DE102013110095A1 - Postionserfassungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Positionserfassungsvorrichtung (10) umfasst einen Vorrichtungsgrundkörper (57), in den ein von einer Druckfluidzufuhrquelle (12) zugeführtes Druckfluid eingeführt wird, und einen Befestigungs-/Lösemechanismus (56), der die Befestigung und das Lösen an/von dem Vorrichtungsgrundkörper (57) ermöglicht. Der Befestigungs-/Lösemechanismus (56) umfasst eine innere Düse (32), die das dem Vorrichtungsgrundkörper (57) zugeführte Druckfluid zu der Seite der Detektionsdüse (14) liefert, und einen Detektionsanschluss (20), der das von der inneren Düse (32) gelieferte Druckfluid zu der Detektionsdüse (14) liefert.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung:
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Positionserfassungsvorrichtung, die ein Druckfluid, welches von einer Druckfluidzufuhrquelle zugeführt wird, aus einer Erfassungsdüse auf eine Erfassungsfläche eines Werkstücks strahlt und einen Gegendruck von der Erfassungsfläche detektiert, um dadurch die Position des Werkstücks zu erfassen.
  • Beschreibung des Standes der Technik:
  • Bisher wird es beim Durchführen der Bearbeitung eines Werkstücks mit einer Werkzeugmaschine oder dergleichen häufig praktiziert, eine Positionserfassungsvorrichtung, die mit Gegendruck arbeitet, zu verwenden, um die Position des Werkstücks festzustellen (vgl. beispielsweise die japanische Patentoffenlegungsschrift JP 06-114685 A , die japanische Patentoffenlegungsschrift JP 10-332356 A oder die japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2000-141166 A ).
  • 11 ist eine erläuternde Zeichnung, die schematisch eine herkömmliche Gegendruckpositionserfassungssvorrichtung 150 zeigt.
  • In diesem Fall ist eine Druckfluidzufuhrquelle 152 über einen Durchgang 154 mit einem Zufuhranschluss 156 der Positionserfassungsvorrichtung 150 verbunden. Außerdem ist ein Detektionsanschluss 158 der Positionserfassungsvorrichtung 150 über einen Durchgang 160 an eine Detektionsdüse 164 angeschlossen, die in einem Tisch 162 vorgesehen ist. Außerdem ist ein Werkstück 166 so angeordnet, dass es einer Referenzfläche 165 des Tisches 162 gegenüberliegt.
  • Außerdem ist eine Oberfläche (Detektionsfläche) 168 des Werkstücks 166, die der Referenzfläche 165 des Tisches 162 gegenüberliegt, von der Referenzfläche 165 um einen Abstand X beabstandet.
  • Wenn in dieser Situation das Druckfluid von der Druckfluidzufuhrquelle 152 über den Durchgang 154 dem Zufuhranschluss 156 zugeführt wird, wird das Druckfluid, das in die Positionserfassungsvorrichtung 150 eingeführt wird, durch eine innere Düse 170 beschränkt oder gedrosselt und zu dem Detektionsanschluss 158 geliefert. Das gelieferte Druckfluid wird der Detektionsdüse 164 von dem Detektionsanschluss 158 über den Durchgang 160 zugeführt. Das Druckfluid wird von der Detektionsdüse 164 auf die Detektionsfläche 168 des Werkstücks 166 gestrahlt.
  • Ein Drucksensor 172 ist mit einer Detektionsanschluss 158 – Seite der inneren Düse 170 verbunden. Der Drucksensor 172 erfasst einen Druck (Gegendruck) des Druckfluides während der Zeit, zu welcher das Druckfluid von der Detektionsdüse 164 auf die Detektionsfläche 168 gestrahlt wird.
  • 12 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Abstand X und dem Gegendruck P2 für alle unterschiedlichen Drücke (Zufuhrdrücke) P1, mit welchen das Druckfluid dem Zufuhranschluss 156 zugeführt wird, darstellt. Wie in 12 gezeigt ist, reicht der Zufuhrdruck P1 von Pa bis Pc, solange die Beziehung Pa > Pb > Pc erfüllt ist. In diesem Fall erfasst die Positionserfassungsvorrichtung 150 in einem Zustand, bei dem das Werkstück 166 an einem festgelegten Abstand X0 angeordnet ist, den Gegendruck P2 zu einer Zeit, zu welcher das Druckfluid mit einem Zufuhrdruck P1 (ursprünglich eingestellter Druck) von der Druckfluidzufuhrquelle 152 dem Zufuhranschluss 156 zugeführt wird. Der erfasste Gegendruck P2 wird als ein Schwellenwert von P0 eingestellt. Außerdem wird in 12 der Gegendruck, der dem Abstand X0 in dem Diagramm entspricht, wobei P1 = Pb, auf den Schwellenwert P0 eingestellt. Außerdem ist der Abstand X0 als ein maximaler Abstand definiert, bei dem angenommen werden kann, dass das Werkstück 166 auf dem Tisch 162 aufsitzt.
  • Wenn als nächstes in der Positionserfassungsvorrichtung 150 der Gegendruck P2 durch den Drucksensor 172 zu einer Zeit erfasst wird, zu welcher das Druckfluid auf die Detektionsfläche 168 des Werkstücks 166 gestrahlt wird, die an einem beliebigen Abstand X von der Detektionsdüse 164 angeordnet ist, wird im Fall, dass die Ungleichung P2 > P0 erfüllt ist, davon ausgegangen, dass die Detektionsfläche 168 des Werkstücks 166 auf der Arbeitsfläche 165 aufgesetzt wurde. Ein solches Beurteilungsergebnis wird als ein EIN-Signal ausgegeben.
  • Wenn zwischen dem Gegendruck P2 und dem Abstand X die in 12 gezeigte Beziehung gilt, kann die Positionserfassungsvorrichtung 150 außerdem den Abstand X entsprechend dem Gegendruck P2 bestimmen, und das Aufsetzen des Werkstücks 166 kann durch Vergleich des bestimmten Abstandes X mit dem Abstand X0 beurteilt werden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Abgesehen von der Positionsbestätigung (Aufsitzbestätigung) des Werkstücks 166 kann bei der oben beschriebenen Positionserfassungsvorrichtung 150 die Positionserfassungsvorrichtung 150 dazu verwendet werden, die Arbeitsdimensionen des Werkstücks 166 zu bestimmen, ob ein Detektionsobjekt einschließlich des Werkstücks 166 präsent ist oder nicht, und um einen geklemmten Zustand des Werkstücks 166 zu bestätigen. Dementsprechend wird die Positionserfassungsvorrichtung 150 in verschiedenen Umgebungen eingesetzt, bei denen Schneidöl zur Bearbeitung des Werkstücks 166 mit einer Werkzeugmaschine verwendet wird, oder bei denen Schneidspäne, die durch die Bearbeitung des Werkstücks 166 generiert werden, in der Nähe der Positionserfassungsvorrichtung 150 verteilt sind.
  • Somit werden Fremdstoffe (drain), wie Öle und metallische Partikel (beispielsweise Eisenstaub), die in dem Druckfluid enthalten sind, innerhalb der Positionserfassungsvorrichtung 150 von der Seite des Zufuhranschlusses 156 gemischt, oder Fremdstoffe, wie Schneidöl oder Späne, werden innerhalb der Positionserfassungsvorrichtung 150 von der Detektionsdüse 164 über den Durchgang 160 und den Detektionsanschluss 158 vermischt, was zu einem Verstopfen der inneren Düse 170 führen kann. Obwohl in diesem Fall diese Fremdstoffe durch Auseinanderbauen der Positionserfassungsvorrichtung 150 und Entfernen der inneren Düse 150 und Reinigen der entfernten inneren Düse 170 entfernt werden können, ist es nicht einfach, verstopfte Fremdstoffe in der inneren Düse 170 zu entfernen.
  • Zur Vermeidung einer Rückwärtsströmung von Druckfluid von der Detektionsdüse 164 in die Positionserfassungsvorrichtung 150 ist die Positionserfassungsvorrichtung 150 außerdem an einem oberen Abschnitt der Werkzeugmaschine angebracht, wobei ihr Detektionsanschluss 158 nach unten orientiert ist. Da der obere Abschnitt der Werkzeugmaschine an einer Stelle liegt, die mit den Händen eines Bedieners nicht einfach erreicht werden kann, ist es jedoch kompliziert, die Positionserfassungsvorrichtung 150 von der Werkzeugmaschine zu entfernen.
  • Aus diesen Gründen können an der herkömmlichen Positionserfassungsvorrichtung 150 Wartungsarbeiten nicht einfach durchgeführt werden. Insbesondere in einem Zustand, bei dem mehrere Positionserfassungsvorrichtungen 150 seitlich in Form eines Verteilers angeschlossen sind, ist die Entfernung der Positionserfassungsvorrichtung 150, wenn eine Wartung der Werkzeugmaschine erforderlich ist, um so komplexer, und die einfache Wartung wird merklich beeinträchtigt.
  • Für den Fall, dass sich in der inneren Düse 170 oder der Detektionsdüse 164 Fremdstoffe festsetzen, oder wenn Schwankungen des Zufuhrdruckes P1 auftreten, kann der Drucksensor 172 außerdem den Gegendruck P2 nicht genau erfassen.
  • Beispielsweise in dem Fall, dass sich der Zufuhrdruck P1 von Pb auf entweder Pa oder Pc ändert, ändert sich auch der Abstand X0 in Reaktion auf den Schwellenwert P0. Als Folge hiervon kann die Positionserfassungsvorrichtung 150 durch Vergleich des Gegendrucks P2, der durch den Drucksensor 172 erfasst wird, mit dem Schwellenwert P0 nach dessen Änderung fehlerhafterweise feststellen, dass die Sitzposition (Abstand X) des Werkstücks 166 falsch ist (d. h., dass das Werkstück 166 beschädigt ist), obwohl die Sitzposition tatsächlich korrekt ist, oder die Positionserfassungsvorrichtung 150 kann möglicherweise fehlerhaft erkennen, dass das Werkstück 166 nicht beschädigt ist (d. h., dass der Abstand X korrekt ist), auch wenn das Werkstück 166 beschädigt ist.
  • Außerdem wird in dem Fall, dass sich Fremdstoffe in der inneren Düse 170 oder der Detektionsdüse 164 festsetzen, der Gegendruck P2 durch dieses Festsetzen von Fremdstoffen geändert. Auch in diesem Fall kann die Positionserfassungsvorrichtung 150 durch Vergleichen des veränderten Gegendrucks P2 mit dem Schwellenwert P0 nach der Änderung in fehlerhafter Weise feststellen, dass das Werkstück 166 beschädigt ist, auch wenn das Werkstück 166 nicht beschädigt ist, oder kann in fehlerhafter Weise feststellen, dass das Werkstück 166 nicht beschädigt ist, auch wenn das Werkstück 166 tatsächlich doch beschädigt ist.
  • Im Fall einer Änderung des Zufuhrdruckes P1 oder des Festsetzens von Fremdstoffen in der inneren Düse 170 oder der Detektionsdüse 164 werden auf diese Weise beschädigte Werkstücke 166 versandt, oder alternativ können sogenannte Kurzzeitstopps (Anhalten der Ausrüstung durch zeitweise Probleme) auftreten, weil die Gefahr besteht, dass die oben genannten Detektionsfehler auftreten könnten. Dies führt zu einer Verringerung der Kapazitätsnutzungsrate der Werkzeugmaschine.
  • Wie oben angegeben wurde, ist außerdem der Grund für die fehlerhafte Erfassung des Abstandes X eine Veränderung des Zufuhrdrucks P1 oder ein Festsetzen von Fremdstoffen in der Detektionsdüse 164 oder der inneren Düse 170. Die Positionserfassungsvorrichtung 150 ist jedoch nicht in der Lage, zu identifizieren, ob die fehlerhafte Erfassung durch Probleme mit dem Werkstück 166 selbst generiert wird, oder ob die fehlerhafte Erfassung durch Festsetzen von Fremdstoffen im Inneren der Positionserfassungsvorrichtung 150 auftritt.
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben genannten Probleme zu lösen und hat die Aufgabe, eine Positionserfassungsvorrichtung vorzuschlagen, bei welcher eine einfache Wartung durchgeführt werden kann und gleichzeitig eine fehlerhafte Erfassung der Werkstückposition vermieden werden kann.
  • Die Positionserfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Vorrichtungsgrundkörper, in den Druckfluid, das von einer Druckfluidzufuhrquelle zugeführt wird, eingeführt wird, und einen Befestigungs-/Lösemechanismus, der ein Anbringen und Lösen an/von dem Vorrichtungsgrundkörper ermöglicht. In diesem Fall umfasst der Befestigungs-/Lösemechanismus eine innere Düse, die das dem Vorrichtungsgrundkörper zugeführte Druckfluid zu der Seite der Detektionsdüse fördert, und einen Detektionsanschluss, der das von der inneren Düse geförderte Druckfluid der Detektionsdüse zuführt.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann bei der vorliegenden Erfindung der Befestigungs-/Lösemechanismus einschließlich der inneren Düse und des Detektionsanschlusses an dem Vorrichtungsgrundkörper angebracht und von diesem gelöst werden. Dementsprechend kann in dem Fall, dass sich Fremdstoffe in der inneren Düse festsetzen, der Befestigungs-/Lösemechanismus von dem Vorrichtungsgrundkörper entfernt werden, und die Fremdstoffe können durch Reinigung der inneren Düse entfernt werden. Anders ausgedrückt kann bei der vorliegenden Erfindung die innere Düse entnommen werden, und festgesetzte Fremdstoffe in der inneren Düse können entfernt werden, ohne dass ein Auseinanderbauen der gesamten Positionserfassungsvorrichtung erforderlich wäre.
  • In einem Zustand, bei dem der Befestigungs-/Lösemechanismus mit dem Detektionsanschluss nach unten angeordnet ist, kann außerdem in dem Fall, dass die Positionserfassungsvorrichtung von einem oberen Abschnitt der Werkzeugmaschine entfernt werden soll, ein Bediener nur den Befestigungs-/Lösemechanismus von dem Vorrichtungsgrundkörper entfernen. Im Vergleich zu dem Stand der Technik wird daher der Zugang zu der inneren Düse leicht vereinfacht, und die innere Düse kann einfach aus der Positionserfassungsvorrichtung entnommen werden.
