(57)【要約】【課題】アンクランプフィードバックユニットを提供する。【解決手段】本開示は概して自動製造ラインの装置をクランプまたは保持するためのアンクランプ感知フィードバック装置に関し、より具体的にはリンククランプ組立体に関する。さらに、本開示は、リンククランプシリンダの完全アンクランプ状態を感知するためにフィードバックを行う方法も提供する。【選択図】図４
2014121783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
枢動ピン（８）と、ばね荷重ピストン（７）と、空気圧入力ユニット（４）とを含むアンクランプフィードバックユニット（３）であって、
前記アンクランプフィードバックユニット（３）内に構成された前記ばね荷重ピストン（７）が、作動すると、プレート（９）と接触しかつ押圧し、それにより前記空気圧入力ユニット（４）内に構成された空気圧チェックラインを遮断し、前記空気圧チェックラインに入る空気流を防止する、
アンクランプフィードバックユニット（３）。
【請求項２】
センサが前記空気圧入力ユニット（４）から入力を受け取り、リンククランプシリンダ（６）の完全アンクランプ状態を示す前記空気圧チェックライン中の前記空気流の状態を検出するとフィードバック信号を送るように構成される、請求項１に記載のアンクランプフィードバックユニット（３）。
【請求項３】
前記空気圧入力ユニット（４）内に構成された前記センサが空気センサまたは空気圧センサである、請求項２に記載のアンクランプフィードバックユニット（３）。
【請求項４】
リンククランプシリンダ（６）であって、前記リンククランプシリンダ（６）の中心付近のピストン（１０）を含み、クランプレバー（２）が前記クランプレバー（２）の枢動端部で前記リンククランプシリンダ（６）の前記ピストン（１０）に接続されているリンククランプシリンダ（６）、
を含むリンククランプ組立体（１）において、
所定の形状の少なくとも１つのブラケット（５）が前記リンククランプシリンダ（６）に取り付けられ、
プレート（９）が前記少なくとも１つのブラケット（５）の下に接続され、
フィードバックユニット（３）が、枢動ピン（８）と、ばね荷重ピストン（７）と、空気圧入力ユニット（４）とからなり、前記フィードバックユニット（３）内に構成された前記ばね荷重ピストン（７）は、作動すると、前記プレート（９）と接触しかつ押圧し、それにより前記空気圧入力ユニット（４）内に構成された空気圧チェックラインを遮断し、前記空気圧チェックラインに入る空気流を防止する、
ことを特徴とする、リンククランプ組立体（１）。
【請求項５】
前記少なくとも１つのブラケット（５）が略平坦なベース部（５ａ）を備えて構成される、請求項４に記載のリンククランプ組立体（１）。
【請求項６】
前記少なくとも１つのブラケット（５）が、前記ベース部（５ａ）から垂直に延びる方向決め要素（５ｂ）を備えて構成される、請求項４に記載のリンククランプ組立体（１）。
【請求項７】
前記少なくとも１つのブラケット（５）が、前記少なくとも１つのブラケット（５）を前記リンククランプシリンダ（６）に取り付けるための、前記ベース部（５ａ）の下に延びる取付要素（５ｃ）を備えて構成される、請求項４に記載のリンククランプ組立体（１）。
【請求項８】
前記クランプレバー（２）が前記枢動ピン（８）に対して枢動され、前記枢動ピン（８）が前記フィードバックユニット（３）に固定される、請求項４に記載のリンククランプ組立体（１）。
【請求項９】
前記プレート（９）が、略平面（９ａ）を備えて構成され、前記プレート（９）の少なくとも１つの側面（９ｂ）が前記略平面（９ａ）に対して垂直である、請求項４に記載のリンククランプ組立体（１）。
【請求項１０】
リンククランプ組立体（１）を組み立てる方法であって、
リンククランプシリンダ（６）の中心付近に位置付けられたピストン（１０）にクランプレバー（２）を接続することと、
少なくとも１つのブラケット（５）を前記リンククランプシリンダ（６）に取り付けることと、
プレート（９）を前記少なくとも１つのブラケット（５）の下に接続することと、
枢動ピン（８）と、ばね荷重ピストン（７）と、空気圧入力ユニット（４）とからなるフィードバックユニット（３）を接続し、前記枢動ピン（８）が前記クランプレバー（２）に対して枢動されることと、を含み、
