KR20210080502A - 선형으로 작동하는 자기 결합 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 자기 결합 장치들에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 개시는 선형으로 작동되고 작동 중지되게 구성된 자기 결합 장치들에 관한 것이다.

Description

선형으로 작동하는 자기 결합 장치

본 개시는 자기 결합 장치들(magnetic coupling devices)에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 개시는 선형으로 작동되고(actuated) 작동 중지되게(de-actuated) 구성된 자기 결합 장치들에 관한 것이다.

자기 결합 장치들은 강자성 워크피스(workpiece)를 결합하여 강자성 워크피스를 제1위치에서 제2위치로 운송, 강자성 워크피스를 유지(hold), 그리고/또는 강자성 워크피스를 리프트(lift)하기 위해 사용된다. 예시적인 자기 결합 장치는, "오프" 위치와 "온" 위치 사이에서 선형으로 이동가능한 자기 플래터를 포함할 수 있는 스위처블 자기 결합 장치이다. 자기 플래터가 "온" 상태에 있을 때, 자기 결합 장치는 강자성 워크피스에 결합되도록 구성되어, 예를 들면, 여러가지 용도들 중에서 리프팅 작업, 재료 핸들링, 재료 홀딩, 물체를 서로 자기적으로 래칭하거나 결합하는 것을 수행할 수 있다.

이 개시에 포함된 실시예들은 선형으로 작동되고 작동 중지되게 구성된 자기 결합 장치들에 관한 것이다. 다만, 실시예들은 이하 예들에 한정되지는 않는다.

제1실시예에서, 강자성 워크피스에 자기 결합하기 위한 자기 결합 장치는, 하우징으로서, 상기 하우징의 제1단부 부분과 상기 하우징의 제2단부 부분 사이에 연장된 축을 갖는 상기 하우징과; 상기 하우징의 상기 제2단부 부분으로부터 적어도 제1거리에 배치된 철제 피스와; 상기 하우징에 의해 지지된 자기 플래터로서, 복수의 강자성 폴 피스 부분들 사이에 개재된 복수의 영구 자석 부분들을 포함하는 상기 자기 플래터를 포함하고, 상기 자기 플래터는 제1상태와 제2상태의 적어도 각각으로 상기 축을 따라 하우징 내에서 선형으로 이동가능하고, 상기 자기 플레터가 상기 제1상태에 있을 때 상기 자기 결합 장치가 상기 철제 피스를 통해 제1자기 회로를 수립하고 상기 자기 결합 장치의 워크피스 접촉 인터페이스에서 제1자기장을 제공하도록 상기 자기 플래터는 상기 철제 피스에 인접하여 배치되고, 상기 자기 플레터가 상기 제2상태에 있을 때 상기 자기 결합 장치가 상기 워크피스 접촉 인터페이스에서 제2자기장을 제공하도록 상기 자기 플래터는 상기 철제 피스로부터 이격하여 배치되고, 상기 제2자기장은 비-제로(non-zero) 자기장 강도이다.

제2실시예에서, 자기 결합기(coupler)를 강자성 워크피스에 결합 및 분리하는 방법은, 상기 강자성 워크피스를 상기 자기 결합기의 워크피스 인게이지먼트(engagement) 인터페이스에 접촉시키는 단계와; 상기 자기 결합 장치의 자기 플래터를, 상기 워크피스 인게이지먼트 표면으로부터 제1분리에서 상기 제1분리 보다 작은 상기 워크피스 인게이지먼트 표면으로부터 제2분리로 이동시키는 단게와; 상기 워크피스를 상기 자기 결합기와 제1위치에서 제2위치로 이동시키는 단계와; 상기 자기 플래터를, 상기 자기 결합기를 상기 워크피스로부터 분리하고 상기 하우징 내에 철제 피스를 통해 자기 회로를 형성하기 위해, 상기 워크피스 인게이지먼트 표면으로부터 제3분리로 이동시키는 단계를 포함하고, 상기 제3분리는 상기 제2분리보다 크다.

제3실시예에서, 강자성 워크피스에 자기 결합하기 위한 자기 결합 장치는, 통로 축을 정의하는 통로를 갖는 하우징과; 상기 하우징에 의해 지지된 자기 플래터로서, 제1위치와 제2위치 사이에 상기 통로 축을 따라 이동가능하고 복수의 강자성 폴 피스 부분들 사이에 개재된 복수의 영구 자석 부분들을 포함하는 상기 자기 플래터와; 상기 하우징에 의해 지지되고 상기 강자성 워크피스에 접촉하도록 구성된 워크피스 접촉 인터페이스와; 상기 하우징에 의해 지지되고 상기 통로로부터 자기적으로 접근가능한 자기 분로를 포함하고, 상기 자기 플래터가 상기 제1위치에 있을 때 제1자기 회로는 상기 자기 플래터 및 상기 자기 분로로 형성되고, 상기 자기 플래터가 상기 제2위치에 있을 때 제2자기 회로는 상기 워크피스 인터페이스를 통해 상기 자기 플래터 및 상기 강자성 워크피스로 형성된다.

다수의 실시예들이 개시되나, 본 발명의 다른 실시예들은 아래 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이고, 상세한 설명은 본 발명의 예시된 실시예들을 보여주고 기술한다. 따라서, 도면과 상세한 설명은 사실상 예시적이며 제한되지 않는 것으로 간주되어야 한다.

도 1a는 강자성 워크피스 상에 위치하는 예시적 제1,오프 상태에 있는 예시적 스위처블 자기 결합 장치의 측단면도를 도시한다.
도 1b는 도 1a의 자기 결합 장치의 전방 단면도를 도시한다.
도 1c는 도 1a의 자기 결합 장치의 정면도를 도시한다.
도 2는 제2,온 상태에 있는 도 1a-1c의 자기 결합 장치의 전방 단면도를 도시한다.
도 3은 제3,온 상태에 있는 도 1a-1c의 자기 결합 장치의 전방 단면도를 도시한다.
도 4는 도 1a-1c의 자기적 결합 장치의 분해도를 도시한다.
도 5는 강자성 워크피스 상의 제1위치에 있는 도 1a-1c의 자기 결합 장치의 상단 단면도를 도시한다.
도 6은 강자성 워크피스 상의 제2위치에 있는 도 1a-1c의 자기 결합 장치의 상단 단면도를 도시한다.
도 7-13은 도 1a-1c의 자기 결합 장치에 통합될 수 있는 폴 플레이트들의 예시적 부분들이다.
도 14는 암 결합기의 끝단으로 부착된 도 1a-1c의 예시적 자기 결합 장치를 포함한 로보틱 시스템을 도시한다.
도 15는 도 1a-1c의 예시적 자기 결합 장치의 예시적 센서 레이아웃의 상단 단면도를 도시한다.
도 16은 도 1a-1c의 자기 결합 장치의 그리고 도 1a-1c의 자기 결합 장치의 근접한 강자성 워크피스가 없는 간소화된 전방 입면도를 도시한다.
도 17은 도 1a-1c의 자기 결합 장치와 도 1a-1c의 자기 결합 장치로부터 제1분리 만큼 분리된 강자성 워크피스의 간소화된 전방 입면도를 도시한다.
도 18은 도 1a-1c의 자기 결합 장치와 자기 결합 장치로부터 분리된 강자성 워크피스의 간소화된 전방 입면도를 도시한다.
도 19는 강자성 워크피스에 대해 좌우로 경사진 도 1a-1c의 자기 결합 장치의 간소화된 전방 입면도를 도시한다.
도 20은 강자성 워크피스에 대해 전후로 경사진 도 1a-1c의 자기 결합 장치의 간소화된 전방 입면도를 도시한다.
도 21은 강자성 워크피스의 우측 에지 부분에 접촉하는 도 1a-1c의 자기 결합 장치의 간소화된 전방 입면도를 도시한다.
도 22는 강자성 워크피스의 중앙 부분에 접촉하는 도 1a-1c의 자기 결합 장치의 간소화된 전방 입면도를 도시한다.
도 23은 제1한계 위치에서 강자성 워크피스에 접촉하는 도 1a-1c의 자기 결합 장치의 간소화된 전방 입면도를 도시한다.
도 24는 제2한계 위치에서 강자성 워크피스에 접촉하는 도 1a-1c의 암 자기 결합 장치의 단부의간소화된 전방 입면도를 도시한다.
본 발명은 다양한 변형과 대안적 형태를 받아들일 수 있으나, 특정 실시예들이 도면에서 예로서 도시되고 아래에 상세하게 기술된다. 그러나, 그 의도는 본 발명을 기술된 특정 실시예로 제한하지 않는 것이다. 반대로, 본 발명은 첨부된 청구항에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 범위에 포함되어 모든 변형, 등가와 대안을 포함하는 것이다.

본 명세서의 선행하는 부분 뿐만 아니라 도면에서 '상부(upper)', '하부(lower)', '축의(axial)'와 같은 용어나 다른 참조용어는 여기에 설명된 기술의 이해를 용이하게 하기 위해 사용될 수 있으나, 문맥이 다르게 시사하지 않는 한 절대적이고 제한적인 참조 지표로 간주되지 않아야 한다. 용어 "결합(couples)", "결합된(coupled)", "결합기(coupler)"와 이의 변형은 2개 이상의 구성요소가 직접 물리적으로 접촉하는 배치와 2개 이상의 구성요소가 서로 직접 접촉하지 않으나(예를 들면, 구성요소들이 적어도 제3구성요소를 통해 "결합됨") 그럼에도 서로 협력하거나 상호 작용하는 배치 모두를 포함하기 위해 사용된다.

도 1a는 제1,오프 상태에 있는 예시적 스위처블 자기 결합 장치(100)의 측단면도를 도시한다; 도 1b는 자기 결합 장치(100)의 전방 단면도를 도시한다; 도 1c는 자기 결합 장치(100)의 정면도를 도시한다. 도 2는 제2,온 상태에 있는 도 1a-1c의 자기 결합 장치의 전방 단면도를 도시한다. 도 3은 제3,온 상태에 있는 도 1a-1c의 자기 결합 장치의 전방 단면도를 도시한다.

자기 결합 장치(100)는 제1,오프 상태(도 1a-1c에 도시), 제2,온 상태(도 2에 도시), 제3,온 상태 사이에서 전환될 수 있다. 자기 결합 장치(100)가 온 상태로 전환될 때, 자기 결합 장치(100)에 의해 발생된 자기장은 하나 이상의 강자성 워크피스(102)를 통과하고 자기 결합 장치(100)를 강자성 워크피스들(102)의 하나 이상에 결합한다. 자기 결합 장치(100)가 오프 상태로 전환될 때, 자기 결합 장치(100)에 의해 발생된 자기장은 자기 결합 장치(100) 내에 주로 국한되고, 따라서 가지 결합 장치(100)는 더 이상 강자성 워크피스들(102)의 하나 이상에 결합되지 않는다. 오프 상태와 온 상태는 이하에서 보다 상세하게 논의된다.

자기 결합 장치(100)는, 로보틱 시스템(166)(도 14 참조)과 같은 로보틱 시스템에 대한 암(arm) 유닛의 단부("EOAMT")로 사용될 수 있으나, 또한 강자성 워크피스(102)에 대한 다른 리프팅, 운송, 및/또는 분리(separating) 시스템들에 사용될 수 있다. 예시적인 리프팅과 운송 시스템들은, 강자성 워크피스(102)를 리프트 및/또는 운송하는 로보틱 시스템들, 기계적 갠트리들(gantries), 크레인 호이스트들(hoists), 추가적인 시스템들을 포함할 수 있다. 추가적으로, 자기 결합 장치(100)는 또한, 웰딩(welding), 검사, 다른 작업들과 같은 작업에 대한 적어도 하나의 파트를 홀딩하기 위한 고정 기구의 일부로서 사용될 수 있다.

도 1a를 참조하면, 자기 결합 장치(100)는 강자성 워크피스들(102)의 상면 상에 위치하고, 강자성 워크피스들(102)과 접촉하고 결합하게(engage) 구성된 워크피스 접촉 인터페이스(104)를 포함한다. 워크피스 접촉 인터페이스(104)는 폴 플레이트(pole plate)(106)일 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 폴 플레이트(106)는 도 1b에 도시된 바와 같은 복수의 이격된 돌기들(108)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 폴 플레이트(106)는 이격된 돌기들(108)을 포함하지 않는다. 이격된 돌기들(108)은 워크피스 접촉 인터페이스(104) 근방에 더 많은 자속을 집중시키는 것을 용이하게 할 수 있어, 자기 결합 장치(100)가 온 상태에 있을 때 자기 결합 장치(100)의 자속이 주로 제1강자성 워크피스(102')를 통과한다. 폴 플레이스(106)와 돌기들(108)의 예시적인 양상(aspects)은 아래에서 논의된다.

자기 결합 장치(100)는 또한 자기 플래터(112)를 지지하는 하우징(110)을 포함할 수 있다. 자기 플래터(112)는, 자기 결합 장치(100)가 온 상태일 때 자기 결합 장치(100)가 강자성 워크피스들(102)에 결합되도록 하는 자기장을 발생시킨다. 적어도 하나의 실시예에서, 자기 플래터(112)는, 도 1b에 도시한 바와 같이, 복수의 이격된 영구 자석 부분들(114)과 복수의 폴 부분들(116)을 포함하는 라미네이트된(laminated) 자기 플래터이다. 복수의 이격된 영구 자석 부분들(114) 각각은 하나 이상의 영구 자석을 포함한다. 일 실시예에서, 각 영구 자석 부분(114)은 단일(single) 영구 자석을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 각 영구 자석 부분(114)은 복수의 영구 자석들을 포함할 수 있다. 각 영구 자석 부분(114)은 정반대로 자화되고 북극 측과 남극 측을 갖는다.

각 폴 부분(116A)은 영구 자석 부분들(114)의 2개 사이에 위치하고, 폴 부분들(116B)은 하나의 영구 자석 부분(114)에 인접하게 배치된다. 더욱이, 영구 자석 부분들(114)은, 2개의 영구 자석 부분들(114) 사이에 위치하는 폴 부분(116A)과 접촉하는 2개의 영구 자석 부분들(114)이 폴 부분(116A)와 접촉하는 그들의 북극 측들을 갖거나 그들의 남극 측들을 가질 수 있도록 배치될 수 있다. 인접한 영구 자석 부분들(114)의 북극 측들이 폴 부분(116A)에 접촉하고 있을 때, 이 폴 부분(116A)은 북극 부분이라고 불린다. 인접한 영구 자석 부분들(114)의 남극 측들이 폴 부분(116A)에 접촉하고 있을 때, 이 폴 부분(116A)은 남극 부분이라고 불린다. 유사하게, 폴 부분들(116B)에 대해, 영구 자석 부분(114)의 남극 측이 폴 부분(116B)에 접촉할 때, 이 폴 부분(116B)은 남극 부분이라고 불린다. 반대로, 영구 자석 부분(114)의 북극 측이 폴 부분(116B)에 접촉할 때, 이 폴 부분(116B)은 북극 부분이라고 불린다.

도시된 실시예들에 있어서, 영구 자석 부분들(114)은 수평축(118)을 따라 배치될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 영구 자석 부분들(114)은 원형의 배열 형태로 배치될 수 있다. 더욱이, 실시예가 6개의 영구 자석 부분들(114)과 7개의 폴 부분들(116)을 포함하는 자기 플래터(112)를 보여주고 있는데, 다른 실시예들은 더 많거나 적은 수의 영구 자석 부분들(114)과 폴 부분들(116)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 자기 플래터(112)는 1개의 영구 자석 부분(114)과 2개의 폴 부분들(116)을 포함할 수 있고, 여기서 1개의 폴 부분(116)은 영구 자석 부분(114)의 각 측에 배치될 수 있다.

