在机床控制单元和电子部件之间传输能量和信号的传输装置和方法与流程

1.本发明涉及一种用于在机床和至少一个电子部件之间传输能量和/或信号，特别是用于加工中心或车削和/或铣削中心，的传输装置。本发明还涉及一种用于在机床和至少一个电子部件之间传输能量和/或至少一个信号的方法。技术问题
2.当使用机床加工工件时，工具和工件相对于彼此移动以便对工件进行加工。从现有技术已知，通过传输装置以非接触方式将能量和/或信号传输到可拆卸地固定在机床的转台上的夹持单元，用于驱动夹持单元的电动机。特别地，这在ep3028804b1中公开。
3.本发明的目的在于提供一种用于在机床和至少一个传感器和/或至少一个致动器之间传输能量和/或信号，特别是用于车削和/或铣削中心，的改进的传输装置，或者一种用于在机床与至少一个传感器和/或至少一个致动器之间传输能量和/或至少一个信号的方法。问题的解决方案
4.该目的通过独立权利要求的特征来实现。从属权利要求指向本发明的特定实施例。
5.根据本发明的用于在机床的控制单元和至少一个电子部件之间传输能量和/或信号，特别是用于加工中心或车削和/或铣削中心，的传输装置，可以包括第一传输单元和第二传输单元。
6.能量优选地是电能。例如，电子部件可以是电负载、传感器和/或致动器。在这个意义上，电子部件也包括电气元件。传感器的示例是温度、角度、位置和力传感器。这些可能包括应变仪、压电传感器和热电偶。致动器例如是摆动夹具、爪式卡盘、磁性夹具、真空夹具、截止阀和阀门。致动器可用于夹持工件。例如，电气负载可以是照明、控制灯、加热元件等
7.通过传感器监控，例如使用力传感器，可以通过致动器监控和调整待加工工件的夹持。例如，关闭活门和阀门可以用于控制布置在工件上的冷却单元的冷却剂流或控制液压单元。控制灯可用于以简单的方式将有关传感器和致动器功能的信息传输给机器操作员。
8.信号可以包括例如光信号和/或电信号。可以对信号进行调制。从而可以降低通过信号传输的信息对例如由于干扰信号或噪声引起的干扰的敏感性。根据实施方式，信号可能包含模拟和/或数字化信息。
9.在一些实施例中，多个信号也可以并行传输，例如通过多个端口或使用各个信号的不同频率。在一些应用中，可以通过调制将来自不同信号的多条信息组合成一个信号。调制的非限制性示例是幅度、频率和相位调制，特别是相移键控(psk)和正交幅度调制(qam)。
10.传输装置还可以包括第一元件和第二元件，其中，第二元件相对于第一元件可旋转地安装，其中，第一元件连接到控制单元以用于信号和/或能量传输。可旋转安装的非限制性示例是滑动轴承、滚子轴承、圆锥滚子轴承和滚珠轴承。为此，例如，托盘接收器可以相
对于托盘接收器的承载器可旋转地安装。
11.此外，第一传输单元可以被配置为在第一元件和第二元件之间传输信号和/或能量。
12.第一元件和第二元件都可以由一个或多个构件组成，使得第一或第二元件是组件。
13.第一元件和第二元件可以通过轴承彼此连接。这可以具有在第二元件相对于第一元件旋转期间减少旋转轴线的偏差的优点。第一传输单元可以由一个或多个、也可能在功能上不同的发射器组成。
14.机床可以被配置为以预定速度连续旋转托盘接收器和/或可以被配置为通过旋转托盘接收器来改变托盘接收器的方向，从而改变托盘和工件的方向。
15.根据实施例，第一传输单元包括一个或多个非接触和/或基于接触的发射器。非接触式发射器的示例是电感耦合器、电容耦合器、光波耦合器等。基于接触的发射器的一个示例是滑环。
16.基于接触的发射器和非接触发射器都可以布置成使得能量和/或信号在第一元件和第二元件之间的径向方向或轴向方向上传输。在径向传输的情况下和轴向传输的情况下，发送器都可以布置在由第一元件和第二元件之间的相对旋转限定的旋转轴线之外。然而，当布置和确定发射器的尺寸时，应当注意，对于第一元件和第二元件之间的每个旋转角度保证能量和/或信号传输可能是有利的，从而能够保证任何位置的信号和/或能量传输。
17.在一些实施例中，第二传输单元可以被配置为在第二元件和可拆卸地紧固到机床的托盘接收器的托盘之间传输信号和/或能量。根据本发明，用于信号和/或能量传输的至少一个电子部件可以连接到托盘。
18.信号因此可以包括诸如传感器数据和致动器数据之类的数据，这些数据特别是在通过夹持设备夹持在托盘上的工件的旋转加工期间，在托盘、夹持设备或工件以及机床的控制单元直接传输。这可以收集额外的传感器数据，并基于传感器数据和/或其他传感器数据，在工件加工期间控制致动器。因此，可以更好地监测和控制工件加工。这导致工件加工期间的安全性增加，并且可以以更高的精度来执行工件加工。
19.布置在托盘上的致动器的非限制性示例可以是夹持设备，例如摆动夹具/支撑元件、虎钳、零点夹持系统、磁性夹具和/或真空夹具、hyd爪式卡盘和/或e爪式卡盘。所有致动器还可以包含传感器，特别是力、位置和温度传感器。
20.托盘接收器可以包括夹持设备，该夹持设备能够实现对托盘的可再现的、位置精确的和自动化的夹持。例如，相应的夹持装置可以包括夹持锥体。
