具有编码的用于加工齿轮技术的成形件的毛坯和用于鉴别毛坯的方法

技术领域

本发明涉及一个用于加工齿轮技术的成形件的毛坯，它具有编码，还涉及一种用于根据编码识别毛坯的方法。

背景技术

为了鉴别对象使用识别单元，它对于加工不是必需的。

在DE 10 2007 018 594 A1中描述了具有相对微少技术费用的鉴别。在此利用视觉的识别单元和接着的通过文字识别的图形识别实现安置在工件上的由字母或数字组成的标示顺序的识别。

这种鉴别的缺陷是，鉴别单元是附加的零部件，因为它对于工件的加工不是必需的。此外通过照相复制产生的在毛坯上的标签鉴别毛坯，容易误判标签，在脏污环境中不清洁不能保证识别。

另一鉴别方法是，安置附加的元件在工件上，如同在DE 11 2007 001 726 T5中所述的那样。其中描述了一防伪标记，具有安置在产品上的或者组合在产品里面的标记和电子的存储元件，还描述了从属的方法，其中在使用中通过读取装置读出在存储元件中的数据。

但是在这里读取装置也是附加的零部件，它对于工件加工不是必需的。此外局限于机床的加工车间的识别需要附加的费用。

在DE 101 55 780 A1中描述了一种识别方法，无需安置标示或附加的元件在工件上。在此在加工要保护的对象时随机产生的或者有意识地涂覆的不可复制的立体的随机图形、例如以条纹或大理石形状在对象上通过传感器扫描。因为随机图形要求相对较高的传感器分辨率，作为传感器建议一摄像机。但是在这里也需要附加的零部件，即传感器，它对于加工工件不是必需的。此外在脏污环境中不清洁不能保证识别。其它在上述专利申请中描述的方法视觉地通过衍射图形或干涉条纹评价本征的扁平结构或全息图形。为此所需的传感器或评价方法对于加工工件不是必需的，并且对于机床是高成本系数。此外在脏污环境中不清洁不能保证识别。

WO 99/13796描述了具有鉴别编码的毛坯和用于加工齿形修复的方法，它将所期望的替换齿部件的几何形状的信息与供使用的毛坯的几何形状的信息进行比较，用于选择那个毛坯，使得在颜色和几何形状上最佳地适配于计划的齿形修复。编码信息可以设置在毛坯上，例如以编码或槽或条码的形式。因此对于这个系统也需要附加的装置，用于读取编码的信息。

此外在WO 99/13796中描述了一毛坯，它具有在毛坯体上的空隙，它能够自动地识别毛坯在加工机床里面的正确位置。

由DE 10 2008 013 829 A1已知一个用于加工齿轮技术的成形件的毛坯，它具有一编码，具有至少一结构作为毛坯体特性的信息载体，其中通过扫描或测量毛坯可以确定结构的尺寸或形式。

但是所述的结构涉及一结构，它作为信息模拟地给出一个值、例如毛坯体的长度。

由WO 01/35854已知一毛坯，具有在毛坯体上的刻槽或凹下形式的结构，其中刻槽用于使毛坯体在机床中对准。

发明内容

本发明的目的是，提供一个具有编码的毛坯和一种用于识别毛坯的方法，它不需要其它结构部件。

一个按照本发明的用于加工齿轮技术的成形件的毛坯具有由齿形修复材料制成的毛坯体，由该毛坯体利用刀具通过去除材料加工出要制成的成形件。该毛坯具有一在毛坯体部分表面上构成的编码，具有至少一结构用于鉴别毛坯。所述编码由毛坯体表面的多个区域并且由具有扁平结构的多个区域形成，该结构具有至少一与毛坯体表面不同的高度。

