DE112017004210B4

DE112017004210B4 - Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE112017004210B4
Application number: DE112017004210.0T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Terasaki; Kazuyoshi Takahashi; Atsushi Tamai; Koichi Katsumata
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2017-05-29
Publication date: 2024-02-01
Anticipated expiration: 2037-05-30
Also published as: WO2018037650A1; US20190184526A1; DE112017004210T5; TWI635935B; TW201806705A; US10967485B2; CN109641333B; KR102159170B1; JP2018030186A; RU2729678C1; MX2019002192A; KR20190042666A; CN109641333A; BR112019003765A2; JP6678957B2

Abstract

Eine Spannvorrichtung (10), die dazu ausgestaltet ist, ein Werkstück durch einen drehbaren Spannarm (18) zu klemmen, mit:einem Spannkörper (14),einer Antriebseinheit (12), die an dem Spannkörper (14) vorgesehen ist,einer Drehwelle (90), die dazu ausgestaltet ist, sich aufgrund der Betätigung der Antriebseinheit (12) in integrierter Weise zusammen mit dem Spannarm (18) zu drehen,einem Erkennungsziel (20, 150, 170, 180, 190, 200) aus Metall, das an der Drehwelle (90) so vorgesehen ist, dass es sich um eine Achse der Drehwelle (90) erstreckt, undeinem Näherungsschalter (22), der so vorgesehen ist, dass er dem Erkennungsziel (20, 150, 170, 180, 190, 200) zugewandt ist, und der so ausgestaltet ist, dass er in dem Erkennungsziel (20, 150, 170, 180, 190, 200) einen Wirbelstrom erzeugt und Magnetverluste detektiert,wobei das Erkennungsziel (20, 150, 170, 180, 190, 200) eine Plattenform hat und eine Langnut (112, 154, 156, 184, 186) aufweist, die sich in einer Richtung erstreckt, in welcher sich das Erkennungsziel (20, 150, 170, 180, 190, 200) erstreckt, so dass eine Fläche eines dem Sensor zugewandten Teils (126) des Erkennungsziels (20, 150, 170, 180, 190, 200), die einer Detektorfläche (124) des Näherungsschalters (22) zugewandt ist, sich mit der Rotation der Drehwelle (90) ändert, undwobei eine Nutenbreite der Langnut (112, 154, 156, 184, 186) von einem Ende zu einem anderen Ende des Erkennungsziels (20, 150, 170, 180, 190, 200) allmählich zunimmt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung (Klemmvorrichtung), die dazu ausgestaltet ist, ein Werkstück mit einem drehbaren Spannarm zu klemmen (festzuspannen).
Stand der Technik
Herkömmlicherweise wird beispielsweise in einer automatisierten Montagelinie für Automobile oder dergleichen ein Schweißprozess durchgeführt, bei dem eine Mehrzahl durch Pressen geformter Platten miteinander verschweißt werden, wobei die Platten durch eine Spannvorrichtung geklemmt werden.
Bei dieser Spannvorrichtung wird der Kolben des Zylinderabschnitts durch die Wirkung des Fluiddrucks in der axialen Richtung verschoben, wodurch der Spannarm über den Kniehebelmechanismus, der mit der Kolbenstange verbunden ist, gedreht wird. Hierdurch wird die Position des Spannarms zwischen einer Klemmposition und einer nicht klemmenden Position umgeschaltet.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-113468 beschreibt eine Spannvorrichtung, die die Drehposition eines Spannarms (den Spann- oder Klemmzustand oder den nicht klemmenden Zustand) durch Detektion der Position eines metallischen Halteelements, das während eines Hubes zusammen mit einer Kolbenstange verschoben wird, mit Hilfe von zwei induktiven Näherungsschaltern (Proximitätssensoren) erfasst. Die Spannvorrichtung passt sich an Änderungen des Drehwinkelbereichs des Spannarms an, indem die mehreren Halteelemente, die unterschiedliche Formen haben, gewechselt werden.
Die europäische Patentanmeldungsveröffentlichung 0636449 beschreibt eine Spannvorrichtung, die die Position einer Kolbenstange mit Hilfe von zwei End- oder Grenzschaltern detektiert, die an einem Schalterhalter angebracht sind. Der Schalterhalter weist in der axialen Richtung der Kolbenstange eine Mehrzahl von Befestigungslöchern auf, in denen die Grenzschalter angebracht werden können, wodurch die Befestigungspositionen der Grenzschalter geändert werden können.
Die US 2004 / 0 227 508 A1 offenbart einen Sensor zur Erfassung einer Position eines Klemmarms. Ein einzelner nichtmetallischer Sensorring wird auf einer Achse des Klemmarms montiert, um in einer gekerbten Aussparung eines Sensorkörpers aufgenommen zu werden. Der Sensorring enthält radial verlaufende metallische Targets, die von entsprechenden Näherungssensoren im Sensorkörper erfasst werden können.
Die WO 90/ 01 145 A1 zeigt eine Messvorrichtung zur Bestimmung des Drehwinkels, wobei in einem Spulenkörper von vorne eine zentrale Längsnut eingebracht ist, so dass zwei Kerne mit halbkreisförmigem Querschnitt entstehen. Auf jeden dieser Kerne ist in Umfangsrichtung eine Spule gewickelt, die mit einem Messorgan aus elektrisch leitendem und/oder ferromagnetischem Material in Wirkverbindung steht. Das Messbauteil hat die Form eines Hülsensegmentes und überdeckt, in Umfangsrichtung betrachtet, den halben Umfang des Spulenkörpers.
Die DE 10 2011 006 224 A1 betrifft eine elektrische Messeinrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels eines drehbaren Elements, wobei eine Scheibe, die mit dem drehbaren Element gekoppelt ist, ein Sender und ein Empfänger vorhanden sind. Die Scheibe weist ein elektrisch leitfähiges Material auf, in dem eine Spirale enthalten ist. Der Empfänger ist in einem Winkelausschnitt der Scheibe angeordnet. Die Spirale ist derart ausgebildet, dass der Drehwinkel der Scheibe aus dem Radius der Spirale in dem Winkelausschnitt ermittelbar ist.
Die JP 2003 302 251 A offenbart einen Drehwinkelsensor, wobei ein Sektorrotor an einer rotierenden Welle in einer bestimmten axialen Position angebracht, und ein Kernelement mit einer Erregerspule, die ringförmig in seinem Kernkörper gelagert ist, in den Rotor an dessen oberer Spitzenfläche eingebettet ist. Ein Sensorelement, das über und gegenüber dem Kernelement angeordnet ist, bildet eine Bogenform entlang der Bewegungsrichtung des Kernelements, und seine Breite nimmt entlang der Bewegungsrichtung des Kernelements kontinuierlich ab oder zu. Wenn das Kernelement durch die Drehung des Rotors bewegt wird, wird die Breite des Sensorelements, das einen magnetischen Kreis in Verbindung mit der Erregerspule bildet, kontinuierlich verringert oder vergrößert, die Größe eines dort erzeugten Wirbelstroms wird variiert, und die Impedanz der Erregerspule ändert sich, sodass der Drehwinkel des Rotors durch Messen des Betrags der Änderung bestimmt werden kann.
Die JP 2006 313 121 A und die DE 19 753 777 A1 zeigen weitere Messvorrichtungen zur berührungslosen Erfassung eines Drehwinkels.
Zusammenfassung der Erfindung
Bei der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-113468 wird die Drehposition (Drehwinkel) des Spannarms indirekt durch Erfassen der Position des Halteelements, das während eines Hubes zusammen mit der Kolbenstange verschoben wird, detektiert. Daher wird die Genauigkeit der Detektion der Position des Spannarms beispielsweise durch die Bearbeitungsgenauigkeit und die Montagegenauigkeit des Kniehebelmechanismus beeinflusst. Dementsprechend ist es nicht einfach, die Genauigkeit der Detektion der Drehposition des Spannarms zu verbessern.
Außerdem weist die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-113468 beschriebene Spannvorrichtung die beiden Näherungsschalter auf, was zu einer Vergrößerung der Teilezahl führt. Außerdem ist eine komplizierte Arbeit zum Austausch der Halteelemente erforderlich, um den Drehwinkelbereich des Spannarms zu ändern.
Bei der europäischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 0636449 ist eine komplizierte Arbeit zum Ändern der Positionen der Grenzschalter auf die Positionen der Befestigungslöcher entsprechend dem Öffnungsgrad des Armes erforderlich, um den Drehwinkelbereich eines Spannarms zu verändern.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben genannten Probleme gemacht und hat die Aufgabe, eine Spannvorrichtung mit einer geringeren Teilezahl vorzuschlagen, die eine direkte und genaue Detektion der Drehposition eines Spannarms erlaubt und die einen einfachen Wechsel des Drehwinkelbereichs des Spannarms erlaubt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Spannvorrichtung gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Bei diesem Aufbau wird eine Änderung der Fläche des dem Sensor zugewandten Teils, die durch die Rotation der Drehwelle bewirkt wird, durch Verwendung eines Näherungsschalters erfasst. Dadurch ist es möglich, die Zahl der Teile zu reduzieren und die Drehposition des Spannarms direkt und sehr genau zu detektieren. Außerdem kann der Drehwinkelbereich des Spannarms einfach geändert werden, da weder eine Änderung des Erkennungsziels noch eine Änderung der Position des Näherungsschalters erforderlich ist.
Bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung kann das Erkennungsziel eine plattenförmige Gestalt haben.
Bei diesem Aufbau kann das Erkennungsziel einfach durch Pressen hergestellt werden.
Bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung kann das Erkennungsziel eine Langnut aufweisen, die sich in einer Richtung erstreckt, in welcher sich das Erkennungsziel erstreckt, so dass die Fläche das dem Sensor zugewandten Teils sich mit der Drehung der Drehwelle ändert.
Bei diesem Aufbau kann die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils mit Hilfe der Langnut einfach geändert werden.
Bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung kann sich eine Seite der Langnut in einer Richtung erstrecken, welche die Richtung, in der sich das Erkennungsziel erstreckt, schneidet.
Bei diesem Aufbau können die Resonanzimpedanz und die Induktivität des Näherungsschalters in nicht linearer Weise geändert werden.
Bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung kann sich eine Seite der Langnut in einer gekrümmten Weise erstrecken.
Bei diesem Aufbau können die Resonanzimpedanz und die Induktivität des Näherungsschalters linear verändert werden.
Bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung kann die Langnut des Erkennungszieles eine Langnut aufweisen, und der dem Sensor zugewandte Teil kann sich über beide Seiten der Langnut erstrecken.
Bei diesem Aufbau kann der Aufbau des Erkennungsziels vereinfacht werden und eine Verringerung der Steifigkeit wird verhindert.
Bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung kann die Langnut des Erkennungsziels zwei Langnuten aufweisen, die nebeneinander in einer Breitenrichtung des Erkennungsziels angeordnet sind, und der dem Sensor zugewandte Teil kann zwischen den beiden Langnuten vorgesehen sein.
Bei diesem Aufbau kann die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils durch die Rotation der Drehwelle zuverlässig geändert werden.
Bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung kann das Erkennungsziel eine Verbindungsnut aufweisen, durch deren Enden die beiden Langnuten miteinander kommunizieren, und eine Nutenbreite der Verbindungsnut kann größer oder gleich einem Durchmesser der Detektoroberfläche sein.
Bei diesem Aufbau können die Resonanzimpedanz und die Induktivität des Näherungsschalters diskontinuierlich gemacht (abrupt geändert) werden, wenn die Detektoroberfläche der Verbindungsnut zugewandt ist. Dementsprechend kann der Klemmzustand oder der nicht geklemmte Zustand zuverlässig erfasst werden, auch wenn die detektierte Resonanzimpedanz oder die Induktivität des Näherungsschalters aufgrund von Temperaturschwankungen der Umgebung, in der die Spannvorrichtung verwendet wird, variieren.
Bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung kann das Erkennungsziel durch ein Gewindeelement (Schraube) an der Drehwelle befestigt werden.
Bei diesem Aufbau kann das Erkennungsziel fest an der Drehwelle befestigt werden. Außerdem können Änderungen des Abstandes zwischen dem dem Sensor zugewandten Teil und der Detektoroberfläche verhindert oder verringert werden, wenn sich die Drehwelle dreht.
Bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung kann ein Befestigungsabschnitt mit einer Einsetzöffnung, in welche das Gewindeelement eingesetzt ist, an wenigstens einem Ende des Erkennungsziels in der Richtung, in welcher sich das Erkennungsziel erstreckt, vorgesehen sein.
Bei diesem Aufbau kann das Erkennungsziel mit einer einfachen Gestaltung fest an der Drehwelle befestigt werden.
Bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung können Halteabschnitte, die dazu ausgestaltet sind, eine äußere Umfangsfläche der Drehwelle von außen in radialer Richtung zu halten, an beiden Enden des Erkennungsziels in der Richtung, in der sich das Erkennungsziel erstreckt, vorgesehen sein.
Bei diesem Aufbau kann das Erkennungsziel genauer und fest an der Drehwelle befestigt werden.
Bei der oben beschriebenen Spannvorrichtung kann ein zurückgesetzter Abschnitt in einem Bereich der äußeren Umfangsfläche der Drehwelle, der der Detektoroberfläche zugewandt ist, ausgebildet sein.
Bei diesem Aufbau wird die Erzeugung von Wirbelströmen in der Drehwelle durch den Näherungsschalter auch dann verhindert, wenn die Drehwelle aus Metall besteht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Änderungen der Fläche des dem Sensor zugewandten Teils mit der Drehung der Drehwelle durch Verwendung eines Näherungsschalters erfasst. Dadurch ist es möglich, die Zahl der Teile zu verringern, die Drehposition des Spannarms direkt und sehr genau zu detektieren und Änderungen des Drehwinkelbereichs des Spannarms einfach vorzunehmen.
Die oben beschriebene Aufgabe, Merkmale und Vorteile ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Spannvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Teilexplosionsdarstellung der Spannvorrichtung;
3 ist ein Längsschnitt, der einen Klemmzustand der Spannvorrichtung darstellt;
4 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Stützhebels und eines Erkennungsziels der Spannvorrichtung;
5 ist eine Entwicklungsansicht des Erkennungsziels;
6 ist ein Blockdiagramm von Hauptkomponenten der Spannvorrichtung;
7 ist ein Längsschnitt, der einen nicht klemmenden Zustand der Spannvorrichtung darstellt;
8 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Fläche eines dem Sensor zugewandten Teils und der detektierten Resonanzimpedanz darstellt;
9A ist eine perspektivische Ansicht eines Erkennungsziels gemäß einer ersten Modifikation, 9B ist eine Entwicklungsansicht des Erkennungsziels, und 9C ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Fläche des dem Sensor zugewandten Teils in dem Erkennungsziel und der detektierten Resonanzimpedanz darstellt;
10A ist eine perspektivische Ansicht eines Erkennungsziels gemäß einer zweiten Modifikation, 10B ist eine Entwicklungsansicht des Erkennungsziels, und 10C ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Fläche des dem Sensor zugewandten Teils in dem Erkennungsziel und der detektierten Resonanzimpedanz darstellt;
11 A ist eine perspektivische Ansicht eines Erkennungsziels gemäß einer dritten Modifikation, 11 B ist eine Entwicklungsansicht des Erkennungsziels, und 11C ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Fläche des dem Sensor zugewandten Teils in dem Erkennungsziel und der detektierten Resonanzimpedanz darstellt;
12A ist eine perspektivische Ansicht eines Erkennungsziels gemäß einer vierten Modifikation, 12B ist eine Entwicklungsansicht des Erkennungsziels, und 12C ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Fläche des dem Sensor zugewandten Teils in dem Erkennungsziel und der detektierten Resonanzimpedanz darstellt;
13 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand dargestellt, in dem ein Erkennungsziel gemäß einer fünften Modifikation an einer Drehwelle angebracht ist; und
14A ist eine perspektivische Ansicht des in 13 dargestellten Erkennungsziels, und 14B ist eine Entwicklungsansicht des in 14A dargestellten Erkennungsziels.

Beschreibung der Ausführungsformen
Eine bevorzugte Ausführungsform einer Spannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Eine Spannvorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dazu ausgestaltet, eine Vielzahl von durch Pressen geformten Platten, wie Stahlplatten, während des Verschweißens der Platten miteinander, beispielsweise in einer automatisierten Montagelinie für Automobile und dergleichen zu klemmen.
Wie in den 1 bis 3 dargestellt ist, umfasst die Spannvorrichtung 10 eine Antriebseinheit 12, einen Spannkörper 14, der mit der Antriebseinheit 12 verbunden ist, einen Gelenkmechanismus (Kraftübertragungsmechanismus) 16, der in dem Spannkörper 14 vorgesehen ist, einen Spannarm 18, der dazu ausgestaltet ist, sich über den Gelenkmechanismus 16 durch die Wirkung der Antriebseinheit 12 zu drehen, ein Erkennungsziel 20, einen Näherungsschalter (Proximitätssensor) 22 und eine Steuereinheit 24.
Die Antriebseinheit 12 ist als ein Fluiddruckzylinder ausgestaltet und umfasst ein Zylinderrohr 26 mit einer flachen rohrförmigen Gestalt. Die Antriebseinheit 12 kann auch als ein elektrisches Stellglied ausgestaltet sein. In 3 wird eine Öffnung des Zylinderrohres 26 an einem Ende (in einer Richtung eines Pfeils A) durch einen Endblock 28 verschlossen, und eine Öffnung des Zylinderohrs 26 an dem anderen Ende (in einer Richtung eines Pfeils B) wird durch eine Stangenabdeckung 30 verschlossen. Ein Kolben 32 ist in dem Zylinderrohr 26 so vorgesehen, dass er sich in der axialen Richtung verschieben kann, und der Kolben 32 ist mit einer Kolbenstangen 34 verbunden.
Die Form des Zylinderrohres 26 ist nicht auf die flache rohrförmige Gestalt eingeschränkt, und es kann jede Form verwendet werden, wie die Form eines perfekt kreisförmigen Zylinders oder die Form eines elliptischen Zylinders. Das Zylinderrohr 26 umfasst einen ersten Anschluss 38, der mit einer zwischen dem Endblock 28 und dem Kolben 32 ausgebildeten ersten Zylinderkammer 36 in Verbindung steht, und einen zweiten Anschluss 42, der mit einer zwischen dem Kolben 32 und der Stangenabdeckung 30 ausgebildeten zweiten Zylinderkammer 40 in Verbindung steht.
Leitungen (nicht dargestellt) für die Zufuhr und Abfuhr von Druckfluid (Antriebsfluid), um dadurch den Kolben 32 hin und her zu bewegen, sind mit dem ersten Anschluss 38 und dem zweiten Anschluss 42 verbunden. Der Endblock 28, das Zylinderrohr 26 und die Stangenabdeckung 30 sind miteinander durch eine Vielzahl von Befestigungsbolzen 44 in integrierter Weise verbunden.
Ein Einstellbolzen 46, der dazu ausgestaltet ist, den Hub des Kolbens 32 einzustellen, um dadurch den Drehwinkelbereich des Spannarms 18 (Öffnungsgrad des Armes) einzustellen, ist mit einem im Wesentlichen zentralen Abschnitt des Endblocks 28 verschraubt. Die vorstehende Länge des Einstellbolzens 46 in die erste Zylinderkammer 36 kann mit Hilfe der Verschraubung eingestellt werden.
Ein Dämpfer 48 ist an dem Kopfabschnitt des Einstellbolzens 46, das in der ersten Zylinderkammer 36 angeordnet ist, angebracht, um Stöße oder Stoßgeräusche, die durch den Kolben 32 bewirkt werden, zu dämpfen.
