TWI566894B - 夾鉗裝置 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種藉由轉動的夾鉗臂來夾持工件的夾鉗裝置。
以往,在熔接汽車等之構成零件時,為了夾持其構成零件而使用夾鉗裝置。在此種夾鉗裝置中,係在流體壓力的作用下使缸體部的活塞往軸方向位移,藉此,透過連接於活塞桿的肘節連桿(toggle link)機構而依據夾鉗臂的位移量以預定角度轉動,以切換可夾持工件的夾持狀態、及已解除了夾持狀態的解除夾持狀態(例如,參照日本特開2001-113468號公報及歐洲專利申請公開第0636449號說明書)。
此外,在日本特開2001-113468號公報所記載的夾鉗裝置中,係對連結於活塞桿之關節塊連結檢測部,並藉由設於夾鉗主體之側部的2個近接感測器來對檢測部進行檢測,藉此檢測夾鉗臂的轉動狀態。
在上述的習知技術中,係藉由檢測與活塞桿
一起進行行程位移之檢測部的位置,而間接地檢測夾鉗臂之轉動狀態。換言之,並非直接地檢測夾鉗臂的轉動動作。因此,肘節連桿機構的加工精確度及組裝精確度等會對於檢測部的位置與夾鉗臂的位置之對應關係有所影響。因此,在此種間接性的檢測方法中,並不容易提升夾鉗臂之轉動狀態的檢測精確度。
本發明係考量此種課題而研創者,其目的在於提供一種能夠以簡單的構成直接且高精確度地檢測夾鉗臂之轉動狀態的夾鉗裝置。
為達成上述目的,本發明之夾鉗裝置係藉由轉動的夾鉗臂而夾持工件者,該夾鉗裝置係具有:夾鉗主體;驅動手段,係設於前述夾鉗主體;轉動軸,係在前述驅動部的作用下與前述夾鉗臂一體地轉動;及檢測部,係檢測前述夾鉗臂之轉動位置;前述檢測部係具有:凸輪部,係設於前述轉動軸並包含預定的凸輪面,且形成為使從該轉動軸的中心到前述凸輪面之半徑方向的距離沿著周方向變化;及凸輪面用近接感測器,係檢測隨著前述轉動軸的轉動而移位之前述凸輪面的位置。
根據此種構成,由於將設於與夾鉗臂一體地轉動之轉動軸的凸輪部之凸輪面的位置以凸輪面用近接感測器來檢測,因此,能夠以簡單的構成直接且高精確度地檢測夾鉗臂的轉動狀態。
在上述夾鉗裝置中,亦可更具有判定部,依
據前述凸輪面用近接感測器的輸出信號與預定的夾持臨限值的比較,而判定是否為夾持狀態,並且,依據前述凸輪面用近接感測器的輸出信號與預定的解除夾持臨限值的比較,而判定是否為解除夾持狀態。
根據此種構成,可容易且確實地判定夾持狀態與解除夾持狀態。
在上述夾鉗裝置中,亦可更具有調整前述夾鉗臂的轉動角度範圍之轉動角度範圍調整機構。
根據此種構成,可夾持形狀及/或大小不同的各種工件。
在上述之夾鉗裝置中,亦可為將前述凸輪部以金屬材料構成,而前述凸輪面用近接感測器也可為感應型近接感測器。
根據此種構成,與使用磁感測器的情形比較,由於在熔接之際所產生之直流磁場的靈敏度低,因此,即使在熔接環境下使用夾鉗裝置,亦能夠使凸輪面用近接感測器更穩定地動作。
在上述之夾鉗裝置中,亦可為前述凸輪面用近接感測器係配設於包含金屬材料而構成之前述夾鉗主體內。
根據此種構成,與將凸輪面用近接感測器配設於夾鉗主體之外側的情形比較,能夠使夾鉗裝置小型化。此外,由於夾鉗主體係作為遮磁屏蔽而發揮作用,因此,能夠更難以受到在熔接之際所產生之直流磁場的影響。
在上述之夾鉗裝置中,亦可更具有:夾持燈,係以可從外部辨識之方式配設,且在以前述判定部判定為前述夾持狀態時亮燈;及解除夾持燈,係以可從外部辨識之方式配設,且在以前述判定部判定為前述解除夾持狀態時亮燈。
根據此種構成,使用者可藉由辨識夾持燈及解除夾持燈而容易地確認工件的夾持狀態及解除夾持狀態。
在上述之夾鉗裝置中,亦可更具有:設定用操作部,係可供使用者操作;及臨限值設定部,係依據前述設定用操作部被施以第1操作時之前述凸輪面用近接感測器的輸出信號而設定前述夾持臨限值,並且依據前述設定用操作部被施以第2操作時之前述凸輪面用近接感測器的輸出信號而設定前述解除夾持臨限值。
根據此種構成,能夠按照要夾持之工件之形狀及/或大小而容易地設定夾持臨限值及解除夾持臨限值。
在上述之夾鉗裝置中,亦可為:前述驅動部係具有:缸管;活塞,係在流體壓力的作用下沿著軸線方向於前述缸管內往復運動;及活塞桿,係連結於前述活塞;在前述活塞桿設有將前述活塞的往復運動轉換為前述轉動軸的轉動動作之連桿機構;前述檢測部更具有:檢測體,係與前述活塞桿一起進行行程移位;及檢測體用近接感測器,係檢測前述夾持狀態中之前述檢測體的位置;前述判定部在判定為前述夾持狀態時,係依據前述檢測體用近接
感測器的輸出信號與預定的夾持力產生臨限值的比較,而判定是否為夾持力產生狀態。
根據此種構成,在工件的夾持狀態中,能夠容易且確實地判定是否為夾持力產生狀態(對工件產生了預定的夾持力之狀態)。
在上述之夾鉗裝置中,亦可為:在前述檢測體中之與前述檢測體用近接感測器相對向的部位,係形成有相對於前述活塞桿的軸線傾斜之檢測面;前述臨限值設定部係依據在前述設定用操作部被施以第3操作時之前述檢測體用近接感測器的輸出信號而設定前述夾持力產生臨限值。
根據此種構成,不需變更檢測體用近接感測器的位置就可容易地設定夾持力產生臨限值。
在上述之夾鉗裝置中,亦可更具有:夾持力產生燈,係以可從外部辨識之方式配設,且在以前述判定部判定為前述夾持力產生狀態時亮燈。
根據此種構成,使用者可藉由辨識夾持力產生燈得知其為對工件產生了預定的夾持力之狀態。
在上述之夾鉗裝置中,亦可更具有:速度算出部,係依據前述凸輪面用近接感測器的輸出信號而算出前述夾鉗臂之角速度;及速度判定部,係判定以前述速度算出部所算出的前述角速度是否為預定的速度臨限值以下。
根據此種構成,由於使用凸輪面用近接感測
器的輸出信號而算出夾鉗臂的角速度,因此,即使不設置用以檢測夾鉗臂之角速度之新的感測器,也能夠以簡單的構成來判定夾鉗臂之角速度是否為速度臨限值以下。
在上述之夾鉗裝置中,亦可更具有:速度燈,係以可從外部辨識之方式配設,且在以前述速度判定部判定前述角速度超過前述速度臨限值時亮燈。
根據此種構成,使用者可藉由辨識速度燈而容易地確認夾鉗臂的角速度是否為速度臨限值以下。
在上述之夾鉗裝置中,亦可為:前述判定部係在前述凸輪面用近接感測器的輸出信號在藉由前述夾持臨限值而決定的夾持容許範圍內,且前述夾鉗臂的角速度或角加速度為零時,判定為前述夾持狀態。
根據此種構成,即使在夾持臨限值設定為比完全的夾持狀態(夾鉗臂接觸於工件而停止之狀態)中之凸輪面用近接感測器的輸出信號更為近前(解除夾持側)時,亦可確實且容易地判定完全的夾持狀態。