21.托盘可以是工件承载器，其被配置为以可再现的、位置精确的和自动化的方式被夹持在机床的托盘接收器上。机床可以包括用于更换托盘的托盘更换器。
22.第二传输设备可以包括一个或多个非接触和/或基于接触的发射器。非接触式发射器的非限制性示例是电感耦合器、电容耦合器、光波耦合器等。非接触式发射器的示例是插入式连接件和压力接触件，例如弹簧接触件。
23.这具有以下优点，即通过更换托盘,夹持在托盘上的工件可以被快速有效地更换。并且，在工件加工期间，工件的特性(例如工件与机床工作台的相对位置、工件的温度、工件的形变和夹持路径和/或夹爪的夹持力等)可以被检测到，特别是在旋转工件加工的情况
下。基于这些传感器数据和/或另外的传感器数据，工件加工可以通过传输装置来修改，例如通过诸如布置在托盘上的夹爪的致动器。因此，在加工工件时可以提高机床生产率或提高工作安全性。
24.另外，还存在以下优点，工件可以通过机床工作区域中的托盘自动地并且独立于工件的夹持而被夹持，传感器数据可以由托盘上的传感器感测，并且托盘上的致动器可以被控制。因此，可以以更灵活且更少的人工干预的方式来使用机床。此外，可以通过传感器和致动器，特别是通过力传感器和夹持装置，优化工件在托盘上的夹持，从而提高夹持工件加工的可靠性。甚至是在工件加工期间和/或在加工步骤之间，也可以特别地执行相应的优化。此外，在一些实施例中，可以监测托盘在托盘接收器上的夹持，例如通过布置在托盘接收器的夹持设备和托盘之间的力传感器。
25.根据本发明的用于在机床的控制单元和至少一个电子部件之间传输能量和/或信号，特别是用于加工中心或车削和/或铣削中心，的传输装置，可以包括第一传输单元和第二传输单元以及第一元件和第二元件，其中，第二元件可以相对于第一元件可旋转地安装，其中，用于信号和/或能量传输的第一元件连接到控制单元，其中，第一传输单元可以被配置为在第一元件和第二元件之间传输信号和/或能量，并且其中，传输装置可以被配置为通过传输装置的对接冲程来建立第二传输单元的可释放连接，用于在第二元件和至少一个电子部件之间传输能量和/或信号。
26.在一些实施例中，适应于第二元件的接口以建立可释放连接的接口可以被布置在至少一个电子部件的一侧上。在一些实施例中，可释放连接可以是可释放触点，例如通过接触弹簧、插入式连接件、具有弹簧触点的插入式连接件等。
27.这可能具有以下优点，当夹持单元或工件放置在机床工作台上时，由于机床之间或者夹持单元或工件之间的相对径向运动，例如弹簧触点的接触表面不会发生变形。这样，无论工件在机床上的手动或自动夹持，都可以保护第二传输单元的接触面。
28.对接冲程优选地相对于机床工作台进行。这可能是有利的，以便使传输装置与夹持单元或工件的对接相对于对接位置在定位上更精确的并且更加可再现的。
29.在一些实施例中，对接冲程可以通过伺服电机来执行。例如，伺服电机可以被配置为通过一个或多个齿轮在传输装置和机床工作台之间产生沿轴向方向的力作用，使得传输装置相对于机床工作台移动，以建立可分离的用于信号和/或能量传输的连接。在一些实施例中，例如，可以结合力传感器确定弹簧触点的最佳弹簧力，一方面保护弹簧触点，另一方面确保可靠传输。
30.然而，本发明决不限于用于执行对接冲程的伺服电机。替代方案是，例如，液压或气动驱动。在一些应用示例中，对接冲程可以通过磁吸引或磁排斥来执行。
31.根据本发明的用于在机床的控制单元和至少一个电子部件之间传输能量和/或信号，特别是用于加工中心或车削和/或铣削中心，的传输装置，可以包括第一传输单元和第二传输单元、第一元件和第二元件，其中，第二元件相对于第一元件可旋转地安装，其中，第一元件连接到控制单元以用于信号和/或能量传输，其中，第一传输单元被配置为在第一元件和第二元件之间传输信号和/或能量，其中，传输装置可以被配置为通过传输装置的对接冲程来建立第二传输单元的可释放连接，以用于在第二元件以及可拆卸地固定到所述机床的托盘接收器上的托盘之间进行能量和/或信号传输。根据本发明，用于信号和/或能量传
输的至少一个电子部件可以连接到托盘。
32.这可以具有这样的优点，即关于力对第二传输单元的构件的影响，托盘被特别温和地更换。因此可以增加传输装置的使用寿命。
33.在有利的实施例中，至少一个电子部件可以固定地或可拆卸地连接到托盘。与托盘固定连接的致动器可具有提高致动器与托盘之间连接的结构稳定性的优点。可以从托盘上拆下的传感器可能具有传感器可以灵活使用的优点。例如，通过适当地配置托盘，可以使电子部件的布线工作最小化。
34.在有利的实施例中，第一传输单元可以被配置为以非接触方式传输至少一个信号和/或能量。这可能具有以下优点，例如，由于滑环传输造成的磨损，以及因此由于例如接触表面质量劣化或由于磨损而在面积方面变小所造成的不希望的干扰，能够被避免。信号的非接触式传输可能是有利的，特别是在高频信号的情况下，以避免由于从滑动触点上去除材料而引起的线路阻抗变化而造成的不希望的信号反射。
35.在有利的实施例中，第一传输单元可以包括用于能量传输的滑环传输器，该滑环传输器包括用于信号传输的集成电感耦合器。这可以具有以下优点，可以避免第一传输单元的非接触式能量传输的耦合损失并且可以以防故障方式传输低功率信号。此外，可以避免用于使耦合损耗最小化的非接触式能量传输的费用。特别是由于紧凑的布置，包括集成电感耦合器的滑环发射器可能是特别有利的。
