DE102014017285B4

DE102014017285B4 - Gegenstandsfixiervorrichtung zum Fixieren eines Gegenstands an einem Aufnahmeteil, Maschinenwerkzeug, Roboter und Verfahren zum Fixieren eines Gegenstandes an einem Aufnahmeteil

Info

Publication number: DE102014017285B4
Application number: DE102014017285.6A
Authority: DE
Inventors: c/o FANUC CORPORATION Ogawa Kenichi
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2016-06-30
Anticipated expiration: 2034-11-22
Also published as: JP2015104759A; DE102014017285A1; US10195706B2; US20150145193A1; JP5734398B2; CN104669013A; CN104669013B

Abstract

Eine Gegenstandsfixiervorrichtung, die verhindern kann, dass ein Fremdkörper einen Gegenstand beschädigt, wenn bestätigt wird, dass der Gegenstand korrekt aufliegt, wobei die Gegenstandsfixiervorrichtung mit einem Aufnahmeteil, einem Drückteil, das den Gegenstand gegen das Aufnahmeteil drückt, einem ersten Antriebsteil, das bewirkt, dass das Drückteil eine erste Kraft erzeugt, einem zweiten Antriebsteil, das getrennt von dem ersten Antriebsteil vorgesehen ist und bewirkt, dass das Drückteil eine zweite Kraft erzeugt, die geringer als die erste Kraft ist, und einem Fremdkörpererkennungsteil versehen ist, das einen Fremdkörper erkennt, der zwischen den Gegenstand und das Aufnahmeteil gelangt ist, während das zweite Antriebsteil verwendet wird, um zu bewirken, dass das Drückteil den Gegenstand gegen das Aufnahmeteil drückt.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gegenstandsfixiervorrichtung zum Fixieren eines Gegenstands an einem Aufnahmeteil, ein Maschinenwerkzeug, einen Roboter und ein Verfahren zum Fixieren eines Gegenstands an einem Aufnahmeteil.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In einem System, das einen Hydraulikzylinder zum Einspannen eines Werkstücks oder eines anderen Gegenstands mit einem Aufnahmeelement und Maschinen verwendet oder anderweitig Arbeiten an diesem Gegenstand durchführt, ist bekannt, die Kraft, durch die der Hydraulikzylinder den Gegenstand einspannt, zwischen einem Schritt des Bestätigens, ob der Gegenstand auf geeignete Weise auf dem Aufnahmeelement aufliegt, und dem Schritt des Durchführens von Arbeiten an dem Gegenstand zu verändern (siehe beispielsweise die japanische Patentveröffentlichung Nr. 9-201742A ).
Da es gemäß dem herkömmlichen System nicht möglich war, die Kraft, die durch den Hydraulikzylinder auf den Gegenstand angewendet wurde, feinzujustieren, konnte der Gegenstand beschädigt werden, wenn beim Einspannen des Objekts mit dem Aufnahmeelement Fremdkörper zwischen dem Gegenstand und dem Aufnahmeelement eindrangen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist eine Gegenstandsfixiervorrichtung ein Aufnahmeteil; ein Drückteil, das einen Gegenstand gegen den Aufnahmeteil drückt; ein erstes Antriebsteil, das eine erste Kraft zum Fixieren des Gegenstands an dem Aufnahmeteil an dem Drückteil erzeugt; ein zweites Antriebsteil, das von dem ersten Antriebsteil getrennt ist und das eine zweite Kraft, die kleiner als die erste Kraft ist, an dem Drückteil erzeugt; und ein Fremdkörpererkennungsteil auf, das einen Fremdkörper erkennt, der zwischen den Gegenstand und das Aufnahmeteil gelangt ist, während das Drückteil den Gegenstand durch die zweite Kraft, die von dem zweiten Antriebsteil erzeugt wird, gegen das Aufnahmeteil drückt.
Das zweite Antriebsteil kann einen Servomotor aufweisen, der die zweite Kraft erzeugt. Die Gegenstandsfixiervorrichtung kann weiterhin ein erstes Drückteil, das den Gegenstand durch die erste Kraft gegen das Aufnahmeteil drückt, um den Gegenstand zu fixieren; und ein zweites Drückteil auf, das von dem ersten Drückteil getrennt ist und das den Gegenstand durch die zweite Kraft gegen das Aufnahmeteil drückt. In diesem Fall kann das erste Antriebsteil die erste Kraft an dem ersten Drückteil erzeugen und das zweite Antriebsteil kann die zweite Kraft an dem zweiten Drückteil erzeugen.
Das zweite Antriebsteil kann eine Feder, die die zweite Kraft erzeugt; und einen Bewegungsmechanismus aufweisen, der in einer Richtung bewegbar ist, sich dem Aufnahmeteil nähernd und von diesem weg bewegend. In diesem Fall kann das zweite Drückteil mittels der Feder mit dem Bewegungsmechanismus verbunden sein. Das zweite Antriebsteil kann einen Servomotor, der die zweite Kraft erzeugt; und einen Bewegungsmechanismus aufweisen, der durch den Servomotor in einer Richtung bewegbar ist, sich dem Aufnahmeteil nähernd und von diesem weg bewegend. In diesem Fall kann das zweite Drückteil mit dem Bewegungsmechanismus verbunden sein.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist ein Maschinenwerkzeug eine Werkzeugspindel und die obige Gegenstandsfixiervorrichtung auf. Das zweite Drückteil ist an der Werkzeugspindel angebracht und das zweite Antriebsteil treibt die Werkzeugspindel an, um das zweite Drückteil in einer Richtung zu bewegen, sich dem Aufnahmeteil nähernd und von diesem weg bewegend.
Gemäß noch einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist ein Roboter einen Roboterarm und die obige Gegenstandsfixiervorrichtung auf. Das zweite Drückteil ist an dem Roboterarm vorgesehen und das zweite Antriebsteil treibt den Roboterarm an, um das zweite Drückteil in einer Richtung zu bewegen, sich dem Aufnahmeteil nähernd und von diesem weg bewegend. Der Roboter kann weiterhin eine Roboterhand aufweisen, die an dem Roboterarm angebracht ist und die das zweite Drückteil lösbar greift.
Gemäß noch einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren zum Fixieren des Gegenstands an dem Aufnahmeteil mithilfe der obigen Gegenstandsfixiervorrichtung das Platzieren des Gegenstands auf dem Aufnahmeteil; das Antreiben des Drückteils durch das zweite Antriebsteil und das Drücken des Gegenstands gegen das Aufnahmeteil durch die zweite Kraft; das Erkennen, ob der Fremdkörper zwischen den Gegenstand und das Aufnahmeteil gelangt ist, mithilfe des Fremdkörpererkennungsteils während des Drückens des Gegenstands gegen das Aufnahmeteil durch die zweite Kraft. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Lösen der zweiten Kraft und das Entfernen des Fremdkörpers, wenn der Fremdkörper im Schritt des Erkennens, ob der Fremdkörper hinein gelangt ist, erkannt wird; und das Antreiben des Drückteils durch das erste Antriebsteil und das Drücken des Gegenstands durch die erste Kraft gegen das Aufnahmeteil, um den Gegenstand zu fixieren, wenn der Fremdkörper im Schritt des Erkennens, ob der Fremdkörper hinein gelangt ist, nicht erkannt wird oder wenn der Schritt des Entfernens des Fremdkörpers abgeschlossen ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, die unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen angegeben werden, noch klarer werden.