前記ばね荷重ピストン（７）と前記空気圧入力ユニット（４）は、前記フィードバックユニット（３）内に構成された前記ばね荷重ピストン（７）が、作動すると、前記プレート（９）と接触しかつ押圧し、それにより前記空気圧入力ユニット（４）内に構成された空気圧チェックラインを遮断し、前記空気圧チェックラインに入る空気流を防止するように構成される、方法。
【請求項１１】
センサが前記空気圧入力ユニット（４）の前記空気圧チェックライン内の前記空気流の圧力の変化を検出し、ポジティブなフィードバック信号を機械安全ロジックに送り、前記リンククランプシリンダ（６）の完全アンクランプ状態を示す、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、空気圧式フィードバックシステムに関する。より具体的には、自動製造ラインで使用されるリンククランプシリンダの完全なアンクランプ状態を感知するためのアンクランプ感知フィードバックシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生産および製造産業において、自動流れラインの統合、または生産／製造に関与する工程の自動化は、向上した製品品質、高い反復性、高い位置決め精度および操作時間短縮のため、重要になりつつある。また自動化は、連続的な人間の関与の必要性を著しく減らす一方で、負荷能力、速度、および安全性を上げる。機械安全ロジックが、工作物のクランプおよびアンクランプを含む特定の作業を実行するように自動化を制御する。
【０００３】
工作物のクランプおよびアンクランプの方法の１つは、リンククランプシリンダなどのクランプ装置を使用して実行される。これは、リンククランプシリンダは、クランプおよびアンクランプ動作の間、クランプレバーの旋回動作がないので、最小の空間要件を必要とするからである。これらリンククランプシリンダは、クランプおよびアンクランプ動作を促進するためにリンククランプ組立体に適切に連結された油圧式または空圧式で作動されるピストンの移動によって操作される。リンククランプシリンダは、工作物を保持することができる自動システムの必要とされる位置に配置される。その結果、自動システムの他の構成要素はそれらのプリセットされた機能を工作物に実行することができる。作業終了後、工作物はリンククランプシリンダによってアンクランプされる。従って、アンクランプの感知は自動化において重要になる。工作物が適切にアンクランプされない場合、確実にクランプもアンクランプもされておらず作業現場および作業員に深刻な事故を引き起こす恐れのある工作物を自動化システムが移動し得るからである。従ってフィードバック装置のない自動化システムは欠点を有し、顕著なものは脆弱性であり、それにより自動化システムは、作業中深刻な結果または事故につながり得るエラーまたは間違いをより生じやすくなる。
【０００４】
例えば、ガントリーシステムが、生産業の作業現場において重い工作物を掴み取って位置付けるために使用される。ガントリーシステムは、掴み取って位置付けられるべき工作物を保持するための、ガイドウェイに適切に取り付けられた固定具と、固定具の移動を制御する機械安全ロジックとから構成される。機械安全ロジックはまず、固定具が工作物をクランプするように適切に信号を送る。工作物をクランプした後、次に工作物は所定の速度で所定の位置に送られる。ガントリーシステムの制御器が機械安全ロジックに適切に信号を送ることにより固定具は工作物をアンクランプする。アンクランプが適切に実行されない場合、ガントリーシステムは工作物を移動させ、深刻な事故を作業現場に引き起こす恐れがある。従って自動化システムの安全性は、いずれの自動化システムを建設する間においても、考慮されるべき重要な側面であり、従って、自動化で使用されるリンククランプシリンダにおけるアンクランプ感知機構の必要性が存在する。自動化における安全性とは、作業員、固定具およびロボット／ガントリーローダの安全性のことを言う。
【０００５】