36.在一个特别有利和稳健的实施例中，第一元件可以通过至少一个扭矩支撑在径向方向上被支撑。第一元件可以由扭矩支撑件支撑，特别是在径向方向上。扭矩支撑件可以例如通过舌槽连接件沿由对接冲程限定的轴线布置在第一元件上。结果，包括第一元件的传输装置的对接冲程是可能的，例如，同时第一元件在径向方向上被固定。此外，扭矩支撑防止第一元件与第二元件共同旋转。
37.在进一步有利的实施例中，传输装置可以包括至少一个旋转式引入件，作为在液压流体供应、气体供应或真空供应与第二元件之间的用于气体和/或液体的密封通道。气体的示例是保护气体或空气。在一些实施例中，第二传输设备可配置成在第二元件与托盘、机床工作台等之间传输一种或多种流体(气体、液体)。
38.为此目的，第二传输设备可以包括被配置为形成插入式连接和/或耦合的接口。这对于将工件真空夹持在机床工作台或托盘上可能是特别有利的。流体的示例可以是冷却剂、润滑剂和液压流体。为了改善冷却，向工件供应冷却剂可能是有利的。为了减少对润滑剂的需求，通过附接到工件、托盘或工作台的喷嘴尽可能精确地分配润滑剂可能是有利的。第一传输单元和第二传输单元可以彼此连接，例如通过旋转式引入件中的通道，特别是通过一根或多根电缆。
39.在一个特别有利的实施例中，第二传输单元可以被配置为以非接触方式传输至少一个信号和/或能量，特别是通过电感耦合器，和/或以基于接触的方式，特别是通过弹簧触点。与非接触式传输相比，使用基于接触的传输，例如使用弹簧接触，可以毫不费力地传输大量能量，并且损失尽可能低。尤其是弹簧触点对于必须频繁释放的快速接触循环(插入循环)可能是有利的。作为基于接触的发射器的插入式连接器可能具有以下优点，即接触表面由于插座的套管而特别好地免受污垢的影响。在一些实施方式中，因此具有弹簧触点的插入式连接件可能是有利的。基于接触的能量传输对于直流形式的能量传输可能特别有利。
40.对于非接触式传输，能量和信号传输对于诸如污垢颗粒和碎屑等干扰影响可能更加稳健。这在以低能量传输信号时可能特别有利。
41.在有利的实施例中，至少一个电子部件可以相对于机床工作台、托盘和/或工件以位置固定的方式布置。结果，在工件加工期间可以诸如温度、重量等的工件属性可以被感测到，并且根据属性，可能会受到致动器的影响。在一些实施例中，诸如主轴速度之类的加工参数可以根据诸如工件温度之类的工件特性而被调整，特别是在工件加工期间。工件特性例如可以通过至少一个电子部件来感测。这可以导致工件加工精度的提高。
42.在一个特别紧凑的实施例中，信号处理单元可以被布置在机床工作台和/或托盘之上、之中或处，其中，信号处理单元连接到至少一个电子部件，以用于信号和/或能量传输，并且其中，信号处理单元连接到用于信号和/或能量传输的传输装置。信号处理单元可以被配置为，通过一种或多种协议或没有协议，与至少一个电子部件和/或机床的控制单元通信。
43.信号处理单元可以是模拟和/或数字信号处理单元。在一些实施例中，信号处理单元可以包括计算单元和/或存储器单元。信号处理单元可以是例如微控制器、fpga(现场可编程门阵列)、模拟电路单元、片上系统(soc)等。机床可以被配置为从信号处理单元的存储器单元检索数据。通信还可以包括简单地提供信号。
44.通过将信号处理单元附接到机床工作台和/或托盘，来自各种传感器和/或致动器的信号可以在与机床的控制单元通信之前被放大、调制、捆绑等。这可以具有提高信号质量、减少所需信号通道的数量、可以传输更大量的信息(例如传感器设置、传感器状态等)等优点。此外，取决于信号处理单元，无需大量布线工作即可更换传感器和致动器。
45.在一个特别灵活的实施例中，符合iec61131标准的sdci接口(“用于小型传感器和致动器的单点数字通信接口”)可以连接到托盘或机床工作台，以及至少一个电子部件，以用于信号和/或能量传输，其中，信号和/或能量通过sdci接口和传输装置在至少一个电子部件和机床的控制单元之间传输。在一些实施例中，sdci接口可以被配置为将多个信号捆绑成一个信号或者通过一个信号来传输多条信息。
46.由此可以提高工件加工中的自动化，因为电子部件可以以灵活的方式直接配置在机床一侧上，特别是当电子部件布置在可更换的托盘上时。此外，机床可以灵活地用于各种工件的批量生产，而无需手动将电子部件连接到控制单元，也无需手动重新编程传感器/致动器。此外，存在这样的优点，托盘可以灵活地配备更多的电子部件，而不必添加或修改传输单元以实现与新电子部件通信。因此，机床，尤其是传输装置和托盘，可以被更灵活地使用。
47.在一个特别稳健的实施例中，至少机床工作台或者托盘接收器在朝向工件的一侧或在朝向托盘的一侧的表面可以包括用于至少一部分的传输装置的凹部或切口。这可以具有以下优点，即在更大程度上保护传输装置免受碎屑、污垢等的影响，尤其是在工件加工期间。
