CN112514552B - 致动器的感测装置以及致动器的控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种致动器的感测装置，其是应用于致动器的感测装置，所述致动器具备轴，所述轴能够沿轴向移动，且至少在所述轴的前端部侧具有通过使所述轴的内部成为中空而形成的中空部，所述致动器通过在所述中空部产生负压而使工件吸附于该轴的前端部，并将该工件拾起。该感测装置具备：流量传感器，其设置于空气通路的中途，且对在该空气通路流动的空气的流量进行检测，所述空气通路是在使中空部为负压时供从该中空部吸出的空气流通的通路；以及压力传感器，其设置于空气通路的中途，且对该空气通路内的压力进行检测。

Description

致动器的感测装置以及致动器的控制系统

技术领域

本发明涉及致动器的感测装置以及致动器的控制系统。

背景技术

作为进行工件的拾起和放置的致动器，已知有如下致动器：在使中空的轴的前端部与工件接触的状态下，通过使轴内为负压，而使工件吸附在轴的前端部(例如，参照专利文献1。)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－164347号公报

发明内容

发明要解决的课题

在利用上述以往技术那样的致动器来拾起工件的情况下，若没有将工件适当吸附在轴的前端部，则有可能产生在使工件从拾起位置向放置位置移动的中途使该工件落下等不良状况。因而，在进行工件的拾起的情况下，需要判定是否将工件适当吸附在了轴的前端部。

在此，作为判定是否将工件适当吸附在了轴的前端部的方法，考虑如下方法：将检测轴内的压力的压力传感器安装于致动器，基于开始吸引轴内的空气后的压力传感器的检测值，来判定工件是否吸附在了轴的前端部。

然而，在进行比较的小型的工件的拾起的情况下，有可能在轴的前端部装配口径比较小的吸附嘴。在那样的情况下，在吸附嘴吸附有工件的状态与没有吸附的状态下的轴内的压力差容易变小，因此有可能难以精度良好地判定是否将工件适当吸附在了吸附嘴。

本发明是鉴于上述那样的实际情况而完成的，其目的在于，提供在适宜进行多种大量的工件的吸附判定方面有效的技术。

用于解决课题的方案

本申请提供一种致动器的感测装置，其是应用于致动器的感测装置，所述致动器具备轴，所述轴能够沿轴向移动，且至少在所述轴的前端部侧具有通过使所述轴的内部成为中空而形成的中空部，所述致动器通过在所述中空部产生负压而使工件吸附于该轴的前端部，并将该工件拾起。该感测装置具备：流量传感器，其设置于空气通路的中途，且对在该空气通路流动的空气的流量进行检测，所述空气通路是在使所述轴的所述中空部为负压时供从该中空部吸出的空气流通的通路；以及压力传感器，其设置于所述空气通路的中途，且对该空气通路内的压力进行检测。

发明效果

根据本发明，能够提供在适宜进行多种大量的工件的吸附判定方面有效的技术。

附图说明

图1是实施方式的致动器的外观图。

图2是示出实施方式的致动器的内部构造的概要结构图。

图3是示出实施方式的轴外壳和轴的前端部的概要结构的剖视图。

图4是示出在变形例中进行工件W的拾起时的致动器的动作的流程图。

具体实施方式

在应用本发明的感测装置的致动器中，轴能够沿轴向移动。另外，在轴的前端部通过使其内部成为中空而形成有中空部。在中空部连通有空气通路，通过将该中空部的空气经由所述空气通路吸出，能够在轴的前端部产生负压。根据这样的致动器，通过在使轴的前端部与工件接触的状态下在该前端部产生负压，能够使工件吸附于该前端部。并且，若在使工件吸附于轴的前端部的状态下使该轴向轴向上侧移动，则能够进行工件的拾起。

另外，在上述空气通路的中途配置有感测装置，该感测装置包括对在该空气通路内流动的空气的流量进行检测的流量传感器以及对在该空气通路内的压力进行检测的压力传感器。根据这样的感测装置，在进行工件的拾起时，能够利用由流量传感器检测出的流量和/或由压力传感器检测出的压力来进行是否将工件适当吸附在了轴前端部的判定(吸附判定)。

当在工件接触于轴的前端部的状态下吸出中空部的空气时，由于中空部的空气量逐渐减少，因此中空部的压力逐渐降低(中空部的负压程度逐渐增加)，最终中空部成为接近真空的状态。在这样的过程中，在中空部成为接近真空的状态前的阶段，若中空部的压力降低到能够将工件吸附于轴的前端部的程度，则也能够在将工件吸附于轴的前端部的状态下将该工件拾起。换句话说，若能够检测出中空部的压力降低到能够将工件吸附于轴的前端部的程度，则能够在中空部成为接近真空的状态前进行工件的拾起，能够实现生产间隔时间的缩短。于是，考虑如下方法：在空气通路仅安装压力传感器，并将由压力传感器检测出的压力为规定压力以下作为条件来判定为将工件吸附在了轴的前端部。在此所说的规定压力是若空气通路内的压力为该规定压力以下则能够判定为在轴的前端部产生了能够吸附工件的负压的压力，例如是从能够将工件吸附于轴的前端部的压力的最大值减去规定的余量而得到的压力。