在上述之夾鉗裝置中,亦可為:前述判定部係在前述凸輪面用近接感測器的輸出信號在藉由前述夾持臨限值而決定的夾持容許範圍內,且前述夾鉗臂的角速度或角加速度持續預定時間為零時,判定為前述夾持狀態。
根據此種構成,即使夾鉗臂在工件的夾持時產生衰減振動的情況,亦可確實且容易地判定完全的夾持狀態。
在上述之夾鉗裝置中,亦可為:前述判定部
係在前述凸輪面用近接感測器的輸出信號在藉由前述解除夾持臨限值而決定的解除夾持容許範圍內,且前述角速度或前述角加速度為零時,判定為前述解除夾持狀態。
根據此種構成,即使在解除夾持臨限值設定為比完全的解除夾持狀態(夾鉗臂未接觸於工件即停止之狀態)中之凸輪面用近接感測器的輸出信號更為近前(夾持側)時,亦可確實且容易地判定完全的解除夾持狀態。
在上述之夾鉗裝置中,亦可為:前述判定部係在前述凸輪面用近接感測器的輸出信號在藉由前述解除夾持臨限值而決定的解除夾持容許範圍內,且前述角速度或前述角加速度持續預定時間為零時,判定為前述解除夾持狀態。
根據此種構成,即使夾鉗臂在工件的解除夾持時產生衰減振動的情況,亦可確實且容易地判定完全的解除夾持狀態。
在上述之夾鉗裝置中,亦可更具有:速度算出部,係依據前述凸輪面用近接感測器的輸出信號而算出前述角速度或前述角加速度。
根據此種構成即使不設置用以算出夾鉗臂之角速度或角加速度之新的感測器,也能夠容易地取得夾鉗臂之角速度或角加速度。
根據本發明,由於將設於與夾鉗臂一體性地轉動之轉動軸的凸輪部之凸輪面的位置以凸輪面用近接感測器來檢測,因此,能夠以簡單的構成直接且高精確度地
檢測夾鉗臂的轉動狀態。
上述之目的、特徵及優點,可由參照所附之圖式加以說明隻以下的實施形態的說明而容易地理解。
10A、10B、10C‧‧‧夾鉗裝置
12‧‧‧驅動部
14‧‧‧夾鉗主體
16‧‧‧連桿機構
17‧‧‧夾鉗臂
18、140、168‧‧‧檢測部
20、158、176‧‧‧控制單元
22‧‧‧缸管
24‧‧‧端塊
26‧‧‧活塞
28‧‧‧桿蓋
30‧‧‧活塞桿
32‧‧‧第1缸室
34‧‧‧第1通口
36‧‧‧第2缸室
38‧‧‧第2通口
40‧‧‧緊固螺栓
42‧‧‧調整螺栓(轉動角度範圍調整機構)
44‧‧‧阻尼器
46‧‧‧鎖固螺帽
48‧‧‧活塞墊圈
50‧‧‧桿孔
52‧‧‧墊圈
54‧‧‧防塵密封
56‧‧‧支架
58‧‧‧框架部
59‧‧‧螺釘構件
60‧‧‧蓋部
62、142‧‧‧關節接頭
64‧‧‧溝槽部
66‧‧‧關節銷
68‧‧‧第1連桿部
70‧‧‧第1銷
72‧‧‧第2連桿部
74‧‧‧第2銷
76‧‧‧支撐搖桿
78‧‧‧孔部
80‧‧‧軸承
82‧‧‧轉動軸
86‧‧‧臂支撐部
88‧‧‧導引滾輪
90‧‧‧孔部
92‧‧‧銷部
94‧‧‧轉動體
96‧‧‧作用面
98、170、190a至190c‧‧‧凸輪部
100、172、192a至192c‧‧‧凸輪面
102、144‧‧‧近接感測器
104、148‧‧‧檢測線圈
106、150‧‧‧振盪電路部
108、152‧‧‧檢測電路部
110‧‧‧框體
112‧‧‧校正用按鈕(設定用操作部)
114‧‧‧連接器
116、154‧‧‧顯示部
118‧‧‧電源燈
120‧‧‧解除夾持燈
122‧‧‧夾持燈
123‧‧‧速度燈
124、160、182‧‧‧判定部
125‧‧‧速度算出部
126、162、178‧‧‧臨限值設定部
127‧‧‧速度判定部
128、164‧‧‧輸出部
146‧‧‧檢測面
156‧‧‧夾持力產生燈
156‧‧‧夾持力產生燈
174‧‧‧段差部
d1、d1a、d1b、d2‧‧‧分離距離
L1‧‧‧線段
L2‧‧‧切線
T1至T7、T11至T17、T2a至T5a‧‧‧時間點
Za‧‧‧夾持臨限值
Za0‧‧‧夾持共振阻抗
Zb‧‧‧解除夾持臨限值
Zb0‧‧‧解除夾持共振阻抗
α‧‧‧接觸角度
第1圖係本發明第1實施形態之夾鉗裝置的前視圖。
第2圖係第1圖之夾鉗裝置的局部分解立體圖。
第3圖係顯示第1圖之夾鉗裝置的夾持狀態的縱剖面圖。
第4圖係第1實施形態之夾鉗裝置的方塊圖。
第5圖係顯示第3圖之夾鉗裝置的解除夾持狀態的縱剖面圖。
第6圖係顯示第3圖之凸輪部的凸輪面及檢測線圈之間的分離距離與檢測共振阻抗(resonance impedance)之關係的曲線圖。
第7圖係顯示本發明第2實施形態之夾鉗裝置的夾持狀態的縱剖面圖。
第8圖係第2實施形態之夾鉗裝置的方塊圖。
第9圖係顯示第7圖之夾鉗裝置的解除夾持狀態的縱剖面圖。
第10圖係顯示檢測部及檢測線圈之間的分離距離與檢測共振阻抗之關係的曲線圖。
第11圖係本發明第3實施形態之夾鉗裝置的方塊圖。
第12A圖係顯示第11圖之凸輪部的第1狀態的剖面
示意圖,第12B圖係顯示該凸輪部的第2狀態的剖面示意圖。
第13圖係顯示第11圖之凸輪部的凸輪面及檢測線圈之間的分離距離與檢測共振阻抗之關係的曲線圖。
第14A圖係用以說明第11圖所示之夾鉗裝置的夾持動作的第1時間圖(timing chart),第14B圖係用以說明該夾鉗裝置的解除夾持動作的第2時間圖。
第15A圖係用以說明第11圖所示之夾鉗裝置的夾持動作的第3時間圖,第15B圖係用以說明該夾鉗裝置的解除夾持動作的第4時間圖。
第16A圖係用以說明第11圖所示之夾鉗裝置的夾持動作的第5時間圖,第16B圖係用以說明該夾鉗裝置的解除夾持動作的第6時間圖。
第17A圖係顯示第1變形例的凸輪部之剖面示意圖,第17B圖係顯示第2變形例的凸輪部之剖面示意圖,第17C圖係顯示第3變形例的凸輪部之剖面示意圖。
以下,舉較佳實施方式,參照所附圖式說明本發明之夾鉗裝置。再者,於以下內容中,從第3、5、7、及9圖所示之方向觀看來說明夾鉗臂之旋轉方向(順時針方向及逆時針方向)。
如第1至3圖所示,本發明之第1實施形態的夾鉗裝
置10A係具備:驅動部12;連結於驅動部12的夾鉗主體14;配設於夾鉗主體14內的連桿機構16;在驅動部12的作用下透過連桿機構16而進行轉動動作之夾鉗臂17;檢測夾鉗臂17之轉動位置的檢測部18;及控制單元20。
驅動部12係構成為流體壓力缸,且具有:構成為扁平筒狀的缸管22;封閉缸管22之一端側(箭號A方向)的開口之端塊24;配設為可於缸管22內沿著軸線方向移位的活塞26;封閉缸管22之另一端側(箭號B方向)的開口之桿蓋28;及連結於活塞26的活塞桿30。
缸管22並不限定於扁平筒狀,可採用真圓筒狀或橢圓筒狀等任意的形狀。在缸管22形成有:與形成在端塊24及活塞26之間的第1缸室32連通的第1通口(port)34;及與形成在活塞26及桿蓋28之間的第2缸室36連通的第2通口38。
