JP2022550269A - 平行に配向され、個々に長手方向に可動の複数の支持ピンを備える、加工物を支持するための装置 - Google Patents

Abstract

フレーム（５）と、主伸長方向（６）に平行に互いにフレーム（５）内で案内され、それぞれ復帰力に抗してフレーム（５）に対して押圧可能な複数の支持ピン（４）の端面（３）から成る支持フィールド（２）と、を備える装置（１）では、検出装置（２３）が、フレーム（５）に対する複数の支持ピン（４）の相対運動を検出するために光スイッチ（１８）を有する。光スイッチ（１８）の光源（１９）と光センサとは、複数の支持ピン（４）の主伸長方向（６）にわたって互いに対向している。光源（１９）は、支持フィールド（２）の一方の側面に沿って複数の部分光源（１９ａ～１９ｌ）に分割されており、光センサ（２０）は、支持フィールド（２）の、前記側面に対向する他方の側面に沿って複数の部分センサ（２０ａ～２０ｌ）に分割されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、平行に配向され、個々に長手方向に可動の複数の支持ピンを備える、加工物を支持するための装置に関する。このような装置により支持される加工物は、支持ピンの上に載置するか、または支持ピンによって同形式ないし別形式の装置に対して締め付けることができる。したがってこの装置は、いわゆる型枠クランプジョーとして使用することができる。同形式または別形式の装置と関連してこの装置は、グリップ適用にも、すなわち特にそれぞれの加工物に適合される、またはすでに適合されたグリップを形成するのにも適する。

特に本発明は、フレームと、主伸長方向に互いに平行にフレーム内で案内され、それぞれ復帰力に抗してフレームに対して押圧可能な複数の支持ピンの端面から成る支持フィールドと、フレームに対する複数の支持ピンの相対運動を検出するために光スイッチを有する検出装置と、を備える、加工物を支持するための装置に関する。

加工物のための保持装置は、特許文献1から公知であり、この装置は、支持ピンをフレームに対して固定するための固定装置を有する。加工物とは反対側の支持ピンの裏側には、開放した圧力空間が設けられており、この圧力空間は、圧縮空気により加圧可能であり、圧縮空気は、締付けピンの間にある自由空間を通って圧力空間からそれぞれの加工物に向かって流出することができる。支持ピンは、圧力空間内に半径方向の段付部を有することができ、それにより圧力媒体が支持ピンを加工物に向かって加圧する。支持ピンの１つによりフレームに対する加工物の相対位置を検出するために、圧力チャンバを画定する保持プレートの後方にはマイクロスイッチが配置されており、後方から半径方向カラーを形成しながら保持ロッドが、支持ピンの本体に保持プレートを通ってねじ込まれている。マイクロスイッチは、支持ピンがある程度の大きさだけフレームに対して押圧されるときに、保持ロッドの自由端部にある半径方向カラーによって操作される。マイクロスイッチの代わりに変位センサを設けることもでき、変位センサはフレームに対する支持ピンの正確な相対位置を検出する。

特許文献２から、任意に成形された対象物を把持、保持、移動および取り扱うための取り扱い装置が公知であり、この装置は、独立請求項１の上位概念の特徴を有する。取り扱い装置は、実質的に、検出すべき対象物に沈下される多数の保持ピンから成り、これら保持ピンは、保持ピン案内プレートの孔部に長手に移動可能に支承されており、対象物をクランプする。インジェクタプレートと共に保持ピンを押し戻すことにより対象物は再び解離される。保持ピン案内プレートには光スイッチが取り付けられており、この光スイッチは、保持ピンが対象物により保持ピン案内プレートに対して長手方向に変位され、その上方端部が光線路に達すると直ちに信号を出力する。

特許文献３から、センサを備える物体を柔軟に把持するための装置が公知である。センサは、物体に接触および把持するための複数の保持ピンを有する。保持ピンは、支承プレートに長手に移動可能に支承されている。ここで保持ピンはセンサアレイにかみ合い、このセンサアレイによって支承プレートに対する保持ピンの相対移動が光学的に符号化され、検出される。ここで各保持ピンの後方端部には、貫通部の設けられた中空シリンダが配置されており、この中空シリンダには光導体を用いて光が軸方向に入射される。中空シリンダの外周部には別の光導体の端部が対向しており、したがって、それぞれの保持ピンおよびこれに接続された中空シリンダの種々の縦方向位置において、光が中空シリンダから別の光導体の様々な組み合わせに入射する。

独国特許出願公開第１９８０２３２０号明細書 独国特許出願公開第４３３９１０２号明細書 米国特許第５６０８２０６号明細書

本発明の基礎とする課題は、製品の完全な監視と記録が可能である完全自動製造プラントに装置を組み込むことのできるように、装置の機能を簡単に、しかし十分に監視するように構成されている、独立請求項１の上位概念の特徴を備える、加工物を支持するための装置を開示することである。