  • Insbesondere in einem Zustand, in dem mehrere Positionserfassungsvorrichtungen seitlich in Form eines Verteilers angeschlossen sind und wenn die jeweiligen Positionserfassungsvorrichtungen in der Form eines Verteilers von einem oberen Abschnitt einer Werkzeugmaschine entfernt werden sollen, reicht es aus, von den Vorrichtungsgrundkörpern die Befestigungs-/Lösemechanismen lediglich derjenigen Positionserfassungsvorrichtungen zu entfernen, aus denen innere Düsen entnommen werden müssen. Dementsprechend kann die Wartung von Positionserfassungsvorrichtungen, die in Form eines Verteilers angeordnet sind, signifikant vereinfacht werden.
  • Mit der vorliegenden Erfindung kann in der oben beschriebenen Weise durch Ermöglichen des Anbringens und Lösens der Befestigungs-/Lösemechanismen an/von dem Vorrichtungsgrundkörper die Wartung der Positionserfassungsvorrichtung vereinfacht werden. Durch Vereinfachung der Wartung kann außerdem eine fehlerhafte Erfassung der Werkstückposition verhindert werden, da die Arbeiten zum Entfernen von festgesetzten Fremdstoffen aus der inneren Düse einfach durchgeführt werden können.
  • Außerdem hat die Positionserfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise den Aufbau, wie er in den nachfolgenden Punkten [1] bis [10] angegeben ist.
    • [1] Ein Zufuhrdurchgang, in den das Druckfluid, das von der Druckfluidzufuhrquelle zugeführt wird, eingeführt wird, und ein Befestigungsabschnitt, der mit dem Zufuhrdurchgang in Verbindung steht und an dem der Befestigungs-/Lösemechanismus angebracht ist, können in dem Vorrichtungsgrundkörper vorgesehen sein. Eine Öffnung, die mit dem Zufuhrdurchgang in Verbindung steht, wenn der Befestigungs-/Lösemechanismus an dem Befestigungsabschnitt angebracht ist, kann in der inneren Düse vorgesehen sein, und ein Detektionsdurchgang, der mit der Öffnung in Verbindung steht und der das von dem Zufuhrdurchgang gelieferte Druckfluid über die Öffnung zur Detektionsdüse führt, können in dem Detektionsanschluss vorgesehen sein.
  • Da mit dem oben beschriebenen Aufbau der Befestigungs-/Lösemechanismus einfach an/von dem Vorrichtungsgrundkörper angebracht und abgenommen werden kann, kann die Wartung weiter vereinfacht werden. Allein durch Anbringen des Befestigungs-/Lösemechanismus an dem Befestigungsabschnitt können außerdem der Zufuhrdurchgang, die Öffnung und der Detektionsdurchgang in einen Verbindungszustand versetzt werden. Daher kann die Arbeit der Installation des Befestigungs-/Lösemechanismus einfach durchgeführt werden.
    • [2] Der Befestigungs-/Lösemechanismus kann rohrförmig ausgestaltet sein, wobei sich sein eines Ende entlang einer zentralen Achse des Befestigungs-/Lösemechanismus der inneren Düse erstreckt, und wobei sich sein anderes Ende entlang der zentralen Achse des Detektionsanschlusses erstreckt. In dieser Hinsicht kann der Befestigungsabschnitt als eine Vertiefung ausgebildet sein, in welcher der rohrförmige Befestigungs-/Lösemechanismus angebracht werden kann.
  • In diesem Fall ist ein Abschnitt des Detektionsanschlusses an der Seite der inneren Düse als ein Abschnitt mit verringertem Durchmesser ausgebildet, dessen Außendurchmesse kleiner ist als ein Innendurchmesser der Vertiefung. Eine Verbindungsöffnung, die mit dem Detektionsdurchgang in Verbindung steht, ist in dem Abschnitt mit verringertem Durchmesser entlang einer radialen Richtung des Befestigungs-/Lösemechanismus ausgebildet. Wenn der Befestigungs-/Lösemechanismus an dem Befestigungsabschnitt angebracht ist, bildet dementsprechend eine Stelle in der Umgebung des Abschnitts mit verringertem Durchmesser in dem Befestigungsabschnitt einen Fluidzufuhrraum, der über die Verbindungsöffnung mit dem Detektionsdurchgang in Verbindung steht.
  • Bei der Positionserfassungsvorrichtung kann außerdem ein detektionsdurchgangsseitiger Drucksensor dazu verwendet werden, den Gegendruck zu erfassen, indem ein Druck des Druckfluides, das von dem Detektionsdurchgang über die Verbindungsöffnung in den Fluidzufuhrraum eingeführt wird, erfasst wird.
  • Das dem Zufuhrdurchgang zugeführte Druckfluid wird durch die Öffnung gedrosselt und in den Detektionsdurchgang gerichtet. Wie in 6 gezeigt ist, wird in diesem Fall in der Nähe der Öffnung des Detektionsdurchgangs das Druckfluid mit eingeschränkter Strömung durch die Öffnung abgeführt. Hierdurch ist ein Druckfluss des Druckfluides in der Nähe der Öffnung vergleichsweise groß, und als Folge tritt durch das Auftreten einer Grenzschichtablösung an beiden Seitenabschnitten der gedrosselten Strömung eine Stagnation auf. Dementsprechend können sich Fremdstoffe einfach an solchen Stellen sammeln, an denen eine Stagnation auftritt. Außerdem wird der Druck des Druckfluides, das dem Detektionsanschluss zugeführt wird, allmählich wiederhergestellt verbunden mit einer Bewegung des Druckfluides zu der Seite (stromabwärts) des Detektionsanschlusses.
  • Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung das Druckfluid von dem Detektionsdurchgang über die Verbindungsöffnung in den Fluidzufuhrraum eingeführt, und der Gegendruck wird durch Erfassen des Druckes des zugeführten Druckfluides mit Hilfe des detektionsdurchgangsseitigen Drucksensors erfasst. Dementsprechend kann der Gegendruck mit guter Genauigkeit zuverlässig erfasst werden, ohne dass er durch Fremdstoffe beeinflusst wird, die sich in Bereichen ansammeln, bei denen das Fluid stillsteht.
    • [3] In dem Fall des oben genannten Punktes [2] kann die Verbindungsöffnung als eine Mehrzahl einzelner Verbindungsöffnungen in dem Abschnitt mit verringertem Durchmesser gebildet werden. Bei einer solchen Gestaltung werden Druckfluidströme zwischen dem Detektionsdurchgang und dem Fluidzufuhrraum generiert. Auch wenn Fremdstoffe mit dem Fluid in dem Fluidzufuhrraum von dem Detektionsdurchgang über eine der Verbindungsöffnungen vermischt werden, kann dieses Fremdmaterial über die anderen Verbindungsöffnungen in den Detektionsdurchgang abgeführt werden. Als Folge hiervon kann die Ansammlung von Fremdstoffen in dem Fluidzufuhrraum verhindert werden, und jeglicher Einfluss dieser Fremdstoffe auf den durch den detektionsdurchgangsseitigen Drucksensor detektierten Gegendruck kann zuverlässig ausgeschlossen werden.
  • Die Verbindungsöffnungen sind vorzugsweise an einer stromaufwärtsseitigen Stelle in der Nähe der Öffnung in dem Abschnitt mit verringertem Durchmesser, und an einer weiter stromabwärts liegenden Stelle von der oben genannten stromaufwärtsseitigen Stelle vorgesehen. Bei einer solchen Anordnung wird das Druckfluid, wie in 6 gezeigt ist, über die stromabwärtsseitigen Verbindungsöffnungen in den Fluidzufuhrraum eingeführt und über die stromaufwärtsseitigen Verbindungsöffnungen in den Detektionsdurchgang abgeführt. Wenn in diesem Fall der Druck (Gegendruck) des Druckfluides durch den detektionsdurchgangsseitigen Drucksensor in der Nähe der stromaufwärtsseitigen Verbindungsöffnungen in dem Fluidzufuhrraum detektiert wird, liegen Strömungen des Druckfluides dem Drucksensor nicht gegenüber. Dementsprechend kann ein direktes Auftreffen von Fremdstoffen auf den detektionsdurchgangsseitigen Drucksensor vermieden werden.
    • [4] Ein zufuhrdurchgangsseitiger Drucksensor kann vorgesehen sein, um einen Druck (Zufuhrdruck) des Druckfluides, das in den Zufuhrdurchgang eingeführt wird, zu erfassen. Dementsprechend wird eine Überwachung des Zufuhrdrucks (beispielsweise die Überwachung von Schwankungen in dem Zufuhrdruck) ermöglicht.
    • [5] Der detektionsdurchgangsseitige Drucksensor kann einen Manometerdrucksensor umfassen, der so in dem Vorrichtungsgrundkörper angeordnet ist, dass er dem Fluidzufuhrraum zugewandt ist. Der zufuhrdurchgangsseitige Drucksensor kann einen Manometerdrucksensor aufweisen, der so in dem Vorrichtungsgrundkörper angeordnet ist, dass er dem Zufuhrdurchgang zugewandt ist. Ohne Verwenden eines Differenzialdrucksensors, der vergleichsweise teuer ist, kann dementsprechend der Differenzdruck zwischen einer stromaufwärtsseitigen Seite (dem Zufuhrdurchgang) und einer stromabwärtsseitigen Seite (dem Detektionsdurchgang) der inneren Düse berechnet werden.
    • [6] Anstelle des Aufbaus gemäß Punkt [5] kann ein Manometerdrucksensor an der stromaufwärtsseitigen Seite oder der stromabwärtsseitigen Seite der inneren Düse vorgesehen sein, und ein Differenzdrucksensor kann zwischen der stromaufwärtsseitigen Seite und der stromabwärtsseitigen Seite der inneren Düse angeordnet sein.
  • Im Einzelnen kann ein Differenzdrucksensor mit Funktionen des zufuhrdurchgangsseitigen Drucksensors und des detektionsdurchgangsseitigen Drucksensors vorgesehen sein, um einen Differenzdruck zwischen dem Zufuhrdruck und dem Gegendruck zu erfassen, und ein Manometerdrucksensor kann verwendet werden, der entweder als der zufuhrdurchgangsseitige Drucksensor funktioniert, der in dem Vorrichtungsgrundkörper so angeordnet ist, dass er dem Zufuhrdurchgang zugewandt ist, oder als der detektionsdurchgangsseitige Drucksensor, der in dem Vorrichtungsgrundkörper so angeordnet ist, dass er dem Fluidzufuhrraum zugewandt ist.
    • [7] Die Positionserfassungsvorrichtung kann außerdem einen Abnormalitätdetektor aufweisen, um eine Abnormalität der Positionserfassungsvorrichtung zu erfassen auf der Basis des Zufuhrdrucks, der durch den zufuhrdurchgangsseitigen Drucksensor erfasst wird, und/oder des Gegendrucks, der durch den detektionsdurchgangsseitigen Drucksensor erfasst wird. Dementsprechend können Abnormalitäten der Positionserfassungsvorrichtung als Fehler nach außen (beispielsweise einem Bediener) angezeigt werden.
  • Die oben genannten Abnormalitäten der Positionserfassungsvorrichtung können irgendeine von (1) Druckschwankungen (Schwankungen im Zufuhrdruck) des Druckfluides, das dem Zufuhrdurchgang von der Druckfluidquelle zugeführt wird, (2) Festsetzen von Fremdmaterial zwischen dem Detektionsanschluss und der Detektionsdüse, und (3) Festsetzen von Fremdmaterial in der inneren Düse sein.
  • Im Einzelnen kann der Abnormalitätsdetektor Fluktuationen im Zufuhrdruck auf der Basis des Zufuhrdrucks, der durch den zufuhrdurchgangsseitigen Drucksensor erfasst wird, erfassen, ein Festsetzen von Fremdmaterial zwischen dem Detektionsanschluss und der Detektionsdüse auf der Basis des Gegendrucks, der durch den detektionsdurchgangsseitigen Drucksensor erfasst wird, erfassen, und/oder ein Festsetzen von Fremdmaterial in der inneren Düse auf der Basis einer Druckdifferenz zwischen dem Zufuhrdruck, der durch den zufuhrdurchgangsseitigen Drucksensor erfasst wird, und dem Gegendruck, der durch den detektionsdurchgangsseitigen Drucksensor erfasst wird, erfassen.
  • In der oben beschriebenen Weise wird mit der vorliegenden Erfindung das Auftreten der oben genannten Abnormalitäten (1) bis (3) überwacht. Wenn eine solche Abnormalität auftritt, kann, da die Abnormalität nach außen angezeigt wird, die Ursache der Abnormalität bestimmt werden, wobei verschiedene Arten fehlerhafter Detektionen durch den Positionserfassungssensor vermieden werden, bevor sie auftreten.
    • [8] Die Positionserfassungsvorrichtung kann außerdem eine Speichereinheit zum Speichern eines festgelegten Schwellenwertes aufweisen. In diesem Fall erfasst der Abnormalitätsdetektor eine Abnormalität der Positionserfassungsvorrichtung auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Schwellenwert, der aus der Speichereinheit ausgelesen wird, und dem Zufuhrdruck, der durch den zufuhrdurchgangsseitigen Drucksensor erfasst wird, und/oder dem Gegendruck, der durch den detektionsdurchgangsseitigen Drucksensor erfasst wird. Dementsprechend können solche Abnormalitäten in der Positionserfassungsvorrichtung zuverlässig und genau erfasst werden.
    • [9] Der Abnormalitätsdetektor kann eine Abnormalität der Positionserfassungsvorrichtung auf der Basis von Informationen betreffend die Förderung des Werkstücks, die von einer Steuervorrichtung, welche die Förderung des Werkstücks steuert, zugeführt wird, und auf der Basis des Zufuhrdrucks, der durch den zufuhrdurchgangsseitigen Drucksensor erfasst wird, und/oder des Gegendrucks, der durch den detektionsdurchgangsseitigen Drucksensor erfasst wird, erfassen. Dementsprechend können solche Abnormaqlitäten in der Positionserfassungsvorrichtung zuverlässig und genau erfasst werden.
    • [10] Die innere Düse und der Detektionsanschluss können integral als eine Ganzschalenstruktur aufgebaut sein oder trennbar, wenn der Befestigungs-/Lösemechanismus von dem Vorrichtungsgrundkörper entfernt wird.
  • Wenn die innere Düse und der Befestigungsanschluss trennbar sind, kann eine Operation zur Entfernung von Fremdmaterial, das sich in der inneren Düse festgesetzt hat, einfach durchgeführt werden, wobei gleichzeitig die innere Düse einfach ausgetauscht werden kann. Wenn andererseits die innere Düse und der Detektionsanschluss als eine Ganzschalenstruktur gestaltet sind, kann die mechanische Festigkeit des Befestigungs-/Lösemechanismus verbessert werden.
  • Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielhaft dargestellt ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische erläuternde Zeichnung einer Positionserfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform;
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht der Positionserfassungsvorrichtung gemäß 1;
  • 3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III in 2;
  • 4 ist ein Schnitt entlang der Linie IV-IV in 2;
  • 5 ist ein Schnitt durch einen Befestigungs-/Lösemechanismus;
  • 6 ist eine erläuternde Zeichnung, die schematisch die Strömungen eines Druckfluides in dem Befestigungs-/Lösemechanismus zeigt;
  • 7 ist ein Zeitdiagramm, in dem Operationen zum Erfassen des Festsetzens von Fremdmaterials zwischen einem Detektionsanschluss und einer Detektionsdüse beschrieben sind;
  • 8 ist ein Zeitdiagramm, in dem Operationen zur Erfassung des Festsetzens von Fremdmaterial in einer inneren Düse beschrieben sind;
  • 9 ist ein Schnitt durch die Positionserfassungsvorrichtung gemäß einer Modifikation der vorliegenden Ausführungsform;
  • 10 ist ein Schnitt, der einen Zustand zeigt, in welchem der Befestigungs-/Lösemechanismus von einem Vorrichtungsgrundkörper der Positionserfassungsvorrichtung gemäß 9 entfernt ist;
  • 11 ist eine schematische erläuternde Zeichnung einer Positionserfassungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik; und
  • 12 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Gegendruck und dem Abstand für jeden der verschiedenen Zufuhrdrücke zeigt.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Eine bevorzugte Ausführungsform einer Positionserfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • [Grober Aufbau der vorliegenden Ausführungsform]
  • 1 ist eine schematische erläuternde Zeichnung einer Positionserfassungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Bevor der Aufbau der Positionserfassungsvorrichtung 10 im Detail beschrieben wird, wird zunächst der grobe Aufbau im Hinblick auf die Erfassung der Position eines Werkstücks 28 einschließlich der Positionserfassungsvorrichtung 10, einer Druckfluidzufuhrquelle 12 und einer Erfassungsdüse 14 mit Bezug auf 1 erläutert.
  • Die Positionserfassungsvorrichtung 10 wird verwendet, um die Position eines Werkstücks 28, an dem mit einer Werkzeugmaschine eine Bearbeitung vorgenommen wird, zu bestimmen (Bestätigung des Aufsitzens), um die Bearbeitungsdimensionen des Werkstücks 28 zu bestimmen, um die Gegenwart oder Abwesenheit eines Erfassungsobjektes einschließlich des Werkstücks 28 zu bestimmen, um einen geklemmten Zustand des Werkstücks 28 zu bestimmen, usw.. In der nachfolgenden Beschreibung wird, wenn nicht anders angegeben, ein Fall erläutert, bei dem die Bestätigung des Aufsitzens des Werkstücks 28 auf einem Tisch 24 durchgeführt wird.
  • Die Positionserfassungsvorrichtung 10 ist an die Druckfluidzufuhrquelle 12 und die Erfassungsdüse 14 angeschlossen. Im Einzelnen ist die Druckfluidzufuhrquelle 12 über einen Durchgang 16 an einen Zufuhranschluss 18 an einer Eingangsseite der Positionserfassungsvorrichtung 10 angeschlossen. Außerdem ist ein Detektionsanschluss 20 an einer Ausgangsseite der Positionserfassungsvorrichtung 10 über einen Durchgang 22 mit der Detektionsdüse 14 verbunden, die in dem Tisch 24 angeordnet ist. Eine Oberfläche (Detektionsfläche) 30 des Werkstücks 28 ist um einen Abstand X von einer Referenzfläche 26 des Tisches 24 beabstandet.
  • Eine innere Düse 32 ist in der Positionserfassungsvorrichtung 10 zwischen dem Zufuhranschluss 18 und dem Detektionsanschluss 20 angeordnet. Ein Drucksensor (zufuhrdurchgangsseitiger Drucksensor) 34, der als ein Manometersensor dient, ist stromaufwärts der inneren Düse 32 angeordnet, während ein anderer Drucksensor (detektionsdurchgangsseitiger Drucksensor) 36, der als ein Manometersensor dient, stromabwärts der inneren Düse 32 angeordnet ist.
  • Wenn ein Druckfluid von der Druckfluidzufuhrquelle 12 über den Durchgang 16 dem Zufuhranschluss 18 zugeführt wird, wird dementsprechend das zugeführte Druckfluid durch die innere Düse 32 gedrosselt und wird dann von dem Detektionsanschluss 20 über den Durchgang 22 zu der Detektionsdüse 14 geliefert. Die Detektionsdüse 14 strahlt das ihr zugeführte Druckfluid auf die Detektionsfläche 30 des Werkstücks 28. In diesem Fall erfasst der Drucksensor 34 sequentiell den Druck (Zufuhrdruck) P1 des Druckfluids, der der inneren Düse 32 zugeführt wird. Der Drucksensor 36 detektiert sequentiell den Druck des Druckfluids, der dem Detektionsanschluss 20 von der inneren Düse 32 zugeführt wird, d. h. einen Gegendruck P2 des Druckfluids, das von der Detektionsdüse 14 auf die Detektionsfläche 30 des Werkstücks 28 gestrahlt wird.
  • Die Positionserfassungsvorrichtung 10 umfasst außerdem eine Verstärkerschaltung 38, eine CPU (Zentraleinheit) 40, einen EEPROM (elektronisch löschbarer programmierbarer nur Lesespeicher) 42, der als eine Speichereinheit dient, eine Eingabeeinheit 44, eine Ausgabeeinheit 46 und einen Verbinder 48.
  • Die Verstärkerschaltung 48 verstärkt ein analoges Signal, welches den sequentiell durch den Drucksensor 34 erfassten Zufuhrdruck P1 anzeigt, verstärkt ein analoges Signal, welches den sequentiell durch den Drucksensor 36 erfassten Gegendruck P2 anzeigt, und gibt die verstärkten Signale sequentiell an die CPU 40 aus.
  • Die CPU 40 umfasst einen A/D Wandler 50, einen Positionserfassungsprozessor 52 und einen Fehlerbestimmungsprozessor (Abnormalitätsdetektor) 54.
  • Der A/D Wandler 50 wandelt analoge Signale, die ihm sequentiell von der Verstärkerschaltung 38 zugeführt werden, in digitale Signale um.
  • Der EEPROM 42 speichert verschiedene Daten, die in den von dem Positionserfassungsprozessor 52 durchgeführten Prozessen verwendet werden, sowie verschiedene Daten, die in den von dem Fehlerbestimmungsprozessor 54 durchgeführten Prozessen verwendet werden.
  • In einem Zustand, in welchem das Werkstück 28 vorab an einem bestimmten Abstand X0 angeordnet ist, und vor der Überprüfung des Aufsitzens des Werkstücks 28 erfasst die Positionserfassungsvorrichtung 10 im Einzelnen den Gegendruck P2 mit Hilfe des Drucksensors 36 zu einer Zeit, zu welcher das Druckfluid mit einem Zufuhrdruck P1 (ursprünglich eingestellter Druck) von der Druckfluidzufuhrquelle 12 dem Zufuhranschluss 18 zugeführt wird, und stellt dann den erfassten Gegendruck P2 auf den Schwellenwert P0 ein. Dementsprechend werden in dem EEPROM 42 Daten gespeichert, die den Schwellenwert P0 anzeigen und die Beziehung zwischen dem Abstand X und dem Gegendruck P2 für jeden der zugeführten Drucke P1 gemäß 12, als Daten, die in den durch den Positionserfassungsprozessor 52 durchgeführten Prozessen verwendet werden. Der Abstand X0 ist als ein maximaler Abstand definiert, bei dem angenommen werden kann, dass das Werkstück 28 auf dem Tisch 24 aufsitzt.
  • Außerdem speichert der EEPROM 42 auch Daten für die folgenden Punkte (1) bis (3), die in den durch den Fehlerbestimmungsprozessor 54 durchgeführten Prozessen verwendet werden.
    • (1) Ein Wert des Zufuhrdrucks P1 (Zufuhrdruckschwellenwert P10) für Fälle, bei denen keine Schwankungen in dem Zufuhrdruck P1 auftreten. (2) Ein Wert des Gegendrucks P2 (Gegendruckschwellenwert P20) zu einer Zeit, zu welcher das Werkstück 28 auf dem Tisch 24 aufsitzt, für Fälle, bei denen sich kein Fremdmaterial, wie Schneidöl oder Schneidspäne, zwischen dem Detektionsanschluss 20 und der Detektionsdüse 14 festgesetzt hat. (3) Ein Differenzdruck (Differenzdruckschwellenwert (P10–P20)) zwischen dem Zufuhrdruck P1 und dem Gegendruck P2 zu einer Zeit, zu welcher das Werkstück 28 auf dem Tisch 24 aufsitzt, für Fälle, bei denen kein Fremdmaterial, wie Öl oder Metallpartikel, das/die in dem Druckfluid von der Seite des Zufuhranschlusses 18 enthalten ist/sind, oder Fremdmaterial, wie Schneidöl oder Schneidspäne von der Seite der Detektionsdüse 14, in der inneren Düse 32 festgesetzt hat.
  • Die jeweiligen Schwellenwerte (1) bis (3) sind ursprünglich eingestellte Drücke, die vorab in dem EEPROM 42 gespeichert sind und die repräsentativ für den Zufuhrdruck P1, den Gegendruck P2 und die Druckdifferenz (P1–P2) zu normalen Zeiten sind, in Fällen, in denen die oben genannten Abnormalitäten in der Positionserfassungsvorrichtung 10 nicht auftreten.
  • In dem Fall, dass ein später geschriebenes Signal nicht von dem Fehlerbestimmungsprozessor 54 eingegeben wird, liest der Positionserfassungsprozessor 52 aus dem EEPROM 42 einen Schwellenwert E0, der auf den Zufuhrdruck P1 und den Gegendruck P2, die durch A/D umgewandelte digitale Signale angezeigt werden, reagiert. Unter der Annahme, dass der ausgelesene Schwellenwert P0 und der Gegendruck P2 die Ungleichung P2 > P0 erfüllen, beurteilt der Positionserfassungsprozessor 52 dann, dass das Werkstück 28 korrekt auf der Referenzfläche 26 des Tisches 24 aufsitzt, und gibt ein EIN-Signal aus, dass das Prüfungsergebnis anzeigt.
  • Außerdem werden in dem EEPROM 42 auch Daten gespeichert, die eine Beziehung zwischen dem Abstand X und dem Gegendruck P2 für jeden der jeweiligen Zufuhrdrücke P1 angeben. In dem Fall, dass von dem Fehlerbestimmungsprozessor 54 kein Fehlersignal ausgegeben wird, kann somit der Positionserfassungsprozessor 52 aus dem EEPROM 42 Daten auslesen, die dem Zufuhrdruck P1 entsprechen, und kann unter Verwendung dieser ausgelesenen Daten einen Abstand X bestimmen, der dem Gegendruck P2 entspricht. Unter der Annahme, dass die Ungleichung X < X0 erfüllt ist, kann dann der Positionserfassungsprozessor 52 beurteilen, dass das Werkstück 28 korrekt auf der Referenzfläche 26 des Tisches 24 aufsitzt, und ein EIN-Signal ausgeben, welches das Überprüfungsergebnis anzeigt.
  • Mit Hilfe des Zufuhrdruckes P1, des Gegendruckes P2 und der Druckdifferenz (P1–P2) zwischen dem Zufuhrdruck P1 und dem Gegendruck P2, die durch die A/D gewandelten digitalen Signale angezeigt werden, bestimmt der Fehlerbestimmungsprozessor 54, ob in der Positionserfassungsvorrichtung 10 eine Abnormalität vorliegt oder nicht. In dem Fall, dass bestimmt wird, dass eine solche Abnormalität aufgetreten ist, gibt der Fehlerbestimmungsprozessor 54 das Überprüfungssignal als ein Fehlersignal aus.
  • Die Abnormalität in der Positionserfassungsvorrichtung 10, wie sie oben angegeben wurde, kann definiert werden durch (1) Fluktuationen (Druckschwankungen) in dem Zufuhrdruck P1, (2) Festsetzen von Fremdmaterial (drain) zwischen dem Detektionsanschluss 20 und der Detektionsdüse 14, oder (3) Festsetzen von Fremdmaterial in der inneren Düse 32. In dem Fall, dass irgendeine dieser Abnormalitäten generiert wurde, können der Zufuhrdruck P1, der Gegendruck P2 und die Druckdifferenz (P1–P2) nicht mit ausreichender Genauigkeit erfasst werden, was zu einer fehlerhaften Erfassung des Abstandes X in dem Positionsdetektionsprozessor 52 führt.
  • Daher liest der Fehlerbestimmungsprozessor 54 den Zufuhrdruckschwellenwert P10 aus dem EEPROM 42 aus, und auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem ausgelesenen Zufuhrdruckschwellenwert P10 und dem Zufuhrdruck P1 gibt der Fehlerbestimmungsprozessor 54 das Überprüfungsergebnis als ein Fehlersignal aus, wenn festgestellt wird, dass eine Schwankung des Zufuhrdrucks P1 aufgetreten ist. Außerdem liest der Fehlerbestimmungsprozessor 54 den Gegendruckschwellenwert P20 aus dem EEPROM 42 aus, und auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem ausgelesenen Gegendruckschwellenwert P20 und dem Gegendruck P2 gibt der Fehlerbestimmungsprozessor 54 das Überprüfungsergebnis als ein Fehlersignal aus, wenn festgestellt wurde, dass sich Fremdmaterial zwischen dem Detektionsanschluss 20 und der Detektionsdüse 14 festgesetzt hat. Außerdem liest der Fehlerbestimmungsprozessor 54 den Differenzdruckschwellenwert (P10–P20) aus dem EEPROM 42 aus, und auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem ausgelesenen Differenzdruckschwellenwert (P10–P20) und der Druckdifferenz (P1–P2) gibt der Fehlerbestimmungsprozessor 54 das Überprüfungsergebnis als ein Fehlersignal aus, wenn festgestellt wird, dass sich Fremdmaterial in der inneren Düse 32 festgesetzt hat. Die entsprechenden Überprüfungsprozesse, die durch den Fehlerbestimmungsprozessor 54 durchgeführt werden, werden später im Detail beschrieben.