자기 플래터(112)와 자기 결합 장치(100)의 구성 때문에, 자기 결합 장치(100)는 종래의 실시예들보다 강자성 워크피스들(102)로 더 큰 자속 전송을 할 수 있다. 이는 자기 결합 장치(100) 내에 포함된 단위 자기 부피(magnetic volume) 당 더 많은/많거나 더 무거운 강자성 워크피스들(102)을 자기 결합 장치(100)가 리프트할 수 있는 결과를 초래한다. 예를 들면, 자기 결합 장치(100)는, 자기 결합 장치(100)의 부피의 큐빅(cubic) mm 당 강자성 워크피스(102)의 0.35 그램 이상의 유지력(holding force)을 가질 수 있다. 다른 예로서, 자기 결합 장치(100)는, 자기 결합 장치(100)의 하우징(110)의 부피의 큐빅(cubic) mm 당 강자성 워크피스(102)의 0.8 그램 이상의 유지력(holding force)을 가질 수 있다.

자기 결합 장치(100)를 제1,오프 상태와 제2,온 상태 사이에서 전환하기 위해, 자기 플래터(112)는 하우징(104)의 내부 캐비티(interior cavity)(122) 내에서 축(120)을 따라 선형적으로 이동가능하다. 실시예들에서, 축(120)은 수직 축(120)이다. 대안적으로, 축(120)은 수직 축과 다른 축이다. 축(120)은 하우징(104)의 제1단부 부분(124)과 하우징(110)의 제2단부 부분(126) 사이에 연장된다. 적어도 몇몇 실시예들에서, 제1단부 부분(124)은 하우징(110)의 상부 부분이고 제2단부 부분(126)은 하우징(110)의 하부 부분이며, 여기서 그렇게 불리워질 수 있다. 그러나, 적어도 몇몇 다른 실시예들에서, 제1단부 부분(124)은 하우징(110)의 상부 부분과 다른 하우징(110)의 부분이고, 제2단부 부분(126)은 하우징(110)의 하부 부분과 다른 하우징(110)의 부분이다. 자기 플래터(112)는 하우징(110)의 상부 부분(124) 근방에 배치될 때, 자기 결합 장치(100)는 제1,오프 상태에 있다. 자기 플래터(112)가 하우징(110)의 하부 부분(126) 근방에 배치될 때, 자기 결합 장치(100)는 제1,온 상태에 있다. 제1,오프 상태와 제2,온 상태에 더하여, 도 3에 도시한 바와 같이, 자기 플래터(112)는 상부 부분(124)과 하부 부분(126) 사이의 하나 이상의 중간 위치에 배치될 수 있다. 중간 위치는 여기서 제3,온 상태로 불릴 수 있다. 제3,온 상태는, 아래에 논의된 바와 같이, 제2,온 상태 보다 워크피스 접촉 인터페이스(104)에서 더 적은 자속을 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 제3,온 상태는 대다수의 자속이 단지 제1워크피스(102')를 통해 연장되어 단지 적은 양의 자속이 제2 및 제3워크피스(102",102"')를 통해 연장되는 결과를 초래할 수 있다. 이처럼, 제3,온 상태는, 보여진 바와 같이, 워크피스(102')를 워크피스들(102",102"')로부터 탈적재(de-stacking)하는 것을 용이하게 할 수 있다.

자기 플래터(112)를 수직축(120)을 따라 이동시켜 자기 결합 장치(100)를 온 상태와 오프 상태 사이 그리고 그 반대로 전환하기 위해, 자기 결합 장치(100)는 액츄에이터(128)를 포함한다. 적어도 하나의 실시예에서, 액츄에이터(128)는 자기 플래터(112)에 인게이지먼트(engagement) 부분(130)과 비강자성(non-ferromagnetic) 마운팅 플레이트(132)를 통해 결합된다. 즉, 액츄에이터(128)는 비강자성 마운팅 플레이트(132)에 결합된 인게이지먼트 부분(130)에 결합된다; 그리고, 비강자성 마운팅 플레이트(132)는 자기 플래터(112)에 결합되고 접촉된다. 액추에이터(128)는 인게이지먼트 부분(130)에 힘을 주도록 구성되고, 응답하여 인게이지먼트 부분(130)은 수직축(120)을 따라 이동하여 자기 결합 장치(100)가 오프 상태에서 온 상태로 그리고 그와 반대로 전환한다. 즉, 자기 결합 장치(100)를 오프 상태에서 온 상태로 전환하기 위해, 액츄에이터(128)는 인게이지먼트 부분(130)에 하방력을 주고, 이는 비강자성 마운팅 플레이트(132)와 자기 플래터(112)에 전달된다. 응답하여, 자기 플래터(112)는 상부 부분(124)에서 하부 부분(126)으로 이동하게 된다. 반대로, 자기 결합 장치(100)를 온 상태에서 오프 상태로 전환하기 위해, 액츄에이터(128)는 인게이지먼트 부분(130)에 상방력을 주고, 이는 비강자성 마운팅 플레이트(132)와 자기 플래터(112)에 전달된다. 응답하여, 자기 플래터(112)는 하부 부분(126)에서 상부 부분(124)으로 이동하게 된다.

자기 플래터(112)를 제3,온 상태에 배치하기 위해, 액츄에이터(128)는 인게이지먼트 부분(130)에 힘을 발생시켜 자기 플래터(112)가 상부 부분(124)에서 하부 부분(126)으로 또는 그와 반대로 이동시킬 수 있다. 그 다음에, 자기 플래터(112)가 상부 부분(124)에서 하부 부분(126)으로 또는 그와 반대로 전환하고 있을 때, 도 3에 도시한 바와 같이, 하우징(110) 내 및/또는 액츄에이터(128) 내에 배치된 브레이크(134)가 자기 플래터(112), 비강자성 마운팅 플레이트(132) 및/또는 인게이지먼트 부분(130)에 결합하고 제3,온 상태에서 자기 플래터(112)를 정지할 수 있다.

예시적인 액츄에이터들(128)은, 인게이지먼트 부분(130)에 힘을 주는 전기 액츄에이터들, 공압 액츄에이터들, 유압 액츄에이터들, 그리고 다른 적합한 액츄에이터들을 포함한다. 예시적인 공압 액츄에이터는 도 4에 묘사되어 있고 그와 관련하여 보다 상세하게 논의된다. 예시적인 전기 액츄에이터는 인게이지먼트 부분(130)에 결합된 전기 모터 "펼쳐진(unrolled)" 스테이터(stator) 및 로터(rotor)를 갖는 전기 모터이다. 다른 예시적인 인게이지먼트 부분들 및 액츄에이터들은, SWITCHABLE PERMANENT MAGNETIC DEVICE로 제목이 붙여진 미국특허 No.7,012,495; MODULAR PERMANENT MAGNET CHUCK으로 제목이 붙여진 미국특허 No.7,161,415; MAGNET ARRAYS로 제목이 붙여진 미국특허 No.8,878,639, 2015년 10월 30일 출원되고 MAGNETIC COUPLING DEVICE WITH A ROTARY ACTUATION SYSTEM으로 제목이 붙여지며 docket MTI-0007-01-US-E인 미국 가특허출원 No. 62/248,804; 그리고, 2015년 11월 07일 출원되고 MAGNETIC COUPLING DEVICE WITH A LINEAR ACTUATION SYSTEM으로 제목이 붙여지며 docket MTI-0006-01-US-E인 미국 가특허출원 No. 62/252,453에 개시되며, 이의 모든 개시내용들은 참조에 의해 여기에 분명히 통합된다.

추가적으로 또는 대안적으로, 액츄에이터(128)는 제어기(136) 및/또는 센서(138A)를 포함할 수 있다. 제어기(136)는 관련 컴퓨터 판독 가능 매체, 실례로 메모리(142)를 가진 프로세서(140)를 포함한다. 메모리(142)는 제어로직(144)를 포함하고, 이는 프로세서(140)에 의해 실행될 때 전기 액츄에이터(128)가 자기 플래터(112)를 이동시켜 전기 결합 장치(100)가 오프 상태, 제2온 상태 그리고/또는 제3온 상태에 있도록 전기 제어기(136)가 지시하게 한다. 예를 들면, 센서(138A)가 액츄에이터(128)의 위치를 감지할 수 있고, 자기 플래터(112)의 위치로 변환된 센서(138A)에 의해 감지된 소정의 위치에 응답하여 제어로직(144)은 자기 플래터(112)가 원하는 위치에 도달할 때 액츄에이터(128)가 자기성 플래터(112)에 힘을 가하는 것을 중단하도록 지시한다.

적어도 하나의 실시예에서, 액츄에이터(128)는 스텝퍼 모터이고, 액츄에이터(128)의 회전 운동은 액츄에이터(128)의 샤프트와 인게이지먼트 부분(130) 사이의 커플링(예를 들어, 기어)을 통해 인게이지먼트 부분(130)의 직선운동으로 변환된다. 이 실시예들에서, 센서(138A)가 스텝퍼 모터를 구동시키기 위해 사용된 펄스를 카운트하고, 펄스의 수를 기초로 하여 자기 플래터(112)의 위치로 변환되는 스텝퍼 모터의 샤프트의 위치를 결정한다. 다른 예에서, 적절한 작동 각도가 유지되는 것을 점검하기 위해 인코더와 스텝퍼를 통합한 스텝퍼 모터가 제공된다.

다른 예로서, 자기 결합 장치(100)는 센서(138B)를 포함할 수 있다. 센서(138B)는 하우징(110) 내에서 자기 플래터(112)의 위치를 측정할 수 있다. 예시적인 센서(138B)는 자기 플래터(112)에 부착된 반사 스트립을 모니터하는 광 센서들을 포함한다. 다른 센서 시스템들은 자기 플래터(112)의 위치를 결정하기 위해 사용될 수 있다.

심지어 다른 예로서, 자기 결합 장치(100)는 하나 이상 센서(138C)(도 1b에 도시됨)를 포함할 수 있다. 센서들(138C)은 자속 센서들일 수 있고 일반적으로 폴 플레이트(106) 상의 하나 이상의 위치에서 위치할 수 있다. 예시적인 자속 센서들은 홀-이펙트 센서들을 포함한다. 센서들(138C)은 폴 플레이트(106)의 하나 이상의 남극 및 북극에 가까운 누설 자속을 측정한다. 각 센서(138C)에서의 누설 자속의 양은 폴 플레이트(106)에 대한 자기 플래터(112)의 위치와, 폴 플레이트(106)의 북극 및 남극과 강자성 워크피스(102)로 워크피스 접촉 인터페이스(106)를 통과한 플럭스의 양을 기초로 가변된다. 폴 플레이트(106)의 북극 및 남극의 워크피스 인터페이스(104)에 반대되는 위치들에서의 자속을 모니터링 함으로써, 자기 플래터(112)의 상대 위치는 결정될 수 있다. 실시예들에서, 자기 결합 장치(100)는 강자성 워크피스들(102)의 상부 상에 위치하고, 자기 플래터(112)가 오프 상태에서 제2,온 상태로 이동함에 따라 센서들(138C)에 의해 측정된 자속들은 자기 플래터(112)의 위치의 함수로서 기록된다. 자속들 각각은 자기 플래터(112)의 원하는 위치에 배치된다. 센서들(138C)을 갖는 예시적인 센싱 시스템은, 2018년 4월 27일 출원되고 Magnetic Coupling Device With at Least One of a Sensor Arrangement and a Degauss Capability로 제목이 붙여진 미국 특허 출원 No. 15/964,884에서 개시되고, 이의 전체 개시 내용은 참조에 의해 여기에 분명히 통합된다.

심지어 다른 예로서, 자기 결합 장치(100)는 하나 이상 센서(138D)(도 1a, 1b, 1c, 2 그리고 3에 도시됨)를 포함할 수 있다. 센서(138D)는 자속 센서들일 수 있고 일반적으로 폴 플레이트(106)에 인접하게 위치된다. 예시적 자속 센서들은 홀-이펙트 센서들을 포함한다. 적어도 하나의 예에서, 센서들(138D)은 폴 플레이트(106)의 돌기들(108)의 하나 이상의 단부들에 인접하여 위치되고, 폴 플레이트(106)의 하나 이상의 북극 및 남극의 측면들에서의 누설 자속을 측정한다. 각 센서(138D)에서의 누설 자속의 양은 폴 플레이트(106)에 대한 자기 플래터(112)의 위치와, 폴 플레이트(106)의 북극 및 남극과 강자성 워크피스(102)로 워크피스 접촉 인터페이스(106)를 통과한 플럭스의 양을 기초로 가변된다. 폴 플레이트(106)에 인접한 위치들에서 자속을 모니터링 함으로써, 자기 플래터(112)의 상대 위치가 결정될 수 있다. 실시예들에서, 자기 결합 장치(100)는 강자성 워크피스들(102)의 상부 상에 위치하고, 자기 플래터(112)가 오프 상태에서 제2,온 상태로 이동함에 따라 센서들(138D)에 의해 측정된 자속들은 자기 플래터(112)의 위치의 함수로서 기록된다. 자속들 각각은 자기 플래터(112)의 원하는 위치에 배치된다. 센서들(138D)을 갖는 예시적인 센싱 시스템은, 2018년 4월 27일 출원되고 Magnetic Coupling Device With at Least One of a Sensor Arrangement and a Degauss Capability로 제목이 붙여진 미국 특허 출원 No. 15/964,884에서 개시되고, 이의 전체 개시 내용은 참조에 의해 여기에 분명히 통합된다.

적어도 몇몇 실시예에서, 자기 결합 장치(100)는 차폐 플레이트(139)(도 1a, 1b, 1c, 2와 3에서 도시됨)를 포함한다. 차폐 플레이트(139)는 자기 결합 장치(100)가 오프 위치에 있을 때 자기 플래터(112)로부터 자속을 흡수하고 자기 결합 장치(100)의 외부장을 감소시킬 수 있다. 차폐 플레이트(139)는 높은 양의 자속을 흡수하는 것이 가능한 높은 자기 포화 재료로 형성될 수 있다. 일 예에서, 차폐 플레이트(139)는 하우징(110)의 외부에 위치한다. 차폐 플레이트(139)의 상단 에지는 자기 플래터(112)의 상면과 평면일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 차폐 플레이트(139)는 차폐 플레이트(139)의 하단 에지가 자기 플래터(112)의 하단 평탄면을 지나서 연장하도록 하우징(110)을 따라 아래쪽으로 연장할 수 있다. 차폐 플레이트(139)는 자기 결합 장치(100)의 어느 측면 상에 위치할 수 있다. 적어도 하나의 예에서, 차폐 플레이트들(139은 자기 결합 장치(100)의 모든 측면 상에 위치된다. 다른 예에서, 차폐 플레이트들(139A)은, 도 1a와 1c에 도시된 바와 같이, 영구 자석 부분들(114)의 단부들에 인접한 자기 결합 장치(100)의 표면들 상에 단지 위치한다. 다른식으로 언급하면, 차폐 플레이트들(139A)은 센서들(138D)과 동일한 측면들 상에 위치할 수 있다. 다른 예에서, 차폐 플레이트(139B)는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 돌기들(108)에 평행하여서 연장하는 자기 결합 장치(110)의 측면들 상에 단지 위치한다.