この課題は、独立請求項１の特徴を備える、加工物を支持するための装置によって解決される。本発明の好適な実施形態は、従属請求項に規定されている。

フレームと、主伸長方向に平行に互いにフレーム内で案内され、それぞれ復帰力に抗してフレームに対して押圧可能な複数の支持ピンの端面から成る支持フィールドと、を備える本発明の装置では、検出装置が、フレームに対する複数の支持ピンの相対運動を検出するために光スイッチを有する。光スイッチの光源と光センサとは、複数の支持ピンの主伸長方向にわたって互いに対向している。光源は、支持フィールドの一方の側面に沿って複数の部分光源に分割されており、および／または光センサは、支持フィールドの、前記側面に対向する他方の側面に沿って複数の部分センサに分割されている。

主伸長方向での、かつ主伸長方向に対する光源と光センサの適切な配置では、複数の支持ピンの少なくともいくつか、好適には全てである複数の支持ピンがフレームに対して押圧されているか否かを光スイッチによって確定することができる。そのためには、押圧されていない複数の支持ピンが、光源と光センサとの間の光スイッチの光路内に存在せず、しかし支持ピンを押圧することによりこの光路に入り込み、光源から到来する光を光センサの前方で遮閉する光源と光センサの配置が特に適する。

本発明の装置の検出装置では、この検出装置が、光スイッチの光センサにより実際に記録される、最大強度に対する光強度の相対的低下を、光源と光センサとの間の光路に何も存在しない際に検出すると有利であることが判明した。このことは、光強度の何らかの、または特定の最小低下が存在する否かが検出されるだけではないことを意味する。光強度の相対的低下は、光源と光センサとの間の光路がどの程度遮断されているか、ひいてはフレームに対して複数の支持ピンのうちのいくつが、および／またはフレームに対してどれだけの距離で押圧されているかを示す。

特定の相対的低下が、装置の正常機能を示すか、またはエラーのある機能を示すかは、装置の実際の使用に依存する。装置が例えば実際に加工物を支持し、加工物の表面を加工するために支持ピンがフレームに対して部分的に押圧される場合、光センサにより記録される光強度の特定の相対的低下は、正常機能を示す。これに対して支持ピンが負荷軽減され、それにより支持ピンが復帰力によってフレームに対して復帰されるべき場合、記録された光強度の各低下はエラーを示す。記録された光強度の低下は、必ずしも支持ピンが押圧されていることに起因するものではないことが理解される。これは、光スイッチの領域に不純物が入り込んだことにも起因し得る。しかしこれは、本発明の装置のエラーとしても見なされる。

本発明の装置の光源は、支持フィールドの一方の側面に沿って複数の部分光源に分割されており、および／または本発明の光源の光センサは、支持フィールドの、前記側面に対向する他方の側面に沿って複数の部分センサに分割されていることから、個々の部分光源の光について検出された光強度ないし個々の部分センサにより検出された部分強度は、フレームに対して押し込まれた支持ピンを空間的に境界付けることができる。最も好適な場合、支持フィールド内のどの支持ピンがそうであるかを解き明かすことができる。具体的には本発明の装置のこの実施形態では、部分光源の線形アレイを一方の側に、部分センサの線形アレイを支持フィールドの他方の側に使用することができ、これらは市販の安価な光源の一部として利用可能である。

光源が支持フィールドの互いに隣接する複数の側面に沿って複数の部分光源に分割されており、光センサが支持フィールドの、前記複数の側面に対向する複数の他方の側面に沿って複数の部分センサに分割されている場合、どこでどの支持ピンがフレームに対して押圧されているかをさらに正確に検出可能であることが理解される。

具体的には、支持フィールドの支持ピンの各列および場合により各行に、光源の部分光源と部分センサを割り当てることができる。

択一的にまたは付加的に、光源を支持ピンの主伸長方向でも複数の部分光源に分割することができ、および／または光センサを支持ピンの主伸長方向で複数の部分センサに分割することができる。この場合、複数の支持ピンがフレームに対してどの程度の距離で押圧されているかを光源により、より正確に解き明かすことができる。

複数の部分光源を含む光源を備える光スイッチによりフレームに対する個々の支持ピンの位置に関する最大の情報を獲得するために、検出装置は部分光源を個別に作動し、個別に作動された部分光源について個別の部分センサにより記録された光強度を互いに分離して検出することができる。記録された光強度のパターンから経験値の表を介して、支持ピンの所属の押圧パターンを推定することができ、または少なくとも、実際に存在すべき支持ピンの押圧パターンが実際に存在しているか否かを識別することができる。

典型的には本発明の装置は、支持ピンをフレームに対して固定可能にする固定装置を有する。したがってこの固定装置により、支持ピンの特定の押圧パターンを固定することができる。本発明の装置の検出装置は、光スイッチを好適には少なくとも、固定装置が非作動にされており、支持ピンがその復帰力によって復帰されるときに作動する。この場合、光スイッチは、支持ピンのこの復帰が実際に行われたか、または個々の支持ピンが復帰されなかったことを検出し、これはエラーを指示する。