48.在进一步的实施例中，第一元件侧的第一传输单元可以包括具有圆柱形凹部的主体，并且第二元件侧的第一传输单元可以包括圆柱形主体，其至少部分地布置在第一传输单元的具有圆柱形凹部的主体的圆柱形凹部中。
49.这可以具有改进在信号传输期间对电磁干扰进行屏蔽的优点。在一些实施例中，
圆柱形主体和具有圆柱形凹部的主体都可以是旋转对称的，以避免不平衡。在一些实施例中，圆柱形主体可包括沿圆柱形主体的旋转对称轴线呈圆柱形体形式的凹部。
50.根据本发明的用于承载和固定工件的托盘可以被构造成可拆卸地夹持在机床的托盘接收器上。结果，工件可以以自动化方式被夹持在机床的工作区域中。例如，机床可以配置为以旋转和/或切削方式加工工件。
51.根据本发明，托盘可以包括托盘的接口，该接口被配置为与机床的控制单元的接口通信，其中，布置在托盘上的至少一个电子部件连接到托盘的接口，以用于信号和/或能量传输。电子部件可以是传感器、致动器和/或电气负载。通过托盘的接口，例如传感器和致动器，可以固定地连接到托盘，即使托盘从机床上移开。这意味着，例如，由于传感器(例如位置传感器)被反复重新安装在托盘上，因此无需重新校准。这可以节省时间，非常有效，特别是在通过托盘自动更换工件的情况下。
52.在一些实施方式中，致动器可以包括一个或多个传感器。传感器可以集成到托盘中，例如用于检测夹持托盘的夹持锥体与托盘的对应配对物之间的夹持力的应变仪。当托盘通过夹爪等夹持时，相应的实施例也是可能的。
53.在一些实施方式中，电子部件可以固定地或可拆卸地连接到托盘。
54.例如，一个或多个传感器可以检测工件特性，例如位置、方向、温度、变形，特别是由于工件夹持等。致动器可以配置成对工件进行例如，定位、对齐、冷却等。
55.在一些实施方式中，接口可以包括一个或多个模拟电路和/或一个或多个数字电路。接口可以是无线接口，例如无线lan、蓝牙、红外线、nfc(近场通信)等。此外，接口可以是基于线路的接口，例如有线连接、光纤连接。特别地，基于线路的接口可以包括插入式连接件和/或弹簧触点。托盘的接口可以被配置成使得托盘的接口能够同时与多个电子部件和/或机床的控制单元通信。
56.在一些实施例中，托盘的接口可以被构造成通过传输装置来与机床的控制单元的接口建立用于信号和/或能量传输的连接。
57.托盘的接口可以被配置为通过至少一个接口、借助协议来与电子部件和/或机床的控制单元通信。这具有以下优点，来自和用于电子部件的数据可以被收集并传送到控制单元和从控制单元传送。此外，可以灵活使用电子部件和机床控制单元之间的传输，从而可以更换电子部件和/或将电子部件附加到托盘上，而无需在托盘和机床的控制单元之间建立额外的连接。
58.在一些实施例中，托盘的接口可以被配置为与电子部件和/或与机床的控制单元通信而无需协议。这具有的优点是，例如不包括昂贵的模拟/数字转换器或数字/模拟转换器的传感器和致动器也可以通过托盘的接口与机床的控制单元通信。此外，可以提高托盘与传统电子部件和机床的兼容性。
59.布置在托盘上的接口具有特定优点，即信息，特别是来自传感器和致动器的信息，可以通过通道在托盘和机床的控制单元之间交换。特别地，也可以减少用于传输通过不同工件的不同电气构件产生的信号的接口数量。此外，例如在无线电连接的情况下，可以通过无线电信号来改善数据传输，因为尤其可以减少由相邻信道引起的任何干扰。在托盘和控制单元之间通过信号有线传输数据的情况下，可以减少线路或电缆的数量，并且可以更灵活地添加电子部件。
60.在一些实施例中，托盘的接口可以是根据iec61131标准的sdci接口。这样做的优点是电子部件和机床控制之间的通信是标准化的，从而电子部件可以以标准化的方式从而以简化的方式与机床的控制单元进行通信。
61.在一些实施例中，托盘的接口可以包括存储器单元。在一些实施例中，存储器单元可以被配置为存储与托盘、托盘上的工件和/或电子部件有关的信息。
62.根据本发明的用于在机床和至少一个电子部件之间传输能量和/或至少一个信号的方法可以包括将工件夹持在托盘上的步骤，该托盘包括用于信号传输和/或用于能量传输的接口。该接口可以是非接触式传输的一部分，例如电感耦合器、电容耦合器、光耦合器等，和/或基于接触的传输，例如弹簧接触、插入式连接等，例如，当传输装置与接口对接时。
63.该方法的其他步骤可以包括将托盘定位和夹持在机床的托盘接收器上，将用于传输能量和/或信号的传输装置对接至托盘的接口，以及经由对接的传输装置来传输至少一个传感器信号，至少一个致动器信号和/或能量。
64.传输装置例如可以被配置为在第一元件和第二元件之间传输信号和/或能量，第一和第二元件被配置为相对于彼此旋转。例如，信号可以是用于传感器/致动器或其他电子部件与机床的控制单元之间的通信的信号。
65.传输装置的对接可能已经通过将托盘定位和夹持在托盘接收器上来执行，其中传输装置和托盘的接口通过定位和夹持托盘来相对彼此来进行布置。
66.通过将传输装置对接至托盘的接口，传输装置和接口可以相对于彼此布置成使得传输装置和托盘的接口之间的无干扰、无接触传输成为可能，和/或传输装置和托盘接口之间的至少一个触点能够实现无干扰的信号和/或能量传输。