Eine Kolbendichtung 50 mit einer Ringform ist an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 32 in einer Ringnut angebracht. Außerdem ist eine Endseite der Kolbenstange 34 an der Mitte des Kolbens 32 befestigt. Eine Stangenöffnung, durch welche die Kolbenstange 34 hindurchtritt, ist in einem zentralen Abschnitt der Stangenabdeckung 30 ausgebildet. Eine Stangendichtung 52 mit einer Ringform ist an einer Wandfläche, die die Stangenöffnung definiert, in einer Ringnut angebracht.
Der Spannkörper 14 besteht beispielsweise aus einem Metallmaterial, wie Eisen, Edelstahl oder Aluminium und ist mit einer anderen Endseite der Stangenabdeckung 30 verbunden. Der Spannkörper 14 weist Klammern 53 (vgl. 1) auf, um die Spannvorrichtung 10 an einem Befestigungselement (nicht dargestellt) anzubringen.
Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, umfasst der Spannkörper 14 ein Paar von Abdeckabschnitten 54 und 56, die jeweils einen U-förmigen Querschnitt haben. Die Abdeckabschnitte 54 und 56 sind im Wesentlichen symmetrisch und miteinander durch eine Mehrzahl von Gewindeelementen 60 verbunden, so dass sie eine Kammer 58 (vgl. 3) bilden, die den Gelenkmechanismus 16 aufnimmt.
In den 2 und 3 ist ein Gabelgelenk (Gelenkverbinder) 62 mit einem anderen Ende der Kolbenstange 34 verbunden. Das Gabelgelenk 62 weist einen Basisabschnitt 66 mit einem Loch 64, welches das andere Ende der Kolbenstange 34 hält, zwei Seitenplattenabschnitten 68 und 70, die von dem Basisabschnitt 66 in der Richtung des Pfeils B vorstehen, und einen Gelenkstift 72 auf, der die Seitenplattenabschnitte 68 und 70 verbindet. Die beiden Seitenplattenabschnitte 68 und 70 sind einander in der Dickenrichtung des Spannkörpers 14 zugewandt. Ein ringförmiges Element 76 ist über ein Lager 74 an dem Gelenkstift 72 angebracht.
Wenn der Spannarm 18 ein Werkstück klemmt, tritt das ringförmige Element 76 in Kontakt mit einem Freigabe-Druckelement 78, das an dem Spannkörper 14 vorgesehen ist, um dadurch das Druckelement 78 um eine festgelegte Länge zur Außenseite des Spannkörpers 14 (in der Richtung des Pfeils B) vorzuschieben. Das Druckelement 78 ist ein Stiftelement, das sich in der axialen Richtung der Kolbenstange 34 erstreckt. Beide Enden des Druckelements 78 haben einen Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser des mittleren Abschnitts, wodurch das Druckelement 78 daran gehindert wird, von dem Spannkörper 14 abzufallen. Ein Nutzer kann das Werkstück aus einem geklemmten Zustand befreien (d. h. das Werkstück in einen nicht geklemmten Zustand versetzen), indem er das Druckelement 78 mit einem Werkzeug, beispielsweise einem Hammer, in der Richtung des Pfeils A drückt (siehe 7).
Der Gelenkmechanismus 16 wandelt die hin und her gehende Bewegung des Kolbens 32 in eine Drehbewegung einer Drehwelle 90, die später beschrieben wird, um. Der Gelenkmechanismus 16 umfasst zwei Gelenkplatten 80 und 82, einen Gelenkstift 84 und einen Stützhebel 86. Die Gelenkplatte 80 ist zwischen dem ringförmigen Element 76 und den Seitenplattenabschnitten 68 angeordnet, und die Gelenkplatte 82 ist zwischen dem ringförmigen Element 76 und dem Seitenplattenabschnitt 70 angeordnet.
Die Gelenkplatten 80 und 82 erstrecken sich jeweils bogenförmig (Halbkreisbogen). Jede der Gelenkplatten 80 und 82 weist eine an einem Endabschnitt ausgebildete Öffnung auf, in welche der Gelenkstift 72 eingesetzt ist. Jede der Gelenkplatten 80 und 82 weist eine an einem anderen Endabschnitt ausgebildete Öffnung auf, in welche der Gelenkstift 84 eingesetzt ist. Im Einzelnen werden die Gelenkplatten 80 und 82 durch den Gelenkstift 72 und den Gelenkstift 84 so gehalten, dass sie sich sowohl relativ zu dem Gelenkstift 72 als auch dem Gelenkstift 84 drehen können.
Wie in den 3 und 4 dargestellt ist, besteht der Stützhebel 86 aus einem Metallmaterial. Der Stützhebel 86 kann auch aus einem Material, beispielsweise Harz (Kunststoff) bestehen, das keine Wirbelströme erzeugt. Der Stützhebel 86 umfasst einen Stützabschnittskörper 96, der so gehalten wird, dass er sich relativ zu dem Gelenkstift 84 drehen kann, die Drehwelle 90, die in den Stützabschnitt 88 integriert ist und in einer Richtung senkrecht zu der Achse der Kolbenstange 34 vorsteht, und Armbefestigungsabschnitte 92, 94, die an beiden Enden der Drehwelle 90 ausgebildet sind.
Der Stützabschnitt 88 ist in der Mitte der Drehwelle 90 in der axialen Richtung vorgesehen und umfasst einen Stützabschnittskörper 96 mit einer Öffnung, in welche der Gelenkstift 84 eingesetzt ist, und zwei Beinabschnitte 98, 100, die von dem Stützabschnittskörper 96 so vorstehen, dass sie die Drehwelle 90 übergreifen. Der Beinabschnitt 100 hat an seiner einen Seite einen Vorsprung 102, der in einer Richtung weg von der Kolbenstange 34 vorsteht, und eine Gewindeöffnung 104 zum Anbringen des Erkennungsziels 20.
Ein zurückgesetzter Abschnitt 106 ist in der äußeren Umfangsfläche der Drehwelle 90 in der Mitte in der axialen Richtung ausgebildet. Der Querschnitt des zurückgesetzten Abschnitts 106 entlang einer Linie senkrecht zu einer Achse Ax der Drehwelle 90 ist halbkreisförmig. Der zurückgesetzte Abschnitt 106 ist an einer Seite angeordnet, die einer Seite, an der der Stützabschnitt 88 liegt, gegenüberliegt. Die Größe des zurückgesetzten Abschnitts 106 in der axialen Richtung der Drehwelle 90 ist kleiner als die Breite des Erkennungsziels 20 und größer als der Durchmesser einer Detektoroberfläche 124 des Näherungsschalters 22, der später beschrieben wird. Beide Enden der Drehwelle 90 werden durch Lager 107, 109, die an dem Spannkörper 14 vorgesehen sind, drehbar gehalten (vgl. 1 und 2). Die Armbefestigungsabschnitt 92, 94 sind so ausgestaltet, dass der Spannarm 18 lösbar an den Armbefestigungsabschnitten 92, 94 angebracht ist.
Wie in den 4 und 5 dargestellt ist, besteht das Erkennungsziel 20 aus einem Metallmaterial, wie reinem Eisen, Stahl, Kupfer oder Aluminium. Mit anderen Worten besteht das Erkennungsziel 20 aus einem Material, in dem durch die Wirkung des Näherungsschalters 22 Wirbelströme erzeugt werden. Das Erkennungsziel wird durch Pressen einstückig aus einem dünnen Metallblech geformt.
Das Erkennungsziel 20 umfasst einen Körperabschnitt 108, der sich um die Achse der Drehwelle 90 erstreckt, und einen Befestigungsabschnitt 110, der an einem Ende des Körperabschnitts 108 in einer R1 Richtung vorgesehen ist. Der Körperabschnitt 108 wird durch Biegen eines im Wesentlichen rechteckigen Metallblechs zu einem im Wesentlichen halbkreisförmigen Bogen geformt und ist so vorgesehen, dass es den zurückgesetzten Abschnitt 106 der Drehwelle 90 abdeckt. Eine Langnut (Schlitz) 112, die sich um die Achse der Drehwelle 90 (in einer Richtung, entlang der sich der Körperabschnitt 108 erstreckt) erstreckt, ist in der Mitte des Körperabschnitts 108 in der Breitenrichtung ausgebildet.
Die Langnut 112 hat eine im Wesentlichen dreieckige Form. Seiten 112a, 112b der Langnut 112 erstrecken sich linear in Richtungen, die die Richtungen, entlang welcher sich der Körperabschnitt 108 erstreckt, schneiden. Mit anderen Worten erstrecken sich die Seiten 112a, 112b der Langnut 112 so, dass sie sich einander in der Richtung des Pfeils R1 annähern. Im Einzelnen nimmt die Nutenbreite der Langnut 112 von dem einen Ende zu dem anderen Ende des Körperabschnitts 108 (in einer Richtung eines Pfeils R2) allmählich zu. Der Befestigungsabschnitt 110 hat eine rechteckige Form, die von dem einen Ende des Körperabschnitts 108 in der Mitte in der Breitenrichtung vorsteht, und weist eine Schraubeneinsetzöffnung 116 auf, in welche ein Gewindeelement 114 zur Befestigung des Erkennungsziels 20 an dem Stützhebel 86 (Drehwelle 90) eingesetzt wird.
Wie in 6 dargestellt ist, ist der Näherungsschalter 22 als ein induktiver Näherungsschalter ausgestaltet und umfasst eine Detektorspule 118, die neben dem Körperabschnitt 108 des Erkennungsziels 20 angeordnet ist, einen Oszillatorschaltungsabschnitt 120, der elektrisch an die Detektorspule 118 angeschlossen ist, und einen Detektorschaltungsabschnitt 122, der elektrisch an den Oszillatorschaltungsabschnitt 120 angeschlossen ist. Die Detektorspule 118 ist so vorgesehen, dass die Detektoroberfläche (Spulenoberfläche) 124 der Detektorspule 118 dem Körperabschnitt 108 zugewandt ist. Im Einzelnen ist die Detektorspule 118 so positioniert und an dem Spannkörper 14 befestigt, dass ein dem Sensor zugewandter Teil 126 (vgl. 5) des Körperabschnitts 108, der der Detektoroberfläche 124 zugewandt ist, sich über beide Seiten der Langnut 112 erstreckt.