  • Die Eingabeeinheit 44 ist ein Betätigungsschalter oder dergleichen, der durch einen Bediener an einer Werkzeugmaschine, an welcher die Positionserfassungsvorrichtung 10 angebracht ist, betätigt wird. Die Ausgabeeinheit 46 gibt ein Betätigungsergebnis der Eingabeeinheit 44, ein Erfassungsergebnis, das durch den Positionserfassungsprozessor 52 ermittelt wurde, um das Aufsetzen des Werkstücks 28 zu überprüfen, ein Überprüfungsergebnis, das ein Fehlersignal anzeigt, das von dem Fehlerbestimmungsprozessor 54 ausgegeben wird, usw., nach außen aus. Der Verbinder 48 ist in der Lage, mit einem Kabel verbunden zu werden, das an eine nicht dargestellte externe Vorrichtung, beispielsweise eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung), die als eine Steuervorrichtung zur Steuerung der Werkzeugmaschine dient, angeschlossen ist.
  • [Detaillierter Aufbau der vorliegenden Ausführungsform]
  • Als nächstes wird der Aufbau der Positionserfassungsvorrichtung 10 in größerem Detail mit Bezug auf die 2 bis 5 erläutert.
  • Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die Positionserfassungsvorrichtung 10 einen Vorrichtungsgrundkörper 57 in Form eines im Wesentlichen sechseckigen Gehäuses und einen Befestigungs-/Lösemechanismus 56, der an dem Vorrichtungsgrundkörper 57 angebracht und von diesem entfernt werden kann. In dem Fall, dass die Positionserfassungsvorrichtung 10 an einer Werkzeugmaschine angebracht ist, wie es in 2 bis 4 gezeigt ist, wird die Positionserfassungsvorrichtung 10 in einem solchen Zustand an der Werkzeugmaschine angebracht, dass ihr Befestigungs-/Lösemechanismus 56 nach unten orientiert ist. In dem Fall, dass die Positionserfassungsvorrichtung 10 an der Werkzeugmaschine angebracht wird, befestigt und löst der Bediener dementsprechend den Befestigungs-/Lösemechanismus 56 von einer unteren Seite des Vorrichtungsgrundkörpers 57 an/von dem Vorrichtungsgrundkörper 57.
  • Der Befestigungs-/Lösemechanismus 56 wird durch einen Düsenabschnitt 56a, der als eine innere Düse 32 dient, einen ersten Anschlussgrundkörperabschnitt 56b, der mit dem Düsenabschnitt 56a verbunden werden kann, und einen zweiten Anschlussgrundkörperabschnitt 56c, der mit dem ersten Anschlussgrundkörperabschnitt 56b verbunden werden kann, gebildet. Der Detektionsanschluss 20 besteht aus dem ersten Anschlussgrundkörperabschnitt 56b und dem zweiten Anschlussgrundkörperabschnitt 56c. In diesem Fall wird der rohrförmige Befestigungs-/Lösemechanismus 56 dadurch gebildet, dass der Düsenabschnitt 56a, der erste Anschlussgrundkörperabschnitt 56b und der zweite Anschlussgrundkörperabschnitt 56c entlang einer zentralen Achse 55 im Wesentlichen parallel zu der Richtung des Pfeils A (vertikale Richtung) an dem Vorrichtungsgrundkörper 57 in Reihe angebracht werden.
  • Dementsprechend ist der Befestigungs-/Lösemechanismus 56 in der Lage, in einem Zustand an dem Vorrichtungsgrundkörper 57 angebracht bzw. von diesem gelöst zu werden, in welchem der Düsenabschnitt 56a, der erste Anschlussgrundkörperabschnitt 56b und der zweite Anschlussgrundkörperabschnitt 56c integral und im Wesentlichen koaxial entlang der zentralen Achse 55 verbunden sind. In dem Fall, dass der Befestigungs-/Lösemechanismus 56 von dem Vorrichtungsgrundkörper 57 entfernt ist, können außerdem der Düsenabschnitt 56a, der erste Anschlussgrundkörperabschnitt 56b und der zweite Anschlussgrundkörperabschnitt 56c voneinander getrennt werden. Außerdem können der Düsenabschnitt 56a, der erste Anschlussgrundkörperabschnitt 56b und der zweite Anschlussgrundkörperabschnitt 56c auch beispielsweise durch eine Einsetzverbindung oder eine Nietverbindung integral miteinander verbunden sein.
  • Der Vorrichtungsgrundkörper 57 umfasst ein Basiselement 58 und ein vorderes Gehäuse 62. Der Verbinder 48 ist an einer oberen Fläche des Basiselements 58 angeordnet. Außerdem ist der Zufuhranschluss 18 im Inneren des Basiselements 58 enthalten, und darin ist ein Zufuhrdurchgang 60 ausgebildet, dem das Druckfluid zugeführt wird.
  • Obwohl in 2 ein Zustand gezeigt ist, bei dem der Zufuhrdurchgang 60 an einer Seitenfläche des Basiselements 58 freiliegt, kann in dem Fall, dass die Positionserfassungsvorrichtung 10 als eine Einzeleinheit verwendet wird, die Positionserfassungsvorrichtung 10, bei welcher der Zufuhrdurchgang 60 nicht an der Seitenfläche des Basiselements 58 freiliegt, verwendet werden oder sie kann in einem Zustand verwendet werden, in welchem der freiliegende Zufuhrdurchgang 60 durch ein nicht dargestelltes Verschlusselement blockiert wird.
  • Ein Anzeigefenster 64, in dem verschiedener angezeigter Inhalt gezeigt ist, und mehrere Betätigungsschalter 66 sind an einer Fläche des vorderen Gehäuses 62 angeordnet. Andere Stellen bis auf das Anzeigefenster 64 und die Betätigungsschalter 66 werden durch ein Blechelement 68 abgedeckt.
  • Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, sind das Basiselement 58 und das vordere Gehäuse 62 über eine dazwischenliegende Dichtung 70 verbunden, so dass ein innerer Raum 72 im Inneren des Vorrichtungsgrundkörpers 57 gebildet wird. Eine Schaltplatine 74, die elektrisch mit dem Verbinder 48 verbunden ist, ist an einer Stelle in der Nähe des Verbinders 48 in dem inneren Raum 72 angeordnet. Außerdem ist eine andere Schaltplatine 76, die elektrisch an die Schaltplatine 74 angeschlossen ist, in der Richtung des Pfeils A an einer Stelle in der Nähe der Seite des vorderen Gehäuses 62 in dem inneren Raum 72 angeordnet.
  • Eine nach hinten gewandte Fläche (gegenüberliegende Seite des vorderen Gehäuses 62) des Basiselements 68 ist signifikant zu dem vorderen Gehäuse 62 zurückgesetzt, wobei der Zufuhrdurchgang 60 in einer solchen zurückgesetzten Stelle ausgebildet ist. Die beiden Drucksensoren 34, 36 sind in der Nähe des Zufuhrdurchgangs 60 an einer Oberfläche (einer Fläche an der Seite des Basiselements 58) der Schaltplatine 76 installiert.
  • Mehrere LEDs (Licht emittierende Dioden) 78 sind gegenüber dem Anzeigefenster 64 an der anderen Fläche der Schaltplatine 76 angebracht. Außerdem ist ein Hintergrundlichtgehäuse 80 an der äußeren Fläche der Schaltplatine 76 so montiert, dass es die LEDs 78 umgibt. Ein LCD (Flüssigkristallanzeige/display) 82 ist zwischen dem Anzeigefenster 74 und den LEDs 78 angeordnet. Das LCD 82 ist an Enden des Hintergrundlichtgehäuses 80 über eine Verriegelungsplatte 84 befestigt.
  • Das LCD 82 und die Schaltplatine 76 sind elektrisch über einen Gummiverbinder 81 verbunden. In diesem Fall dienen die LEDs 78 als Hintergrundlichtquelle für das LCD 82. Im Einzelnen werden dem LCD 82 von der Schaltplatine 76 über den Gummiverbinder 81 elektrische Signale zugeführt, um dadurch das LCD 82 anzutreiben. Ist das LCD in einem angetriebenen Zustand dient bei einer Illumination der LEDs 78 ein Raum, der durch die äußere Fläche der Schaltplatine 76, das LCD 82 und das Hintergrundlichtgehäuse 80 definiert wird, als ein Lichtdiffusionsraum, in dem Licht von den LEDs 78 diffundiert wird. Wenn das diffuse Licht das LCD 82 beleuchtet, kann dementsprechend Licht entsprechend dem angezeigten Inhalt des LCDs 82 durch das Anzeigefenster 64 nach außen gestrahlt werden. Auf diese Weise bilden das Anzeigefenster 64, die LEDs 78, der Gummiverbinder 81 und das LCD 82 kollektiv die Ausgabeeinheit 46.
  • Außerdem ist ein Presselement 86 in Form eines Vorsprungs jedes der Betätigungsschalter 66 an einer Seite der Schaltplatine 76 angeordnet, während an der anderen Fläche der Schaltplatine 76 ein drucksensitives Blatt 88 angebracht ist, das mit dem Presselement 86 in Kontakt kommen kann. Wenn der Bediener einen der Betätigungsschalter drückt, presst dementsprechend das zugeordnete Presselement 86 das drucksensitive Blatt 88, und dann gibt das drucksensitive Blatt 88 ein elektrisches Signal entsprechend der Druckkraft von dem Druckelement 86 an die Schaltplatine 76 aus. Dementsprechend bilden die Betätigungsschalter 66, das Presselement 86 und das drucksensitive Blatt 88 gemeinsam die Eingabeeinheit 44.
  • Außerdem bilden die Schaltplatinen 74, 76 und nicht dargestellte elektronische Komponenten, die auf den Schaltplatinen 74, 76 angebracht sind, die Verstärkerschaltung 78, die CPU 40 und den EEPROM 42.
  • Der Zufuhrdurchgang 60 ist über einen Durchgang 90 mit einer Vertiefung (Befestigungsabschnitt) 92 verbunden, welcher in einem unteren Bereich des Basiselements 58 ausgebildet ist. Die Vertiefung 92 hat eine Größe, die in der Lage ist, den Düsenabschnitt 56a und den ersten Anschlussgrundkörperabschnitt 56b des Befestigungs-/Lösemechanismus 56 aufzunehmen, und weist eine rohrförmige Vertiefung mit einem abgestuften Abschnitt auf. Außerdem ist der Zufuhrdurchgang 60 über einen Durchgang 94 mit der Vertiefung 96 verbunden. Außerdem ist ein Durchgang 98, der mit einer anderen Vertiefung 100 in Verbindung steht, an einer Stelle an der Durchgangs(90)-Seite der Vertiefung 92 ausgebildet.
  • Die Drucksensoren 34, 36, wie sie beispielsweise in den 3 und 4 gezeigt sind, sind vorzugsweise Halbleiterdrucksensoren, an denen abgestufte Abschnitte ausgebildet sind. In diesem Fall sind distale Endabschnitte (Sensorabschnitte, die Druck erfassen und diesen in Digitalsignale umwandeln) der Drucksensoren 34, 36 in die Vertiefungen 96 bzw. 100 eingesetzt. Außerdem sind O-Ringe 102, 104 an dem Außenumfang der distalen Endabschnitte der Drucksensoren 34 bzw. 36 angebracht. Eine Halteplatte 106 ist zwischen der Rückseite des Basiselements 58 und proximalen (vorderen) Enden der Drucksensoren 34, 36, die an der Schaltplatine 76 angebracht sind, angeordnet. Die O-Ringe 102, 104 werden durch die Halteplatte 106 an der Rückseite des Basiselements 58 fixiert und gehalten.
  • Wie in den 2 bis 5 gezeigt ist, umfasst der Düsenabschnitt 56a des Befestigungs-/Lösemechanismus 56 ein zylindrisches Element 108, an dem ein Flansch 107 ausgebildet ist. Ein O-Ring 110 ist an dem Flansch 107 an der Seite der Vertiefung 92 angeordnet. Eine Öffnung 112 ist im Wesentlichen koaxial zu der zentralen Achse 55 in einem zentralen Abschnitt des Flansches 107 ausgebildet. Die Öffnung 112 steht mit einem Durchgang 114 in Verbindung, der in dem zylindrischen Element 108 ausgebildet ist.
  • Der erste Anschlussgrundkörperabschnitt 56b umfasst ein sich verjüngendes zylindrisches Element 116 an seiner Seite in der Nähe des Düsenabschnitts 56a. An seiner Seite in der Nähe des Düsenabschnitts 56a weist das zylindrische Element 116 eine Vertiefung 118 auf, die in Eingriff mit dem zylindrischen Element 108 steht. An dem zylindrischen Element 116 ist ein Abschnitt, der einen mit der Vertiefung 118 in Verbindung stehenden Durchgang 120 bildet, als ein Abschnitt 121 mit verringertem Durchmesser ausgebildet, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der anderer Stellen des zylindrischen Elements 116. Kommunikationslöcher 122, die mit dem Durchgang 120 in Verbindung stehen, sind entlang einer radialen Richtung (einer Richtung senkrecht zu der zentralen Achse 55) des zylindrischen Elements 116 an mehreren Stellen in dem Abschnitt 121 mit verringertem Durchmesser ausgebildet.
  • Außerdem ist an einem Außenumfang eines zentralen Abschnitts des zylindrischen Elements 116 ein O-Ring 124 installiert. Ein Abschnitt an der Seite des zweiten Anschlussgrundkörperabschnitts 56c des zylindrischen Elements 116 ist als ein Abschnitt 128 mit erweitertem Durchmesser ausgebildet, dessen Außendurchmesser größer ist als der anderer Stellen des zylindrischen Elements 116. Eine Vertiefung 126, die mit dem Durchgang 120 in Verbindung steht und eine Größe aufweist, die in der Lage ist, einen Abschnitt des zweiten Anschlussgrundkörperabschnitts 56c aufzunehmen, wird durch den Abschnitt 128 mit erweitertem Durchmesser gebildet. Ein Clipelement 130 ist an dem Außenumfang des Abschnitts 128 mit erweitertem Durchmesser installiert.
