DE102015121004A1

DE102015121004A1 - Zahnradfesthaltevorrichtung und Verfahren zum Festhalten eines Zahnrads

Info

Publication number: DE102015121004A1
Application number: DE102015121004.5A
Authority: DE
Inventors: Keisuke Suga
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2016-06-16
Anticipated expiration: 2035-12-04
Also published as: US9481092B2; JP6254930B2; CN111185895A; JP2016107390A; CN105690360A; DE102015121004B4; US20160167235A1; CN111185895B; CN105690360B

Abstract

Es wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die verhindert, dass es zu einer Beschädigung eines Zahnrads kommt, während ermöglicht wird, dass das Zahnrad leichter und passender festgehalten wird. Eine Zahnradfesthaltevorrichtung 10 weist eine Klinke auf, die so bereitgestellt ist, dass sie zu einer derartigen Bewegung in der Lage ist, dass sie sich einem Umfang eines Zahnrads G nähert, und die mit einer Zahnradnut, die an dem Umfang des Zahnrads gebildet ist, eingreifen kann, einen ersten Antriebsteil 18, der die Klinke so antreibt, dass sie an dem Umfang des Zahnrads G anliegt, einen zweiten Antriebsteil 20, der das Zahnrad G zur Drehung in der Umfangsrichtung des Zahnrads G bringt, und einen Eingriffsdetektionsteil 50, der detektiert, ob die Klinke mit der Zahnradnut eingegriffen hat.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Zahnradfesthaltevorrichtung und ein Verfahren zum Festhalten eines Zahnrads, um es an einer Drehung zu hindern.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Eine Vorrichtung, die einen Klemmteil verwendet, welcher Klinken aufweist, die mit Zahnradnuten, welche an einem Umfang eines Zahnrads gebildet sind, eingreifen können, um das Zahnrad festzuklemmen und das Zahnrad dadurch festzuhalten, um es an einer Drehung zu hindern, ist in der Technik bekannt (zum Beispiel die Japanische Patentveröffentlichung Nr. 8-174360A ).
Eine Vorrichtung, die verhindern kann, dass ein Zahnrad beschädigt wird, während sie in der Lage ist, das Zahnrad leichter und passender festzuhalten, wird gewünscht.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung weist eine Zahnradfesthaltevorrichtung eine Klinke auf, die so beweglich bereitgestellt ist, dass sie sich einem Umfang eines Zahnrads nähern kann, und zum Eingriff mit einer Zahnradnut, die an dem Umfang des Zahnrads gebildet ist, in der Lage ist; einen ersten Antriebsteil, der die Klinke so antreibt, dass sie an dem Umfang des Zahnrads anliegt; einen zweiten Antriebsteil, der das Zahnrad in der Umfangsrichtung des Zahnrads dreht; und einen Eingriffsdetektionsteil, der detektiert, ob die Klinke mit der Zahnradnut eingreift.
Die Zahnradfesthaltevorrichtung kann ferner ein Paar von Klemmteilen umfassen, die so beweglich bereitgestellt sind, dass sie sich einander nähern. Jeder aus dem Paar von Klemmteilen weist eine Klinke auf. Der erste Antriebsteil kann das Paar von Klemmteilen so antreiben, dass sie sich einander nähern, wodurch der Umfang des Zahnrads zwischen dem Paar von Klemmteilen gehalten wird. Der erste Antriebsteil oder der zweite Antriebsteil kann einen Servomotor aufweisen.
Der Eingriffsdetektionsteil kann das Lastmoment, das während des Anliegens der Klinke an dem Umfang des Zahnrads auf den zweiten Antriebsteil ausgeübt wird, überwachen. Der Eingriffsdetektionsteil kann detektieren, dass die Klinke mit der Zahnradnut eingreift, wenn sich das Lastmoment verändert. Der Eingriffsdetektionsteil kann die Verschiebung der Klinke während des Anliegens der Klinke an dem Umfang des Zahnrads überwachen. Der Eingriffsdetektionsteil kann detektieren, dass die Klinke mit der Zahnradnut eingreift, wenn die Verschiebung auftritt.
Nach einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Festhalten eines Zahnrads das Bewegen einer Klinke, die in der Lage ist, mit einer an dem Umfang des Zahnrads gebildeten Zahnradnut einzugreifen, und das Anlegen der Klinke an den Umfang des Zahnrads; das Drehen des Zahnrads in einer Umfangsrichtung des Zahnrads; und das Detektieren, ob die Klinke mit der Zahnradnut eingreift.
Das Verfahren kann ferner das Überwachen eines Lastmoments, das nach dem Anlegen der Klinke an den Umfang des Zahnrads auf einen Antriebsteil zum Drehen des Zahnrads ausgeübt wird; und das Detektieren, dass die Klinke mit der Zahnradnut eingreift, wenn sich das Lastmoment ändert, umfassen.