通过按照本发明的三维编码形状，它例如可以给出一文字或图形，并且通过从属的评价可以使用机床本身的加工刀具或者安置在机床刀具卡头里面或上面的校准装置识别工件。

尤其在挤压工件时可以在机床里面寄存标识，因此对于鉴别各个工件、即按照本发明的毛坯不产生附加的零部件和相关的附加成本。

有利地是，至少一具有结构的区域邻接表面的至少一区域，由此至少一具有结构的区域与表面的至少一区域这样形成一对，使得成对地存在高度差。

通过这种具有至少一相邻表面区域与具有结构的区域相邻的编码，至少对于具有结构的整个区域能够形成具有高度差的对，即，两个形成对的区域的结构与相邻表面之间的高度差。通过由相邻区域形成对保证，在例如利用刀具确定两个区域之间的高度差时避免误差或使其最小化，它们可能由于不完全垂直地对准毛坯体表面的刀具在扫描时产生。

有利地可以在编码里面含有至少一具有与表面相比第一高度差的结构的区域，并且含有至少一具有与表面相比第二高度差的结构的区域。

设有与表面相比不同高度差的结构能够产生复杂的编码。由此使编码具有在不同区域之间的不同高度差。

有利地可以使至少一具有与表面相比第一高度差的结构的区域与至少一具有与表面相比第二高度差的结构的区域相邻，其中两个具有结构的区域这样形成一对，使得成对地存在高度差。

这能够实现在形成对方面或者在高度差方面的高度灵活性，高度差在编码内部产生并且适用于，借助于编码用于鉴别毛坯体。

有利地可以使所述结构是与表面相比扁平的凹下和/或与表面相比扁平的凸起，其中该凹下具有底部并且凸起具有顶，其中底部和顶至少接近平行于表面。

通过形成称为凸起或凹下的结构在编码内部提供具有确定的、与表面不同高度的部位。为了得到一结构与表面的明确高度差必需的是，使结构作为要扫描的表面具有一与表面平行错开的面积。

有利的是，每个具有结构的区域与表面的至少一区域相邻。在相应地形成编码时能够使所有具有结构的区域与表面的相邻区域这样形成一对，使得成对地存在高度差。相应的编码也能够引用所有具有结构的区域用于通过尽可能无误的扫描相应形成的对进行鉴别，由此提高鉴别编码的唯一性。

有利地是，所述具有结构的区域包含一部分表面区域和/或至少部分地包围该部分。由此可以在编码内部通过相应地布置具有结构的区域在线里面，不仅描绘抽象的图形而且描绘可识别的文字或图形并且用于鉴别。

有利的是，所述表面的每个区域与至少一具有结构的区域相邻。如果通过相应地布置表面区域在线里面和平面地充满其余具有结构的区域的编码部位，在编码内部描绘一图形或文字，由此提高借助于编码鉴别毛坯体的唯一性，如果尽可能使所有的表面区域用于鉴别或者至少引用。存在与表面的每个区域相邻的具有结构的区域能够使在确定高度值时的误差最小。

有利地是，所述表面的区域包含一部分具有结构的区域和/或至少部分地包围该部分。由此实现在前面描述的情况，借助于表面区域描绘文字或图形。

有利地可以使所述编码具有至少一区域，它只邻接相同形式的区域。这是另一特征，这对于在编码内部描绘确定的文字或图形是必需的。根据例如是否要借助于由具有结构的区域或由在编码内部的表面的区域的线描绘文字，必需通过其它形式的区域平面地充满中间空间。在此必需的是，使区域只由相同形式的区域包围。

每个结构有利地具有在0.05mm²至10mm²之间的面积。由此也可以在较小的毛坯体上制备具有多个区域的编码，这提高编码的唯一性。此外可以保证，可以通过刀具扫描结构，其中由于结构的微小深度，当结构直径大于刀尖直径时是足够的。因此面积或直径可以小于刀具的名义直径。

每个结构的与毛坯体表面不同的高度有利地最多为500μm。通过尽可能微小的深度对于毛坯体的利用没有明显的限制。但是凹下或凸起必需至少这样大，使它例如可以由在机床中存在的行程测量系统检测并且明确地确定。

