JP2022098441A - 監視アセンブリ、監視アセンブリを備えるクランプシステム、及び監視アセンブリによってクランプ装置を監視するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ワークピースのクランプ品質が監視され、この好適な実施形態における監視アセンブリは、バイスにおける各ガイドブロックへのワークピースの取り付けを検出可能な少なくとも2個の更なるセンサを備える。これにより、ワークピースが正しくクランプされているか、又は例えば斜めにクランプされているかを検出することができる。
‐チャックは開放されている。
‐チャックは閉鎖され、ワークピースキャリアが正しくクランプされている。
‐チャックは閉鎖され、ワークピースキャリア又はクランプスピゴットが存在しない。
‐ワークピースキャリア/ワークピースとクランプ装置との間のクランプ品質を確実に監視し、離れた場所に無線送信することができる。
‐送信されたデータは、検出、保存、外部評価することができる。
‐クランプされたワークピースキャリア又はワークピースのクランプ品質は、2個のセンサだけで信頼性高く確実に監視することができる。
‐パラメータを継続的に監視することができる。
‐特定のパラメータの測定により、加工の信頼性が高まる。特に、クランプ力又はクランプスピゴットの引き込み力を継続的に監視することにより、有用な安全関連データを得ることができる。
‐送信装置及び受信装置に2個の異なるマイクロプロセッサを設けることにより、測定データを独立的かつ冗長的に処理することができる。
‐測定データの送信及び評価を含む測定チェーン全体が、信頼性高く冗長的に構成されている。
2 クランプシステム
3 クランプ装置
4
5 ベースプレート
6 第1チャック
7 第2チャック
8 第3チャック
9 第4チャック
10
11
12 監視アセンブリ
13
14 送信装置
15 第1マイクロプロセッサユニット
16 第2マイクロプロセッサユニット
17 送信アンテナ
18 加速度センサ
19 電源
20
21 受信装置
22 受信アンテナ
23 第1ケーブル
24 ゲートウェイ
25 第1マイクロプロセッサユニット
26 第2マイクロプロセッサユニット
27 第2ケーブル
28 機械制御装置
29 第3ケーブル
30 ハンドリングロボット
31 第4ケーブル
32 サービスツール
33
34 第1センサモジュール
35 第2センサモジュール
36 第3センサモジュール
37 第4センサモジュール
38
39
40 クランプ装置
41 チャック
42 中央孔
43 センサ存在パレット
44
45 ワークピースキャリア(パレット)
46 クランプスピゴット
47
48
49 クランプ装置
50 バイス
51 クランプジョー
52 クランプジョー
53 ガイドブロック
54 ガイドブロック
55 基体
56 ガイドレール
57 ガイドレール
58 第1位置センサ
59 第2位置センサ
60 スピンドル
61 DMS
62 カバー
63 クランプスピゴット
64 ワークピース
65 作動ピストン
66 クランプ球
67 圧縮ばね
68 環状スペース
69 第1DMSセンサ
70 第2DMSセンサ
71 第1誘導センサ(作動ピストン)
72 第2誘導センサ(作動ピストン)
L1~L4 ライン(センサモジュール)
A1~C4 センサ
Claims (25)
- クランプ装置(3,40,49)にクランプされたワークピースキャリア又はワークピースのクランプ品質を監視するための監視アセンブリであって、前記クランプ装置(3,40,49)に配置された少なくとも1個のセンサ(A1~C4)と、前記センサ(A1~C4)によって測定されたパラメータを受信装置(21)に無線送信するための送信装置(14)とを備える監視アセンブリにおいて、
前記監視アセンブリ(12)が、クランプされたワークピースキャリア又はワークピースのクランプ品質を独立して検出するための少なくとも2個のセンサ(A1~A4)を備え、前記送信装置(14)が、測定又は計算された前記パラメータを前記受信装置(21)に冗長的に送信するよう構成されていることを特徴とする監視アセンブリ。 - 請求項1に記載の監視アセンブリであって、該監視アセンブリ(12)が、少なくとも1個のセンサモジュール(34,35,36,37)を備え、該少なくとも1個のセンサモジュール(34,35,36,37)により、前記センサ(A1~C4)における測定値をデジタル化して前記送信装置(14)に送信することを特徴とする監視アセンブリ。
- 請求項2に記載の監視アセンブリであって、前記送信装置(14)に、2個の独立したマイクロプロセッサユニット(15,16)が設けられ、該マイクロプロセッサユニット(15,16)が、前記各センサモジュール(34,35,36,37)によって送信された前記測定値を独立的かつ冗長的に処理するよう構成されていることを特徴とする監視アセンブリ。
- 請求項3に記載の監視アセンブリであって、前記送信装置(14)が、前記2個の独立したマイクロプロセッサユニット(15,16)によって処理された測定データを送信するための少なくとも1個の送信アンテナ(17)を有することを特徴とする監視アセンブリ。