Das Verfahren kann ferner das Überwachen einer Verschiebung der Klinke nach dem Anlegen der Klinke an den Umfang des Zahnrads; und das Detektieren, dass die Klinke mit der Zahnradnut eingreift, wenn die Verschiebung auftritt, umfassen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die ausführliche Beschreibung von erläuternden Ausführungsformen der Erfindung, die in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt sind, verdeutlicht werden, wobei
1 ein Blockdiagramm einer Zahnradfesthaltevorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung ist;
2 eine perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten Zahnradfesthaltevorrichtung ist;
3 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs III in 3 ist;
4 ein Ablaufdiagramm eines Beispiels für ein Betriebsverfahren der in 1 gezeigten Zahnradfesthaltevorrichtung ist;
5 eine perspektivische Ansicht ist, die den Zustand zeigt, in dem die Klinken der in 2 gezeigten Zahnradfesthaltevorrichtung mit dem Zahnrad eingreifen;
6 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs VI in 5 ist;
7 ein Blockdiagramm einer Zahnradfesthaltevorrichtung nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist; und
8 ein Ablaufdiagramm eines Beispiels für ein Betriebsverfahren der in 7 gezeigten Zahnradfesthaltevorrichtung ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung auf Basis der Zeichnungen ausführlich erklärt werden. Zuerst wird unter Bezugnahme auf 1 bis 3 eine Zahnradfesthaltevorrichtung 10 nach einer Ausführungsform der Erfindung erklärt werden. Es ist zu beachten, dass in der folgenden Beschreibung die ”Achsenrichtung” die Richtung entlang einer Mittelachse O eines Zahnrads G angibt, die ”radiale Richtung” die radiale Richtung eines an der Achse O zentrierten Kreises angibt, und die ”Umfangsrichtung” die Umfangsrichtung des an der Achse O zentrierten Kreises angibt.
Die Zahnradfesthaltevorrichtung 10 dient dazu, den Umfang des Zahnrads G von radial außen her so festzuklemmen, dass das Zahnrad G nicht drehbar festgehalten wird. Die Zahnradfesthaltevorrichtung 10 weist eine Steuereinheit 12, ein Paar aus einem ersten Klemmteil 14 und einem zweiten Klemmteil 16, einen ersten Antriebsteil 18, und einen zweiten Antriebsteil 20 auf.
Die Steuereinheit 12 steuert jedes Element der Zahnradfesthaltevorrichtung 10 direkt oder indirekt. Der erste Klemmteil 14 und der zweite Klemmteil 16 sind so angeordnet, dass sie einander gegenüberliegen. Wenn das Zahnrad G durch die Zahnradfesthaltevorrichtung 10 festgehalten wird, ist das Zahnrad G zwischen dem ersten Klemmteil 14 und dem zweiten Klemmteil 16 angeordnet, wie in 2 gezeigt ist.
Der erste Klemmteil 14 ist an einer radialen Seite des Zahnrads G angeordnet und weist einen im Wesentlichen U-förmigen Klemmarm 24 und zwei Klinkenelemente 26 und 28, die an dem Klemmarm 24 angebracht sind, auf
Der Klemmarm 24 weist eine Basis 24a und ein Paar von Armen 24b und 24c, die sich von der Basis 24a zu dem Zahnrad G erstrecken, auf. Die Klinkenelemente 26 und 28 sind jeweils an den distalen Enden der Arme 24b und 24c angebracht.
Wie in 3 gezeigt weist das Klinkenelement 26 mehrere Klinken 30, die an einer zu dem Zahnrad G gewandten Seite bereitgestellt sind, auf. Diese Klinken 30 sind so angeordnet, dass sie zu der Achse O hin vorspringen und in der Umfangsrichtung entlang des Umfangs des Zahnrads G ausgerichtet sind.
Andererseits sind an dem Umfang des Zahnrads G mehrere Zähne G_t so gebildet, dass sie in der Umfangsrichtung ausgerichtet sind. Eine jede von Zahnradnuten G_g ist zwischen zwei Zähnen G_t, die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind, definiert. Jede der Klinken 30 ist so bereitgestellt, dass sie in der Lage ist, mit jeder der Zahnradnuten G_g, die an dem Umfang des Zahnrads G gebildet sind, einzugreifen.
Das Klinkenelement 28 weist einen Aufbau auf, der jenem des oben genannten Klinkenelements 26 gleich ist. Im Besonderen weist das Klinkenelement 28 mehrere Klinken 32 auf, die so bereitgestellt sind, dass sie zu der Achse O hin vorspringen und in der Umfangsrichtung entlang des Umfangs des Zahnrads G ausgerichtet sind. Jede der Klinken 32 kann mit der Zahnradnut G_g eingreifen.
Der zweite Klemmteil 16 weist einen Aufbau auf, der jenem des oben genannten ersten Klemmteils 14 gleich ist, und ist so angeordnet, dass er zu dem ersten Klemmteil 14 in Bezug auf die Achse O symmetrisch ist. Im Besonderen ist der zweite Klemmteil 16 an der anderen radialen Seite des Zahnrads G angeordnet und weist er einen im Wesentlichen U-förmigen Klemmarm 34 und zwei Klinkenelemente 36 und 38, die an dem Klemmarm 34 angebracht sind, auf.