さらに、既存のリンククランプシリンダでは、アンクランプフィードバックユニットは一般的にリンククランプシリンダの底部から設けられる。ベース型の固定具の利用において、この底部の空気圧式フィードバックユニットの使用は、高さおよび重量制限のため実現可能でない。リンククランプシリンダの底部のアンクランプ感知フィードバックユニットはシリンダの高さを増し、この高さの増加は作業中、切削工具の移動を妨害する。リンククランプシリンダの高さの増加を補うため、切削工具の長さは増加されなければならず、これは望ましくない。また、リンククランプシリンダの底部にアンクランプフィードバックユニットを設置することは費用がかかる。および追加のフィードバックユニットのために構成要素全体の重量が増加し、これは望ましくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の考察を踏まえると、経済的なアンクランプ感知フィードバックユニットを開発すること、および同時に上記の限界を克服することが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示を通して、従来技術の限界は克服され、追加の利点が提供される。本開示の技術を通して、追加の特徴および利点が実現される。本開示の他の実施形態および態様が本明細書に詳細に記載され、それらは特許請求される開示の一部と考えられる。
【０００８】
本開示の実施形態において、リンククランプシリンダのアンクランプを検出するリンククランプ組立体が開示される。リンククランプ組立体は、リンククランプシリンダの中心付近のピストンを含む。枢動ピンによって枢動されるクランプレバーがリンククランプシリンダのピストンに接続される。リンククランプシリンダのクランプレバーに接続された枢動ピンがフィードバックユニットに固定される。さらに、少なくとも１つのブラケットがリンククランプシリンダに取り付けられる。プレートが、少なくとも１つのブラケットとリンククランプシリンダの表面との間にあるように少なくとも１つのブラケットの下に取り付けられる。さらにフィードバックユニットはリンククランプ組立体内に構成され、枢動ピンと、ばね荷重ピストンと、空気圧入力ユニットとを含む。センサが機械安全ロジックの中に構成され、完全にアンクランプな状態を示すリンククランプシリンダの空気圧チェックライン中の空気流の状態を検出するとフィードバック信号を送る。
【０００９】
一実施形態では、少なくとも１つのブラケットが、実質的に平らな基部、方向決め要素および取付要素を備えて構成される。少なくとも１つのブラケットの方向決め要素は、少なくとも１つのブラケットの平らな基部から垂直に延びる。少なくとも１つのブラケットの取付要素は、少なくとも１つのブラケットをリンククランプシリンダに取り付けるために基部の下に延びる。さらにプレートが少なくとも１つのブラケットに固定され、プレートは実質的な平面で構成され、プレートの少なくとも１つの側面は実質的な平面に対して垂直である。
【００１０】
リンククランプシリンダのアンクランプ状態を検出するためのリンククランプ組立体の組立て方法が、本開示の実施形態として開示される。本方法は、クランプレバーをリンククランプシリンダの中心付近に位置付けられたピストンに接続する行為と、少なくとも１つのブラケットをリンククランプシリンダに取り付ける行為とを含む。さらに本方法は、プレートを、リンククランプシリンダの表面と少なくとも１つのブラケットとの間にあるように少なくとも１つのブラケットの下に取り付ける行為を含む。さらに、枢動ピンと、ばね荷重ピストンと、空気圧入力ユニットとを含むフィードバックユニットが、リンククランプシリンダのクランプレバーに接続される。フィードバックユニットはフィードバックユニットの枢動ピンをクランプレバーに対して枢動させることによってクランプレバーに接続される。リンククランプシリンダのピストンが作動すると、クランプレバーが下がり、それにより、フィードバックユニットのばね荷重ピストンがブラケットの下に取り付けられたプレートと接触するまでクランプレバーがフィードバックユニットを下げる。フィードバックユニットのばね荷重ピストンと空気圧入力ユニットは、ばね荷重ピストンが作動すると空気圧入力ユニットの空気圧チェックラインの遮断が起きるように構成される。
【００１１】
一実施形態において、センサが、空気圧チェックラインに入る空気流の圧力の変化を検出すると、リンククランプシリンダの完全アンクランプ状態を示すフィードバック信号を送る。
【００１２】
前述の概要は単に例示であり、決して限定を意図しない。上に記載した例示的な態様、実施形態および特徴に加え、さらなる態様、実施形態および特徴が、図面および以下の詳細な記載を参照することによって明らかになろう。
【００１３】
本開示の新規な特徴および特性は添付の請求項に記載される。しかしながら本開示自体の実施形態ならびに好ましい使用モード、そのさらなる目的および有利性は、添付の図面と併せて読まれるとき、以下の例示的実施形態の詳細な記載を参照することにより最もよく理解される。以下に１つまたは複数の実施形態を単なる例として、添付図面を参照して記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示によるリンククランプ組立体の斜視図を示す。