67.备选地，对接可以包括例如传输装置的对接冲程。传输装置的对接冲程尤其可以是传输装置在托盘方向上的运动。在一些实施例中，对接冲程仅仅是传输组件的一部分的运动。在优选实施例中，对接冲程的移动垂直于托盘的接口。在一些实施方式中，对接冲程可以包括平行于托盘接口的移动。
68.这具有以下优点，即机床在加工、特别是在夹持工件时特别灵活。这样，即使电子部件设置在夹持设备上，工件也可以以自动化的方式夹持在机床的工作区域中。
69.一种特别有效的方法可包括以下步骤：将传输装置从托盘上解除对接、更换托盘、将另一工件夹持在另一托盘上，该另一托盘包括用于信号传输和/或能量传输的接口，定位和夹持另一托盘在机床的托盘接收器上，将用于传输能量和/或信号的传输装置对接到另一托盘的接口，并且通过对接的传输装置来传输电子部件和/或能量的至少一个信号。这具有以下优点，即可以将工件自动插入机器和从机器中取出，并且在工件加工期间仍然可以与机床的控制单元交换来自传感器或致动器的传感器数据和/或致动器数据。特别地，这可以提高安全性，因为在机床的工作区域中电子部件不需要手动连接到机床的控制单元。
70.在该方法的一个优选实施例中，可以通过指向托盘的传输装置的至少一部分的对接冲程来执行对接，从而在传输装置和托盘的接口之间建立接触。这可能具有以下优点，特别是在更换托盘时，当从机床工作台上移除或定位托盘时，保护传输装置免受由于托盘的剪切运动而损坏。
附图说明
71.图1a示意性地示出了包括根据本发明实施例的传输装置的机床的一部分的横截面；
72.图1b显示了图1a中被标记了的可绕旋转轴旋转的元件；
73.图1c显示了图1a中被标记了的第二元件102；
74.图1d示意性地示出了根据本发明实施例的托盘和托盘接收器，以及传输装置的一部分；
75.图1e示意性地示出了根据本发明的实施例的来自图1的传输装置的第一传输单元103和扭矩支撑件108；
76.图2示意性地示出了根据本发明实施例的第一传输单元的横截面；
77.图3示意性地示出了包括根据本发明实施例的传输装置的机床的一部分；
78.图4示意性地示出了根据本发明的方法的工艺流程图；
79.图5a-5c尤其示意性地示出了在将托盘定位在托盘接收器上之前、在将传输装置对接在托盘的接口上之前、或者在将传输装置对接在托盘的接口上之后的根据本发明实施例的传输装置。
80.图1a示意性地示出了包括根据本发明实施例的传输装置的机床的一部分的横截面。第一元件101的一部分和第二元件102的一部分102a形成用于传输信号和/或能量的第一传输单元103，第二元件102相对于第一元件101可旋转地安装。
81.在该实施例中，旋转式引入件111b布置在第一元件和第二传输设备之间。在该实施例中，第二元件包括旋转式引入件111b的可相对于第一元件101绕旋转轴线119旋转的部分。第一传输单元103通过旋转式引入件111b中的通道连接到第二传输单元104。电缆、电线、电路板、波导等可以布置在通道中，以便连接第一传输单元103和第二传输单元104，用于能量和/或信号传输，例如以光和/或电的方式。
82.第二传输单元104被配置为在第二元件102和托盘106之间传输信号和/或能量，并且包括托盘的接口118和第二元件102的接口113。在该示例性实施例中，托盘通过夹持锥体112被固定到机床的托盘接收器105上。这尤其可以在图1d中看到。在该实施例中，托盘接收器105例如通过轴承110以相对于托盘接收器105的承载器120可旋转的方式安装。在该实施例中，第一元件在径向方向上连接到托盘接收器的承载器120。在该实施例中，第二元件102在径向方向上连接到托盘接收器。这导致两个主体可以围绕旋转轴线119相对于彼此旋转。可旋转主体在图1b中用水平阴影线表示。
83.在该实施例中，包括第一和第二元件101、102的传输装置通过传输装置相对于托盘接收器105的对接冲程被对接到托盘106的接口118，从而使传输装置和托盘106之间的自由信号和/或能量传输成为可能。在该实施例中，对接冲程通过液压单元107执行。在进一步的实施例中，对接冲程也可以通过电动机，特别是步进电机来实现。此外，从图1a中明显可知，旋转式引入件111b随着对接冲程移动，而旋转式引入件111a不随对接冲程移动。流体(气体和液体)可以在托盘接收器的承载器120和第二元件102之间通过旋转式引入件111b传输，第二元件102相对于第一元件101可旋转地安装。例如，托盘106上的真空夹持设备可被致动，或者，在加工工件时，可向工件供应冷却液。
84.流体可以通过旋转式引入件111a在托盘接收器105和托盘接收器的承载器120之
间传输。这样，例如可以通过液压来释放夹持锥体。
85.第一元件和第二元件都可以由多个构件组成，使得第一元件101或第二元件102为组件。
86.图1b示出了图1a，其中可绕旋转轴线119旋转的构件被进行标记。在该实施例中，带有水平阴影线的构件可以相对于托盘接收器的承载器120围绕旋转轴线119旋转。因此，托盘106、托盘接收器105、第二元件102等尤其可以相对于托盘接收器的承载器120和第一元件101围绕旋转轴线119旋转。可以通过发动机，尤其是电动机，进行旋转。例如，电动机可以是同步或异步电动机。同步电机的优点是它们非常适合精确定位，这对于nc技术尤其有利。异步电机的优点是它们可以暂时过载。