然而，在拾起比较小型的工件的情况下等，有可能在轴的前端部装配口径比较小的吸附嘴。在该情况下，在吸附嘴吸附有工件的状态(吸附嘴被闭塞的状态)与在吸附嘴没有吸附工件的状态(吸附嘴被开放的状态)下的空气通路内的压力差容易变小。与此相伴地，上述规定压力成为与在吸附嘴没有吸附工件的状态下的空气通路内的压力接近的压力。另外，存在由压力传感器检测出的压力包含误差、公差等的情况。因而，在轴的前端部装配口径比较小的吸附嘴的情况下，有可能难以通过对由压力传感器检测出的压力与上述规定压力进行比较的方法进行精度良好的吸附判定。对此，也考虑如下方法：设定作为比上述规定压力充分低的压力(负压程度充分大的压力)的判定用压力，以由压力传感器检测出的压力降低到该判定用压力以下为条件，来判定为将工件吸附在了轴的前端部。然而，从开始吸出上述中空部的空气到空气通路内的压力降低到上述判定用压力以下所需的时间变长，因此存在生产间隔时间不必要地增加这样的问题。

与此相对，根据本发明的感测装置，如拾起比较小型的工件的情况等那样，在轴的前端部装配口径比较小的吸附嘴的情况下等，能够进行利用由流量传感器检测出的流量的吸附判定。在此，在工件接触于轴的前端部的状态下，当将中空部的空气吸出时，如前述那样，由于中空部的空气量逐渐减少，因此中空部的压力逐渐降低(中空部的负压程度逐渐增加)。与此相对地，在空气通路流动的空气的流量伴随着中空部的压力降低而逐渐减少。换句话说，在工件接触于轴的前端部的状态下，在将中空部的空气吸出的过程中，在空气通路流动的空气的流量与中空部的压力相关。因而，能够以由流量传感器检测出的流量减少到规定流量以下为条件，来判定为工件吸附在了轴前端部。在此所说的规定流量是若由流量传感器检测出的流量减少到该规定流量以下则能够判定为在轴的前端部产生了能够吸附工件的负压的流量。换言之，规定流量是若由流量传感器检测出的流量减少到该规定流量以下则能够判定为空气通路内的压力降低到上述规定压力以下的流量。由此，在轴的前端部装配口径比较小的吸附嘴的情况下，也能够抑制生产间隔时间的不必要的增加并且精度良好地进行工件的吸附判定。需要说明的是，在轴的前端部装配口径比较小的吸附嘴的情况下，当立于更准确地进行工件的吸附判定的观点时，也可以以由流量传感器检测出的流量降低了规定流量且由压力传感器检测出的压力降低了规定压力为条件，来判定为将工件吸附在了轴的前端部。根据这样的方法，能够将生产间隔时间的增加抑制得少并且更准确判定是否将工件适当吸附在了轴的前端部。

需要说明的是，如拾起比较大型的工件的情况等那样，在轴的前端部装配口径比较大的吸附嘴的情况下，在吸附嘴吸附有工件的状态(吸附嘴被闭塞的状态)与在吸附嘴没有吸附工件的状态(吸附嘴被开放的状态)下的空气通路内的压力差容易变大。与此相伴地，上述规定压力成为比在吸附嘴没有吸附工件的状态下的空气通路内的压力充分低的压力。因此，即使在由压力传感器检测出的压力中包含误差、公差等，也能够通过对由压力传感器检测出的压力与规定压力进行比较的方法进行精度良好的吸附判定。

因此，若利用本发明的感测装置，则能够不被在轴的前端部装配的吸附嘴的口径影响，而精度良好且迅速地判定是否将工件适当吸附在了轴的前端部。由此，能够适宜进行多种多样的工件的吸附判定。

以下，基于附图对本发明的具体的实施例进行说明。本实施例所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特别记载，就不旨在将发明的技术的范围仅限定于此。

＜实施方式＞

图1是本实施方式的致动器1的外观图。致动器1具有外形为大致长方体的外壳2，在外壳2安装有盖200。图2是示出本实施方式的致动器1的内部构造的概要结构图。在外壳2的内部收容有轴10的一部分。该轴10的前端部10A侧形成为中空。轴10以及外壳2的材料例如能够使用金属(例如铝)，但也能够使用树脂等。需要说明的是，在以下的说明中，设定XYZ正交坐标系，参照该XYZ正交坐标系对各构件的位置进行说明。将外壳2的最大的面的长边方向、且轴10的中心轴线100的方向设为Z轴方向，将外壳2的最大的面的短边方向设为X轴方向，将与外壳2的最大的面正交的方向设为Y轴方向。Z轴方向也是铅垂方向。需要说明的是，以下，将图2中的Z轴方向的上侧设为致动器1的上侧，将图2中的Z轴方向的下侧设为致动器1的下侧。另外，将图2中的X轴方向的右侧设为致动器1的右侧，将图2中的X轴方向的左侧设为致动器1的左侧。另外，将图2中的Y轴方向的近前侧设为致动器1的近前侧，将图2中的Y轴方向的进深侧设为致动器1的进深侧。外壳2的Z轴方向的尺寸长于X轴方向的尺寸，外壳2的X轴方向的尺寸长于Y轴方向的尺寸。外壳2的相当于与Y轴方向正交的一个面(图2中的近前侧的面)的部位开口，该开口被盖200闭塞。盖200例如利用螺钉而固定于外壳2。

在外壳2内收容有使轴10绕其中心轴线100旋转的旋转马达20、使轴10在沿着其中心轴线100的方向(即，Z轴方向)上相对于外壳2相对直动的直动马达30、以及空气控制机构60。另外，在外壳2的Z轴方向的下端面202安装有供轴10贯穿的轴外壳50。在外壳2以从下端面202朝向该外壳2的内部凹陷的方式形成有凹部202B，在该凹部202B插入轴外壳50的一部分。在该凹部202B的Z轴方向的上端部沿Z轴方向形成有贯通孔2A，将轴10贯穿该贯通孔2A以及轴外壳50。轴10的Z轴方向下侧的前端部10A从轴外壳50向外部突出。轴10设置于外壳2的X轴方向的中心且设置于Y轴方向的中心。换句话说，以外壳2的穿过X轴方向的中心以及Y轴方向的中心而沿Z轴方向延伸的中心轴与轴10的中心轴线100重合的方式设置轴10。轴10通过直动马达30而沿Z轴方向直动，并且通过旋转马达20而绕中心轴线100旋转。