Der Oszillatorschaltungsabschnitt 120 oszilliert, um die Detektorspule 118 mit einer festgelegten Oszillationsfrequenz anzutreiben. Der Detektorschaltungsabschnitt 122 erfasst die Resonanzimpedanz (parallele Resonanzimpedanz) auf der Basis eines Signals, das von dem Oszillatorschaltungsabschnitt 120 ausgegeben wird. Im Einzelnen erfasst der Näherungsschalter 22 die Drehposition (Drehwinkel) des Spannarms 18, indem er Änderungen der Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126, die durch die Rotation der Drehwelle 90 bewirkt werden, als Änderungen der Resonanzimpedanz detektiert.
In den 3 und 6 ist die Steuereinheit 24 in einem Gehäuse aufgenommen, das in dem Spannkörper 14 ausgebildet ist, und elektrisch über einen Leitungsdraht 128 an den Näherungsschalter 22 angeschlossen. Das Gehäuse weist einen Einstellkopf 130 auf, den ein Nutzer drücken und von außen betätigen kann, einen Verbinder (Steckverbinder) 132, an welchen ein Kabel, das mit einer externen Vorrichtung (beispielsweise einer Stromquelle) verbunden ist, anschließbar ist, und einen Anzeigeabschnitt 134, der visuell von außen abgelesen werden kann. Wie in 6 dargestellt ist, umfasst der Anzeigeabschnitt 134 eine Stromleuchte 136, eine Klemmleuchte 138 und eine Nichtklemmleuchte 140.
Die Steuereinheit 24 umfasst einen Bestimmungsabschnitt 142, einen Schwellenwerteinstellabschnitt 144 und einen Ausgabeabschnitt 146. Der Bestimmungsabschnitt 146 stellt fest, ob die Spannvorrichtung in einem Klemmzustand ist (ob der Spannarm 18 an einer Klemmposition steht) auf der Basis eines Vergleichs zwischen der durch den Detektorschaltungsabschnitt des Näherungsschalters 22 detektierten Resonanzimpedanz (nachfolgend als „detektierte Resonanzimpedanz“ bezeichnet) und einem Klemmschwellenwert Za. Außerdem bestimmt die Bestimmungseinheit 142, ob die Spannvorrichtung in einem nicht klemmenden Zustand ist (ob der Spannarm 18 an einer nicht klemmenden Position steht) auf der Basis eines Vergleichs zwischen der detektierten Resonanzimpedanz und einem Nichtklemmschwellenwert Zb.
Der Schwellenwerteinstellabschnitt 144 stellt den Klemmschwellenwert Za auf der Basis eines Signals (detektierte Resonanzimpedanz) ein, das von dem Detektorschaltungsabschnitt 122 ausgegeben wird, wenn an dem Einstellknopf 130 ein erster Vorgang durchgeführt wird. Außerdem stellt der Schwellenwerteinstellabschnitt 144 den Nichtklemmschwellenwert Zb auf der Basis der detektierten Resonanzimpedanz ein, wenn an dem Einstellknopf 130 ein zweiter Vorgang durchgeführt wird. Der Klemmschwellenwert Za und der Nichtklemmschwellenwert Zb, die durch den Schwellenwerteinstellabschnitt 144 eingestellt werden, werden in der Steuerung gespeichert. Der Ausgangsabschnitt 146 schaltet die Stromleuchte 136, die Klemmleuchte 138 und die Nichtklemmleuchte 140 ein und aus.
Die Spannvorrichtung 10 gemäß dieser Ausführungsform ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Die Arbeitsweise der Spannvorrichtung 10 wird nun beschrieben. Bei der nachfolgenden Beschreibung wird der in 7 dargestellte nicht klemmende Zustand als ein Ursprungszustand angenommen.
Zunächst bringt ein Nutzer die Klammern 53 der Spannvorrichtung 10 an einem Befestigungselement (nicht dargestellt) an. Außerdem verbindet der Nutzer ein Kabel mit dem Steckverbinder 132, um die Spannvorrichtung 10 an eine externe Vorrichtung (beispielsweise eine Stromquelle) anzuschließen. Hierdurch wird der Steuereinheit 24 Strom zugeführt, und die Stromleuchte 136 wird eingeschaltet.
In dem Ursprungszustand ist die Nichtklemmleuchte 140 eingeschaltet und die Klemmleuchte 138 ist abgeschaltet. Der Kolben 32 ist an dem einen Ende des Zylinderrohres 26 neben dem Endblock 28 angeordnet und steht in Kontakt mit dem Dämpfer 48. Wie in 5 dargestellt ist, ist zu dieser Zeit die Detektorfläche 124 des Näherungsschalters 22 an einer Position P2 vorgesehen, die einem Endabschnitt der Langnut 112 in der Richtung des Pfeils R2 zugewandt ist. Der dem Sensor zugewandte Teil 126 des Körperabschnitts 108, der der Detektorfläche 124 zugewandt ist, weist eine Fläche S1 auf.
Wenn ein Werkstück geklemmt wird, wird dem ersten Anschluss 38 Druckfluid zugeführt, während der zweite Anschluss 42 zur Umgebung offen ist. Wie in 3 gezeigt ist, wird dann der Kolben 32 zu der Stangenabdeckung 30 (in der Richtung des Pfeils B) verschoben. Die Linearbewegung des Kolbens 32 wird über die Kolbenstange 34 und das Gabelgelenk 62 auf den Gelenkmechanismus 16 übertragen. Durch Drehung der Drehwelle 90 wird der Spannarm 18 in integrierter Weise zusammen mit der Drehwelle 90 in der Richtung des Pfeils R2 gedreht (in 3 im Uhrzeigersinn).
Da zu dieser Zeit das Erkennungsziel 20, das an dem Stützhebel 36 fixiert ist, sich in integrierter Weise zusammen mit der Drehwelle 90 dreht, wird die Detektorfläche 124 relativ zu dem Körperabschnitt 108 in der Richtung des Pfeils R1 verschoben. Hierdurch nimmt die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 zu, und die detektierte Resonanzimpedanz sinkt in nicht linearer Weise (vgl. 5 und 8).
In einem Fall, wenn die detektierte Resonanzimpedanz größer ist als der Klemmschwellenwert Za und kleiner als der Nichtklemmschwellenwert Zb, bestimmt der Bestimmungsabschnitt 142, dass er in einem Zwischenzustand ist (ein Übergangszustand von dem nicht klemmenden Zustand zu dem Klemmzustand). Zu dieser Zeit schaltet der Ausgabeabschnitt 146 sowohl die Nichtklemmleuchte 140 als auch die Klemmleuchte 138 aus. Hierdurch kann der Nutzer überprüfen, dass der Zwischenzustand vorliegt, indem er visuell überprüft, ob die Nichtklemmleuchte 140 und die Klemmleuchte 138 ausgeschaltet sind.
Wenn die Detektorfläche 124 zu einer Position P1 verschoben wird, die einem Endabschnitt der Langnut 112 in der Richtung des Pfeils R1 zugewandt ist, wird die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 gleich S2. Man beachte, dass die Fläche S2 größer ist als die Fläche S1. Zu diesem Zeitpunkt erreicht die detektierte Resonanzimpedanz den Klemmschwellenwert Za, und daher stellt der Bestimmungsabschnitt 142 fest, dass der Klemmzustand vorliegt. Außerdem schaltet der Ausgabeabschnitt 146 die Klemmleuchte 138 ein, während die Nichtklemmleuchte 140 weiterhin abgeschaltet bleibt. Hierdurch kann der Nutzer überprüfen, dass der Klemmzustand vorliegt, indem er die Klemmleuchte 138 visuell überprüft. In diesem Moment wird die Verschiebung des Kolbens 32 zu der Stangenabdeckung 30 gestoppt.
Wenn andererseits das Werkstück aus dem Klemmzustand befreit wird, wird dem zweiten Anschluss 42 Druckfluid zugeführt, während der erste Anschluss 38 zur Umgebung geöffnet wird. Dies sorgt dafür, dass der Kolben 32 zu dem Endblock 28 verschoben wird, wie es in 7 gezeigt ist. Die Linearbewegung des Kolbens 32 wird über die Kolbenstange 34 und das Gabelgelenk 62 auf den Gelenkmechanismus 16 übertragen, und durch die Rotation der Drehwelle 90 dreht sich der Spannarm 18 zusammen mit der Drehwelle 90 in integrierter Weise in der Richtung des Pfeils R1 (in 7 gegen den Uhrzeigersinn).
Da zu dieser Zeit das Erkennungsziel 20, das an dem Stützhebel 86 befestigt ist, sich ebenfalls in integrierter Weise zusammen mit der Drehwelle 90 dreht, wird die Detektorfläche 124 in der Richtung des Pfeils R2 relativ zu dem Körperabschnitt 108 verschoben. Hierdurch nimmt die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 ab, und dementsprechend steigt die detektierte Resonanzimpedanz in nicht linearer Weise (siehe 8).
In einem Fall, wenn die detektierte Resonanzimpedanz größer ist als der Klemmschwellenwert Za und kleiner ist als der Nichtklemmschwellenwert Zb, stellt der Bestimmungsabschnitt 142 fest, dass ein Zwischenzustand vorliegt (Übergangszustand von dem Klemmzustand zu dem nicht klemmenden Zustand). Zu dieser Zeit schaltet der Ausgabeabschnitt 146 sowohl die Nichtklemmleuchte 140 als auch die Klemmleuchte 138 aus.