本発明の装置の具体的な実施形態では、支持ピンは、端面とは反対側のその端部でもって、圧力媒体により加圧可能であるチャンバに沈み込むことができる。この場合、検出装置は、チャンバが圧力媒体により加圧されており、場合により存在する固定装置が非作動である場合に光スイッチを特別に作動するよう構成されている。この動作状態では、圧力媒体により支持ピンへ復帰力がもたらされるだけでなく、支持ピン間にある何らかの不純物も圧力媒体により圧力チャンバから、および支持ピン間の自由空間から吹き飛ばされることになる。対応して光スイッチの光路も開放される。それでも光センサにより記録される光強度の低下が存在する場合、これによってエラーが識別される。

本発明の装置では、検出装置は好適には、検出装置が光スイッチの光センサにより記録される光強度を自立的にエラー指示も評価し、エラー指示が存在する場合にはエラー信号を出力するように、例えば検出装置のコントローラがプログラミングされるよう構成されている。検出装置がエラー信号により、可能性のあるエラー原因および／またはエラー除去手段を通報するとさらに好ましい。これにより、装置のユーザには価値のある指示が与えられる。本発明の装置の検出装置によるエラー信号は、自動化された製造プラントにおいて、エラーのある製造を回避するために製造プラントを停止するために利用することができる。

本発明の有利な発展形態は、特許請求の範囲、明細書および図面から得られる。

明細書に述べた特徴および複数の特徴の組み合わせの利点は単なる例であり、択一的にまたは累積的に作用することができ、これらの利点は本発明の実施形態により必然的に達成する必要はない。

当初の出願書類および特許の開示内容（保護範囲ではない）に関して、以下が当てはまる。さらなる特徴は、図面、とりわけ図示の幾何形状および複数の構成部材の互いの相対的寸法並びにそれらの相対的配置と作用接続から理解される。本発明の種々の実施形態の特徴の組み合わせ、または種々の特許請求項の特徴の組み合わせは、特許請求項の選択された引用関係から異なっても同様に可能であり、ここにおいて提案される。このことは、別個の図面に示される特徴、または図面の説明において述べられる特徴にも該当する。これらの特徴は、異なる特許請求項の特徴と組み合わせることもできる。同様に、特許請求の範囲に挙げられた特徴を、本発明のさらなる実施形態に対しては省略することができる。しかしこれは、付与された特許の独立請求項に対しては当てはまらない。

特許請求の範囲および明細書に挙げた特徴は、それらの数に関して、副詞「少なくとも」を明示的に使用する必要なく、ちょうどその数であり、または前記数よりも大きい数が存在していると理解すべきである。したがって例えば、複数の支持ピンの端面から成る指示フィールドについて述べる場合、これはちょうど１つのそのような支持フィールド、２つのそのような支持フィールド、またはそれ以上のそのような支持フィールドが存在することであると理解すべきである。特許請求の範囲に挙げられた特徴は、別の特徴により補充することができ、またはそれぞれ製品が有するただ1つの特徴とすることができる。

特許請求の範囲に含まれる参照符号は、特許請求の範囲により保護される対象の範囲を制限するものではない。参照符号は、特許請求の範囲を容易に理解する目的のためにだけ用いられる。

以下、本発明を、図面に示された好ましい実施例に基づきさらに説明し記述する。

加工物を支持するための本発明の装置の概略的断面図である。 図１の装置の支持フィールドの平面図である。 第１実施形態での、図１による装置の光スイッチの光源の部分光源と光センサの部分センサとの配置を示す図である。 第２実施形態での、図１による装置の光スイッチの光源の部分光源と光センサの部分センサとの配置を示す図である。 さらなる本発明の装置の光スイッチの光源の部分光源と光センサの部分センサとのさらなる配置を示す図である。

図１に示された装置１は、図示しない加工物を支持するために用いられる。加工物を支持するために装置１は、複数の支持ピン４の端面３から成る支持フィールド２を有する。支持ピン４は、その長さの一部にわたってフレーム５により取り囲まれており、その主伸長方向６において互いに平行に案内されている。主伸長方向６において支持ピン４は、フレーム５に対して復帰力に抗して押圧可能である。復帰力は、ここでは一次的に圧縮バネ７によってもたらされ、圧縮バネは保持ロッド８上に配置されている。保持ロッド８は、保持プレート９を貫通して支持ピン４の本体２２の後方端部１０にねじ込まれている。圧縮バネ７は、一方では端部１０に、他方では保持プレート９に支持されている。保持ロッド８の拡張された直径を備える頭部１１が、保持プレート９の裏側に当接し、支持ピン４を保持プレート９に確保する。本体２２の端部１０と保持プレート９との間にはチャンバ１２が形成されている。チャンバ１２は、圧縮空気源１４からの圧縮空気１３により加圧可能であり、これにより付加的な復帰力を支持ピン４に及ぼし（または圧縮バネ７の代替もし）、不純物を、円形断面を有する支持ピン４の間の自由空間から、から吹き飛ばす。固定装置１５により、支持ピン４をフレーム５に対して固定することができる。固定装置１５は、ここではネジ駆動部１６を有し、このネジ駆動部は、支持フィールド２の支持ピン４の本体２２に側方で当接する圧縮プレート１７をフレーム５の残余部に対して付勢する。