Der Klemmarm 34 weist eine Basis 34a und ein Paar von Armen 34b und 34c auf. Die Klinkenelemente 36 und 88 sind jeweils an den distalen Enden der Arme 34b und 34c angebracht.
Die Klinkenelemente 36 und 38 weisen jeweils Klinken 40 und 42 auf, die so bereitgestellt sind, dass sie zu der Achse O hin vorspringen und in der Umfangsrichtung ausgerichtet sind. Jede der Klinken 40 und 42 kann mit jeder der Zahnradnuten G_g eingreifen.
Der erste Antriebsteil 18 treibt den ersten Klemmteil 14 und den zweiten Klemmteil 16 gemäß einem Befehl von der Steuereinheit 12 so an, dass sie sich einander nähern und voneinander trennen. Bei dieser Ausführungsform weist der erste Antriebsteil 18 einen Servomotor (nicht gezeigt) und einen Bewegungsumwandlungsmechanismus (nicht gezeigt), der mit einer Drehwelle des Servomotors verbunden ist, auf.
Der Bewegungsumwandlungsmechanismus weist z. B. einen Kugelgewindetrieb auf und wandelt die Drehbewegung der Drehwelle in eine hin und her laufende Bewegung entlang der Richtung des Pfeils A in 2 um. Es ist zu beachten, dass die Richtung des Pfeils A senkrecht zu der Achse O verläuft und mit der Richtung, in der sich die Arme 24b, 24c, 34b und 34c erstrecken, übereinstimmt.
Der erste Klemmteil 14 ist über ein Verbindungselement 44 mechanisch mit dem ersten Antriebsteil 18 verbunden. Ein Ende des Verbindungselements 44 ist mechanisch mit dem Bewegungsumwandlungsmechanismus des ersten Antriebsteils 18 verbunden, während das andere Ende des Verbindungselements 44 mit der Basis 24a des Klemmarms 24 verbunden ist.
Ebenso ist der zweite Klemmteil 16 über ein Verbindungselement 46 mechanisch mit dem ersten Antriebsteil 18 verbunden. Ein Ende des Verbindungselements 46 ist mechanisch mit dem Bewegungsumwandlungsmechanismus des ersten Antriebsteils 18 verbunden, während das andere Ende des Verbindungselements 46 mit der Basis 34a des Klemmarms 34 verbunden ist. Der erste Klemmteil 14 und der zweite Klemmteil 16 werden durch den ersten Antriebsteil 18 so angetrieben, dass sie sich synchron in Richtungen zueinander hin und voneinander weg bewegen.
Der zweite Antriebsteil 20 treibt das Zahnrad G gemäß einem Befehl von der Steuereinheit 12 so an, dass es sich in der Umfangsrichtung dreht. Bei dieser Ausführungsform weist der zweite Antriebsteil 20 einen Servomotor (nicht gezeigt) auf. Das Zahnrad G und der zweite Antriebsteil 20 sind über eine Antriebswelle 48, die in der Achsenrichtung verläuft, mechanisch miteinander gekoppelt. Ein Ende der Antriebswelle 48 ist mit einer Drehwelle (nicht gezeigt) des Servomotors des zweiten Antriebsteils 20 gekoppelt, während das andere Ende der Antriebswelle 48 mit der Mitte des Zahnrads G gekoppelt ist.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 1 bis 6 der Betrieb der Zahnradfesthaltevorrichtung 10 nach dieser Ausführungsform erklärt werden. Der in 4 gezeigte Betriebsablauf wird begonnen, wenn die Steuereinheit 12 von einem Benutzer einen Zahnradfesthaltebefehl erhält und das Zahnrad G wie in 2 zwischen dem ersten Klemmteil 14 und dem zweiten Klemmteil 16 angeordnet ist.
Bei Schritt S1 bewegt die Steuereinheit 12 den ersten Klemmteil 14 und den zweiten Klemmteil 16. Im Besonderen sendet die Steuereinheit 12 einen Befehl an den ersten Antriebsteil 18, den ersten Klemmteil 14 und den zweiten Klemmteil 16 so zu bewegen, dass sie sich einander nähern.
Zusammen mit dieser Tätigkeit werden die Klinken 30 und 32, die an dem ersten Klemmteil 14 bereitgestellt sind, und die Klinken 40 und 42, die an dem zweiten Klemmteil 16 bereitgestellt sind, so bewegt, dass sie sich dem Umfang des Zahnrads G nähern.
Der Befehl, der bei diesem Schritt S1 an den ersten Antriebsteil 18 gesendet wird, ist so festgelegt, dass dem ersten Klemmteil 14 und dem zweiten Klemmteil 16 eine Kraft mit einer Größe, die das Zahnrad nicht beschädigen wird, vermittelt wird, wenn der ersten Klemmteil 14 und der zweite Klemmteil 16 das Zahnrad G bei dem nachstehend beschriebenen Schritt S2 eingeklemmt halten.