Wenn die Detektorfläche 124 zu der Position P2 verschoben wird, die dem Endabschnitt der Langnut 112 in der Richtung des Pfeils R2 zugewandt ist, wird die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 gleich S1. Zu dieser Zeit erreicht die detektierte Resonanzimpedanz den Nichtklemmschwellenwert Zb, und daher stellt der Bestimmungsabschnitt 142 fest, dass der nicht klemmende Zustand vorliegt. Außerdem schaltet der Ausgabeabschnitt 146 die Nichtklemmleuchte 140 ein, während die Klemmleuchte 138 ausgeschaltet bleibt. In diesem Moment tritt der Kolben 32 in Kontakt mit dem Dämpfer 48, wodurch die Verschiebung des Kolbens 32 zu dem Endblock 28 gestoppt wird, und die Rotation der Drehwelle 90 und des Spannarms 18 wird angehalten.
Bei der Spannvorrichtung 10, die oben beschrieben wurde, werden die Einstellung des Öffnungsgrades des Armes sowie die Einstellung des Klemmschwellenwerts Za und des Nichtklemmschwellenwerts Zb entsprechend der Form und Größe des Werkstücks vorgenommen.
Um den Öffnungsgrad des Armes einzustellen, wird die Länge des Einstellbolzens 46, die in die erste Zylinderkammer 36 vorsteht, durch Schrauben des Einstellbolzens 46 geändert. Hierdurch wird die Hublänge des Kolbens 32 verändert, so dass der Armöffnungsgrad des Spannarmes 18, der durch die Wirkung der Linearbewegung des Kolbens 32 über den Gelenkmechanismus 16 rotiert, verändert. Die Länge des Einstellbolzens 46, die in die erste Zylinderkammer 36 vorsteht, wird verringert, um den Öffnungsgrad des Armes zu vergrößern, und die Länge des Einstellbolzens 46, die in die erste Zylinderkammer 36 vorsteht, wird vergrößert, um den Öffnungsgrad des Armes zu verringern.
Zur Änderung des Klemmschwellenwerts Za, wird außerdem der Kolben 32 durch die Wirkung des Fluiddrucks zu der Stangenabdeckung 30 verschoben, und der Spannarm wird in Kontakt mit dem Werkstück gebracht, um dadurch das Werkstück zu klemmen. In diesem Zustand drückt der Nutzer weiterhin den Einstellknopf 130 für eine festgelegte Zeitdauer oder länger (beispielsweise drei Sekunden) (erster Vorgang bzw. Operation). Hierdurch wird der Wert der detektierten Resonanzimpedanz zu diesem Zeitpunkt als ein neuer Klemmschwellenwert Za eingestellt und in dem Speicher der Steuereinheit 24 gespeichert.
Zur Änderung des Nichtklemmschwellenwerts Zb drückt der Nutzer außerdem den Einstellknopf 130 für weniger als einen festgelegten Zeitraum (beispielsweise für etwa eine Sekunde) (zweiter Vorgang bzw. Operation) in einem Zustand, in dem der Spannarm 18 bei einem festgelegten Drehwinkel (Nichtklemmwinkel) angeordnet ist. Hierdurch wird der Wert der detektierten Resonanzfrequenz zu diesem Zeitpunkt als ein neuer Nichtklemmschwellenwert Zb eingestellt und in dem Speicher der Steuereinheit 24 gespeichert.
Auch wenn sich die Form und Größe der Werkstücke ändert, können auf diese Weise der Klemmschwellenwert Za und der Nichtklemmschwellenwert Zb einfach zurückgesetzt werden, indem der Einstellknopf 130 in einem Zustand gedrückt wird, in dem der Spannarm 18 an einem festgelegten Winkel angeordnet ist. Außerdem können sowohl der Klemmschwellenwert Za als auch der Nichtklemmschwellenwert Zb mit Hilfe eines Einstellknopfes 130 eingestellt werden, indem die Zeit, für welche der Einstellknopf 130 gedrückt wird, geändert wird.
Bei dieser Ausführungsform werden Änderungen der Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126, die durch die Drehung der Drehwelle 90 bewirkt werden, mit Hilfe eines einzigen Näherungsschalters 22 erfasst. Dies ermöglicht eine Verringerung der Teilezahl und ermöglicht außerdem eine direkte und genaue Detektion der Drehposition des Spannarms 18. Außerdem kann der Drehwinkelbereich des Spannarms 18 (Öffnungsgrad des Armes) einfach geändert werden, da eine Änderung des Erkennungsziels 20 oder eine Änderung der Position des Näherungsschalters 22 nicht erforderlich ist.
Da bei dieser Ausführungsform das Erkennungsziel 20 eine Plattenform hat, kann das Erkennungsziel 20 einfach durch Pressen produziert werden. Außerdem weist das Erkennungsziel 20 die Langnut 112 auf, die sich in der Richtung erstreckt, in der sich das Erkennungsziel 20 erstreckt, so dass die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 sich ändert, wenn sich die Drehwelle 90 ändert. Somit kann die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 einfach mit Hilfe der Langnut 112 geändert werden.
Außerdem erstrecken sich die Seiten 112a, 112b der Langnut 112 linear in den Richtungen, welche die Richtung, entlang der sich das Erkennungsziel 20 erstreckt, schneiden. Somit kann die Resonanzimpedanz des Näherungsschalters 22 in nicht linearer Weise geändert werden. Da der dem Sensor zugewandte Teil 126 sich über beide Seiten der Langnut 112 erstreckt, ist es außerdem möglich, den Aufbau des Erkennungsziels 20 zu vereinfachen, und außerdem eine Verringerung der Steifigkeit zu vermeiden.
Bei dieser Ausführungsform ist der Befestigungsabschnitt 110 an einem Endabschnitt des Erkennungsziels 20 in einer Richtung ausgebildet, in der sich das Erkennungsziel 20 erstreckt, und weist die Schraubeneinsetzöffnung 116 auf, in welche das Gewindeelement 114 eingesetzt ist. Mit einem einfachen Aufbau kann somit das Erkennungsziel 20 fest an der Drehwelle 90 (Stützhebel 86) befestigt werden. Hierdurch können Änderungen des Abstandes zwischen dem dem Sensor zugewandten Teil 126 und der Detektorfläche 124 verhindert oder reduziert werden, wenn sich die Drehwelle 90 dreht.
Außerdem ist der zurückgesetzte Abschnitt 106 in einem Bereich der Drehwelle 90 ausgebildet, der der Detektorfläche 124 zugewandt ist, wenn sich die Drehwelle 90 dreht. Dadurch wird die Erzeugung von Wirbelströmen in der Drehwelle 90 durch den Näherungsschalter 22 verhindert, auch wenn die Drehwelle 90 aus Metall besteht.
Als nächstes wird ein Erkennungsziel 150 gemäß einer ersten Modifikation mit Bezug auf die 9A bis 9C beschrieben. Bei dem Erkennungsziel 150 werden die gleichen Bezugszeichen und Symbole für Komponenten verwendet, die denen des oben beschriebenen Erkennungsziels 20 entsprechen, und auf ihre detaillierte Beschreibung wird verzichtet. Außerdem erzeugen die Teile des Erkennungsziels 150, die die gleichen sind wie bei dem oben beschriebenen Erkennungsziel 20, die gleichen Wirkungen.
Wie in den 9A und 9B dargestellt ist, umfasst das Erkennungsziel 150 gemäß der ersten Modifikation einen Körperabschnitt 152, der sich um die Achse der Drehwelle 90 erstreckt, und einen Befestigungsabschnitt 110, der an einem Ende des Körperabschnitts 152 in der Richtung des Pfeils R1 vorgesehen ist. Der Körperabschnitt 152 weist zwei Langnuten 154, 156 auf, die sich um die Achse der Drehwelle 90 erstrecken (d. h. in einer Richtung erstrecken, in welcher sich der Körperabschnitt 152 erstreckt). Die Langnuten sind nebeneinander in der Breitenrichtung des Körperabschnitts 152 angeordnet.
Dementsprechend weist der Körperabschnitt 152 außerdem einen rechteckigen äußeren Rahmenabschnitt 158 auf, der um die Langnuten 154, 156 angeordnet ist, und einen mittleren Abschnitt 160, der zwischen den Langnuten 154, 156 angeordnet ist. Der mittlere Abschnitt 160 erstreckt sich um die Achse der Drehwelle 90. Beide Enden des mittleren Abschnitts 160 in einer Richtung, in welcher sich der mittlere Abschnitt 160 erstreckt, sind mit dem äußeren Rahmenabschnitt 158 verbunden.
Die Langnuten 154, 156 haben jeweils im Wesentlichen eine dreieckige Form. Seiten 154a, 156a der Langnuten 154, 156, die dem mittleren Abschnitt näher liegen, erstrecken sich linear in Richtungen, welche die Richtung, entlang der sich der Körperabschnitt 152 erstreckt, schneiden. Mit anderen Worten erstrecken sich die Seiten 154a, 156a der Langnuten 154, 156 in linearer Weise so, dass sie sich einander in Richtung des Pfeils R1 annähern. Somit nimmt die Breite des mittleren Abschnitts 160 in Richtung des Pfeils R1 ab.
In einem Fall, wenn das oben beschriebene Erkennungsziel 150 verwendet wird, ist die Detektorfläche 124 des Näherungssensors 22 in dem Ursprungszustand an der Position P2 angeordnet, die einem Endabschnitt des mittleren Abschnitts 160 in der Richtung des Pfeils R2 zugewandt ist, und der dem Sensor zugewandte Teil 126 hat eine Fläche S4. Man beachte, dass der Klemmschwellenwert Za größer ist als der Nichtklemmschwellenwert Zb.
Wie in den 9B und 9C dargestellt ist, wird die Detektorfläche 124 relativ zu dem Körperabschnitt 152 in der Richtung des Pfeils R1 verschoben, wenn ein Werkstück geklemmt wird. Hierdurch nimmt die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 ab, und die detektierte Resonanzimpedanz nimmt dementsprechend in nicht linearer Weise zu.