所述毛坯体有利地设置在固定体上并且所述编码设置在毛坯体的固定体侧的端部上。由此也可以在磨削的、即局部利用的毛坯体中利用编码执行鉴别。供鉴别使用的编码部位越多，鉴别越明确并越可靠。位于剩余工件上的剩余部位也可以用于鉴别，例如当部分编码由于加工工件已经去除的时候。

所述编码有利地具有至少五个具有结构的区域。足够数量的区域且首先是具有结构的区域能够在编码中借助于具有结构的区域可识别地描绘文字或图形。此外大量区域也包括大量的结构总体上可以提高在编码内部的复杂性并由此也提高编码的唯一性。

本发明还涉及一种用于鉴别毛坯的方法，具有由齿形修复材料制成的毛坯体，用于利用固定在刀具卡头里面的机床刀具通过去除材料加工齿轮技术的成形件，其中设置在毛坯体表面里面的具有结构的编码利用固定在刀具卡头里面的刀具或固定在刀具卡头里面的校准销扫描。这样实现扫描编码，编码由毛坯体表面的多个区域和多个具有至少与毛坯体表面相比不同高度的扁平结构的区域形成，扫描编码的至少第一区域，从第一区域开始由寄存的成对的第一和第二区域组成的配置清单求得并且必要时扫描第二区域。由此确定编码的两个区域之间的高度差，并且由高度差获得成对的比较值，它用于鉴别，通过使比较值与成对的期望值比较并且在一致时采纳积极的鉴别。

通过本发明能够没有附加的、对于加工不必要的部件地可靠地识别在CAD/CAM或CNC机床中使用的工件。

通过按照本发明的三维编码形状和从属的评价可以使用机床本身的加工刀具或者也使用在机床的刀具固定体里面固定的校准装置识别工件。这导致明显地提高在脏污的环境中的评价可靠性并且降低成本。

通过本发明无需附加的、对于加工不必需的部件、例如光学的识别单元通过加工刀具本身以工件上以编码实现的标识检验安装在机床中的工件，作为“鉴别的工件”。因此对于实现检验无需在机床中附加的成本。

在要开始加工之前自动地检验在机床里面的工件，由此能够可靠地保护“未鉴别的”工件。

为了防止在加工间歇期间操作工件也可以在中断加工过程以后、例如由于刀具断裂在重新固定刀具时进行检验。

在这里磨削液或冷却液残留使光学或电容检验失效。即使以显著的在软件或硬件方面的技术费用也不能可靠地保证不清洁工件和识别单元地在继续加工前可靠地识别。

感应地识别需要相应的材料特性，它们例如在陶瓷体中不存在或者只能通过有目的地脏污实现，或者在工件上附加具有感应特性的部件。在这里由于可能的磨削残留物不清洁也不能保证可靠地识别。

无线技术的检验、例如利用RFID除了识别单元还需要在工件本身上附加的部件。

为了避免操作还要将检验的作用范围限制在机床内部的小的范围上。

可以通过加工刀具或校准装置的机械检验对应于按照本发明的方法避免上述的误差源。

因为出自可靠性在加工期间总是必需关闭机床的加工室，在通过加工刀具本身或固定在刀具卡头里面的校准装置识别工件时几乎排除操作。

只有当已经识别鉴别的工件时才开始加工，由此例如可以防止加工未鉴别的、即未以正确的方式编码的工件。

由编码的第一和第二区域组成的对例如可以寄存在控制计算机上的配置清单里面或者机床本身里面。后者能够实现在机床本身里面进行所获得信息的检验和处理。通过这种方式保证，通过操作在机床与控制计算机之间的数据交换不会对功能产生不利影响。

有利地可以对具有结构的的每个区域寄存编码的与它形成一对的另一区域。通过在形成对时考虑所有具有结构的区域对于编码提高利用按照本发明方法的鉴别明确性，该编码例如再现通过由具有结构的区域形成的线构成的字或图形。

有利地由一具有结构的区域和表面的一区域和/或由一具有与表面相比第一高度差的结构的区域和一具有与表面相比第二高度差的结构的区域形成一对。为了鉴别通过扫描区域对确定高度差。大于零的高度差尤其在比较结构与表面时出现，但是也可能在不同的结构之间出现，如果这些结构具有与表面不同的高度差的时候。这些高度差难以误编码并且有助于编码的唯一性。