在第1通口34及第2通口38連接有未圖示的管,該管係用以進行供給/排出用以使活塞26往復運動的壓縮流體(驅動流體)。端塊24、缸管22、及桿蓋28係藉由複數個緊固螺栓40而連結為一體。
在端塊24的大致中央部螺合有調整螺栓(轉動角度範圍調整機構)42,該調整螺栓42係藉由調整活塞26的行程來調整夾鉗臂17的轉動角度範圍。調整螺栓42係可在其螺旋轉動作用下調整第1缸室32的突出長度,且在位於該第1缸室的頭部裝設有用以緩衝活塞26的衝擊及衝撞聲的阻尼器44。調整螺栓係藉由擰入鎖固螺帽46而
固定於端塊24。
在活塞26的外周面,係透過溝槽而裝設有環狀的活塞墊圈48。此外,在活塞26的中央固定有活塞桿30的一端側。在桿蓋28的中央部形成有供活塞桿30插通的桿孔50。在構成桿孔50的壁面,係分別透過溝槽裝設有環狀的墊圈52及環狀的防塵密封54。
夾鉗主體14係連接於桿蓋28的另一端側,例如構成為包含鐵、不鏽鋼、或鋁等金屬材料。在夾鉗主體14設有用以將夾鉗裝置10A安裝於未圖示之固定構件的支架56。
從第2圖可得知,夾鉗主體14係具有:兩側開口之框架部58;以封閉框架部58之開口的方式藉由複數個螺釘構件59緊固於框架部58的一對蓋部60。藉此,在夾鉗主體14形成可配設活塞桿30的另一端側及連桿機構16的空間。在活塞桿30的另一端部連接有關節接頭(knuckle joint)62。
在關節接頭62形成有大致T字形的溝槽部64,用以裝設朝與活塞桿30的軸線方向正交的方向延伸之活塞桿30的另一端部。此外,在關節接頭62形成有孔部,用以供沿著與蓋部60正交之方向(與第3圖之紙面正交的方向)延伸的關節銷66插通。
連桿機構16係將活塞26的往復運動轉換為後述之轉動軸82的轉動動作。該連桿機構16係具有:第1連桿部68,係透過關節銷66以轉動自如的方式設置在關
節接頭62;第2連桿部72,係透過第1銷70以轉動自如的方式設置在第1連桿部68;支撐搖桿76,係透過第2銷74以轉動自如的方式設置在第2連桿部72。
在第1連桿部68,係將供關節銷66插通的孔部與供第1銷70插通的孔部彼此分離而形成。在第2連桿部72,係將供第1銷70插通的孔部與供第2銷74插通的孔部彼此分離而形成。
在支撐搖桿76係固定有轉動軸82,該轉動軸82係由插通於蓋部60之孔部78的軸承80樞軸支撐。第1銷70、第2銷74、及轉動軸82係相對於關節銷66平行地配設。在轉動軸82的端部固定有臂支撐部86,該臂支撐部86係裝設有夾鉗臂17。亦即,轉動軸82係與夾鉗臂17一體地轉動。
活塞桿30的直線運動係往關節接頭62、第1連桿部68、第2連桿部72、及支撐搖桿76傳遞,且使支撐搖桿76與轉動軸82一起只轉動移位預定角度,藉此,使透過臂支撐部86設置在轉動軸82的夾鉗臂17轉動。
此外,於本實施形態中,係在連桿機構16的附近設有導引滾輪88。該導引滾輪88係設置成透過複數個轉動體94而相對於插通在夾鉗主體14之孔部90的銷部92轉動自如。而且,在構成連桿機構16之第2連桿部72的轉動作用下,第2連桿部72之預定的作用面96係藉由接觸而使導引滾輪88旋轉。
第2連桿部72的作用面96係形成為:在接
觸於導引滾輪88的期間使作用面96與導引滾輪88的接觸角度α成為一定。在此,接觸角度α係指:在相對於活塞桿30之軸線平行的狀態下正交於導引滾輪88之軸線的線段L1與導引滾輪88在作用面96上之切線L2所形成之角度。
藉此,在第2連桿部72之作用面96接觸於導引滾輪88的期間,可對於工件持續產生大致一定的夾持力。換言之,能夠將可對工件產生預定的夾持力的有效區域(夾鉗臂17之轉動角度的幅度)變得比較廣擴。藉此,即使在工件的尺寸變異比較大時,也能夠不將缸體流體壓力提高到必要以上就對該工件產生預定的夾持力。
檢測部18係具有:固定於轉動軸82之外周面的凸輪部98;及用以檢測凸輪部98之凸輪面100的位置之近接感測器(凸輪面用近接感測器)102。凸輪部98係形成為使從轉動軸82的中心到凸輪面100之半徑方向的距離沿著周方向變化。此外,凸輪部98係藉由鐵等之會產生渦電流損失的金屬材料所形成。
如第4圖所示,於本實施形態中,近接感測器102係構成為感應型近接感測器,且包含配設在凸輪面100附近之檢測線圈104、電性連接於檢測線圈104之振盪電路部106、及電性連接於振盪電路部106之檢測電路部108。
檢測線圈104係以其線圈面與凸輪面100相對向的方式配設。振盪電路部106係以預定的振盪頻率來
振盪驅動檢測線圈104。檢測電路部108係依據振盪電路部106的輸出信號而檢測共振阻抗。亦即,近接感測器102係檢測隨著轉動軸82之旋轉所伴隨的凸輪面100與檢測線圈104之分離距離d1的變化,以作為共振阻抗的變化,藉此檢測凸輪面100之位置(夾鉗臂17之轉動位置)。
控制單元20係收容在設於夾鉗主體14之框體110(參照第3圖)內,且藉由引線等導線而電性連接近接感測器102。在框體110設有:可供使用者從外部按壓操作之校正用按鈕(設定用操作部)112;可供連接於外部機器(電源等)之電纜等連接之連接器114;及可從外部辨識之顯示部116。顯示部116係包含電源燈118、解除夾持燈120、夾持燈122、及速度燈123。
控制單元20係具有判定部124、速度算出部125、速度判定部127、臨限值設定部126、及輸出部128。
判定部124係依據以近接感測器102之檢測電路部108所檢測之共振阻抗(以下,稱為檢測共振阻抗Z1)與夾持臨限值Za的比較,而判定是否為夾持狀態。判定部124係依據檢測共振阻抗Z1與解除夾持臨限值Zb的比較,而判定是否為解除夾持狀態。
速度算出部125係依據檢測共振阻抗Z1而算出夾鉗臂17(轉動軸82)之角速度。詳言之,速度算出部125係將檢測共振阻抗Z1恆常進行微分(使用差分),藉此算出角速度。速度判定部127係判定以速度算出部125所算出的夾鉗臂17之角速度是否為速度臨限值以下。再者,速度
臨限值係預先記憶於控制單元20之未圖示的記憶部。此外,速度判定部127亦可判定以速度算出部125所算出之夾鉗臂17的角速度是否比速度臨限值大。
臨限值設定部126係依據校正用按鈕112被施以第1操作時之檢測電路部108的輸出信號(檢測共振阻抗Z1)而設定夾持臨限值Za。此外,臨限值設定部126係依據校正用按鈕112被施以第2操作時之檢測共振阻抗Z1而設定解除夾持臨限值Zb。
以臨限值設定部126設定之來持臨限值Za及解除夾持臨限值Zb係記憶於前述記憶部。輸出部128係使解除夾持燈120、夾持燈122、及速度燈123亮燈或熄燈。