轴10的与前端部10A相反的一侧的端部(Z轴方向的上侧的端部)即基端部10B侧收容于外壳2内，且与旋转马达20的输出轴21连接。该旋转马达20将轴10支承为能够旋转。旋转马达20的输出轴21的中心轴与轴10的中心轴线100一致。旋转马达20除了输出轴21以外，还具有定子22、在定子22的内部旋转的转子23以及对输出轴21的旋转角度进行检测的旋转编码器24。通过转子23相对于定子22旋转，从而输出轴21以及轴10也相对于定子22连动地旋转。

直动马达30具有固定于外壳2的定子31、相对于定子31沿Z轴方向相对移动的动子32。直动马达30例如是线性马达。在定子31设置有多个线圈31A，在动子32设置有多个永久磁铁32A。线圈31A沿Z轴方向以规定间距配置，且以U、V、W相这三相的线圈31A为一组而设置有多组。在本实施方式中，通过在这些U、V、W相线圈31A流动三相电枢电流而产生直动地移动的移动磁场，使动子32相对于定子31直动地移动。在直动马达30设置有对动子32相对于定子31的相对位置进行检测的线性编码器38。需要说明的是，也能够代替上述结构，而在定子31设置永久磁铁，并在动子32设置多个线圈。

直动马达30的动子32与旋转马达20的定子22经由直动工作台33而连结。直动工作台33能够伴随着直动马达30的动子32的移动而移动。直动工作台33的移动被直动引导装置34沿Z轴方向引导。直动引导装置34具有固定于外壳2的导轨34A以及组装于导轨34A的滑块34B。导轨34A沿Z轴方向延伸，滑块34B构成为能够沿着导轨34A在Z轴方向上移动。

直动工作台33固定于滑块34B，且能够与滑块34B一起沿Z轴方向移动。直动工作台33与直动马达30的动子32经由两个连结臂35而连结。两个连结臂35将动子32的Z轴方向的两端部与直动工作台33的Z轴方向的两端部连结。另外，直动工作台33在比两端部靠中央侧处，经由两个连结臂36而与旋转马达20的定子22连结。需要说明的是，将Z轴方向上侧的连结臂36称为第一臂36A，将Z轴方向下侧的连结臂36称为第二臂36B。另外，在不区别第一臂36A与第二臂36B的情况下，简称为连结臂36。直动工作台33和旋转马达20的定子22经由该连结臂36而与旋转马达20的定子22连结，因此伴随着直动工作台33的移动，旋转马达20的定子22也移动。另外，连结臂36的截面为四边形。在各连结臂36的朝向Z轴方向的上侧的面固定有应变计37。需要说明的是，将固定于第一臂36A的应变计37称为第一应变计37A，将固定于第二臂36B的应变计37称为第二应变计37B。在不区别第一应变计37A与第二应变计37B的情况下，简称为应变计37。需要说明的是，本实施方式的两个应变计37分别设置于连结臂36的朝向Z轴方向的上侧的面，但也可以代替它，而分别设置于连结臂36的朝向Z轴方向的下侧的面。

空气控制机构60是用于在轴10的前端部10A产生正压、负压的机构。即，空气控制机构60在工件W的拾起时，通过吸引轴10内的空气，而在该轴10的前端部10A产生负压。由此，工件W被吸附在轴10的前端部10A。另外，通过向轴10内送入空气，而在该轴10的前端部10A产生正压。由此，使工件W从轴10的前端部10A脱离。

空气控制机构60具有供正压的空气流通的正压通路61A(参照单点划线。)、供负压的空气流通的负压通路61B(参照双点划线。)以及由正压的空气以及负压的空气共用的共用通路61C(参照虚线。)。正压通路61A的一端与在外壳2的Z轴方向的上端面201设置的正压用连接器62A连接，正压通路61A的另一端与正压用的电磁阀(以下，称为正压电磁阀63A。)连接。正压电磁阀63A通过后述的控制器7而开闭。需要说明的是，正压通路61A的一端侧的部分由管610构成，另一端侧的部分由在块600上开设的孔构成。正压用连接器62A将外壳2的Z轴方向的上端面201贯通，与吐出空气的泵等相连的管从外部连接于正压用连接器62A。

负压通路61B的一端与在外壳2的Z轴方向的上端面201设置的负压用连接器62B连接，负压通路61B的另一端与负压用的电磁阀(以下，称为负压电磁阀63B。)连接。负压电磁阀63B相当于本发明的阀装置，并通过后述的控制器7而开闭。需要说明的是，负压通路61B的一端侧的部分由管620构成，另一端侧的部分由在块600上开设的孔构成。负压用连接器62B将外壳2的Z轴方向的上端面201贯通，与吸引空气的泵等相连的管从外部连接于负压用连接器62B。

共用通路61C由在块600上开设的孔构成。共用通路61C的一端分支为两个而与正压电磁阀63A以及负压电磁阀63B连接，共用通路61C的另一端与作为形成于外壳2的贯通孔的空气流通路202A连接。空气流通路202A与轴外壳50相通。通过打开负压电磁阀63B且关闭正压电磁阀63A，从而负压通路61B与共用通路61C连通，因此在共用通路61C内产生负压。这样一来，经由空气流通路202A而从轴外壳50内吸引空气。另一方面，通过打开正压电磁阀63A且关闭负压电磁阀63B，从而正压通路61A与共用通路61C连通，因此在共用通路61C内产生正压。这样一来，经由空气流通路202A而向轴外壳50内供给空气。