실시예들에서, 제어기(136)는 입출력(I/O) 장치(146)로부터 수신된 입력 신호에 응답하여 자기 결합 장치(100)의 상태를 변환한다. 예시적 입력 장치들은 버튼들, 스위치들, 레버들, 다이얼들, 터치 디스플레이들, 공압 밸브들, 소프트 키들과 통신 모듈을 포함한다. 예시적 출력 장치들은 시각적 표시기들, 음성 표시기들과 통신 모듈을 포함한다. 예시적 시각적 표시기들은 디스플레이들, 광들과 다른 시각적 시스템들을 포함한다. 예시적 음성 표시기들은 스피커와 다른 적합한 오디오 시스템들을 포함한다. 실시예들에서, 장치(100)는, 소정의 자기 결합 장치(100)의 상태가 존재하거나 부재하는 것을 표시하기 위해, 제어 로직 144의 상기 프로세서 140에 의해 구동되는 하나 이상의 LEDs의 형태의 단순한 시각적 상태 표시기를 포함한다(예를 들어, 자기 결합 장치(100)가 제1,오프 상태일 때 레드 LED가 온이 되고, 자기 결합 장치(100)가 제2,온 상태이고 강자성 워크피스(102)의 근접ㅇ 검출될 때 Green LED가 빠르게 블링킹(blinking)되고, 강자성 워크피스(102) 상의 의도된 특정 영역 외부에(도 22-24 관련 논의 참조) 강자성 워크피스(102)와 접촉할 때 옐로우 LED가 온 되고 그린 LED가 더 느리게 블링킹하고(예를 들어, 부분적으로 완전한 자기 작동 회로), 자기 결합 장치(100) 인게이지먼트가 임계 한계 내임을 보여주고 안전한 자기 결합 상태를 보여줄 때 안정된(steady) 그린 LED가 온되고 옐로우 LED가 오프가 됨).

예를 들면, 일 실시예에서, 자기 결합 장치(100)는 로보틱 암의 암 단부에 결합되고, 입출력 장치(146)는 자기 결합 장치(100)를 제1오프 상태, 제2온 상태 또는 제3온 상태 중 하나일 때 제어기(136)가 로보 제어기로부터 명령을 수신하는 네트워크 인터페이스이다. 예시적 네트워크 인터페이스들은 유선 네트워크 연결과 무선 네트워크 연결을 위한 안테나를 포함한다. 상기 논의된 실시예들은 전기, 공압 또는 유압 작동에 관련되나, 대안적 실시예들에서 자기 결합 장치(100)는 작업자에 의해 수동으로 작동될 수 있다.

자기 결합 장치(100)는 또한, 도 1a에 도시된 것과 같이, 하우징(100)의 상부 부분(124)에 또는 근방에 배치된 하나 이상의 강자성 피스들(148)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 비강자성 마운팅 플레이트(132)와 강자성 피스들(148)은 자기 결합 장치(100)가 제1오프 위치에 있을 때 비강자성 마운팅 플레이트(132)가 강자성 피스들(148) 사이에서 접촉하도록 하우징(110) 내에 배치될 수 있다. 더욱이, 자기 플래터(112)의 상단 부분들은 강자성 피스들(148)의 하단 부분들과 접촉할 수 있다. 다른 예시적 실시예에서, 강자성 피스들(148)은 자기 플래터(112)의 측면을 따라 아래로 연장될 수 있다. 이 실시예들에서, 강자성 피스들(148)은 자기 플래터(112)에 의해 생성된 자기장의 추가적 흡수를 제공함으로써 자기 플래터(112)의 누설을 감소시킬 수 있다.

적어도 하나의 실시예에서, 비강자성 마운팅 플레이트(132)는 비강자성 물질(예를 들면, 알루미늄, 오스테나이트 스테인리스강, 기타 등등)로 이루어질 수 있다. 이 실시예들에서, 자기 결합 장치(100)가 제 1,오프 상태와 자기 플래터(112) 및 비강자성 마운팅 플레이트(132)가 하우징(104)의 상부 부분(118)에 또는 근방에 위치할 때, 도 1b에 도시된 바와 같이 마운팅 플래터(112)와 강자성 피스들(148)과 비강자성 마운팅 플레이트(132) 사이의 적어도 하나의 회로들이 생성된다. 게다가, 자기 결합 장치(100)가 제1,오프 상태에 있을 때, 내부 캐비티(116) 내에 저 자화율을 갖는 공기 및/또는 다른 물질을 포함하는 갭(150)(도 1a)은 폴 플레이트(106) 및 자기 플래터(112) 사이에서 이들을 분리시킨다. 결과로서, 자기 결합 장치(100)가 제1,오프 상태에 있을 때, 자기 플래터(112)로부터의 자속이 워크피스 접촉 인터페이스(104)로 그리고 강자성 워크피스(102)를 통해 거의 또는 전혀 연장되지 않는다. 그래서, 자기 결합 장치(100)는 강자성 워크피스(102)로부터 분리될 수 있다. 게다가, 자기 플래터(112)로부터의 모두는 아니더라도 대부분의 자속이 마운팅 플래터(112)와 강자성 피스들(148)과 비강자성 플레이트(132) 사이의 회로들에 기인하여 하우징(110) 내에 포함된다.

강자성 피스들(148)을 포함하는 추가적 장점은 자기 플래터(112)의 하면과 폴 플레이트(106) 간의 갭(150)의 거리가 자기 결합 장치(100)가 비강자성 마운팅 플레이트(132)와 강자성 피스들(148)을 포함하지 않았을 때 보다 작을 수 있다. 즉, 자기 플래터(112)와 강자성 피스들(148)과 비강자성 마운팅 플레이트(132) 사이에 생성된 하나 이상의 회로는 자기 플래터(112)로부터의 모두는 아니더라도 대부분의 자속을 하우징 내에(110), 자기 플래터(112) 근방에서 폴 플레이트(106)로부터 멀리 국한시키는 것을 용이하게 한다. 그로써, 자기 결합 장치(100)에 의해 강자성 워크피스들(102)로 전달된 자속은 강자성 워크피스들(102)의 하나 이상을 리프트하기 불충분하다. 다른식으로 언급하면, 자속은 폴 플레이트(106)의 하면에서 실질적으로 0일 수 있고, 그러므로 실질적으로 어떤 자속도 자기 결합 장치(102)에 의해 강자성 워크피스들(102)에 전송되지 않으며, 그것은 자기 결합 장치(100)가 오프 상태와 하나 이상의 온 상태 사이에서 전환될 때 자기 플래터(112)가 이동하기 위해 필요한 전체적 요구 높이(아래 높이 182 참조)를 감소시킨다.

반대로, 비강자성 마운팅 플레이트(132)와 강자성 피스들(148)이 자기 결합 장치(100)에 포함되지 않는다면, 자기 플래터(112)로부터의 자속이 더 적게 하우징(110) 및/또는 자기 플래터(112) 내에 국한될 것이다. 그리고, 더 적은 자속이 자기 플래터(112) 근방에 국한될 것이기 때문에, 자기 플래터(112)의 하면과 폴 플레이트(106) 간의 갭(150)은 자속이 폴 플레이트(106)를 통해 아래로 확장되지 않고 자기 결합 장치(100)를 강자성 워크피스들(102)의 하나 이상에 결합시키기 위해 더 커야 할 것이다. 설명된 실시예에서 갭(150)은 더 작기 때문에, 자기 결합 장치(100)는 이러한 특징들을 갖지 않는 다른 자기 결합 장치들 보다 더 작을 수 있다.

예로서, 자기 플래터(112)가 제1,오프 상태에서 제2,온 상태로 전환하기 위해 이동할 수 있는 갭(150)은 8mm 이하일 수 있다. 반대로, 제2,온 상태에서 제1,오프 상태로 전환하기 위해, 자기 플래터(112)는 8mm 이하로 이동할 수 있다.

설명된 실시예의 다른 장점은, 갭(150)이 더 작기 때문에 자기 플래터(112)를 수직축(120)을 따라 하우징(110) 내에서 이동시키기 위해 작은 에너지가 액츄에이터(128)에 의해 사용될 수 있다는 것이다. 설명된 실시예의 심지어 다른 장점은, 액츄에이터(128)가 자기 플래터(112)를 제1,오프 이치로부터 제2,온 위치로 이동시키고 자기 플래터(112)가 폴 피스(106)에 접촉할 때 자기 플래터(112)가 부서질 가능성이 더 적을 것이라는 것이다. 이는 감소된 갭(150) 때문에 전환 동안 자기 플래터(112)가 더 작은 운동량을 만드는 결과이다. 설명된 실시예의 심지어 다른 장점으로서, 자기 결합 장치(100)가 오프 상태인 동안 자기 결합 장치(100)가 실패하는 경우에, 비강자성 마운팅 플레이트(132)와 강자성 워크피스들(148) 때문에 자기 결합 장치(100)가 온 상태로 전환되지 않을 것이다. 이로써, 자기 결합 장치(100)는, 자기 결합 장치가 실패일 때 오프 상태에서 온 상태로 전환되는 자기 결합 장치 보다 더 안전하다. 반대로, 자기 결합 장치(100)가 비강자성 마운팅 플레이트(132) 및/또는 강자성 피스들(148)을 포함하지 않는 경우에, 자기 플래터(112)는 오프 위치에서 생성된 자기 회로의 부재 때문에 온 상태로 전환될 가능성이 더 클 것이다.

전술한 것처럼, 자기 플래터(106)가 하우징(104)의 하부 부분(126)에 또는 근방에 위치할 때, 자기 결합 장치(100)는 제2,온 상태에 있게 된다. 도 2에 도시된 것과 같이, 자기 결합 장치(100)가 제2,온 상태에 있을 때, 자기 플래터(106)로부터 자속이 강자성의 워크피스들(102)의 하나 이상을 통해 연장한다. 이로써, 자기 결합 장치(100)가 제1,온 상태에 있을 때, 자기 결합 장치(100)는 하나 이상의 워크피스들(102)에 결합되도록 구성된다. 자속 라인들이 양쪽 강자성 워크피스들(102',102")을 통과하는 것으로 보여지지만, 일부 실시예들에서 자속 라인들은 주로 강자성 워크피스(102')를 단지 패싱한다. 자속 라인들이 주로 제1강자성 워크피스(102')를 통과할 때, 자기 결합 장치(100)는 강자성 워크피스들(102)을 서로 탈적재(de-stack) 그리고 분리하도록 사용될 수 있다.

자기 결합 장치(100)가 제2,온 상태일 때 자속 라인들이 주로 제1강자성 워크피스(102')만을 통과하는 것을 용이하게 하기 위해, 자기 플래터(112)는 탈착가능하고 대체가능할 수 있으며, 그것은 다른 강도, 높이 그리고/또는 폭의 자기 플래터(112)가 자기 결합 장치(100)에 사용될 수 있게 한다. 자기 플래터(112)의 강도, 높이 그리고/또는 폭은, 자기 결합 장치(100)가 제2,온 위치일 때 강자성 워크피스들(102)이 적절히 서로 탈적재 그리고 분리될 수 있도록 강자성 워크피스(102)의 두께를 기초로 선택될 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 폴 플레이트(106)는 탈착가능하고 대체가능할 수 있으며, 그것은 다른 타입들의 폴 플레이트들(106)이 자기 결합 장치(100)에 사용될 수 있게 한다. 예를 들면, 폴 플레이트(106)는 그것에게 자기 결합 장치(100)에 결합되고 있는 강자성 워크피스(102)의 타입을 기초로 선택될 수 있다. 예를 들면, 자기 결합 장치(100)는 스크래치 또는 훼손될 수 없는 클래스-a 표면을 다루고 있을 수 있다. 결과로서, 워크피스 접촉 인터페이스 상에 배치된 고무(강자성 워크피스(102)가 스크래치 또는 훼손될 가능성을 감소시키는 다른 재료)를 갖는 폴 플레이트(106)가 선택되어 자기 결합 장치(100)에 통합될 수 있다. 다른 예로서, 다른 돌기수들 그리고/또는 갭을 갖는 폴 플레이트(106)가 자기 결합 장치(100)가 결합되고 있는 강자성 워크피스(102)의 두께를 기초로 선택될 수 있다. 돌기들 및/또는 갭들의 관련성의 추가적 예들은 도 7-13과 관련하여 아래에서 보다 상세히 설명된다.

도 4와 관련하여 아래에서 더욱 상세히 논의되는 것처럼, 하우징(104)은 자기 플래터(112) 그리고/또는 폴 플레이트(106)가 쉽게 탈착가능하고 대체가능할 수 있게 하는 방법으로 구성된다.

추가적으로 또는 대안적으로, 자기 결합 장치(100)는 전술한 바와 같이 하나 이상의 중간 상태로 전환될 수 있다. 예를 들면, 자기 결합 장치(100)는, 도 3에 도시된 것과 같이, 상태 상에, 제3,온 상태로 전환될 수 있다. 제3,온 상태는, 자기 결합 장치(100)가 제1,오프 상태일 때의 자기 플래터(112)의 위치와 자기 결합 장치(100)가 제2,온 상태일 때의 자기 플래터(112)의 위치 사이에 자기 플래터(112)가 수직축(120)을 따라 위치할 때이다. 동일한 자기 플래터(112)가 사용되는 실시예들에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 자기 결합 장치(100)가 제2,온 상태일 때 보다 자기 결합 장치(100)가 제3 온 상태일 때 더 적은 자속이 워크피스 접촉 인터페이스(104)를 통과하여 강자성 워크피스들(102)로 나아가게 된다. 즉, 동일한 자기 플래터(112)가 도 2와 3에서 묘사된 실시예들에서 사용되고 있는다고 가정할 때, 도 2에서 자속 라인들은 양쪽 강자성 워크피스들(102',102")를 통과하고, 반면에 도 3에서 자속 라인들은 단지 강자성 워크피스(102')를 통과한다. 제3,상태에 있을 수 있음으로써, 자기 결합 장치(100)는 자기 플래터(112)를 다른 강도의 자기 플래터(112)로 교체할 필요 없이 다른 두께의 강자성 워크피스들(102)을 탈적재 할 수 있다.

전술한 바와 같이, 폴 플레이트(106)는 복수의 돌기들(108)을 포함한다. 돌기들(108) 각각은 폴 부분들(116)의 각각의 폴 부분을 폴 확장으로서 작용한다. 즉, 자기 결합 장치(100)가 제2 또는 제3,온 상태일 때, 폴 부분들(116)의 각각의 북극 또는 남극은 각각의 돌기 108을 통해 아래로 확장된다. 그러면, N극 부분(116)으로부터 각각의 N-극 돌기(108)을 통해, 하나 이상의 강자성 워크피스들(102)을 통해, S-극 돌기(108)를 통해, 그리고 S극 부분(116)을 통해 흐르는 자기 회로가 생성된다. 자기 결합 장치(100)가 온 상태일 때, 각 영구 자기 부분은 이러한 자기 회로들 중 하나를 생성한다. 도 7-13과 관련하여 아래에 보다 상세하게 설명되듯이, 돌기들(108)의 크기와 그들 사이의 거리는 강자성 워크피스들(102)로의 플럭스 전송에 영향을 주고, 강자성 소재들(102)의 더욱 효과적인 탈적재와 증가된 유지력을 가능하게 한다. 예를 들면, 적어도 몇몇 실시예에서, 강자성 워크피스들(102)의 강자성 워크피스(102')를 통해 전송되는 자속의 최고 세기를 달성하고 그래서 강자성 워크피스(102')를 강자성 워크피스들(102")로부터 탈적재 할 수 있는 최대 가능성을 가지기 위해, 돌기들의 크기(예를 들어, 폭과 높이)와 그들 사이의 갭은 강자성 워크피스들(102)의 두께와 일치하여야 한다.

