DE112015006178B4

DE112015006178B4 - Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE112015006178B4
Application number: DE112015006178.9T
Authority: DE
Inventors: Chiaki Fukui; Kazuyoshi Takahashi; Hideki Sasaki; Takeshi Seo; Jiro Mandokoro; Koichi Katsumata
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2015-02-16
Filing date: 2015-11-18
Publication date: 2023-02-23
Anticipated expiration: 2035-11-19
Also published as: KR101958888B1; BR112017017581B1; DE112015006178T5; CN107530848A; BR112017017581A2; JPWO2016132614A1; RU2017132174A3; RU2709306C9; JP6531922B2; RU2709306C2; WO2016132614A1; KR20170117549A; CN107530848B; RU2017132174A; TWI566894B; US10800008B2; US20180029196A1; TW201632314A; MX2017010461A

Abstract

Eine Spannvorrichtung (10A bis 10C) zum Klemmen eines Werkstücks mit einem drehbaren Spannarm (17) umfassend:einen Spannkörper (14)eine Antriebseinheit (12), die an dem Spannkörper (14) vorgesehen ist,eine Drehwelle (82), die sich durch eine Aktion der Antriebseinheit (12) integral mit dem Spannarm (17) dreht,einen Detektionsabschnitt (18, 140, 168) zur Erfassung einer Drehposition des Spannarms (17),dadurch gekennzeichnet, dass der Detektionsabschnitt (18, 140, 168) folgende Elemente aufweist:einen einzigen Nockenabschnitt (98, 170, 190a bis 190c), der an der Drehwelle (82) vorgesehen ist und eine bestimmte Nockenfläche (100, 172, 192a bis 192c) aufweist, wobei der Nockenabschnitt (98, 170) so geformt ist, dass ein Abstand in einer radialen Richtung von einem Zentrum der Drehwelle (82) zu der Nockenfläche (100, 192, 192a bis 192c) entlang einer Umfangsrichtung variiert,einen einzigen Nockenflächenproximitätssensor (102) zur Erfassung einer Position auf der Nockenfläche (100, 172, 192a bis 192c), die verschoben wird, wenn sich die Drehwelle (82) dreht, unddass die Nockenfläche (100, 172, 192a bis 192c) entlang einer Rotationsrichtung des Nockenabschnitts gekrümmt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung zum Spannen oder Klemmen eines Werkstücks mit einem drehbaren Spannarm.
Stand der Technik
Herkömmlicherweise wird beispielsweise beim Schweißen von Komponenten, wie Automobilen, eine Spannvorrichtung zum Spannen der Komponenten verwendet. Bei dieser Art von Spannvorrichtung wird der Kolben des Zylinderabschnitts durch die Wirkung des Druckfluides in der axialen Richtung verschoben, so dass der Spannarm durch den Kniehebelmechanismus, der mit der Kolbenstange verbunden ist, auf der Basis eines Verschiebungsweges des Kolbens um einen bestimmten Winkel gedreht wird, um zwischen einem Spannzustand, in welchem das Werkstück gespannt werden kann, und einem ungespannten Zustand, in welchem der Spannzustand freigegeben ist, umzuschalten (vgl. beispielsweise JP 2001-113468 A und EP 0 636 449 A1 ).
Außerdem ist bei der Spannvorrichtung, die in JP 2001-113468 A beschrieben ist, der Detektionsabschnitt an dem mit der Kolbenstange verbundenen Gelenkblock verbunden, und der Detektionsabschnitt ist mit dem Gelenkblock durch zwei Proximitätssensoren (Näherungsschalter) verbunden, die an dem Seitenabschnitt des Spannkörpers vorgesehen sind. Dadurch wird der Drehzustand des Spannarmes erfasst.
DE 90 00 606 U1 offenbart eine Spannvorrichtung mit einem gabelartigen Kopfstück, wobei an dem Kopfstück ein durch die Kolbenstange eines Betätigungszylinders betätigbarer Spannarm um eine Achse schwenkbar angeordnet ist. An den beiden freigestellten Enden der Achse sind jeweils als Schaltnocke ausgebildete Endstellungsgeber angeordnet, welche in ihrer jeweiligen Endstellung mechanisch auf am Kopfstück angeordnete Endstellungssensoren einwirken.
Zusammenfassung der Erfindung
Bei dem oben beschriebenen Stand der Technik wird der Drehzustand des Spannarms durch Erfassen der Position des Detektionsabschnitts, der zusammen mit dem Hub der Kolbenstange verschoben wird, indirekt erfasst. Mit anderen Worten wird der Drehvorgang des Spannarms nicht direkt erfasst. Daher beeinflusst der Zusammenhang zwischen der Position des Detektionsabschnitts und der Position des Spannarms (die Detektionsgenauigkeit für den Drehzustand des Spannarms) die Bearbeitungsgenauigkeit des Kniehebelmechanismus und die Montagegenauigkeit. Mit einem solchen indirekten Detektionsverfahren ist es daher nicht einfach, die Detektionsgenauigkeit für den Drehzustand des Spannarms zu verbessern.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spannvorrichtung vorzuschlagen, die in der Lage ist, bei einfachem Aufbau den Drehzustand eines Spannarms direkt und sehr genau zu erfassen.
Diese Aufgabe wird durch die Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind aus den abhängigen Ansprüchen ersichtlich.
Bei einer solchen Gestaltung kann der Drehzustand des Spannarms direkt und sehr genau mit einem solchen einfachen Aufbau erfasst werden, da der Nockenflächennäherungsschalter die Position der Nockenfläche des Nockenabschnitts, der an der drehbaren Welle vorgesehen ist und sich integral mit dem Spannarm dreht, erfasst.
Die Spannvorrichtung, die oben beschrieben wurde, kann eine Bestimmungseinheit (Determinierungseinheit) aufweisen, die auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Ausgangssignal von dem Nockenflächennäherungsschalter und einem vorbestimmten Spannschwellenwert bestimmt, ob sich die Spannvorrichtung in einem Spannzustand befindet, oder die auf der Basis des Ausgangssignals von dem Nockenflächennäherungsschalter und einem festgelegten Schwellenwert für den ungespannten Zustand bestimmt, ob sich die Spannvorrichtung in einem ungespannten Zustand befindet.
Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, den gespannten Zustand und den ungespannten Zustand einfach und zuverlässig zu bestimmen.
Die Spannvorrichtung kann außerdem einen Drehwinkelbereich-Einstellmechanismus zum Einstellen eines Drehwinkelbereichs des Spannarms aufweisen.
Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, verschiedene Werkstücke mit unterschiedlichen Formen und Größen zu klemmen.
Bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung kann der Nockenabschnitt aus einem Metallmaterial hergestellt sein, und der Nockenflächennäherungsschalter kann ein Induktions-Näherungsschalter oder Näherungssensor sein.
Im Vergleich zu dem Fall der Verwendung eines magnetischen Detektionssensors arbeitet bei einer solchen Konfiguration der Nockenflächennäherungsschalter stabiler, wenn er die Spannvorrichtung in einer Schweißumgebung verwendet, weil eine geringere Anfälligkeit gegenüber dem beim Schweißen generierten Gleichstrom besteht.
Bei der oben genannten Spannvorrichtung kann der Nockenflächennäherungsschalter in dem Spannkörper vorgesehen sein, der aus einem Material hergestellt ist, das Metall enthält.
Bei einer solchen Konfiguration kann die Spannvorrichtung im Vergleich zu dem Fall, bei dem der Nockenflächennäherungsschalter außerhalb des Spannkörpers vorgesehen ist, verkleinert werden. Da der Spannkörper als eine magnetische Abschirmung dient, ist es außerdem weniger wahrscheinlich, dass er durch das beim Schweißen generierte Gleichstrom-Magnetfeld beeinflusst wird.
Die Spannvorrichtung kann außerdem eine Spannleuchte aufweisen, die so angeordnet ist, dass sie bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung von außen sichtbar ist und eingeschaltet wird, wenn die Determinierungseinheit den gespannten Zustand erkennt, und eine „kein Spannen“-Leuchte, die so angeordnet ist, dass sie von außen sichtbar ist und eingeschaltet wird, wenn der ungespannte Zustand erkannt wird.
Bei einer solchen Konfiguration kann der Benutzer einfach den gespannten Zustand und den ungespannten Zustand des Werkstücks überprüfen, indem er die Spannleuchte und die kein Spannen-Leuchte visuell überprüft.
Die Spannvorrichtung kann außerdem einen Einstellbetätigungsabschnitt aufweisen, der durch den Benutzer betätigt wird, und eine Schwellenwerteinstelleinheit, welche den Spannschwellenwert auf der Basis eines Ausgabesignals des Nockenflächennäherungsschalters einstellt, wenn an dem Einstellbetätigungsabschnitt ein erster Vorgang (Operation) durchgeführt wird, und den Schwellenwert für kein Spannen auf der Basis eines Ausgabesignals des Nockenflächennäherungsschalters einstellt, wenn an dem Einstellbetätigungsabschnitt ein zweiter Vorgang (Operation) durchgeführt wird.
Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, den Schwellenwert für den gespannten Zustand und den Schwellenwert für den ungespannten Zustand entsprechend der Form und Größe des zu spannenden Werkstücks einfach einzustellen.
Bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung umfasst die Antriebseinheit ein Zylinderrohr, einen in dem Zylinderrohr in der Axialrichtung durch die Aktion eines Fluiddrucks hin und her gehenden Kolben und eine Kolbenstange, die mit dem Kolben verbunden ist, wobei die Kolbenstange einen Verbindungsmechanismus zur Umwandlung der hin und her gehenden Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Drehwelle aufweist, und wobei der Detektionsabschnitt einen Detektionskörper aufweist, der zusammen mit dem Hub der Kolbenstange verschoben wird, und einen Detektionskörpernäherungsschalter, der eine Position des Detektionskörpers in einem gespannten Zustand erfasst, wobei in einem Fall, in welchem der gespannte Zustand erkannt wird, die Determinierungseinheit ein Ausgabesignal des Detektionskörpernäherungsschalters mit einem Schwellenwert zur Erzeugung einer festgelegten Spannkraft vergleicht, um auf der Basis eines Vergleichs mit dem auftretenden Schwellenwert zu bestimmen, ob die Spannkraft generiert wird.
Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, einfach und zuverlässig zu bestimmen, ob die Spannkraft in dem gespannten Zustand des Werkstücks generiert wird oder nicht (ein Zustand, in dem die festgelegte Spannkraft an dem Werkstück generiert wird).
An der Spannvorrichtung ist in einem Abschnitt des Detektionskörpers, der dem Näherungsschalter für den Detektionskörper zugewandt ist, eine Detektionsfläche ausgebildet, die relativ zu einer Achse der Kolbenstange geneigt ist, und die Schwellenwerteinstelleinheit stellt den Spannkraftschwellenwert auf der Basis des Ausgabesignals des Detektionskörpernäherungsschalters ein, wenn an dem Einstellbetätigungsabschnitt ein dritter Vorgang (Operation) vorgenommen wird.
Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, den Schwellenwert für die Erzeugung der Spannkraft einfach einzustellen, ohne die Position des Detektionskörpernäherungsschalters zu ändern.
Die Spannvorrichtung kann außerdem eine Spannkraftgenerierungsleuchte aufweisen, die so angeordnet ist, dass sie von außen sichtbar ist, und die eingeschaltet wird, wenn die Determinierungseinheit erkennt, dass der Spannkraftgenerierungszustand realisiert ist.
Bei einer solchen Konfiguration kann der Benutzer einfach feststellen, dass eine bestimmte Spannkraft an dem Werkstück erzeugt wird, indem er die Spannkraftgenerierungsleuchte visuell überprüft.