1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Gegenstandsfixiervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Maschinenwerkzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3A ist eine Seitenansicht eines Drückwerkzeugs, das in 2 gezeigt ist;
3B ist eine Seitenschnittansicht des Drückwerkzeugs, das in 3A gezeigt ist;
4A ist eine Seitenansicht eines Drückwerkzeugs gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4B ist eine Seitenschnittansicht des Drückwerkzeugs, das in 4A gezeigt ist;
5 ist ein Blockdiagramm, das schematisch einen Roboter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
6 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Fixieren eines Werkstücks an einer Werkstückaufnahme gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf der Basis der Zeichnungen ausführlich beschrieben. Zunächst wird unter Bezugnahme auf 1 eine Gegenstandsfixiervorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Gegenstandsfixiervorrichtung 100 ist zum Fixieren eines Werkstücks W an einer Werkstückaufnahme 101. Die Werkstückaufnahme 101 fungiert als ein Aufnahmeteil zum Tragen eines Werkstücks W von unten.
Die Gegenstandsfixiervorrichtung 100 weist ein Tischteil 102 auf, das die Werkstückaufnahme 101 von unten trägt; ein Drückteil 103 zum Andrücken eines Werkstücks W gegen die Werkstückaufnahme 101, ein erstes Antriebsteil 104 zum Erzeugen einer ersten Kraft an dem Drückteil 103 und ein zweites Antriebsteil 105 zum Erzeugen einer zweiten Kraft an dem Drückteil 103 auf.
Die Werkstückaufnahme 101 weist Auflageteile 101a auf, die sich von der oberen Fläche der Werkstückaufnahme 101 nach oben erstrecken. Das Werkstück W wird auf den Auflageteilen 101a mit Flächenkontakt mit den oberen Flächen der Auflageteile 101a platziert. Ein Fluidzufuhrweg 101b, der im Folgenden erläutert werden wird, ist im Inneren der Werkstückaufnahme 101 angeordnet. Der Fluidzufuhrweg 101b hat Öffnungen 101c an den oberen Flächen der Auflageteile 101a.
Das erste Antriebsteil 104 weist einen Zylinder 106 und eine Zylindersteuerung 107 auf, die den Zylinder 106 steuert. Der Zylinder 106 ist beispielsweise ein Hydraulikzylinder und weist eine Zylinderwelle 106a auf. Die Zylindersteuerung 107 steuert den Druck im Inneren des Zylinders 106 und treibt die Zylinderwelle 106a in der Achsrichtung an, indem sie den Fluss des unter Druck stehenden Fluids steuert, das von einer externen Fluidzufuhrquelle (nicht gezeigt) dem Inneren des Zylinders 106 zugeführt wird.
Das zweite Antriebsteil 105 weist einen Servomotor 110 und eine Motorsteuerung 111 auf, die den Servomotor 110 steuert. Die Motorsteuerung 111 sendet einen Befehl an den Servomotor 110, um dessen Drehmoment zu steuern. Der Servomotor 110 arbeitet gemäß dem Befehl von der Motorsteuerung 111 und wendet eine Kraft auf das Drückteil 103 an, wie später erläutert wird.
Das Drückteil 103 ist mittels eines Energieschaltteils 112 mit Zylinderwellen 106a von Zylindern 106 mechanisch verbunden. Das Energieschaltteil 112 kann das Drückteil 103 und die Zylinderwellen 106a mechanisch verbinden oder das Drückteil 103 und die Zylinderwellen 106a voneinander trennen.
Wenn das Energieschaltteil 112 das Drückteil 103 und die Zylinderwellen 106 miteinander verbindet, wird das Drückteil 103 von den Zylindern 106 durch die Zylinderwellen 106a angetrieben. Das Drückteil 103 nimmt eine Kraft von den Zylindern 106 auf und drückt das Werkstück W durch die erste Kraft gegen die Werkstückaufnahme 101, um das Werkstück W zu fixieren.
Andererseits ist das Drückteil 103 außerdem mit einer Abgangswelle (nicht gezeigt) des Servomotors 110 mechanisch verbunden. Wenn das Energieschaltteil 112 das Drückteil 103 und die Zylinderwellen 106a voneinander trennt, wird das Drückteil 103 von dem Servomotor 110 angetrieben. Das Drückteil 103 nimmt eine Kraft von dem Servomotor 110 auf und drückt das Werkstück W durch die zweite Kraft gegen die Werkstückaufnahme 101.
Hier ist die erste Kraft, die an dem Drückteil 103 durch die Zylinder 106 erzeugt wird, viel größer als die zweite Kraft, die an dem Drückteil 103 durch den Servomotor 110 erzeugt wird. Die erste Kraft durch die Zylinder 106 ist beispielsweise auf 2 bis 15 kN eingestellt, während die zweite Kraft durch den Servomotor 110 auf 0,02 bis 0,06 kN eingestellt ist.
Die Gegenstandsfixiervorrichtung 100 weist weiterhin ein Fremdkörpererkennungsteil 113 auf. Das Fremdkörpererkennungsteil 113 erkennt einen Fremdkörper, wie einen Span oder Staub, der zwischen das Werkstück W und die Werkstückaufnahme 101 gelangt ist. Spezifisch führt das Fremdkörpererkennungsteil 113 unter Druck stehendes Fluid von einer externen Fluidzufuhrquelle (nicht gezeigt) dem Fluidzufuhrweg 101b zu, der in der Werkstückaufnahme 101 angeordnet ist. Das Fremdkörpererkennungsteil 113 erkennt Schwankungen des Drucks des unter Druck stehenden Fluids, die auftreten können, wenn das unter Druck stehende Fluid aus den Öffnungen 101c des Fluidzufuhrwegs 101b durch die Zwischenräume zwischen dem Werkstück W und den Auflageteilen 101a sickert. Das Fremdkörpererkennungsteil 113 bestimmt, dass ein Fremdkörper zwischen das Werkstück W und die Auflageteile 101a gelangt ist, wenn der Druck des unter Druck stehenden Fluids unter einen vorbestimmten Grenzwert fällt.