本實施形態之夾鉗裝置10A基本上而言係如以上方式構成者,接著,針對其動作及作用效果進行說明。再者,將第5圖所示之解除夾持狀態設為初期狀態,在此初期狀態中,假定已設定夾持臨限值Za及解除夾持臨限值Zb,且記憶於前述記憶部。
首先,使用者係對於未圖示的固定構件安裝夾鉗裝置10A的支架56。並且,將電纜連接於連接器114,藉此連接夾鉗裝置10A與外部機器(電源等)。藉此,將電力供給至控制單元20,使電源燈118亮燈。再者,在初期狀態中,係使解除夾持燈120亮燈並且使夾持燈122及速度燈123熄燈,而活塞26係位於缸管22的一端側且接觸於阻尼器44。
要夾持工件時,係在使第2通口38開放於大
氣的狀態下對第1通口34供給壓縮流體。如此一來,如第3圖所示,活塞26即朝桿蓋28側(箭號B方向)移位。此活塞26的直線運動係透過活塞桿30及關節接頭62而往連桿機構16傳遞,在構成連桿機構16之支撐搖桿76的旋轉作用下,使轉動軸82及夾鉗臂17一體地依順時針方向旋轉。
此時,由於固定於轉動軸82之凸輪部98也會與轉動軸82一體性地旋轉,因此,凸輪面100與檢測線圈104之分離距離d1會變短,並且檢測共振阻抗Z1會變小(參照第6圖)。
在檢測共振阻抗Z1比解除夾持臨限值Zb大時,判定部124即判定為解除夾持狀態。此時,輸出部128係持續解除夾持燈120的亮燈。
而且,在活塞26朝桿蓋28側進一步移位並且轉動軸82進一步旋轉,而檢測共振阻抗Z1變為夾持臨限值Za以上且解除夾持臨限值Zb以下時,判定部124即判定為中間狀態(從解除夾持狀態往夾持狀態的轉移狀態)。當藉由判定部124判定為中間狀態時,輸出部128係使解除夾持燈120熄燈。藉此,使用者可藉由辨識解除夾持燈120以及夾持燈122的熄燈來確認工件為中間狀態。
接著,在藉由旋轉軸82之進一步的旋轉使夾鉗臂17接觸於工件,且檢測共振阻抗Z1變為比夾持臨限值Za小時,判定部124即判定為夾持狀態。當藉由判定部124判定為夾持狀態時,輸出部128係在維持為使解除夾持燈120熄燈的狀態下就此使夾持燈122亮燈。藉此,使
用者可藉由辨識夾持燈122的亮燈來確認工件為夾持狀態。
此外,速度算出部125係算出在檢測共振阻抗Z1到達夾持臨限值Za的時點(或到達的瞬間前)之夾鉗臂17的角速度(夾持速度)。然後,速度判定部127係判定夾持速度是否為速度臨限值(夾持速度臨限值)以下。
在藉由速度判定部127判定夾持速度超過夾持速度臨限值時,輸出部128就使速度燈123亮燈。藉此,使用者可調整壓縮流體的供給速度而設為適當的夾持速度。因此,可抑制夾持速度變得過大而對於夾鉗臂17及工件等造成損傷、及使夾鉗裝置10A的構成零件(例如,連桿機構16等)破損等情形。
在此夾持狀態中,藉由使活塞26朝桿蓋28側進一步移位而使第2連桿部72的作用面96接觸於導引滾輪88,而對於工件產生預定的夾持力。而且,在直到活塞26往桿蓋28側之移位停止的期間,對於工件維持大致一定的夾持力。
另一方面,要解除工件的夾持狀態時,係在使第1通口34開放於大氣的狀態下對第2通口38供給壓縮流體。如此一來,如第5圖所示,活塞26即朝端塊24側(箭號B方向)移位。此活塞26的直線運動係透過活塞桿30及關節接頭62而往連桿機構16傳遞,在構成連桿機構16之支撐搖桿76的旋轉作用下,使轉動軸82及夾鉗臂17一體地依逆時針方向旋轉。
此時,由於固定於轉動軸82之凸輪部98也會與轉動軸82一體地旋轉,因此,凸輪面100與檢測線圈104之分離距離d1會變長,並且檢測共振阻抗Z1會變大(參照第6圖)。
在檢測共振阻抗Z1成為夾持臨限值Za以上且解除夾持臨限值Zb以下時,判定部124即判定為中間狀態(由夾持狀態轉移至解除夾持狀態之轉移狀態)。當藉由判定部124判定為中間狀態時,輸出部128係使夾持燈122熄燈。藉此,使用者可藉由辨識解除夾持燈120及夾持燈122的熄燈而確認工件為中間狀態。
接著,在藉由活塞26往端塊24側之進一步的移位而使檢測共振阻抗Z1變得比解除夾持臨限值Zb大時,判定部124即判定為解除夾持狀態。當藉由判定部124判定為解除夾持狀態時,輸出部128即在維持為使夾持燈122熄燈的狀態下就此使解除夾持燈120亮燈。
藉此,使用者可藉由辨識解除夾持燈120的亮燈來確認工件為解除夾持狀態。然後,藉由活塞26接觸於阻尼器44,使活塞26往端塊24側的移位停止,並且使旋轉軸82及夾鉗臂17的旋轉也停止。
此外,速度算出部125係算出在檢測共振阻抗Z1到達解除夾持臨限值Zb的時點(或到達的瞬間前)之夾鉗臂17的角速度(解除夾持速度)。然後,速度判定部127係判定解除夾持速度是否為速度臨限值(解除夾持速度臨限值)以下。再者,解除夾持速度臨限值可為與夾持速度臨
限值相同,亦可為不同。
在藉由速度判定部127判定解除夾持速度超過解除夾持速度臨限值時,輸出部128就使速度燈123亮燈。藉此,使用者可調整壓縮流體的供給速度而設為適當的解除夾持速度。因此,可抑制解除夾持速度變得過大而使夾鉗裝置10A的構成零件(例如,連桿機構16等)破損等情形。
在上述之夾鉗裝置10A中,例如,按照工件之形狀及/或大小,而進行夾鉗臂17之轉動角度範圍的調整及/或夾持臨限值Za和解除夾持臨限值Zb的設定。
在調整夾鉗臂17之轉動角度範圍時,係藉由旋動調整螺栓42來變更調整螺栓42往第1缸室32的突出長度。藉此,由於活塞26的行程長度變更,因此,會使在活塞26的直線運動之作用下透過連桿機構16而轉動之轉動軸82及夾鉗臂17之轉動角度範圍變更
再者,在欲擴大夾鉗臂17之轉動角度範圍時,即縮小調整螺栓42往第1缸室32的突出長度,而在欲縮小夾鉗臂17之轉動範圍時,即增大調整螺栓42往第1缸室32的突出長度。
此外,要變更夾持臨限值Za時,即在流體壓力的作用下使活塞26朝桿蓋28側移位,藉此使夾鉗臂17接觸於工件而夾持工件。然後,在此狀態下,由使用者將校正用按鈕112持續按壓(長按)預定時間(例如,3秒)以上(第1操作)。藉此,依據此時之檢測共振阻抗Z1的值而進
行再設定作為新的夾持臨限值Za,而記憶於控制單元20之記憶部。
此外,要變更解除夾持臨限值Zb時,係在使夾鉗臂17位於預定之轉動角度(解除夾持角度)的狀態下,由使用者僅按壓(短按)校正用按鈕112未滿預定時間(例如,1秒左右)(第2操作)。藉此,依據此時之檢測共振阻抗Z1的值而進行再設定作為新的解除夾持臨限值Zb,而記憶於控制單元20之記憶部。
藉此,即使在變更工件之形狀及/或大小時,也能夠藉由在使夾鉗臂17位於預定的轉動角度之狀態下按壓校正用按鈕112,而簡單地將夾持臨限值Za及解除夾持臨限值Zb進行再設定。此外,藉由變更校正用按鈕112的按壓時間,能夠利用1個校正按鈕112來設定夾持臨限值Za及解除夾持臨限值Zb雙方。