Die Spannvorrichtung kann außerdem eine Geschwindigkeitsrecheneinheit aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, eine Winkelgeschwindigkeit des Spannarms auf der Basis eines Ausgabesignals des Nockenflächennäherungsschalters zu berechnen; und eine Geschwindigkeitsdeterminierungseinheit, die erkennt, ob die durch die Geschwindigkeitsrecheneinheit berechnete Winkelgeschwindigkeit gleich oder kleiner ist als ein festgelegter Geschwindigkeitsschwellenwert.
Bei einer solchen Konfiguration ist es auch dann, wenn ein neuer Sensor zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeit des Spannarms nicht vorgesehen wird, möglich, zu bestimmen, ob die Winkelgeschwindigkeit des Armes gleich oder kleiner ist als der Geschwindigkeitsschwellenwert, weil die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms mit Hilfe des Ausgabesignals des Nockenflächennäherungsschalters berechnet wird.
Die Spannvorrichtung kann außerdem eine Geschwindigkeitsleuchte aufweisen, die so angeordnet ist, dass sie von außen visuell erkennbar ist, und eingeschaltet wird, wenn durch die Geschwindigkeitsdeterminierungseinheit bestimmt wird, dass die Winkelgeschwindigkeit den Geschwindigkeitsschwellenwert überschreitet.
Bei einer solchen Konfiguration kann der Benutzer einfach überprüfen, ob die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms gleich oder kleiner als der Geschwindigkeitsschwellenwert ist, indem er die Geschwindigkeitsleuchte visuell betrachtet.
Bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung kann bestimmt werden, dass die Spannvorrichtung in dem gespannten Zustand ist, wenn das Ausgabesignal des Nockenflächennäherungsschalters innerhalb eines akzeptablen Bereichs zum Spannen liegt, der dadurch definiert wird, dass der Spannschwellenwert und die Winkelgeschwindigkeit oder Winkelbeschleunigung des Spannarms gleich null ist.
Bei einer solchen Konfiguration ist es auch dann, wenn der Spannschwellenwert auf einen Wert eingestellt wird, der von dem Wert auf der ungespannten Seite abweicht, möglich, den vollständig gespannten Zustand auf der Basis des Ausgabesignals, das von dem Nockenflächennäherungsschalter in dem vollständig gespannten Zustand ausgegeben wird (dem Zustand, in dem der Spannarm in Kontakt mit dem Werkstück steht und angehalten wird), zuverlässig und einfach zu bestimmen.
Wenn bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung das Ausgabesignal des Nockenflächennäherungsschalters in den akzeptablen Bereich zum Spannen fällt, der durch den Spannschwellenwert definiert wird, und die Winkelgeschwindigkeit oder die Winkelbeschleunigung des Spannarms gleich null ist, kann dies als der gespannte Zustand bestimmt werden.
Bei einer solchen Konfiguration ist es auch in dem Fall einer gedämpften Vibration des Spannarms beim Spannen eines Werkstücks möglich, den vollständig gespannten Zustand zuverlässig und einfach zu erkennen.
Wenn bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung das Ausgabesignal des Nockenflächennäherungsschalters in den akzeptablen Bereich für den ungespannten Zustand fällt, der durch den Schwellenwert für den ungespannten Zustand bestimmt wird, und die Winkelgeschwindigkeit oder die Winkelbeschleunigung gleich null ist, kann dies als der ungespannte Zustand bestimmt werden.
Bei einer solchen Konfiguration ist es auch dann, wenn der Schwellenwert für den ungespannten Zustand als ein Wert eingestellt wird, der von der Spannseite abweicht, möglich, den vollständig ungespannten Zustand auf der Basis des Ausgabesignals, das von dem Nockenflächennäherungsschalter in dem vollständig ungespannten Zustand ausgegeben wird (dem Zustand, in welchem der Spannarm angehalten ist, ohne das Werkstück zu berühren), zuverlässig und einfach zu bestimmen.
Wenn bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung das Ausgabesignal des Nockenflächennäherungsschalters in den akzeptablen Bereich für den ungespannten Zustand fällt, der durch den Schwellenwert für den ungespannten Zustand bestimmt wird, und die Winkelgeschwindigkeit oder die Winkelbeschleunigung gleich null ist, kann dies als der ungespannte Zustand bestimmt werden.
Bei einer solchen Konfiguration ist es auch in dem Fall einer gedämpften Vibration des Spannarms, wenn kein Werkstück gespannt wird, möglich, den vollständig ungespannten Zustand zuverlässig und einfach zu bestimmen.
Die Spannvorrichtung kann außerdem eine Geschwindigkeitsrecheneinheit aufweisen, welche die Winkelgeschwindigkeit oder die Winkelbeschleunigung auf der Basis eines Ausgabesignal des Nockenflächennäherungsschalters berechnet.
Bei einer solchen Konfiguration ist es möglich, die Winkelgeschwindigkeit oder Winkelbeschleunigung des Spannarms einfach zu erhalten, ohne einen neuen Sensor zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeit oder der Winkelbeschleunigung des Spannarms vorzusehen.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung der Nockenflächennäherungsschalter die Position der Nockenfläche des Nockenabschnitts, der an der Drehwelle vorgesehen ist, die sich integral mit dem Spannarm dreht, erfasst, kann der Drehzustand des Spannarms mit einem einfachen Aufbau direkt und sehr genau erfasst werden.
Die obigen Aufgaben, Merkmale und Vorteile ergeben sich in leicht verständlicher Weise aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
Figurenliste

1 ist eine Vorderansicht einer Spannvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine teilweise explodierte perspektivische Ansicht der Spannvorrichtung gemäß 1;
3 ist ein Längsschnitt, welcher den gespannten Zustand der Spannvorrichtung gemäß 1 zeigt;
4 ist ein Blockdiagramm der Spannvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
5 ist ein Längsschnitt, der den ungespannten Zustand der Spannvorrichtung gemäß 3 zeigt;
6 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Abstand zwischen der Nockenfläche des Nockenabschnitts gemäß 3 und der Detektionsspule und der erfassten Resonanzimpedanz zeigt;
7 ist ein Längsschnitt, der einen gespannten Zustand der Spannvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ist ein Blockdiagramm einer Spannvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
9 ist ein vertikaler Schnitt, der den ungespannten Zustand der Spannvorrichtung gemäß 7 zeigt;
10 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Abstand zwischen der Detektionsfläche und der Detektionsspule und der erfassten Resonanzimpedanz zeigt;
11 ist ein Blockdiagramm einer Spannvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12A ist ein schematischer Schnitt, welcher den ersten Zustand des Nockenabschnitts gemäß 11 zeigt;
12B ist ein schematischer Schnitt, der den zweiten Zustand des Nockenabschnitts zeigt;
13 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Abstand zwischen der Nockenfläche des Nockenabschnitts gemäß 11 und der Detektionsspule und der erfassten Resonanzimpedanz zeigt;
14A ist ein erstes Zeitdiagramm zur Erläuterung des Spannvorgangs der in 11 gezeigten Spannvorrichtung;
14B ist ein zweites Zeitdiagramm zur Erläuterung der Spannfreigabeoperation (Entspannen) der Spannvorrichtung;
15A ist ein drittes Zeitdiagramm zur Erläuterung der Spannoperation der Spannvorrichtung, die in 11 gezeigt ist;
15B ist ein viertes Zeitdiagramm zur Erläuterung der Spannfreigabeoperation der Spannvorrichtung;
16A ist ein fünftes Zeitdiagramm zur Erläuterung der Spannoperation der in 11 gezeigten Spannvorrichtung;
16B ist ein sechstes Zeitdiagramm zur Erläuterung der Spannfreigabeoperation der Spannvorrichtung;
17A ist ein schematischer Schnitt, der einen Nockenabschnitt gemäß einem ersten modifizierten Beispiel zeigt;
17B ist ein schematischer Schnitt, der einen Nockenabschnitt gemäß einem zweiten modifizierten Beispiels zeigt; und
17C ist ein schematischer Schnitt, der einen Nockenabschnitt gemäß einem dritten modifizierten Beispiel zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Bevorzugte Ausführungsformen der Spannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung wird die Drehrichtung (im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn) des Spannarms aus der Richtung beschrieben, die in den 3, 5, 7 und 9 gezeigt ist.
(Erste Ausführungsform)
Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, umfasst eine Spannvorrichtung 10A gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Antriebseinheit 12, einen Spannkörper 14, der mit der Antriebseinheit 12 verbunden ist, einen Verbindungsmechanismus 16, der innerhalb des Spannkörpers 14 angeordnet ist, einen Spannarm 17, der sich durch die Aktion der Antriebseinheit 12 über den Verbindungsmechanismus 16 dreht, einen Detektionsabschnitt 18, der eine Drehposition des Spannarms 17 erfasst, und eine Steuereinheit 20.
Die Antriebseinheit 12 ist als ein Fluiddruckzylinder konfiguriert und umfasst ein Zylinderrohr 22, das in einer flachen rohrförmigen Form gestaltet ist, einen Endblock 24, der eine Öffnung in einer Endseite (Richtung des Pfeils A) des Zylinderrohres 22 verschließt, einen Kolben 26, der in der axialen Richtung in dem Zylinderrohr 22 verschiebbar vorgesehen ist, eine Stangenabdeckung 28 zum Verschließen einer Öffnung in der anderen Endseite (Richtung des Pfeils B) des Zylinderrohres 22 und eine Kolbenstange 30, die mit dem Kolben 26 verbunden ist.
Das Zylinderrohr 22 ist nicht auf eine flache rohrförmige Gestalt eingeschränkt sondern kann jede beliebige Form haben, wie eine tatsächlich zylindrische Form oder eine elliptisch zylindrische Form. Das Zylinderrohr 22 weist eine erste Anschlussöffnung 34 auf, die mit einer ersten Zylinderkammer 32, welche zwischen dem Endblock 24 und dem Kolben 26 ausgebildet ist, kommuniziert, und eine zweite Anschlussöffnung 38, die mit einer zweiten Zylinderkammer 36, welche zwischen dem Kolben 26 und der Stangenabdeckung 28 ausgebildet ist, kommuniziert.
Ein Rohr (nicht dargestellt) für die Zufuhr und Abfuhr eines unter Druck stehenden Fluides (Antriebsfluid) für die hin und her Bewegung des Kolbens 26 ist mit dem ersten Anschluss 34 und dem zweiten Anschluss 38 verbunden. Der Endblock 24, das Zylinderrohr 22 und die Stangenabdeckung 28 sind durch mehrere Befestigungsbolzen 40 integral miteinander verbunden.
Ein Einstellbolzen (Drehwinkelbereicheinstellmechanismus) 42 zur Einstellung des Drehwinkelbereichs des Spannarms 17 ist mit dem im Wesentlichen zentralen Abschnitt des Endblocks 24 verschraubt, um den Hub des Kolbens 26 einzustellen. Die vorstehende Länge in die erste Zylinderkammer 32 kann durch Einschrauben des Einstellbolzens 42 eingestellt werden. Ein Dämpfer 44 zur Dämpfung eines Stoßes oder Stoßgeräusches des Kolbens 26 ist an einem Kopf angebracht, der innerhalb der ersten Zylinderkammer 32 positioniert ist. Der Einstellbolzen 42 wird durch Aufschrauben der Verriegelungsmutter 46 an dem Endblock 24 befestigt.