Als Nächstes wird der Betrieb der Gegenstandsfixiervorrichtung 100 erläutert. Wenn ein Werkstück W mithilfe der Gegenstandsfixiervorrichtung 100 an der Werkstückaufnahme 101 fixiert wird, wird zunächst das Werkstück W auf den Auflageteilen 101a der Werkstückaufnahme 101 platziert. Als Nächstes sendet die Motorsteuerung 111 einen Befehl an den Servomotor 110 und wendet eine Kraft auf das Drückteil 103 an. Zu diesem Zeitpunkt trennt das Energieschaltteil 112 das Drückteil 103 und die Zylinderwellen 106a der Zylinder 106 mechanisch voneinander. Das Drückteil 103 nimmt eine Kraft von dem Servomotor 110 auf und drückt das Werkstück W durch die zweite Kraft gegen die Werkstückaufnahme 101.
Während das Drückteil 103 das Werkstück W durch die zweite Kraft gegen die Werkstückaufnahme 101 drückt, erkennt das Fremdkörpererkennungsteil 113 Schwankungen des Drucks des unter Druck stehenden Fluids, das dem Fluidzufuhrweg 101b zugeführt wird, und erkennt, ob ein Fremdkörper zwischen das Werkstück W und die Auflageteile 101a gelangt ist. Wenn das Fremdkörpererkennungsteil 113 einen Fremdkörper erkennt, sendet die Motorsteuerung 111 einen Befehl an den Servomotor 110, um die Kraft gegen das Drückteil 103 zu lösen. Dann wird das Werkstück W aus der Werkstückaufnahme 101 entfernt und dann wird der Fremdkörper, der zwischen das Werkstück W und die Auflageteile 101a gelangt ist, entfernt.
Wenn andererseits das Fremdkörpererkennungsteil 113 keinen Fremdkörper erkennt oder wenn der Fremdkörper zwischen dem Werkstück W und den Auflageteilen 101a wie oben angegeben entfernt wird, verbindet das Energieschaltteil 112 das Drückteil 103 und die Zylinderwellen 106a mechanisch miteinander. Dann steuert die Zylindersteuerung 107 die Zylinder 106 dahingehend, durch die Zylinderwellen 106a eine Kraft auf das Drückteil 103 anzuwenden. Das Drückteil 103 nimmt eine Kraft von den Zylinderwellen 106a auf und drückt das Werkstück W durch die erste Kraft gegen die Werkstückaufnahme 101. Infolgedessen wird das Werkstück W zwischen dem Drückteil 103 und der Werkstückaufnahme 101 stark eingespannt und fixiert.
Auf diese Weise ist die Gegenstandsfixiervorrichtung 100 in der vorliegenden Ausführungsform mit zwei verschiedenen Antriebsteilen versehen, die jeweils eine Energiequelle aufweisen, die sich voneinander unterscheiden (d. h. Zylinder, Motor), und von denen eines von dem ersten Antriebsteil 104 zum Erzeugen der ersten Kraft zum Fixieren des Werkstücks W an dem Drückteil 103 gebildet wird und von denen das andere von dem zweiten Antriebsteil 105 zum Erzeugen der zweiten Kraft, die kleiner als die erste Kraft ist, an dem Drückteil 103 gebildet wird.
Aufgrund dieser Konfiguration ist es möglich, die zweite Kraft, die von dem Servomotor erzeugt wird, feinzujustieren; dadurch ist es möglich zu erkennen, ob ein Fremdkörper zwischen das Werkstück W und die Auflageteile 101a gelangt ist, während das Werkstück W durch die zweite Kraft, die auf eine geeignete Größenordnung gesteuert wird, gegen die Werkstückaufnahme 101 gedrückt wird. Folglich kann der Benutzer bestätigen, ob das Werkstück W adäquat auf der Werkstückaufnahme 101 aufliegt, während zuverlässig verhindert wird, dass Fremdkörper das Werkstück W beschädigen.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 2 ein Maschinenwerkzeug 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Man beachte, dass den Elementen, die denjenigen der oben beschriebenen Ausführungsform ähnlich sind, dieselbe Bezugsziffer zugewiesen wird und eine ausführliche Erläuterung dazu weggelassen wird. Das Maschinenwerkzeug 10 weist eine Werkzeugspindel 11 und eine Gegenstandsfixiervorrichtung 200 auf. Am vorderen Ende der Werkzeugspindel 11 ist je nach dem durchzuführenden Arbeitsvorgang ein Schneidwerkzeug zum Schneiden des Werkstücks W oder ein später erwähntes Drückwerkzeug 201 angebracht. Die Spindelsteuerung 12 steuert den Betrieb der Werkzeugspindel 11. Spezifisch sendet die Spindelsteuerung 12 einen Befehl an einen Servomotor (nicht gezeigt), der in die Werkzeugspindel 11 eingebaut ist, um die Werkzeugspindel 11 in der Achsrichtung der Werkzeugspindel 11 zu bewegen, wie durch den Pfeil D₁ in 2 gezeigt.
Die Gegenstandsfixiervorrichtung 200 weist ein Tischteil 102; ein erstes Drückteil 203, das das Werkstück W gegen die Werkstückaufnahme 101 drückt, um es zu fixieren; und ein erstes Antriebsteil auf, das die erste Kraft an dem ersten Drückteil 203 erzeugt. Das erste Drückteil 203 ist an Zylinderwellen 106a des Zylinders 106 fixiert. Analog zu der obigen Ausführungsform erzeugt der Zylinder 106 die erste Kraft an dem ersten Drückteil 203 durch die Zylinderwellen 106a gemäß dem Befehl von einer Zylindersteuerung 107.
In der vorliegenden Ausführungsform weist die Gegenstandsfixiervorrichtung 200 das Drückwerkzeug 201 auf, das an der Werkzeugspindel 11 angebracht ist. Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 3A und 3B die Konfiguration des Drückwerkzeugs 201 erläutert. Das Drückwerkzeug 201 weist einen Schaft 210; ein zweites Drückteil 211 und ein Kopplungselement 212 zum Koppeln des zweiten Drückteils 211 mit dem Schaft 210 auf.
Der Schaft 210 weist ein sich verjüngendes Schaftteil 210a; ein Flanschteil 210b, das sich von dem unteren Ende des sich verjüngenden Schaftteil 210a radial nach außen erstreckt; und ein Hauptschaftteil 210c auf, das sich von dem unteren Ende des Flanschteils 210b axial nach unten erstreckt. An der Fläche 210d des unteren Endes des Hauptschaftteils 210c ist ein vertieftes Teil 210e derart ausgebildet, dass es von der Oberfläche 210d des unteren Endes nach oben vertieft ist.
Das Kopplungselement 212 ist im Inneren des vertieften Teils 210e befestigt. Das Kopplungselement 212 weist ein zylindrisches Hauptteil 212a, das sich in der Achsrichtung erstreckt; und eine Klaue 212b auf, das sich von dem unteren Ende des Hauptteils 212a radial nach innen erstreckt. Das zweite Drückteil 211 weist ein säulenförmiges Hauptteil 211a, das sich in der Achsrichtung erstreckt; eine Klaue 211b, die sich von dem oberen Ende des Hauptteils 211a radial nach außen erstreckt; und eine Flanschplatte 211c auf, die an dem unteren Ende des Hauptteils 211a befestigt ist, um sich von dem unteren Ende des Hauptteils 211a radial nach außen zu erstrecken.