87.图1c示出了图1a，其中第二元件102被进行标记。第二元件带有水平深色阴影线。当与图1a和1c进行比较时，很明显，本实施例中的第二元件包括多个构件，例如，尤其是旋转式引入件111b的一部分和第二元件的部分102a。
88.图1d示意性地示出了根据本发明的实施例的图1a的托盘106和托盘接收器105，以及传输装置的一部分。托盘接收器105包括夹持锥体112。由此，托盘能够以自动化、可再现和位置固定的方式被夹持在托盘接收器105上。托盘106可以被夹在托盘接收器105上，例如，通过夹持锥体，如图所示。然而，这绝不是限制性的。在替代实施例中，托盘106可以例如通过夹爪、通过真空夹具、通过磁性夹具、通过零点夹持系统等被夹持在托盘接收器105上。
89.第二元件102的接口113在图1d中是清楚明显的。该接口113和托盘105的接口118是第二传输单元104的构件，具体如图1a所示，并且优选地彼此对接以用于信号和/或能量传输。通过执行传输装置的至少一部分的对接冲程，传输装置的包括接口113的部分朝向托盘106移动，使得接口113在托盘106被定位并固定在托盘接收器上时被对接至托盘106的接口118。
90.在图1d中特别明显地示出，包括接口113、118的第二传输单元104可以包括用于信号和/或能量传输的多个端口。在一些实施例中，第二传输单元104包括一个或多个端口，用于在托盘106和第二元件102之间传输流体。如图1d所示，传输单元被配置为相对于旋转轴119居中。在一些实施例中，第二传输单元可以被布置成与旋转轴119偏心。此外，对接冲程不必平行于旋转轴119。在一些实施例中，对接冲程可以垂直于第二传输设备的接口113和118执行。在一些实施例中，接口113可以是托盘接收器的夹持设备的一部分，用于将托盘夹持在托盘接收器上。
91.图1e示意性地示出了根据本发明实施例的图1的传输装置的第一传输设备103以及扭矩支撑件108，为了抵消第一元件101相对于托盘接收器120的承载器的旋转。图1e中的扭矩支撑件108以黑色和白色阴影表示。在本实施例中，第一传输设备103包括筒形外壳。筒形外壳可以在中间具有凹部，特别是如图1e所示的圆柱形凹部。
92.在该实施例中，第一元件101的平行于旋转轴线119的外侧上具有细长凹部(凹槽)，细长凹部被构造成接收扭矩支撑件108的端部。扭矩支撑件108连接至托盘接收器105的承载器120。因此，使得第一元件101相对于托盘接收器105的承载器120在围绕旋转轴线119的旋转方向上的移动以及相对于托盘接收器105在平行于旋转轴线119(沿着细长凹槽)的方向上的移动，例如对于传输装置的对接冲程，成为可能。
93.在其他实施例中，仅第一元件101和/或第二元件102的一部分可以被配置为在托
盘的方向上移动以执行对接冲程。为此，可能有必要使第一传输单元103和第二传输单元104之间的连接在旋转式引入件中的通道109中能够补偿相应的长度扩展。在一些实施例中，对接冲程可以例如在径向方向上执行。在进一步的实施例中，对接冲程可以垂直于接口113和/或118执行，与旋转轴无关。然而，这绝不是限制性的。
94.在一些实施例中，可替代地或附加地，扭矩支撑件可被布置在第二元件102和托盘接收器105之间。
95.图2示意性地示出了根据本发明实施例的第一传输单元的横截面。在本实施例中，第一传输单元103包括彼此解耦的三个滑环发射器125a-125c和非接触式发射器126。三个滑环发射器125a-125c可以被配置为，例如，传输三相交流电。在进一步的实施例中，滑环发射器125a可以是外(相)导体，滑环发射器125b可以是中性(中点)导体并且滑环发射器125c可以是保护导体。取决于实施例，滑环发射器可以被配置为发射直流电或交流电。非接触式发射器126可以是，例如，电感耦合器或电容耦合器。非接触式发射器126可以被配置为，例如，发射宽带信号，也就是说，与中心频率相比的宽频谱，或具有不同频率的多个信号。
96.在一些实施例中，在滑环发射器125a-125c之间以及在滑环发射器125c和非接触发射器126之间的区域127a-127e中的至少一个可以包括被配置成防止两个发射器之间的短路或防止两个发射器之间的串扰的绝缘体和/或屏蔽器。在一些实施方式中，区域127a-127e中的至少一个可以包括轴承。这可以改善第一元件101和第二元件102之间的信号和/或能量的传输，因为可以避免不平衡。在一些实施例中，发射器125a、125b、125c、126相对于旋转轴线119旋转对称。在一些实施例中，一个发射器的直径可以不同于另一发射器的直径。
97.在一些实施例中，第二元件102的内部可以至少在某些地方是中空的，或者可以具有凹部124。有利地，空腔或凹部可以被布置成使得在第二元件102的旋转期间相对于第一元件101的不平衡被补偿或避免。凹槽可以是圆柱形的。