N 및 S 돌기들(108)을 분리하기 위해, 폴 플레이트(106)는 하나 이상의 비강자성 피스들(152)을 받아들이기 위해 구성된 슬롯들을 포함할 수 있다 (도 1b에 묘사됨). 비강자성 피스들(152)은 프로젝션들(108)의 각 사이의 각각의 인벨로프들(154)(도 1b에 묘사됨) 내에 배열될 수 있다. 비강자성 피스들(152)들 때문에, 영구 자석 부분들(114)에 의해 생성된 자기 회로가 실질적으로 비강자성 피스들(152)을 통해 연장되지 않고, 그래서 N 및 S 돌기들은 서로 분리된다. 게다가, 전술한 바와 같이, 돌기들(108)은 폴 플레이트(106)가 복수의 돌기들(108)을 포함하지 않을 때 보다 자기 플래터(112)로부터의 자속이 워크피스 접촉 인터페이스(104)에 더 가까워지도록 한다. 자기 플래터(112)로부터의 자속이 워크피스 접촉 인터페이스(104)에 더 가깝게 집중되는 것을 용이하게 하는 돌기들(108)의 다른 양태들은 도 7-13과 관련하여 아래에서 논의된다.

도 4를 참조하여, 자기 결합 장치(100)의 분해도가 도시된다. 도시된 것처럼, 하우징(110)은 상부 부분(110B)에 탈착가능하고 고정가능한 하부 부분(110A)를 포함한다. 하부 부분(110A)은 하나 이상의 스크류(156)를 사용하여 상부 부분(110B)에 고정될 수 있다. 아래에 설명되는 것과 같이, 스크류들(156)은 하우징(110) 내에 배치된 자기 결합 장치(110)의 구성요소들에 쉬운 접근을 제공할 수 있다.

하부 부분(110A)과 상부 부분(110B)을 결합하기 전에, 하부 부분(110A)은 폴 플레이트(106)를 받아들인다. 적어도 하나의 실시예에서, 하부 부분(110A)은 폴 플레이트(106)의 탭들(160)을 받아들이도록 구성된 요입부들/절단부들(recesses/cutouts)(158)을 포함한다. 탭들(160)은 하부 부분(110A) 내에서 폴 플레이트(106)의 적절한 위치 설정을 용이하게 한다. 현재 설치된 폴 플레이트(106)와 다른 돌기들(108)을 갖는 폴 플레이트(106)가 요구되는 경우에 폴 플레이트(106)의 적절한 위치설정이 폴 플레이트(106)의 손쉬운 대체를 용이하게 할 수 있다. 예를 들면, 하우징(110)의 하부 부분(110A)은 스크류들(156)을 제거함으로써 상부 부분(110B)으로부터 분리될 수 있다. 이후, 폴 플레이트(106)는 하부 부분(110A)으로부터 제거될 수 있다. 그 다음에, 다른 돌기들(108)을 가지는 다른 폴 플레이트(106)는 탭들(160)이 요입부들/절단부들(158)에 의해 받아들여지도록 하부 부분(110A)으로 삽입될 수 있다. 마지막으로, 스크류들(156)이 상단 부분(110A)에 하부 부분(110A)을 고정하기 위해 사용될 수 있다.

폴 플레이트(106)를 교체하는 것에 더하여 또는 대안으로, 자기 결합 장치(100)의 디자인은 또한 자기 플래터(112)의 손쉬운 제거와 교체를 용이하게 한다. 예를 들면, 도시된 바와 같이, 비강자성 마운팅 플레이트(132)는 하나 이상의 스크류(161)를 통해 자기 플래터(116)에 결합된다. 상단 부분(110B)에서 하부 부분(110A)을 제거한 후, 자기 플래터(116)는 스크류들(161)이 접근되도록 수직축(120)을 따라 낮아질 수 있다. 스크류들(161)이 풀리면, 자기 플래터(116)는 비강자성 마운팅 플레이트(132)로부터 분리되고 다른 자기 플래터(116)로 교환될 수 있다. 새로운 자기 플래터(116)는 스크류들(161)을 사용하여 비강자성 마운팅 플레이트(132)에 고정될 수 있다. 그 다음에, 하부 부분(110A)와 상부 부분(110B)이 스크류들(156)을 사용하여 함께 결합될 수 있다.

몇몇 사례들에서, 자기 플래터(116)가 깨지거나 손상된 경우에 자기 플래터(116)는 대체될 필요가 있을 수 있다. 다른 사례들에서, 자기 플래터(116)는 더 강한 또는 약한 자기장을 발생하는 자기 플래터(116)로 대체될 필요가 있을 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 자기 플래터(116)를 더 강한 또는 약한 자기장을 갖는 자기 플래터(116)로 교체하는 것은 강자성 워크피스들(102)을 탈적재하는 것을 용이하게 할 수 있다. 예를 들면, 제1자기 플래터(116)는 제1과 제2자기 강자성 워크피스들(102',102") 통해 양쪽 강자성 워크피스들(102',102")을 들어올리기에 충분한 자속을 발생시킬 수 있다. 제1강자성 워크피스(102')를 제2강자성 워크피스(102")로부터 분리시키는 것은 바람직할 수 있다. 이러한 사례들에서, 제1자기 플래터(116) 보다 약하고 단지 강자성 워크피스들(102)을 통해 제1강자성 워크피스(102')를 들어올리기에 충분한 자속을 발생시키는 제2자기 플래터(116)가 제1자기 플래터(116)를 대체할 수 있다.

설명된 실시예에서, 액츄에이터(128)의 하부 부분(128A)은 하나 이상의 스크류(162)를 사용하는 하우징(110)에 결합된다. 이로써, 하부 부분(128A)은 하우징(110)에 대해 커버로서 작용한다. 또한, 강자성 피스들(148)은 하나 이상의 스크류(162)를 사용하여 액츄에이터(128)의 하부 부분(128A)에 결합된다. 이로써, 자기 플래터(112)와 비강자성 마운팅 플레이트(132)가 하우징(110)의 상부 부분으로 이동하고 자기 결합 장치(100)가 제1,오프 위치에 있을 때, 자기 플래터(112)와 비강자성 마운팅 플레이트(132)는 강자성 피스들(148) 근방에 그리고/또는 접촉하게 배치된다. 그러면, 자기 회로들은 자기 플래터(112)의 N극 부분들(116)로부터 강자성 워크피스들(148)의 하나를 통해, 비강자성 마운팅 플레이트(132)를 통해, 다른 강자성의 워크피스(148)을 통해 그리고 자기 플래터(112)의 S극 부분들(116)로 형성된다. 회로는 자기 결합 장치(100)에 대한 수많은 장점을 초래하며, 이것은 위에서 논의된다.

도시된 바와 같이, 비강자성 마운팅 플레이트(132)는 스크류(166)를 가진 인게이지먼트 부분(130)에 결합된다. 인게이지먼트 부분(130)은 제1부분(130A)와 제2부분(130B)을 포함하며, 이에 있어 적어도 몇몇 실시예에서, 제1부분(130A)은 제2부분(130B) 보다 작은 단면적을 가진다. 적어도 하나의 실시예에서, 제1부분(130A)은 하부 부분(128A) 내의 도관(168)을 통해 연장하고 스크류(166)를 통해 비강자성 마운팅 플레이트(132)에 결합된다. 강자성 마운팅 플레이트(132)에 인게이지먼트 부분(130)이 결합되는 것 때문에, 수직축(120)을 따른 인게이지먼트 부분(130)의 이동은 수직축(120)을 따라 비강자성 마운팅 플레이트(132)와 자기 플래터(112)를 이동시킬 것이다.

수직축(120)을 따라 인게이지먼트 부분(130)을 이동시키기 위해, 액츄에이터(128)가 공압식으로 작동될 수 있다. 예를 들면, 액츄에이터의 하우징(128B)은 제1포트(174A)와 제2포트(174B)를 포함하는 포트들(174)을 포함할 수 있다. 공기가 공기 압축기나 다른 것을 통해 포트(174A)에 제공될 때, 액츄에이터 하우징(128B) 내부와 제2부분(130B) 상의 압력이 증가하며, 그것이 인게이지먼트 부분(130)을 수직축(120)을 따라 아래쪽으로 움직이도록 한다. 인게이지먼트 부분(130)의 이동은 자기 플래터(112)가 수직축(120)을 따라 아래로 움직이게 하여 자기 결합 장치(100)가 제1,오프 상태에서 제2,온 상태 또는 제3,온 상태로 또는 제3,온 상태에서 제2,온 상태로 전환하도록 한다. 포트(174A)로 제공된 공기를 액츄에이터의 하우징(128B) 내와 인게이지먼트 부분(130) 상에 한정하기 위해, 액츄에이터(128)는 하나 이상의 스크류(176)를 통해 액츄에이터의 하우징(128B)에 고정된 커버(미도시)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 공기가 제2부분(130B) 상의 압력에 비해 제2부분(130B) 아래의 압력을 감소시키기 위하여 포트(174B)로부터 빼내어질 수 있으며, 이는 인게이지먼트 부분(130)이 수직축(120)을 따라 아래쪽으로 움직이게 한다.

반대로, 공기가 포트(174B)에 제공될 때, 액츄에이터의 하우징(128B) 내 그리고 제2부분(130B) 아래의 압력은 증가하며, 그것이 수직축(120)을 따라 플레이트가 위로 움직이게 한다. 인게이지먼트 부분(130)의 이동은 자기 플래터(112)가 수직축(120)을 따라 위로 움직이게 하여 자기 결합 장치(100)가 제2,온 상태에서 제3,온 상태 또는 제1,오프 상태로 또는 제3,온 상태에서 제1,오프 상태로 전환하도록 한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 공기가 제2부분(130B) 아래의 압력에 비해 제2부분(130B) 상의 압력을 감소시키기 위하여 포트(174A)로부터 빼내어질 수 있으며, 이는 인게이지먼트 부분(130)이 수직축(120)을 따라 위쪽으로 움직이게 한다.

적어도 몇몇 다른 실시예, 포트들(174A,174B)은 하우징(110B)을 통해 형성될 수 있고, 압력 또는 압력의 감소는 자기 플래터(112)의 상단 또는 하단에 적용되어 자기 플래터(112)가 수직축(120)을 따라 이동할 수 있다.

도 5와 6은 강자성 워크피스(102)의 다른 위치들에서 도 1a-1b의 자기 결합 장치의 상단 단면도를 도시한다. 도 5를 참조하여, 자기 플래터(112)는 강자성 워크피스들(102) 상에 도시된다. 도시된 바와 같이, 자기 플래터(112)의 풋프린트(footprint)의 전체는 강자성 워크피스(102') 상에 위치된다. 여기에 사용되는 것처럼, 용어 풋프린트는 자기 플래터(112)의 표면 면적, 즉 폭(180) 곱하기 높이(182)로 정의될 수 있다. 가장 많은 양의 플럭스가 자기 플래터(112)로부터 강자성 워크피스(102')로 전송되기 때문에 자기 플래터(112)의 전체 풋프린트가 강자성 워크피스(102') 상에 위치하도록 하는 것이 바람직하다. 자기 플래터(112)의 전체 풋프린트가 강자성 워크피스(102') 상에 위치할 때, 자기 결합 장치(100)는 자기 플래터(112)의 풋프린트 영역의 스퀘어 mm 당 강자성 워크피스들(102)의 22.0 그램 이상을 리프트하도록 구성될 수 있다.

자기 플래터(112)의 전체 풋프린트가 강자성 워크피스(102') 상에 위치하는 것이 바람직하나, 종종 도 6에 도시된 바와 같이 자기 플래터(112)가 강자성 워크피스(102') 상에 위치할 것이다. 이는 자기 결합 장치(100)가 로보틱 시스템(600)(도 14)과 같은 로보틱 시스템에 대한 암유닛의 단부에 부착될 때 발생할 수 있고, 여기서 강자성 워크피스(102') 상의 자기 플래터(112)의 배치는 자기 결합 장치(100)의 결정된 위치, 컴퓨터 비전 그리고/또는 몇몇 다른 자동화 공정을 사용하여 수행되고 있다.

자기 플래터(112)가 도 6에 도시된 바와 같이 강자성 워크피스(102') 상에 위치된 경우에, 자기 플래터(112)의 구성은 몇몇 장점을 제공할 수 있다. 구체적으로, 다른 자기 결합 장치들과 비교하여, 자기 플래터(112)가 강자성 워크피스(102')를 리프트할 때 자기 플래터(112)가 강자성 워크피스(102')로부터 떨어져 나갈 가능성이 낮을 수 있다. 즉, 다수의 영구 자기 부분들(114)이 자기 플래터(114) 내에 포함되기 때문에, 도 6데 도시된 바와 같이 자기 플래터(112)가 강자성 워크피스(102') 상에 위치할 때, 단지 가장 왼쪽 영구 자기 부분(114)이 강자석 워크피스(102')에 떨어져 위치한다. 그래서, 5개의 다른 자기 회로들은 여전히 자기 플래터(112)와 강자성 워크피스(102') 사이에 형성된다. 이로써, 자기 플래터(112)는 대략 83% 용량(capacity)(5/6=.83)으로 여전히 작동하고 있을 것이다. 83% 캐패시티 (5/6=.83). 비교적으로, 자기 플래터(112)가 단지 하나의 영구 자기 부분(114)을 포함한다면, 폴 부분의 1/3이 강자성 워크피스(102')에서 떨여져 있기 때문에 자기 회로의 1/3이 강자성 워크피스(102')와 형성되지 않을 것이다. 이로써, 자기 플래터(112)는 대략 66% 용량으로 작동하고 있을 것이다. 다른 예로서, 자기 플래터가 하나 이상의 북극과 하나 이상의 남극을 포함하는 원형 풋프린트를 갖고 자기 플래터가 강자성 워크피스(102) 상에 단지 부분적으로 위치한는 경우에, 폴들 중 하나 또는 다수 폴들의 대부분이 강자성 워크피스(102)에서 떨여져 있게 되어 자기 플래터의 유지력을 현저하게 감소시킬 수 있다.

전술한 바와 같이, 폴 플레이트(106)는 이격된 돌기들(108)을 가질 수 있다. 도 7-13을 참조 하여, 도 1a-1c의 자기 결합 장치에 통합될 수 있는 폴 플레이트들(106)과 돌기들(108)의 예시적 부분들이다.

도 7은 폴 플레이트(106)로 사용될 수 있는 폴 플레이트(200)의 예시 부분의 일부의 측면도이다. 폴 플레이트(200)는 폴 플레이트(200)의 하단 부분(208) 상에 배치된 복수의 돌기들(206)을 포함한다. 돌기들(206) 각각은 요입 부분들(210)에 의해 분리된다. 추가적으로, 복수의 돌기들(206)은 집합적으로 폴 플레이트(200)의 워크피스 접촉 인터페이스(212)를 형성한다.