在上述的共用通路61C设置有本发明的感测装置。即，在上述的共用通路61C设置有对该共用通路61C内的空气的压力进行检测的压力传感器64以及对该共用通路61C内的空气的流量进行检测的流量传感器65。此时，压力传感器64配置于负压电磁阀63B与流量传感器65之间的共用通路61C。换言之，流量传感器65配置于比压力传感器64接近轴10的前端部10A的位置。需要说明的是，压力传感器64以及流量传感器65无需一定配置于共用通路61C，也可以设置于空气流通路202A。总之，压力传感器64以及流量传感器65配置于在负压电磁阀63B与轴10的前端部10A之间供空气流通的路径(空气通路)即可。

在此，在图2所示的致动器1中，正压通路61A以及负压通路61B的一部分由管构成，另一部分由在块600上开设的孔构成，但并不限于此，也能够使全部通路由管构成，也能够使全部通路由在块600上开设的孔构成。关于共用通路61C也同样地，也能够全部由管构成，也能够并用管而构成。需要说明的是，管610以及管620的材料也可以是树脂等具有柔性的材料，也可以是金属等不具有柔性的材料。另外，也可以代替使用正压通路61A向轴外壳50供给正压，而供给大气压。

另外，在外壳2的Z轴方向的上端面201设置有成为用于冷却旋转马达20的空气的入口的连接器(以下，称为入口连接器91A。)以及成为来自外壳2的空气的出口的连接器(以下，称为出口连接器91B。)。入口连接器91A以及出口连接器91B分别将外壳2的上端面201贯通，以能够供空气流通。与吐出空气的泵等相连的管从外壳2的外部连接于入口连接器91A，将从外壳2流出的空气排出的管从外壳2的外部连接于出口连接器91B。在外壳2的内部设置有供用于冷却旋转马达20的空气流通的金属制的管道(以下，称为冷却管道92。)，该冷却管道92的一端与入口连接器91A连接。冷却管道92从入口连接器91A沿Z轴方向延伸到外壳2的下端面202附近，并在该下端面202附近弯曲而使另一端侧形成为朝向旋转马达20。这样，通过从Z轴方向的下侧向外壳2内供给空气，能够进行高效的冷却。另外，冷却管道92将该定子31的内部贯通，以从直动马达30的线圈31A夺取热量。在冷却管道92的周围配置有线圈31A，以从设置于定子31的线圈31A夺取更多的热量。

在外壳2的Z轴方向的上端面201连接有包括供给电力的电线、信号线的连接器41。另外，在外壳2设置有控制器7(相当于本发明的控制装置)。从连接器41导入外壳2内的电线、信号线与控制器7连接。在控制器7，具备CPU(Central Processing Unit)、RAM(RandomAccess Memory)、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)，它们通过总线而相互连接。在EPROM保存有各种程序、各种表等。CPU将保存于EPROM的程序加载于RAM的作业区域并执行，通过该程序的执行，而控制旋转马达20、直动马达30、正压电磁阀63A、负压电磁阀63B等。由此，由CPU实现符合规定的目的的功能。另外，压力传感器64、流量传感器65、应变计37、旋转编码器24、线性编码器38的输出信号向控制器7输入。

图3是示出轴外壳50和轴10的前端部10A的概要结构的剖视图。轴外壳50具有外壳主体51、两个环52、过滤器53以及过滤器承挡件54。在外壳主体51形成有供轴10贯穿的贯通孔51A。贯通孔51A沿Z轴方向将外壳主体51贯通，该贯通孔51A的Z轴方向的上端与形成于外壳2的贯通孔2A相通。贯通孔51A的直径大于轴10的外径。因此，在贯通孔51A的内表面与轴10的外表面之间设置有间隙。在贯通孔51A的两端部设置有扩大了孔的直径的扩径部51B。在两个扩径部51B分别嵌入有环52。环52形成为筒状，环52的内径比轴10的外径大一些。因此，在环52的内表面与轴10的外表面之间也形成有间隙。因此，轴10能够在环52的内部沿Z轴方向移动，且轴10能够在环52的内部绕中心轴线100旋转。但是，在环52的内表面与轴10的外表面之间形成的间隙小于在除了扩径部51B以外的贯通孔51A的内表面与轴10的外表面之间形成的间隙。需要说明的是，将Z轴方向上侧的环52设为第一环52A，将Z轴方向下侧的环52设为第二环52B。在不区别第一环52A与第二环52B的情况下，简称为环52。环52的材料例如能够使用金属或者树脂。

在外壳主体51的Z轴方向的中央部形成有向X轴方向的左右两方向伸出的伸出部511。在伸出部511形成有安装面511A，该安装面511A是与外壳2的下端面202平行的面，且是在将轴外壳50向外壳2的下端面202安装时与该下端面202相接触的面。安装面511A是与中心轴线100正交的面。另外，作为轴外壳50的一部分的比安装面511A靠Z轴方向的上侧的部分512形成为，在将轴外壳50安装在了外壳2时，嵌入形成于外壳2的凹部202B。

如上述那样，在贯通孔51A的内表面与轴10的外表面之间设置有间隙。其结果是，在外壳主体51的内部形成有由贯通孔51A的内表面、轴10的外表面、第一环52A的下端面以及第二环52B的上端面包围的空间即内部空间500。另外，在轴外壳50形成有将在外壳2的下端面202形成的空气流通路202A的开口部与内部空间500连通而成为空气的通路的控制通路501。控制通路501具有沿X轴方向延伸的第一通路501A、沿Z轴方向延伸的第二通路501B、作为连接第一通路501A与第二通路501B、且配置过滤器53的空间的过滤器部501C。第一通路501A的一端与内部空间500连接，另一端与过滤器部501C连接。第二通路501B的一端在安装面511A开口，并以与空气流通路202A的开口部连接的方式对位。