【図２】本開示によるリンククランプ組立体の前面図を示す。
【図３】本開示によるリンククランプ組立体の別の斜視図を示す。
【図４】本開示による、クランプ状態にある、リンククランプシリンダを備えた組み立てられたリンククランプ組立体の側面図を示す。
【図５】本開示による、アンクランプ状態にある、リンククランプシリンダを備えた組み立てられたリンククランプ組立体の側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面は単に例証を目的として本開示の実施形態を示す。当業者であれば、本明細書に示される構造および方法の代替実施形態が、本明細書に記載される開示の原理から逸脱することなく採用されてもよいことを以下の記載から容易に認識するであろう。
【００１６】
以下の詳細な説明において、本明細書の一部を成す添付図面を参照する。図面中、別段の指示のない限り、類似の符号は一般に類似の構成要素を特定する。詳細な記載、図面および請求項で記載する例示的な実施形態は、限定を意味しない。本明細書に提示された主題の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用してもよく、また他の変更がなされてもよい。本明細書で概ね記載されかつ図面に示されるような本開示の態様は、幅広い様々な異なる構成において構成、置換え、組合せ、および設計可能であり、その全ては明示的に検討されかつ本開示の一部を成すことは容易に理解されよう。
【００１７】
図１は本開示の一実施形態によるリンククランプ組立体（１）の斜視図を示す。リンククランプ組立体（１）は少なくとも１つのブラケット（５）、少なくとも１つのブラケット（５）の下に取り付けられたプレート（９）、およびフィードバックユニット（３）を含む。少なくとも１つのブラケット（５）は、実質的に平らなベース部（５ａ）と、平らなベース部（５ａ）から実質的に垂直に延びる方向決め要素（５ｂ）とを備えて構成される。少なくとも１つのブラケット（５）のベース部（５ａ）は、少なくとも１つのブラケット（５）をリンククランプシリンダ（６）に容易に取り付けるための取付要素（５ｃ）を備えて構成される（図２に最もよく示される）。フィードバックユニット（３）は枢動ピン（８）と、ばね荷重ピストン（７）と、２バール圧で空気キャッチセンサユニットに接続された空気圧入力ユニット（４）（図３により明確に示される）とを含む。枢動ピン（８）はリンククランプシリンダ（６）の上面に対して水平にまたは実質的に水平に配置される。ばね荷重ピストン（７）は枢動ピン（８）と実質的に垂直に整列される。ばね荷重ピストン（７）は、リンククランプシリンダ（６）のクランプレバー（２）がアンクランプする間（図５に示される）、ばね荷重ピストン（７）の一端がプレート（９）と接触して空気圧入力ユニット（４）の空気圧チェックラインを遮断するような方法で構成される。
【００１８】
図２は本開示の一実施形態によるリンククランプ組立体（１）の前面図を示す。ばね荷重ピストン（７）、枢動ピン（８）および空気圧入力ユニット（４）は、（図５に示されるように）フィードバックユニット（３）がクランプレバー（２）によって作動されるとき、ばね荷重ピストン（７）がプレート（９）と接触し、内側に圧縮または押圧し、それにより空気圧入力ユニット（４）の空気圧チェックラインを遮断するようにフィードバックユニット（３）内に構成される。プレート（９）はリンククランプシリンダ（６）の上面の上の、ブラケットの平らなベース部（５ａ）の下の所定の距離のところに配置される。その端部の一方がフィードバックユニット（３）に固定される枢動ピン（８）は、リンククランプシリンダ（６）の上面とともに水平に延び、クランプレバー（２）の枢動を可能にする。少なくとも１つのブラケット（５）の方向決め要素（５ｂ）は、クランプレバー（２）が自由に揺動して少なくとも１つのブラケット（５）の方向決め要素（５ｂ）間の間隙に入ることを促すように所定の距離をもって配置される。
【００１９】