Eine ringförmige Kolbendichtung 48 ist in einer Nut in der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 26 angebracht. Eine Endseite der Kolbenstange 30 ist an dem Zentrum des Kolbens 26 befestigt. Eine Stangenöffnung 50, durch welche die Kolbenstange 30 eingesetzt wird, ist in einem zentralen Abschnitt der Stangenabdeckung 28 ausgebildet. Eine ringförmige Stangendichtung 52 und eine ringförmige Staubdichtung 54 sind jeweils an der Wandfläche, welche die Stangenöffnung 50 definiert, in einer Nut angebracht.
Der Spannkörper 14 ist mit der anderen Endseite der Stangenabdeckung 28 verbunden und so konfiguriert, dass er beispielsweise ein metallisches Material wie Eisen, Edelstahl, Aluminium oder dergleichen aufweist. Der Spannkörper 14 weist eine Klammer 56 zum Anbringen der Spannvorrichtung 10A an einem festen Element (nicht dargestellt) auf.
Wie in 2 gezeigt ist, umfasst der Spannkörper 14 einen Rahmenabschnitt 58 mit Öffnungen an beiden Seiten, ein Paar von Abdeckabschnitten 60, die über mehrere Gewindeelemente (Schrauben) 59 so an dem Rahmenabschnitt 58 befestigt sind, dass sie die Öffnung des Rahmenabschnitts 58 verschließen. Hierdurch wird in dem Spannkörper 14 eine Kammer ausgebildet, in welcher die andere Endseite der Kolbenstange 30 und der Verbindungsmechanismus 16 angeordnet werden können. Ein Gelenkverbinder 62 ist mit dem anderen Endabschnitt der Kolbenstange 30 verbunden.
In dem Gelenkverbinder 62 ist ein Nutenabschnitt 64 mit einem im Wesentlichen T-förmigen Querschnitt ausgebildet, der sich in einer Richtung senkrecht zu der Achse der Kolbenstange 30 erstreckt, um den anderen Endabschnitt der Kolbenstange 30 anzubringen. Außerdem ist in dem Gelenkverbinder 62 ein Lochabschnitt ausgebildet, durch welchen ein Gelenkstift 66, der sich in einer Richtung senkrecht zu dem Abdeckabschnitt 60 (einer Richtung senkrecht zu der Papierfläche in 3) erstreckt, eingesetzt wird.
Der Verbindungsmechanismus 16 wandelt die hin und her gehende Bewegung des Kolbens 26 in eine Drehbewegung der Drehwelle 82 um, was später beschrieben wird. Der Verbindungsmechanismus 16 umfasst einen ersten Verbindungsabschnitt 68, der an dem Gelenkverbinder 62 über einen Gelenkstift 66 drehbar angeordnet ist, einen zweiten Verbindungsabschnitt 72, der an dem ersten Verbindungsabschnitt 68 über den ersten Stift 70 drehbar vorgesehen ist, und einen Stützhebel 76, welcher über den zweiten Stift 74 drehbar an dem zweiten Verbindungsabschnitt 72 vorgesehen ist.
In dem ersten Verbindungsabschnitt 68 sind ein erster Lochabschnitt, durch welchen der Gelenkstift 66 eingesetzt wird, und ein Lochabschnitt, durch welchen der erste Stift 70 eingesetzt wird, so ausgebildet, dass sie einen Abstand voneinander aufweisen. In dem zweiten Verbindungsabschnitt 72 sind ein Lochabschnitt, durch welchen der erste Stift 70 eingesetzt wird, und ein Lochabschnitt, durch welchen der zweite Stift 74 eingesetzt wird, so ausgebildet, dass sie einen Abstand voneinander aufweisen.
Eine Drehwelle 82, die durch ein Lager 80 abgestützt wird, das durch einen Lochabschnitt 78 des Abdeckabschnitts 60 eingesetzt ist, ist an dem Stützhebel 76 befestigt. Der erste Stift 70, der zweite Stift 74 und die Drehwelle 82 sind parallel zu dem Gelenkstift 66 angeordnet. Ein Armabstützabschnitt 86, an welchem der Spannarm 17 angebracht ist, ist an einem Endabschnitt der Drehwelle 82 fixiert. Somit dreht sich die Drehwelle 82 integral mit dem Spannarm 17.
Die Linearbewegung der Kolbenstange 30 wird auf den Gelenkverbinder 62, den ersten Verbindungsabschnitt 68, den zweiten Verbindungsabschnitt 72 und den Stützhebel 76 übertragen, und der Stützhebel 76 wird zusammen mit der Drehwelle 82 um einen festgelegten Winkel gedreht und verschoben. Somit dreht sich der über den Armstützabschnitt 86 an der Drehwelle 82 angeordnete Spannarm 17.
Außerdem ist bei der vorliegenden Ausführungsform in der Nähe des Verbindungsmechanismus 16 eine Führungswalze oder -rolle 88 vorgesehen. Die Führungswalze 88 ist drehbar an einem Stiftelement 92 vorgesehen, welches über mehrere Wälzelemente 94 in eine Öffnung 90 des Spannkörpers 14 eingesetzt ist. Dann tritt die festgelegte Arbeitsfläche 96 des zweiten Verbindungsabschnitts 72 durch die Drehung des zweiten Verbindungsabschnitts 72 des Verbindungsmechanismus 16 in Kontakt, wodurch sich die Führungswalze 88 dreht.
Die Arbeitsfläche 96 des zweiten Verbindungsabschnitts 72 ist so ausgebildet, dass der Kontaktwinkel α zwischen der Arbeitsfläche 96 und der Führungswalze 88 konstant ist, wenn sie in Kontakt mit der Führungswalze 88 steht. Hierbei ist der Kontaktwinkel α ein Winkel, der zwischen einem Liniensegment L1 senkrecht zu der Achse der Führungswalze 88 und einer Tangente L2 zu der Arbeitsfläche 96 der Führungswalze 88 in einem Zustand parallel zu der Achse der Kolbenstange 30 gebildet wird.
Wenn die Arbeitsfläche 96 des zweiten Verbindungsabschnitts 72 in Kontakt mit der Führungswalze 88 steht, kann hierdurch kontinuierlich eine im Wesentlichen konstante Spannkraft gegen das Werkstück generiert werden. Mit anderen Worten kann der effektive Bereich (die Breite des Drehwinkels des Spannarms 17), in welchem eine festgelegte Spannkraft auf das Werkstück aufgebracht werden kann, relativ breit gemacht werden. Dies ermöglicht es, eine festgelegte Spannkraft auf das Werkstück aufzubringen, ohne den Zylinderfluiddruck unnötig zu erhöhen, auch wenn die Größenvariation des Werkstücks relativ groß ist.
Der Detektionsabschnitt 18 hat einen Nockenabschnitt 98, welcher an der äußeren Umfangsfläche der Drehwelle 82 befestigt ist, und einen Proximitiäts- oder Näherungssensor (einen Nockenflächennäherungsschalter) 102 zur Erfassung der Position der Nockenfläche 100 des Nockenabschnitts 98. Der Nockenabschnitt 98 ist so ausgebildet, dass der radiale Abstand von dem Zentrum der Drehwelle 82 zu der Nockenfläche 100 entlang der Umfangsrichtung variiert. Außerdem ist der Nockenabschnitt 98 aus einem Metallmaterial hergestellt, der einen Wirbelstromverlust generiert, beispielsweise Eisen oder dergleichen.
Wie in 4 gezeigt ist, ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Näherungsschalter 102 als ein Induktionsnäherungsschalter ausgestaltet und umfasst eine Detektionsspule 104, die in der Nähe der Nockenfläche 100 angeordnet ist, einen Oszillationsschaltungsabschnitt 106, der elektrisch an die Detektionsspule 104 angeschlossen ist, und einen Detektionsschaltungsabschnitt 108, der elektrisch an den Oszillationsschaltungsabschnitt 106 angeschlossen ist.
Die Detektionsspule 104 ist so angeordnet, dass ihre Spulenfläche der Nockenfläche 100 zugewandt ist. Der Oszillationsschaltungsabschnitt 106 oszilliert und treibt die Detektionsspule 104 mit einer festgelegten Oszillationsfrequenz an. Der Detektionsschaltungsabschnitt 108 erfasst die Resonanzimpedanz auf der Basis des Ausgangssignals des Oszillationsschaltungsabschnitts 106. Hierbei erfasst der Näherungsschalter 102 die Änderung des Abstandes d1 zwischen der Nockenfläche 100 und der Detektionsspule 104, der durch die Rotation der Drehwelle 82 bewirkt wird, als eine Änderung der Resonanzimpedanz. Hierdurch wird die Position der Nockenfläche 100 (die Drehposition des Spannarms 17) erfasst.
Die Steuereinheit 20 ist in einem Gehäuse 110 (vgl. 3) aufgenommen, das in dem Spannkörper 14 vorgesehen ist. Der Näherungsschalter 102 ist über einen Leitungsdraht oder dergleichen elektrisch angeschlossen. Das Gehäuse 110 weist einen Kalibrierungsknopf (Einstelloperationsabschnitt) 112, der durch einen Benutzer von außen gedrückt werden kann, einen Verbinder 114, mit dem ein Kabel oder dergleichen, das an eine externe Vorrichtung (Stromzufuhr oder dergleichen) angeschlossen ist, verbunden werden kann, und eine von außen sichtbare Anzeigeeinheit 116 auf. Die Anzeigeeinheit 116 umfasst eine Netzstromleuchte 118, eine Leuchte 120 für den ungespannten Zustand, eine Leuchte 122 für den gespannten Zustand und eine Geschwindigkeitsleuchte 123.
Die Steuereinheit 20 umfasst eine Determinierungseinheit (Bestimmungseinheit) 124, eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125, eine Geschwindigkeitsdeterminierungseinheit 127, eine Schwellenwerteinstelleinheit 126 und eine Ausgabeeinheit 128.
Die Determinierungseinheit 124 bestimmt auf der Basis eines Vergleichs zwischen der Resonanzimpedanz (nachfolgend als detektierte Resonanzimpedanz Z1 bezeichnet), welche durch den Detektionsschaltungsabschnitt 108 des Näherungsschalters 102 erfasst wird, und dem Schwellenwert Za für den gespannten Zustand, ob der gespannte Zustand erreicht ist oder nicht. Die Determinierungseinheit 124 bestimmt auf der Basis eines Vergleichs zwischen der detektierten Resonanzimpedanz Z1 und dem Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand, ob der ungespannte Zustand vorliegt.
Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125 berechnet die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 (der Drehwelle 82) auf der Basis der detektierten Resonanzimpedanz Z1. Im Einzelnen berechnet die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125 die Winkelgeschwindigkeit durch konstantes Differenzieren der erfassten Resonanzimpedanz (Differenzbildung). Die Geschwindigkeitsdeterminierungseinheit 127 bestimmt, ob die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17, die durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125 berechnet wurde, gleich oder geringer ist als der Geschwindigkeitsschwellenwert. Man beachte, dass der Geschwindigkeitsschwellenwert vorab in der Speichereinheit (nicht dargestellt) der Steuereinheit 20 gespeichert wird. Außerdem kann die Geschwindigkeitsdeterminierungseinheit 127 bestimmen, ob die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17, die durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125 berechnet wurde, größer ist als der Geschwindigkeitsschwellenwert.
Die Schwellenwerteinstelleinheit 126 stellt den Schwellenwert Za für den gespannten Zustand auf der Basis des Ausgangssignals (detektierte Resonanzimpedanz Z1) des Detektionsschaltungsabschnitts 108 ein, wenn der Kalibrierungsknopf 112 zum ersten Mal betätigt wird. Außerdem stellt die Schwellenwerteinstelleinheit 126 den Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand auf der Basis der detektierten Resonanzimpedanz Z1 ein, wenn der Kalibrierungsknopf 112 zum zweiten Mal betätigt wird.