另外，第二通路501B的另一端与过滤器部501C连接。在过滤器部501C设置有形成为圆筒状的过滤器53。过滤器部501C形成为以与第一通路501A中心轴一致的方式沿X轴方向延伸的圆柱形状的空间。过滤器部501C的内径与过滤器53的外径大致相等。过滤器53沿X轴方向插入过滤器部501C。在过滤器53插入过滤器部501C后，利用过滤器承挡件54将成为过滤器53的插入口的过滤器部501C的端部闭塞。第二通路501B的另一端从过滤器53的外周面侧与过滤器部501C连接。另外，第一通路501A的另一端与过滤器53的中心侧相通。因此，在第一通路501A与第二通路501B之间流通的空气通过过滤器53。因此，例如，在前端部10A产生了负压时，即使将异物与空气一同吸入到内部空间500，该异物也被过滤器53捕集。在第二通路501B的一端形成有槽501D以保持密封剂。

在伸出部511的X轴方向的两端部附近形成有两个在使用螺栓将该轴外壳50固定于外壳2时使该螺栓贯穿的螺栓孔51G。螺栓孔51G沿Z轴方向贯通伸出部511而在安装面511A开口。

在轴10的前端部10A侧以使轴10成为中空的方式形成有中空部11。中空部11的一端在前端部10A开口。另外，在中空部11的另一端形成有将内部空间500与中空部11沿X轴方向连通的连通孔12。在轴10通过直动马达30而沿Z轴方向移动时的行程的整体范围内，形成有连通孔12以使内部空间500与中空部11连通。因此，轴10的前端部10A与空气控制机构60经由中空部11、连通孔12、内部空间500、控制通路501、空气流通路202A而连通。需要说明的是，连通孔12也可以除了沿X轴方向以外还沿Y轴方向形成。

根据如上述那样构成的轴10以及轴外壳50，在驱动直动马达30而使轴10沿Z轴方向移动时，无论轴10位于Z轴方向的哪个位置，连通孔12均始终将内部空间500与中空部11连通。另外，在驱动旋转马达20而使轴10绕中心轴线100旋转时，无论轴10的旋转角度为绕中心轴线100的哪个角度，连通孔12均始终将内部空间500与中空部11连通。因此，无论轴10为何种状态，均维持中空部11与内部空间500的连通状态，因此中空部11始终与空气控制机构60相通。因此，通过在空气控制机构60中将正压电磁阀63A关闭且将负压电磁阀63B打开，能够与轴10的位置无关地将中空部11内的空气经由连通孔12、内部空间500、控制通路501、空气流通路202A、以及共用通路61C(这些路径相当于本发明的空气通路)而向负压通路61B吸引。其结果是，能够与轴10的位置无关地在中空部11产生负压。即，能够与轴10的位置无关地在轴10的前端部10A产生负压，由此，能够将工件W吸附在轴10的前端部10A。需要说明的是，如上述那样，在环52的内表面与轴10的外表面之间也形成有间隙。然而，该间隙小于形成内部空间500的间隙(即，在贯通孔51A的内表面与轴10的外表面之间形成的间隙)。因此，即使通过在空气控制机构60中将正压电磁阀63A关闭且将负压电磁阀63B打开而吸引内部空间500内的空气，也能够抑制在环52的内表面与轴10的外表面之间的间隙流通的空气的流量。由此，能够在轴10的前端部10A产生能够使工件W吸附在轴10的前端部10A的负压。另一方面，与轴10的位置无关地，当在空气控制机构60中将正压电磁阀63A打开且将负压电磁阀63B关闭时，能够在中空部11产生正压。即，能够在轴10的前端部10A产生正压，因此能够使工件W从轴10的前端部10A迅速地脱离。

(拾取和放置动作)

对使用致动器1的工件W的拾取和放置进行说明。拾取和放置通过控制器7执行规定的程序来进行。需要说明的是，在进行工件W的拾起和放置的情况下，在轴10的前端部10A装配具有与工件W的大小相应的口径的吸附嘴70。并且，在工件W的拾起时，使正压电磁阀63A以及负压电磁阀63B均为关闭的状态，直到吸附嘴70与工件W接触。在该情况下，轴10的前端部10A以及吸附嘴70的压力为大气压。并且，利用直动马达30使轴10向Z轴方向下侧移动。当吸附嘴70与工件W接触时，使直动马达30停止。通过在使直动马达30停止后将正压电磁阀63A维持在关闭的状态并且打开负压电磁阀63B，从而允许从中空部11向负压通路61B被吸出的空气的流动，在轴10的前端部10A以及吸附嘴70产生负压。由此，使工件W吸附在吸附嘴70。之后，利用直动马达30使轴10向Z轴方向上侧移动。此时，根据需要，而利用旋转马达20使轴10旋转。这样一来，能够将工件W拾起。

接下来，在工件W的放置时，利用直动马达30使在吸附嘴70吸附有工件W的状态的轴10向Z轴方向的下侧移动。当工件W接地时，通过使直动马达30停止，而使轴10的移动停止。进而，通过将负压电磁阀63B关闭，而阻断从中空部11向负压通路61B被吸出的空气的流动，并且通过将正压电磁阀63A打开，而允许从泵等经由正压通路61A向中空部11供给的空气的流动。由此，在轴10的前端部10A以及吸附嘴70产生正压。之后，通过利用直动马达30使轴10向Z轴方向的上侧移动，而将轴10的前端部10A从工件W分离。需要说明的是，致动器1构成为在工件W的放置时向中空部11供给空气即可，例如，也可以构成为：通过使正压通路61A的一端为大气开放端，从而在打开正压电磁阀63A时从上述的大气开放端经由正压通路61A向中空部11导入空气。