有利地使一对的两个区域相互邻接。通过空间上靠近的对减小在确定高度差时的误差，它们例如由于不正好垂直地对准毛坯体表面的刀具在扫描时产生。这提高测量精度。

有利地对表面的每个区域寄存编码的与它形成一对的另一区域。如果出现编码，它例如通过表面区域组成的线给出文字，其中编码的其余表面以具有结构的区域充满，由此提高鉴别的唯一性，尤其通过引用尽可能多的表面区域。因此提高本方法的可靠性，如果所有的表面区域都配置成对并且由此可以用于鉴别的时候。

有利地可以扫描编码的至少两对。不仅鉴别可靠性而且本方法的持久性都主要取决于被扫描的对的数量。扫描的对越多，鉴别的唯一性越高并且本方法越费时。在这里存在利弊权衡。

有利地可以存在至少五对，从它们当中随机地选择要扫描的对和首先要检验的对的区域。如果所有的区域不配置成对和/或不扫描所有的对，则随机选择的对和/或首先要检验的对提高鉴别的唯一性和与此相关的方法可靠性。

有利地可以对每个具有结构的区域正好配置表面的一区域，其中两个区域形成一对。由此保证，可以利用本方法询问每个具有结构的区域，这提高鉴别的唯一性。

附图说明

借助于附图详细解释按照本发明的方法。附图中：

图1示出一毛坯，具有编码的毛坯体，

图2示出图1中毛坯体的截面图，

图3示出靠近毛坯体结构的刀尖，

图4示出图1的编码，

图5示出配置清单和为其寄存的期待值。

具体实施方式

在图1中示出由设置在固定体3上的毛坯体2组成的毛坯。毛坯体2具有编码1，它三维地这样构成并且安置在毛坯体2的固定体侧的端部上，在借助于现有的加工刀具4或校准辅助或定位辅助的条件下，如图2和3所示扫描编码并且可以唯一地识别。

为此编码1按照本发明设计成在毛坯体2上平面地在x-y平面中延伸的部位，它例如分成相同形状的区域5，如同在图4中所示的那样。

在图2中示出图1中沿着线AB的毛坯体2截面图。可以看出，一些区域5.2,5.3设计成结构8,9，例如以与表面6相比凹下8的形状，具有在z轴方向上沉降的底部8.1。但是结构8,9也可以设计成凸起9，具有在z轴方向上增加的顶9.1，如同以虚线表示的那样。

编码1的一些区域5.1对应于毛坯体的表面6。

这样定义编码1的区域5在毛坯体2中的位置和形状、尤其在编码内部的结构8,9分布，例如可识别地给出在编码1内部的文字或图形。这例如由此实现，通过相应的相邻的具有结构8,9的区域5.2,5.3给出文字字母的线，而中间空间通过表面6的区域5.1平面地充满。通过平面的充满使编码具有区域5.4，它们只由相同形式的区域包围，如同在图4中例如对于表面的一些区域5.1是这种情况。

在图3中示出刀具4在扫描区域5.3时凹下形式的结构8,9。结构8,9按照本发明这样形成几何形状并且具有相应的直径d，由此可以使加工刀具4或校准辅助完全向前一直移动到底部8.1或顶9.1，不会接触这个或相邻区域5的侧面边界。

这样设计结构8,9的凹下8或凸起9的绝对值，使得在利用毛坯体2时不存在明显的限制并且可以可靠地检测凹下8或凸起9的值、即高度差h1，h2，尽管在机床中存在行程测量系统。

在本实施例中设计成凹下8的结构8,9例如可以以约100μm的台阶构成，由此例如使具有结构8,9的区域5.2与表面2相比的高度差为100μm，并且具有结构8,9的区域5.3的高度差为200μm。