Bei Schritt S2 bestimmt die Steuereinheit 12, ob der erste Klemmteil 14 und der zweite Klemmteil 16 an dem Zahnrad G anliegen. Als Beispiel erhält die Steuereinheit 12 eine Rückmeldung (Lastmoment, Rückkopplungsstrom, usw.) von dem Servomotor des ersten Antriebsteils 18, und bestimmt sie ”JA”, wenn die Rückmeldung einen Wert erreicht, der einem an den ersten Antriebsteil 18 gesendeten Befehl (Momentbefehl oder Strombefehl) entspricht.
Als anderes Beispiel kann die Steuereinheit 12 eine Rückmeldung von dem Servomotor des ersten Antriebsteils 18 erhalten und ”JA” bestimmen, wenn die Rückmeldung einen vorherbestimmten Schwellenwert übersteigt. Wenn bei Schritt S2 ”JA” bestimmt wurde, geht die Steuereinheit 12 zu Schritt S4 über. Wenn bei Schritt S2 andererseits ”NEIN” bestimmt wurde, wiederholt die Steuereinheit Schritt S2.
Es ist zu beachten, dass die Steuereinheit 12 dann, wenn sie bei Schritt S2 ”JA” bestimmt hat, einen Befehl an den ersten Antriebsteil 18 senden kann, den ersten Klemmteil 14 und den zweiten Klemmteil 16 anzuhalten. Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, zu verhindern, dass von dem ersten Klemmteil 14 und dem zweiten Klemmteil 16 eine übermäßige Kraft auf das Zahnrad G ausgeübt wird, wodurch verhindert wird, dass das Zahnrad G beschädigt wird.
Wenn der erste Klemmteil 14 und der zweite Klemmteil 16 an dem Zahnrad G anliegen, kann es sein, dass es den Klinken 30, 32, 40 und 42 des ersten Klemmteils 14 und des zweiten Klemmteils 16 nicht gelingt, in die Zahnradnuten G_g einzudringen, da sie an den Zähnen G_t anliegen, wodurch sie nicht passend mit dem Zahnrad G eingreifen.
3 zeigt ein Beispiel für einen derartigen Zustand. Wie in 3 gezeigt liegt in diesem Zustand die Spitze jeder Klinke 30 an der Spitze jedes Zahns G_t an, so dass es den Klinken 30 nicht gelingt, in die Zahnradnuten G_g einzudringen.
In diesem Fall wird das Zahnrad G zwischen dem ersten Klemmteil 14 und dem zweiten Klemmteil 16 gehalten, greift es aber nicht mit den Klinken 30, 32, 40 und 42 ein. Daher wird das Zahnrad durch die Zahnradfesthaltevorrichtung 10 nicht passend festgehalten.
Bei Schritt S3 beginnt die Steuereinheit 12, das Lastmoment des zweiten Antriebsteils 20 zu überwachen. Im Besonderen erhält die Steuereinheit 12 ab dem Zeitpunkt, zu dem bei Schritt S2 ”JA” bestimmt wurde, mit einer vorherbestimmten Periode τ eine Rückmeldung (Lastmoment, Rückkopplungsstrom, usw.) von dem Servomotor des zweiten Antriebsteils 20.
Bei Schritt S4 dreht die Steuereinheit 12 das Zahnrad G in der Umfangsrichtung. Im Besonderen sendet die Steuereinheit 12 einen Befehl an den zweiten Antriebsteil 20, das Zahnrad G über die Antriebswelle 48 in der Umfangsrichtung zu drehen.
Wenn das Zahnrad G auf diese Weise aus dem in 3 gezeigten Zustand gedreht wird, werden die Klinken 30, 32, 40 und 42 in Bezug auf die Zähne G_t in der Umfangsrichtung verschoben und gelangen sie dann in die Zahnradnuten G_g, wodurch sie mit den Zahnradnuten G_g eingreifen. Als Ergebnis greifen die Klinken 30, 32, 40 und 42 passend mit dem Zahnrad G ein. Dieser Zustand ist in 5 und 6 gezeigt.
Bei Schritt S5 bestimmt die Steuereinheit 12, ob die Klinken 30, 32, 40 und 42 passend mit den Zahnradnuten G_g eingegriffen haben. Wie in 5 und 6 gezeigt wird die Drehung des Zahnrads G durch die Klinken 30, 32, 40 und 42 beschränkt, wenn die Klinken 30, 32, 40 und 42 in die Zahnradnuten G_g eindringen, um mit den Zahnradnuten G_g einzugreifen.
Zu dieser Zeit steigt das Lastmoment, das auf den zweiten Antriebsteil 20 ausgeübt wird, an. Bei dieser Ausführungsform überwacht die Steuereinheit 12 nach der Bestimmung ”JA” bei Schritt S2 das Lastmoment, das auf den zweiten Antriebsteil 20 ausgeübt wird, und bestimmt sie, dass die Klinken 30, 32, 40 und 42 passend mit den Zahnradnuten G_g eingegriffen haben, wenn die Veränderung in dem Lastmoment detektiert wird. Somit wirkt die Steuereinheit 12 als ein Eingriffsdetektionsteil 50 (1).