在此，在工件W的拾起时，使用应变计37来检测吸附嘴70与工件W接触了的情况。以下，对该方法进行说明。需要说明的是，在工件W的放置时，也能够同样地检测工件W接地了的情况。当吸附嘴70与工件W接触而吸附嘴70按压工件W时，在轴10与工件W之间产生载荷。即，由于轴10对工件W施加力时的反作用，轴10从工件W受到力。该轴10从工件W受到的力向产生应变的方向作用于连结臂36。即，此时在连结臂36产生应变。由应变计37检测该应变。并且，应变计37检测出的应变与轴10从工件W受到的力存在相关关系。因此，能够基于应变计37的检测值，来检测轴10从工件W受到的力、即在轴10与工件W之间产生的载荷。应变计的检测值与载荷的关系能够预先通过实验或者模拟等来求出。

这样，能够基于应变计37的检测值来检测在轴10与工件W之间产生的载荷，因此例如可以在载荷产生的时间点判断为吸附嘴70与工件W接触了，也可以考虑误差等影响，而在检测出的载荷为规定载荷以上的情况下，判断为吸附嘴70与工件W接触了。需要说明的是，规定载荷是判定为吸附嘴70与工件W接触了的阈值。另外，也可以将规定载荷设定为能够抑制工件W的破损并且更可靠地拾起工件W的载荷。另外，规定载荷也能够根据工件W的种类而变更。

另外，在本实施方式中，在工件W的拾起时，利用上述的感测装置来进行是否将工件W适当吸附在了吸附嘴70的判定(吸附判定)。以下，对该方法进行说明。在本实施方式中，原则上，基于由压力传感器64检测出的压力来进行吸附判定。在工件W的拾起时，当如前述那样检测出吸附嘴70与工件W接触了时，控制器7将正压电磁阀63A维持在关闭的状态并且将负压电磁阀63B从关闭的状态切换为打开的状态。由此，包括共用通路61C、空气流通路202A、控制通路501、内部空间500以及连通孔12的空气通路的空气、以及中空部11的空气向负压通路61B吸出。在此，在吸附嘴70与工件W接触了的状态下，当空气通路以及中空部11的空气被向负压通路61B吸出时，上述空气通路以及中空部11的压力逐渐降低。此时，控制器7通过利用压力传感器64对共用通路61C内的压力进行监视，而判别共用通路61C内的压力是否降低到规定压力以下。在此所说的规定压力是若如前述那样共用通路61C内的压力降低到该规定压力以下则能够判定为在轴10的前端部10A(吸附嘴70)产生了能够适正吸附工件W的负压的压力，且根据吸附嘴70的口径而预先设定。此时，吸附嘴的口径较大的情况与较小的情况相比，规定压力设定为更低的压力(负压程度更大的压力)。需要说明的是，由于吸附嘴70的口径根据工件W的大小而设定，因此也可以根据工件W的大小来设定规定压力。并且，若由压力传感器64检测出的压力降低到上述规定压力以下，则控制器7判定为将工件W适当吸附在了吸附嘴70。在该情况下，控制器7通过利用直动马达30使轴10向Z轴方向上侧移动，而进行工件W的拾起。

需要说明的是，如上述那样利用压力传感器64的吸附判定如工件W的尺寸比较大的情况那样在轴10的前端部10A装配口径比较大的吸附嘴70的情况下进行。这是因为，在轴10的前端部10A装配口径比较大的吸附嘴70的情况下，由于在吸附嘴70吸附有工件W的状态(吸附嘴70被闭塞的状态)下的共用通路61C的压力与在吸附嘴70没有吸附工件W的状态(吸附嘴70被开放的状态)下的共用通路61C的压力之差容易变大，且轴10的前端部10A(吸附嘴70)的压力变化容易迅速地反映于共用通路61C内的压力，因此通过利用压力传感器64的吸附判定，能够精度良好且迅速地判定是否将工件W适当吸附在了吸附嘴70。与此相对，如工件W的大小比较小的情况那样在轴10的前端部10A装配口径比较小的吸附嘴70的情况下，进行利用流量传感器65的吸附判定。这是因为，在吸附嘴70的口径比较小的情况下，由于如前述那样在吸附嘴70吸附有工件W的状态(吸附嘴70被闭塞的状态)下的共用通路61C的压力与在吸附嘴70没有吸附工件W的状态(吸附嘴70被开放的状态)下的共用通路61C的压力之差变小，因此在利用压力传感器64的吸附判定中有可能难以迅速地进行精度良好的判定。

在轴10的前端部10A装配有口径比较小的吸附嘴70的状态下进行工件W的拾起的情况下，控制器7在将正压电磁阀63A维持在关闭的状态并且将负压电磁阀63B从关闭的状态切换为打开的状态之后，通过利用流量传感器65对在共用通路61C流动的空气的流量进行监视，而判别在共用通路61C流动的空气的流量是否减少到规定流量以下。在此所说的规定流量是若如前述那样在共用通路61C流动的空气的流量减少到该规定流量以下则能够判定为在轴10的前端部10A(吸附嘴70)产生了能够适当吸附工件W的负压的流量。换言之，规定流量是若在共用通路61C流动的空气的流量降低到该规定流量以下则能够判定为共用通路61C内的压力降低到上述的规定压力以下的流量。并且，若由流量传感器65检测出的流量减少到上述规定流量以下，则控制器7能够判定为将工件W适当吸附在了吸附嘴70。在该情况下，控制器7通过利用直动马达30使轴10向Z轴方向上侧移动，而进行工件W的拾起。