- 請求項1~4の何れか一項に記載の監視アセンブリであって、少なくとも2個のセンサ(A1~A4)が、それらの測定値が互いに正の相関性を有するよう配置されていることを特徴とする監視アセンブリ。
- 請求項1~5の何れか一項に記載の監視アセンブリであって、少なくとも2個のセンサ(A1~A4)が、ワークピースキャリア又はワークピースのクランプ中に、前記クランプ装置(3,40,49)におけるチャック(6,7,8,9,41)又はバイス(50)の材料弾性変形を測定できるよう構成及び配置され、前記センサが、特にひずみゲージセンサ(DMS)であることを特徴とする監視アセンブリ。
- 請求項1~6の何れか一項に記載の監視アセンブリであって、前記クランプ装置が、少なくとも1個のチャック(41)を有し、該少なくとも1個のチャック(41)が、クランプスピゴット(46)をクランプするためのクランプ要素(66)をZ方向に変位させる作動ピストン(65)を内部に含む監視アセンブリにおいて、
前記監視アセンブリが、非接触で作動する少なくとも2個のセンサ(71,72)を備え、前記少なくとも2個のセンサ(71,72)により、前記作動ピストン(65)の少なくとも2つの位置が互いに独立して検出可能であることを特徴とする監視アセンブリ。 - 請求項7に記載の監視アセンブリであって、前記センサが、誘導作動センサ(71,72)であり、前記誘導作動センサ(71,72)により、前記作動ピストン(65)の少なくとも1つの開放位置及び閉鎖位置が検出可能であることを特徴とする監視アセンブリ。
- 請求項1~8の何れか一項に記載の監視アセンブリであって、前記クランプ装置(3,40)によってクランプされたワークピースキャリアのクランプ品質を監視するための監視アセンブリにおいて、
前記監視アセンブリが、前記クランプ装置(3,40)への前記ワークピースキャリアの取り付けを検出可能な少なくとも1個の更なるセンサ(B1~B4,43)を備えることを特徴とする監視アセンブリ。 - 請求項1~6の何れか一項に記載の監視アセンブリであって、該監視アセンブリが、クランプ装置(49)のバイス(50)にクランプされたワークピースのクランプ品質を監視するためのものであり、前記バイス(50)に、2個のガイドブロック(53,54)が設けられ、前記各ガイドブロック(53,54)上に、ワークピースをクランプするためのクランプジョー(51,52)が固定されている監視アセンブリにおいて、
前記監視アセンブリが、前記バイス(50)における前記各ガイドブロック(53,54)へのワークピースの取り付けを検出可能な少なくとも2個の更なるセンサ(58,59)を備えることを特徴とする監視アセンブリ。 - 請求項1~10の何れか一項に記載の監視アセンブリであって、該監視アセンブリに、クランプ要素を作動させるための要素の位置を検出可能な更なるセンサ(C1~C4)が設けられていることを特徴とする監視アセンブリ。
- 請求項1~11の何れか一項に記載の監視アセンブリであって、該監視アセンブリが、前記送信装置(14)によって送信されたデータを受信するための受信アンテナ(22)及び前記受信アンテナ(22)に接続されたゲートウェイ(24)を備え、該ゲートウェイ(24)に、前記受信したデータを独立的かつ冗長的に更に処理する2個の独立したマイクロプロセッサユニット(25,26)が設けられ、前記ゲートウェイ(24)が、加工機械の機械制御装置(28)に接続されていることを特徴とする監視アセンブリ。
- 請求項12に記載の監視アセンブリであって、前記検出された測定値の一致が確認されると共に前記機械制御装置における所定の測定値に達した場合に、正しくクランプされたワークピースキャリア、又は正しくクランプされたワークピース、及び/又は、工作機械の信頼性高い動作に関して、前記機械制御装置(28)に信号が冗長的に出力されるよう、前記ゲートウェイ(24)が前記送信装置(14)によって送信された前記測定値を処理することを特徴とする監視アセンブリ。
- ワークピースキャリア又はワークピースをクランプするためのクランプ装置(3,40,49)と、請求項1~11の何れか一項に従って構成された監視アセンブリとを備えるクランプシステム(2)において、
前記監視アセンブリ(12)が、クランプされたワークピースキャリア又はクランプされたワークピースに作用するクランプ力を独立して検出するために、前記クランプ装置上に配置された少なくとも2個のセンサ(A1~A4)を備えることを特徴とするクランプシステム。 - 請求項14に記載のクランプシステム(2)であって、前記監視アセンブリ(12)の送信装置(14)が、前記クランプ装置(3,40,49)上に配置された無線送信機を有し、受信装置(21)が、前記無線送信機から離れて配置された無線受信機を有し、前記送信装置(14)が、2個の独立したマイクロプロセッサユニット(15,16)を有し、該2個の独立したマイクロプロセッサユニット(15,16)が、各センサモジュール(34,35,36,37)から送信された測定値を独立的かつ冗長的に処理すると共に、前記測定値を相互比較することによってその妥当性をチェックするよう構成されていることを特徴とするクランプシステム。