Das zweite Drückteil 211 ist im Inneren des Kopplungselements 212 verschiebbar angeordnet. Wie in 3B gezeigt, wenn das zweite Drückteil 211 im Inneren des Kopplungselements 212 angeordnet ist, nimmt die Klaue 211b des zweiten Drückteils 211 die Klaue 212b des Kopplungselements 212 in Eingriff, wodurch verhindert wird, dass das zweite Drückteil 211 sich von dem Kopplungselement 212 nach unten in der Achsrichtung löst.
Eine Feder 213 ist zwischen dem zweiten Drückteil 211 und der unteren Oberfläche 210f des vertieften Teils 210e eingesetzt. Die Feder 213 wird verdrängt, wenn das zweite Drückteil 211 sich in Bezug auf das Kopplungselement 212 axial nach oben bewegt, und gibt als Reaktion auf die Verdrängung eine Federkraft an das zweite Drückteil 211.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 3B der Betrieb des Maschinenwerkzeugs 10 erläutert. Wenn das Werkstück W mithilfe des Maschinenwerkzeugs 10 maschinell bearbeitet wird, wird die Gegenstandsfixiervorrichtung 200 dazu verwendet, das Werkstück W an der Werkstückaufnahme 101 zu fixieren. In diesem Fall wird das Werkstück W zunächst auf den Auflageteilen 101a der Werkstückaufnahme 101 platziert.
Als Nächstes betreibt die Spindelsteuerung 12 die Werkzeugspindel 11 und bewegt das Drückwerkzeug 201 axial nach unten, um es an einer vorbestimmten Position zu positionieren. Wenn das Drückwerkzeug 201 an der vorbestimmten Position positioniert ist, berührt das Flanschteil 211c des zweiten Drückteils 211 die obere Oberfläche des Werkstücks W und das zweite Drückteil 211 wird von dem Werkstück W gedrückt, um sich in Bezug auf das Kopplungselement 212 axial nach oben zu bewegen. Bei dieser relativen Bewegung des zweiten Drückteils 211 wird die Feder 213 verdrängt und gibt eine Federkraft an das zweite Drückteil 211. Das zweite Drückteil 211 nimmt die Federkraft von der Feder 213 auf und drückt das Werkstück W durch die zweite Kraft gegen die Werkstückaufnahme 101.
Somit wird in der vorliegenden Ausführungsform die zweite Kraft an dem zweiten Drückteil 211 aufgrund der Aktionen der Werkzeugspindel 11, die von der Spindelsteuerung 12 gesteuert wird, und der Feder 213, de an dem Drückwerkzeug 201 vorgesehen ist, erzeugt. Folglich fungieren die Werkzeugspindel 11 mit einem Servomotor, die Spindelsteuerung 12 und die Feder 213 als das zweite Antriebsteil, das die zweite Kraft an dem zweiten Drückteil 211 erzeugt. Die zweite Kraft, die auf diese Weise erzeugt wird, wird von dem Ausmaß der Verdrängung der Feder 213, d. h. der Position des Drückwerkzeugs 201 in Bezug auf das Werkstück W bestimmt.
Folglich kann die Spindelsteuerung 12 die zweite Kraft auf eine gewünschte Größenordnung einstellen, indem sie den Betrieb der Werkzeugspindel 11 mit hoher Präzision steuert. Darüber hinaus bewegt sich die Werkzeugspindel 11 durch den Servomotor, der in die Werkzeugspindel 11 unter der Steuerung der Spindelsteuerung 12 eingebaut ist, in der Achsrichtung, um sich dem Werkstück W (oder der Werkstückaufnahme 101) zu nähern oder von diesem bzw. dieser weg zu bewegen. Folglich fungiert die Werkzeugspindel 11 in der vorliegenden Ausführungsform als ein Bewegungsmechanismus, der in einer Richtung bewegbar ist, sich dem Werkstück W (oder der Werkstückaufnahme 101) nähernd oder von diesem bzw. dieser weg bewegend.
Das Fremdkörpererkennungsteil 113 erkennt Schwankungen des Drucks des unter Druck stehenden Fluids, das dem Fluidzufuhrweg 101b zugeführt wird, und erkennt, ob ein Fremdkörper zwischen das Werkstück W und die Auflageteile 101a gelangt ist, während das zweite Drückteil 211 das Werkstück W durch die zweite Kraft unter der Aktion der Feder 213 gegen die Werkstückaufnahme 101 drückt.
Wenn das Fremdkörpererkennungsteil 113 einen Fremdkörper erkennt, betreibt die Spindelsteuerung 12 die Werkzeugspindel 11, um das Drückwerkzeug 201 nach oben in der Achsrichtung zu bewegen, wodurch die zweite Kraft, die auf das Werkstück W angewendet wird, gelöst wird. Dann wird das Werkstück W aus der Werkstückaufnahme 101 entfernt und der Fremdkörper, der zwischen das Werkstück W und die Auflageteile 101a gelangt ist, wird entfernt.
Wenn andererseits das Fremdkörpererkennungsteil 113 keinen Fremdkörper erkennt oder wenn der Fremdkörper zwischen dem Werkstück W und den Auflageteilen 101a wie oben angegeben entfernt wird, steuert die Zylindersteuerung 107 die Zylinder 106, um Kraft durch die Zylinderwellen 106a auf das erste Drückteil 203 anzuwenden. Das erste Drückteil 203 nimmt eine Kraft von den Zylinderwellen 106a auf und drückt das Werkstück W durch die erste Kraft gegen die Werkstückaufnahme 101. Infolgedessen wird das Werkstück W zwischen dem ersten Drückteil 203 und der Werkstückaufnahme 101 stark eingespannt, um fixiert zu werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Gegenstandsfixiervorrichtung 200 mit zwei verschiedenen Antriebsteilen versehen, die jeweils eine Antriebsquelle (Zylinder, Federn, Servomotoren) aufweisen, die sich voneinander unterscheiden, und von denen eines von dem ersten Antriebsteil 104 zum Erzeugen der ersten Kraft gebildet wird und von denen das andere von dem zweiten Antriebsteil zum Erzeugen der zweiten Kraft, die kleiner als die erste Kraft ist, gebildet wird. Darüber hinaus ist die Gegenstandsfixiervorrichtung 200 mit zwei verschiedenen Drückteilen versehen, von denen eines das erste Drückteil 203 ist, das von dem ersten Antriebsteil 104 angetrieben wird, und von denen das andere das zweite Drückteil 211 ist, das von dem zweiten Antriebsteil angetrieben wird.