需要说明的是，在轴10的前端部10A装配有口径比较小的吸附嘴70的状态下进行工件W的拾起的情况下，也可以利用压力传感器64和流量传感器65这两方进行吸附判定。即，在将正压电磁阀63A维持在关闭的状态并且将负压电磁阀63B从关闭的状态切换为打开的状态之后，控制器7也可以利用流量传感器65对在共用通路61C流动的空气的流量进行监视，并且利用压力传感器64对共用通路61C内的压力进行监视。并且，也可以以在共用通路61C流动的空气的流量减少到规定流量以下且共用通路61C内的压力降低到规定压力以下为条件，而判定为将工件W适当吸附在了吸附嘴70。

(本实施方式的结构的效果)

如以上说明的那样，本实施方式的致动器1具备感测装置，感测装置包括对共用通路61C内的压力进行检测的压力传感器64和对在共用通路61C流动的空气的流量进行检测的流量传感器65。因此，在工件W的拾起时，能够进行利用流量传感器65和/或压力传感器64的吸附判定。例如，如在轴10的前端部10A装配口径比较大的吸附嘴70的情况(即，拾起尺寸比较大的工件W的情况)那样能够利用压力传感器64迅速地进行精度良好的吸附判定的情况下，能够进行利用压力传感器64的吸附判定，另一方面，如在轴10的前端部10A装配口径比较小的吸附嘴70的情况(即，拾起尺寸比较小的工件W的情况)那样难以利用压力传感器64迅速地进行精度良好的吸附判定的情况下，能够进行利用流量传感器65的吸附判定、或者利用流量传感器65和压力传感器64的吸附判定。由此，能够不被吸附嘴70的口径、工件W的尺寸等影响，而迅速地进行精度良好的吸附判定。

另外，在本实施方式中，感测装置的压力传感器64以及流量传感器65配置于比负压电磁阀63B接近轴10的前端部10A的位置(共用通路61C)，由此能够准确且迅速地检测与前端部10A的压力的相关性高的压力以及流量。由此，能够更准确且更迅速地进行利用流量传感器65和/或压力传感器64的吸附判定。

并且，在本实施方式中，通过将流量传感器65配置于比压力传感器64接近轴10的前端部10A的位置，从而如在轴10的前端部10A装配口径比较小的吸附嘴70的情况那样，在进行利用流量传感器65的吸附判定、或者进行利用流量传感器65和压力传感器64的吸附判定的情况下，也能够高精度且迅速地检测与前端部10A的压力的相关性高的流量。特别是，在利用流量传感器65和压力传感器64这两方进行吸附判定的情况下，谋求流量传感器65的高于压力传感器64的响应性，因此通过将流量传感器65配置于比压力传感器64接近轴10的前端部10A的位置，能够高响应地检测与前端部10A的压力的相关性高的流量。因此，即使在轴10的前端部10A装配口径比较小的吸附嘴70的情况下，也能够迅速地进行精度良好的吸附判定。

(变形例)

在上述的实施方式中，叙述了如下例子：在工件W的拾起时，将正压电磁阀63A以及负压电磁阀63B设为关闭的状态，直到吸附嘴70与工件W接触，在检测出吸附嘴70于工件W接触后，通过将负压电磁阀63B打开，而开始空气通路以及中空部11内的空气的吸引。与此相对，在本变形例中，在工件W的拾起时中，在吸附嘴70与工件W接触前的阶段，将负压电磁阀63B打开，而开始空气通路以及中空部11内的空气的吸引。

在此，基于图4对工件W的拾起时的致动器的动作进行说明。图4是示出在工件W的拾起时由控制器7进行的处理流程的图。

在图4的处理流程中，控制器7首先通过驱动直动马达30，而开始轴10向Z轴方向下侧的移动(下降)(步骤S101)。需要说明的是，在该时间点，正压电磁阀63A以及负压电磁阀63B均维持在关闭的状态。

控制器7判别从开始轴10的下降的时间点起是否经过了规定时间(步骤S102)。在此所说的“规定时间”是相当于从轴10开始下降的时间点到该轴10的前端部10A(吸附嘴70)接触于工件W的时间点所需的时间(下降时间)、与从负压电磁阀63B开始打开的时间点到流量传感器65的检测值开始变化的时间点(从负压通路61B施加的负压到达流量传感器65的位置的时间点)所需的时间(响应延迟时间)之差的时间(＝(下降时间)－(响应延迟时间))。需要说明的是，通过基于实验、模拟的结果等预先求出上述下降时间以及上述响应延迟时间，也能够预先运算上述规定时间。在从开始轴10的下降的时间点起尚未经过规定时间的情况(在步骤S102中为否定判定的情况)下，控制器7反复执行该步骤S102的处理。另一方面，在从开始轴10的下降的时间点起经过了规定时间的情况(在步骤S102中为肯定判定的情况)下，控制器7进入步骤S103的处理。

在步骤S103中，控制器7将正压电磁阀63A维持在关闭的状态，并且将负压电磁阀63B从关闭的状态切换为打开的状态。接着，控制器7利用应变计37，来判别吸附嘴70是否与工件W接触了(步骤S104)。在吸附嘴70没有与工件W接触的情况(在步骤S104中为否定判定的情况)下，控制器7反复执行该步骤S104的处理。另一方面，在吸附嘴70与工件W接触了的情况(在步骤S104中为肯定判定的情况)下，控制器7进入步骤S105的处理。