根據本實施形態,由於將設於與夾鉗臂17一體地轉動之轉動軸82的凸輪部98之凸輪面100的位置以近接感測器102來檢測,因此,能夠以簡單的構成直接且高精確度地檢測夾鉗臂17的轉動狀態。
而且,依據近接感測器102的輸出信號(檢測共振阻抗Z1)與夾持臨限值Za的比較而藉由判定部124來判定工件的夾持狀態,並依據檢測共振阻抗Z1與解除夾持臨限值Zb的比較而藉由判定部124來判定工件的解除夾持狀態。因此,可容易且確實地判定夾持狀態與解除夾持狀態。
再者,由於依據校正用按鈕112受按壓時之檢測共振阻抗Z1而設定夾持臨限值Za及解除夾持臨限值Zb,因此,能夠按照所夾持之工件之形狀及/或大小而容易地設定夾持臨限值Za及解除夾持臨限值Zb。
更且,藉由擰入調整螺栓42而調整調整螺栓42往第1缸室32之突出長度,能夠調整夾鉗臂17之轉動角度範圍(夾鉗臂17之解除夾持側的最大打開角度)。
於本實施形態中,係以金屬材料構成凸輪部98,並且使用感應型近接感測器作為近接感測器102。藉此,例如與使用磁感測器的情形比較,由於在熔接之際所產生之直流磁場的靈敏度低,因此,即使在熔接環境下使用夾鉗裝置10A,亦能夠使近接感測器102更穩定地動作。
此外,由於近接感測器102係配設於包含金屬而構成之夾鉗主體14內,因此,能夠藉由遮磁屏蔽效果,而更難以受到在熔接之際所產生之直流磁場的影響。並且,與將近接感測器102配設於夾鉗主體14之外側的情形比較,能夠使夾鉗裝置10A小型化。
更且,由於以可由使用者辨識之方式設置夾持燈122及解除夾持燈120,因此,能夠容易地確認工件的夾持狀態及解除夾持狀態。
於本實施形態中,係使用近接感測器102的輸出信號而算出夾鉗臂17的角速度(夾持速度及解除夾持速度)。因此,即使不設置用以檢測夾鉗臂17之角速度之新的感測器,也能夠以簡單的構成來判定夾鉗臂17之角速
度是否為速度臨限值以下。
接著,針對本發明之第2實施形態的夾鉗裝置10B進行說明。再者,於第2實施形態中,對於可達成與第1實施形態之夾鉗裝置10A的構成要素相同的作用及效果之構成要素,係附註相同的參照符號而省略其詳細的說明。針對後述之第3實施形態也相同。
如第7圖所示,構成本實施形態之夾鉗裝置10B的檢測部140係具有:與活塞桿30一起進行行程移位之關節接頭(檢測體)142;及近接感測器(檢測體用近接感測器)144。
關節接頭142係以鐵等之會產生渦電流損失的金屬材料所構成。於工件的夾持狀態中,在關節接頭142中之指向於與轉動軸82呈相反側(第7圖的左側)的部位,係形成有朝向第1連桿部68所在之側(箭號B方向)且朝轉動軸82所在之側(第7圖的右側)傾斜的檢測面146。
近接感測器144係配設於夾鉗主體14內而檢測工件之夾持狀態中之關節接頭142之檢測面146的位置。如第8圖所示,近接感測器144係具有檢測線圈148、振盪電路部150、及檢測電路部152之感應型近接感測器,且與上述之近接感測器102以同樣的方式構成。
如此,由於將關節接頭142以金屬材料構成,並且在具有遮磁屏蔽效果之夾鉗主體14內配設構成為感
應型近接感測器之近接感測器144,因此,難以受到在熔接之際所產生之直流磁場的影響而能夠使近接感測器144更穩定地動作。
檢測線圈148係以其檢測面與工件之夾持狀態的關節接頭142的檢測面146接近且相對向的方式配設。亦即,近接感測器144係檢測隨著活塞26之往復運動所伴隨的檢測面146與檢測線圈148之分離距離d2的變化,作為共振阻抗的變化,藉此檢測工件的夾持狀態中之檢測面146的位置。
顯示部154係包含可從外部辨識之夾持力產生燈156。控制單元158之判定部160在判定為夾持狀態時,係依據近接感測器144的輸出信號與預定的夾持力產生臨限值Zc的比較,而判定是否為夾持力產生狀態。
臨限值設定部162係設定預定的臨限值Zz、解除夾持臨限值Zb、及夾持力產生臨限值Zc。具體而言,臨限值設定部162係在利用夾鉗臂17以預定的夾持力而夾持工件的狀態下,由使用者連續兩次按壓(第3操作)校正用按鈕112(第3操作),藉此,將此時之近接感測器144的檢測共振阻抗Z2的值設定作為夾持力產生臨限值Zc。藉此,能夠按照所夾持之工件的形狀及/或大小等條件而容易地變更夾持力產生臨限值Zc。藉由臨限值設定部162所設定之夾持力產生臨限值Zc係記憶於控制單元158之未圖示的記憶部。
如此,於本實施形態中,能夠利用1個校正
按鈕112來設定夾持臨限值Za、解除夾持臨限值Zb及夾持力產生臨限值Zc之全部。輸出部164係在藉由判定部160判定為夾持力產生狀態時就使夾持力產生燈156亮燈。
在本實施形態之夾鉗裝置10B中,當在流體壓力的作用下使活塞26朝桿蓋28側移位時,活塞桿30及關節接頭142會朝第1連桿部68側(箭號B方向)移位,並且使轉動軸82及夾鉗臂17一體性地依順時針方向旋轉。
然後,在關節接頭142移位至與近接感測器144之檢測線圈148相對向的位置時,將檢測共振阻抗Z2從近接感測器144的檢測電路部152輸出至控制單元158。
此外,判定部162係在依據近接感測器102的檢測共振阻抗Z1而判定工件為夾持狀態時,依據近接感測器144的檢測共振阻抗Z2與夾持力產生臨限值Zc的比較而判定是否為夾持力產生狀態。亦即,在檢測共振阻抗Z2為夾持力產生臨限值Zc以上時,判定部160就判定未對工件產生預定的夾持力。
接著,活塞26朝桿蓋28側進一步移位,而使得關節接頭142的檢測面146與近接感測器144的檢測線圈148之分離距離變短,並且檢測共振阻抗Z2變小(參照第10圖)。然後,在檢測共振阻抗Z2變得比夾持力產生臨限值Zc小時,判定部160係判定為夾持力產生狀態。當藉由判定部160判定為夾持力產生狀態時,輸出部164就使夾持力產生燈156亮燈。藉此,使用者可藉由辨識夾持力產生燈而容易地確認夾持力產生狀態。
根據本實施形態,由於判定部160在判定為工件的夾持狀態時,係依據近接感測器144之輸出信號與夾持力產生臨限值Zc的比較而判定是否對工件產生了預定的夾持力,因此,能夠容易且確實地判定是否確實地對工件產生了預定的夾持力。
此外,關節接頭142的檢測面146係朝向第1連桿部68且朝轉動軸82所在之側傾斜。換言之,由於關節接頭142的檢測面146係相對於活塞桿30的軸線傾斜,因此,能夠使近接感測器144的檢測線圈148與檢測面的分離距離d2逐漸地變化。藉此,不需變更近接感測器144的位置就可容易地設定夾持力產生臨限值Zc。
