Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung der Markiervorrichtung zum Codieren metallischer Werkstücke mit zweidimensionalen Matrix-Codes,

2 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einer positionsabhängigen Steuerung für die Antriebsbewegung des Schlagwerkzeugs und

3 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer zeitabhängigen Steuerung für die Antriebsbewegung des Schlagwerkzeugs.

Der in 1 in einer Prinzipdarstellung schematisch dargestellte Markierkopf 10 weist eine Elektromagnetspule 11 auf, die zur Erzeugung der Schlagbewegung eines beispielsweise als Hartmetallnadel ausgebildeten Schlagwerkzeugs 12 ausgebildet ist. Das Schlagwerkzeug 12 ist mit einem Magnetanker 9 verbunden, der gegen die Kraft einer Rückstellfeder 13 zu einem Werkstück 14 hin bewegbar ist. Selbstverständlich kann auch eine andere bekannte Rückstellvorrichtung vorgesehen sein, beispielsweise eine pneumatisch, hydraulisch oder elektromagnetisch wirkende Rückstellvorrichtung.

Der Markierkopf 10 ist mittels einer nicht dargestellten Stelleinrichtung in der x- und y-Richtung einer Ebene verfahrbar, die parallel zur Ebene des Werkstücks 14 angeordnet ist. Hierdurch kann der Markierkopf 10 jede Position des Werkstücks 14 anfahren. Der Markierkopf 10 dient zum Einbringen von als Vertiefungen ausgebildeten Codierpunkten im metallischen Werkstück 14. Diese Codierpunkte bilden einen zweidimensionalen Matrix-Code, der eine binär verschlüsselte Information darstellt. Nach dem Anfahren des gewünschten Rasterpunkts wird durch Betätigung der Elektromagnetspule 11 das Schlagwerkzeug 12 gegen das Werkstück 14 bewegt, um die gewünschte Code-Vertiefung zu erzeugen.

Die Grundsteuerung des Markierkopfs 10 erfolgt durch einen Hauptcontroller 15, durch den die Position des Markierkopfs 10 mittels der nicht dargestellten Stelleinrichtung und die Auslösung der Bewegung des Schlagwerkzeugs 12 steuerbar sind.

Zwischen den Hauptcontroller 15 und die Elektromagnetspule 11 ist eine Steuereinrichtung 16 geschaltet, durch die die exakte Bewegung des Schlagwerkzeugs 12 gesteuert wird. Ein erstes Ausführungsbeispiel dieser Steuereinrichtung 16 ist in 2 und ein zweites Ausführungsbeispiel in 3 dargestellt. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel steuert eine vom Hauptcontroller 15 aus triggerbare Stromsteuerstufe 17 über eine Verstärkereinrichtung 18 die Elektromagnetspule 11 des Markierkopfs 10. Einer Positionsvorgabestufe 19 wird das Positionssignal S einer Positionsmessvorrichtung 20 zugeführt zur Erfassung der jeweiligen Position des Schlagwerkzeugs 12. Bei dieser Positionsmessvorrichtung handelt es sich beispielsweise um ein induktives Wegmesssystem, das in 1 außerhalb der Elektromagnetspule 11 angeordnet ist, jedoch auch im Magnetantrieb integriert sein kann. In der Positionsvorgabestufe 19 wird dieses Wegmesssignal S bei der Schlagbewegung mit einem gespeicherten Umschaltwert S₀ verglichen, und bei Erreichen desselben erfolgt ein Umschaltung von einem zunächst hohen Stromwert I₁ auf einen kleineren Stromwert I₂. Der anfänglich hohe Stromwert I₁ dient der schnellen Beschleunigung des Schlagwerkzeugs 12 während einer Beschleunigungsphase, wobei der kleinere Stromwert I₂ so gewählt ist, dass das Schlagwerkzeug nach dieser Beschleunigungsphase mit möglichst gleichmäßiger Geschwindigkeit zum Werkstück geführt wird. Die Rückführung auf den niedrigeren Stromwert I₂ kann selbstverständlich auch in mehreren Stufen erfolgen. Beim Auftreffen des Schlagwerkzeugs 12 auf dem Werkstück 14 erfolgt ein Stromanstieg des Versorgungsstroms für die Elektromagnetspule 11, da bei Beendigung der Bewegung des Magnetankers 9 keine Induktivitätsänderung der Elektromagnetspule 11 mehr stattfindet. Dieser Stromanstieg wird durch einen Stromsensor 21 erfasst und einer Auswertestufe 22 für den Stromanstieg zugeführt, die beispielsweise eine Differenzierstufe enthalten kann. Wird dieser Stromanstieg erkannt, so erfolgt durch ein Rücksetzsignal R eine Abschaltung des Stroms für die Elektromagnetspule 11.

Nach dem Abschalten des Stroms erfolgt eine Rückbewegung des Schlagwerkzeugs 12 bzw. des Magnetankers 9 durch die Kraft der Rückstellfeder 13 in die in 1 dargestellte Ruheposition. Wird bei der Rückbewegung eine Position S₁ vor Erreichen der Ruheposition erkannt, so wird der Strom mittels der Stromsteuerstufe 17 wieder eingeschaltet, der dann als Bremsstrom dient. Die Position S₁ und die Stromstärke werden dabei so gewählt, dass das Schlagwerkzeug 12 bei Erreichen der Ruheposition möglichst genau auf die Geschwindigkeit null abgebremst ist. Hierzu kann entweder einer der Ströme I₁ oder I₂ oder ein anderer Stromwert vorgegeben werden.