In einem Fall, wenn die detektierte Resonanzimpedanz größer ist als der Nichtklemmschwellenwert Zb und kleiner als der Klemmschwellenwert Za, stellt der Bestimmungsabschnitt 142 fest, dass der Zwischenzustand (ein Übergangszustand von dem nicht klemmenden Zustand zu dem Klemmzustand) vorliegt. Wenn die Detektorfläche 124 zu der Position P1 verschoben wird, die einem Endabschnitt des mittleren Abschnitts 160 in Richtung des Pfeils R1 zugewandt ist, wird die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 gleich S3. Man beachte, dass die Fläche S3 kleiner ist als die Fläche S4. Zu dieser Zeit erreicht die detektierte Resonanzimpedanz den Klemmschwellenwert Za, so dass der Bestimmungsabschnitt 142 festlegt, dass der Klemmzustand vorliegt.
Wenn andererseits das Werkstück aus dem geklemmten Zustand freigegeben wird, wird die Detektorfläche 124 relativ zu dem Körperabschnitt 152 in der Richtung des Pfeils R2 verschoben. Hierdurch nimmt die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 zu und dementsprechend nimmt die detektierte Resonanzimpedanz in nicht linearer Weise ab.
In einem Fall, wenn die detektierte Resonanzimpedanz geringer ist als der Klemmschwellenwert Za und größer als der Nichtklemmschwellenwert Zb, bestimmt der Bestimmungsabschnitt 142, dass der Zwischenzustand vorliegt (ein Übergangszustand von dem Klemmzustand zu dem nicht klemmenden Zustand). Wenn die Detektorfläche 124 zu der Position P2 verschoben wird, die dem Endabschnitt des mittleren Abschnitts 160 in der Richtung des Pfeils R2 zugewandt ist, wird die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 gleich S4. Zu dieser Zeit erreicht die detektierte Resonanzimpedanz den NichtklemmSchwellenwert Zb, und daher bestimmt der Bestimmungsabschnitt 142, dass der nicht klemmende Zustand vorliegt.
Bei dieser Modifikation ist der dem Sensor zugewandte Teil 126 in dem mittleren Abschnitt 160 ausgebildet, der zwischen den beiden Langnuten 154, 156 angeordnet ist. Dadurch kann die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 durch die Rotation der Drehwelle 90 zuverlässig geändert werden.
Als nächstes wird ein Erkennungsziel 170 gemäß einer zweiten Modifikation mit Bezug auf die 10A bis 10C beschrieben. Bei dem Erkennungsziel 170 werden die gleichen Bezugszeichen und Symbole für Komponenten verwendet, die identisch mit denen des oben beschriebenen Erkennungsziels 150 sind, und auf ihre detaillierte Beschreibung wird verzichtet. Außerdem erzeugen die Teile des Erkennungsziels 170, die denen des oben beschriebenen Erkennungsziels 150 entsprechen, die gleichen Wirkungen wie bei dem Erkennungsziel 150. Das gleiche gilt für das Erkennungsziel 180 gemäß der dritten Modifikation und ein Erkennungsziel 200 gemäß einer fünften Modifikation, die später beschrieben werden.
Wie in den 10A und 10B dargestellt ist, umfasst das Erkennungsziel 170 gemäß der zweiten Modifikation einen Körperabschnitt 172, der sich um die Achse der Drehwelle 90 erstreckt, und einen Befestigungsabschnitt 110, der an einem Ende des Körperabschnitts 172 in der Richtung des Pfeils R1 vorgesehen ist. Der Körperabschnitt 172 weist eine Verbindungsnut 174 auf, durch welche Enden der beiden Langnuten 154, 156 in der Richtung des Pfeils R1 miteinander in Verbindung stehen. Die Nutenbreite der Verbindungsnut 174 ist größer oder gleich dem Durchmesser der Detektoroberfläche 124. Mit anderen Worten wird die Detektorfläche 124 nicht durch den Körperabschnitt 172 abgedeckt, wenn sie der Verbindungsnut 174 zugewandt ist.
Bei dieser Modifikation definieren die beiden Langnuten 154, 156 und die Verbindungsnut 174 eine im Wesentlichen U-förmige Nut 176 in dem Körperabschnitt 172. Dementsprechend weist der Körperabschnitt 172 außerdem den äußeren Rahmenabschnitt 158 und einen mittleren Abschnitt 178 auf, der zwischen den Langnuten 154, 156 vorgesehen ist. Der mittlere oder Zwischenabschnitt 178 erstreckt sich um die Achse der Drehwelle 90. Ein Ende des mittleren Abschnitts 178 in der Richtung des Pfeils R2 ist mit dem äußeren Rahmenabschnitt 158 verbunden, und ein Ende des mittleren Abschnitts 178 in der Richtung des Pfeils R1 ist von dem äußeren Rahmenabschnitt 158 getrennt.
In einem Fall, wenn das oben beschriebene Erkennungsziel 170 verwendet wird, ist die Detektorfläche 124 des Näherungsschalters 22 in dem Ursprungszustand an der Position P2 vorgesehen, die einem Endabschnitt des mittleren Abschnitts 178 in Richtung des Pfeils R2 zugewandt ist, und der dem Sensor zugewandte Teil 126 hat eine Fläche gleich S5.
Wie in den 10B und 10C dargestellt ist, wird beim Klemmen eines Werkstücks die Detektorfläche 124 relativ zu dem Körperabschnitt 172 in der Richtung des Pfeils R1 verschoben. Hierdurch nimmt die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 ab, und die detektierte Resonanzimpedanz steigt an.
In einem Fall, wenn die detektierte Resonanzimpedanz größer ist als der Nichtklemmschwellenwert Zb und kleiner als der Klemmschwellenwert Za, bestimmt der Bestimmungsabschnitt 142, dass der Zwischenzustand vorliegt (ein Übergangszustand von dem nicht klemmenden Zustand zu dem Klemmzustand). Wenn die Detektorfläche 124 an der Position P1 angeordnet ist, die der Verbindungsnut 174 zugewandt ist, wird die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 gleich null. Zu diesem Zeitpunkt erreicht die detektierte Resonanzimpedanz den Klemmschwellenwert Za, und daher bestimmt der Bestimmungsabschnitt 172, dass der Klemmzustand vorliegt.
Wenn andererseits das Werkstück aus dem Klemmzustand freigegeben wird, wird die Detektorfläche 124 relativ zu dem Körperabschnitt 172 in der Richtung des Pfeils R2 verschoben. Hierdurch nimmt die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 zu, und dementsprechend sinkt die detektierte Resonanzimpedanz.
In einem Fall, wenn die detektierte Resonanzimpedanz geringer ist als der Klemmschwellenwert Za und größer als der Nichtklemmschwellenwert Zb, bestimmt der Bestimmungsabschnitt 142, dass der Zwischenzustand vorliegt (ein Übergangszustand von dem Klemmzustand zu dem nicht klemmenden Zustand). Wenn die Detektorfläche 124 zu der Position P2 verschoben wird, die dem Endabschnitt des Zwischenabschnitts 178 in der Richtung des Pfeils R2 zugewandt ist, wird die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 gleich S5. Zu dieser Zeit erreicht die detektierte Resonanzimpedanz den Nichtklemmschwellenwert Zb, und daher bestimmt der Bestimmungsabschnitt 142, dass der nicht klemmende Zustand vorliegt.
Bei dieser Modifikation ist die Nutenbreite der Verbindungsnut 174 größer als der oder gleich dem Durchmesser der Detektorfläche 124. Wenn die Detektorfläche 124 zu der Position P1, die der Verbindungsnut 174 zugewandt ist, verschoben wird, kann daher die detektierte Resonanzimpedanz des Näherungsschalters 22 diskontinuierlich gemacht werden (sich abrupt ändern). Dementsprechend kann der Klemmzustand zuverlässig detektiert werden, auch wenn die detektierte Resonanzimpedanz des Näherungsschalters 22 durch Temperaturschwankungen in der Umgebung, in der die Spannvorrichtung 10 verwendet wird, variiert.
Der Aufbau des Erkennungsziels 170 gemäß dieser Modifikation ist nicht auf den oben beschriebenen Aufbau beschränkt. Die Verbindungsnut 174 kann eine Verbindung von Enden der beiden Langnuten 154, 156 in der Richtung des Pfeils R2 erlauben. In diesem Fall kann der nicht klemmende Zustand zuverlässig erfasst werden, auch wenn die Resonanzimpedanz des Näherungsschalters 22 durch Temperaturschwankungen in der Umgebung, in der die Spannvorrichtung 10 verwendet wird, variiert.
Als nächstes wird ein Erkennungsziel 180 gemäß der dritten Modifikation mit Bezug auf die 11 A bis 11C beschrieben. Wie in den 11 A und 11 B dargestellt ist, umfasst das Erkennungsziel 180 gemäß dieser Modifikation einen Körperabschnitt 182, der sich um die Achse der Drehwelle 90 erstreckt, und einen Befestigungsabschnitt 110, der an einem Ende des Körperabschnitts 182 in der Richtung des Pfeils R1 vorgesehen ist.
Der Körperabschnitt 182 weist zwei Langnuten 184, 186 auf, die sich um die Achse der Drehwelle 90 erstrecken (d. h. sich in einer Richtung erstrecken, in der sich der Körperabschnitt 182 erstreckt), wobei die Langnuten nebeneinander in der Breitenrichtung des Körperabschnitts 182 angeordnet sind. Dementsprechend weist der Körperabschnitt 182 auch einen rechteckigen äußeren Rahmenabschnitt 158 auf, der um die Langnuten 184, 186 angeordnet ist, und einen mittleren Abschnitt 188, der zwischen den Langnuten 184, 186 angeordnet ist. Der mittlere oder Zwischenabschnitt 188 erstreckt sich um die Achse der Drehwelle 90. Beide Enden des mittleren Abschnitts 188 in einer Richtung, in der sich der mittlere Abschnitt 188 erstreckt, sind mit dem äußeren Rahmenabschnitt 158 verbunden.