  • Der zweite Anschlussgrundkörperabschnitt 56c umfasst ein zylindrisches Element 132, das sich zu der Seite des ersten Anschlussgrundkörperabschnitts 56b verjüngt. Das zylindrische Element 132 kann an der Seite des ersten Anschlussgrundkörperabschnitts 56b in die Vertiefung 126 eingesetzt werden und weist an seiner Innenseite einen Durchgang 134 auf. Außerdem hat die Detektionsdüsen 14 -Seite des zylindrischen Elements 132 einen größeren Durchmesser als andere Stellen des zylindrischen Elements 132. An dessen Innenseite ist ein Durchgang 136 ausgebildet, der mit dem Durchgang 134 in Verbindung steht. Außerdem ist ein O-Ring 138 an dem Außenumfang des zylindrischen Elements 132 an dessen Seite angebracht, die in der Nähe des ersten Anschlussgrundkörperabschnitts 56b liegt.
  • Wie in 4 gezeigt ist, wird dementsprechend der Befestigungs-/Lösemechanismus 56 gebildet, wenn der Düsenabschnitt 56a, der erste Anschlussgrundkörperabschnitt 56b und der zweite Anschlussgrundkörperabschnitt 56c in Reihe miteinander verbunden sind, so dass jeder der Durchgänge 114, 120, 134, 136 mit der Öffnung 112 in Verbindung steht. Dadurch wird ein Detektionsdurchgang 139 gebildet, welcher über den Durchgang 22 mit der Detektionsdüse 14 in Verbindung steht. Außerdem ist der Detektionsdurchgang 139 (bestehend aus den jeweiligen Durchgängen 114, 120, 134, 136) so geformt, dass seine Innendurchmesser von dem Düsenabschnitt 56a zu dem zweiten Anschlussgrundkörperabschnitt 56c größer werden.
  • Wenn der Düsenabschnitt 56a und der erste Anschlussgrundkörperabschnitt 56b des Befestigungs-/Lösemechanismus 56 in die Vertiefung 92 eingesetzt werden, so werden in einem Zustand, in welchem der Düsenabschnitt 56a der Vertiefung 92 zugewandt ist, der Düsenabschnitt 56a und der erste Anschlussgrundkörperabschnitt 56b in die Vertiefung 92 eingesetzt, wie es in 3 gezeigt ist, und der Befestigungs-/Lösemechanismus 56 wird an dem Vorrichtungsgrundkörper 57 angebracht. In diesem Fall presst das Clipelement 130 Abschnitte des Basiselements 58, welches die Vertiefung 92 bildet, in radialer Richtung des Befestigungs-/Lösemechanismus 56. Dementsprechend können der Düsenabschnitt 56a und der ersten Anschlussgrundkörperabschnitt 56b in der Vertiefung 92 gehalten werden.
  • Anstelle des Clipelements 130 kann der Befestigungs-/Lösemechanismus 56 in dem Vorrichtungsgrundkörper 57 über Schrauben befestigt werden, oder die Vertiefung 92 und der Außenumfang des Befestigungs-/Lösemechanismus 56 können miteinander durch Verschrauben verbunden werden.
  • Bei der Installation des Befestigungs-/Lösemechanismus 56 in der Vertiefung 92 wird außerdem der Zufuhrdurchgang 60 über den Durchgang 90 in Verbindung mit der Öffnung 112 und dem Detektionsdurchgang 139 gebracht. Außerdem bildet ein Abschnitt der Vertiefung 92 einen Fluidzufuhrraum 140 gemeinsam mit dem Abschnitt 121 mit verringertem Durchmesser, dem Flansch 107, dem Abschnitt 128 mit erweitertem Durchmesser und dem Basiselement 58. Der Fluidzufuhrraum 140 steht über die Verbindungsöffnung 122 mit dem Detektionsdurchgang 139 in Verbindung und kommuniziert mit der Vertiefung 100, die dem distalen Endabschnitt des Drucksensors 36 über den Durchgang 98 zugewandt ist.
  • [Grundsätzliche Funktionsweise der vorliegenden Ausführungsform]
  • Die Positionserfassungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes wird die Funktionsweise der Positionserfassungsvorrichtung 10 erläutert.
  • Ein Positionserfassungsprozess zum Erfassen der Position eines Werkstücks 28 wird erläutert, bei dem Druckfluid von der Druckfluidzufuhrquelle 12 der Positionserfassungsvorrichtung 10 zugeführt wird, das Druckfluid von der Detektionsdüse 14 auf das Werkstück 28 gestrahlt wird, der Zufuhrdruck P1 durch den Drucksensor 34 erfasst wird, der Gegendruck P2 durch den Drucksensor 36 erfasst wird, und die Position des Werkstücks 28 auf der Basis des erfassten Zufuhrdrucks P1 und des erfassten Gegendrucks P2 bestimmt wird. Im Einzelnen werden die Funktionsweisen der Positionserfassungsvorrichtung 10 für einen Fall erläutert, bei dem Schwankungen des Zufuhrdrucks P1, ein Festsetzen von Fremdmaterial in der (Öffnung 112 des Düsenabschnitts 56a, der dient als) innere(n) Düse 32 und das Festsetzen von Fremdmaterial an einer Stelle von dem Detektionsanschluss 20 zu der Detektionsdüse 14 nicht vorliegen.
  • Bei der Zufuhr von Druckfluid von der Druckfluidzufuhrquelle 112 zu dem (Zufuhrdurchgang 60 des) Zufuhranschluss(es) 18 der Positionserfassungsvorrichtung 10 über den Durchgang 16, liefert der Zufuhrdurchgang 60 im Inneren des Vorrichtungsgrundkörpers 50 das Druckfluid über den Durchgang 90 zu der inneren Düse 32. Die Öffnung 112 dient der Drosselung des Druckfluides und der Lieferung des Druckfluides zu dem Detektionsdurchgang 139. Das gelieferte Druckfluid wird von dem Detektionsdurchgang 139 über den Durchgang 22 zu der Detektionsdüse 14 gefördert, und die Detektionsdüse 14 strahlt das zugeführte Druckfluid auf die Detektionsfläche 30 des Werkstücks 28.
  • Der Drucksensor 34 erfasst sequentiell den Druck (Zufuhrdruck) P1 des von dem Zufuhrdurchgang 60 über den Durchgang 64 der Vertiefung 96 zugeführten Druckfluids. Der Drucksensor 36 erfasst sequentiell den Druck (Gegendruck) P2 des ihm von dem Detektionsdurchgang 139 über die Verbindungsöffnung 122, den Fluidzufuhrraum 140, den Durchgang 98 und die Vertiefung 100 zugeführten Druckfluids.
  • Ein analoges Signal des Zufuhrdrucks P1, der sequentiell durch den Drucksensor 34 detektiert wird, und ein analoges Signal des Gegendrucks P2, der sequentiell durch den Drucksensor 36 detektiert wird, werden durch die Verstärkerschaltung 38 verstärkt und sequentiell an die CPU 40 ausgegeben. Der A/D Wandler 50 der CPU 40 wandelt die sequentiell eingegebenen analogen Signale in digitale Signale um.
  • Der Positionsdetektionsprozessor 92 liest einen Schwellenwert P0 entsprechend dem detektierten Zufuhrdruck P1 und dem detektierten Gegendruck P2 aus dem EEPROM 42 aus, und unter der Annahme, dass die Ungleichung P2 > P0 erfüllt ist, gibt der Positionsdetektionsprozessor 52 ein EIN-Signal aus, dass das Aufsetzen des Werkstücks 28 auf der Referenzfläche 26 des Tisches 24 anzeigt.
  • Außerdem werden auch Daten in dem EEPROM 42 gespeichert, die für eine Beziehung zwischen dem Gegendruck P2 und dem Abstand X für jeden entsprechenden Zufuhrdruck P1 stehen. Somit kann der Positionsdetektionsprozessor 52 aus dem EEPROM 42 Daten auslesen, die dem erfassten Zufuhrdruck P1 zugeordnet sind, und die ausgelesenen Daten dazu verwenden, einen Abstand X entsprechend dem Gegendruck P2 zu bestimmen. Unter der Annahme, dass die Ungleichung X < X0 erfüllt ist, kann dann ein Ein-Signal ausgegeben werden, welches das Aufsetzen des Werkstücks 28 auf der Referenzfläche 26 des Tisches 24 anzeigt.
  • Wie oben beschrieben wurde, wandelt der A/D Wandler 50 analoge Signale, die sequentiell von der Verstärkerschaltung 38 eingegeben werden, in digitale Signale um. Daher wird in dem Positionsdetektionsprozessor 52 ein Positionsdetektionsprozess vorzugsweise jedes Mal dann an dem oben genannten Werkstück 28 durchgeführt, wenn in ihn digitale Signale eingegeben werden, die den detektierten Zufuhrdruck P1 und Gegendruck P2 anzeigen.
  • Außerdem liefert die CPU 40 das EIN-Signal und Signale entsprechend dem Zufuhrdruck P1 und dem Gegendruck P2 an den LCD 82 und treibt den LCD 82 gemeinsam mit dem Antrieb der LEDs 78 an. Wenn Licht von den LEDs 78 den LCD 82 beleuchtet, strahlt der LCD 82 Licht über das Anzeigefenster 64 nach außen ab, wobei das Licht Anzeigeinhalte entsprechend dem Zufuhrdruck P1, dem Gegendruck P2 und dem EIN-Signal repräsentiert. Durch visuelle Überprüfung der oben genannten Anzeigeinhalte kann dementsprechend der Bediener den Zufuhrdruck P1, den Gegendruck P2 und den Aufsitzzustand des Werkstücks 28 erfassen.
  • Durch solche Grundoperationen wird die Positionserfassungsvorrichtung 10 unter der Voraussetzung betrieben, dass Schwankungen in dem Zufuhrdruck P1, ein Festsetzen von Fremdmaterial an einer Stelle von dem Detektionsanschluss 20 zu der Detektionsdüse 14 und ein Festsetzen von Fremdmaterial in der Öffnung 112 nicht vorliegen. Dementsprechend gibt der Fehlerbestimmungsprozessor 54 kein Fehlersignal aus.
  • 6 ist eine erläuternde Zeichnung, die schematisch die Strömung des Druckfluids in der Öffnung 112 und dem Detektionsdurchgang 139 usw. zeigt. In 6 indizieren die durch Pfeile gezeigten durchgezogenen Linien Strömungslinien und Strömungsrichtungen des Druckfluides. Zur Erleichterung der Erläuterung sind der Durchgang 98 und die Vertiefung 100 außerdem in der Darstellung weggelassen.
  • In der oben beschriebenen Weise wird das dem Durchgang 90 von dem Zufuhrdurchgang 60 zugeführte Druckfluid (vgl. 2 bis 4) durch die Öffnung 112 beschränkt (gedrosselt) und in den Detektionsdurchgang 139 gerichtet. In diesem Fall wird das Druckfluid in dem Durchgang 114 in der Nähe der Öffnung 112 in dem Detektionsdurchgang 139 als ein gedrosselter Strom von der Öffnung 112 abgeführt. Hierdurch ist ein Druckverlust des Druckfluides in dem Durchgang 114 nach dem Durchfließen der Öffnung 112 vergleichsweise groß und eine Grenzschichtablösung tritt auf.
  • Als Folge hiervon wird an Abschnitten in dem Durchgang 114 bis auf die gedrosselte Strömung (d. h. Abschnitten an den linken und auch rechten Seiten des Durchgangs 114 in 6) eine Stagnation (Stillstand) generiert. Es ist für das Fremdmaterial leicht, sich an solchen Stellen, an denen ein Stillstand auftritt, anzusammeln. Wenn die Erfassung des Gegendrucks P2 durch den Drucksensor 36 durchgeführt wird, besteht dementsprechend an den Stellen, an welchen sich Fremdmaterial ansammelt, die Möglichkeit, dass der Gegendruck P2 fehlerhaft erfasst wird. Wenn sich das Druckfluid, das dem Detektionsdurchgang 139 zugeführt wird, weiter stromabwärts bewegt (zu der Seite der Detektionsdüse 14 in 1), wird sein Druck allmählich wiederhergestellt.
  • Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung das Druckfluid von dem Detektionsdurchgang 139 durch die Verbindungsöffnungen 122 in den Fluidzufuhrraum 140 eingeführt, so dass die Detektion des Gegendrucks P2 an Stellen (in dem Durchgang 114), an denen Stillstand auftritt und sich Fremdmaterial leicht ansammeln kann, vermieden, und der Druck des zugeführten Druckfluides wird durch den Drucksensor 36 (über den Durchgang 98 und die Vertiefung 100) erfasst, um dadurch den Gegendruck P2 zu erfassen. Dementsprechend kann der Gegendruck P2 akkurat und präzise erfasst werden, ohne dass er durch Fremdmaterial, das sich in Bereichen ansammelt, an denen das Druckfluid stagniert, beeinflusst wird.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform sind außerdem die Verbindungsöffnungen 122 an mehreren Stellen zwischen dem Fluidzufuhrraum 140 und dem Detektionsdurchgang 139 ausgebildet. Wie in den 3 bis 6 gezeigt ist, sind im Einzelnen die Verbindungsöffnungen 122 an Stellen einer stromaufwärtsseitigen Seite nahe der Öffnung 112 in dem Abschnitt 121 mit reduziertem Durchmesser und an Stellen an einer stromabwärtsseitigen Seite weiter stromabwärts von den oben genannten stromaufwärtsseitigen Stellen ausgebildet. In diesem Fall erfasst der Drucksensor 36 den Gegendruck P2 in der Nähe der stromaufwärtsseitigen Verbindungsöffnung 122 in dem Fluidzufuhrraum 140.
  • Auf die oben beschriebene Weise wird das Druckfluid über die stromabwärtsseitigen Verbindungsöffnungen 122 in den Fluidzufuhrraum 140 eingeführt und dann über die stromaufwärtsseitigen Verbindungsöffnungen 122 in den Detektionsdurchgang 139 abgeführt. Auch wenn Fremdmaterial von dem Detektionsdurchgang 139 über die stromabwärtsseitigen Verbindungsöffnungen 122 in den Fluidzufuhrraum 140 infiltriert, wird aus diesem Grund das Fremdmaterial zusammen mit der Strömung des Druckfluides über die stromaufwärtsseitigen Verbindungsöffnungen 122 in den Detektionsdurchgang 139 abgeführt. Dementsprechend kann ein Festsetzen von Fremdmaterial in dem Fluidzufuhrraum 140 vermieden werden, und der Einfluss von Fremdmaterial auf den durch den Drucksensor 36 detektierten Gegendruck P2 kann ausgeschlossen werden. Da der distale Endabschnitt des Drucksensors 36 so angeordnet ist, dass er der Strömung des Druckfluides nicht gegenüber liegt, kann außerdem auch ein direktes Auftreffen von Fremdmaterial auf den Drucksensor 36 vermieden werden.