폴 플레이트(200)에 포함된 복수의 돌기들(206) 때문에, 폴 플레이트(200)를 포함하는 자기 결합 장치는 돌기들(206)을 포함하지 않는 폴 플레이트를 포함하는 자기 결합 장치 보다 워크피스 접촉 인터페이스(212) 근방에서 더 강한 자기장을 발생한다. 워크피스 접촉 인터페이스(212) 근방에 발생된 자기장은 여기서 얕은 자기장으로 불릴 수 있다. 게다가, 폴 플레이트(400) 상에 복수의 돌기들(206)을 포함함으로써, 폴 플레이트(206)를 포함하는 자기 결합 장치는 돌기들(206)을 포함하지 않는 자기 결합 장치 보다 더 약한 자기장을 폴 플레이트(200)로부터 깊이로 더욱 멀리 발생한다. 폴 플레이트(200)로부터 더욱 멀리 발생된 자기장은 여기서 폴 플레이트(200)에 의해 발생된 원거리 지역(far-field) 또는 깊은 자기장으로 언급될 수 있다. 다른식으로 언급하면, 돌기들(206)을 갖는 폴 플레이트(200)를 포함한 자기 결합 장치는 돌기들(206)을 포함하지 않는 평평하게 연속하는 인터페이스를 갖는 폴 플레이트를 포함하는 자기 결합 장치 보다 워크피스 접촉 인터페이스 근방에 더 강한 유지력을 갖는다.

폴 플레이트(200)의 돌기들(206)이 더 강한 얕은 자기장과 더 약한 원거리 지역 자기장을 발생하는 것을 용이하게 하는 것의 결과로서, 폴 플레이트(200)를 포함하는 자기 결합 장치는 돌기들(206)이 없는 폴 플레이트를 갖는 자기 결합 장치 보다 얇은 강자성 워크피스들(102)을 더 잘 탈적재하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 돌기들(206)을 갖지 않는 폴 플레이트를 포함하는 자기 결합 장치는 다수의 얇은 강자성 워크피스들(102)이 자기 결합 장치에 결합시킬 더 강한 원거리 지역 자기장을 발생할 수 있다. 얇은 강자성 워크피스들(102)의 적재 어레이로부터 단일의 얇은 강자성 워크피스(102)를 획득하려고 할 때, 이는 바람직하지 않은 결과이다. 이로서, 강자성 워크피스들(102)을 탈적재하기 위해 돌기들이 없는 폴 플레이트를 포함한 자기 결합 장치를 사용하는 대신에, 돌기들(206)을 포함한 폴 플레이트(200)가 사용될 수 있다.

실시예들에서, 돌기들(206)의 폭들(214)을 가변시키는 것은 동일한 자기 결합 장치에 의해 발생된 다른 얕은 자기장들을 야기한다. 예를 들면, 자기 돌기들(206)의 폭(214)이 증가함에 따라, 얕은 자기장은 감소하고 원거리 지역 자기장은 증가한다. 이로써, 특정한 강자성 워크피스(102)에 대해 바람직한 얕은 자기장을 발생하기 위해, 돌기들(206)의 폭(214)은 탈적재 되는 강자성 워크피스(102)의 두께의 대략 +/-25% 내의 폭을 가지고 있을 수 있다. 예를 들면, 자기 결합 장치가 2mm 두께의 강자성 워크피스(102)를 탈적재 할 때, 돌기들(206)의 폭(214)은 대략 2mm(예를 들면, 2mm+/-25%)일 수 있다. 실시예들에서, 이는 워크피스 접촉 인터페이스(212)로부터 0mm와 2mm 깊이 간에 강한 얕은 자기장을 발생할 것이다. 그러나, 적어도 하나의 실시예에서, 한계보다 작은 두께를 갖는 일부 강자성 워크피스들(102)을 위한 바람직한 얕은 자기장을 발생하기 위한 한계가 있을 수 있다. 즉, X mm 보다 작은 두께를 가지는 강자성 워크피스들(102)에 대해, 바람직한 얕은 자기장은 X mm의 하한에 있거나 하한 보다 작지 않은 폭(214)을 갖는 돌기들(206)에 의해 발생될 수 있다. 즉, 1/2*X mm의 두께를 갖는 워크피스(102)를 위한 바람직한 자기장을 발생하기 위해, 돌기들(206)의 폭(214)은 1/2*X mm의 +/-25% 대신에 X mm의 하한에 있을 수 있다. 그러나, 강자성 워크피스(102)의 두께가 X mm이거나 더 크면, 폭(214)은 강자성 워크피스들(102)의 두께와 대략 같을 수 있다(예를 들면, +/-25%). 하한의 예들은 0mm에서 2mm의 범위일 수 있다. 그러나, 이는 단지 예이고 제한되는 것을 의미하지 않는다.

적어도 하나의 실시예에서, 폴 플레이트(200)를 포함하는 자기 결합 장치가 다른 두께들을갖는 강자성 워크피스들(102)과 결합하고 있을 때, 강자성 워크피스들(102)의 두께의 평균인 폭들(214)을 갖는 폴 플레이트(200)가 폴 플레이트들을 바꾸는 필요를 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 위와 유사하게, 하한(예를 들어, 2.0 mm)은, 강자성 워크피스들(102)의 평균 두께가 하한 미만(즉, <2.0 mm)이면 폭들(214)이 하한(즉, 2.0 mm)으로 구성될 수 있도록 적용될 수 있다.

실시예들에서, 요입부들(210)의 깊이들(216) 그리고/또는 폭들(218)을 가변시키는 것은 동일한 자기 결합 장치(100)에 의해 발생된 다른 얕은 자기장들을 초래한다. 실시예들에서, 특정한 강자성 워크피스(102)를 위한 적절한 얕은 자기장을 발생하기 위해, 요입부들(210)의 깊이들(216) 그리고/또는 폭들(218)은 돌기들(206)의 폭들(214)과 대략 동일(예를 들면, +/- 25% )할 수 있다. 예를 들면, 돌기들(206)의 폭들(214)이 2mm 이면, 요입부들(210)의 깊이들(216) 그리고/또는 폭들(218)은 대략 2mm(예를 들면, 2mm+/-25% )일 수 있다. 실시예들에서, 이는 접촉 인터페이스(212)로부터 0mm과 2mm 깊이 간에 강한 얕은 자기장을 발생할 것이다. 그러나, 위와 유사하게, 한계보다 작은 두께를 갖는 일부 강자성 워크피스들(102)을 위한 바람직한 얕은 자기장을 발생하기 위한 한계가 있을 수 있다. 즉, X mm 보다 작은 두께를 가지는 강자성 워크피스들(102)에 대해, 바람직한 얕은 자기장은 X mm의 하한에 있거나 하한 보다 작지 않은 깊이(216)와 폭(218)에 의해 발생될 수 있다. 즉, 1/2*X mm의 두께를 갖는 워크피스(102)를 위한 바람직한 자기장을 발생하기 위해, 깊이(216)와 폭(218)은 1/2*X mm의 +/-25% 대신에 X mm의 하한에 있을 수 있다. 그러나, 강자성 워크피스(102)의 두께가 X mm이거나 더 크면, 깊이(216)와 폭(218)은 강자성 워크피스들(102)의 두께와 대략 같을 수 있다(예를 들면, +/-25%).

위와 유사하게, 폴 플레이트(200)를 포함하는 자기 결합 장치(100)가 다른 두께들을 갖는 강자성 워크피스들(102)에 결합하고 있을 때, 강자성 워크피스들(102)의 두께의 평균인 요입부들(210)의 깊이(216) 그리고/또는 폭(218)을 갖는 폴 플레이트(200)는 폴 플레이트들을 바꾸는 필요를 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 더욱이, 하한(예를 들어, 2.0 mm)은, 강자성 워크피스들(102)의 평균 두께가 하한 미만(즉, <2.0 mm)이면 깊이들(216) 및 폭들(214)이 하한(즉, 2.0 mm)으로 구성될 수 있도록 적용될 수 있다.

폴 플레이트(200)는 자기 결합 장치(100)에 탈착가능하게 결합될 수 있다. 그래서, 폴 플레이트(200)의 돌기들(206)이 자기 결합 장치(100)가 결합되는 강자성 워크피스(102)에 대해 적절한 폭들(214), 깊이들(216) 그리고/또는 폭들(218)을 갖지 않을 때, 폴 플레이트(200)는 더 적절한 폴 플레이트(200)로 교체될 수 있다.

도 8은 폴 플레이트(300)로 사용될 수 있는 폴 플레이트(300)의 다른 예시적 부분의 일부의 측면도이다. 도 7에서 묘사된 폴 플레이트(200)와 유사하게, 폴 플레이트(300)는 폴 플레이트(300)의 하단 부분(308) 상에 배치된 복수의 돌기들(306)을 포함한다. 돌기들(306) 각각은 요입 부분(310)에 의해 분리된다. 복수의 돌기들(306)은 집합적으로 폴 플레이트(300)의 워크피스 접촉 인터페이스(312)를 형성한다.

위와 유사하게, 돌기들(306)의 폭들(314) 그리고/또는 요입부들(310)의 깊이들(316) 그리고/또는 폭들(318)을 가변시키는 것은 동일한 자기 결합 장치(100)에 의해 발생된 다른 얕은 자기장들을 초래한다. 실시예들에서, 특정한 강자성 워크피스(102)를 위한 적절한 얕은 자기장을 발생하기 위해, 돌기들의 폭들(314) 그리고/또는 요입부들(310)의 깊이들(316) 그리고/또는 폭들(318)은 자기 결합 장치(100)에 결합되는 강자성 워크피스(102)의 두께와 대략 동일(예를 들면, +/-25% )할 수 있다. 그러나, 적어도 하나의 실시예에서, 한계보다 작은 두께를 갖는 일부 강자성 워크피스들(102)을 위한 바람직한 얕은 자기장을 발생하기 위한 한계가 있을 수 있다. 즉, X mm 보다 작은 두께를 가지는 강자성 워크피스들(102)에 대해, 바람직한 얕은 자기장은 X mm의 하한에 있거나 하한 보다 작지 않은 폭들(314), 깊이들(316) 그리고/또는 폭들(318)에 의해 발생될 수 있다. 즉, 1/2*X mm의 두께를 갖는 워크피스(102)를 위한 바람직한 자기장을 발생하기 위해, 폭들(314), 깊이들(316) 그리고/또는 폭들(318)은 1/2*X mm의 +/-25% 대신에 X mm의 하한에 있을 수 있다. 그러나, 강자성 워크피스(102)의 두께가 X mm이거나 더 크면, 폭들(314), 깊이들(316) 그리고/또는 폭들(318)은 강자성 워크피스들(102)의 두께와 대략 같을 수 있다(예를 들면, +/-25%). 하한의 예들은 0mm에서 2mm의 범위일 수 있다. 그러나, 이는 단지 예이고 제한되는 것을 의미하지 않는다.

대안으로, 폴 플레이트(200)를 포함하는 자기 결합 장치가 다른 두께들을 갖는 강자성 워크피스들(102)과 결합하고 있을 때, 강자성 워크피스들(102)의 두께의 대략 평균인 폭들(314), 깊이들(316) 그리고/또는 폭들(318)을 갖는 폴 플레이트(300)가 폴 플레이트들을 바꾸는 필요를 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 위와 유사하게, 하한(예를 들어, 2.0 mm)은, 강자성 워크피스들(102)의 평균 두께가 하한 미만(즉, <2.0 mm)이면 폭들(314), 깊이들(316) 그리고/또는 폭들(318)이 하한(즉, 2.0 mm)으로 구성될 수 있도록 적용될 수 있다.

도 9를 참조하여, 돌기들(306) 간의 요입 부분들(310)은 그들의 상부 극단들에서 연속적 경사 프로파일(경사가 모든 포인트에서 정의되고, 샤프 코너는 없음)을 가질 수 있다. 곡선 요입 부분들(310)은 샤프 코너들을 갖는 요입 부분들을 포함하는 폴 플레이트을 포함한 자기 결합 장치 보다 강자성 워크피스(102)에 더 높은 자속을 전송할 수 있다. 실시예들에서, 높은 자속 전송을 제공하기 위해, 곡선 요입 부분들(310)의 곡률 반경(324)은 요입부들(310)의 폭(318)의 대략 1/2일 수 있다. 테스트 데이터는, 3%보다 더 큰 향상이 요입부들(310)의 폭(318)의 1/2인 요입부들(310)의 경사 프로파일을 포함함으로써 획들될 수 있다는 것을 보여주었다.

도 10은 폴 플레이트(106)로 사용될 수 있는 다른 예시적 폴 플레이트(400)의 일부의 측면도이다. 도 6과 7에 각각에 묘사된 폴 플레이트들(200,300)과 유사하게, 폴 플레이트(400)는 폴 플레이트(400)의 하단 부분(408) 상에 배치된 복수의 돌기들(406)을 포함한다. 돌기들(406) 각각은 요입 부분들(410)에 의해 분리된다. 복수의 돌기들(406)은 집합적으로 폴 플레이트(400)의 워크피스 접촉 인터페이스(412)를 형성한다.

위와 유사하게, 돌기들(406)의 폭들(414) 그리고/또는 요입부들(410)의 깊이들(416) 그리고/또는 폭들(418)을 가변시키는 것은 동일한 자기 결합 장치(100)에 의해 발생된 다른 얕은 자기장들을 초래한다. 실시예들에서, 특정한 강자성 워크피스(102)를 위한 적절한 얕은 자기장을 발생하기 위해, 돌기들(406)의 폭들(414) 그리고/또는 요입부들(410)의 깊이들(416) 그리고/또는 폭들(418)은 강자성 워크피스(102)의 두께와 대략 동일(예를 들면, +/-25%)할 수 있다. 그러나, 적어도 하나의 실시예에서, 한계보다 작은 두께를 갖는 일부 강자성 워크피스들(102)을 위한 바람직한 얕은 자기장을 발생하기 위한 한계가 있을 수 있다. 즉, X mm 보다 작은 두께를 가지는 강자성 워크피스들(102)에 대해, 바람직한 얕은 자기장은 X mm의 하한에 있거나 하한 보다 작지 않은 폭들(414), 깊이들(416) 그리고/또는 폭들(418)에 의해 발생될 수 있다. 즉, 1/2*X mm의 두께를 갖는 워크피스(102)를 위한 바람직한 자기장을 발생하기 위해, 폭들(414), 깊이들(416) 그리고/또는 폭들(418)은 1/2*X mm의 +/-25% 대신에 X mm의 하한에 있을 수 있다. 그러나, 강자성 워크피스(102)의 두께가 X mm이거나 더 크면, 폭들(414), 깊이들(416) 그리고/또는 폭들(418)은 강자성 워크피스들(102)의 두께와 대략 같을 수 있다(예를 들면, +/-25%). 하한의 예들은 0mm에서 2mm의 범위일 수 있다. 그러나, 이는 단지 예이고 제한되는 것을 의미하지 않는다.

대안으로, 폴 플레이트(400)를 포함하는 자기 결합 장치가 다른 두께들을 갖는 강자성 워크피스들(102)과 결합하고 있을 때, 강자성 워크피스들(102)의 두께의 평균인 폭들(414), 깊이들(416) 그리고/또는 폭들(418)을 갖는 폴 플레이트(400)가 폴 플레이트들을 바꾸는 필요를 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 위와 유사하게, 하한(예를 들어, 2.0 mm)은, 강자성 워크피스들(102)의 평균 두께가 하한 미만(즉, <2.0 mm)이면 폭들(414), 깊이들(416) 그리고/또는 폭들(418)이 하한(즉, 2.0 mm)으로 구성될 수 있도록 적용될 수 있다.