Aufgrund dieser Konfiguration ist es durch Steuern der Bewegung der Werkzeugspindel 11 möglich, die Größenordnung der zweiten Kraft auf einfache und sehr präzise Art und Weise zu justieren, und möglich zu erkennen, ob ein Fremdkörper zwischen das Werkstück W und die Auflageteile 101a gelangt ist, während das Werkstück W durch eine adäquat gesteuerte zweite Kraft gegen die Werkstückaufnahme 101 gedrückt wird. Folglich kann der Benutzer bestätigen, ob das Werkstück W adäquat auf der Werkstückaufnahme 101 aufliegt, während zuverlässig verhindert wird, dass Fremdkörper das Werkstück W beschädigen.
Des Weiteren wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Feder 213 als der Mechanismus zum Erzeugen der zweiten Kraft an dem zweiten Drückteil 211 verwendet. Aufgrund dessen ist es möglich, das Gerät zum Erzeugen der zweiten Kraft zu vereinfachen, wodurch die Herstellungskosten verringert werden.
In dem in den 3A und 3B gezeigten Drückwerkzeug 201 kann ein Servomotor anstelle einer Feder 213 angewendet werden und der Servomotor kann dazu verwendet werden, die zweite Kraft zu erzeugen. Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 4A und 4B das Drückwerkzeug 251 gemäß einer anderen Ausführungsform, die einen derartigen Servomotor anwendet, erläutert. Man beachte, dass der obigen Ausführungsform ähnliche Elemente dieselben Bezugsziffern zugewiesen werden und ausführliche Erläuterungen weggelassen werden.
Das Drückwerkzeug 251 weist einen Schaft 210, der der obigen Ausführungsform ähnlich ist; einen Servomotor 251, der in einem vertieften Teil 210e gehalten wird, das in dem Hauptschaftteil 210c ausgebildet ist; ein Bewegungsumwandlungsteil 253, das mit der Abgangswelle (nicht gezeigt) des Servomotors 252 verbunden ist; und ein zweites Drückteil 254 auf, das an dem Bewegungsumwandlungsteil 253 befestigt ist.
Der Servomotor 252 dreht die Abgangswelle gemäß einem Befehl von einer Motorsteuerung 255. Das Bewegungsumwandlungsteil 253 setzt sich aus z. B. einem Kugelgewindemechanismus zusammen und wandelt eine Drehbewegung der Abgangswelle dahingehend um, sich in der Achsrichtung zu bewegen. Das zweite Drückteil 254 wird durch ein Bewegungsumwandlungsteil 253, das von dem Servomotor 252 angetrieben wird, in der Achsrichtung angetrieben.
Als Nächstes wird der Mechanismus zum Erzeugen der zweiten Kraft an dem zweiten Drückteil 254 im Fall des Anwendens des Drückwerkzeugs 251 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf das Maschinenwerkzeug 10, das in 2 gezeigt ist, erläutert. Wenn das Werkstück durch die zweite Kraft mithilfe des zweiten Drückteils 254 gegen die Werkstückaufnahme 101 gedrückt wird, betreibt die Spindelsteuerung 12 die Werkzeugspindel 11 und ordnet das Drückwerkzeug 251 an einer vorbestimmten Position an. Wenn das Drückwerkzeug 251 an der vorbestimmten Position angeordnet wird, berührt das zweite Drückteil 254 leicht die obere Oberfläche des Werkstücks W.
In diesem Zustand sendet die Motorsteuerung 255 einen Befehl an den Servomotor 252, um das zweite Drückteil 254 nach unten in der Achsrichtung zu bewegen. Die Motorsteuerung 255 treibt den Servomotor 252 an, bis das Abtriebsdrehmoment des Servomotors 252 einen vorbestimmten Drehmomentbegrenzer übersteigt. Dieser Drehmomentbegrenzer wird auf geeignete Weise gemäß der Größenordnung der zweiten Kraft, die an dem zweiten Drückteil 254 erzeugt werden soll, eingestellt. Aufgrund dessen kann das zweite Drückteil 254 das Werkstück W durch eine zweite Kraft mit einer auf geeignete Weise justierten Stärke gegen die Werkstückaufnahme 101 drücken.
Somit wird die zweite Kraft in der vorliegenden Ausführungsform an dem zweiten Drückteil 254 durch den Betrieb der Werkzeugspindel 11, die den Servomotor 11 in Bezug auf das Werkstück W adäquat positioniert, und durch den Betrieb des Servomotors 252 erzeugt. Folglich fungieren die Werkzeugspindel 11 mit einem Servomotor, die Spindelsteuerung 12 und der Servomotor 252 als das zweite Drückteil zum Erzeugen der zweiten Kraft an dem Drückteil 254.
Darüber hinaus bewegt sich die Werkzeugspindel 11 durch den Servomotor, der in die Werkzeugspindel 11 unter der Steuerung der Spindelsteuerung 12 eingebaut ist, in der Achsrichtung, um sich dem Werkstück W (oder der Werkstückaufnahme 101) zu nähern oder von diesem bzw. dieser weg zu bewegen. Folglich fungiert die Werkzeugspindel 11 in der vorliegenden Ausführungsform als der Bewegungsmechanismus, der in einer Richtung bewegbar ist, sich dem Werkstück W (oder der Werkstückaufnahme 101) nähernd oder von diesem bzw. dieser weg bewegend.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Servomotor 252 als ein Mechanismus zum Erzeugen der zweiten Kraft an dem zweiten Drückteil 254 verwendet. Es ist folglich möglich, die Größenordnung der zweiten Kraft einfach und präzise zu justieren, indem das Abtriebsdrehmoment des Servomotors 252 gesteuert wird. Es ist des Weiteren auch möglich, die Herstellungskosten zu senken, da die Vorrichtung zum Erzeugen der zweiten Kraft vereinfacht werden kann.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 5 ein Roboter 50 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Man beachte, dass den obigen Ausführungsformen ähnliche Elemente dieselben Bezugsziffern zugewiesen werden und ausführliche Erläuterungen davon weggelassen werden. Der Roboter 50 weist einen Roboterarm 51; eine Roboterarmsteuerung 52, die den Betrieb des Roboterarms 51 steuert; eine Roboterhand 54, die an dem vorderen Ende des Roboterarms 51 vorgesehen ist; und eine Gegenstandsfixiervorrichtung 300 auf.
Der Roboterarm 51 ist mit einer Drehbasis (nicht gezeigt) verbunden, die sich um eine vertikale Achse drehen kann, und weist einen unteren Arm (nicht gezeigt), der an der Drehbasis angebracht ist; und einen Unterarm 51a auf, der an dem unteren Arm angebracht ist. Ein Handgelenk 53 ist an dem vorderen Ende des Unterarms 51a angebracht. Die Roboterhand 54 ist mittels des Handgelenks 53 mit dem Roboterarm 51 verbunden. Die Roboterarmsteuerung 52 betreibt den Roboterarm 51, indem sie Servomotoren antreibt, die an den Gelenkachsen des Roboterarms 51 vorgesehen sind. Des Weiteren kann die Roboterhand 54 einen Gegenstand gemäß einem Befehl von der Roboterarmsteuerung 52 greifen und freigeben.