Der Schwellenwert Za für den gespannten Zustand und der Schwellenwert für den ungespannten Zustand, die durch die Schwellenwerteinstelleinheit 126 eingestellt wurden, werden in der Speichereinheit gespeichert. Die Ausgabeeinheit 128 schaltet die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand, die Leuchte 122 für den gespannten Zustand und die Geschwindigkeitsleuchte 123 ein oder aus.
Die Spannvorrichtung 10A gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden die Betriebs- und Wirkungsweise beschrieben. Es wird angenommen, dass der in 5 gezeigte, ungespannte Zustand der Ursprungszustand ist. In diesem Ursprungszustand werden der Schwellenwert Za für den gespannten Zustand und der Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand eingestellt und in der Speichereinheit gespeichert.
Zunächst bringt der Benutzer die Klammer 56 der Spannvorrichtung 10A an einem festen Element (nicht dargestellt) an. Indem das Kabel an dem Verbinder 114 angeschlossen wird, wird außerdem die Spannvorrichtung 10A mit einer externen Vorrichtung (Stromquelle oder dergleichen) verbunden. Hierdurch wird der Steuereinheit 20 Strom zugeführt und die Netzstrom leuchte 118 wird eingeschaltet. In dem Ursprungszustand wird die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand eingeschaltet, die Leuchte 122 für den gespannten Zustand und die Geschwindigkeitsleuchte 123 werden ausgeschaltet und der Kolben 26 ist an einer Endseite des Zylinderrohres 22 positioniert und steht in Kontakt mit dem Dämpfer 44.
Wenn das Werkstück gespannt wird, wird dem ersten Anschluss 34 Druckluft zugeführt, während der zweite Anschluss 38 zur Umgebung offen ist. Dann wird der Kolben 26, wie in 3 gezeigt ist, zu der Stangenabdeckung 28 (in Richtung des Pfeils B) verschoben. Die Linearbewegung des Kolbens 26 wird über die Kolbenstange 30 und den Gelenkverbinder 62 auf den Verbindungsmechanismus 16 übertragen, und die Drehwelle 82 und der Spannarm 17 werden durch die Drehung des Stützhebels 76 des Verbindungsmechanismus 16 integral im Uhrzeigersinn gedreht.
Da hierbei der Nockenabschnitt 98, der an der Drehwelle 82 befestigt ist, ebenfalls integral mit der Drehwelle 82 rotiert, wird der Abstand d1 zwischen der Nockenfläche 100 und der Detektionsspule 104 kurz und die detektierte Resonanzimpedanz Z1 wird klein (vgl. 6).
Wenn die detektierte Resonanzimpedanz Z1 größer wird als der Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand, bestimmt die Determinierungseinheit 124, dass der ungespannte Zustand vorliegt. Zu dieser Zeit schaltet die Ausgabeeinheit 128 die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand ein.
Wenn sich der Kolben 26 weiter zu der Stangenabdeckung 28 verschiebt, wobei sich die Drehwelle 82 weiter dreht und die detektierte Resonanzimpedanz Z1 gleich oder größer wird als der Schwellenwert Za für den gespannten Zustand und gleich oder kleiner als der Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand, so bestimmt die Determinierungseinheit 124 einen Zwischenzustand (einen Übergangszustand von dem ungespannten Zustand zu dem gespannten Zustand). Wenn die Determinierungseinheit 124 erkennt, dass der Zustand ein Zwischenzustand ist, schaltet die Ausgabeeinheit 128 die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand ab. Hierdurch kann der Benutzer überprüfen, dass das Werkstück in einem Zwischenzustand ist, indem er visuell überprüft, dass die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand und die Leuchte 122 für den gespannten Zustand ausgeschaltet sind.
Wenn anschließend der Spannarm 17 das Werkstück durch Weiterdrehung der Drehwelle 82 berührt und die detektierte Resonanzimpedanz Z1 kleiner wird als der Schwellenwert Za für den gespannten Zustand, so bestimmt die Determinierungseinheit 124, dass der gespannte Zustand vorliegt. Wenn die Determinierungseinheit 124 den gespannten Zustand erkennt, schaltet die Ausgabeeinheit 128 die Leuchte 122 für den gespannten Zustand ein, wobei die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand ausgeschaltet ist. Hierdurch kann der Benutzer überprüfen, dass das Werkstück in dem gespannten Zustand ist, indem er sieht, dass die Leuchte 122 für den gespannten Zustand eingeschaltet ist.
Außerdem berechnet die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125 die Winkelgeschwindigkeit (Spanngeschwindigkeit) des Spannarms 17 zu dem Zeitpunkt, wenn die detektierte Resonanzimpedanz Z1 den Schwellenwert Za für den gespannten Zustand erreicht (oder unmittelbar davor liegt). Dann bestimmt die Geschwindigkeitsdeterminierungseinheit 127, ob die Spanngeschwindigkeit gleich groß wie oder kleiner ist als der Geschwindigkeitsschwellenwert (Spanngeschwindigkeitsschwellenwert).
Wenn die Geschwindigkeitsdeterminierungseinheit 127 bestimmt, dass die Spanngeschwindigkeit den Spanngeschwindigkeitsschwellenwert übersteigt, schaltet die Ausgabeeinheit 128 die Geschwindigkeitsleuchte 123 ein. Dies ermöglicht es dem Benutzer, die Zufuhrrate des Druckfluides auf eine geeignete Spanngeschwindigkeit einzustellen. Dadurch ist es möglich zu verhindern, dass die Spanngeschwindigkeit übermäßig groß wird, dass der Spannarm 17 und das Werkstück etc. zerkratzt werden und dass die Komponenten (beispielsweise der Verbindungsmechanismus 16 usw.) der Spannvorrichtung 10A beschädigt werden.
In diesem gespannten Zustand wird der Kolben 26 weiter zu der Stangenabdeckung 28 verschoben und die Arbeitsfläche 96 des zweiten Verbindungsabschnitts 72 tritt in Kontakt mit der Führungswalze 88, wodurch an dem Werkstück eine festgelegte Spannkraft generiert wird. An dem Werkstück wird eine im Wesentlichen konstante Spannkraft aufrechterhalten bis die Verschiebung des Kolbens 26 zu der Seite der Stangenabdeckung 28 angehalten wird.
Wenn andererseits der gespannte Zustand des Werkstücks freigegeben wird, wird dem zweiten Anschluss 38 das Druckfluid zugeführt, während der erste Anschluss 34 zur Umgebung offen ist. Wie in 5 gezeigt ist, wird dann der Kolben 26 zu der Seite des Endblocks 24 verschoben. Die lineare Bewegung des Kolbens 26 wird über die Kolbenstange 30 und den Gelenkverbinder 62 auf den Verbindungsmechanismus 16 übertragen und die Drehwelle 82 und der Spannarm 17 drehen sich durch die Drehung des Stützhebels 76 des Verbindungsmechanismus 16 integral entgegen dem Uhrzeigersinn.
Da hierbei der Nockenabschnitt 98, der an der Drehwelle 82 befestigt ist, sich ebenfalls integral mit der Drehwelle 82 dreht, nimmt der Abstand d1 zwischen der Nockenfläche 100 und der Detektionsspule 104 zu und die detektierte Resonanzimpedanz Z1 steigt an (vgl. 6).
Wenn die detektierte Resonanzimpedanz Z1 gleich oder größer wird als der Schwellenwert Za für den gespannten Zustand und gleich oder größer als der Schwellenwert für den ungespannten Zustand, so bestimmt die Determinierungseinheit 124 einen Zwischenzustand zwischen dem gespannten Zustand und dem ungespannten Zustand. Wenn die Determinierungseinheit 124 bestimmt, dass der Zwischenzustand vorliegt, schaltet die Ausgabeeinheit 128 die Leuchte 122 für den gespannten Zustand aus. Hierdurch kann der Benutzer überprüfen, dass das Werkstück in dem Zwischenzustand ist, indem er visuell überprüft, dass die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand und die Leuchte 122 für den gespannten Zustand ausgeschaltet sind.
Wenn anschließend die detektierte Resonanzimpedanz Z1 durch die weitere Verschiebung des Kolbens 26 zu der Seite des Endblocks 24 größer wird als der Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand, so bestimmt die Determinierungseinheit 124, dass der ungespannte Zustand vorliegt. Wenn die Determinierungseinheit 124 den ungespannten Zustand erkennt, schaltet die Ausgabeeinheit 128 die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand ein, während die Leuchte 122 für den gespannten Zustand ausgeschaltet bleibt.
Hierdurch kann der Benutzer überprüfen, dass das Werkstück in dem ungespannten Zustand ist, indem er sieht, dass die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand eingeschaltet ist. Anschließend tritt der Kolben 26 in Kontakt mit dem Dämpfer 44, die Verschiebung des Kolbens 26 zu der Seite des Endblocks 24 wird gestoppt und die Rotation der Drehwelle 82 und des Spannarms 17 wird angehalten.
Außerdem berechnet die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125 die Winkelgeschwindigkeit (Spannfreigabegeschwindigkeit) des Spannarms 17 zu dem Zeitpunkt, zu dem die detektierte Resonanzimpedanz Z1 den Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand erreicht (oder unmittelbar vor diesem Punkt). Dann bestimmt die Geschwindigkeitsdeterminierungseinheit 127, ob die Spannfreigabegeschwindigkeit gleich oder kleiner ist als der Geschwindigkeitsschwellenwert (Spannfreigabegeschwindigkeitsschwellenwert). Man beachte, dass der Spannfreigabegeschwindigkeitsschwellenwert der gleiche sein kann wie der Spanngeschwindigkeitsschwellenwert oder sich von diesem unterscheiden kann.
Wenn durch die Geschwindigkeitsdeterminierungseinheit 127 bestimmt wird, dass die Spannfreigabegeschwindigkeit den Spannfreigabegeschwindigkeitsschwellenwert überschreitet, schaltet die Ausgabeeinheit 128 die Geschwindigkeitsleuchte 123 ein. Dies ermöglicht es dem Benutzer, die Zufuhrrate des Druckfluides einzustellen, um eine geeignete Spannfreigabegeschwindigkeit zu erhalten. Dadurch ist es möglich zu verhindern, dass die Spannfreigabegeschwindigkeit übermäßig groß wird und dass die Komponenten (beispielsweise der Verbindungsmechanismus 16 usw.) der Spannvorrichtung 10A beschädigt werden.
Bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung 10A werden beispielsweise das Einstellen des Drehwinkelbereichs des Spannarms 17 und das Einstellen des Schwellenwerts Za für den gespannten Zustand und des Schwellenwerts Zb für den ungespannten Zustand entsprechend der Form und Größe des Werkstücks durchgeführt.
Beim Einstellen des Drehwinkelbereichs des Spannarms 17 wird die vorstehende Länge des Einstellbolzens 42 in die erste Zylinderkammer 32 durch Schrauben des Einstellbolzens 42 verändert. Hierdurch wird die Hublänge des Kolbens 26 geändert, so dass der Drehwinkelbereich der Drehwelle 82 und des Spannarms 17, die sich durch die Wirkung der linearen Bewegung des Kolbens 26 über den Verbindungsmechanismus 16 drehen, geändert wird.
Wenn es gewünscht ist, den Drehwinkelbereich des Spannarms 17 zu vergrö-ßern, wird die vorstehende Länge des Einstellbolzens 42 in die erste Zylinderkammer 32 so eingestellt, dass sie klein ist. Wenn es gewünscht ist, den Drehbereich des Spannarms 17 zu beschränken, wird die vorstehende Länge des Einstellbolzens 42 in die erste Zylinderkammer 32 vergrößert.