Als ein Beispiel detektiert die Steuereinheit 12, dass sich das Lastmoment des zweiten Antriebsteils 20 verändert hat, wenn die bei Schritt S3 periodisch erhaltene Rückmeldung des zweiten Antriebsteils 20 einen vorherbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Als anderes Beispiel detektiert die Steuereinheit 12 unter Bezugnahme auf die bei Schritt S3 periodisch erhaltene Rückmeldung des zweiten Antriebsteils 20, dass sich das Lastmoment des zweiten Antriebsteils 20 verändert hat, wenn der Unterschied zwischen zwei Rückmeldungen, die zu zwei in der Zeitreihe aufeinanderfolgenden Zeitpunkten erlangt wurden, einen vorherbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Als noch ein anderes Beispiel detektiert die Steuereinheit 12, dass sich das Lastmoment des zweiten Antriebsteils 20 verändert hat, wenn die erhaltene Rückmeldung von dem zweiten Antriebsteil 20 ein Wert wird, der dem an den zweiten Antriebsteil 20 gesendeten Befehl (Momentbefehl oder Strombefehl) entspricht.
Wenn die Veränderung im Lastmoment detektiert wird, bestimmt die Steuereinheit 12, dass die Klinken 30, 32, 40 und 42 passend mit den Zahnradnuten G_g eingegriffen haben, (d. h., bestimmt sie ”JA”) und beendet sie den in 4 gezeigten Ablauf. Wenn die Steuereinheit 12 andererseits bei Schritt S5 die Veränderung im Lastmoment nicht detektieren konnte, bestimmt die Steuereinheit 12, dass die Klinken 30, 32, 40 und 42 noch nicht mit den Zahnradnuten G_g eingegriffen haben, (d. h., bestimmt sie ”NEIN”) und wiederholt sie den Schritt S5.
Auf diese Weise klemmt nach dieser Ausführungsform die Steuereinheit 12 das Zahnrad G mit einer verhältnismäßig schwachen Kraft, die das Zahnrad G nicht beschädigen wird, fest, und dreht sie dann das Zahnrad G, um die Klinken 30, 32, 40 und 42 passend mit dem Zahnrad G in Eingriff zu bringen. Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, die Klinken 30, 32, 40 und 42 passend mit dem Zahnrad G in Eingriff zu bringen, während verlässlich verhindert wird, dass das Zahnrad G beschädigt wird.
Da ferner die Beschädigung des Zahnrads G gemäß dieser Ausführungsform wie oben angegeben verhindert wird, ist es nicht nötig irgendein Mittel zur Verhinderung der Beschädigung des Zahnrads G bereitzustellen, wie z. B. einen Dämpfermechanismus, um den Stoß, der von den Klinken 30, 32, 40 und 42 auf das Zahnrad G ausgeübt wird, abzuschwächen. Daher kann der Aufbau des ersten Klemmteils 14 und des zweiten Klemmteils 16 vereinfacht werden.
Ferner detektiert nach dieser Ausführungsform die Steuereinheit 12 auf Basis der Veränderung im Lastmoment, das auf den zweiten Antriebsteil 20 ausgeübt wird, ob die Zahnradnuten G_g und die Klinken 30, 32, 40 und 42 miteinander eingegriffen haben. Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, den Eingriff zwischen den Zahnradnuten G_g und den Klinken 30, 32, 40 und 42 mit einer hohen Genauigkeit zu detektieren.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 2 und 7 eine Zahnradfesthaltevorrichtung 60 nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung erklärt werden. Es ist zu beachten, dass Elemente, die jenen der oben angeführten Ausführungsform gleich sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und auf ihre ausführlichen Erklärungen verzichtet werden wird.
Eine Zahnradfesthaltevorrichtung 60 weist eine Steuereinheit 62, das Paar aus dem ersten Klemmteil 14 und dem zweiten Klemmteil 16, den ersten Antriebsteil 18, den zweiten Antriebsteil 20, und einen Verschiebungsdetektionsteil 64 auf. Die Steuereinheit 62 steuert jedes Element der Zahnradfesthaltevorrichtung 60 direkt oder indirekt. Der Verschiebungsdetektionsteil 64 detektiert gemäß einem Befehl von der Steuereinheit 62 Verschiebungen der Klinken 30, 32, 40 und 42.
Als ein Beispiel weist der Verschiebungsdetektionsteil 64 einen Codierer auf, der einen Drehwinkel des Servomotors des ersten Antriebsteils 18 detektiert. In diesem Fall detektiert der Verschiebungsdetektionsteil 64 den Drehwinkel des Servomotors als Parameter, der die Positionen der Klinken 30, 32, 40 und 42 angibt.