Seiten 184a, 186a der Langnuten 184, 186, die dem mittleren Abschnitt 188 näher liegen, erstrecken sich in einer gekrümmten Weise. Mit anderen Worten erstrecken sich die Seiten 184a, 186a der Langnuten 184, 186 derart in einer gekrümmten Weise, dass sie sich einander in der Richtung des Pfeils R1 annähern. Somit nimmt die Breite des mittleren Abschnitts 188 in der Richtung des Pfeils R1 ab.
In einem Fall, wenn das oben beschriebene Erkennungsziel 180 verwendet wird, ist die Detektorfläche 124 des Näherungsschalters 22 in dem Ursprungszustand an der Position P2 angeordnet, die einem Endabschnitt des mittleren Abschnitts 188 in der Richtung des Pfeils R2 zugewandt ist, und der dem Sensor zugewandte Teil 126 hat eine Fläche S7.
Wie in den 11B und 11C dargestellt ist, wird die Detektorfläche 124 relativ zu dem Körperabschnitt 182 in der Richtung des Pfeils R1 verschoben, wenn ein Werkstück geklemmt wird. Hierdurch nimmt die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 ab, und die detektierte Resonanzimpedanz steigt linear an. Wenn die Detektorfläche 124 zu der Position P1 verschoben wird, die einem Endabschnitt des mittleren Abschnitts 188 in der Richtung des Pfeils R1 zugewandt ist, wird die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 gleich S6. Man beachte, dass die Fläche S6 kleiner ist als die Fläche S7. Zu dieser Zeit erreicht die detektierte Resonanzimpedanz den Klemmschwellenwert Za, und daher bestimmt der Bestimmungsabschnitt 142, dass der Klemmstand vorliegt.
Wenn andererseits das Werkstück aus dem geklemmten Zustand freigegeben wird, wird die Detektorfläche 124 relativ zu dem Körperabschnitt 182 in der Richtung des Pfeils R2 verschoben. Hierdurch nimmt die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 zu, und die detektierte Resonanzimpedanz nimmt linear ab. Wenn die Detektorfläche 124 zu der Position P2 verschoben wird, die dem Endabschnitt des mittleren Abschnitts 188 in der Richtung des Pfeils R2 zugewandt ist, wird die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 gleich S7. Zu dieser Zeit erreicht die detektierte Resonanzimpedanz den Nichtklemmschwellenwert Zb, und daher bestimmt der Bestimmungsabschnitt, dass der nicht klemmende Zustand vorliegt.
Bei dieser Modifikation erstrecken sich die Seiten 184a, 186a der Langnuten 184, 186 in einer gekrümmten Weise. Somit kann die Resonanzimpedanz des Näherungsschalters 22 linear geändert werden. Dies ermöglicht eine Detektion des Drehwinkels des Spannarms 18.
Als nächstes wird ein Erkennungsziel 190 gemäß einer vierten Ausführungsform mit Bezug auf die 12A bis 12C beschrieben. Bei dem Erkennungsziel 190 werden die gleichen Bezugszeichen und Symbole für Komponenten verwendet, die denen des oben beschriebenen Erkennungsziels 180 identisch sind, und auf ihre detaillierte Beschreibung wird verzichtet. Außerdem erzeugen Teile des Erkennungsziels 190, die denen des oben beschriebenen Erkennungsziels 180 entsprechen, die gleichen Wirkungen wie bei dem Erkennungsziel 180.
Wie in den 12A bis 12B dargestellt ist, umfasst das Erkennungsziel 190 gemäß dieser Modifikation einen Körperabschnitt 192, der sich um die Achse der Drehwelle 90 erstreckt, und Befestigungsabschnitte 110, die an beiden Enden des Körperabschnitts 192 vorgesehen sind. Der Körperabschnitt 192 weist eine Verbindungsnut 194 auf, durch die Enden der beiden Langnuten 184, 186 in der Richtung des Pfeils R1 miteinander verbunden werden. Die Nutenbreite der Verbindungsnut 194 ist größer oder gleich dem Durchmesser der Detektorfläche 124. Mit anderen Worten wird die Detektorfläche 124 nicht durch den Körperabschnitt 192 abgedeckt, wenn sie der Verbindungsnut 194 zugewandt ist.
Bei dieser Modifikation definieren die beiden Langnuten 184, 186 und die Verbindungsnut 194 eine im Wesentlichen U-förmige Nut 196 in dem Körperabschnitt 192. Dementsprechend weist der Körperabschnitt 192 außerdem den äußeren Rahmenabschnitt 158 und einen mittleren oder Zwischenabschnitt 198 auf, der zwischen den Langnuten 184, 186 angeordnet ist. Der mittlere Abschnitt 198 erstreckt sich um die Achse der Drehwelle 90. Ein Ende des mittleren Abschnitts 198 in der Richtung des Pfeils R2 ist mit dem äußeren Rahmenabschnitt 158 verbunden, und ein Ende des mittleren Abschnitts 158 in der Richtung des Pfeils R1 ist von dem äußeren Rahmenabschnitt 158 getrennt.
In einem Fall, wenn das oben beschriebene Erkennungsziel 190 verwendet wird, ist die Detektorfläche 124 des Näherungsschalters 22 in dem Ursprungszustand an der Position P2 angeordnet, die einem Endabschnitt des mittleren Abschnitts 198 in der Richtung des Pfeils R2 zugewandt ist, und der dem Sensor zugewandte Teil 126 hat eine Fläche S8.
Wie in den 12B und 12C dargestellt ist, wird die Detektorfläche 124 relativ zu dem Körperabschnitt 152 in der Richtung des Pfeils R1 verschoben, wenn ein Werkstück geklemmt wird. Hierdurch nimmt die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 ab, und die detektierte Resonanzimpedanz steigt linear an. Wenn die Detektorfläche 124 zu der Position P1 verschoben wird, die der Verbindungsnut 194 zugewandt ist, wird die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 gleich null. Zu dieser Zeit erreicht die detektierte Resonanzimpedanz den Klemmschwellenwert Za, und daher bestimmt der Bestimmungsabschnitt 142, dass der Klemmzustand vorliegt.
Wenn andererseits das Werkstück aus dem geklemmten Zustand freigegeben wird, wird die Detektorfläche 124 relativ zu dem Körperabschnitt 192 in der Richtung des Pfeils R2 verschoben. Hierdurch nimmt die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 zu, und die detektierte Resonanzimpedanz sinkt linear ab. Wenn die Detektorfläche 124 zu der Position P2 verschoben wird, die dem Endabschnitt des mittleren Abschnitts 198 in der Richtung des Pfeils R2 zugewandt ist, wird die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 gleich S8. Zu diesem Zeitpunkt erreicht die detektierte Resonanzimpedanz den Nichtklemm-Schwellenwert Zb, und daher bestimmt der Bestimmungsabschnitt 142, dass der nicht klemmende Zustand vorliegt.
Bei dieser Modifikation sind die Befestigungsabschnitte 110 an beiden Enden des Körperabschnitts 192 in einer Richtung vorgesehen, in der sich der Körperabschnitt 192 erstreckt. Dies ermöglicht eine festere Befestigung des Erkennungsziels 190 an der Drehwelle 90 (Stützhebel 86).
Als nächstes wird das Erkennungsziel 200 gemäß der fünften Modifikation mit Bezug auf die 13 bis 14B beschrieben. Wie in den 13 bis 14B dargestellt ist, umfasst das Erkennungsziel 200 gemäß dieser Modifikation zwei erste Halteabschnitts 202, die an Enden des Körperabschnitts 152 in der Richtung des Pfeils R1 angeordnet sind, und zwei zweite Halteabschnitte 204, die an einem Ende des Körperabschnitts 152 in der Richtung des Pfeils R2 angeordnet sind.
Die beiden ersten Halteabschnitte 202 sind an beiden Enden des Körperabschnitts 152 in der Breitenrichtung so vorgesehen, dass der Befestigungsabschnitt 110 zwischen den ersten Halteabschnitten 202 angeordnet ist. Eine festgelegte Lücke (Spalt) ist jeweils zwischen dem ersten Halteabschnitt 202 und dem Befestigungsabschnitt 110 ausgebildet. Die ersten Halteabschnitte 202 sind in radialer Richtung der Drehwelle 90 (Dickenrichtung des Erkennungsziels 200) elastisch deformierbar. Im Einzelnen weisen die ersten Halteabschnitte 202 jeweils einen ersten vorstehenden Teil 202a, der von dem Körperabschnitt 152 in einer Richtung vorsteht, in der sich der Körperabschnitt 152 erstreckt, und einen ersten aufnehmenden Teil 202b auf, der von dem distalen Ende des ersten vorstehenden Teils 202a in der Richtung des Pfeils R1 in einer radialen Richtung der Drehwelle 90 nach außen vorsteht.
Die beiden zweiten Halteabschnitte 204 sind an beiden Enden des Körperabschnitts 152 in der Breitenrichtung so vorgesehen, dass sie voneinander getrennt sind. Die zweiten Halteabschnitte 204 haben einen Aufbau ähnlich dem Aufbau der oben beschriebenen ersten Halteabschnitte 202 und weisen jeweils einen zweiten vorstehenden Teil 204a, der von dem Körperabschnitt 152 in der Richtung vorsteht, in der sich die Drehwelle 90 erstreckt, und einen zweiten aufnehmenden Teil 204b auf, der von dem distalen Ende des zweiten vorstehenden Teils 204a in der Richtung des Pfeils R2 in einer radialen Richtung der Drehwelle 90 nach außen vorsteht. Der Abstand zwischen dem ersten Halteabschnitt 202 und dem zweiten Halteabschnitt 204, die einander zugewandt sind, wenn das Erkennungsziel 200 nicht an der Drehwelle 90 angebracht ist, ist etwas kleiner als der Außendurchmesser der Drehwelle 90.
