. Ein Hauptmodul ist ein eigenständiger und voll funktionsfähiger Stecknussköcher, der z. B. direkt an eine SPS oder ein Schraubsystem angeschlossen werden kann. Über das interne Bussystem kann ein Hauptmodul um weitere Erweiterungsmodule erweitert werden, um die Gesamtanzahl überwachter Werkzeuge zu erhöhen.
  • Erweiterungsmodul (EM): Ein Erweiterungsmodul besteht aus einem oder mehreren Sensorelementen, eingebaut in eines der Gehäuse des MSTKN-Systems. Ein Erweiterungsmodul muss immer an das interne Bussystem des MSTKN-Systems angeschlossen werden, entweder an ein Gatewaymodul oder ein Hauptmodul.
  • Gatewaymodul (GM): Ein Gatewaymodul besteht aus einem Gatewayelement, eingebaut in ein Gehäuse für die Schaltschrankmontage (Tragschinengehäuse). Das Gatewaymodul ermöglicht die Anbindung von einem oder mehreren Erweiterungsmodulen an eine 24V-E/A-Schnittstelle oder an ein Feldbussystem.
Alle Geräte des MSTKN-Systems können miteinander kombiniert werden, da alle über ein gemeinsames internes Bussystem miteinander kommunizieren. In einem Stecknussköchersystem muss dabei immer ein Gatewayelement und mindestens ein Sensorelement enthalten sein, unabhängig davon, welche Bauformen, Gehäusetypen oder Sensorvarianten eingesetzt werden.

Varianten

Stecknussköcher 4fach von 1/4" - 3/4"

Stecknussköcher 4fach für 1"

  • Aluminiumgehäuse L x B x H, 250 x 103 x 53mm
  • Hauptmodul erweiterbar
  • Anschluss Rundstecker M12 24V digitale I/O
  • Zustandsanzeige je Werkzeugnest über 3 LED`s
  • Aufnahme für 4 Stecknüsse bis Ø35mm
  • Stecknussköcher mit integrierter Verwechslungssicherung für Steckschlüssel
  • Anschluss Rundstecker M12 24V digitale I/O
  • Zustandsanzeige je Werkzeugnest über 3 LED`s
  • Aufnahme für 4 Stecknüsse bis Ø90mm

Einsätze für Schraubwerkzeuge

Mechanische Unterscheidung

Durch die Größe des Bohrungsdurchmessers und einem evtl. zusätzlichen Bolzen in der Mitte der Aufnahmebohrung kann das Schraubwerkzeug dem Steckplatz zugeordnet werden.

Elektrische Unterscheidung

Die Veränderung des magnetischen Feldes am Sensor des Steckplatzes wird gemessen. Dieses kann durch die Verwendung verschiedener Werkstoffe beeinflusst werden (aufbringen einer Aluhülse).

Die Zuordnung oder die Grenzen der Sensormesswerte zu den jeweiligen Steckplätzen wird über einen PC eingeteacht.

Gerätetypen

Hauptmodul

  • (Sensorelement + Gatewayelement)

Erweiterungsmodul

  • (nur Sensorelement)

Gatewaymodul

  • (nur Gatewayelement)
  • Kombinationen zwischen unterschiedlichen Gehäusetypen möglich
  • Gemeinsames internes Bussystem verbindet alle Komponenten
  • Bis 8 Module und 64 Steckplätze (31 für 24V-E/A variante) möglich
  • Bei Feldbusvarianten auch Aufteilung in Gruppen (z. B. links/rechts möglich)

Betriebsarten

Der Stecknussköcher unterstützt folgende Betriebsarten:

  • Freie Auswahl: Es steht dem Werker frei, welche Nuss er aus dem Köcher entnimmt. Die Steckplatznummer des entnommenen Werkzeugs wird über die Feldbus Ausgangssignale angezeigt. Entnimmt der Werker mehr als ein Werkzeug, wird über die Schnittstelle ein Fehler ausgegeben. Die Leuchtdioden am Stecknussköcher dienen zur Zustands- bzw. Fehleranzeige und zur Anzeige, ob die Entnahme korrekt ist (Fehleranzeige, falls z. B. mehr als ein Werkzeug entnommen wurde). Um den Köcher in dieser Betriebsart zu betreiben, müssen alle Eingänge des MSTKN „0“ sein.
  • Werkerführung: In dieser Betriebsart gibt eine externe Steuerung (z.B. Schraubersteuerung oder SPS), über die Feldbus-Schnittstelle vor, welches Werkzeug entnommen werden soll. Der Stecknussköcher zeigt dies durch die Leuchtdioden der einzelnen Steckplätze an. Bei Entnahme eines Werkzeugs meldet der Köcher den Zustand an die externe Steuerung und setzt, bei korrekter Entnahme (Entnahme identisch mit Vorwahl), ein Freigabebit. Der Zustand der Leuchtdioden ändert sich bei korrekter Entnahme von grün blinkend zu einem grünen Dauerlicht. Bei Falschentnahme leuchtet die rote LED auf. In der Standardvariante kann die Steuerung nur ein Werkzeug vorwählen, in der Variante Open Protocol ist es möglich, den Werker eine Auswahl aus mehreren Werkzeugen zu erlauben („Bitmuster“).
  • Direktbetrieb: Diese Betriebsart arbeitet ähnlich wie die Betriebsart „Freie Auswahl“, ist aber um eine Überwachungsfunktion erweitert, die zur Erkennung von Kurzschlüssen und nicht verbundenen Leitungen dient. Der Stecknussköcher sendet je nach Status sein Ausgangssignal an die Steuerung und erwartet dieses, innerhalb von ca. 150ms, als Eingangssignal zurück. Erst danach erfolgt das Setzten des Freigabebits durch den Stecknussköcher. Erhält der Stecknussköcher nicht den korrekten Wert zurück (Ausgangssignal ≠ Eingangssignal), wird das Freigabebit nicht gesetzt und über die Leuchtdioden wird ein definiertes Leuchtmuster ausgegeben.
  • Diagnose- und Konfigurationsbetrieb: Je nach eingesetztem Gerätetyp werden verschiedene Betriebsarten zu Diagnose- (z.B. Kabelbruch Test) und Konfigurationszwecken (z.B. Sensorkalibrierung) unterstützt. Bitte entnehmen sie die detaillierte Beschreibung den nachfolgenden Erklärungen.
  • Intelligenter Betrieb: Diese Betriebsart findet bei den Feldbus Varianten (Profibus, Modbus UDP etc.) ihren Einsatz. Mit dieser Einstellung übernimmt der Stecknussköcher sowohl die Steuerung der LEDs, als auch die Auswertung der Steckplatzzustände in Verbindung mit der getroffenen Vorwahl.
  • Benutzer Betrieb: Auch diese Betriebsart ist nur bei den Feldbus Varianten von Bedeutung. In dieser Betriebsart übernimmt der Nutzer die vollständige Steuerung und Auswertung der Stecknussköchersignale. D.h. der Nutzer kann beliebige Leuchtdiodenmuster generieren und z.B. Mehrfachentnahmen erlauben.

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