Die Abweichung im Drehwinkel des Servomotors korreliert mit den Verschiebungen der Klinken 30, 32, 40 und 42. Daher ist es durch Detektieren der Veränderung im Drehwinkel des Servomotors möglich, die Verschiebungen der Klinken 30, 32, 40 und 42 zu bewerten.
Als anderes Beispiel kann der Verschiebungsdetektionsteil 64 einen Verschiebungsmesser aufweisen, der eine Verschiebung eines beweglichen Elements, das durch den ersten Antriebsteil 18 bewegt wird, wie etwa des ersten Klemmteils 14, des zweiten Klemmteils 16, des Verbindungselements 44 oder des Verbindungselements 46 direkt misst.
Die Verschiebung des beweglichen Elements wie etwa des ersten Klemmteils 14, des zweiten Klemmteils 16, des Verbindungselements 44 oder des Verbindungselements 46 korreliert mit den Verschiebungen der Klinken 30, 32, 40 und 42. Daher ist es durch Detektieren der Verschiebung des beweglichen Elements möglich, die Verschiebungen der Klinken 30, 32, 40 und 44 zu bewerten.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 2, 7 und 8 der Betrieb der Zahnradfesthaltevorrichtung 60 nach dieser Ausführungsform erklärt werden. Es ist zu beachten, dass in dem Betriebsablauf, der in 8 gezeigt ist, die Schritte, die jenen in dem in 4 gezeigten, oben angeführten Betriebsablauf gleich sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und auf ihre ausführlichen Erklärungen verzichtet werden wird.
Bei Schritt S3' beginnt die Steuereinheit 62, die Verschiebungen der Klinken 30, 32, 40 und 42 zu überwachen. Im Besonderen sendet die Steuereinheit 62 ab dem Zeitpunkt, zu dem bei Schritt S2 ”JA” bestimmt wurde, einen Befehl an den Verschiebungsdetektionsteil 64, mit einer vorherbestimmten Periode τ Daten im Zusammenhang mit den Verschiebungen der Klinken 30, 32, 40 und 42 zu erlangen.
Wenn, als ein Beispiel, der Verschiebungsdetektionsteil 64 den oben angeführten Codierer aufweist, erhält die Steuereinheit 62 den Drehwinkel des Servomotors des ersten Antriebsteils 18 mit einer vorherbestimmten Periode τ. Wenn der Verschiebungsdetektionsteil 64 als anderes Beispiel den oben angeführten Verschiebungsmesser aufweist, erhält die Steuereinheit 62 die Positionsdaten des beweglichen Elements wie etwa des ersten Klemmteils 14, des zweiten Klemmteils 16, des Verbindungselements 44 oder des Verbindungselements 46 mit der vorherbestimmten Periode τ von dem Verschiebungsmesser.
Bei Schritt S5' bestimmt die Steuereinheit 62, ob die Klinken 30, 32, 40 und 42 passend mit den Zahnradnuten G_g eingegriffen haben. Hier gelangen die Klinken 30, 32, 40 und 42 in dem in 4 gezeigten Zustand in die Zahnradnuten G_g, wenn das Zahnrad G bei Schritt S4 gedreht wird, wodurch es zu einem Übergang zu dem in 6 gezeigten Zustand kommt. Zu dieser Zeit werden die Positionen der Klinken 30, 32, 40 und 42 in einer Richtung zu der Achse O hin verschoben.
Bei dieser Ausführungsform überwacht die Steuereinheit 62 nach der Bestimmung von ”JA” bei Schritt S2 die Verschiebungen der Klinken 30, 32, 40 und 42, und bestimmt sie, dass die Klinken 30, 32, 40 und 42 passend mit den Zahnradnuten G_g eingegriffen haben, wenn diese Verschiebungen detektiert werden.
Wenn, als ein Beispiel, der Verschiebungsdetektionsteil 64 den oben angeführten Codierer aufweist, detektiert die Steuereinheit 62, dass sich die Klinken 30, 32, 40 und 42 verschoben haben, wenn der Drehwinkel des Servomotors des ersten Antriebsteils 18, der bei Schritt S3 periodisch erhalten wird, einen vorherbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Und wenn, als anderes Beispiel, der Verschiebungsdetektionsteil 64 den oben angeführten Verschiebungsmesser aufweist, detektiert die Steuereinheit 62, dass sich die Klinken 30, 32, 40 und 42 verschoben haben, wenn in Bezug auf die Positionsdaten, die bei Schritt S3' periodisch erhalten werden, der Unterschied zwischen zwei Positionsdaten, die zu zwei in der Zeitreihe aufeinanderfolgenden Zeitpunkten erlangt wurden, einen vorherbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Wenn die Verschiebungen der Klinken 30, 32, 40 und 42 detektiert werden, bestimmt die Steuereinheit 62, dass die Klinken 30, 32, 40 und 42 passend mit den Zahnradnuten G_g eingegriffen haben, (d. h., bestimmt sie ”JA”) und beendet sie den in 8 gezeigten Ablauf. Wenn die Steuereinheit 62 andererseits bei Schritt S5' die Verschiebungen der Klinken 30, 32, 40 und 42 nicht detektieren konnte, bestimmt die Steuereinheit 62, dass die Klinken 30, 32, 40 und 42 noch nicht mit den Zahnradnuten G_g eingegriffen haben, (d. h., bestimmt sie ”NEIN”) und wiederholt sie den Schritt S5'.