固定装置１５、および端面３が支持フィールド２を形成する支持ピン４の配置は、図２の平面図からも理解される。ここでは支持ピン４が、装置１の本実施形態では正方形のパック内に配置されていることが示されている。しかし六角形のパックも可能である。

装置１を機能監視するために、装置は、光スイッチ１８を備える検出装置２３を有する。光スイッチ１８は、光源１９と光センサ２０を有し、これらは支持ピン４の主伸長方向６にわたって互いに対向している。ここで光スイッチ１８は主伸長方向６において、図１に示すように支持ピン４が完全に復帰されているときは、その保持ロッド８が光スイッチ１８の光源１９と光センサ２０との間の光路２１に突入しないように位置決めされている。これにより光スイッチ１８は、支持ピン４がまだ押圧されていないか、またはすでに完全に再復帰されているかを監視する。支持ピン４の１つだけがその保持ロッド８でもって光路２１に突入している場合、光センサ２０により記録された光強度は、光路２１が空いている場合の最大光強度に比べて低下する。支持ピン４が復帰しているはずなのにそのような光強度の低下が発生する場合、これは、装置１のエラーを指示する。このエラーは、検出装置２３のコントローラ２４により識別され、これによりコントローラはエラー信号２５を出力するようになる。コントローラ２４は、固定装置１５と圧縮空気源１４が作動しているか否かも検出し、またはコントローラはこれらを目的どおりに作動する。しかしこのことは、固定装置１５のアクチュエータ構成を必要とする。

図３は、光スイッチ１８の光源１９が６つの部分光源１９ａ～１９ｆに、光センサ２０が６つの部分センサ２０ａ～２０ｆに分割されていることを示し、それぞれ１つの部分センサ２０ａ～２０ｆは、部分光源１９ａ～１９ｆの１つに、支持ピン１４の列を介して向き合っている。部分光源１９ａ～１９ｆをシーケンシャルに作動し、光強度を部分センサ２０ａ～２０ｆにより別々に記録することにより、その支持ロッド８が光スイッチ１８の光路２１に進入している支持ピン４を位置特定することができ、あるいは光路２１に進入している支持ピン４の数を、大きさに応じて推定し位置特定することができる。

この推定は、図４に図示するような光スイッチ１８の場合にはさらなる改善が可能であり、ここでは光源１９が全部で１２の部分光源１９ａ～１９ｌに、光センサ２０が全部で１２の部分センサ２０ａ～２０ｌに分割されており、それぞれ１つの部分光源１９ａ～１９ｌと１つの部分センサ２０ａ～２０ｇとが、支持フィールド２の支持ピン４の各列と各行にわたって対向している。

これに対して図５は、光源１９を３つの部分光源１９Ａ～１９Ｃに、光センサ２０を３つの部分センサ２０Ａ～２０Ｃに支持ピン４の主伸長方向６において分割すると、支持ピン４がどれほどの深さで押し込まれているかを良好に検出できることを示す。なぜなら支持ピンは、深さに応じて光スイッチ１８の光路２１の異なる部分経路２１Ａ～２１Ｃに進入するからである。

１ 装置
２ 支持フィールド
３ 端面
４ 支持ピン
５ フレーム
６ 長手経路
７ 圧縮バネ
８ 保持ロッド
９ 保持プレート
１０ 端部
１１ 頭部
１２ チャンバ
１３ 圧縮空気
１４ 圧縮空気源
１５ 固定装置
１６ ネジ駆動部
１７ 圧縮プレート
１８ 光スイッチ
１９ 光源
１９ａ～１９ｌ 部分光源
１９Ａ～１９Ｃ 部分光源
２０ 光センサ
２０ａ～２０ｌ 部分センサ
２０Ａ～２０Ｃ 部分センサ
２１ 光路
２１Ａ～２１Ｃ 部分光路
２２ 本体
２３ 検出装置
２４ コントローラ
２５ エラー信号

本発明は、平行に配向され、個々に長手方向に可動の複数の支持ピンを備える、加工物を支持するための装置に関する。このような装置により支持される加工物は、支持ピンの上に載置するか、または支持ピンによって同形式ないし別形式の装置に対して締め付けることができる。したがってこの装置は、いわゆる型枠クランプジョーとして使用することができる。同形式または別形式の装置と関連してこの装置は、グリップ適用にも、すなわち特にそれぞれの加工物に適合される、またはすでに適合されたグリップを形成するのにも適する。

特に本発明は、フレームと、主伸長方向に互いに平行にフレーム内で案内され、それぞれ復帰力に抗してフレームに対して押圧可能な複数の支持ピンの端面から成る支持フィールドと、フレームに対する複数の支持ピンの相対運動を検出するために光スイッチを有する検出装置と、を備える、加工物を支持するための装置に関する。