接著,針對本發明第3實施形態的夾鉗裝置10C進行說明。如第11圖所示,本實施形態之夾鉗裝置10C的檢測部168係具備凸輪部170。如第12A圖及第12B圖所示,凸輪部170係形成為使從轉動軸82的中心到凸輪面172之半徑方向的距離沿著周方向逐漸地變大。此外,凸輪部170係藉由鐵等之會產生渦電流損失的金屬材料所構成。凸輪面172係設於凸輪部170之外周面全周(360度的範圍)。亦即,在凸輪部170係設有銜接凸輪面172之中之最小半徑的部位與最大半徑的部位之段差部174。
在完全的夾持狀態(夾鉗臂17接觸於工件而停止之狀態)中之凸輪面172與檢測線圈104之間的分離距
離係成為d1a(參照第12A圖)。在完全的解除夾持狀態(夾鉗臂17未接觸於工件即停止之狀態)中之凸輪面172與檢測線圈104之間的分離距離係成為d1b(參照第12B圖)。
凸輪部170係固定於轉動軸82的外周面,以使分離距離d1a的位置比分離距離d1b大,且使段差部174在夾鉗臂17的轉動中不會與檢測線圈104相對向。如第13圖所示,在使用此種凸輪部170時,檢測共振阻抗Z1係隨著凸輪面172與檢測線圈104之間的分離距離d1變短而線性地(以一次函數之特性關係)變小。
如第11圖所示,夾鉗裝置10C之控制單元176係具有速度算出部125、速度判定部127、輸出部128、臨限值設定部178、及判定部182。
臨限值設定部178係將對校正用按鈕112被施以第1操作時之檢測共振阻抗Z1加上偏移量(offset量)而得的值設定為夾持臨限值Za。在本實施形態中,由於是在完全的夾持狀態使校正用按鈕112被施以第1操作,因此,臨限值設定部178係對完全的夾持狀態之檢測共振阻抗Z1(稱為夾持共振阻抗Za0)加上偏移量而得的值設定為夾持臨限值Za。
此外,臨限值設定部178係將對校正用按鈕112被施以第2操作時之檢測共振阻抗Z1減去偏移量而得的值設定為解除夾持臨限值Zb。在本實施形態中,由於是在完全的解除夾持狀態使校正用按鈕112被施以第2操作,因此,臨限值設定部178係將對完全的解除夾持狀態
之檢測共振阻抗Z1(稱為解除夾持共振阻抗Zb0)減去偏移量而得的值設定為解除夾持臨限值Zb。
判定部182係在近接感測器102的輸出信號(檢測共振阻抗Z1)在藉由夾持臨限值Za而決定的夾持容許範圍內,且速度算出部125所算出的夾鉗臂17的角速度持續預定時間為零時,即判定為夾持狀態。在此,所謂夾持容許範圍,係指夾持共振阻抗Za0與夾持臨限值Za之間的範圍。
此外,判定部182係在近接感測器102的輸出信號(檢測共振阻抗Z1)在藉由解除夾持臨限值Zb而決定的解除夾持容許範圍內,且速度算出部125所算出的夾鉗臂17的角速度持續預定時間為零時,即判定為解除夾持狀態。在此,所謂解除夾持容許範圍,係指解除夾持共振阻抗Zb0與解除夾持臨限值Zb之間的範圍。在判定部182所使用的預定時間係可任意地設定。
再者,判定部182係在速度算出部125所算出的夾鉗臂17之角速度持續預定時間不為零時,即判定為中間狀態(夾持狀態與解除夾持狀態之間的轉移狀態)
在本實施形態中,夾持工件時,於初期狀態(解除夾持狀態)中,係在使第2通口38開放於大氣的狀態下對第1通口34供給壓縮流體。如此一來,如第14A圖所示,在時間點T1,轉動軸82及夾鉗臂17就一體地依順時針方向開始旋轉。
亦即,在時間點T1,由於在夾鉗臂17產生
角速度,因此,判定部即判定為中間狀態。然後,輸出部128係使解除夾持燈120熄燈(使解除夾持燈120關斷(OFF))。藉此,使用者可藉由辨識解除夾持燈120及夾持燈122的熄燈來確認夾鉗裝置10C為中間狀態。
在時間點T1經過後,檢測共振阻抗Z1係在時間點T2到達解除夾持臨限值Zb,在時間點T3到達夾持臨限值Za,且在時間點T4到達夾持共振阻抗Za0(位於夾持容許範圍內)。
此外,在時間點T4中,夾鉗臂17係接觸於工件,且以速度算出部125所算出之夾鉗臂17的角速度成為零。然後,在從時間點T4到時間點T5之間,夾鉗臂17的角速度會持續成為零。因此,在時間點T5中,判定部182係判定為夾持狀態,且輸出部128係在維持為使解除夾持燈120熄燈的狀態下就此使夾持燈122亮燈(使夾持燈122導通(ON))。藉此,使用者可藉由辨識夾持燈122的亮燈來確認工件為完全的夾持狀態。
另一方面,解除夾持工件時,於夾持狀態的夾鉗裝置10C中,係在使第1通口34開放於大氣的狀態下對第2通口38供給壓縮流體。如此一來,如第14B圖所示,在時間點T11,轉動軸82及夾鉗臂17就一體地依逆時針方向開始旋轉。
亦即,在時間點T11,由於在夾鉗臂17產生角速度,因此判定部182係判定為中間狀態。然後,輸出部128係使夾持燈122熄燈(使夾持燈122關斷(OFF))。藉
此,使用者可藉由辨識解除夾持燈120以及夾持燈122的熄燈來確認夾鉗裝置10C為中間狀態。
在時間點T11經過後,檢測共振阻抗Z1係在時間點T12到達夾持臨限值Za,在時間點T13到達解除夾持臨限值Zb,且在時間點T14到達解除夾持共振阻抗Zb0(位於解除夾持容許範圍內)。
此外,在時間點T14,活塞26係接觸於阻尼器44,且以速度算出部125所算出之夾鉗臂17的角速度成為零。然後,在從時間點T14到時間點T15之間,夾鉗臂17的角速度會持續成為零。因此,在時間點T15,判定部182係判定為解除夾持狀態,且輸出部128係在維持為使夾持燈122熄燈的狀態下就此使解除夾持燈120亮燈(使解除夾持燈120導通)。藉此,使用者可藉由辨識解除夾持燈120的亮燈來確認工件為完全的解除夾持狀態。
根據本實施形態,藉由臨限值設定部178,可將對夾持共振阻抗Za0加上偏移量而得的值設定為夾持臨限值Za。因此,即使在近接感測器102具有溫度特性時,亦可確實地檢測出比夾持臨限值Za小的檢測共振阻抗Z1。
此外,判定部182係在檢測共振阻抗Z1在夾持容許範圍內,且速度算出部125所算出的夾鉗臂17的角速度持續預定時間為零時,即判定為夾持狀態。
因此,即使在夾持臨限值Za設定為比夾持共振阻抗Za0更為近前(解除夾持側)時,亦可確實且容易地判定完全的夾持狀態。
根據本實施形態,臨限值設定部178係將對解除夾持共振阻抗Zb0減去偏移量而得的值設定為解除夾持臨限值Zb。因此,即使在近接感測器102具有溫度特性時,亦可確實地檢測出比解除夾持臨限值Zb大的檢測共振阻抗Z1。
此外,判定部182係當檢測共振阻抗Z1為在解除夾持容許範圍內,且速度算出部125所算出的夾鉗臂17的角速度持續預定時間為零時,即判定為解除夾持狀態。