机床的刀具4或校准辅助在x-y平面里面中心地定位在确定的、任意或随机选择的、在这里以文字构成的编码1的区域5前面，然后沿着刀具4或校准辅助的纵轴线1，它对应于在图中标出的z轴，在工件2方向上移动。

或者通过刀具4或校准辅助的现有的负荷调节/控制器，或者通过调节/控制器的其它现有的传感器、如在刀具4或校准辅助的纵轴线1里面的力传感器检测通过前端面、即刀具4尖或校准辅助的前端面达到毛坯体2的这个区域5。

通过在每个CAD/CAM机床或CNC机床中存在的行程识别确定在检测时这个区域5的刀具4或校准辅助在空间中的位置绝对值，作为第一位置。

通过刀具4或校准辅助在这个平面中已知的位置给出x-y位置。在检测时得到z位置。

然后从第一区域5开始求得第二区域5，即在x-y平面中的第二位置。这一点借助于配置清单10实现，如同在图5中示例地示出的那样，在其中对第一区域5配置第二区域5，其中两个区域5形成所谓的对7。这种对7示例地在图4中示出。借助于配置清单10求得第二区域5例如可以直接在机床里面实现，其方法是此外使配置清单10寄存在机床本身里面。当然也可以使配置清单10寄存在控制计算机里面并且通过在机床与控制计算机之间的相应通讯求得第二区域5。

机床的刀具4或校准辅助由第二区域5在x-y平面中定位并且以相同的方式确定这个另一区域5在空间中的绝对位置，作为第二位置。

给定由第一和第二区域5组成的这个对7。对7例如总是可以由具有结构8,9的区域5.2,5.3和对应于毛坯体2表面6的区域5.1组成，对应于在图4中所示的对7。

编码1例如可以只具有最多属于一对7的区域5。但是也可以通过配置清单10配置编码1，各个区域5附属于多个对伴，例如第一对伴，标识的区域5与它形成一对7，如果它作为第一区域5被检测的时候，和一第二对伴，标识的区域5与它形成一对7，如果它作为第二区域5被扫描的时候。

两个与一对7的两个区域5确定的位置的高度差h1，h2，h3、即第一位置的z值与第二位置的z值例如直接形成比较值v，它与这两个区域5、即这对7的高度差的期待值e比较。结果或者可以立刻用于决定继续加工工件2，或者用于评价在求得另一差值以后存储。期待值e例如可以寄存在与配置清单10逻辑连接的期待值e的清单11里面，如同在图5中所示的那样。

存在由相邻区域5组成的对7的优点是，刀具4或校准辅助的纵轴线1与毛坯体2的x-y平面相比的角度差对于求得的高度差只有非常小的影响。

以相同的方式在另一对7上求得另一高度差h1，h2，h3，其中可以随机地选择对7或者首先要扫描的对7的区域5。这例如可以通过机床本身实现。

根据区域5的数量和所期望的相对于假伪的安全性决定所求得的高度差h1，h2，h3的数量。编码1具有的区域5越多并且要扫描的区域5部分与未扫描的编码1区域5相比越大，通过扫描进行的鉴别越可靠。

例如可以在求得所期望的高度差h1，h2，h3数量并且确定相应的比较值v以后才评价求得的比较值v。为此可以在比较值v的清单12里面存储求得的比较值v，如同在图5里面所示的那样。

执行按照本发明的方法能够例如由于各个比较值v或值和的太高的偏差不开始加工并由此防止在加工机床里面加工以不正确的方式编码的毛坯体2，机床执行本方法。

附图标记清单

1 编码

2 毛坯体

3 固定体

4 刀具

5 区域

5.1 表面区域

5.2 具有结构的区域，具有与表面的第一高度差，

5.3具有结构的区域，具有与表面的第一高度差，

5.4 区域，它只邻接相同形式的区域

6 毛坯体的表面

7 一对

8 凹下

8.1 底面

9 凸起

9.1 顶

10 配置清单

11 期待值清单

12 比较值清单

d 直径

h1 第一高度差

h2 第二高度差

h3 高度差

l 刀具纵轴线

v 比较值