加工物のための保持装置は、特許文献1から公知であり、この装置は、支持ピンをフレームに対して固定するための固定装置を有する。加工物とは反対側の支持ピンの裏側には、開放した圧力空間が設けられており、この圧力空間は、圧縮空気により加圧可能であり、圧縮空気は、支持ピンの間にある自由空間を通って圧力空間からそれぞれの加工物に向かって流出することができる。支持ピンは、圧力空間内に半径方向の段付部を有することができ、それにより圧力媒体が支持ピンを加工物に向かって加圧する。支持ピンの１つによりフレームに対する加工物の相対位置を検出するために、圧力チャンバを画定する保持プレートの後方にはマイクロスイッチが配置されており、後方から半径方向の段付部を形成しながら保持ロッドが、支持ピンの本体に保持プレートを通ってねじ込まれている。マイクロスイッチは、支持ピンがある程度の大きさだけフレームに対して押圧されるときに、保持ロッドの自由端部にある半径方向カラーによって操作される。マイクロスイッチの代わりに変位センサを設けることもでき、変位センサはフレームに対する支持ピンの正確な相対位置を検出する。

特許文献２から、任意に成形された対象物を把持、保持、移動および取り扱うための取り扱い装置が公知であり、この装置は、独立請求項１の上位概念の特徴を有する。取り扱い装置は、実質的に、検出すべき対象物に沈下される多数の保持ピンから成り、これら保持ピンは、保持ピン案内プレートの孔部に長手に移動可能に支承されており、対象物をクランプする。インジェクタプレートと共に保持ピンを押し戻すことにより対象物は再び解離される。保持ピン案内プレートには光スイッチが取り付けられており、この光スイッチは、保持ピンが対象物により保持ピン案内プレートに対して長手方向に変位され、その上方端部が光線路に達すると直ちに信号を出力する。

特許文献３から、センサを備える物体を柔軟に把持するための装置が公知である。センサは、物体に接触および把持するための複数の保持ピンを有する。保持ピンは、支承プレートに長手に移動可能に支承されている。ここで保持ピンはセンサアレイにかみ合い、このセンサアレイによって支承プレートに対する保持ピンの相対移動が光学的に符号化され、検出される。ここで各保持ピンの後方端部には、貫通部の設けられた中空シリンダが配置されており、この中空シリンダには光導体を用いて光が軸方向に入射される。中空シリンダの外周部には別の光導体の端部が対向しており、したがって、それぞれの保持ピンおよびこれに接続された中空シリンダの種々の縦方向位置において、光が中空シリンダから別の光導体の様々な組み合わせに入射する。

独国特許出願公開第１９８０２３２０号明細書 独国特許出願公開第４３３９１０２号明細書 米国特許第５６０８２０６号明細書

本発明の基礎とする課題は、製品の完全な監視と記録が可能である完全自動製造プラントに装置を組み込むことのできるように、装置の機能を簡単に、しかし十分に監視するように構成されている、独立請求項１の上位概念の特徴を備える、加工物を支持するための装置を開示することである。

この課題は、独立請求項１の特徴を備える、加工物を支持するための装置によって解決される。本発明の好適な実施形態は、従属請求項に規定されている。

フレームと、主伸長方向に平行に互いにフレーム内で案内され、それぞれ復帰力に抗してフレームに対して押圧可能な複数の支持ピンの端面から成る支持フィールドと、を備える本発明の装置では、検出装置が、フレームに対する複数の支持ピンの相対運動を検出するために光スイッチを有する。光スイッチの光源と光センサとは、複数の支持ピンの主伸長方向にわたって互いに対向している。光源は、支持フィールドの一方の側面に沿って複数の部分光源に分割されており、および／または光センサは、支持フィールドの、前記側面に対向する他方の側面に沿って複数の部分センサに分割されている。

主伸長方向での、かつ主伸長方向に対する光源と光センサの適切な配置では、複数の支持ピンの少なくともいくつか、好適には全てである複数の支持ピンがフレームに対して押圧されているか否かを光スイッチによって確定することができる。そのためには、押圧されていない複数の支持ピンが、光源と光センサとの間の光スイッチの光路内に存在せず、しかし支持ピンを押圧することによりこの光路に入り込み、光源から到来する光を光センサの前方で遮閉する光源と光センサの配置が特に適する。

本発明の装置の検出装置では、この検出装置が、光スイッチの光センサにより実際に記録される、最大強度に対する光強度の相対的低下を、光源と光センサとの間の光路に何も存在しない際に検出すると有利であることが判明した。このことは、光強度の何らかの、または特定の最小低下が存在する否かが検出されるだけではないことを意味する。光強度の相対的低下は、光源と光センサとの間の光路がどの程度遮断されているか、ひいてはフレームに対して複数の支持ピンのうちのいくつが、および／またはフレームに対してどれだけの距離で押圧されているかを示す。