在步骤S105中，控制器7通过使直动马达30停止，而使轴10向Z轴方向下侧的移动(下降)停止。接着，控制器7判别是否将工件W适当吸附在了吸附嘴70(步骤S106)。此时，若在轴10的前端部10A装配的吸附嘴70的口径比较大，则控制器7如前述的实施方式所述的那样，以由压力传感器64检测出的压力降低到前述的规定压力以下为条件来判定为将工件W适当吸附在了吸附嘴70即可。另外，若在轴10的前端部10A装配的吸附嘴70的口径比较小，则控制器7如前述的实施方式所述的那样，可以以由流量传感器65检测出的流量减少到前述的规定流量以下为条件来判定为将工件W适当吸附在了吸附嘴70，或者也可以以由流量传感器65检测出的流量减少到前述的规定流量以下、且由压力传感器64检测出的压力降低到前述的规定压力以下为条件来判定为将工件W适当吸附在了吸附嘴70。并且，在判定为没有将工件W适当吸附在吸附嘴70的情况(在步骤S106中为否定判定的情况)下，控制器7反复执行该步骤S106的处理。另一方面，在判定为将工件W适当吸附在了吸附嘴70的情况(在步骤S106中为肯定判定的情况)下，控制器7进入步骤S107的处理。

在步骤S107中，控制器7通过驱动直动马达30，而开始轴10向Z轴方向上侧的移动(上升)，由此进行工件W的拾起。

在以上述的图4所示的步骤进行工件W的拾起的情况下，在吸附嘴70与工件W接触前的时刻、且设定为在吸附嘴70与工件W接触时流量传感器65的检测值开始变化的时刻，打开负压电磁阀63B。由此，在吸附嘴70与工件W接触的时刻，流量传感器65的检测值开始变化。其结果是，能够在吸附嘴70与工件W接触时，或者在比吸附嘴70与工件W接触后的较早的时期，在轴10的前端部10A(吸附嘴70)产生负压。因而，与前述的实施方式所述的那样在吸附嘴70与工件W接触的时间点将负压电磁阀63B打开的情况相比，能够在更的较早的时期使工件W吸附于吸附嘴70。

因此，根据本变形例，能够更迅速地进行多种大量的工件W的吸附判定，因此能够更进一步缩短拾起的生产间隔时间。

需要说明的是，在前述的图4中，例示了从轴10开始下降的时间点到吸附嘴70与工件W接触的时间点所需的时间(下降时间)长于从负压电磁阀63B开始打开的时间点到流量传感器65的检测值开始变化的时间点所需的时间(响应延迟时间)的情况下的处理流程，但也能够假定响应延迟时间比下降时间长的情况。在该情况下，控制器7首先将负压电磁阀63B打开，在之后的经过了规定时间(＝(响应延迟时间)－(下降时间))的时间点，通过驱动直动马达30，而开始轴10向Z轴方向下侧的移动(下降)即可。由此，在响应延迟时间比下降时间长的情况下，也能够更迅速地进行工件W的吸附判定。

另外，在前述的图4中，叙述了在吸附嘴70与工件W接触前的时刻、且设定为在吸附嘴70与工件W接触时流量传感器65的检测值开始变化的时刻打开负压电磁阀63B的例子，但也可以在吸附嘴70与工件W接触前的时刻、且设定为在吸附嘴70与工件W接触时压力传感器64的检测值开始变化的时刻打开负压电磁阀63B。在该情况下，也能够在吸附嘴70与工件W接触时、或者在比吸附嘴70与工件W接触后的较早的时期，在轴10的前端部10A(吸附嘴70)产生负压。

附图标记说明：

1致动器、2外壳、7控制器、10轴、10A前端部、11中空部、20旋转马达、22定子、23转子、30直动马达、31定子、32动子、36连结臂、37应变计、50轴外壳、60空气控制机构、61B负压通路、61C共用通路、63B负压电磁阀、64压力传感器、65流量传感器、70吸附嘴、202A空气流通路、500内部空间、501控制通路。

Claims (3)

1.一种致动器的感测装置，其是应用于致动器的感测装置，所述致动器具备：轴，所述轴能够沿轴向移动，且至少在所述轴的前端部侧具有通过使所述轴的内部成为中空而形成的中空部；以及外壳，所述外壳以所述轴的前端部侧向外部突出的方式收容所述轴的一部分，所述致动器通过在所述中空部产生负压而使工件吸附于所述轴的前端部，并将所述工件拾起，其中，

所述致动器的感测装置具备：

空气通路，其是配置于在所述外壳 的外部设置的泵与所述中空部之间的所述外壳内的通路，且是在使所述轴的所述中空部为负压时供通过所述泵从所述中空部吸出的空气流通的通路；

阀装置，其设置于所述外壳内的所述空气通路的中途，用于阻断或允许从所述中空部吸出的空气的流动；

压力传感器，其设置于所述外壳内的所述阀装置与所述中空部之间的所述空气通路的中途，且对所述空气通路内的压力进行检测；以及

流量传感器，其设置于所述外壳内的所述中空部与所述压力传感器之间的所述空气通路的中途，且对在所述空气通路中流动的空气的流量进行检测。

2.一种致动器的控制系统，所述致动器具备权利要求1所述的感测装置，其中，

所述致动器的控制系统具备控制装置，所述控制装置在由所述流量传感器检测出的流量减少到规定流量以下时、和/或由所述压力传感器检测出的压力降低到规定压力以下时，使所述轴向轴向上侧移动，从而进行所述工件的拾起。

3.一种致动器的控制系统，所述致动器具备权利要求1所述的感测装置，其中，

所述致动器的控制系统具备控制装置，所述控制装置在使所述轴沿轴向从所述轴的前端部与所述工件分离的位置朝向所述轴的前端部与所述工件接触的位置移动的情况下，控制所述阀装置，以使得在所述轴的前端部与所述工件接触前的时刻、且设定为在所述轴的前端部与所述工件接触时所述流量传感器或者所述压力传感器中的任一方的检测值开始变化的时刻，将从所述中空部吸出的空气的流动从阻断状态变更为允许状态。

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