  • [Erfassung von Abnormalitäten in der Positionserfassungsvorrichtung]
  • Als nächstes werden Erfassungsprozesse zum Erfassen von Abnormalitäten in dem Fehlerbestimmungsprozessor 54 für einen Fall beschrieben, bei dem die oben genannten Abnormalitäten bei der Positionserfassungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auftreten.
  • Nun wird beschrieben (1) ein Prozess zur Erfassung von Schwankungen (Druckvariationen) des Zufuhrdrucks P1, (2) ein Verfahren zur Erfassung des Festsetzens von Fremdmaterial zwischen der Detektionsdüse 14 und dem Detektionsanschluss 20, und (3) ein Verfahren zum Erfassen des Festsetzens von Fremdmaterial in der (Öffnung 112 des Düsenabschnitts 56, die dient als) innere(n) Düse 32.
  • Zuerst wird das Verfahren zur Erfassung von Fluktuationen des Zufuhrdrucks P1 erläutert.
  • In der oben beschriebenen Weise liest in dem Fall, dass Druckfluid von der Detektionsdüse 14 auf das Werkstück 28 gestrahlt wird und die Druckdetektion des Druckfluides jeweils durch die Drucksensoren 34, 36 durchgeführt wird, der Fehlerbestimmungsprozessor 54 den Zufuhrdruckschwellenwert P10 aus dem EEPROM 42 aus und berechnet einen Absolutwert |P1–P10| der Differenz zwischen dem Zufuhrdruck P1, der durch den A/D Wandler 50 in ein digitales Signal umgewandelt wird, und dem ausgelesenen Zufuhrdruckschwellenwert P10.
  • Als nächstes bestimmt in dem Fall, dass der Absolutwert |P1–P10| von einem beliebigen Wert verschoben wird (d. h. größer ist als der beliebige Wert) der Fehlerbestimmungsprozessor 54, dass Schwankungen des Zufuhrdrucks P1 aufgetreten sind, und gibt ein Fehlersignal aus, um den Bediener auf die Schwankung des Zufuhrdrucks P1 hinzuweisen. Da die jeweiligen Drucksensoren 34, 36 den Druck des Druckfluides sequentiell erfassen, führt der Fehlerbestimmungsprozessor 54 außerdem den oben genannten Erfassungsprozess jedes Mal durch, wenn ihm ein digitales Signal des Zufuhrdrucks P1 eingegeben wird.
  • Als nächstes wird ein Verfahren zur Erfassung des Festsetzens von Fremdmaterial zwischen der Detektionsdüse 14 und dem Detektionsanschluss 20 erläutert.
  • In dem Fall, dass das Druckfluid von der Detektionsdüse 14 auf das Werkstück 28 gestrahlt wird und die Detektion des Druckes des Druckfluides durch die jeweiligen Drucksensoren 34, 36 durchgeführt wird, liest der Fehlerbestimmungsprozessor 54 den Gegendruckschwellenwert P20 aus dem EEPROM 42 aus. Dann vergleicht der Fehlerbestimmungsprozessor 54 den ausgelesenen Gegendruckschwellenwert P20 mit dem Gegendruck P2, der durch den A/D Wandler 50 in ein digitales Signal umgewandelt wird, und unter der Annahme, dass die Ungleichung P2 > P20 erfüllt ist, bestimmt der Fehlerbestimmungsprozessor 54, dass das Werkstück 28 korrekt auf der Referenzfläche 26 des Tisches 24 aufgesetzt wurde. Wenn andererseits der Druck P2 kleiner als oder gleich dem Gegendruckschwellenwert P20 ist, d. h., wenn P2 ≤ P20, kann der Fehlerbestimmungsprozessor 54 feststellen, dass das Werkstück 28 nicht auf der Referenzfläche 26 des Tisches 24 aufgesetzt wurde.
  • 7 ist ein Zeitdiagramm, in dem Operationen zur Erfassung des Festsetzens von Fremdmaterial unter Nutzung des Gegendruckschwellenwerts P20 usw. beschrieben werden.
  • In dem Fall, dass der Gegendruck P2 mit der Zeit schwankt, steigt der Gegendruck P2 von einem Nichtaufsetzdruck, der einen nicht aufsitzenden Zustand des Werkstücks 28 anzeigt, und wenn der Gegendruck P2 den Gegendruckschwellenwert P20 überschreitet (”normal” in 7), wird daraus geschlossen, dass das Werkstück 28 korrekt auf der Referenzfläche 26 des Tisches 24 abgesetzt wurde. Der Fehlerbestimmungsprozessor 54 umfasst eine Zählfunktion, so dass anschließend, selbst wenn der Gegendruck P2 einmal von dem Gegendruckschwellenwert P20 reduziert wird, in dem Fall, dass der Gegendruck P2 erneut über den Gegendruckschwellenwert P20 hinaus ansteigt, ohne auf einen voreingestellten, das Festsetzen vorhersagenden Druck P31 abgesunken zu sein, eine Zählung zum ersten Mal als eine Fehlervorhersagezählung durchgeführt wird (”einmal” in 7).
  • Anschließend führt der Fehlerbestimmungsprozessor 54 die Zählung jedes Mal durch, wenn der Gegendruck P2 von dem Gegendruckschwellenwert P20 abgesenkt wird und dann erneut über den Gegendruckschwellenwert P20 hinaus ansteigt, ohne auf den das Festsetzen vorhersagenden Druck P31 abzusinken.
  • Wenn die Zahl aufeinanderfolgender Zählungen einen bestimmten Zählwert erreicht, bestimmt außerdem der Fehlerbestimmungsprozessor 54, dass ein Festsetzen von Fremdmaterial zwischen der Detektionsdüse 14 und dem Detektionsanschluss 20 aufgetreten ist, und gibt das Bestimmungssignal als ein Fehlersignal aus.
  • Im Einzelnen wird unter der Annahme, dass kein Festsetzen von Fremdmaterial vorliegt, unabhängig von dem Zeitablauf der Gegendruck P2 über dem Gegendruck P20 gehalten, wenn das Werkstück 28 auf der Referenzfläche 26 des Tisches 24 aufsitzt, da das Werkstück 28 die Detektionsdüse 14 blockiert. Außerdem wird in dem Fall, dass das Werkstück in einem nicht aufsitzenden Zustand ist, unter der Annahme, dass kein Festsetzen von Fremdmaterial vorliegt, der Gegendruck unabhängig von dem Zeitablauf auf einen Nichtaufsetzdruck P21 abgesenkt, der nahe dem Umgebungsdruck liegt, weil das Druckfluid aus der Detektionsdüse 14 herausleckt.
  • Wenn aber ein Festsetzen von Fremdmaterial zwischen dem Detektionsanschluss 20 und der Detektionsdüse 14 vorliegt, wird es in dem Fall eines nichtaufsitzenden Zustandes des Werkstücks 28 für das Druckfluid schwieriger, von der Detektionsdüse 14 zu der Seite des Werkstücks 28 zu fließen, weil die effektive Fläche des Detektionsanschlusses 20, des Durchgangs 22 und der Detektionsdüse 14 kleiner wird. Dementsprechend wird es schwierig, den Gegendruck P2 auf den Nichtaufsitzdruck P21 abzusenken. In einem solchen Zustand steigt der Gegendruck P2 auf den Gegendruckschwellenwert P20, wenn das Werkstück 28 auf der Referenzfläche 26 des Tisches 24 aufsitzt und die Detektionsdüse 14 blockiert.
  • Wenn in dem Fall der oben beschriebenen Verstopfung das Werkstück 28 wiederholt in einen aufsitzenden und nichtaufsitzenden Zustand versetzt ist, wie es in 7 gezeigt ist, steigt und fällt aus diesem Grund der Gegendruck P2 mit der Zeit zwischen dem Gegendruckschwellenwert P20 und dem Verstopfungsvorhersagedruck P31. Dementsprechend zählt der Fehlerbestimmungsprozessor 54 die Anzahl der Vorgänge, zu denen das Ansteigen und Absenken des Gegendrucks P2 über der Zeit den Gegendruckschwellenwert P20 überschreitet, und wenn die Zahl der Zählungen einen festgelegten Wert erreicht, wird bestimmt, dass ein Festsetzen von Fremdmaterial (Verstopfen) zwischen dem Detektionsanschluss 20 und der Detektionsdüse 14 aufgetreten ist.
  • In dem Fall, dass der Gegendruck P2 unter den Verstopfungsvorhersagedruck P31 absinkt, gibt der Fehlerbestimmungsprozessor 54 ein Fehlersignal aus und stellt den Zähler für die Fehlervorhersagezählung zurück. Da die jeweiligen Drucksensoren 34, 36 die Druckdetektion des Druckfluides sequentiell durchführen, setzt der Fehlerbestimmungsprozessor 54 außerdem den oben genannten Erfassungsprozess jedes Mal um, wenn digitale Signale des Gegendrucks P2 in ihn eingegeben werden.
  • Ähnlich wie bei dem Gegendruckschwellenwert P20 kann außerdem auch der Nichtaufsetzdruck P21 und der Verstopfungsvorhersagedruck P31 in dem EEPROM 42 gespeichert werden, und der Fehlerbestimmungsprozessor 54 kann den Gegendruckschwellenwert P20, den Nichtaufsetzdruck P21 und den Verstopfungsvorhersagedruck P31 jedes Mal aus dem EEPROM 42 auslesen, wenn der oben genannte Prozess umgesetzt wird.
  • Als nächstes wird ein Detektionsverfahren zum Erfassen von Fremdmaterial in der Öffnung 112 beschrieben.
  • In dem Fall, dass von der Detektionsdüse 14 Druckfluid zu dem Werkstück 28 gestrahlt wird und die jeweiligen Drucksensoren 34, 36 den Druck des Druckfluides erfassen, liest der Fehlerbestimmungsprozessor 54 den Differenzdruckschwellenwert (P10–P20) aus dem EEPROM 42 aus. Dann berechnet der Fehlerbestimmungsprozessor 54 die Druckdifferenz (P1–P2) zwischen dem Zufuhrdruck P1 und dem Gegendruck P2, die durch den A/D Wandler 50 in digitale Signale umgewandelt wurden, und vergleicht die berechnete Druckdifferenz (P1–P2) mit dem ausgelesenen Differenzdruckschwellenwert (P10–P20).
  • 8 ist ein Zeitdiagramm, in dem Operationen zum Feststellen des Festsetzens von Fremdmaterial mit Hilfe des Differenzdruckschwellenwertes (P10–P20) usw. beschrieben werden.
  • Für den Fall, dass die Druckdifferenz (P1–P2) mit dem Verstreichen von Zeit schwankt, wird, wenn die Druckdifferenz (P1–P2) auf einen Wert unterhalb des Differenzdruckschwellenwerts (P10–P20) absinkt (”normal” in 8), beschlossen, dass das Werkstück 28 korrekt auf der Referenzfläche 26 des Tisches 24 aufgesetzt wurde. Der Fehlerbestimmungsprozessor 54 umfasst eine Zählfunktion auch mit Bezug auf diesen Erfassungsprozess. Somit wird für den Fall, dass die Druckdifferenz (P1–P2) den Differenzdruckschwellenwert (P10–P20) einmal überschreitet und dann den Verstopfungsvorhersagedruck P32 erreicht, der vorab eingestellt wurde, und anschließend die Druckdifferenz (P1–P2) wieder absinkt und kleiner wird als der Differenzdruckschwellenwert (P10–P20), die Zählung zum ersten Mal als eine Fehlervorhersagezählung durchgeführt (”einmal” in 8).
  • Anschließend führt der Fehlerbestimmungsprozessor 54 die Zählung jedes Mal durch, wenn die Druckdifferenz (P1–P2) ansteigt und den Verstopfungsvorhersagedruck P32 erreicht und dann wieder soweit absinkt, dass sie geringer wird als der Differenzdruckschwellenwert (P10–P20).
  • Wenn die Zahl aufeinanderfolgender Zählungen einen festgelegten Zählwert erreicht, bestimmt der Fehlerbestimmungsprozessor außerdem, dass in der inneren Düse 32 ein Festsetzen von Fremdmaterial aufgetreten ist, und gibt das Bestimmungsergebnis als ein Fehlersignal aus.
  • Da der Durchgang 16 und der Zufuhranschluss 18 (Zufuhrdurchgang 60) mit dem Detektionsanschluss 20, dem Durchgang 22 und der Detektionsdüse 14 über die Öffnung 112 in Verbindung stehen, wird im Einzelnen für den Fall, dass darin kein Festsetzen von Fremdmaterial vorliegt, die Druckdifferenz (P1–P2) unabhängig von dem Vergehen der Zeit auf dem Differenzdruckschwellenwert (P10–P20) gehalten.
  • Wenn in der Öffnung 112 ein Festsetzen von Fremdmaterial vorliegt, wird die wirksame Fläche der Öffnung 112 kleiner. Ist das Werkstück 28 in einem aufgesetzten Zustand, so wird in diesem Fall die Detektionsdüse 14 durch das Werkstück 28 blockiert. Daher tritt das Druckfluid nicht aus der Detektionsdüse 14 aus und dementsprechend wird die Druckdifferenz (P1–P2) ein Druck in der Größenordnung des Differenzdruckschwellenwertes (P10–P20).
  • Wenn andererseits das Werkstück 28 in einem nicht aufsitzenden Zustand ist, sinkt der Gegendruck P2 und die Druckdifferenz (P1–P2) steigt an, da Druckfluid aus der Detektionsdüse 14 zu der Seite des Werkstücks 28 austritt. Wenn in diesem Zustand das Werkstück 28 auf der Referenzfläche 26 des Tisches 24 aufgesetzt wird und die Detektionsdüse 14 blockiert, wird die Druckdifferenz (P1–P2) auf den Differenzdruckschwellenwert (P10–P20) abgesenkt.
  • Im Fall der oben genannten Verstopfung der Öffnung 112 steigt und fällt hierdurch bei wiederholtem Aufsetzen und Abheben des Werkstücks 28, wie in 8 gezeigt ist, die Druckdifferenz (P1–P2) mit der Zeit zwischen dem Verstopfungsvorhersagedruck P32 und dem Differenzdruckschwellenwert (P10–P20). Dementsprechend zählt der Fehlerbestimmungsprozessor 54 die Zahl der Vorgänge, zu welchen der Anstieg und das Absenken der Druckdifferenz (P1–P2) kleiner wird als der Differenzdruckschwellenwert (P10–P20). Wenn die Zahl der Zählungen einen festgelegten Wert erreicht, wird festgelegt, dass ein Festsetzen von Fremdmaterial (Verstopfung) in der Öffnung 112 aufgetreten ist.