特定の相対的低下が、装置の正常機能を示すか、またはエラーのある機能を示すかは、装置の実際の使用に依存する。装置が例えば実際に加工物を支持し、加工物の表面を加工するために支持ピンがフレームに対して部分的に押圧される場合、光センサにより記録される光強度の特定の相対的低下は、正常機能を示す。これに対して支持ピンが負荷軽減され、それにより支持ピンが復帰力によってフレームに対して復帰されるべき場合、記録された光強度の各低下はエラーを示す。記録された光強度の低下は、必ずしも支持ピンが押圧されていることに起因するものではないことが理解される。これは、光スイッチの領域に不純物が入り込んだことにも起因し得る。しかしこれは、本発明の装置のエラーとしても見なされる。

本発明の装置の光源は、支持フィールドの一方の側面に沿って複数の部分光源に分割されており、および／または本発明の装置の光センサは、支持フィールドの、前記側面に対向する他方の側面に沿って複数の部分センサに分割されていることから、個々の部分光源の光について検出された光強度ないし個々の部分センサにより検出された部分強度は、フレームに対して押し込まれた支持ピンを空間的に境界付けることができる。最も好適な場合、支持フィールド内のどの支持ピンがそうであるかを解き明かすことができる。具体的には本発明の装置のこの実施形態では、部分光源の線形アレイを一方の側に、部分センサの線形アレイを支持フィールドの他方の側に使用することができ、これらは市販の安価な光スイッチの一部として利用可能である。

光源が支持フィールドの互いに隣接する複数の側面に沿って複数の部分光源に分割されており、光センサが支持フィールドの、前記複数の側面に対向する複数の他方の側面に沿って複数の部分センサに分割されている場合、どこでどの支持ピンがフレームに対して押圧されているかをさらに正確に検出可能であることが理解される。

具体的には、支持フィールドの支持ピンの各列および場合により各行に、光スイッチの部分光源と部分センサを割り当てることができる。

択一的にまたは付加的に、光源を支持ピンの主伸長方向でも複数の部分光源に分割することができ、および／または光センサを支持ピンの主伸長方向で複数の部分センサに分割することができる。この場合、複数の支持ピンがフレームに対してどの程度の距離で押圧されているかを光スイッチにより、より正確に解き明かすことができる。

複数の部分光源を総じて含む光源を備える光スイッチによりフレームに対する個々の支持ピンの位置に関する最大の情報を獲得するために、検出装置は部分光源を個別に作動し、個別に作動された部分光源について個別の部分センサにより記録された光強度を互いに分離して検出することができる。記録された光強度のパターンから経験値の表を介して、支持ピンの所属の押圧パターンを推定することができ、または少なくとも、実際に存在すべき支持ピンの押圧パターンが実際に存在しているか否かを識別することができる。

典型的には本発明の装置は、支持ピンをフレームに対して固定可能にする固定装置を有する。したがってこの固定装置により、支持ピンの特定の押圧パターンを固定することができる。本発明の装置の検出装置は、光スイッチを好適には少なくとも、固定装置が非作動にされており、支持ピンがその復帰力によって復帰されるときに作動する。この場合、光スイッチは、支持ピンのこの復帰が実際に行われたか、または個々の支持ピンが復帰されなかったことを検出し、これはエラーを指示する。

本発明の装置の具体的な実施形態では、支持ピンは、端面とは反対側のその端部でもって、圧力媒体により加圧可能であるチャンバに沈み込むことができる。この場合、検出装置は、チャンバが圧力媒体により加圧されており、場合により存在する固定装置が非作動である場合に光スイッチを特別に作動するよう構成されている。この動作状態では、圧力媒体により支持ピンへ復帰力がもたらされるだけでなく、支持ピン間にある何らかの不純物も圧力媒体により圧力チャンバから、および支持ピン間の自由空間から吹き飛ばされることになる。対応して光スイッチの光路も開放される。それでも光センサにより記録される光強度の低下が存在する場合、これによってエラーが識別される。

本発明の装置では、検出装置は好適には、検出装置が光スイッチの光センサにより記録される光強度を自立的にエラー指示について評価し、エラー指示が存在する場合にはエラー信号を出力するように、例えば検出装置のコントローラがプログラミングされるよう構成されている。検出装置がエラー信号により、可能性のあるエラー原因および／またはエラー除去手段を通報するとさらに好ましい。これにより、装置のユーザには価値のある指示が与えられる。本発明の装置の検出装置によるエラー信号は、自動化された製造プラントにおいて、エラーのある製造を回避するために製造プラントを停止するために利用することができる。

本発明の有利な発展形態は、特許請求の範囲、明細書および図面から得られる。

明細書に述べた特徴および複数の特徴の組み合わせの利点は単なる例であり、択一的にまたは累積的に作用することができ、これらの利点は本発明の実施形態により必然的に達成する必要はない。

当初の出願書類および特許の開示内容（保護範囲ではない）に関して、以下が当てはまる。さらなる特徴は、図面、とりわけ図示の幾何形状および複数の構成部材の互いの相対的寸法並びにそれらの相対的配置と作用接続から理解される。本発明の種々の実施形態の特徴の組み合わせ、または種々の特許請求項の特徴の組み合わせは、特許請求項の選択された引用関係から異なっても同様に可能であり、ここにおいて提案される。このことは、別個の図面に示される特徴、または図面の説明において述べられる特徴にも該当する。これらの特徴は、異なる特許請求項の特徴と組み合わせることもできる。同様に、特許請求の範囲に挙げられた特徴を、本発明のさらなる実施形態に対しては省略することができる。しかしこれは、付与された特許の独立請求項に対しては当てはまらない。