Beim Ändern des Schwellenwerts Za für den gespannten Zustand wird der Kolben 26 durch die Wirkung des Fluiddrucks zu der Stangenabdeckung 28 verschoben, so dass das Werkstück dadurch gespannt wird, dass der Spannarm 17 in Kontakt mit dem Werkstück gebracht wird. In diesem Zustand drückt dann der Benutzer kontinuierlich den Kalibrierungsknopf 112 für eine festgelegte Zeit (beispielsweise 3 Sekunden) oder mehr (hält ihn unten) (erste Operation). Hierdurch wird der neue Schwellenwert Za für den gespannten Zustand auf der Basis des Wertes der detektierten Resonanzimpedanz Z1 zu diesem Zeitpunkt eingestellt und in der Speichereinheit der Steuereinheit 20 gespeichert.
Wenn der Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand geändert wird, presst (drückt oder berührt) der Benutzer den Kalibrierungsknopf 112 für weniger als eine festgelegte Zeit (beispielsweise etwa 1 Sekunde), während der Spannarm 17 bei einem festgelegten Drehwinkel (ungespannter Winkel) positioniert ist (zweite Operation). Hierdurch wird ein neuer Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand auf der Basis des Wertes der detektierten Resonanzimpedanz Z1 zu diesem Zeitpunkt eingestellt und in der Speichereinheit der Steuereinheit 20 gespeichert.
Wie oben beschrieben wurde, kann auch dann, wenn sich die Form und Größe des Werkstücks ändern, der Schwellenwert Za für den gespannten Zustand und der Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand einfach umgestellt werden (Reset), indem der Kalibrierungsknopf 112 gedrückt wird, wenn der Spannarm 17 an dem festgelegten Drehwinkel positioniert ist. Indem die Zeit, für welche der Kalibrierungsknopf 112 gedrückt wird, geändert wird, ist es möglich, sowohl den Schwellenwert Za für den gespannten Zustand als auch den Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand mit einem einzigen Kalibrierungsknopf 112 einzustellen.
Da bei der vorliegenden Ausführungsform die Position der Nockenflächen 100 des Nockenabschnitts 98 an der Drehwelle 82, die sich integral mit dem Spannarm 17 dreht, durch den Näherungsschalter 102 detektiert wird, kann der Drehzustand des Spannarms 17 direkt und sehr genau mit einer einfachen Gestaltung detektiert werden.
Auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Ausgangssignals (detektierte Resonanzimpedanz Z1) des Näherungsschalters 102 und dem Schwellenwert Za für den gespannten Zustand bestimmt außerdem die Determinierungseinheit 124 den gespannten Zustand des Werkstücks. Durch den Vergleich zwischen der detektierten Resonanzimpedanz Z1 und dem Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand bestimmt die Determinierungseinheit 124 den ungespannten Zustand des Werkstücks. Dadurch ist es möglich, den gespannten Zustand und den ungespannten Zustand einfach und zuverlässig zu bestimmen.
Da der Schwellenwert Za für den gespannten Zustand und der Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand auf der Basis der detektierten Resonanzimpedanz Z1 eingestellt werden, wenn der Kalibrierungsknopf 112 gedrückt wird, ist es außerdem möglich, den Schwellenwert Za für den gespannten Zustand und den Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand einfach einzustellen.
Indem die vorstehende Länge des Einstellbolzens 42 in die erste Zylinderkammer 32 durch Schrauben des Einstellbolzens 42 eingestellt wird, kann außerdem der Drehwinkelbereich des Spannarms 17 (der maximale Öffnungswinkel auf der ungespannten Seite des Spannarms 17) eingestellt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Nockenabschnitt 98 aus einem metallischen Material hergestellt und der Proximitiätssensor 102 ist ein Induktionsnäherungsschalter. Im Vergleich beispielsweise zu dem Fall, bei dem ein magnetischer Detektionssensor als der Näherungsschalter 102 verwendet wird, ist daher die Empfindlichkeit gegenüber dem beim Schweißen generierten Gleichstrommagnetfeld gering. Auch wenn die Spannvorrichtung 10A in einer Schweißumgebung verwendet wird, ist es daher möglich, den Näherungsschalter 102 stabiler zu betreiben.
Da der Näherungsschalter 102 in dem Spannkörper 14 angeordnet ist, der ein Metall enthält, ist es aufgrund des magnetischen Abschirmeffektes weniger wahrscheinlich, dass er durch das beim Schweißen generierte Gleichstrommagnetfeld beeinflusst wird. Außerdem kann die Spannvorrichtung 10A kleiner ausgestaltet werden als bei dem Fall, bei dem der Näherungsschalter 102 außerhalb des Spannkörpers 14 angeordnet ist.
Da die Leuchte 122 für den gespannten Zustand und die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand so vorgesehen sind, dass sie für den Benutzer sichtbar sind, ist es außerdem möglich, den gespannten Zustand und den ungespannten Zustand des Werkstücks einfach zu überprüfen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Winkelgeschwindigkeit (Spanngeschwindigkeit und Spannfreigabegeschwindigkeit) des Spannarms 17 mit Hilfe des Ausgangssignals des Näherungsschalters 102 berechnet. Auch wenn kein neuer Sensor zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 vorgesehen wird, kann daher mit einem einfachen Aufbau überprüft werden, ob die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 gleich oder kleiner ist als der Geschwindigkeitsschwellenwert.
(Zweite Ausführungsform)
Als nächstes wird eine Spannvorrichtung 10B gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei der zweiten Ausführungsform werden für diejenigen Aufbauelemente, die die gleichen Wirkungen und Betriebsweisen haben wie die Aufbauelemente der Spannvorrichtung 10A gemäß der ersten Ausführungsform, die gleichen Bezugszeichen verwendet und auf die detaillierte Beschreibung dieser Elemente wird verzichtet. Dies gilt auch für die dritte Ausführungsform, die später beschrieben wird.
Wie in 7 gezeigt ist, umfasst der Detektionsabschnitt 140 der Spannvorrichtung 10B gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Gelenkverbinder (Detektionskörper) 142, der gemeinsam mit dem Hub der Kolbenstange 30 verschoben wird, und einen Näherungsschalter (einen Näherungsschalter für einen Detektionskörper) 144.
Der Gelenkverbinder 142 ist aus einem metallischen Material hergestellt, das einen Wirbelstromverlust generiert, wie Eisen oder dergleichen. In dem gespannten Zustand des Werkstücks ist eine Detektionsfläche 146, welche zu der Seite, an der die Drehwelle 82 angeordnet ist (in 7 die rechte Seite) geneigt ist, an einem Abschnitt des Gelenkverbinders 142 ausgebildet, der zu einer zu der Drehwelle 82 entgegengesetzten Seite (in 7 der linken Seite) orientiert ist, in einer Richtung (der Richtung des Pfeils B) gedreht, an welcher der erste Verbindungsabschnitt 68 angeordnet ist.
Der Näherungsschalter 144 ist in dem Spannkörper 14 angeordnet und erfasst die Position der Detektionsfläche 146 des Gelenkverbinders 142 in dem gespannten Zustand des Werkstücks. Wie in 8 gezeigt ist, ist der Näherungsschalter 144 ein Induktionsnäherungsschalter mit einer Detektionsspule 148, einem Oszillationsschaltungsabschnitt 150 und einem Detektionsschaltungsabschnitt 152 und ist in ähnlicher Weise aufgebaut wie der oben beschriebene Näherungsschalter 102.
Da der Gelenkverbinder 142 aus einem metallischen Material hergestellt ist und der Näherungsschalter 144 als ein Induktionsnäherungsschalter ausgestaltet ist, der in dem als magnetische Abschirmung wirkenden Spannkörper 14 angeordnet ist, ist auf diese Weise der Näherungsschalter 144 weniger empfindlich gegenüber dem Einfluss des Gleichstrommagnetfeldes und kann stabiler arbeiten.
Die Detektionsspule 148 ist so angeordnet, dass ihre Spulenoberfläche nahe bei der Detektionsfläche 146 des Gelenkverbinders 142 in den gespannten Zustand des Werkstücks liegt und dieser zugewandt ist. Hierbei erfasst der Näherungsschalter 144 die Änderung des Abstandes d2 zwischen der Detektionsoberfläche 146 und der Detektionsspule 148 durch die hin und hergehende Bewegung des Kolbens 26 als eine Änderung der Resonanzimpedanz. Dementsprechend wir die Position der Detektionsoberfläche 146 in dem gespannten Zustand des Werkstücks erfasst.
Die Anzeigeeinheit 154 weist eine Spannkraftgenerierungsleuchte 156 auf, die von außen sichtbar ist. Wenn der gespannte Zustand bestimmt wird, erkennt die Determinierungseinheit der Steuereinheit 158, ob die Spannkraft generiert wird, auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Ausgangssignal des Näherungsschalters 144 und einem festgelegten Schwellenwert Zc für die Spannkraftgenerierung.
Die Schwellenwerteinstelleinheit 162 stellt einen bestimmten Schwellenwert Za für den gespannten Zustand, einen Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand und einen Schwellenwert Zc für die Spannkraftgenerierung ein. Im Einzelnen stellt die Schwellenwerteinstelleinheit 162 den Wert der detektierten Resonanzimpedanz Z2 des Näherungsschalters 144 zu dieser Zeit als den Schwellenwert Zc für die Spannkraftgenerierung ein, indem der Kalibrierungsknopf 112 zweimal hintereinander gedrückt wird (dritte Operation), während der Spannarm 17 das Werkstück mit einer festgelegten Spannkraft spannt. Auf dieser Weise kann der Schwellenwert Zc für die Spannkraftgenerierung einfach in Abhängigkeit von der Form und Größe des zu spannenden Werkstücks geändert werden. Der Schwellenwert Zc für die Spannkraftgenerierung, der mit der Schwellenwerteinstelleinheit 162 eingestellt wird, wird in einer Speichereinheit (nicht dargestellt) der Steuereinheit 158 gespeichert.
Wie oben beschrieben wurde, ist es bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, sowohl den Schwellenwert Za für den gespannten Zustand, den Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand als auch den Schwellenwert Zc für die Spannkraftgenerierung mit einem einzigen Kalibrierungsknopf 112 einzustellen. Die Ausgabeeinheit 164 schaltet die Spannkraftgenerierungsleuchte 156 ein, wenn die Determinierungseinheit 160 bestimmt, dass die Spannkraft generiert wird.
Bei der Spannvorrichtung 10B gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Kolbenstange 30 und der Gelenkverbinder 142 zu dem ersten Verbindungsabschnitt 68 (in der Richtung des Pfeils B) verschoben, und die Drehwelle 82 und der Spannarm 17 drehen sich integral im Uhrzeigersinn, wenn der Kolben 26 durch die Wirkung des Druckfluides zu der Stangenabdeckung 28 verschoben wird.
Wenn der Gelenkverbinder 142 zu einer Position verschoben wird, an welcher er der Detektionsspule 148 des Näherungsschalters 144 zugewandt ist, wird die Detektionsresonanzimpedanz Z2 von dem Detektionsschaltungsabschnitt 152 des Näherungsschalters 144 an die Steuereinheit 158 ausgegeben.
Wenn die Determinierungseinheit 160 auf der Basis der detektierten Resonanzimpedanz Z1 des Näherungsschalters 102 bestimmt, dass das Werkstück in dem gespannten Zustand ist, bestimmt die Determinierungseinheit 160 auf der Basis eines Vergleichs zwischen der detektierten Resonanzimpedanz Z2 des Näherungsschalters 144 und dem Spannkraftgenerierungsschwellenwert Zc, ob die Spannkraft generiert wird. Wenn die detektierte Resonanzimpedanz Z2 gleich oder größer ist als der Spannkraftgenerierungsschwellenwert Zc, bestimmt somit die Determinierungseinheit 160, dass eine festgelegte Spannkraft nicht auf der Werkstück ausgeübt wird.