Die Gegenstandsfixiervorrichtung 300 weist das Tischteil 102, das erste Drückteil 203, das erste Antriebsteil 104, das Fremdkörpererkennungsteil 113 und das Drückwerkzeug 201 auf, die der in 2 gezeigten Ausführungsform ähnlich sind. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Drückwerkzeug 201 von der Roboterhand 54 lösbar gehalten.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 5 der Betrieb des Roboters 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erläutert. Wenn das Werkstück W mithilfe des Roboters 50 maschinell bearbeitet wird, wird das Werkstück W durch die Gegenstandsfixiervorrichtung 300 an der Werkstückaufnahme fixiert. In diesem Fall wird das Werkstück W zunächst auf den Auflageteilen 101a der Werkstückaufnahme 101 platziert.
Als Nächstes betreibt die Roboterarmsteuerung 52 den Roboterarm 51 und bewegt das Drückwerkzeug 201 zu dem Werkstück W hin, um es an einer vorbestimmten Position zu positionieren. Wenn das Drückwerkzeug 201 an der vorbestimmten Position positioniert ist, berührt das zweite Drückteil 211 des Drückwerkzeugs 201 die obere Oberfläche des Werkstücks W und wird von dem Werkstück W gedrückt, um sich in Bezug auf das Kopplungselement 212 des Drückwerkzeugs 201 axial nach oben bewegt zu werden. Damit einher wird die Feder 213, die an dem Drückwerkzeug 201 vorgesehen ist, verdrängt, wodurch das zweite Drückteil 211 das Werkstück W durch die zweite Kraft durch die Aktion der Feder 213 gegen die Werkstückaufnahme 101 drückt.
Auf diese Weise wird die zweite Kraft in der vorliegenden Ausführungsform an dem zweiten Drückteil 211 durch den Betrieb des Roboterarms 51, der von der Roboterarmsteuerung 52 gesteuert wird, und durch die Aktion der Feder 213, die an dem Drückwerkzeug 201 vorgesehen ist, erzeugt. Folglich fungieren der Roboterarm 51 mit einem Servomotor darin, die Roboterarmsteuerung 52 und die Feder 213 als das zweite Antriebsteil zum Erzeugen der zweiten Kraft an dem zweiten Drückteil 211.
Die Roboterarmsteuerung 52 kann den Betrieb des Roboterarms 51 präzise steuern, um die zweite Kraft auf eine gewünschte Größenordnung einzustellen. Darüber hinaus bewegt der Roboterarm 51 sich in der Achsrichtung, um sich dem Werkstück W (oder der Werkstückaufnahme 101) zu nähern oder von diesem bzw. dieser weg zu bewegen. Folglich fungiert der Roboterarm 51 in der vorliegenden Ausführungsform als ein Bewegungsmechanismus, der in einer Richtung bewegbar ist, sich dem Werkstück W (oder der Werkstückaufnahme 101) nähernd oder von diesem bzw. dieser weg bewegend.
Das Fremdkörpererkennungsteil 113 erkennt Schwankungen des Drucks des unter Druck stehenden Fluids, das dem Fluidzufuhrweg 101b zugeführt wird, und erkennt, ob ein Fremdkörper zwischen das Werkstück W und die Auflageteile 101a gelangt ist, während das zweite Drückteil 211 das Werkstück W durch die zweite Kraft aufgrund der Aktion der Feder 213 gegen die Werkstückaufnahme 101 drückt.
Wenn das Fremdkörpererkennungsteil 113 einen Fremdkörper erkennt, betreibt die Roboterarmsteuerung 52 den Roboterarm 51, um das Drückwerkzeug 201 nach oben in der Achsrichtung zu bewegen, und löst die zweite Kraft, die auf das Werkstück W angewendet wird. Dann wird das Werkstück W aus der Werkstückaufnahme 101 entfernt und der Fremdkörper, der zwischen das Werkstück W und die Auflageteile 101a gelangt ist, wird entfernt.
Wenn andererseits das Fremdkörpererkennungsteil 113 keinen Fremdkörper erkennt oder wenn ein Fremdkörper zwischen dem Werkstück W und den Auflageteilen 101a wie oben angegeben entfernt wird, steuert die Zylindersteuerung 107 die Zylinder 106, um Kraft durch die Zylinderwellen 106a auf das erste Drückteil 203 anzuwenden. Das erste Drückteil 203 nimmt eine Kraft von den Zylinderwellen 106a auf und drückt das Werkstück W durch die erste Kraft gegen die Werkstückaufnahme 101. Aufgrund dessen wird das Werkstück W zwischen dem ersten Drückteil 203 und der Werkstückaufnahme 101 stark eingespannt, um fixiert zu werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Position des Drückwerkzeugs 201 in Bezug auf das Werkstück W präzise zu steuern (d. h. das Ausmaß der Verdrängung der Feder 213), um eine Bewegung des Roboterarms 51 zu steuern. Folglich ist es möglich, die Größenordnung der zweiten Kraft einfach und mit hoher Präzision zu justieren.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 6 ein Verfahren zum Fixieren eines Werkstücks W an einer Werkstückaufnahme 101 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. In Schritt S1 wird ein Werkstück W auf der Werkstückaufnahme 101 platziert. In Schritt S2 wird das Werkstück W durch eine zweite Kraft gegen die Werkstückaufnahme 101 gedrückt. In der in 1 gezeigten Ausführungsform beispielsweise sendet die Motorsteuerung 111 in diesem Schritt S2 einen Befehl an den Servomotor 110, um das Drückteil 103 nach unten in der Achsrichtung zu bewegen, um das Werkstück W durch die zweite Kraft gegen die Werkstückaufnahme 101 zu drücken.
Des Weiteren betreibt die Spindelsteuerung 12 in der in 2 gezeigten Ausführungsform in diesem Schritt S2 die Werkzeugspindel 11, um das Drückwerkzeug 201 an einer vorbestimmten Position zu positionieren. Damit einher wird die Feder 213 verdrängt, wodurch das zweite Drückteil 211 die Federkraft von der Feder 213 aufnimmt und das Werkstück W durch die zweite Kraft gegen die Werkstückaufnahme 101 drückt.
Des Weiteren betreibt die Spindelsteuerung 12 in der in den 4A und 4B gezeigten Ausführungsform in diesem Schritt S2 die Werkzeugspindel 11, um das Drückwerkzeug 201 an einer vorbestimmten Position zu positionieren. Dann sendet die Motorsteuerung 255 einen Befehl an den Servomotor 252, um das zweite Drückteil 254 nach unten in der Achsrichtung zu bewegen, um das Werkstück W durch eine zweite Kraft gegen die Werkstückaufnahme 101 zu drücken.