98.图3示意性地示出了包括根据本发明实施例的传输装置的机床的一部分。第一传输单元103被配置为在第一元件101和第二元件102之间传输信号和/或能量。第二元件102可相对于第一元件绕旋转轴119旋转。第二元件包括接口113，其可拆卸地对接至托盘106的接口118。接口113与托盘的接口118形成第二传输单元，该第二传输单元被配置成在第二元件和托盘之间传输信号和/或能量。对接可以例如通过第一元件101和/或第二元件102的对接冲程来执行。第一元件可以，例如，通过连接件123，例如一根或多根电缆、无线电等，连接到机床的控制单元和/或能量源。
99.在一些实施例中，托盘的接口118可以包括符合iec61131标准的sdci接口。在一些实施例中，sdci接口可以集成到托盘的接口118中，或者它们可以直接彼此耦合。在进一步的实施例中，托盘上的托盘接口的各种构件可以在空间上分布在托盘之上，托盘接口的构件通过一个或多个用于信号和/或能量传输的连接件以有线和/或非接触方式，例如通过无线电，而彼此连接。
100.托盘接收器105安装在托盘接收器105的承载器120上，以便可围绕旋转轴119旋转。托盘接收器105包括夹持锥体112，其被构造成以可拆卸且自动化的方式将托盘106夹持在托盘接收器上。因此，可以在托盘和机床的控制单元之间以防故障的方式传输信号和能量，该托盘可以相对于托盘接收器的承载器围绕旋转轴线119任意旋转。这样，托盘的优点，
例如工件在机床中的快速插入和移除等，可以与夹持工件的夹持单元上的传感器相结合。
101.在一些实施例中，托盘可以包括信号处理单元121，其可以被配置为例如变换电压、将直流电转换成交流电并且反之亦然。信号处理单元121的进一步可能的功能可以是调制和解调信号、编码和解码信号、信号的模数和数模转换。在一些实施例中，信号处理单元可以通过协议与控制单元和/或电子部件，例如致动器122a、122b和/或传感器122c、122d，进行通信。在一些实施例中，电子部件可以是电负载。在一些实施例中，信号处理单元可以在没有协议的情况下与控制单元和/或电子部件通信。
102.在一些实施例中，信号处理单元可以是托盘的接口118的一部分。为此，信号处理单元可以集成到托盘的接口118中或者可以连接到托盘的接口用于信号和/或能量传输。例如，托盘的接口可以布置在托盘的底侧，用于与传输装置建立可分离的连接，尤其是托盘接口的插入式连接件，作为托盘的接口和电子部件之间的连接件，可以布置在托盘的上侧，托盘接口的各种构件以有线或非接触的方式相互连接。
103.传感器可以是例如温度、力、位置或角度传感器。致动器可以是例如摆动夹具、虎钳、零点夹具系统、磁性夹具、真空夹具、hyd爪式卡盘、e爪式卡盘。一些致动器可能配备有传感器。在一些实施例中，如在图3中也是明显可见的，传感器122e可以布置在托盘上位于托盘的夹持环上，夹持锥体112将托盘夹持在该夹持环上。该传感器例如可以是应变仪，其被配置为以传感方式检测由于夹持锥体112引起的托盘张力，从而例如可以检测到有缺陷的夹持锥体，并因此可以避免由于托盘106在托盘接收器105上的张力缺失或不足造成的损失。
104.在一些版本中，信号处理单元可以对应于根据iec61131-9标准的io链路主控。这可能具有的优点是电子部件可以更灵活地与机床结合使用。
105.在一些实施例中，托盘可以包括rfid传感器、条形码和/或qr码，并且机床可以例如被配置为通过rfid、条形码或qr码阅读器分别从rfid传感器、条形码或qr码读取数据。例如，数据可以包括托盘的唯一标识、由一个托盘到一组托盘的分配、关于夹持在托盘上的工件的信息、关于电子部件的信息等。
106.在一些实施例中，数据可以包括速度限制值，特别是对于夹持在托盘上的工件的旋转加工。速度限制的对应值可能取决于夹具、工件和/或附在托盘上的电子部件。
107.例如，托盘可以分为具有用于传输能量和/或信号的接口的托盘和不具有用于传输能量和/或信号的接口的托盘。例如，机床可以被配置为在托盘包括接口118时对接第二元件的接口113，并且在托盘不包括接口118时省略第二元件的接口113的相应移动，并且可能地用外壳/盖覆盖接口113，以保护接口113免受灰尘等的影响。
108.图4示意性地示出了根据本发明的方法的工艺流程图。该方法可以用于各种机床，特别是带有车削或铣削中心的机床，用于电子部件和机床之间的信号传输。在示意性示出的方法中，可以组合各个步骤、并行执行它们和/或添加新步骤而不改变方法的功能。
109.在第一步骤s41中，将工件夹持在托盘上，托盘包括用于信号和/或能量传输的接口。托盘优选地是工件承载器，其被配置为以自动化方式被精确地夹持在机床的托盘接收器上。这意味着设置(setting up)可以在加工另一工件的同时在机床外部进行。工件优选地被夹持在机床工作区域之外的托盘上，以实现工件夹持和工件加工之间的平行化。因此，也可以提高工作安全性，因为机器用户不再需要出现在机床的工作区域中以夹持工件。为
了能够在机床上使用多个托盘，机床可以配备有托盘储存器。