실시예들에서, 폴 플레이트(400)는 또한 요입부들(410) 내에 돌기들(406) 사이에 배치된 압축성 부재들(420)를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 압축성 부재들(420)는 폴 플레이트(400)를 포함하는 자기 결합 장치(100)가 강자성 워크피스(102)와 결합할 때 압축한다. 압축성 부재들(420)의 압축 때문에, 돌기들(406)과 강자성 워크피스(102) 사이의 정지 마찰 보다 잠재적으로 큰 압축성 부재들(420)과 강자성 워크피스(102) 사이의 정지 마찰이 생성된다. 이로써, 폴 플레이트(400)를 포함하는 자기 결합 장치(100)에 연결된 강자성 워크피스(102)는, 강자성 워크피스(102)가 압축성 부재들(420)을 포함하지 않는 폴 플레이트에 연결될 때 보다 회전하고 이동하는 것들이 덜할 수 있다. 실시예들에서, 압축성 부재들(420)은 이소프렌, 폴리우레탄, 니트릴 고무 그리고/또는 기타 등등의 폴리머들과 같은 탄성 재료로 이루어질 수 있다.

도 11a-11b는 폴 플레이트(106)로 사용될 수 있는 다른 예시적 폴 플레이트(500)를 묘사한다. 도 7,8,10에 묘사된 폴 플레이트들(200,300,400)과 유사하게, 폴 플레이트(500)는 폴 플레이트(500)의 하단 부분(504) 상에 배치된 복수의 돌기들(502)을 포함한다. 돌기들(502) 각각은 요입 부분들(506)에 의해 분리된다. 복수의 돌기들(502)은 집합적으로 폴 플레이트(500)의 워크피스 접촉 인터페이스(508)를 형성한다.

도시된 바와 같이, 워크피스 접촉 인터페이스(508)는 비평탄하다. 실시예들에서, 비평탄 워크피스 접촉 인터페이스(508)는 비평탄면을 갖는 강자성 워크피스에 자기 결합 장치(100)를 연결하는 것을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 폴 플레이트(500)를 포함하는 자기 결합 장치(100)는 로드들, 샤프트들 그리고 기타 등등(예를 들면, 캠 샤프트)의 하나 이상의 타입에 자기 결합 장치(100)를 연결하기 위해 사용될 수 있다. 워크피스 접촉 인터페이스(508)가 곡면(510)을 포함하나, 워크피스 접촉 인터페이스(508)는 임의의 다른 타입의 비평탄면을 가질 수 있다. 예를 들면, 워크피스 접촉 인터페이스(508)는, 워크피스 접촉 인터페이스(508)를 포함한 자기 결합 장치가 결합하게 의도된 강자성 피스와 유사한 윤곽을 포함할 수 있다.

비평탄 워크피스 접촉 인터페이스(508)를 갖는 것에도 불구하고, 돌기들(502)의 폭들(512) 그리고/또는 요입부들(506)의 깊이들(514) 그리고/또는 폭들(516)을 가변시키는 것은 동일한 자기 결합 장치(100)에 의해 발생된 다른 얕은 자기장들을 초래한다. 실시예들에서, 특정한 강자성 워크피스(102)를 위한 적절한 얕은 자기장을 발생하기 위해, 돌기들(552)의 폭들(512) 그리고/또는 요입부들(506)의 깊이들(514) 그리고/또는 폭들(516)은 강자성 워크피스(102)의 두께와 대략 동일(예를 들면, +/-25% )할 수 있다. 그러나, 적어도 하나의 실시예에서, 한계보다 작은 두께를 갖는 일부 강자성 워크피스들(102)을 위한 바람직한 얕은 자기장을 발생하기 위한 한계가 있을 수 있다. 즉, X mm 보다 작은 두께를 가지는 강자성 워크피스들(102)에 대해, 바람직한 얕은 자기장은 X mm의 하한에 있거나 하한 보다 작지 않은 폭들(512), 깊이들(514) 그리고/또는 폭들(516)에 의해 발생될 수 있다. 즉, 1/2*X mm의 두께를 갖는 워크피스(102)를 위한 바람직한 자기장을 발생하기 위해, 폭들(512), 깊이들(514) 그리고/또는 폭들(516)은 1/2*X mm의 +/-25% 대신에 X mm의 하한에 있을 수 있다. 그러나, 강자성 워크피스(102)의 두께가 X mm이거나 더 크면, 폭들(512), 깊이들(514) 그리고/또는 폭들(516)은 강자성 워크피스(102)의 두께와 대략 같을 수 있다(예를 들면, +/-25% ). 하한의 예들은 0mm에서 2mm의 범위일 수 있다. 그러나, 이는 단지 예이고 제한되는 것을 의미하지 않는다.

대안으로, 폴 플레이트(500)를 포함하는 자기 결합 장치가 다른 두께들을 갖는 강자성 워크피스들(102)과 결합하고 있을 때, 강자성 워크피스들(102)의 두께의 평균인 폭들(512), 깊이들(514) 그리고/또는 폭들(516)을 갖는 폴 플레이트(500)가 폴 플레이트들을 바꾸는 필요를 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 위와 유사하게, 하한(예를 들어, 2.0 mm)은, 강자성 워크피스들(102)의 평균 두께가 하한 미만(즉, <2.0 mm)이면 폭들(512), 깊이들(514) 그리고/또는 폭들(516)이 하한(즉, 2.0 mm)으로 구성될 수 있도록 적용될 수 있다.

도 12a-12b는 폴 플레이트(106)로 사용될 수 있는 다른 예시적 폴 플레이트(550)를 묘사한다. 도 7,8,10,11a-11b에 묘사된 폴 플레이트들(200,300,400,500)과 유사하게, 폴 플레이트(550)는 폴 플레이트(550)의 하단 부분(554) 상에 배치된 복수의 돌기들(552)을 포함한다. 돌기들(552) 각각은 요입 부분들(556)에 의해 분리된다. 복수의 돌기들(552)은 집합적으로 폴 플레이트(500)의 워크피스 접촉 인터페이스(508)를 형성한다.

도시된 바와 같이, 워크피스 접촉 인터페이스(558)는 비평탄하다. 실시예들에서, 비평탄 워크피스 접촉 인터페이스(558)는 비평탄면을 갖는 강자성 워크피스에 자기 결합 장치(100)를 연결하는 것을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 폴 플레이트(500)를 포함하는 자기 결합 장치는 강자성 워크피스의 하나 이상의 에지, 코너 그리고 기타 등등에 자기 결합 장치(100)를 연결하기 위해 사용될 수 있다. 워크피스 접촉 인터페이스(558)가 중심점(562)으로부터 연장된 2의 하방 경사면들(560)을 포함하나, 워크피스 접촉 인터페이스(558)는 임의의 다른 타입의 비평탄면을 가질 수 있다. 예를 들면, 워크피스 접촉 인터페이스(558)는, 워크피스 접촉 인터페이스(508)를 포함한 자기 결합 장치가 결합하게 의도된 강자성 피스와 유사한 윤곽을 포함할 수 있다.

비평탄 워크피스 접촉 인터페이스(558)를 갖는 것에도 불구하고, 돌기들(552)의 폭들(564) 그리고/또는 요입부들(556)의 깊이들(566) 그리고/또는 폭들(568)을 가변시키는 것은 동일한 자기 결합 장치(100)에 의해 발생된 다른 얕은 자기장들을 초래한다. 실시예들에서, 특정한 강자성 워크피스(102)를 위한 적절한 얕은 자기장을 발생하기 위해, 돌기들(552)의 폭들(564) 그리고/또는 요입부들(556)의 깊이들(566) 그리고/또는 폭들(568)은 강자성 워크피스(102)의 두께와 대략 동일(예를 들면, +/-25%)할 수 있다. 그러나, 적어도 하나의 실시예에서, 한계보다 작은 두께를 갖는 일부 강자성 워크피스들(102)을 위한 바람직한 얕은 자기장을 발생하기 위한 한계가 있을 수 있다. 즉, X mm 보다 작은 두께를 가지는 강자성 워크피스들(102)에 대해, 바람직한 얕은 자기장은 X mm의 하한에 있거나 하한 보다 작지 않은 폭들(564), 깊이들(566) 그리고/또는 폭들(568)에 의해 발생될 수 있다. 즉, 1/2*X mm의 두께를 갖는 워크피스(102)를 위한 바람직한 자기장을 발생하기 위해, 폭들(564), 깊이들(566) 그리고/또는 폭들(568)은 1/2*X mm의 +/-25% 대신에 X mm의 하한에 있을 수 있다. 그러나, 강자성 워크피스(102)의 두께가 X mm이거나 더 크면, 폭들(564), 깊이들(566) 그리고/또는 폭들(568)은 강자성 워크피스(102)의 두께와 대략 같을 수 있다(예를 들면, +/-25% ). 하한의 예들은 0mm에서 2mm의 범위일 수 있다. 그러나, 이는 단지 예이고 제한되는 것을 의미하지 않는다.

대안으로, 폴 플레이트(550)를 포함하는 자기 결합 장치가 다른 두께들을 갖는 강자성 워크피스들(102)과 결합하고 있을 때, 강자성 워크피스들(102)의 두께의 평균인 폭들(564), 깊이들(566) 그리고/또는 폭들(568)을 갖는 폴 플레이트(500)가 폴 플레이트들을 바꾸는 필요를 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 위와 유사하게, 하한(예를 들어, 2.0 mm)은, 강자성 워크피스들(102)의 평균 두께가 하한 미만(즉, <2.0 mm)이면 폭들(564), 깊이들(566) 그리고/또는 폭들(568)이 하한(즉, 2.0 mm)으로 구성될 수 있도록 적용될 수 있다.

도 13은 예시적 돌기(206)의 일부의 측면이다. 도시된 바와 같이, 각 돌기(206)는 그 자체가 돌기들(206')을 포함할 수 있다. 돌기들(206')은, 돌기(206)가 돌기들(206')을 포함하지 않을 때와 비교하여 얕은 자기장을 더 증가시키고 원거리 지역 자기장을 더 감소시킬 수 있다. 대안적 실시예에서, 돌기(206)는 돌기들(206')을 포함하지 않을 수 있다.

폴 플레이트들의 다른 특성은 2018년 1월 29일 출원되고 MAGNETIC LIFTING DEVICE HAVING POLE SHOES WITH SPACED APART PROJECTIONS으로 제목이 붙여진 docket MTI-0015-01-US-E의 미국 가특허 특허 출원 No. 62/623,407에 개시되고, 이의 모든 개시내용들은 참조에 의해 여기에 분명히 통합된다.

도 7-13의 상기 개시 내용을 입증하는 측면에서, 다양한 타입의 폴 플레이트들(106)에 아래의 평균 탈피력들(breakaway forces)은 아래 테이블에서 제공된다.

플레이트 두께(mm)	폴 플레이트1 - 평균 탈피력(kg)	폴 플레이트2 - 평균 탈피력(kg)	폴 플레이트1 - 평균 탈피력(kg)
0.5	15.20	16.13	17.40
0.8	26.80	26.23	26.47
1	49.07	46.70	43.20
2	68.57	65.17	58.00
3	70.47	68.87	61.93
4	70.47	69.87	67.60
5	70.33	69.83	67.73

도 14를 참조하여, 예시적 로보틱 시스템(600)은 도시된다. 로보틱 시스템(600)이 도 14에서 묘사되나, 이와 관계하여 기술된 실시예들은 다른 타입의 기계들(예를 들면, 크레인 호이스트들, 픽 앤 플레이스 기계들, 로보틱 기구들, 기타 등등)에 적용될 수 있다.

로보틱 시스템(600)은 전자제어기(136)를 포함한다. 전자제어기(136)는 프로세서(140)에 의한 실행을 위한 관련 메모리 142에 저장된 추가적 로직을 포함한다. 로보틱 암(604)의 이동을 제어하는 로보틱 이동 모듈(602)이 포함된다. 도시된 실시예어서, 로보틱 암(604)은 수직축을 중심으로 베이스에 대해 회전 가능한 제1암 세그멘트(606)를 포함한다. 제1암 세그멘트(606)는, 제2아암 세그멘트(608)가 제1방향으로 제1암 세그멘트(606)에 대해 회전할 수 있는 제1조인트(610)를 통해 제2암 세그멘트(608)에 이동할 수 있게 결합된다. 제2암 세그멘트(608)는, 제3암 세그먼트(611)가 제2방향으로 제2암 세그멘트(608)에 대해 회전할 수 있는 제2조인트(612)을 통해 제3암 세그먼트(611)에 이동할 수 있게 결합된다. 제3암 세그먼트(611)는, 제4암 세그먼트(614)가 제3방향으로 제3암 세그먼트(611)에 대해 회전할 수 있는 제3조인트와 로터리 조인트(618)을 통해 제4암 세그먼트(614)에 이동할 수 있게 결합되고 618 그것에 의해 제3암 세그먼트(611)에 대해 제4암 세그먼트(614)의 방향은 변경될 수 있다. 자기 결합 장치(100)는 로보틱 암(604)의 단부에 고정되는 것으로 실례로 도시된다. 자기 결합 장치(100)는 로보틱 암(604)에 강자성 워크피스(102)(미도시)를 결합하기 위해 사용된다.

일 실시예에서, 프로세서(140)에 의해 로보틱 이동 모듈(602)을 실행하는 전자제어기(136)는, 로보틱 암(604)을 자기 결합 장치(100)가 제1위치에서 강자성 워크피스(102)에 접촉하는 제1포즈 이동시킨다. 프로세서(140)에 의해 제어 로직(144)을 실행하는 전자제어기(136)는, 강자성 워크피스(102)를 로보틱 시스템(600)에 결합하기 위해, 자기 장치(100)가 제1,오프 상태에서 제2,온 상태 또는 제3,온 상태로 전환하도록 명령한다. 프로세서(140)에 의해 로보틱 이동 모듈(602)을 실행하는 전자제어기(136)는 강자성 워크피스(102)를 제1위치에서 제2,원하는,이격된 위치로 이동시킨다. 강자성 워크피스(102)가 원하는 제2위치에 있으면, 프로세서(140)에 의해 제어 로직(144)을 실행하는 전자제어기(136)는 강자성 워크피스(102)를 로보틱 시스템(600)에서 분리하기 위해 자기 결합 장치(100)가 제2,온 상태에서 제1,오프 상태로 전환하도록 명령한다. 그후, 전자제어기(136)는 다른 강자성 워크피스(102)를 결합하고, 움직이고 분리하기 위한 공정을 반복한다.

실시예에서들에서, 제어 로직(144)은 또한 자기 결합 장치(100)와 관련하여 강자성 워크피스들(102)의 존재, 부존재 또는 다른 특성을 결정할 수 있다. 그렇게 하기 위해, 자기 결합 장치(100)는 하나 이상의 자기장 센서를 포함할 수 있다. 도 15를 참조하여, 자기장 센서들(702)을 포함하는 자기 결합 장치(100)의 대표 상단 단면도가 도시된다. 자기장 센서(702)는, 여기에서 제1자기장 센서(702A)가 자기 결합 장치(100)의 좌측 반(704) 내에 위치하고 제2자기장 센서(702B)가 자기 결합 장치(100)의 우측 반(704) 내에 위치하게 기술된 바와 같이 위치한다. 추가적으로, 제3자기장 센서(702C)는 자기 결합 장치(100)의 전방 반(708) 내에 위치하고 제4자기장 센서(704D)는 자기 결합 장치(100)의 후방 반(710) 내에 위치한다. 전방 반(708)은 좌측 반(704)의 제1부분(712)과 우측 반(706)의 제1부분(714)을 포함. 후방 반(710)은 좌측 반(704)의 제2부분(716)과 우측 반(706)의 제2부분(718)을 포함. 제3 및 제4자기장 센서들(702C,702D)의 추가는, 자기 결합 장치(100)의 다양한 작동 상태들을 결정하기 위해 사용될 수 있는 추가적 센서 값들을 제공한다. 예를 들면, 4개의 자기장 센서들의 출력들을 기초로 한 제어 로직(144)는, 좌-우 경사와 전후 경사와 같은 2개의 회전축들에서 강자성 워크피스(102)에 대해 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 방향을 결정할 수 있다.