Des Weiteren betreibt die Roboterarmsteuerung 52 in der in 5 gezeigten Ausführungsform in diesem Schritt S2 den Roboterarm 51, um das Drückwerkzeug 201 an einer vorbestimmten Position zu positionieren. Damit einher wird die Feder 213 verdrängt, wodurch das zweite Drückteil 211 das Werkstück W durch die zweite Kraft aufgrund der Aktion der Feder 213 gegen die Werkstückaufnahme 101 drückt.
In Schritt S3 erkennt das Fremdkörpererkennungsteil 113 einen Fremdkörper, der zwischen das Werkstück W und die Werkstückaufnahme 101 gelangt ist. Spezifisch führt das Fremdkörpererkennungsteil 113 dem Fluidzufuhrweg 101b, der im Inneren der Werkstückaufnahme 101 angeordnet ist, ein unter Druck stehendes Fluid von einer Fluidzufuhrquelle zu. Dann erfasst das Fremdkörpererkennungsteil 113 Daten in Bezug auf die Schwankungen des Drucks des unter Druck stehenden Fluids.
In Schritt S4 wird geurteilt, ob ein Fremdkörper zwischen das Werkstück W und die Werkstückaufnahme 101 gelangt ist. Spezifisch beruft sich das Fremdkörpererkennungsteil 113 auf die in Schritt S3 erfassten Daten und urteilt, ob der Druck des unter Druck stehenden Fluids unter einen vorbestimmten Grenzwert gefallen ist. Das Fremdkörpererkennungsteil 113 urteilt „JA”, wenn der Druck des unter Druck stehenden Fluids niedriger als der vorbestimmte Grenzwert wird; dann fährt die Routine mit Schritt S8 fort. Andererseits urteilt das Fremdkörpererkennungsteil 113 „NEIN”, wenn der Druck des unter Druck stehenden Fluids höher als der vorbestimmte Grenzwert bleibt; dann fährt die Routine mit Schritt S5 fort.
In Schritt S5 wird die zweite Kraft, die auf das Werkstück W angewendet wird, gelöst. In der in 1 gezeigten Ausführungsform beispielsweise sendet die Motorsteuerung 111 in diesem Schritt S5 einen Befehl an den Servomotor 110, um das Drückteil 103 nach oben in der Achsrichtung zu bewegen, um die zweite Kraft zu lösen. Des Weiteren betreibt die Spindelsteuerung 12 in der in 2 gezeigten Ausführungsform in diesem Schritt S5 die Werkzeugspindel 11, um das zweite Drückteil 211 nach oben in der Achsrichtung zu bewegen. Infolgedessen wird die zweite Kraft, die durch das zweite Drückteil 211 auf das Werkstück W angewendet wird, gelöst.
Des Weiteren sendet die Motorsteuerung 255 in der in den 4A und 4B gezeigten Ausführungsform in diesem Schritt S5 einen Befehl an den Servomotor 252, um das zweite Drückteil 254 nach oben in der Achsrichtung zu bewegen, um die zweite Kraft zu lösen. Des Weiteren betreibt die Roboterarmsteuerung 52 in der in 5 gezeigten Ausführungsform in diesem Schritt S5 den Roboterarm 51, um das Drückwerkzeug 201 nach oben in der Achsrichtung zu bewegen, um die zweite Kraft zu lösen.
In Schritt S6 wird das Werkstück W durch die erste Kraft gegen die Werkstückaufnahme 101 gedrückt. Spezifisch steuert die Zylindersteuerung 107 den Zylinder 106 dahingehend, durch die Zylinderwelle 106a eine Kraft auf das Drückteil 103 anzuwenden. Das Drückteil 103 nimmt eine Kraft von dem Zylinder 106 auf und drückt das Werkstück W durch die erste Kraft gegen die Werkstückaufnahme 101, um es zu fixieren.
In Schritt S7 wird das Werkstück W maschinell bearbeitet. In der in 2 gezeigten Ausführungsform beispielsweise ersetzt der Benutzer in diesem Schritt S7 das Drückwerkzeug 201 durch das Schneidwerkzeug (nicht gezeigt). Dann betreibt die Spindelsteuerung 12 die Werkzeugspindel 11, um das Schneidwerkzeug in Bezug auf das Werkstück W zu positionieren, und schneidet das Werkstück W durch das Schneidwerkzeug. Wenn Schritt S7 abgeschlossen ist, wird der in 6 gezeigte Ablauf beendet.
Wenn andererseits in Schritt S4 „JA” geurteilt wird, wird die zweite Kraft, die auf das Werkstück W angewendet wird, in Schritt S8 genauso wie in Schritt S5 gelöst. Dann wird in Schritt S9 ein Fremdkörper, der zwischen das Werkstück W und die Werkstückaufnahme 101 gelangt ist, entfernt. Ein Fremdkörper, der zwischen das Werkstück W und die Werkstückaufnahme 101 gelangt ist, kann beispielsweise durch Blasen von unter Druck stehendem Gas auf die Oberfläche des Werkstücks W, das aus der Werkstückaufnahme 101 entfernt wurde, entfernt werden. Nachdem Schritt S9 abgeschlossen ist, kehrt die Routine zu Schritt S2 zurück.
Man beachte, dass das Werkstück W in dem in 6 gezeigten Ablauf in Schritt S6 durch die erste Kraft gegen die Werkstückaufnahme 101 gedrückt wird, nachdem die zweite Kraft in Schritt S5 gelöst wurde. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es ist auch möglich, die erste Kraft auf überlappende Weise auf das Werkstück W anzuwenden, während die zweite Kraft an das Werkstück W weitergegeben wird und die zweite Kraft später abgezogen wird. Des Weiteren kehrt die Routine in dem in 6 gezeigten Ablauf nach Schritt S9 zu Schritt S2 zurück. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Routine kann auch nach Schritt S9 mit Schritt S6 fortfahren.
Des Weiteren wurde in den Ausführungsformen, die in 2 bis 5 gezeigt wurden, der Fall des Erzeugens der zweiten Kraft durch die Feder 213 oder den Servomotor 252 erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die zweite Kraft kann auch durch den Betrieb der Werkzeugspindel 11 oder des Roboterarms 51 ohne Verwendung der Feder 213 oder des Servomotors 252 erzeugt werden. In diesem Fall fungiert der Servomotor, der in die Werkzeugspindel 11 oder den Roboterarm 51 eingebaut ist, als Teil des Antriebsteils zum Erzeugen der zweiten Kraft.