  • Außerdem gibt bei dem Fehlerbestimmungsprozessor 54 der Fehlerbestimmungsprozessor 54 ein Fehlersignal aus und setzt den Zähler für die Fehlervorhersagezählung zurück, wenn der Differenzdruck (P1–P2) auf einen Differenzdruckschwellenwert (P10–P20) absinkt, ohne den Verstopfungsvorhersagedruck P32 zu erreichen, obwohl der Differenzdruck (P1–P2) in dem Fall, dass kein Festsetzen von Fremdmaterial vorliegt, in einem nicht aufsitzenden Zustand des Werkstücks 28 auf einen Differenzdruck (P11–P21) ansteigt. Da die jeweiligen Drucksensoren 34, 36 die Druckdetektion des Druckfluides sequentiell durchführen, setzt der Fehlerbestimmungsprozessor 54 außerdem den oben beschriebenen Erfassungsprozess jedes Mal um, wenn in ihn digitale Signale des Zufuhrdrucks P1 und des Gegendrucks P2 eingegeben werden. Ähnlich wie bei dem Gegendruckschwellenwert P20 können außerdem auch der Verstopfungsvorhersagedruck P32 und der Differenzdruck (P11–P21) in dem EEPROM 42 gespeichert werden, und der Fehlerbestimmungsprozessor 54 kann den Differenzdruckschwellenwert (P10–P20), den Verstopfungsvorhersagedruck P32 und die Druckdifferenz (P11–P21) jedes Mal aus dem EEPROM 42 auslesen, wenn der oben genannte Erfassungsprozess umgesetzt wird. Im Hinblick auf den Erfassungsprozess für Abnormalitäten, der in dem Fehlerbestimmungsprozessor 54 durchgeführt wird, versteht es sich außerdem in dem Fall, dass von dem Fehlerbestimmungsprozessor 54 die verschiedenen Signale nicht eingegeben werden, dass der Positionserfassungsprozessor 52 einen Erfassungsprozess des aufsitzenden Zustands des Werkstücks 28 durchführt, so dass ein EIN-Signal von ihm ausgegeben wird, wenn der Gegendruck P2 den Gegendruckschwellenwert P20 erreicht.
  • [Wirkungen der vorliegenden Ausführungsform]
  • Wie oben beschrieben wurde, ist bei der Positionserfassungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Befestigungs-/Lösemechanismus 56 mit dem Detektionsanschluss 20 und der inneren Düse 32 in der Lage, an dem Vorrichtungsgrundkörper 57 angebracht und von diesem gelöst zu werden. In dem Fall, dass sich Fremdmaterial in der inneren Düse 32 festsetzt, kann hierdurch der Befestigungs-/Lösemechanismus 56 von dem Vorrichtungsgrundkörper 57 entfernt werden, und die innere Düse 32 kann gereinigt werden, um das Fremdmaterial zu entfernen. Im Einzelnen kann bei der vorliegenden Ausführungsform die innere Düse 32 entnommen werden und festgesetztes Fremdmaterial in der inneren Düse 32 kann entfernt werden, ohne dass es erforderlich wäre, die Positionserfassungsvorrichtung 10 insgesamt auseinander zu bauen.
  • Außerdem kann in einem Zustand, in dem der Befestigungs-/Lösemechanismus 56 mit dem Detektionsanschluss 20 nach unten orientiert ist, in dem Fall, dass die Positionserfassungsvorrichtung 10 von einem oberen Abschnitt der Werkzeugmaschine entfernt werden soll, ein Bediener lediglich den Befestigungs-/Lösemechanismus 56 von dem Vorrichtungsgrundkörper 57 entfernen. Im Vergleich zu dem Stand der Technik wird daher der Zugang zu der inneren Düse 32 einfach erleichtert, und die innere Düse 32 kann einfach aus der Positionserfassungsvorrichtung 10 entnommen werden.
  • Insbesondere in einem Fall, in dem mehrere Positionserfassungsvorrichtungen 10 seitlich in Form eines Verteilers angeschlossen sind, und wenn die Positionserfassungsvorrichtungen 10 in Form eines Verteilers von einem oberen Abschnitt einer Werkzeugmaschine entfernt werden sollen, reicht es aus, die Befestigungs-/Lösemechanismen 56 lediglich derjenigen Positionserfassungsvorrichtungen 10 von den entsprechenden Vorrichtungsgrundkörpern 57 zu entfernen, die innere Düsen 32 aufweisen, die entfernt werden müssen. Dementsprechend kann die Wartung von Positionserfassungsvorrichtungen 10, die in Form eines Verteilers angeordnet sind, signifikant vereinfacht werden.
  • In der oben beschriebenen Weise kann bei der vorliegenden Ausführungsform durch Ermöglichen des Anbringens und Lösens des Befestigungs-/Lösemechanismus 56 an/von dem Vorrichtungsgrundkörper 57 die Wartung der Positionserfassungsvorrichtung 10 vereinfacht werden. Durch Verbesserung der Wartung kann außerdem die Operation zur Entfernung von festgesetztem Fremdmaterial in der inneren Düse 32 einfach durchgeführt werden. Dadurch kann eine fehlerhafte Erfassung der Position des Werkstücks 28 vermieden werden.
  • In dem Fall, dass mehrere Positionserfassungsvorrichtungen 10 seitlich in der Form eines Verteilers angeschlossen sind, werden anstelle des Verbinders 48 vorzugsweise Verbinder an gegenüberliegenden Seitenflächen jeder der Positionserfassungsvorrichtungen 10 vorgesehen. Wenn die entsprechenden Positionserfassungsvorrichtungen 10 seitlich verbunden sind, werden dementsprechend die Zufuhrdurchgänge 60 der jeweiligen Positionserfassungsvorrichtungen 10 verbunden, und alle Verbinder können elektrisch angeschlossen werden. Als Folge hiervon kann die Zufuhr von Druckfluid von der Druckfluidzufuhrquelle 12 zu allen Zufuhrdurchgängen 60 und die Zufuhr von Strom usw. von einer nicht dargestellten Steuerung zu den jeweiligen Positionserfassungsvorrichtungen 10 über die Verbinder durchgeführt werden.
  • Außerdem sind der Zufuhrdurchgang 60 und die Vertiefung 92 in dem Vorrichtungsgrundkörper 57 so vorgesehen, dass wenn der Befestigungs-/Lösemechanismus 56 in der Vertiefung 92 angebracht ist, der Zufuhrdurchgang 60 mit der Öffnung 112 und dem Detektionsdurchgang 139 auf der Seite des Befestigungs-/Lösemechanismus 56 in Verbindung steht. Wenn der Befestigungs-/Lösemechanismus 56 auf diese Weise angebracht ist, kann er einfach an/von dem Vorrichtungsgrundkörper 57 angebracht und entfernt werden, und die Wartung wird vereinfacht. Da der Zufuhrdurchgang 60, die Öffnung 112 und der Detektionsdurchgang 139 einfach in Verbindung miteinander gebracht werden, indem der Befestigungs-/Lösemechanismus 56 in der Vertiefung 92 angebracht wird, wird die Montage des Befestigungs-/Lösemechanismus 56 einfacher.
  • Indem der Befestigungs-/Lösemechanismus 56 mit Hilfe des Clipelementes 130 oder dergleichen an dem Vorrichtungsgrundkörper 57 (in dessen Vertiefung 92) gehalten wird, kann der Befestigungs-/Lösemechanismus 56 in der Vertiefung 92 befestigt und aus dieser entfernt werden, ohne dass die Verwendung eines speziellen Werkzeugs erforderlich wäre. Wenn der Durchgang 22, der mit dem (zweiten Anschlussgrundkörperabschnitt 56c des) Detektionsanschluss(es) 20 verbunden ist, durch eine Rohrleitung gebildet wird, kann ein Bediener lediglich den Befestigungs-/Lösemechanismus 56 von dem Vorrichtungsgrundkörper 57 entfernen, indem er an der Leitung zieht und ohne dass eine Demontage der gesamten Positionserfassungsvorrichtung 10 erforderlich wäre.
  • Durch die Zufuhr von Druckfluid von dem Detektionsdurchgang 139 in den Fluidzufuhrraum 140 über die Verbindungsöffnungen 122 und die Erfassung des Gegendrucks P2 des zugeführten Druckfluides mit Hilfe des Drucksensors 36 kann außerdem der Gegendruck P2 mit hoher Präzision zuverlässig erfasst werden, ohne dass er durch Fremdmaterial beeinflusst wird, das sich in Bereichen angesammelt hat, an denen das Fluid innerhalb des Detektionsdurchgangs 139 stilsteht.
  • Durch Ausbilden der mehreren einzelnen Verbindungsöffnungen 122 in dem Abschnitt 121 mit verringertem Durchmesser werden außerdem Strömungen des Druckfluides zwischen den Detektionsdurchgang 139 und dem Fluidzufuhrraum 140 generiert. Selbst wenn Fremdmaterial mit dem Fluid in dem Fluidzufuhrraum 140 von dem Detektionsdurchgang 139 über eine der Verbindungsöffnungen 122 vermischt wird, kann aus diesem Grunde das Fremdmaterial über die anderen Verbindungsöffnungen 122 zu dem Detektionsdurchgang 139 abgeführt werden. Als Folge hiervon kann die Ansammlung von Fremdmaterial in dem Fluidzufuhrraum 140 vermieden werden, und jeglicher Einfluss dieses Fremdmaterials auf den Gegendruck P2, der durch den Drucksensor 36 erfasst wird, kann zuverlässig ausgeschlossen werden.
  • Die Verbindungsöffnungen 122 sind vorzugsweise stromaufwärtsseitig nahe der Öffnung 112 in dem Abschnitt 121 mit verringertem Durchmesser angeordnet und an einer weiter abwärts von der oben genannten stromaufwärtsseitigen Stelle liegenden Position. Wenn sie in dieser Weise angeordnet sind, wird das Druckfluid über die stromabwärtsseitigen Verbindungsöffnungen 122 in den Fluidzufuhrraum 140 eingeführt und über die stromaufwärtsseitigen Verbindungsöffnungen 122 in den Detektionsdurchgang 139 abgeführt. Wenn in diesem Fall der Gegendruck P2 durch den Drucksensor 36 in der Nähe der stromaufwärtsseitigen Verbindungsöffnungen 122 in dem Fluidzufuhrraum 140 erfasst wird, konfrontieren die Strömungen des Druckfluides den Drucksensor 36 nicht und daher kann ein direktes Auftreffen von Fremdmaterial auf den Drucksensor 36 vermieden werden.
  • Durch Erfassen des Zufuhrdruckes P1 des Druckfluides, das in den Zufuhrdurchgang 60 eingeführt wird, über den Drucksensor 34 kann eine Überwachung des Zufuhrdruckes P1 (beispielsweise eine Überwachung von Schwankungen in dem Zufuhrdruck P1) möglich gemacht werden.
  • Da die Drucksensoren 34, 36 Manometerdrucksensoren sind ohne die Verwendung eines Differenzdrucksensors, der relativ teuer ist, kann außerdem der Differenzdruck (P1–P2) zwischen einer stromaufwärtsseitigen Seite (dem Zufuhrdurchgang 60) und einer stromabwärtsseitigen Seite (dem Detektionsdurchgang 139) der inneren Düse 32 berechnet werden.
  • Der Fehlerbestimmungsprozessor 54 erfasst eine Abnormalität der Positionserfassungsvorrichtung 10 auf der Basis von Drücken, die durch die Drucksensoren 34, 36 erfasst werden, und gibt ein Erfassungsergebnis als ein Fehlersignal aus. Hierdurch können Abnormalitäten der Positionserfassungsvorrichtung 10 als Fehler nach außen (beispielsweise zu einem Bediener) angezeigt werden.
  • Die oben genannten Abnormalitäten der Positionserfassungsvorrichtung 10 können sein irgendeine von: (1) Schwankungen in dem Zufuhrdruck P1, (2) Festsetzen von Fremdmaterial zwischen dem Detektionsanschluss 20 und der Detektionsdüse 14, und (3) Festsetzen von Fremdmaterial in (der Öffnung 112) der inneren Düse 32. Somit erfasst der Fehlerbestimmungsprozessor 54 Schwankungen in dem Zufuhrdruck P1 auf der Basis des Zufuhrdrucks P1, der durch den Drucksensor 34 erfasst wird, erfasst ein Festsitzen von Fremdmaterial zwischen dem Detektionsanschluss 20 und der Detektionsdüse 14 auf der Basis des Gegendruckes P2, der durch den Drucksensor 36 erfasst wird, und erfasst ein Festsitzen von Fremdmaterial in der Öffnung 112 auf der Basis der Druckdifferenz (P1–P2) zwischen dem Zufuhrdruck P1 und dem Gegendruck P2, die durch die Drucksensoren 34 bzw. 36 erfasst werden.
  • Auf diese Weise werden bei der vorliegenden Ausführungsform das Auftreten der oben genannten Abnormalitäten (1) bis (3) überwacht. Wenn eine solche Abnormalität auftritt, kann, weil die Abnormalität nach außen angezeigt wird, der Grund der Abnormaliät spezifiziert werden, wobei verschiedene Arten fehlerhafter Detektionen durch die Positionserfassungsvorrichtung 10 vermieden werden, bevor sie auftreten.
  • Der Fehlerbestimmungsprozessor 54 erfasst Abnormalitäten in der Positionserfassungsvorrichtung 10 auf der Basis eines Vergleichs zwischen Daten verschiedener Schwellenwerte, die in dem EEPROM 42 gespeichert sind, und dem Zufuhrdruck P1 und/oder dem Gegendruck P2, oder alternativ der Druckdifferenz (P1–P2), die durch die Drucksensoren 34, 36 erfasst wird. Dementsprechend können solche Abnormalitäten in der Positionserfassungsvorrichtung 10 zuverlässig und genau erfasst werden.