Anschließend wird der Kolben 26 weiter zu der Stangenabdeckung 28 verschoben, so dass der Abstand d2 zwischen der Detektionsoberfläche 146 des Gelenkverbinders 142 und der Detektionsspule 148 des Näherungsschalters 144 gering wird und die detektierte Resonanzimpedanz Z2 absinkt (vgl. 10). Wenn dann die detektierte Resonanzimpedanz Z2 kleiner wird als der Spannkraftgenerierungsschwellenwert Zc, so bestimmt die Determinierungseinheit 160, dass die Spannkraft generiert wird. Wenn die Determinierungseinheit 160 bestimmt, dass die Spannkraft generiert wird, schaltet die Ausgabeeinheit 164 die Spannkraftgenerierungsleuchte 156 ein. Hierdurch kann der Benutzer den Spannkraftgenerierungszustand einfach überprüfen, indem er die Spannkraftgenerierungsleuchte 156 visuell überprüft.
Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform bestimmt wird, dass das Werkstück gespannt wird, generiert die Determinierungseinheit 160 eine festgelegte Spannkraft auf das Werkstück auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Ausgangssignal des Näherungsschalters 144 und dem Spannkraftgenerierungsschwellenwert Zc. Es ist möglich, einfach und zuverlässig zu bestimmen, ob eine festgelegte Spannkraft zuverlässig an dem Werkstück generiert wird.
Außerdem ist die Detektionsoberfläche 146 des Gelenkverbinders 142 zu der Seite geneigt, an welcher die Drehwelle 82 zu dem ersten Verbindungsabschnitt 68 positioniert ist. Da die Detektionsfläche 146 des Gelenkverbinders 142 relativ zu der Achse der Kolbenstange 30 geneigt ist, kann mit anderen Worten der Abstand d2 zwischen der Detektionsspule 148 des Näherungsschalters 144 und der Detektionsoberfläche 146 allmählich geändert werden. Dadurch kann der Spannkraftgenerierungsschwellenwert Zc einfach eingestellt werden, ohne die Position des Näherungsschalters zu ändern.
(Dritte Ausführungsform)
Als nächstes wird eine Spannvorrichtung 10C gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in 11 gezeigt ist, umfasst der Detektionsabschnitt 168 der Spannvorrichtung 10C gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Nockenabschnitt 170. Wie in den 12A und 12B gezeigt ist, ist der Nockenabschnitt 170 so geformt, dass der radiale Abstand von dem Zentrum der Drehwelle 82 zu der Nockenfläche 172 entlang der Umfangsrichtung allmählich zunimmt. Außerdem ist der Nockenabschnitt 170 aus einem metallischen Material hergestellt, das einen Wirbelstromverlust generiert, wie Eisen oder dergleichen. Die Nockenfläche 172 ist um den gesamten Umfang (ein Bereich von 360°) der äußeren Umfangsfläche des Nockenabschnitts 170 vorgesehen. Mit anderen Worten weist der Nockenabschnitt 170 einen abgestuften Abschnitt 174 auf, welcher den Abschnitt der Nockenfläche 172 mit dem kleinsten Radius und den Abschnitt mit dem größten Radius verbindet.
Der Abstand zwischen der Nockenfläche 172 und der Detektionsspule 104 in einem vollständig gespannten Zustand (ein Zustand, in welchem der Spannarm 17 in Kontakt mit dem Werkstück steht) ist d1a (vgl. 12A). Der Abstand zwischen der Nockenfläche 172 und der Detektionsspule 104 in einem vollständig ungespannten Zustand (ein Zustand, in dem der Spannarm 17 angehalten ist, ohne das Werkstück zu berühren) ist d1b (vgl. Fig, 12B).
Der Nockenabschnitt 170 ist so an der äußeren Umfangsfläche der Drehwelle 82 befestigt, dass der Abstand d1a kleiner ist als der Abstand d1 b und dass der Stufenabschnitt 174 der Detektionsspule 104 während der Drehung des Spannarms 17 nicht zugewandt ist. In dem Fall der Verwendung eines solchen Nockenabschnitts 170 wird, wie in 13 gezeigt, die detektierte Resonanzimpedanz Z1 linear kleiner (wie die lineare Funktion), wenn der Abstand d1 zwischen der Nockenfläche 172 und der Detektionsspule 104 kürzer wird.
Wie in 11 gezeigt ist, umfasst die Steuereinheit 176 der Spannvorrichtung 10C eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125, eine Geschwindigkeitsdeterminierungseinheit 127, eine Ausgabeeinheit 128, eine Schwellenwerteinstelleinheit 178 und eine Determinierungseinheit 182.
Die Schwellenwerteinstelleinheit 178 stellt als den Schwellenwert Za für den gespannten Zustand einen Wert ein, der durch Addition des Versatzes zu der detektierten Resonanzimpedanz Z1 zu dem Zeitpunkt, wenn der Kalibrierungsknopf 112 der ersten Operation unterworfen wird, erhalten wird. Da bei der vorliegenden Ausführungsform der Kalibrierungsknopf 112 der ersten Operation in dem vollständig gespannten Zustand unterworfen wird, addiert die Schwellenwerteinstelleinheit 178 den Versatz in dem vollständig gespannten Zustand (auch als Resonanzimpedanz Za0 im gespannten Zustand bezeichnet) zu der detektierten Resonanzimpedanz Z1 und stellt den Wert als den Schwellenwert Za für den gespannten Zustand ein.
Außerdem stellt die Schwellenwerteinstelleinheit 178 einen Wert, der durch Subtraktion des Versatzes von der detektierten Resonanzimpedanz Z1 erhalten wird, wenn der Kalibrierungsknopf 112 der zweiten Operation unterworfen wird, als den Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand ein. Da bei der vorliegenden Ausführungsform der Kalibrierungsknopf 112 der zweiten Operation in dem vollständig ungespannten Zustand unterworfen wird, subtrahiert die Schwellenwerteinstelleinheit 178 den Versatz von der detektierten Resonanzimpedanz Z1 in dem vollständig ungespannten Zustand (auch als Resonanzimpedanz Zb0 im ungespannten Zustand bezeichnet) und stellt den Wert als den Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand ein.
Wenn das Ausgangssignal (detektierte Resonanzimpedanz Z1) des Näherungsschalters 102 in den akzeptablen Bereich zum Spannen fällt, der durch den Schwellenwert Za für den gespannten Zustand definiert wird, und die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17, die von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125 berechnet wird, für einen festgelegten Zeitraum bei null gehalten wird, bestimmt die Determinierungseinheit 182 den gespannten Zustand. Hierbei bedeutet der akzeptable Bereich für das Spannen den Bereich zwischen der Spannresonanzimpedanz Za0 und dem Schwellenwert Za für den gespannten Zustand.
Wenn das Ausgangssignal (detektierte Resonanzimpedanz Z1) des Näherungsschalters 102 in den akzeptablen Bereich für den ungespannten Zustand fällt, der durch den Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand definiert wird, und die von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125 berechnete Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 für eine festgelegte Zeit bei null gehalten wird, bestimmt die Determinierungseinheit 182 den ungespannten Zustand. Hierbei ist der akzeptable Bereich für den ungespannten Zustand ein Bereich zwischen der Resonanzimpedanz Zb0 für den ungespannten Zustand und dem Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand. Die in der Determinierungseinheit 182 verwendete bestimmte Zeit kann beliebig eingestellt werden.
Wenn die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17, die von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125 berechnet wird, für einen festgelegten Zeitraum auf einem von null abweichenden Wert bleibt, bestimmt die Determinierungseinheit 182 außerdem, dass die Winkelgeschwindigkeit in einem Zwischenzustand (einem Übergangszustand zwischen dem gespannten Zustand und dem ungespannten Zustand) ist.
Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform ein Werkstück gespannt wird, wird bei der Spannvorrichtung 10C in dem Ursprungszustand (ungespannter Zustand) das Druckfluid dem ersten Anschluss 34 zugeführt, während der zweite Anschluss 38 zur Umgebung offen ist. Wie in 14A gezeigt ist, beginnen dann die Drehwelle 82 und der Spannarm 17 zu dem Zeitpunkt T1 eine gemeinsame Drehung im Uhrzeigersinn.
Da die Winkelgeschwindigkeit zum Zeitpunkt T1 an dem Spannarm 17 generiert wird, bestimmt somit die Determinierungseinheit 182, dass der Zustand ein Zwischenzustand ist. Dann schaltet die Ausgabeeinheit 128 die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand aus (beendet die Stromzufuhr zu der Leuchte 120 für den ungespannten Zustand). Hierdurch kann der Benutzer überprüfen, dass die Spannvorrichtung 10C sich in dem Zwischenzustand befindet, in dem er visuell überprüft, dass die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand und die Leuchte 122 für den gespannten Zustand ausgeschaltet sind.
Nach dem Verstreichen des Zeitpunkts T1 erreicht die detektierte Resonanzimpedanz Z2 zu dem Zeitpunkt T2 den Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand, erreicht zum Zeitpunkt T3 den Schwellenwert Za für den gespannten Zustand und erreicht zum Zeitpunkt T4 die Spannresonanzimpedanz Za0 (liegt innerhalb des akzeptablen Bereich zum Spannen).
Zum Zeitpunkt T4 berührt der Spannarm 17 das Werkstück und die durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125 berechnete Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 ist null. Während eines Zeitraumes vom Zeitpunkt T4 bis Zeitpunkt T5 bleibt dann die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 bei null. Zu dem Zeitpunkt T5 bestimmt daher die Determinierungseinheit 182, dass der gespannte Zustand eingestellt ist, und die Ausgabeeinheit 128 schaltet die Leuchte 122 für den gespannten Zustand ein (versorgt die Leuchte 122 für den gespannten Zustand mit Strom), während sie die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand ausschaltet. Hierdurch kann der Benutzer überprüfen, dass das Werkstück in einem vollständig gespannten Zustand ist, indem er das Aufleuchten der Leuchte 122 für den gespannten Zustand visuell überprüft.
Wenn andererseits das Spannen des Werkstücks freigegeben wird, so wird bei der Spannvorrichtung 10C in dem gespannten Zustand das Druckfluid dem zweiten Anschluss 38 zugeführt, während der ersten Anschluss 34 zur Umgebung offen ist. Wie in 14B gezeigt ist, beginnen dann die Drehwelle 82 und der Spannarm 17 zu dem Zeitpunkt T11 eine gemeinsame Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn.
Da hierbei zu dem Zeitpunkt T11 die Winkelgeschwindigkeit an dem Spannarm 17 generiert wird, bestimmt die Determinierungseinheit 182 den Zwischenzustand. Dann schaltet die Ausgabeeinheit 128 die Leuchte 122 für den gespannten Zustand aus (schaltet die Energiezufuhr zu der Leuchte 122 für den gespannten Zustand ab). Hierdurch kann der Benutzer überprüfen, dass die Spannvorrichtung 10C in dem Zwischenzustand ist, indem er visuell überprüft, dass die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand und die Leuchte 122 für den gespannten Zustand ausgeschaltet sind.
Nach dem Verstreichen des Zeitpunkts T11 erreicht die detektierte Resonanzimpedanz Z1 den Schwellenwert Za für den gespannten Zustand zu dem Zeitpunkt T12, erreicht zu dem Zeitpunkt T13 den Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand und erreicht zum Zeitpunkt T14 die Resonanzimpedanz Zb0 für den ungespannten Zustand (liegt in dem akzeptablen Bereich für den ungespannten Zustand).