Wie oben erläutert, wird es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die zweite Kraft feinzujustieren. Außerdem wird die zweite Kraft, die auf eine geeignete Stärke gesteuert wird, verwendet, um zu erkennen, ob ein Fremdkörper zwischen das Werkstück und das Aufnahmeteil gelangt ist, während das Werkstück gegen die Werkstückaufnahme gedrückt wird. Aufgrund dessen ist es möglich, zuverlässig zu verhindern, dass ein Fremdkörper bewirkt, dass das Werkstück beschädigt wird, während der Arbeitsgang des Bestätigens, ob das Werkstück auf geeignete Weise auf dem Aufnahmeteil aufliegt, durchgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert; die obigen Ausführungsformen schränken die Erfindung jedoch nicht in Bezug auf die Ansprüche ein. Des Weiteren sind alle Kombinationen von Merkmalen, die in der Ausführungsform erläutert wurden, nicht unbedingt für die Erfindung erforderlich. Des Weiteren können die obigen Ausführungsformen auf verschiedene Weisen verändert oder verbessert werden, wie einem Fachmann klar ist. Derartige veränderte oder verbesserte Ausführungsformen werden ebenfalls von dem technischen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung umfasst, wie aus der Anspruchssprache klar ist.
Des Weiteren sollte beachtet werden, dass die Arbeitsvorgänge, Routinen, Schritte, Stufen und andere Verarbeitungen in dem Gerät, System, Programm und Verfahren in den Ansprüchen, der Spezifikation und den Zeichnungen in einer beliebigen Reihenfolge umgesetzt werden können, sofern nicht besonders deutlich durch „vor”, „vorher” usw. oder das Verwenden der Ausgabe einer Vorverarbeitung zur späteren Verarbeitung angegeben. Beim Ablauf der Arbeitsvorgänge in den Ansprüchen, der Spezifikation und den Zeichnungen, selbst wenn dieser der Zweckmäßigkeit halber unter Verwendung von „zunächst”, „als Nächstes” usw. erläutert ist, bedeutet dies nicht, dass die Ausführung in dieser Reihenfolge wichtig ist.

Claims

Gegenstandsfixiervorrichtung (100), die Folgendes umfasst: ein Aufnahmeteil (101); ein Drückteil (103), das einen Gegenstand (W) gegen das Aufnahmeteil (101) drückt; ein erstes Antriebsteil (104), das eine erste Kraft zum Fixieren des Gegenstands (W) an dem Aufnahmeteil (101) an dem Drückteil (103) erzeugt; ein zweites Antriebsteil (105), das von dem ersten Antriebsteil (104) getrennt ist und eine zweite Kraft, die kleiner als die erste Kraft ist, an dem Drückteil (103) erzeugt; und ein Fremdkörpererkennungsteil (113), das einen Fremdkörper erkennt, der zwischen den Gegenstand (W) und das Aufnahmeteil (101) gelangt ist, während das Drückteil (103) den Gegenstand (W) durch die zweite Kraft, die von dem zweiten Antriebsteil (105) erzeugt wird, gegen das Aufnahmeteil (101) drückt.
Gegenstandsfixiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zweite Antriebsteil (105) einen Servomotor (110) aufweist, der die zweite Kraft erzeugt.
Gegenstandsfixiervorrichtung (200) nach Anspruch 1, die weiterhin Folgendes umfasst: ein erstes Drückteil (203), das den Gegenstand (W) durch die erste Kraft gegen das Aufnahmeteil (101) drückt, um den Gegenstand (W) zu fixieren; und ein zweites Drückteil (211), das von dem ersten Drückteil (203) getrennt ist und den Gegenstand (W) durch die zweite Kraft gegen das Aufnahmeteil (101) drückt, wobei das erste Antriebsteil (104) die erste Kraft an dem ersten Drückteil (203) erzeugt, das zweite Antriebsteil die zweite Kraft an dem zweiten Drückteil (211) erzeugt.
Gegenstandsfixiervorrichtung nach Anspruch 3, wobei das zweite Antriebsteil eine Feder (213), die die zweite Kraft erzeugt; und einen Bewegungsmechanismus aufweist, der in einer Richtung bewegbar ist, sich dem Aufnahmeteil (101) nähernd und von diesem weg bewegend, das zweite Drückteil (211) mittels der Feder (213) mit dem Bewegungsmechanismus verbunden ist.
Gegenstandsfixiervorrichtung nach Anspruch 3, wobei das zweite Antriebsteil einen Servomotor, der die zweite Kraft erzeugt, und einen Bewegungsmechanismus (11) aufweist, der durch den Servomotor in einer Richtung bewegbar ist, sich dem Aufnahmeteil (101) nähernd und von diesem weg bewegend, das zweite Drückteil (211) mit dem Bewegungsmechanismus (11) verbunden ist.
Maschinenwerkzeug (10), das Folgendes umfasst: eine Werkzeugspindel (11) und die Gegenstandsfixiervorrichtung (200) nach Anspruch 3, wobei das zweite Drückteil (211) an der Werkzeugspindel (11) angebracht ist, das zweite Antriebsteil die Werkzeugspindel (11) antreibt, um das zweite Drückteil (211) in der Richtung zu bewegen, sich dem Aufnahmeteil (101) nähernd und von diesem weg bewegend.
Roboter (50), der Folgendes umfasst: einen Roboterarm (51) und die Gegenstandsfixiervorrichtung (300) nach Anspruch 3, wobei das zweite Drückteil (211) an dem Roboterarm (51) vorgesehen ist, das zweite Antriebsteil den Roboterarm (51) antreibt, um das zweite Drückteil (211) in der Richtung zu bewegen, sich dem Aufnahmeteil (101) nähernd und von diesem weg bewegend.
Roboter nach Anspruch 7, der weiterhin eine Roboterhand (54) umfasst, die an dem Roboterarm (51) angebracht ist und das zweite Drückteil (211) lösbar greift.
Verfahren zum Fixieren des Gegenstands (W) an dem Aufnahmeteil (101) mithilfe der Gegenstandsfixiervorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Platzieren des Gegenstands (W) auf dem Aufnahmeteil (101); Antreiben des Drückteils (103) durch das zweite Antriebsteil (105) und Drücken des Gegenstands (W) durch die zweite Kraft gegen das Aufnahmeteil (101); Erkennen, ob der Fremdkörper zwischen den Gegenstand (W) und das Aufnahmeteil (101) gelangt ist, mithilfe des Fremdkörpererkennungsteils (113) während des Drückens des Gegenstands (W) durch die zweite Kraft gegen das Aufnahmeteil (101); Lösen der zweiten Kraft und Entfernen des Fremdkörpers, wenn der Fremdkörper im Schritt des Erkennens, ob der Fremdkörper hinein gelangt ist, erkannt wird; und Antreiben des Drückteils (103) durch das erste Antriebsteil (104) und Drücken des Gegenstands (W) durch die erste Kraft gegen das Aufnahmeteil (101), um den Gegenstand (W) zu fixieren, wenn der Fremdkörper im Schritt des Erkennens, ob der Fremdkörper hinein gelangt ist, nicht erkannt wird oder wenn der Schritt des Entfernens des Fremdkörpers abgeschlossen ist.