In einer Speichereinrichtung 23 sind die Arbeitsparameter für die Einstellung der Positionen und Ströme gespeichert. Solche Arbeitsparameter sind beispielsweise Stromstärken, Zeiten, Wegparameter, Werkstückeigenschaften, Temperaturen und dergleichen, die als Tabellen gespeichert sind. Anhand dieser Tabellen werden dann die Stromstärken I₁ und I₂ sowie die Positionen S₀ und S₁ vorgegeben, beispielsweise berechnet. Es handelt sich dabei um Parameter, die die Bewegung des Schlagwerkzeugs 12 beeinflussen. Dabei kann die Temperatur des Markierkopfes 10 bzw. der Elektromagnetspule 11 beispielsweise in nicht näher dargestellter Weise gemessen werden. Andere Arbeitsparameter, wie die Materialeigenschaften des Werkstücks 14, können mittels einer nicht dargestellten Eingabevorrichtung eingespeichert werden. Ein wichtiger Parameter ist noch der Arbeitshub, also die Länge der Arbeitsbewegung bis zum Auftreffen auf das Werkstück 14. Durch einen vor dem eigentlichen Markierprozess stattfindende Messbewegung des Schlagwerkzeugs 12 kann der Abstand mittels der Positionsmessvorrichtung 20 erfasst werden. Die Messung erfolgt bis zum Auftreffen auf dem Werkstück 14, was durch die Auswertestufe 22 signalisiert wird.

Auf Grund dieses Messwertes werden dann die aktuell zu benutzenden Steuer-Parameter für das betreffende Werkstück 14 individuell so verändert, dass die zur Markierung wirksame Schlagenergie wieder dem gewünschten Wert entspricht.

In einer anderen Ausführung kann diese Abstandsmessung auf die Lage der zu markierenden Werkstückoberfläche bezogen auf die Montage-Höhe des Markierkopfs 10 angewandt werden. Hierzu wird der mit einer dritten NC-Achse die Höhe des Markierkopfs 10 verstellbar ausgeführt. Jetzt wird das Schlagwerkzeug 12 mit einem zur Überwindung der Rückstellkraft ausreichenden, von der Stromsteuerstufe 17 eingestellten Strom vollständig ausgefahren und dann der Markierkopf 10 von einer bekannten, höheren Position gegen die Werkstückoberfläche gefahren. Sobald das Schlagwerkzeug 12 auf die Oberfläche auftritt, wird sie eingefahren bis der ohnehin vorhandene Abstandssensor 20 im Markierkopf 10 ein Signal abgibt. Da der Weg von ganz ausgefahrenem Schlagwerkzeug 12 bis zum Schaltpunkt des Sensors bekannt ist, kann aus dem gesamten Fahrweg die Lage der Werkstückoberfläche genau ermittelt und zur präzisen Einstellung des gewünschten Abstandes des Schlagwerkzeuges 12 vom Werkstück 14 benutzt werden. Auch durch dieses Verfahren werden sich negativ auswirkende Werkstücktoleranzen eliminiert.

Nach einer gewissen Stillstandszeit tritt der Effekt auf, dass der Magnetanker 9 in seiner Ruheposition stärker haftet (klebt) als während der Hubbewegungen beim Markiervorgang. Die Steuereinrichtung kann daher den Beschleunigungsstrom I₁ für die erste Hubbewegung anheben. Auch diese Anhebung kann über gespeicherte Tabellen eingestellt werden.

Die Stromsteuerstufe 17 kann die Stromwerte I₁ und I₂ oder weitere Stromwerte lediglich steuern, oder sie kann als Stromregelstufe ausgebildet sein.

In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann anstelle der Positionsmessvorrichtung 20 auch ein einfacher Positionssensor vorgesehen sein, der lediglich ein Umschaltsignal bei einer fest vorgegebenen Position S₀ bzw. S₁ vorgibt. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Endlagensensor handeln, der ein Signal abgibt, wenn die Ruhestellung um eine bestimmte Strecke S₀ verlassen worden ist oder wenn sich der Magnetanker 9 bei Rückbewegung um eine bestimmte Strecke S₁ angenähert hat.

Die in 2 dargestellte Steuereinrichtung 16 ist beispielsweise als Mikrorechner bzw. Mikrocontroller realisiert. Bei der Speichereinrichtung 23 handelt es sich dann um einen nichtflüchtigen Arbeitsspeicher des Mikrocontrollers.

In 3 ist eine modifizierte Steuereinrichtung 16a dargestellt. Gleiche oder gleichwirkende Baugruppen oder Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen und nicht nochmals detailliert beschrieben.

Anstelle der Positionsvorgabestufe 19 tritt beim zweiten Ausführungsbeispiel eine Zeitvorgabestufe 24. Diese wird durch ein Signal des Hauptcontrollers 15 getriggert. Nach Ablauf einer Zeit t₀ erfolgt die Umschaltung vom höheren Stromwert I₁ für die Beschleunigungsphase zum niedrigeren Stromwert I₂ für die Bewegungsphase. Entsprechend wird der Bremsstrom bei der Rückbewegung des Schlagwerkzeugs 12 nach einer Zeit t₁ eingeschaltet. Die Speichereinrichtung 23 enthält die gespeicherten Werte t₀ und t₁, die entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel anhand der Arbeitsparameter-Tabellen vorgegeben sind.

Zur Stromsteuerung und/oder -regelung können auch Kombinationen der beiden Ausführungsbeispiele realisiert sein, das heißt, die Einstellung bzw. Regelung der Ströme erfolgt zum Teil zeitabhängig und zum Teil positionsabhängig.