Auf diese Weise klemmt nach dieser Ausführungsform die Steuereinheit 62 das Zahnrad G mit einer verhältnismäßig schwachen Kraft, die das Zahnrad G nicht beschädigen wird, fest, und dreht sie dann das Zahnrad G, um die Klinken 30, 32, 40 und 42 passend mit dem Zahnrad G in Eingriff zu bringen. Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, die Klinken 30, 32, 40 und 42 passend mit dem Zahnrad G in Eingriff zu bringen, während eine Beschädigung des Zahnrads G verhindert wird.
Ferner bestimmt nach dieser Ausführungsform die Steuereinheit 62 auf Basis der Verschiebungen der Klinken 30, 32, 40 und 42, ob die Zahnradnuten G_g und die Klinken 30, 32, 40 und 40 miteinander eingegriffen haben. Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, den Eingriff zwischen den Zahnradnuten G_g und den Klinken 30, 32, 40 und 42 durch eine einfache Vorrichtung mit einer hohen Genauigkeit zu detektieren.
Es ist zu beachten, dass bei der oben angeführten Ausführungsform ein Fall beschrieben ist, bei dem der erste Antriebsteil 18 den Servomotor aufweist. Der erste Antriebsteil kann jedoch z. B. einen Zylinder aufweisen. In diesem Fall treibt der erste Antriebsteil den ersten Klemmteil 14 und den zweiten Klemmteil 16 mit einer vorherbestimmten Antriebskraft so an, dass sie sich einander nähern.
Dabei wird die Antriebskraft des Zylinders auf eine Kraft mit einer Größe festgelegt, die das Zahnrad G nicht beschädigen wird, wenn das Zahnrad bei Schritt S2 zwischen dem ersten Klemmteil 14 und dem zweiten Klemmteil 16 gehalten wird, Ferner kann der oben angeführte Verschiebungsdetektionsteil 64 einen Hub der Zylinderwelle detektieren.
Ferner wird bei der oben angeführten Ausführungsform ein Fall beschrieben, bei dem der erste Klemmteil 14 und der zweite Klemmteil 16 durch den ersten Antriebsteil 18 so angetrieben werden, dass sie miteinander synchronisiert sind. Der erste Klemmteil 14 und der zweite Klemmteil 16 können jedoch durch einzelne Antriebsteile unabhängig voneinander angetrieben werden.
Ferner wird bei der oben beschriebenen Ausführungsform ein Fall beschrieben, bei dem die Zahnradfesthaltevorrichtung 10, 60 ein Paar aus dem ersten Klemmteil 14 und dem zweiten Klemmteil 16 aufweist, die sich einander nähern und voneinander entfernen. Doch die Zahnradfesthaltevorrichtung kann einen ersten Klemmteil 14, der in der Lage sich, sich dem Zahnrad G zu nähern, und ein festes Element, das so bereitgestellt ist, dass es in Bezug auf das Zahnrad G unbeweglich ist, aufweisen.
In diesem Fall ist das feste Element so angeordnet, dass es vorab mit dem Zahnrad G in Kontakt steht, und treibt der erste Antriebsteil nur den ersten Klemmteil 14 so an, dass er sich dem Zahnrad G nähert. Dann klemmen der erste Klemmteil 14 und das feste Element das Zahnrad G zwischen einander fest. Das feste Element kann eine Klinke aufweisen, die mit dem Zahnrad G eingreifen kann, muss dies aber nicht.
Ferner wird bei der oben angeführten Ausführungsform ein Fall beschrieben, bei dem die Zahnradfesthaltevorrichtung 10, 60 mehrere Klinken 30, 32, 40 und 42 aufweist. Doch die Zahnradfesthaltevorrichtung braucht nur wenigstens eine Klinke aufzuweisen, die so bereitgestellt ist, dass sie derart beweglich ist, dass sie sich dem Umfang des Zahnrads nähert. Auch wenn die Zahnradfesthaltevorrichtung mit nur einer Klinke versehen ist, ist es möglich, das Zahnrad nicht drehbar zu halten, wenn die Klinke passend mit dem Zahnrad G eingreift.
Ferner wird bei der oben angeführten Ausführungsform ein Fall beschrieben, bei dem die Steuereinheit 12, 62 das Zahnrad G dreht, nachdem sie bei Schritt S2 detektiert hat, dass der erste Klemmteil 14 und der zweite Klemmteil an dem Zahnrad anliegen.
Doch die Steuerung 12, 62 kann Schritt S4 kurz vor Schritt S1 oder parallel mit Schritt S1 ausführen und den ersten Klemmteil 14 und den zweiten Klemmteil 16 an das sich drehende Zahnrad G anlegen.