Zu dem Zeitpunkt T14 berührt der Kolben 26 den Dämpfer 44 und die durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125 berechnete Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 ist null. Dann bleibt während eines Zeitraums von dem Zeitpunkt T14 zu dem Zeitpunkt T15 die Winkelgeschwindigkeit des Spannarmes 17 bei null. Zu dem Zeitpunkt T15 bestimmt daher der Bestimmungsabschnitt 182, dass der ungespannte Zustand vorliegt, und die Ausgabeeinheit 128 schaltet die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand ein (versorgt die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand mit Energie), während die Leuchte 122 für den gespannten Zustand ausgeschaltet bleibt. Hierdurch kann der Benutzer überprüfen, dass das Werkstück in einem vollständig ungespannten Zustand ist, indem er das Einschalten der Leuchte 120 für den ungespannten Zustand sieht.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt die Schwellenwerteinstelleinheit 178 einen Wert ein, der durch Addition des Versatzes zu der Spannresonanzimpedanz Za0 als Schwellenwert Za für den gespannten Zustand erhalten wird. Auch wenn der Näherungsschalter 102 Temperaturcharakteristiken hat, ist es daher möglich, die detektierte Resonanzimpedanz Z1, die kleiner ist als der Schwellenwert Za für den gespannten Zustand, zuverlässig zu detektieren.
Wenn die detektierte Resonanzimpedanz Z1 in den akzeptablen Bereich für den gespannten Zustand fällt und die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17, die von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125 berechnet wird, für einen festgelegten Zeitraum bei null bleibt, bestimmt die Determinierungseinheit 182, dass der gespannte Zustand vorliegt.
Auch wenn der Schwellenwert Za für den gespannten Zustand auf einen Wert eingestellt wird, der von der Spannresonanzimpedanz Za0 zu der Seite des ungespannten Zustands abweicht, ist es daher möglich, den vollständig gespannten Zustand zuverlässig und einfach zu bestimmen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt die Schwellenwerteinstelleinheit 178 den durch Subtraktion des Versatzes von der Resonanzimpedanz Zb0 im ungespannten Zustand erhaltenen Wert als den Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand ein. Auch wenn der Näherungsschalter 102 Temperaturcharakteristiken aufweist, ist es daher möglich, die detektierte Resonanzimpedanz Z1, die größer ist als der Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand, zuverlässig zu erfassen.
Wenn die detektierte Resonanzimpedanz Z1 in den für den ungespannten Zustand erlaubten Bereich fällt und die von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125 berechnete Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 für einen festgelegten Zeitraum bei null bleibt, stellt die Determinierungseinheit 182 fest, dass der ungespannte Zustand vorliegt.
Auch wenn der Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand auf einen Wert eingestellt ist, der von der Resonanzimpedanz Zb0 für den ungespannten Zustand zu der Seite des gespannten Zustands abweicht, ist es daher möglich, den vollständig ungespannten Zustand zuverlässig und einfach zu bestimmen.
Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform die Drehwelle 82 gedämpft wird und vibriert, wenn der Spannarm 17 in Kontakt mit dem Werkstück tritt, so erfahren auch die detektierte Resonanzimpedanz Z1 und die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17, die von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125 berechnet wird, eine gedämpfte Oszillation (vgl. 15A). In diesem Fall stoppen die detektierte Resonanzimpedanz Z1 und die gedämpfte Oszillation der Winkelgeschwindigkeit zum Zeitpunkt T6.
Während des Zeitraums von dem Zeitpunkt T6 bis zu dem Zeitpunkt T7 bleibt dann die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 bei null. Zu dem Zeitpunkt T7 bestimmt daher die Determinierungseinheit 182, dass der gespannte Zustand vorliegt. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass für den Spannarm 17 während einer gedämpften Vibration bestimmt wird, dass er sich in dem gespannten Zustand befindet. Auch wenn der Spannarm 17 eine gedämpfte Vibration erfährt, ist es daher möglich, den vollständig gespannten Zustand zuverlässig und einfach zu bestimmen. Dadurch ist es möglich, zu verhindern, dass das Ausgangssignal von der Ausgabeeinheit 128 an die Leuchte 122 für den gespannten Zustand flimmert und dass ein Blinken der Leuchte 122 für den gespannten Zustand bewirkt wird.
Wenn bspw. bei der gedämpften Vibration der Drehwelle 82 der Kolben 26 in Kontakt mit dem Dämpfer 44 tritt, erfahren außerdem auch die detektierte Resonanzimpedanz Z1 und die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17, die von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit 25 berechnet wird, eine gedämpfte Vibration (vgl. 15B). In diesem Fall stoppen die gedämpften Vibrationen der detektierten Resonanzimpedanz Z1 und der Winkelgeschwindigkeit zum Zeitpunkt T16.
Während des Zeitraums von dem Zeitpunkt T16 bis zu dem Zeitpunkt T17 bleibt dann die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 bei null. Daher bestimmt die Determinierungseinheit 182 zum Zeitpunkt T17, dass der ungespannte Zustand vorliegt. Dadurch ist es möglich, zu verhindern, dass für den Spannarm 17 während einer gedämpften Vibration bestimmt wird, dass er sich in dem ungespannten Zustand befindet. Auch wenn der Spannarm 17 eine gedämpfte Vibration erfährt, ist es daher möglich, den vollständig ungespannten Zustand zuverlässig und einfach zu bestimmen. Dadurch ist es möglich, zu verhindern, dass das Ausgangssignal von der Ausgabeeinheit 128 an die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand flimmert und dass ein Blinken der Leuchte 120 für den ungespannten Zustand bewirkt wird.
Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform bspw. durch eine altersbedingte Verschlechterung der Spanneinrichtung 10C ein Rückschlag oder Spiel bei der Drehwelle 82 oder dergleichen auftritt, sinkt die Resonanzimpedanz Za0 für den gespannten Zustand und die Resonanzimpedanz Zb0 für den ungespannten Zustand nimmt zu (vgl. 16A und 16B). In den 16A und 16B ist eine Kurve, bei welcher für die Drehwelle 82 und dergleichen kein Spiel auftritt, mit einer strichpunktierten Linie dargestellt, und eine Kurve, bei welcher die Drehwelle 82 oder dergleichen ein Spiel aufweist, wird durch eine durchgezogene Linie dargestellt.
Beim Spannen eines Werkstücks mit einer solchen Spannvorrichtung 10C, wie es in Fig, 16A gezeigt ist, erreicht die detektierte Resonanzimpedanz Z1 den Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand zu dem Zeitpunkt T2a, erreicht den Schwellenwert Za für den gespannten Zustand zum Zeitpunkt T3a und zum Zeitpunkt T4a erreicht die Spannresonanz die Impedanz Za0 (liegt innerhalb des akzeptablen Bereichs zum Spannen).
Zum Zeitpunkt T4a berührt der Spannarm 17 das Werkstück und die von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125 berechnete Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 ist null. Während eines Zeitraums von der Zeit T4a bis zu der Zeit T5a bleibt dann die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 bei null. Zu dem Zeitpunkt T5a bestimmt daher der Bestimmungsabschnitt 182, dass der gespannte Zustand vorliegt, und die Ausgabeeinheit 128 schaltet die Leuchte 122 für den gespannten Zustand ein (versorgt die Leuchte 122 für den gespannten Zustand mit Energie), während sie die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand abschaltet.
Wenn andererseits das Werkstück, wie in 16B gezeigt ist, nicht gespannt wird, erreicht die detektierte Resonanzimpedanz Z1 den Schwellenwert Za für den gespannten Zustand zu dem Zeitpunkt T12a, erreicht den Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand zum Zeitpunkt T13a und erreicht die Resonanzimpedanz Zb0 für den ungespannten Zustand zum Zeitpunkt T14a (liegt in dem akzeptablen Bereich für den ungespannten Zustand).
Zu dem Zeitpunkt T14a tritt der Kolben 26 in Kontakt mit dem Dämpfer 44 und die von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125 berechnete Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 ist null. In einem Zeitraum von dem Zeitpunkt T14a zu dem Zeitpunkt T15a bleibt dann die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 für einen festgelegten Zeitraum bei null. Zu dem Zeitpunkt T15a bestimmt daher die Determinierungseinheit 182, dass der ungespannte Zustand vorliegt, und die Ausgabeeinheit 128 schaltet die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand ein (versorgt die Leuchte 120 für den ungespannten Zustand mit Energie), während die Leuchte 122 für den gespannten Zustand abgeschaltet bleibt.
Wie oben beschrieben wurde, kann bei der vorliegenden Ausführungsform auch dann, wenn bei der Drehwelle 82 ein Rückschlag, Spiel oder dergleichen auftritt, der vollständig gespannte Zustand und der vollständig ungespannte Zustand zuverlässig und einfach bestimmt werden, ohne den Schwellenwert Za für den gespannten Zustand und den Schwellenwert Zb für den ungespannten Zustand zurückzustellen (kein Reset).
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125 die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 durch konstantes Differenzieren (Verwenden der Differenz) des Ausgangssignals (detektierte Resonanzimpedanz Z1) des Näherungsschalters 102. Auch wenn kein neuer Sensor zum Berechnen der Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 vorgesehen wird, kann daher die Winkelgeschwindigkeit einfach bestimmt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Determinierungseinheit 182 den gespannten Zustand bestimmen, wenn die detektierte Resonanzimpedanz Z1 in den akzeptablen Bereich für das Spannen fällt und die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 gleich null ist. Da in diesem Fall der gespannte Zustand zu einem Zeitpunkt bestimmt wird, bei dem die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms null wird, kann die Zeit, die bis zu der Bestimmung erforderlich ist, verkürzt werden.
Außerdem kann die Determinierungseinheit 182 den ungespannten Zustand bestimmen, wenn die detektierte Resonanzimpedanz Z1 in den akzeptablen Bereich für den ungespannten Zustand fällt und die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 bei null liegt. Da in diesem Fall bestimmt werden kann, dass der Spannarm 17 in dem ungespannten Zustand ist, wenn die Winkelgeschwindigkeit des Spannarms 17 gleich null wird, kann die für die Bestimmung erforderliche Zeit verkürzt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Determinierungseinheit 182 den gespannten Zustand bestimmen, wenn die detektierte Resonanzimpedanz Z1 in den akzeptablen Bereich für den gespannten Zustand fällt und die Winkelbeschleunigung des Spannarms 17 gleich null ist (oder für einen festgelegten Zeitraum bei null liegt). Wenn die detektierte Resonanzimpedanz Z1 in den akzeptablen Bereich für den ungespannten Zustand fällt und die Winkelbeschleunigung des Spannarms 17 bei null liegt (oder für einen festgelegten Zeitraum bei null liegt), bestimmt die Determinierungseinheit 182, dass der ungespannte Zustand vorliegt. Die Winkelbeschleunigung des Spannarms 17 kann durch eine konstante Differenzierung zweiter Ordnung der detektierten Resonanzimpedanz Z1 durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 125 berechnet werden. Auch in dem Fall werden die gleiche Betriebsweise und Wirkungsweise wie bei der Verwendung der Winkelgeschwindigkeit realisiert.
Die Spannvorrichtungen 10A bis 10C sind nicht auf die oben beschriebenen Gestaltungen eingeschränkt. Bspw. können die Spannvorrichtungen 10A bis 10C einen Nockenabschnitt 190a gemäß einer ersten Modifikation mit einer Nockenfläche 192a an der äußeren Umfangsfläche aufweisen, die als eine kreisbogenförmige Platte ausgebildet ist (vgl. 17A). In diesem Fall kann der Nockenabschnitt 190a bspw. durch ein Gewindeelement (nicht dargestellt) oder dergleichen an der Drehwelle 82 fixiert werden.