図３は本開示の一実施形態によるリンククランプ組立体（１）の斜視図を示す。プレート（９）は少なくとも１つのブラケット（５）の実質的に平らなベース部（５ａ）に固定されている。ばね荷重ピストン（７）が圧縮されると空気圧入力ユニット（４）の空気圧チェックラインを遮断し、それによって空気キャッチセンサに続くライン中で増大する圧力を変化させ、増大圧力を空気圧入力ユニット（４）に送り込むように、空気圧入力ユニット（４）をフィードバックユニット（３）に配置する。
【００２０】
図４は、本開示の一実施形態による、クランプ状態にあるリンククランプシリンダ（６）に組み付けられたリンククランプ組立体（１）の側面図を示す。リンククランプ組立体（１）は、その枢動端部でピストン（１０）に接続されるクランプレバー（２）を含む。少なくとも１つのブラケット（５）は少なくとも１つのブラケット（５）の取付要素（５ｃ）を取り付けることによってリンククランプシリンダ（６）に取り付けられ、プレート（９）は少なくとも１つのブラケット（５）の実質的に平らなベース部（５ｂ）に取り付けられる。クランプレバー（２）は枢動ピン（８）に対して枢動され、枢動ピン（８）はフィードバックユニット（３）内に構成される。
【００２１】
さらに、リンククランプ組立体のクランプ状態は、リンククランプシリンダ（６）のピストン（１０）のストローク長さの最上位置または上死点位置として定義される。クランプ状態では、ピストン（１０）の移動はなく、ピストン（１０）は上死点にあり、それによりピストン（１０）に接続されているクランプレバー（２）は最上位置またはクランプ位置にある。フィードバックユニット（３）に固定された枢動ピン（８）はクランプレバー（２）に対して枢動されるので、フィードバックユニット（３）は同じく最上位置にあり、ばね荷重ピストン（７）は圧縮されない。従ってクランプ状態は、フィードバックユニット（３）のばね荷重ピストン（７）の圧縮がないので、非荷重状態とも呼ばれる。
【００２２】
図５は、本開示の一実施形態による、完全アンクランプ状態にあるリンククランプシリンダ（６）に組み付けられたリンククランプ組立体（１）の側面図を示す。リンククランプシリンダ（６）の完全アンクランプ状態は、リンククランプシリンダ（６）のピストン（１０）のストローク長さの最下位置または下死点位置として定義される。アンクランプする間、ピストン（１０）は油圧式または空圧式で作動され、それによりピストン（１０）は上死点位置から下降する。枢動端部がピストン（１０）に接続されているクランプレバー（２）も下降し、それによりクランプレバー（２）を枢軸上で揺動させる。フィードバックユニット（３）内に構成されかつクランプレバー（２）に対して枢動される枢動ピン（８）も下降し、それによりフィードバックユニット（３）を作動させる。ピストン（１０）がストローク端に到達すると、フィードバックユニット（３）のばね荷重ピストン（７）はプレート（９）と接触し圧縮される。圧縮されたばね荷重ピストン（７）は後退し、空気圧入力ユニット（４）の空気圧チェックラインを遮断し、これにより空気圧チェックラインに入る空気流の圧力の変化が生じる。空気流の圧力の変化は、リンククランプ組立体の近くに配置されたセンサによって検出され、センサがリンククランプシリンダ（６）の完全アンクランプ状態を示すためにフィードバック信号を機械安全ロジックに送る。センサによって機械安全ロジックに送られるフィードバック信号は、ポジティブなフィードバック信号またはネガティブなフィードバック信号であり得る。空気圧チェックラインに入る空気流の圧力の変化を検出するために使用されるセンサは、空気センサまたは空気圧センサである。
【００２３】
様々な態様および実施形態を本明細書に開示したが、他の態様および実施形態が当業者に明らかになるであろう。本明細書に開示した様々な態様および実施形態は例証を目的とし、限定することを意図せず、真の範囲および趣旨は以下の請求項によって示される。
【符号の説明】
【００２４】
１  リンククランプ組立体
２  クランプレバー
３  フィードバックユニット
４  空気圧入力ユニット
５  ブラケット
５ａ  ブラケットの平らなベース部
５ｂ  ブラケットの方向決め要素
５ｃ  ブラケットの取付要素
６  リンククランプシリンダ
７  ばね荷重ピストン
８  レバーの枢動ピン
９  プレート
１０  ピストン
【図１】
2014121783.tif 000003
【図２】
2014121783.tif 000004
【図３】
2014121783.tif 000005
【図４】
2014121783.tif 000006
【図５】
2014121783.tif 000007