因此,即使在解除夾持臨限值Zb設定為比解除夾持共振阻抗Zb0更為近前(夾持側)時,亦可確實且容易地判定完全的解除夾持狀態。
於本實施形態中,例如在夾鉗臂17接觸於工件之際使轉動軸82產生衰減振動時,也會在檢測共振阻抗Z1及藉由速度算出部125所算出之夾鉗臂17的角速度產生衰減振動(參照第15A圖)。此時,檢測共振阻抗Z1及角速度的衰減振動會在時間點T6停止。
然後,在從時間點T6到時間點T7之間,夾鉗臂17的角速度係持續成為零。因此,在時間點T7,判定部182係判定為夾持狀態。因此,可抑制在夾鉗臂17的衰減振動中判定為夾持狀態。亦即,即使在夾鉗臂17產生衰減振動時,亦可確實且容易地判定完全的夾持狀態。藉此,可抑制輸出部128對於夾持燈122的輸出信號顫動(chattering)而使得夾持燈122閃爍。
此外,例如在活塞26接觸於阻尼器44之際使轉動軸82產生衰減振動時,也會在檢測共振阻抗Z1及藉由速度算出部125所算出之夾鉗臂17的角速度產生衰減振動(參照第15B圖)。此時,檢測共振阻抗Z1及角速度的衰減振動會在時間點T16停止。
然後,在從時間點T16到時間點T17之間,夾鉗臂17的角速度係持續成為零。因此,在時間點T17,判定部182係判定為解除夾持狀態。因此,可抑制在夾鉗臂17的衰減振動中判定為解除夾持狀態。亦即,即使在夾鉗臂17產生衰減振動時,亦可確實且容易地判定完全的解除夾持狀態。藉此,可抑制輸出部128對於解除夾持燈120的輸出信號顫動而使得解除夾持燈120閃爍。
於本實施形態中,例如,在因為夾鉗裝置10C的經年劣化而在轉動軸82等產生鬆動時,夾持共振阻抗Za0會變小且解除夾持共振阻抗Zb0會變大(參照第16A圖及第16B圖)。再者,在第16A圖及第16B圖中,係以二點鏈線來表示未在轉動軸82等產生鬆動之狀態的曲線,以實線來表示已在轉動軸82等產生鬆動之狀態的曲線。
在以此種夾鉗裝置10C夾持工件時,如第16A圖所示,檢測共振阻抗Z1係,在時間點T2a到達解除夾持臨限值Zb,在時間點T3a到達夾持臨限值Za,在時間點T4a到達夾持共振阻抗Za0(位於夾持容許範內)
此外,在時間點T4a中,夾鉗臂17係接觸於工件,且以速度算出部125所算出之夾鉗臂17的角速度成
為零。然後,在從時間點T4a到時間點T5a之間,夾鉗臂17的角速度會持續成為零。因此,在時間點T5a中,判定部182係判定為夾持狀態,且輸出部128係在維持為使解除夾持燈120熄燈的狀態下就此使夾持燈122亮燈(使夾持燈122導通(ON))。
另一方面,解除夾持工件時,如第16B圖所示,檢測共振阻抗Z1係在時間點T12a到達夾持臨限值Za,在時間點T13a到達解除夾持臨限值Zb,在時間點T14a到達解除夾持共振阻抗Zb0(位於解除夾持容許範圍)
此外,在時間點T14a中,活塞26係接觸於阻尼器44,且以速度算出部125所算出之夾鉗臂17的角速度成為零。然後,在從時間點T14a到時間點T15a之間,夾鉗臂17的角速度會持續成為零。因此,在時間點T15a中,判定部182係判定為解除夾持狀態,且輸出部128係在維持為使夾持燈122熄燈的狀態下就此使解除夾持燈120亮燈(使解除夾持燈120導通)。
如此,在本實施形態中,即使在轉動軸82等產生鬆動時,不需進行夾持臨限值Za及解除夾持臨限值Zb的再設定就可確實且容易地判定完全的夾持狀態及完全的解除夾持狀態。
根據本實施形態,速度算出部125係將近接感測器102的輸出信號(檢測共振阻抗Z1)恆常進行微分(使用差分),藉此算出夾鉗臂17的角速度。因此,即使不設置用以算出夾鉗臂17之角速度之新的感測器,也能夠容
易地取得該角速度。
於本實施形態中,判定部182亦可於當檢測共振阻抗Z1係在夾持容許範圍內,且夾鉗臂17的角速度為零時判定為夾持狀態。此時,由於可在夾鉗臂17的角速度成為零的時間點判定為夾持狀態,因此,可縮短到判定為止所需要的時間。
此外,判定部182亦可於當檢測共振阻抗Z1係在解除夾持容許範圍內,且夾鉗臂17的角速度為零時判定為解除夾持狀態。此時,由於可在夾鉗臂17的角速度成為零的時間點判定為解除夾持狀態,因此,可縮短到判定為止所需要的時間。
於本實施形態中,判定部182亦可於當檢測共振阻抗Z1係在夾持容許範圍內,且夾鉗臂17的角速度為零(或持續預定時間為零)時判定為夾持狀態。而且,判定部182亦可於當檢測共振阻抗Z1係在解除夾持容許範圍內,且夾鉗臂17的角速度為零(或持續預定時間為零)時判定為解除夾持狀態。再者,夾鉗臂17的角速度亦可藉由速度算出部125將檢測共振阻抗Z1恆常進行2次微分(使用差分)而算出。即使在此種情況,亦可達成與使用角速度時同樣的作用效果。
夾鉗裝置10A至10C並不限定於上述構成。例如,夾鉗裝置10A至10C亦可具備第1變形例的凸輪部190a,該凸輪部190a係構成為圓弧狀的板而在外周面具有凸輪面192a(參照第17A圖)。此時,凸輪部190a可藉由
例如未圖示的螺釘構件而固定於轉動軸82。
此外,夾鉗裝置10A至10C亦可具備第2變形例的凸輪部190b,該凸輪部190b係構成為偏心凸輪而在外周面具有凸輪面192b(參照第17B圖)。另外,夾鉗裝置10A至10C還可具備第4變形例的凸輪部190c,該凸輪部190c係形成為剖面橢圓形而在外周面具有凸輪面192c(參照第17C圖)。凸輪部190a至190c當然可藉由鐵等之會產生渦電流損失的金屬材料所構成。如此,即使在採用第1至第3變形例之凸輪部190a至190c時,亦可達成上述之作用效果。
夾鉗裝置10A、10B亦可具備夾鉗裝置10C的凸輪部170來取代凸輪部98。此外,夾鉗裝置10C亦可具備凸輪部98來取代凸輪部170。即使在這些情況,亦可達成上述之作用效果。
在夾鉗裝置10A至10C中,亦可藉由更換為比缸管22的全長更長或更短的缸管,以變更活塞26的行程長度而調整夾鉗臂17的轉動角度範圍。此外,驅動部例如亦可以電動馬達構成。
本發明之夾鉗裝置不限於上述實施形態,當然可在不脫離本發明之要旨的情況下採用各種構成。
10A‧‧‧夾鉗裝置
12‧‧‧驅動部
14‧‧‧夾鉗主體
16‧‧‧連桿機構
17‧‧‧夾鉗臂
18‧‧‧檢測部
20‧‧‧控制單元
22‧‧‧缸管
24‧‧‧端塊
26‧‧‧活塞
28‧‧‧桿蓋
30‧‧‧活塞桿
32‧‧‧第1缸室
34‧‧‧第1通口
36‧‧‧第2缸室
38‧‧‧第2通口
40‧‧‧緊固螺栓
42‧‧‧調整螺栓(轉動角度範圍調整機構)
44‧‧‧阻尼器
46‧‧‧鎖固螺帽
48‧‧‧活塞墊圈
50‧‧‧桿孔
52‧‧‧墊圈
54‧‧‧防塵密封
56‧‧‧支架
62‧‧‧關節接頭