Außerdem können die Spannvorrichtungen 10A bis 10C einen Nockenabschnitt 190b gemäß einer zweiten Modifikation mit einer Nockenfläche 192b an der äußeren Umfangsfläche aufweisen, die als eine sogenannte exzentrische Nocke ausgestaltet ist (vgl. 17B). Außerdem können die Spannvorrichtungen 10A bis 10C einen Nockenabschnitt 190c gemäß einer dritten Modifikation mit einer Nockenfläche 192c an der äußeren Umfangsfläche aufweisen, die einen elliptischen Querschnitt hat (vgl. 17C). Es ergibt sich deutlich, dass die Nockenabschnitte 190a bis 190c aus einem metallischen Material hergestellt sind, das einen Wirbelstromverlust generiert, wie Eisen oder dergleichen. Wie oben beschrieben wurde, werden die oben beschriebenen Wirkungen und Vorteile erreicht, auch wenn die Nockenabschnitte 190a bis 190c gemäß den ersten bis dritten Modifikationen verwendet werden.
Anstelle des Nockenabschnitts 98 können die Spannvorrichtungen 10A und 10B auch den Nockenabschnitt 170 der Spannvorrichtung 10C aufweisen. Außerdem kann die Spannvorrichtung 10C anstelle des Nockenabschnitts 170 einen Nockenabschnitt 98 aufweisen. Auch in diesen Fällen werden die oben beschriebenen Wirkungen und Betriebsweisen realisiert.
Indem bei den Spannvorrichtungen 10A bis 10C das Zylinderrohr 22 durch ein Zylinderohr ersetzt wird, das länger oder kürzer ist als die Gesamtlänge des Zylinderrohres 22, kann der Bereich des Drehwinkels des Spannarms 17 durch Änderungen der Hublänge des Kolbens 26 eingestellt werden. Außerdem kann der Antriebsabschnitt bspw. durch einen Elektromotor oder dergleichen gebildet werden.

Claims

Eine Spannvorrichtung (10A bis 10C) zum Klemmen eines Werkstücks mit einem drehbaren Spannarm (17) umfassend: einen Spannkörper (14) eine Antriebseinheit (12), die an dem Spannkörper (14) vorgesehen ist, eine Drehwelle (82), die sich durch eine Aktion der Antriebseinheit (12) integral mit dem Spannarm (17) dreht, einen Detektionsabschnitt (18, 140, 168) zur Erfassung einer Drehposition des Spannarms (17), dadurch gekennzeichnet, dass der Detektionsabschnitt (18, 140, 168) folgende Elemente aufweist: einen einzigen Nockenabschnitt (98, 170, 190a bis 190c), der an der Drehwelle (82) vorgesehen ist und eine bestimmte Nockenfläche (100, 172, 192a bis 192c) aufweist, wobei der Nockenabschnitt (98, 170) so geformt ist, dass ein Abstand in einer radialen Richtung von einem Zentrum der Drehwelle (82) zu der Nockenfläche (100, 192, 192a bis 192c) entlang einer Umfangsrichtung variiert, einen einzigen Nockenflächenproximitätssensor (102) zur Erfassung einer Position auf der Nockenfläche (100, 172, 192a bis 192c), die verschoben wird, wenn sich die Drehwelle (82) dreht, und dass die Nockenfläche (100, 172, 192a bis 192c) entlang einer Rotationsrichtung des Nockenabschnitts gekrümmt ist.
Die Spannvorrichtung (10A bis 10C) nach Anspruch 1, außerdem umfassend: eine Bestimmungseinheit (124, 160, 182) zur Bestimmung, ob die Spannvorrichtung (10A bis 10C) sich in einem geklemmten Zustand befindet, auf der Basis eines Vergleichs zwischen einem Ausgangssignal des Nockenflächenproximitätssensors (102) und einem vorbestimmten Schwellenwert (Za) für den geklemmten Zustand, oder dass sich die Spannvorrichtung (10A bis 10C) in einem ungeklemmten Zustand befindet, auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Ausgangssignal des Nockenflächenproximitätssensors (102) und einem vorbestimmten Schwellenwert (Zb).
Die Spannvorrichtung (10A bis 10C) nach Anspruch 1, außerdem umfassend einen Drehwinkelbereich-Einstellmechanismus zur Einstellung eines Drehwinkelbereichs des Spannarms (17).
Die Spannvorrichtung (10A bis 10C) nach Anspruch 1, wobei der Nockenabschnitt (98, 170, 190a bis 190c) aus einem metallischen Material hergestellt ist, und wobei der Nockenflächenproximitätssensor (102) ein Induktionsproximitätssensor ist.
Die Spannvorrichtung (10A bis 10C) nach Anspruch 1, wobei der Nockenflächenproximitätssensor (102) in dem Spannkörper (14) vorgesehen ist, der aus einem Material hergestellt ist, das Metall enthält.
Die Spannvorrichtung (10A bis 10C) nach Anspruch 2, außerdem umfassend: eine Lampe (122) für den geklemmten Zustand, die so angeordnet ist, dass sie von außen sichtbar ist, und eingeschaltet wird, wenn die Bestimmungseinheit (124, 160, 182) bestimmt, dass der geklemmte Zustand vorliegt, und eine Lampe (120) für den ungeklemmten Zustand, die so angeordnet ist, dass sie von außen sichtbar ist, und eingeschaltet wird, wenn die Bestimmungseinheit (124, 160, 182) bestimmt, dass der ungeklemmte Zustand vorliegt.
Die Spannvorrichtung (10A bis 10C) nach Anspruch 2, außerdem umfassend: einen Einstellbetätigungsabschnitt (112), der von dem Benutzer betätigbar ist, eine Schwellenwerteinstelleinheit (126, 162, 178) zum Einstellen des Schwellenwerts (Za) für den geklemmten Zustand auf der Basis des Ausgangssignals des Nockenflächenproximitätssensors (102), wenn an dem Einstellbetätigungsabschnitt (112) eine erste Operation durchgeführt, und zum Einstellen des Schwellenwerts (Zb) für den ungeklemmten Zustand auf der Basis des Ausgangssignals des Nockenflächenproximitätssensors (102), wenn an dem Einstellbetätigungsabschnitt (112) eine zweite Operation vorgenommen wird.
Die Spannvorrichtung (10B) nach Anspruch 7, wobei die Antriebseinheit (12) folgende Elemente umfasst: ein Zylinderrohr (22), einen Kolben (26), der sich durch die Wirkung des Fluiddrucks in der axialen Richtung in dem Zylinderrohr (22) hin und her bewegt, und eine Kolbenstange (30), die mit dem Kolben (26) verbunden ist, wobei die Kolbenstange (30) einen Verbindungsmechanismus (16) aufweist, der eine hin und hergehende Bewegung des Kolbens (26) in eine Drehbewegung des Kolbens (26) umwandelt, wobei der Detektionsabschnitt (140) einen Detektionskörper (142) aufweist, der zusammen mit dem Hub der Kolbenstange (30) verschoben wird, und einen Detektionskörperproximitätssensor (144) zur Erfassung einer Position des Detektionskörpers (142) in dem geklemmten Zustand, wobei die Bestimmungseinheit (160) dazu ausgestaltet ist, einen Klemmkraftgenerierungszustand auf der Basis eines Vergleichs zwischen einem Ausgangssignal des Detektionskörperproximitätssensors (144) und einem vorbestimmten Schwellenwert (Zc) für die Klemmkraftgenerierung zu bestimmen, wenn der geklemmte Zustand festgestellt wurde.
Die Spannvorrichtung (10B) nach Anspruch 8, wobei ein Abschnitt des Detektionskörpers (142), der dem Detektionskörperproximitätssensor (144) zugewandt ist, eine Detektionsfläche (146) aufweist, die relativ zu der Achse der Kolbenstange (30) geneigt ist, wobei die Schwellenwerteinstelleinheit (162) den Schwellenwert (Zc) für die Klemmkraftgenerierung auf der Basis des Ausgangssignals des Detektionskörperproximitätssensors (144) einstellt, das ausgegeben wird, wenn an dem Einstellbestätigungsabschnitt (112) eine dritte Operation vorgenommen wird.
Eine Spannvorrichtung (10B) nach Anspruch 8, außerdem umfassend: eine Spannkraftgenerierungsleuchte (156), die so angeordnet ist, dass sie von außen sichtbar ist, und eingeschaltet wird, wenn die Bestimmungseinheit (160) bestimmt, dass ein Klemmkraftgenerierungszustand vorliegt.
Die Spannvorrichtung (10A bis 10C) nach Anspruch 1, außerdem umfassend: eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit (125) zur Berechnung einer Winkelgeschwindigkeit des Spannarms (17) auf der Basis des Ausgangssignals des Nockenflächenproximitätssensors (102) und eine Geschwindigkeitsbestimmungseinheit (127) zur Beurteilung, ob die von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit (125) berechnete Winkelgeschwindigkeit gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Geschwindigkeitsschwellenwert oder nicht.
Die Spannvorrichtung (10A bis 10C) nach Anspruch 11, außerdem umfassend eine Geschwindigkeitslampe (123), die so angeordnet ist, dass sie von außen sichtbar ist, und die eingeschaltet wird, wenn die Geschwindigkeitsbestimmungseinheit (127) bestimmt, dass die Winkelgeschwindigkeit den Geschwindigkeitsschwellenwert überschreitet.
Die Spannvorrichtung (10C) nach Anspruch 2, wobei die Bestimmungseinheit (182) bestimmt, dass der geklemmte Zustand vorliegt, wenn das Ausgangssignal des Nockenflächenproximitätssensors (102) in den akzeptablen Bereich für das Klemmen fällt, der durch den Klemmschwellenwert (Za) definiert wird, und wenn eine Winkelgeschwindigkeit oder eine Winkelbeschleunigung des Spannarms (17) gleich null ist.
Die Spannvorrichtung (10C) nach Anspruch 2, wobei die Bestimmungseinheit (182) bestimmt, dass der geklemmte Zustand vorliegt, wenn das Ausgangssignal des Nockenflächenproximitätssensors (102) in den akzeptablen Bereich für das Klemmen fällt, der durch den Klemmschwellenwert (Za) definiert wird, und wenn eine Winkelgeschwindigkeit oder eine Winkelbeschleunigung des Spannarms (17) für einen festgelegten Zeitraum bei null bleibt.
Die Spannvorrichtung (10C) nach Anspruch 13, wobei die Bestimmungseinheit (182) bestimmt, dass das Ausgangssignal des Nockenflächenproximitätssensors (102) in den akzeptablen Bereich für den ungeklemmten Zustand fällt, der durch den Schwellenwert (Zb) für den ungeklemmten Zustand definiert wird, und dass eine Winkelgeschwindigkeit oder Winkelbeschleunigung des Spannarms (17) gleich null ist.
Die Spannvorrichtung (10C) nach Anspruch 14, wobei die Bestimmungseinheit (182) bestimmt, dass das Ausgangssignal des Nockenflächenproximitätssensors (102) in den akzeptablen Bereich für den ungeklemmten Zustand fällt, der durch den Schwellenwert (Zb) für den ungeklemmten Zustand definiert wird, und dass eine Winkelgeschwindigkeit oder Winkelbeschleunigung des Spannarms (17) für einen festgelegten Zeitraum bei null bleibt.
Eine Spannvorrichtung (10C) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, außerdem umfassend eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit (125) zur Berechnung der Winkelgeschwindigkeit oder der Winkelbeschleunigung auf der Basis des Ausgangssignals des Nockenflächenproximitätssensors (102).