  • In einem Zustand, in dem der Befestigungs-/Lösemechanismus 56 von dem Vorrichtungsgrundkörper 57 entfernt ist, kann außerdem der Vorgang der Entfernung von Fremdmaterial, welches (die Öffnung 112 des Düsenabschnitts 56a, die dient als) die innere Düse 32 verstopft, einfach durchgeführt werden, da der Düsenabschnitt 56a, der erste Anschlussgrundkörperabschnitt 56b und der zweite Anschlussgrundkörperabschnitt 56c voneinander trennbar sind. Gleichzeitig kann die innere Düse 32 einfach ausgetauscht werden.
  • [Modifikationen der vorliegenden Ausführungsformen]
  • Die vorliegende Ausführungsform ist nicht auf die oben angegebenen Beschreibungen eingeschränkt und kann in der nachfolgenden Weise modifiziert werden.
    • (1) Wie in den 9 und 10 gezeigt ist, kann der Befestigungs-/Lösemechanismus 56 als Ganzschalenstruktur aufgebaut sein, bei der wenigstens ein Teil des Detektionsanschlusses 20 und eine Position der inneren Düse 32 einstückig miteinander ausgebildet sind. Im Einzelnen umfasst in dem Fall der 9 und 10 der Befestigungs-/Lösemechanismus 56 den zweiten Anschlussgrundkörperabschnitt 56c und einen einschaligen Abschnitt 56d mit einem Aufbau, der die innere Düse 32 und einen Abschnitt (den ersten Anschlussgrundkörperabschnitt 56b in den 2 bis 5) des Detektionsanschlusses 20 umfasst.
  • Wird eine solche einschalige Struktur vorgesehen, kann die mechanische Festigkeit eines Abschnitts des Befestigungs-/Lösemechanismus 56, der in der Vertiefung 92 angebracht ist, verstärkt werden. Außerdem können der einschalige Abschnitt 56d und der zweite Anschlussgrundkörperabschnitt 56c durch eine Einsetzverbindung oder durch eine Nietverbindung miteinander verbunden werden.
    • (2) Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde, wie in den 1, 3 und 4 gezeigt, ein Fall beschrieben, bei dem beide Drucksensoren 34, 36 Manometerdrucksensoren sind. Alternativ kann eine Gestaltung vorgesehen sein, bei welcher ein Differenzdrucksensor, der eine Druckdifferenz (P1–P2) zwischen dem Zufuhrdruck P1 und dem Gegendruck P2 erfasst, zusammen mit einem der Drucksensoren 34 oder 36, der als Manometerdrucksensor ausgestaltet ist, angeordnet wird.
  • Auch in diesem Fall können mit Hilfe des Differenzdruckes (P1–P2) und der einen Manometermessung die verschiedenen Prozesse des Positionserfassungsprozessors 52 und des Fehlerbestimmungsprozessors 54 umgesetzt werden, da der andere Manometerdruck hieraus berechnet werden kann.
    • (3) Die PLC, die als eine Steuerung für die Werkzeugmaschine dient, ist auch eine Steuerung, die den Transport des Werkstücks 28 steuert, und umfasst Informationen, die sich auf den Transport des Werkstücks 28 beziehen. Somit kann die Positionserfassungsvorrichtung 10 über den Verbinder 48 und ein nicht dargestelltes Kabel von der PLC Informationen empfangen, die sich auf den Transport des Werkstücks 28 beziehen.
  • Als Folge hiervon kann der Fehlerbestimmungsprozessor 54 unter Berücksichtigung dieser Informationen mit der Positionserfassungsvorrichtung 10 eine Abnormalität der Positionserfassungsvorrichtung 10 genau erfassen, da erfasst werden kann, ob das Werkstück 28 in einer Weise transportiert wurde, dass es der Referenzfläche 26 des Tisches 24 gegenüberliegt oder nicht.
  • Beispielsweise kann in dem Fall, dass eine Information dahingehend eingegeben wird, dass das Werkstück 28 transportiert wurde, wenn bei einem Transport des Werkstücks 28 und selbst nach dem Verstreichen einer festgelegten Zeit der Gegendruck P2 nicht auf den Verstopfungsvorhersagedruck P31 absinkt, der Fehlerbestimmungsprozessor 54 festlegen, dass ein Festsitzen von Fremdmaterial zwischen dem Detektionsanschluss 20 und der Detektionsdüse 14 aufgetreten ist und ein solches Bestimmungsergebnis als ein Fehlersignal ausgeben.
  • In dem Fall, dass eine Information eingegeben wird, wonach das Werkstück 28 transportiert wurde, kann der Fehlerbestimmungsprozessor 54 außerdem bei der Beförderung des Werkstücks 28 feststellen, dass ein Festsetzen von Fremdmaterial in der inneren Düse 32 aufgetreten ist, und dieses Bestimmungsergebnis als ein Fehlersignal ausgeben, wenn die Anzahl der Vorgänge, bei denen die Druckdifferenz (P1–P2) bis zu dem Verstopfungsvorhersagedruck P32 ansteigt, eine festgelegte Zahl überschreitet.
  • Wenn das Werkstück 28 nicht zu dem Tisch 24 transportiert wird, kann außerdem eine Bestätigung des Aufsitzens des Werkstücks 28 auf dem Tisch 24 nicht durchgeführt werden. In dem Fall, dass eine Information eingegeben wird, wonach der Transport des Werkstücks 28 nicht durchgeführt wurde, stoppt dementsprechend der Fehlerbestimmungsprozessor 54 das Ausführen des Bestimmungsprozesses.
    • (4) Bei der obigen Beschreibung wurde ein Fall beschrieben, bei dem die Drucksensoren 34, 36 in der Positionserfassungsvorrichtung 10 installiert sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform reicht es aus, wenn eine Struktur vorgesehen ist, bei welcher wenigstens der Befestigungs-/Lösemechanismus 56 an dem Vorrichtungsgrundkörper 57 anbringbar bzw. von diesem entfernbar ist. Auch bei einer Positionserfassungsvorrichtung 10, bei welcher die Drucksensoren 34, 36 nicht daran angebracht sind, können daher verschiedene andere vorteilhafte Wirkungen im Hinblick auf die Befestigung und das Entfernen des Befestigungs-/Lösemechanismus 56 an/von dem Vorrichtungsgrundkörper 57 erzielt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (14)

  1. Eine Positionserfassungsvorrichtung (10) zum Erfassen einer Position eines Werkstücks (28) durch Ausstrahlen eines Druckfluides, das von einer Druckfluidzufuhrquelle (12) zugeführt wird, von einer Detektionsdüse (14) zu einer Detektionsfläche (30) des Werkstücks (28) und zum Erfassen eines Gegendrucks des Druckfluides mit: einem Vorrichtungsgrundkörper (57), in welchen das von der Druckfluidzufuhrquelle (12) zugeführte Druckfluid eingeführt wird; und einem Befestigungs-/Lösemechanismus (56), der die Befestigung und das Entfernen an/von dem Vorrichtungsgrundkörper (57) ermöglicht, umfassend eine innere Düse (32), welche das dem Vorrichtungsgrundkörper (57) zugeführte Druckfluid zu der Seite der Detektionsdüse (14) liefert, und einen Detektionsanschluss (20), welcher das von der inneren Düse (32) gelieferte Druckfluid der Detektionsdüse (14) zuführt.
  2. Die Positionserfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 wobei: ein Zufuhrdurchgang (60), in welchen das von der Druckfluidzufuhrquelle (12) zugeführte Druckfluid eingeführt wird, und ein Befestigungsabschnitt (92), der mit dem Zufuhrdurchgang (60) in Verbindung steht und an welchem der Befestigungs-/Lösemechanismus (56) angebracht ist, in dem Vorrichtungsgrundkörper (57) vorgesehen sind; eine Öffnung (112), die mit dem Zufuhrdurchgang (60) in Verbindung steht, wenn der Befestigungs-/Lösemechanismus (56) an dem Befestigungsabschnitt (52) angebracht ist, in der inneren Düse (32) vorgesehen ist; und ein Detektionsdurchgang (139), der mit der Öffnung (112) in Verbindung steht und der das von dem Zufuhrdurchgang (60) gelieferte Druckfluid über die Öffnung (112) der Detektionsdüse (14) zuführt, in dem Detektionsanschluss (20) vorgesehen ist.
  3. Die Positionserfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei: der Befestigungs-/Lösemechanismus (56) rohrförmig ist, wobei sich sein eines Ende entlang einer zentralen Achse (55) des Befestigungs-/Lösemechanismus (56) der inneren Düse (82) erstreckt und wobei sich sein anderes Ende entlang der zentralen Achse (55) des Detektionsanschlusses (20) erstreckt; der Befestigungsabschnitt (92) als eine Vertiefung ausgebildet ist, in welcher der rohrförmige Befestigungs-/Lösemechanismus (56) angebracht werden kann; ein Abschnitt des Detektionsanschlusses (20) an der Seite der inneren Düse (32) als ein Abschnitt (121) mit reduziertem Durchmesser ausgebildet ist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als ein Innendurchmesser der Vertiefung (92); eine Verbindungsöffnung (122), die mit dem Detektionsdurchgang (139) in Verbindung steht, in dem Abschnitt (121) mit verringertem Durchmesser entlang einer radialen Richtung des Befestigungs-/Lösemechanismus (56) ausgebildet ist; durch Anbringen des Befestigungs-/Lösemechanismus (56) an dem Befestigungsabschnitt (92) eine Stelle in der Nähe des Abschnitts (121) mit reduziertem Durchmesser in dem Befestigungsabschnitt (92) einen Fluidzufuhrraum (140) bildet, der über die Verbindungsöffnung (122) mit dem Detektionsdurchgang (139) in Verbindung steht; und die Positionserfassungsvorrichtung (10) außerdem einen detektionsdurchgangsseitigen Drucksensor (36) zur Erfassung des Gegendrucks aufweist, in dem ein Druck des von dem Detektionsdurchgang (139) über die Verbindungsöffnung (122) in den Fluidzufuhrraum (140) zugeführten Druckfluides erfasst wird.
  4. Die Positionserfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei die Verbindungsöffnung (122) als eine Mehrzahl von einzelnen Verbindungsöffnungen in dem Abschnitt (121) mit verringertem Durchmesser ausgebildet ist.
  5. Die Positionserfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 3, außerdem umfassend einen zufuhrdurchgangsseitigen Drucksensor (34) zum Erfassen eines Zufuhrdruckes des dem Zufuhrdurchgang (60) von der Druckfluidzufuhrquelle (12) zugeführten Druckfluides.
  6. Die Positionserfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 5, wobei: der detektionsdurchgangsseitige Drucksensor (36) einen Manometerdrucksensor aufweist, der so in dem Vorrichtungsgrundkörper (57) angeordnet ist, dass er dem Fluidzufuhrraum (140) zugewandt ist; und der zufuhrdurchgangsseitige Drucksensor (34) einen Manometerdrucksensor aufweist, der so in dem Vorrichtungsgrundkörper (57) angeordnet ist, dass er dem Zufuhrdurchgang (60) zugewandt ist.
  7. Die Positionserfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 5, außerdem umfassend: einen Differenzdrucksensor, der Funktionen des zufuhrdurchgangsseitigen Drucksensors (34) und des detektionsdurchgangsseitigen Drucksensors (36) aufweist, für die Erfassung eines Differenzdruckes zwischen dem Zufuhrdruck und dem Gegendruck; und einen Manometerdrucksensor, der entweder als der zufuhrdurchgangsseitige Drucksensor (34) dient, der so in dem Vorrichtungsgrundkörper (57) angeordnet ist, dass er dem Zufuhrdurchgang (60) zugewandt ist, oder als der detektionsdurchgangsseitige Drucksensor (36), der so in dem Vorrichtungsgrundkörper (57) angeordnet ist, dass er dem Fluidzufuhrraum (140) zugewandt ist.
  8. Die Positionserfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 5, außerdem umfassend einen Abnormalitätsdetektor (54) zur Erfassung einer Abnormalität der Positionserfassungsvorrichtung (10) auf der Basis des Zufuhrdrucks, der durch den zufuhrdurchgangsseitigen Drucksensor (34) erfasst wird, oder des Gegendrucks, der durch den detektionsdurchgangsseitigen Drucksensor (36) erfasst wird.
  9. Die Positionserfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 8, wobei der Abnormalitätsdetektor (54) eine Variation des Zufuhrdrucks auf der Basis des durch den zufuhrdurchgangsseitigen Drucksensor (34) erfassten Zufuhrdrucks detektiert.
  10. Die Positionserfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 8, wobei der Abnormalitätsdetektor (54) das Festsetzen von Fremdmaterial zwischen dem Detektionsanschluss (20) und der Detektionsdüse (14) auf der Basis des durch den detektionsdurchgangsseitigen Drucksensor (36) erfassten Gegendrucks detektiert.
  11. Die Positionserfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 8, wobei der Abnormalitätsdetektor (54) das Festsetzen von Fremdmaterial in der inneren Düse (32) auf der Basis einer Druckdifferenz zwischen dem durch den zufuhrdurchgangsseitigen Drucksensor (34) erfassten Druck und dem durch den detektionsdurchgangsseitigen Drucksensor (36) erfassten Gegendruck detektiert.
  12. Die Positionserfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 8, außerdem umfassend eine Speicherienheit (42) zum Speichern eines festgelegten Schwellenwertes, wobei der Abnormalitätsdetektor (54) eine Abnormalität der Positionserfassungsvorrichtung (10) auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem aus der Speichereinheit (42) ausgelesenen Schwellenwert und dem Zufuhrdruck, der durch dem zufuhrdurchgangsseitigen Drucksensor (34) erfasst wird, und/oder den Gegendruck, der durch den detektionsdurchgangsseitigen Drucksensor (36) erfasst wird, detektiert.
  13. Die Positionserfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 8, wobei der Abnormalitätsdetektor (54) eine Abnormalität der Positionserfassungsvorrichtung (10) auf der Basis einer Information über den Transport des Werkstücks (28), die von einer Steuervorrichtung zugeführt wird, welche den Transport des Werkstücks (28) steuert, und des Zufuhrdrucks, der durch den zufuhrdurchgangsseitigen Drucksensor (34) erfasst wird, und/oder des Gegendrucks, der durch den detektionsdurchgangsseitigen Drucksensor (36) erfasst wird, detektiert.
  14. Die Positionsdetektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die innere Düse (32) und der Detektionsanschluss (20) einstückig als eine einschalige Struktur aufgebaut sind oder getrennt werden können, wenn der Befestigungs-/Lösemechanismus (56) von dem Vorrichtungsgrundkörper (57) entfernt ist.
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