- 請求項14又は15に記載のクランプシステム(2)であって、前記センサ(A1~A4)が、ひずみゲージセンサであり、該ひずみゲージセンサが、その信号がクランプ力に実質的に比例するよう、前記クランプ装置(3,40,49)のチャック又はバイスに摩擦係合され及び/又は強固に接着されていることを特徴とするクランプシステム。
- 請求項14~16の何れか一項に記載のクランプシステム(2)であって、前記クランプ装置(3,40)が、ワークピースキャリアをクランプするための少なくとも1個のチャック(6,7,8,9,41)を備え、前記チャック(6,7,8,9,41)が、前記ワークピースキャリアの取り付けを検出するために上側領域に配置されたセンサ(B1~B4,43)を有することを特徴とするクランプシステム。
- 請求項14~17の何れか一項に記載のクランプシステム(2)であって、該クランプシステムが、クランプスピゴット(46)が設けられたワークピースキャリア(45)をクランプするためのチャック(41)を備え、該チャック(41)が、前記クランプスピゴット(46)をクランプするクランプ要素を作動させるために初期位置とロック位置との間で変位可能な作動ピストンを有するクランプシステムにおいて、
前記チャック(41)に、前記作動ピストンの位置を監視するための更なるセンサが設けられ、特に、前記チャック(41)に、非接触で作動する少なくとも2個のセンサ(71,72)が設けられ、前記少なくとも2個のセンサ(71,72)により、前記作動ピストン(65)の少なくとも2つの位置が互いに独立して検出可能であることを特徴とするクランプシステム。 - 請求項14~17の何れか一項に記載のクランプシステム(2)であって、該クランプシステムが、チャックの個数に対応する個数のクランプスピゴットを有するワークピースキャリアをクランプするための少なくとも2個のチャック(6,7,8,9)を備え、前記各チャック(6,7,8,9)が、前記各クランプスピゴットをクランプするクランプ要素を作動させるために初期位置とロック位置との間で変位可能な作動ピストンを有するクランプシステムにおいて、
少なくとも1個のチャックに、前記作動ピストンの位置を監視するための更なるセンサ(C1~C4)が設けられ、特に、前記チャック(41)に、非接触で作動する少なくとも2個のセンサ(71,72)が設けられ、前記少なくとも2個のセンサ(71,72)により、前記作動ピストン(65)の少なくとも2つの位置が互いに独立して検出可能であることを特徴とするクランプシステム。 - 請求項14~17の何れか一項に記載のクランプシステム(2)であって、前記クランプ装置が、2個のクランプジョー(51,52)を備えるバイス(50)として構成され、各クランプジョー(51,52)に、クランプされたワークピースのクランプ力を判定するためのセンサが割り当てられていることを特徴とするクランプシステム。
- 請求項1~13の何れか一項に従って構成された監視アセンブリにより、加工機械におけるクランプ装置を監視するための方法であって、
前記クランプ装置にクランプされたワークピースキャリア又はワークピースのクランプ品質を、少なくとも2個の独立したセンサ(A1~A4)によって判定し、前記各センサ(A1~A4)によって判定した測定データを、互いに比較すると共に妥当性に関してチェックし、前記判定又は計算したパラメータを、送信装置(14)によって受信装置(21)に冗長的に送信し、ゲートウェイ(24)によって前記加工機械の制御装置(28)に送信することを特徴とする方法。 - 請求項21に記載の方法であって、妥当性のチェックが、前記送信装置(14)における2個の独立したマイクロプロセッサユニット(15,16)による処理後に、前記判定及び互いに比較したパラメータの一致をチェックすることを含むことを特徴とする方法。
- 請求項22に記載の方法であって、前記判定又は計算したパラメータを、前記送信装置(14)によって前記受信装置(21)にデータパケットの形式で冗長的に送信し、該送信したデータが妥当であるか否かを受信側においてチェックすることを特徴とする方法。
- 請求項23に記載の方法であって、前記受信装置(21)が、ゲートウェイ(24)を有する方法において、
前記判定及び互いに比較したパラメータが一致すると共に所定の測定値に達した場合に、前記ゲートウェイ(24)が確実な動作に関するリリース信号を生成し、加工機械の制御装置(28)に冗長的に送信することを特徴とする方法。 - 請求項24に記載の方法であって、前記ゲートウェイ(24)が、前記リリース信号をバイナリ信号の形式で発し、前記測定値が妥当であると共に所定値に達している場合に前記リリース信号が1の値を取り、検出した測定値が妥当でないか又は所定値に達していない場合に前記リリース信号が0の値を取ることを特徴とする方法。
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