다음으로 제어 로직(144)의 기능 블록들로 넘어감. 자기 결합 장치(100)에 대해 요구된 정보의 가장 간단한 조각은 자기 결합 장치(100)의 스위칭 상태의 정보 조각, 즉 제1,오프 상태, 제2,온 상태 또는 제3,온 상태와 같은 부분적 온 상태의 단위이다. 제1,오프 상태에서, 자기 결합 장치(100)는 누설 플럭스가 극도로 작거나 또는 없다. 제2,온 상태에서, 심지어 강자성 워크피스(102)를 갖는 가까운 완전한 자기 작동 회로 상에, 자기 결합 장치(100)은 제1,오프 상태에서 보다 상당히 많은 누설 플럭스를 갖는다. 그러므로, 교정(calibration) 공정에서, 자기 결합 장치(100)의 오프 상태에서 제1자기장 센서들(702)의 하나 이상의 판독은 제어 로직(144)의 프로세서(140)와 연관된 메모리(142)(도 15 참조)에 교정된(calibrated) 또는 하드코드된(hard coded) 값으로 저장될 수 있고, 자력계 판독이 이 제1오프 상태 값, 또는 이 오프 상태 값보다 큰 일부 오프셋을 초월할 때, 자기 결합 장치(100)는 제2,온 상태 또는 제3,온 상태와 같은 부분적 온 상태로 간주될 수 있다. 자력계 판독이 교정 저장 값이나 이에 근사할 때, 자기 결합 장치(100)는 제1,오프 상태인 것에서 간주될 수 있다. 실시예들에서, 교정 공정을 통해, 원하는 부분적 온 상태에서 제1자기장 센서들(702)의 하나 이상의 판독은 교정 또는 하드코드 값으로 메모리(142)에 저장될 수 있고, 자력계 판독이 특정한 저장된 판독에 이르거나 특정한 저장된 판독의 일부 퍼센트 내에 있을 때, 자기 결합 장치(100)는 제3,온 상태와 같은 대응되는 부분적 온 상태에 있는 것으로 간주될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 자기장 센서들(702)은, 자기 결합 장치(100)를 교정하기 위해 자기 플래터(112)의 위치를 결정하기 위해 사용되는 하나 이상의 위치 센서로 보충될 수 있다.

제어 로직(144)의 다른 기능 블럭은, 자기 결합 장치(100)가 온 상태에 있을 때 강자성 워크피스(102)가 단지 좌측 반(704)이나 우측 반(706) 아래에 있는지 좌측 반(704)과 우측 반(706) 모두의 아래에 있는지 결정하기 위해 사용될 수 있다. 자기 결합 장치(100)가 자기적으로 부착되는 타겟 부품이 존재하지 않을 때(도16 참조), 폴 플레이트(106)를 통한 '진짜(true)'(즉, 외부 작동) 자기 회로가 없다(도 1b 참조). 임의의 워크피스(102)가 자기장을 왜곡하지 않기 위해 폴 플레이트(106)와 충분히 이격된다고 가정할 때, 플럭스는 폴 부분들(116)(도 1b) 사이의 공기를 통해 연장할 것이며 실질적으로 누설 플럭스를 나타낸다. 이는 또한 높은 누설 플럭스 자기장 센서들(702)에 존재하도록 한다. 주어진 제2,온 상태 또는 제3,온 상태와 같은 부분적 온 상태에 대한 이 "최대 누설 플럭스"를 제어 로직(144)의 프로세서(140)과 연관된 메모리(142)에 하드 코드(이 값이 불변적인 경우) 또는 교정 실행으로 저장함으로써, 자기 결합 장치의 정상 작동에서 자기 결합 장치(100)를 저장된 "최대 누설 플럭스"에 대응되는 제2,온 상태 또는 제3,온 상태와 같은 부분적 온 상태에 두는 것과 현재 센서 출력을 온 상태나 부분적 온 상태에 대한 저장된 "최대 누설 플럭스" 기준 값과 비교하는 것에 의해 강자성 워크피스(102)가 존재하는지 않는지를 결정하는 것은 가능하다.

워크피스(102)의 존재 또는 부존재를 검출하는 것에 더하여, 논리 제어 로직(144)은 또한 강자성 워크피스(102)의 존재가 검출될 때(현재 센서 값은 존재 검출을 위한 저장된 "최대 누설 플럭스") 워크피스(102)로부터 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 간격의 표시를 제공할 수 있다. 실시예들에서, 제어 로직(144)은 워크피스 접촉 인터페이스(104)가 강자성 워크피스(102)에 근접한지 결정하도록 구성된다. 일 예에서, 제어 로직(144)은, 대응되는 센서(702)의 현재 값이 임계 값 아래로 떨어질 때 워크피스 접촉 인터페이스(104)가 워크피스(102)에 근접한지 결정한다. 임계 값은 교정 실행 동안 결정되고 메모리(142)에 저장되고, 워크피스 접촉 인터페이스(104)와 워크피스(102) 간의 알려진 간격에 대응될 수 있다(도 17 참조). 일 실시예에서, 복수의 임계 값은 메모리(142)에 저장되며, 각각은 각각의 알려진 간격에 대응된다. 복수의 저장된 임계 값들은 제어 로직(144)이 워크피스 접촉 인터페이스(104)와 워크피스(102) 간의 간격의 더 좋은 근사값을 제공하고 제1간견(도 17 참조)과 제2,더 작은 간격(도 18 참조) 구별하게 한다. 다른 것들 중 장점은, 워크피스의 근접을 정확하게 결정하는 성능이 로보틱 시스템(600)(도 14 참조)이 자기 결합 유닛(100)이 워크피스(102)로부터 제1간격 내에 있을 때까지 더 빠른 속도로 움직하게 하고 그 후에 워크피스(102)와 접촉할 때까지 더 느린 속도로 움직이게 하는 것이다. 실시예들에서, 여기에 논의된 다양한 교정 실행들과 값들에 대해, 타겟 센서 판독들이 타겟 강자성 워크피스의 각각의 크기, 형상, 재료 기타 등등을 기초로 다를 수 있다는 사실 때문에 별개의 교정 실행 또는 값들이 다른 타입의 강자성 재료들에 대해 수행될 수 있다.

실시예들에서, 제어 로직(144)은 강자성 워크피스(102)에 대해 제1워크피스 접촉 인터페이스(104)와 제2워크피스 접촉 인터페이스의 방향을 결정하도록 구성된다. 일 예에서, 강자성 워크피스(102)에 대한 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 좌측 반(704)과 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 우측 반(706)의 방향은, 제1자기장 센서(702A)의 출력과 제2자기장 센서(702B)의 출력의 비교에 의해 결정된다. 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 좌측 반(704)과 강자성 워크피스(102) 간의 제1간격과 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 우측 반(706)과 강자성 워크피스(102) 간의 제1간격은, 제1자기장 센서(702A)의 출력과 제2자기장 센서(702B)의 출력이 제1기준을 충족할 때 제어 로직(144)에 의해 일반적으로 동일하게 결정된다. 일 예에서, 제1기준은 제1자기장 센서(702A)의 출력이 제2자기장 센서(702B)의 출력의 임계량 내에 있다는 것이다. 예시적 임계량은 절대 차이다. 다른 예에서, 임계량은 백분율 차이이다. 제1기준이 충족될 때, 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 좌측 반(704)과 우측 반(706)은 일반적으로 워크피스(102)에 대해 동일 간격을 갖는다(도 18 참조). 제1기준이 충족되지 않을 때, 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 좌측 반(704)과 우측 반(706)은 워크피스(102)에 대해 기울어지게 된다. 도 15에 도시한 것처럼 제3 및 제4자기장 센서가 통합되면, 피치 축에 대한 각도(도 20 참조) 또한 도 19에 묘사된 롤 축에 대한 각도에 더하여 결정될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 3차원 자속 센서의 통합은 피치 축에 대한 각도(도 20 참조) 그리고/또는 도 19에 묘사된 롤 축에 대한 각도를 결정할 수 있다.

이러한 장치 상태와 워크피스 검출 성능에 더하여, 폴 플레이트(106) 상의 특정된 위치 내에 적어도 2개의 자기장 센서들(702)의 존재와 특정 위치는 더 발전된 피드백을 제공한다. 이는, 폴 플레이트(106)의 개별적 폴 부분들(116) 주위의 누설 플럭스의 상황 의존적, 잠재적 불균일 분포가 샘플되고 비교되고 평가될 수 있기 때문이다.

실시예들에서, 자기 결합 장치(100)의 제2,온 상태(알려진 부분적 온 상태에 동등하게 적용 가능)에서, 폴 플레이트(106)의 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 좌측 반(704)이 강자성 워크피스(102)와 좋게 접촉되나 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 우측 반(706)이 강자성 워크피스(102)와 좋지 않게 접촉되면, 좌측 반(704) 보다 우측 반(706)에 더 많은 누설 플럭스가 있을 것이다. 좌측 반(704) 상의 제1자기장 센서(702A)와 우측 반(706) 상의 제2자기장 센서(702B)가 이 조건을 검출할 수 있고, 우측 반(706) 상의 센서(702B)가 좌측 반(704) 상의 센서(702A) 보다 높은 판독을 반환할 것이다. 일 예에서, 양 방향성 플레일(Flail) 효과 센서들이 센서들(702)에 대해 사용된다. 그래서, 별도로 각 센서(702)를 판독하고 그들 간의 판독들을 비교함으로써, 제어 로직(144)은 우측 반(706)이 워크피스(102)와 좋지 않은 접촉을 갖는 것을 결정할 수 있다. 실시예들에서, 제어 로직(144)은 해당 평가를 수행하는, 하드웨어적이고 마이크로프로세서 소프트웨어적으로 구현 가능한 기능 블럭을 갖는다. 일 예에서, 제어 로직(144)은, 센서(702A)와 센서(702B)의 판독의 차이가 저장된 임계량을 넘어설 때 우측 반(706)은 좋지 않은 접촉을 갖는다고 결정한다. 다른 예에서, 제어 로직(144)은, 센서(702B)의 판독과 알려진 저장된 값의 차이가 임계량 미만일 때 우측 반(706)은 좋지 않은 접촉을 갖는다고 결정하고, 여기서 알려진 저장된 값은 자기 결합 장치의 교정 동안 결정될 수 있다.

실시예들에서, 제어 로직(144)은, 강자성 워크피스(102)에 대해 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 좌측 반(704)과 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 우측 반(706)의 배치가 강자성 워크피스(102)의 타겟 존(802) 내에 있는지를 결정하기 위해 구성될 수 있다(도 22-24 참조). 일 예에서, 강자성 워크피스(102)에 대해 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 좌측 반(704)과 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 우측 반(706)의 배치는, 제1자기장 센서(702A)의 출력이 제1기준을 충족하고 제2자기장 센서(702B)의 출력이 제2기준을 충족할 때 제어 로직(144)에 의해 강자성 워크피스(102)의 타겟 존(802) 내에 있도록 결정된다. 예시적 제1기준은 제1자기장 센서(702A)의 출력이 자속 값들의 제1범위 내에 있다는 것이고, 예시적 제2기준은 제2자기장 센서(702B)의 출력이 자속 값들의 제2범위 내에 있다는 것이다.

도 22-24를 참조하여, 타겟 존(802)이 도시된다. 워크피스(102)는 우단부(804)와 좌단부(806)를 갖는 재료 시트로 도시된다. 타겟 존(802)은 워크피스(102)의 우단부(804)로부터 제1오프셋(808)과 워크피스(102)의 좌단부(804)로부터 제2오프셋(810) 사이의 워크피스(102)의 부분이다. 일 예에서, 자기 결합 장치(100)가 제2오프셋(810)에 접근하고/하거나 초과할 때, 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 좌측 반(704)이 워크피스(102)의 좌단부(806)에 접근하고 있기 때문에 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 좌측 반(704)과 연관된 누설 플럭스는 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 우측 반(706)과 연관된 누설 플럭스 보다 높다. 유사한 방식으로, 자기 결합 장치(100)가 제1오프셋(808)에 접근하고/하거나 초과할 때, 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 우측 반(706)이 워크피스(102)의 우단부(804)에 접근하고 있기 때문에 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 우측 반(706)과 연관된 누설 플럭스는 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 좌측 반(704)과 연관된 누설 플럭스 보다 높다. 비록 선형 타겟 존(802)으로 도시되어 있으나, 2차원 타겟 존(802)이 강자성 워크피스(102)의 길이와 폭에 대해 정의될 수 있다. 일 예에서, 교정 실행이 실행되고, 이에 있어 장치(100)이 제1한계(808)(도 24 참조)와 제2한계(810)(도 23 참조) 각각에 위치하고, 두 한계들에서 자속 센서들(702A,702B)에 대한 대응되는 누설 플럭스 값들은 메모리(142)에 저장된다. 제1한계 위치(도 24 참조)에 대해 저장된 2개의 누설 자속 값들은 "한계 위치 1"(2개의 값들, 각 센서(702A,702B)에 대해 하나)로 메모리(142)에서 저장된다. 제2한계 위치(도 23 참조)에 대해 저장된 2개의 누설 자속 값들은 "한계 위치 2"(2개의 값들, 각 센서(702A,702B)에 대해 하나)로 메모리(142)에서 저장된다. 실시예들에서, 제1기준의 제1범위는 자기장 센서들(702A,702B)의 하나에 대한 한계 위치 1과 한계 위치 2 사이의 그리고 이들을 포함하는 값들이고, 제2기준의 제2범위는 자기장 센서들(702A,702B)의 다른 하나에 대한 한계 위치 1과 한계 위치 2 사이의 그리고 이들을 포함하는 값들이다. 제1범위의 값들이 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 좌측 반(704)에 대응하고 제2범위의 값들이 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 우측 반(706)에 대응한다고 가정하면, 제어 로직(144)은 제2기준이 충족되고 제1기준이 충족되지 않을 때 자기 결합 장치(100)의 좌단부가 타겟 존(802) 외부에 위치한다고 결정하고, 제1기준이 충족되고 제2기준이 충족되지 않을 때 자기 결합 장치(100)의 우단부가 타겟 존(802) 외부에 위치한다고 결정한다.

실시예들에서, 메모리(142)에서의 '한계 위치 T와 한계 위치 2' 교정 값들을 사용(저장)하는 것은, 특정 자기 작동 회로가 형성될 때(동일 위치로서 교정되면) 또는 자기 작동 회로들의 범위 내에서(2개의 다른 위치들로서 교정되면) 단지 시작하기 위해 사용자가 강자성 워크피스(102) 현재 신호를 교정하게 한다. 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 좌측 반(704)과 우측 반(706)은 한계 위치 1/2의 "최대 누설" 위치의 등가 이거나 더 큰 누설 위치에서 그것 밖에 있을 수 있다. 이러한 교정들은 소위 이중 블랭크 검출(DBD)과 부분 특정(part specific) 또는 범위 특정 확인을 감안한다는 것이다. 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 좌측 반(704)과 우측 반(706)이 한계 위치들 밖에 있기 위한 자유는, 특히 그들이 더 얇은 강철 시트들 상의 에지들 부근에 놓이고 있으면, 사용자에서 더 많은 자유를 주기 위한 것이다.