64‧‧‧溝槽部
66‧‧‧關節銷
68‧‧‧第1連桿部
70‧‧‧第1銷
72‧‧‧第2連桿部
74‧‧‧第2銷
76‧‧‧支撐搖桿
82‧‧‧轉動軸
88‧‧‧導引滾輪
92‧‧‧銷部
94‧‧‧轉動體
96‧‧‧作用面
98‧‧‧凸輪部
100‧‧‧凸輪面
102‧‧‧近接感測器
110‧‧‧框體
114‧‧‧連接器
L1‧‧‧線段
L2‧‧‧切線
α‧‧‧接觸角度
Claims (17)
- 一種夾鉗裝置(10A至10C),係藉由轉動的夾鉗臂(17)而夾持工件,該夾鉗裝置(10A至10C)係具有:夾鉗主體(14);驅動部(12),係設於前述夾鉗主體(14);轉動軸(82),係在前述驅動部(12)的作用下與前述夾鉗臂(17)一體地轉動;及檢測部(18、140、168),係檢測前述夾鉗臂(17)之轉動位置;前述檢測部(18、140、168)係具有:凸輪部(98、170、190a至190c),係設於前述轉動軸(82)並包含預定的凸輪面(100、172、192a至192c),且形成為使從該轉動軸(82)的中心到前述凸輪面(100、172、192a至192c)之半徑方向的距離沿著周方向變化;及凸輪面用近接感測器(102),係檢測隨著前述轉動軸(82)的轉動而移位之前述凸輪面(100、172、192a至192c)的位置。
- 如申請專利範圍第1項所述之夾鉗裝置(10A至10C),更具有:判定部(124、160、182),係依據前述凸輪面用近接感測器(102)的輸出信號與預定的夾持臨限值(Za)的比較,而判定是否為夾持狀態,並且,依據前述凸輪面用近接感測器(102)的輸出信號與預定的解除夾持臨限值 (Zb)的比較,而判定是否為解除夾持狀態。
- 如申請專利範圍第1項所述之夾鉗裝置(10A至10C),更具有:轉動角度範圍調整機構(42),係用以調整前述夾鉗臂(17)的轉動角度範圍。
- 如申請專利範圍第1項所述之夾鉗裝置(10A至10C),其中,前述凸輪部(98、170、190a至190c)係以金屬材料構成,前述凸輪面用近接感測器(102)係感應型近接感測器。
- 如申請專利範圍第1項所述之夾鉗裝置(10A至10C),其中,前述凸輪面用近接感測器(102)係配設於包含金屬材料而構成之前述夾鉗主體(14)內。
- 如申請專利範圍第2項所述之夾鉗裝置(10A至10C),更具有:夾持燈(122),係以可從外部辨識之方式配設,且在以前述判定部(124、160、182)判定為前述夾持狀態時亮燈;及解除夾持燈(120),係以可從外部辨識之方式配設,且在以前述判定部(124、160、182)判定為前述解除夾持狀態時亮燈。
- 如申請專利範圍第2項所述之夾鉗裝置(10A至10C),更具有:設定用操作部(112),係可供使用者操作;及臨限值設定部(126、162、178),係依據前述設定用 操作部(112)被施以第1操作時之前述凸輪面用近接感測器(102)的輸出信號而設定前述夾持臨限值(Za),並且依據前述設定用操作部(112)被施以第2操作時之前述凸輪面用近接感測器(102)的輸出信號而設定前述解除夾持臨限值(Zb)。
- 如申請專利範圍第7項所述之夾鉗裝置(10B),前述驅動部(12)係具有:缸管(22);活塞(26),係在流體壓力的作用下沿著軸線方向於前述缸管(22)內往復運動;及活塞桿(30),係連結於前述活塞(26);在前述活塞桿(30)設有將前述活塞(26)的往復運動轉換為前述轉動軸(82)的轉動動作之連桿機構(16);前述檢測部(140)更具有:檢測體(142),係與前述活塞桿(30)一起進行行程移位;及檢測體用近接感測器(144),係檢測前述夾持狀態中之前述檢測體(142)的位置;前述判定部(160)在判定為前述夾持狀態時,係依據前述檢測體用近接感測器(144)的輸出信號與預定的夾持力產生臨限值(Zc)的比較,而判定是否為夾持力產生狀態。
- 如申請專利範圍第8項所述之夾鉗裝置(10B),其中,在前述檢測體(142)中之與前述檢測體用近接感測 器(144)相對向的部位,係形成有相對於前述活塞桿(30)的軸線傾斜之檢測面(146);前述臨限值設定部(162)係依據在前述設定用操作部(112)被施以第3操作時之前述檢測體用近接感測器(144)的輸出信號而設定前述夾持力產生臨限值(Zc)。
- 如申請專利範圍第8項所述之夾鉗裝置(10B),更具有:夾持力產生燈(156),係以可從外部辨識之方式配設,且在以前述判定部(160)判定為前述夾持力產生狀態時亮燈。
- 如申請專利範圍第1項所述之夾鉗裝置(10A至10C),更具有:速度算出部(125),係依據前述凸輪面用近接感測器(102)的輸出信號而算出前述夾鉗臂(17)之角速度;及速度判定部(127),係判定以前述速度算出部(125)所算出的前述角速度是否為預定的速度臨限值以下。
- 如申請專利範圍第11項所述之夾鉗裝置(10A至10C),更具有:速度燈(123),係以可從外部辨識之方式配設,且在以前述速度判定部(127)判定前述角速度超過前述速度臨限值時亮燈。
- 如申請專利範圍第2項所述之夾鉗裝置(10C),其中,前述判定部(182)係在前述凸輪面用近接感測器(102)的輸出信號在藉由前述夾持臨限值(Za)而決定的夾持容許範圍內,且前述夾鉗臂(17)的角速度或角加速 度為零時,判定為前述夾持狀態。
- 如申請專利範圍第2項所述之夾鉗裝置(10C),其中,前述判定部(182)係在前述凸輪面用近接感測器(102)的輸出信號在藉由前述夾持臨限值(Za)而決定的夾持容許範圍內,且前述夾鉗臂(17)的角速度或角加速度持續預定時間為零時,判定為前述夾持狀態。
- 如申請專利範圍第13項所述之夾鉗裝置(10C),其中,前述判定部(182)係在前述凸輪面用近接感測器(102)的輸出信號在藉由前述解除夾持臨限值(Zb)而決定的解除夾持容許範圍內,且前述角速度或前述角加速度為零時,判定為前述解除夾持狀態。
- 如申請專利範圍第14項所述之夾鉗裝置(10C),其中,前述判定部(182)係在前述凸輪面用近接感測器(102)的輸出信號在藉由前述解除夾持臨限值(Zb)而決定的解除夾持容許範圍內,且前述角速度或前述角加速度持續預定時間為零時,判定為前述解除夾持狀態。
- 如申請專利範圍第13至16項中任一項所述之夾鉗裝置(10C),更具有:速度算出部(125),係依據前述凸輪面用近接感測器(102)的輸出信號而算出前述角速度或前述角加速度。
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