Wenn bei dieser Modifikation die Drehwelle 90 in einem Raum zwischen den ersten Halteabschnitten 202und den zweiten Halteabschnitten 204 eingesetzt wird, werden die ersten Aufnahmeteile 202b und die zweiten Aufnahmeteile 204b in Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche der Drehwelle 90 gebracht und radial nach außen gepresst. Dann werden die ersten Halteabschnitte 202 und die zweiten Halteabschnitte 204 elastisch in einer Richtung deformiert, in der die ersten Halteabschnitte 202 und die zweiten Halteabschnitte 204 voneinander getrennt werden (d. h. in einer Richtung, in der sie expandiert und geöffnet werden). Wenn das Erkennungsziel 200 vollständig an der Drehwelle 90 montiert ist, werden die ersten vorstehenden Teile 202a und die zweiten vorstehenden Teile 204b durch eine Rückstellkraft gegen die äußere Umfangsfläche der Drehwelle 90 gepresst.
Bei dieser Modifikation halten die ersten Halteabschnitte 202 und die zweiten Halteabschnitte 204 die äußere Umfangsfläche der Drehwelle 90 von außen in der radialen Richtung. Somit kann das Erkennungsziel 200 noch fester an der Drehwelle 90 befestigt werden.
Diese Ausführungsform ist nicht auf die oben beschriebenen Gestaltungen eingeschränkt. Beispielsweise können bei jedem der Erkennungsziele 20, 150, 170, 180 und 200 die Befestigungsabschnitte 110 an beiden Enden in der Richtung vorgesehen sein, in der sich das Erkennungsziel erstreckt. Außerdem können alle Erkennungsziele 20, 150, 170, 180 und 190 die ersten Halteabschnitte 202 und die zweiten Halteabschnitte 204 aufweisen. Des Weiteren kann der Näherungsschalter 22 die Drehposition des Spannarms 18 auf der Basis einer Änderung der Induktivität anstelle der Resonanzimpedanz detektieren.
Das oben beschriebene Erkennungsziel 20 kann so ausgestaltet sein, dass die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 abnimmt, wenn sich die Spannvorrichtung von dem nicht klemmenden Zustand zu dem klemmenden Zustand verschiebt, und so, dass die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 größer wird, wenn die Vorrichtung von dem klemmenden Zustand zu dem nicht klemmenden Zustand umschaltet. In diesem Fall steigt die detektierte Resonanzimpedanz an, wenn der Zustand von dem nicht klemmenden Zustand zu dem klemmenden Zustand umschaltet, und die detektierte Resonanzimpedanz sinkt ab, wenn der Zustand von dem klemmenden Zustand zu dem nicht klemmenden Zustand umschaltet.
Außerdem können die oben beschriebenen Erkennungsziele 150, 170, 180 und 190 so ausgestaltet sein, dass die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 größer wird, wenn die Vorrichtung von dem nicht klemmenden Zustand zu dem klemmenden Zustand umschaltet, und so, dass die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 kleiner wird, wenn die Vorrichtung von dem klemmenden Zustand zu dem nicht klemmenden Zustand umschaltet. In diesem Fall nimmt die detektierte Resonanzimpedanz ab, wenn der Zustand von dem nicht klemmenden Zustand zu dem klemmenden Zustand umschaltet, und die detektierte Resonanzimpedanz nimmt zu, wenn der Zustand von dem klemmenden Zustand zu dem nicht klemmenden Zustand umschaltet.
Die oben beschriebenen Erkennungsziele 20, 150, 170, 180 und 190 werden an dem Stützhebel 86 jeweils durch Einschrauben des Gewindeelements 114 in die Gewindeöffnung 104 des Stützhebels 86 angebracht, wenn das Gewindeelement 114 in die Gewindeeinsetzöffnung 116, die in dem Befestigungsabschnitt 110 ausgebildet ist, eingesetzt ist. Mit anderen Worten weist jedes der Erkennungsziele 20, 150, 170, 180 und 190 den Befestigungsabschnitt 110 mit gleichen Dimensionen auf. Somit können die Erkennungsziele 20, 150, 170, 180 und 190 einfach ausgetauscht werden. Durch Austauschen der Erkennungsziele 20, 150, 170, 180, 190 können daher die Erfordernisse für verschiedene Sensoreigenschaften einfach erfüllt werden, ohne den Aufbau des Stützhebels 86 oder des Näherungsschalters 22 zu verändern.
Beispielsweise in einem Fall, wenn die detektierte Resonanzimpedanz des klemmenden Zustands in Abhängigkeit von der Anwendung der Spannvorrichtung 10 genau detektiert werden muss, können insbesondere die Erkennungsziele 170 und 190 verwendet werden, bei denen die Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 in dem Klemmzustand gleich null ist (die detektierte Resonanzimpedanz ändert sich abrupt).
Außerdem wird beispielsweise in einem Fall, in dem die Klemmeigenschaften geändert werden (beispielsweise in einem Fall, wenn der Leistungsübertragungsmechanismus von einem Kniehebelmechanismus zu einem Keilmechanismus geändert wird), außerdem die Eigenschaft oder Charakteristik der Klemmkraft geändert. Somit kann ein Erkennungsziel verwendet werden, das für die Klemmcharakteristik geeignet ist, um den Klemmzustand und den nicht klemmenden Zustand einfach und genau zu detektieren.
In einem Fall, wenn der Drehwinkelbereich des Spannarms 18 geändert wird, kann außerdem ein Erkennungsziel verwendet werden, bei dem eine Änderung der Fläche des dem Sensor zugewandten Teils 126 über den gesamten Drehwinkelbereich auftritt, um den Klemmzustand und den nicht klemmenden Zustand genau zu detektieren.

Claims

Eine Spannvorrichtung (10), die dazu ausgestaltet ist, ein Werkstück durch einen drehbaren Spannarm (18) zu klemmen, mit: einem Spannkörper (14), einer Antriebseinheit (12), die an dem Spannkörper (14) vorgesehen ist, einer Drehwelle (90), die dazu ausgestaltet ist, sich aufgrund der Betätigung der Antriebseinheit (12) in integrierter Weise zusammen mit dem Spannarm (18) zu drehen, einem Erkennungsziel (20, 150, 170, 180, 190, 200) aus Metall, das an der Drehwelle (90) so vorgesehen ist, dass es sich um eine Achse der Drehwelle (90) erstreckt, und einem Näherungsschalter (22), der so vorgesehen ist, dass er dem Erkennungsziel (20, 150, 170, 180, 190, 200) zugewandt ist, und der so ausgestaltet ist, dass er in dem Erkennungsziel (20, 150, 170, 180, 190, 200) einen Wirbelstrom erzeugt und Magnetverluste detektiert, wobei das Erkennungsziel (20, 150, 170, 180, 190, 200) eine Plattenform hat und eine Langnut (112, 154, 156, 184, 186) aufweist, die sich in einer Richtung erstreckt, in welcher sich das Erkennungsziel (20, 150, 170, 180, 190, 200) erstreckt, so dass eine Fläche eines dem Sensor zugewandten Teils (126) des Erkennungsziels (20, 150, 170, 180, 190, 200), die einer Detektorfläche (124) des Näherungsschalters (22) zugewandt ist, sich mit der Rotation der Drehwelle (90) ändert, und wobei eine Nutenbreite der Langnut (112, 154, 156, 184, 186) von einem Ende zu einem anderen Ende des Erkennungsziels (20, 150, 170, 180, 190, 200) allmählich zunimmt.
Die Spannvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei eine Seite (112a, 112b, 154a, 156a) der Langnut (112, 154, 156) sich linear in einer Richtung erstreckt, welche die Richtung schneidet, entlang der sich das Erkennungsziel (20, 150, 170, 180, 190, 200) erstreckt.
Die Spannvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei eine Seite (184a, 186a) der Langnut (184, 186) sich in einer gekrümmten Weise erstreckt.
Die Spannvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3, wobei die Langnut des Erkennungsziels (20) eine Langnut (112) aufweist, und wobei der dem Sensor zugewandte Teil (126) sich über beide Seiten der Langnut (112) erstreckt
Die Spannvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 und 2 bis 4, wobei die Langnut des Erkennungsziels (150, 170, 180, 190, 200) zwei Langnuten (154, 156, 184, 186) aufweist, die in einer Breitenrichtung des Erkennungsziels (150, 170, 180, 190, 200) nebeneinander angeordnet sind, und wobei der dem Sensor zugewandte Teil (126) zwischen den beiden Langnuten (154, 156, 184, 186) angeordnet ist.
Die Spannvorrichtung (10) nach Anspruch 5, wobei das Erkennungsziel (170, 190, 200) eine Verbindungsnut (174, 194) aufweist, durch welche Enden der beiden Langnuten (156, 184, 186) miteinander in Verbindung stehen, und wobei eine Nutenbreite der Verbindungsnut (174, 194) größer als ein oder gleich einem Durchmesser der Detektorfläche (124) ist.
Die Spannvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 und 2 bis 6, wobei das Erkennungsziel (20, 150, 170, 180, 190, 200) durch ein Gewindeelement (114) an der Drehwelle (90) befestigt ist.
Die Spannvorrichtung (10) nach Anspruch 7, wobei ein Befestigungsabschnitt (110) mit einer Einsetzöffnung (116), in welche das Gewindeelement (114) eingesetzt ist, an wenigstens einem Ende des Erkennungsziels (20, 150, 170, 180, 190, 200) in der Richtung, entlang der sich das Erkennungsziel (20, 150, 170, 180, 190, 200) erstreckt, vorgesehen ist.
Die Spannvorrichtung (10) nach Anspruch 7 oder 8, wobei Halteabschnitte (202, 204), die dazu ausgestaltet sind, eine äußere Umfangsfläche der Drehwelle (90) von außen in radialen Richtungen zu halten, an beiden Enden des Erkennungsziels (200) in der Richtung vorgesehen sind, in der sich das Erkennungsziel (200) erstreckt.
Die Spannvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 und 2 bis 9, wobei ein zurückgesetzter Abschnitt (106) in einem Bereich einer äußeren Umfangsfläche der Drehwelle (90) ausgebildet ist, welcher der Detektorfläche (124) zugewandt ist.