실시예들에서, 추가적 장치 상태 데이터를 제공하기 위해 이 다감지(multisensory) 접근법을 사용하는 것이 또한 가능하다. 상기 상황에서, 강자성 워크피스(104)의 일반적 상태와 강자성 접촉 인터페이스(104) 부근에 강자성 워크피스(104)의 존재 또는 부존재를 결정하기 위해 2개 센서 판독들을 단지 비교하는 것을 넘어서, 강자성 워크피스(102)에 더 가까이 있을 때(즉, 존재가 이미 검출된, 근접은 아직 측량되지 않음) 각 센서(702)로부터 더 차별되고 정확한 자기장 측정을 하고 각 센어(702)의 신호 값과 자력계 판독들 간의 차이 값에 대한 계산을 함으로써, 장치(100)를 포함하는 자석 그리퍼(gripper)가 평평한 강자성 워크피스(102)에 대해 어떤 각도로 자리잡고 있는지와 같은 강자성 워크피스(102)에 대한 자기 결합 장치(100)의 방향을 결정할 수 있다.

더 나아가서, 알려진 인자들(크기, 형상, 재료 기타 등등 )을 갖는 소정의 강자성 워크피스(102)에 대한 자기 결합 장치(100)의 교정 실행을 사용하고 다양한 교정 실행 동안 센서(702) 출력 신호들의 처리로부터 얻어진 평가 회로 신호의 메모리(142) 저장에 의해, 워크피스 접촉 인터페이스(104)가 강자성 워크피스(102)에 접촉하기도 전에, 특히 추가적인 자기장 센서들이 도 15에 도시된 것과 같은 이전에 명시된 것들과 다른 위치에 배치된다면, 자기 결합 장치(100) 위치에 대해 강자성 워크피스(102) 타겟 표면에 대한 방향과 거리를 완전하게 결정하는 것이 가능하다. 자기 결합 장치(100)가 임의의 상태, 심지어 오프 상태에서 누설 플럭스를 방출할 때, 매우 민감한 센서들은 오프 상태에서 폴 플레이트(106)로부터 센서 검출 표면들에 방사된 누설 플럭스의 작은 변화에 반응할 수 있다. 오프 상태 또는 알려진 부분적 온 상태에서의 자기 결합 장치(100)가 강자성 워크피스(102)에 접근할 때, 충분히 민감한 자력계들은 구성요소에 대한 근접을 나타낼 수 있고, 다르게는 블라이드 로봇을 위한 일종의 "비전"으로 기능하고 로보틱 암(600)을 위한 제어신호들로 변환되는 신호들을 전달할 수 있다. 다른 예로서, 충분히 민감한 자력계들은 자기 결합 장치(100)와 강자성 워크피스(102) 간의 거리(예를 들면, 이 둘 간의 깊이)를 결정함으로써 단지 그의 2차원 위치를 결정할 수 있는 로보틱 암(600)을 조력할 수 있다. 그러므로, 자기 결합 장치(100)가 충돌을 방지하기 위해 강자성 워크피스(102)에 접근할 때 로보틱 암(600)은 감속하기(예를 들면, 선형으로 또는 비선형으로) 위해 프로그램될 수 있다.

예를 들면, 총 4개의 자력계들이 존재하며, 이전에 언급한 바와 같이 하나는 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 좌측 반(704)의 플럭스 검출 표면에 있고 하나는 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 우측 반(706)의 플럭스 검출 표면에 있고 도 15에 도시한 바와 같이 2개의 추가적 센서들은 다른 위치들에 있다고 가정하면, 자기 결합 장치(100)가 강자성 워크피스(102)를 향해 움직이고 센서들(702) 중 하나가 다른 것들보다 더 가까이(절대적으로) 움직일 때, 그 센서(702) 근방의 누설 플럭스 라인들은 강자성 워크피스(102)를 향해 접속하여 밀도가 증가한다. 자기 결합 장치(100)를 강자성 워크피스(102)에 더욱 가깝게 할 때(로보(600)의 암의 단부에 결합되는 자기 결합 장치(100)의 공간적 자세와 병진 방향의 변화 없이), 플럭스 라인들은 자기 결합 장치(100)에 걸쳐 더 강하게 재분배 될 것이고 최근접 센서(702) 상의 플럭스 라인의 밀도는 센서(702)와 강자성 워크피스(102) 간의 거리에 반비례한다. 이는 직-근접(close-proximity) 센서(702)에 대해 자력계에서 더욱 높은 판독을 하게 한다. 직근접 자력계의 출력과 다른 3개의 자력계들로부터의 신호 출력을 비교함으로써 그리고 데이터를 평가함으로써, 센서들(702)과 워크피스 접촉 인터페이스(104)의 작업 표면 간의 알려진 공간적 관계가 주어지면, 강자성 워크피스(102)가 자기 결합 장치(100)의 작업 면들에 대해 어디에 그리고 얼마나 가까운지 알 수 있다. 다른 예로서, 하나 이상의 3차원 자력계는 강자성 워크피스(102)가 자기 결합 장치(100)의 작업 표면들에 얼마나 가까운지 결정하기 위해 사용될 수 있을 것이다.

자기 결합 장치(100)의 자력계들의 출력들에 대한 정확한 계산을 실시함에 있어, 자속 소스가 스위치 온되고 강자성 워크피스(102)와 접촉이 수립될 때 다른 기능들이 가능해질 수 있다. 작동 자기 회로에서의 자속의 양 및 작동 자기 회로가 견딜 수 있는 물리력의 양 사이에 직접적 관계가 있으며, 그것은 자기 결합 장치(100)의 경우에 장치(100)의 페이로드(payload)에 대응한다. 영구 자석으로부터 누설 플럭스가 주 작동 회로에서 '소비되는'(즉, 묶여진) 자속의 양에 의존함으로써, 누설 플럭스와 자기 결합 장치(100)에 의해 지속될 수 있는 최대 페이로드 간의 상관 관계가 있다. 제어 로직(144)의 프로세서(140)는, 일 실시예에서, 적절한 공식으로 프로그램되고, 자기 결합 장치(100)에 대한 자력계들의 결합된 판독이 알려진 장치들을 사용하는 것 보다 자기 결합 장치(100)의 더 정확한 유지력을 얻기 위해 사용될 수 있도록 교정 실행이 수행될 수 있다. 이는 다음과 같은 것으로 사용될 수 있는데, (i) 자기 결합 장치(100)가 로봇(600)에 의해 움직이기 전에 강자성 워크피스(102)를 리프트할 수 있는 것을 확실하게 하기 위한 "안전 확인", (ii) 자기 결합 장치(100)가 전체 용량으로 작동하는 것, 그리고/또는 (iii) 자기 결합 장치(100)가 손상되거나 저하되지 않고 작동하는 것. 추가적으로 또는 대안적으로, 이러한 방법들은 강자성 워크피스(102)의 파트 특정 검출 그리고/또는 두께 범위 검출에 대해 사용될 수 있다.

이러한 상황들 모두에서, 제어 로직(144)의 프로세서(140)는 자기 결합 장치(100)의 자력계들(702) 각각으로부터의 입력을 수락하는 것과 계산과 비교를 수행하는 것에 책임이 있다. 프로세서(140)는 이후 계산을 기초로 다양한 장치 상태들을 결정한다. 실시예들에서, 장치(100)는 로봇 컨트롤러(예를 들면, 도 14의 136)에 결정된 장치 상태들과 피드백 포인트들을 전달한다. 이는 24V I/O나 통신 모듈(미도시)에 의해 처리된다. 피드백이 로봇 제어기(136)에 전달되면, 로봇 제어기(136)는 장치(100)의 방향을 조절할 수 있고 작업의 방향과 작동에서의 시도 또는 문제를 처리하는 동작을 조정할 수 있다.

자기 결합 장치(100)의 온-보드 프로세서(140)에 의한 처리를 위해 센서들에 의해 제공되는 신호들의 격리, 필터링 그리고 증폭을 수행하기 위해 요구되는 구성요소들을 제어 로직(144)이 포함하는 것은 감사하게 여길 것이다.

자기 결합 장치(100)로 통합될 수 있는 감지 성능과 센서 배치에 대한 추가적인 상세사항들과 실시예들은, 2018년 4월 27일 출원되고 MAGNETIC COUPLING DEVICE WITH AT LEAST ONE OF A SENSOR ARRANGEMENT AND A DEGAUSS CAPABILITY로 제목이 붙여진 PCT 특허 출원 No. PCT/US18/29786에 개시되며, 이의 모든 개시내용들은 참조에 의해 여기에 분명히 통합된다. 본 발명의 범위를 벗어남 없이 논의된 예시적 실시예들에 다양한 변형과 추가가 만들어질 수 있다. 예를 들면, 상기에 기술된 실시예들은 특정한 특징들을 언급하고 있으나, 본 발명의 범위는 또한 특징들의 다른 조합을 갖는 실시예들과 기술된 특징들 모두를 포함하지 않는 실시예들을 포함한다. 따라서, 본 발명의 범위는 청구항의 범위에 포함되는 모든 대안, 수정과 변형 그의 모든 등가를 포함하는 것이다.

Claims (19)

1. 강자성 워크피스에 자기 결합하기 위한 자기 결합 장치에 있어서,
   하우징으로서, 상기 하우징의 제1단부 부분과 상기 하우징의 제2단부 부분 사이에 연장된 축을 갖는 상기 하우징과;
   상기 하우징의 상기 제2단부 부분으로부터 적어도 제1거리에 배치된 철제(ferrous) 피스와;
   상기 하우징에 의해 지지된 자기 플래터로서, 복수의 강자성 폴 피스 부분들 사이에 개재된 복수의 영구 자석 부분들을 포함하는 상기 자기 플래터를 포함하고,
   상기 자기 플래터는 제1상태와 제2상태의 적어도 각각으로 상기 축을 따라 하우징 내에서 선형으로 이동가능하고,
   상기 자기 플레터가 상기 제1상태에 있을 때 상기 자기 결합 장치가 상기 철제 피스를 통해 제1자기 회로를 수립하고 상기 자기 결합 장치의 워크피스 접촉 인터페이스에 제1자기장을 제공하도록 상기 자기 플래터는 상기 철제 피스에 인접하여 배치되고,
   상기 자기 플레터가 상기 제2상태에 있을 때 상기 자기 결합 장치가 상기 워크피스 접촉 인터페이스에 제2자기장을 제공하도록 상기 자기 플래터는 상기 철제 피스로부터 이격하여 배치되고,
   상기 제2자기장은 비-제로(non-zero) 자기장 강도인
   자기 결합 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하우징의 상기 제2단부 부분으로부터 적어도 제2거리에 배치된 적어도 하나의 비강자성 피스를 더 포함하는 자기 결합 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 자기 플래터는 8mm 이하의 거리로 이동하는
   자기 결합 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 자기 결합 장치는 상기 자기 결합 장치의 큐빅 mm 당 0.25 그램 이상의 유지력을 제공하는
   자기 결합 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 자기 결합 장치는 상기 자기 플래터의 큐빅 mm 당 0.35 그램 이상의 유지력을 제공하는
   자기 결합 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 자기 결합 장치는 상기 워크피스 접촉 인터페이스의 스퀘어 mm 당 0.15 그램 이상의 유지력을 제공하는
   자기 결합 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 자기 결합 장치는 제3상태로 선형으로 이동가능하고,
   상기 자기 플래터가 상기 제3상태에 있을 때 상기 자기 플래터는 상기 제1상태와 상기 제2상태 사이에 배치되는
   자기 결합 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 하우징은 상기 제3상태에서 상기 자기 플래터를 탈착가능하게 유지하기 위해 구성된 브레이크를 포함하는
   자기 결합 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 워크피스 접촉 인터페이스는 복수의 이격된 돌기들을 포함하는
   자기 결합 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 워크피스 접촉 인터페이스는 상기 하우징에 의해 탈착가능하게 지지되는
    자기 결합 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 자기 플래터는 상기 하우징에 의해 탈착가능하게 지지되는
    자기 결합 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 워크피스 접촉 인터페이스는 사변형 풋프린트(footprint)를 갖는
    자기 결합 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 사변형 풋프린트는 직사각형 풋프린트 또는 정사각형 풋프린트인
    자기 결합 장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 하우징에 의해 지지되는 센싱 시스템을 더 포함하고,
    상기 센싱 시스템은, 상기 워크피스 접촉 인터페이스에서 상기 강자성 워크피스에 가용한 자속의 레벨을 모니터하는 적어도 하나의 센서를 포함하는
    자기 결합 장치.
15. 제1항에 있어서,
    상기 제1상태와 상기 제2상태 사이에 상기 자기 플래터를 선형으로 이동하도록 구성된 액츄에이터를 더 포함하는 자기 결합 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 액츄에이터는, 공압 액츄에이터와 수압 액츄에이터와 전기 액츄에이터 중 적어도 하나인
    자기 결합 장치.
17. 제1항에 있어서,
    상기 철제 피스는, 다수의 폴 피스 부분들 그리고/또는 다수의 영구 자석 부분들을 포괄하는
    자기 결합 장치.
18. 자기 결합기(coupler)를 강자성 워크피스에 결합 및 분리하는 방법에 있어서,
    상기 강자성 워크피스를 상기 자기 결합기의 워크피스 인게이지먼트(engagement) 인터페이스에 접촉시키는 단계와;
    상기 자기 결합 장치의 자기 플래터를, 상기 워크피스 인게이지먼트 표면으로부터 제1분리에서 상기 제1분리 보다 작은 상기 워크피스 인게이지먼트 표면으로부터 제2분리로 이동시키는 단게와;
    상기 워크피스를 상기 자기 결합기와 제1위치에서 제2위치로 이동시키는 단계와;
    상기 자기 플래터를, 상기 자기 결합기를 상기 워크피스로부터 분리하고 상기 하우징 내에 철제 피스를 통해 자기 회로를 형성하기 위해, 상기 워크피스 인게이지먼트 표면으로부터 제3분리로 이동시키는 단계를 포함하고,
    상기 제3분리는 상기 제2분리보다 큰
    자기 결합기를 강자성 워크피스에 결합 및 분리하는 방법.
19. 강자성 워크피스에 자기 결합하기 위한 자기 결합 장치에 있어서,
    통로 축을 정의하는 통로를 갖는 하우징과;
    상기 하우징에 의해 지지된 자기 플래터로서, 제1위치와 제2위치 사이에 상기 통로 축을 따라 이동가능하고 복수의 강자성 폴 피스 부분들 사이에 개재된 복수의 영구 자석 부분들을 포함하는 상기 자기 플래터와;
    상기 하우징에 의해 지지되고 상기 강자성 워크피스에 접촉하도록 구성된 워크피스 접촉 인터페이스와;
    상기 하우징에 의해 지지되고 상기 통로로부터 자기적으로 접근가능한 자기 분로를 포함하고,
    상기 자기 플래터가 상기 제1위치에 있을 때 제1자기 회로는 상기 자기 플래터 및 상기 자기 분로로 형성되고, 상기 자기 플래터가 상기 제2위치에 있을 때 제2자기 회로는 상기 워크피스 인터페이스를 통해 상기 자기 플래터 및 상기 강자성 워크피스로 형성되는
    자기 결합 장치.

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