110.托盘的接口可以包括非接触式和/或基于接触式的接口。此外，接口可以被配置为在诸如托盘上的传感器和致动器之类的构件与机床的控制单元之间传输能量和/或信号。
111.将工件夹持在托盘上可以是自动化的或部分自动化的。例如，机器可以被配置成通过由托盘的接口和机器的接口组成的传输单元，从而与致动器，特别是夹持设备和传感器通信。该通信可以包括例如用于控制致动器的控制信号或命令。此外，机器可以包括用于相对于布置在托盘上的夹持设备定位工件的定位单元。
112.在一些实施例中，控制单元可以对接至用于夹持的接口，从而，例如，通过传感器信号和致动器信号来控制夹爪。因此将工件夹持在托盘上可以实现自动化或部分自动化。在某些版本中，工件也可以手动夹持在托盘上。为此目的，在各种实施例中可以手动和电子的方式来控制致动器。
113.在进一步的步骤s42中，可以将托盘夹持在机床的机床工作台上。机床工作台可以可旋转地安装，例如用于工件的旋转加工或用于定位工件。定位和夹持例如可以通过夹持锥体进行。
114.在进一步的步骤s43中，将机床的传输装置对接至托盘的接口。这使得可以在工件加工期间从机床的控制单元向托盘上的致动器传输控制信号。此外，还可以在工件加工过程中将传感器信号从托盘上的传感器传送到机床的控制单元。信号传输还可以包括双向通信，例如传感器的传感器设置。
115.传输装置可以包括第一元件和第二元件，以及被配置为在第一和第二元件之间传输信号和/或能量的传输单元，以便能够在托盘接收器的托盘和机床的控制单元之间传输信号，其中托盘接收器以相对于托盘接收器的承载器可旋转地方式安装。用于传输装置的非限制性示例性实施例在图1a-c和2以及5a-5c中示出。
116.在步骤s44中，通过对接的传输装置传输传感器信号和/或致动器信号。因此，可以在工件加工期间监控工件或致动器，例如夹爪等，并且如果需要，可以在工件加工期间通过信号控制致动器。这允许对工件加工进行更密集的监控，特别是关于工件特性和工件夹持。这既可以用于提高工件加工过程中的精度，也可以用于提高工件加工过程中的安全性。同时，可以提高自动化程度，因为托盘上的传感器和致动器可以由机床的控制单元灵活控制。
117.在特别有效的实施例中，该方法另外包括步骤s45、s46和s41a-s44a。
118.在步骤s45中，传输装置被解除对接，并且在步骤s46中，托盘被更换。在插入式连接的情况下，在更换托盘之前使托盘解除对接特别有用。在松散连接的情况下，例如通过弹簧触点，在托盘更换之前解除对接可以通过防止弹簧触点由于剪切力而弯曲来保护弹簧触点。在一些实施例中，可以通过从机床工作台移除托盘来执行解除对接，特别是在非接触式发射器的情况下。
119.步骤s41a-s44a类似于步骤s41-s44。在步骤s41a中，另一工件被夹持在另一托盘上，该另一托盘同样包括用于信号传输和/或能量传输的接口。取决于实施例，该另一托盘也可以是在步骤s41中工件被夹持在其上的托盘。
120.来自步骤s41的托盘接口的相对位置，该相对位置相对于用于夹持在机床工作台上的夹持表面，优选地与来自步骤s41a的托盘接口的相对位置一致。
121.在步骤s42a中，该另一托盘被定位并夹持在机床工作台上，并且在步骤s43a中，将
传输装置对接到该另一托盘的接口以传输能量和/或信号。最后，在步骤s44a中，至少一个传感器信号、至少一个致动器信号和/或能量通过对接的传输装置传输。
122.该方法具有的优点是，不管夹持设备如何，来自托盘上的传感器/致动器的信号可以通过传输装置与机床的控制单元进行交换，特别是在旋转工件加工期间。这确保了数据的低干扰传输。此外，可以以完全自动化的方式执行托盘的更换，特别是在工件加工期间，当托盘上的电子部件与机床的控制单元的连接是必要的/有利的时候。
123.图5a-5c尤其示意性地示出了在将托盘定位在托盘接收器上之前、在将传输装置对接在托盘的接口上之前、或者在将传输装置对接在托盘的接口上之后的根据本发明实施例的传输装置。当比较图5b和5c，很明显，在本实施例中，当传输装置对接到托盘，第一元件101、第二元件102和旋转式引入件111b，相对于扭矩支撑件108、旋转式引入件111a和托盘106而言，朝向托盘移动。相反，在本实施例中，当将托盘定位和夹持在托盘接收器上时，仅托盘在传输装置的方向上移动。这在比较图5a和5b时尤其明显。在该实施例中，传输装置相对于托盘接收器105移动并通过液压单元107对接到托盘106上。
124.参考符号101第一元件102第二元件102a第二元件的部分103第一传输单元104第二传输单元105托盘接收器106托盘107用于执行对接冲程的液压装置108扭矩支撑件109旋转式引入件中的通道110轴承111a,b旋转式引入件112夹持锥体113第二元件的接口118托盘接口119旋转轴120托盘接收器的承载器121信号处理单元122a、b致动器122c、d传感器122e传感器，用于测量托盘和托盘接收器之间的夹持力123第一元件与机床控制单元或电源之间的连接件124第二个元件的凹部125a-125c滑环发射器126非接触式发射器
127两个滑环发射器之间或者一个滑环发射器和一个非接触发射器之间的区域