Durch dieses Betriebsverfahren kann die Steuereinheit 12, 62 die Klinken 30, 32, 40 und 42 wie in 6 gezeigt passend mit den Zahnradnuten G_g in Eingriff bringen und den Eingriff zwischen den Klinken 30, 32, 40 und 42 und den Zahnradnuten G_g bei dem oben angeführten Schritt S5, S5' detektieren.
Bei diesem Betriebsverfahren kann die Umdrehungsgeschwindigkeit des Zahnrads G bei Schritt S4 auf eine verhältnismäßig geringe Umdrehungsgeschwindigkeit festgelegt sein, die das Zahnrad G nicht beschädigen wird, wenn der erste Klemmteil 14 und der zweite Klemmteil 16 an das Zahnrad G angelegt werden.
Im Vorhergehenden wurden Ausführungsformen der Erfindung verwendet, um die Erfindung zu beschreiben, doch beschränken die obigen Ausführungsformen die Erfindung nach den Ansprüchen nicht. Ferner können in dem technischen Umfang der Erfindung Kombinationen der Merkmale, die in den Ausführungsformen erklärt sind, enthalten sein. Es sind jedoch nicht notwendigerweise alle Kombinationen dieser Merkmale für die Lösung der Erfindung wesentlich. Ferner wird einem Fachmann der Umstand klar sein, dass die obigen Ausführungsformen auf verschiedene Weisen verändert oder verbessert werden können.
Ferner sollte angemerkt werden, dass die Tätigkeiten, Prozeduren, Schritte, Stadien und andere Verarbeitungen in der Vorrichtung, dem System, dem Programm und dem Verfahren in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen in jeder beliebigen Reihenfolge ausgeführt werden können, solange keine besonders deutliche Angabe durch ”vor”, ”bevor” usw. erfolgt oder der Ausgang einer vorhergehenden Verarbeitung nicht für eine spätere Verarbeitung verwendet wird. Auch wenn in dem Ablauf der Tätigkeiten in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zur Bequemlichkeit eine Erklärung durch ”erstens”, ”als nächstes”, ”dann” usw. erfolgt, bedeutet dies nicht, dass die Ausführung in dieser Reihenfolge wesentlich ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 8-174360 A [0002]

Claims

Zahnradfesthaltevorrichtung (10), umfassend: eine Klinke (30), die so beweglich bereitgestellt ist, dass sie sich einem Umfang eines Zahnrads (G) nähern kann, und zum Eingriff mit einer Zahnradnut (G_g), die an dem Umfang des Zahnrads gebildet ist, in der Lage ist; einen ersten Antriebsteil (18), der die Klinke so antreibt, dass sie an dem Umfang des Zahnrads anliegt; einen zweiten Antriebsteil (20), der das Zahnrad in der Umfangsrichtung des Zahnrads dreht; und einen Eingriffsdetektionsteil (50), der detektiert, ob die Klinke mit der Zahnradnut eingreift.
Zahnradfesthaltevorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Paar von Klemmteilen (14, 16), die so beweglich bereitgestellt sind, dass sie sich einander nähern, wobei jeder aus dem Paar von Klemmteilen die Klinke aufweist, wobei der erste Antriebsteil das Paar von Klemmteilen so antreibt, dass sie sich einander nähern, wodurch der Umfang des Zahnrads zwischen dem Paar von Klemmteilen gehalten wird.
Zahnradfesthaltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Antriebsteil oder der zweite Antriebsteil einen Servomotor aufweist.
Zahnradfesthaltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Eingreifdetektionsteil ein Lastmoment, das während des Anliegens der Klinke an dem Umfang des Zahnrads auf den zweiten Antriebsteil ausgeübt wird, überwacht; und detektiert, dass die Klinke mit der Zahnradnut eingreift, wenn sich das Lastmoment ändert.
Zahnradfesthaltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Eingreifdetektionsteil die Verschiebung der Klinke während des Anliegens der Klinke an dem Umfang des Zahnrads überwacht; und detektiert, dass die Klinke mit der Zahnradnut eingreift, wenn die Verschiebung auftritt.
Verfahren zum Festhalten eines Zahnrads (G), umfassend: Bewegen einer Klinke (30), die in der Lage ist, mit einer an einem Umfang des Zahnrads gebildeten Zahnradnut (G_g) einzugreifen, und Anlegen der Klinke an den Umfang des Zahnrads; Drehen des Zahnrads in einer Umfangsrichtung des Zahnrads; und Detektieren, ob die Klinke mit der Zahnradnut eingreift.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend: Überwachen eines Lastmoments, das nach dem Anlegen der Klinke an den Umfang des Zahnrads auf einen Antriebsteil zum Drehen des Zahnrads ausgeübt wird; und Detektieren, dass die Klinke mit der Zahnradnut eingreift, wenn sich das Lastmoment ändert.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, ferner umfassend: Überwachen einer Verschiebung der Klinke nach dem Anlegen der Klinke an den Umfang des Zahnrads; und Detektieren, dass die Klinke mit der Zahnradnut eingreift, wenn die Verschiebung auftritt.