特許請求の範囲および明細書に挙げた特徴は、それらの数に関して、副詞「少なくとも」を明示的に使用する必要なく、ちょうどその数であり、または前記数よりも大きい数が存在していると理解すべきである。したがって例えば、複数の支持ピンの端面から成る指示フィールドについて述べる場合、これはちょうど１つのそのような支持フィールド、２つのそのような支持フィールド、またはそれ以上のそのような支持フィールドが存在することであると理解すべきである。特許請求の範囲に挙げられた特徴は、別の特徴により補充することができ、またはそれぞれ製品が有するただ1つの特徴とすることができる。

特許請求の範囲に含まれる参照符号は、特許請求の範囲により保護される対象の範囲を制限するものではない。参照符号は、特許請求の範囲を容易に理解する目的のためにだけ用いられる。

以下、本発明を、図面に示された好ましい実施例に基づきさらに説明し記述する。

加工物を支持するための本発明の装置の概略的断面図である。 図１の装置の支持フィールドの平面図である。 第１実施形態での、図１による装置の光スイッチの光源の部分光源と光センサの部分センサとの配置を示す図である。 第２実施形態での、図１による装置の光スイッチの光源の部分光源と光センサの部分センサとの配置を示す図である。 さらなる本発明の装置の光スイッチの光源の部分光源と光センサの部分センサとのさらなる配置を示す図である。

図１に示された装置１は、図示しない加工物を支持するために用いられる。加工物を支持するために装置１は、複数の支持ピン４の端面３から成る支持フィールド２を有する。支持ピン４は、その長さの一部にわたってフレーム５により取り囲まれており、その主伸長方向６において互いに平行に案内されている。主伸長方向６において支持ピン４は、フレーム５に対して復帰力に抗して押圧可能である。復帰力は、ここでは一次的に圧縮バネ７によってもたらされ、圧縮バネは保持ロッド８上に配置されている。保持ロッド８は、保持プレート９を貫通して支持ピン４の本体２２の後方端部１０にねじ込まれている。圧縮バネ７は、一方では端部１０に、他方では保持プレート９に支持されている。保持ロッド８の拡張された直径を備える頭部１１が、保持プレート９の裏側に当接し、支持ピン４を保持プレート９に確保する。本体２２の端部１０と保持プレート９との間にはチャンバ１２が形成されている。チャンバ１２は、圧縮空気源１４からの圧縮空気１３により加圧可能であり、これにより付加的な復帰力を支持ピン４に及ぼし（または圧縮バネ７の代替もし）、不純物を、円形断面を有する支持ピン４の間の自由空間から、から吹き飛ばす。固定装置１５により、支持ピン４をフレーム５に対して固定することができる。固定装置１５は、ここではネジ駆動部１６を有し、このネジ駆動部は、支持フィールド２の支持ピン４の本体２２に側方で当接する圧縮プレート１７をフレーム５の残余部に対して付勢する。

固定装置１５、および端面３が支持フィールド２を形成する支持ピン４の配置は、図２の平面図からも理解される。ここでは支持ピン４が、装置１の本実施形態では正方形のパック内に配置されていることが示されている。しかし六角形のパックも可能である。

装置１を機能監視するために、装置は、光スイッチ１８を備える検出装置２３を有する。光スイッチ１８は、光源１９と光センサ２０を有し、これらは支持ピン４の主伸長方向６にわたって互いに対向している。ここで光スイッチ１８は主伸長方向６において、図１に示すように支持ピン４が完全に復帰されているときは、その保持ロッド８が光スイッチ１８の光源１９と光センサ２０との間の光路２１に突入しないように位置決めされている。これにより光スイッチ１８は、支持ピン４がまだ押圧されていないか、またはすでに完全に再復帰されているかを監視する。支持ピン４の１つだけがその保持ロッド８でもって光路２１に突入している場合、光センサ２０により記録された光強度は、光路２１が空いている場合の最大光強度に比べて低下する。支持ピン４が復帰しているはずなのにそのような光強度の低下が発生する場合、これは、装置１のエラーを指示する。このエラーは、検出装置２３のコントローラ２４により識別され、これによりコントローラはエラー信号２５を出力するようになる。コントローラ２４は、固定装置１５と圧縮空気源１４が作動しているか否かも検出し、またはコントローラはこれらを目的どおりに作動する。しかしこのことは、固定装置１５のアクチュエータ構成を必要とする。

図３は、光スイッチ１８の光源１９が６つの部分光源１９ａ～１９ｆに、光センサ２０が６つの部分センサ２０ａ～２０ｆに分割されていることを示し、それぞれ１つの部分センサ２０ａ～２０ｆは、部分光源１９ａ～１９ｆの１つに、支持ピン１４の列を介して向き合っている。部分光源１９ａ～１９ｆをシーケンシャルに作動し、光強度を部分センサ２０ａ～２０ｆにより別々に記録することにより、その支持ロッド８が光スイッチ１８の光路２１に進入している支持ピン４を位置特定することができ、あるいは光路２１に進入している支持ピン４の数を、大きさに応じて推定し位置特定することができる。

この推定は、図４に図示するような光スイッチ１８の場合にはさらなる改善が可能であり、ここでは光源１９が全部で１２の部分光源１９ａ～１９ｌに、光センサ２０が全部で１２の部分センサ２０ａ～２０ｌに分割されており、それぞれ１つの部分光源１９ａ～１９ｌと１つの部分センサ２０ａ～２０ｌとが、支持フィールド２の支持ピン４の各列と各行にわたって対向している。

これに対して図５は、光源１９を３つの部分光源１９Ａ～１９Ｃに、光センサ２０を３つの部分センサ２０Ａ～２０Ｃに支持ピン４の主伸長方向６において分割すると、支持ピン４がどれほどの深さで押し込まれているかを良好に検出できることを示す。なぜなら支持ピンは、深さに応じて光スイッチ１８の光路２１の異なる部分経路２１Ａ～２１Ｃに進入するからである。

１ 装置
２ 支持フィールド
３ 端面
４ 支持ピン
５ フレーム
６ 長手経路
７ 圧縮バネ
８ 保持ロッド
９ 保持プレート
１０ 端部
１１ 頭部
１２ チャンバ
１３ 圧縮空気
１４ 圧縮空気源
１５ 固定装置
１６ ネジ駆動部
１７ 圧縮プレート
１８ 光スイッチ
１９ 光源
１９ａ～１９ｌ 部分光源
１９Ａ～１９Ｃ 部分光源
２０ 光センサ
２０ａ～２０ｌ 部分センサ
２０Ａ～２０Ｃ 部分センサ
２１ 光路
２１Ａ～２１Ｃ 部分光路
２２ 本体
２３ 検出装置
２４ コントローラ
２５ エラー信号

Claims (12)

1. 加工物を支持するための装置（１）であって、
   フレーム（５）と、
   主伸長方向（６）において互いに平行に前記フレーム（５）内で案内され、それぞれ復帰力に抗して前記フレーム（５）に対して押圧可能な複数の支持ピン（４）の端面（３）から成る支持フィールド（２）と、
   前記フレーム（５）に対する前記複数の支持ピン（４）の相対運動を検出するために光スイッチ（１８）を有する検出装置（２３）と、を備え、
   前記光スイッチ（１８）の光源（１９）と光センサとが、前記複数の支持ピン（４）の前記主伸長方向（６）にわたって対向しており、
   前記光源（１９）は、前記支持フィールド（２）の一方の側面に沿って複数の部分光源（１９ａ～１９ｌ）に分割されており、および／または、
   前記光センサ（２０）は、前記支持フィールド（２）の、前記側面に対向する他方の側面に沿って複数の部分センサ（２０ａ～２０ｌ）に分割されている、ことを特徴とする装置。
2. 前記光源（１９）は、前記支持フィールド（２）の互いに隣接する複数の側面に沿って複数の部分光源（１９ａ～１９ｌ；１９Ａ～１０Ｃ）に分割されており、前記光センサ（２０）は、前記支持フィールド（２）の、前記複数の側面に対向する複数の他方の側面に沿って複数の部分センサ（２０ａ～２０ｌ；２０Ａ～２０Ｃ）に分割されている、ことを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
3. 前記支持ピン（４）の各列および各行には、部分光源（１９ａ～１９ｌ）と部分センサ（２０ａ～２０ｌ）とが割り当てられている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の装置（１）。
4. 前記光源（１９）は、前記主伸長方向（６）において複数の部分光源（１９Ａ～１０Ｃ）に分割されており、および／または、
   前記光センサ（２０）は、前記主伸長方向（６）において複数の部分センサ（２０Ａ～２０Ｃ）に分割されている、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置（１）。
5. 前記検出装置（２３）は、前記部分光源（１９ａ～１９ｌ：１９Ａ～１０Ｃ）を個別に作動し、個々の前記部分センサ（２０ａ～２０ｌ；２０Ａ～２０Ｃ）により記録された光強度を、互いに分離して検出するように構成されている、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装置（１）。
6. 前記検出装置（２３）は、前記光源（１９）と前記光センサ（２０）との間の光路（２１）が空いている場合の最大光強度に対する、前記光スイッチ（１８）の前記光センサ（２０）のそれぞれ前記個々の部分センサ（２０ａ～２０ｌ；２０Ａ～２０Ｃ）により記録された目下の光強度の相対的低下を検出するように構成されている、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の装置（１）。
7. 固定装置（１５）が設けられており、前記固定装置により前記支持ピン（４）は、前記フレーム（５）に対して固定可能である、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の装置（１）。
8. 前記検出装置（２３）は、前記固定装置（１５）が非作動であるときに前記光スイッチ（１８）を作動するように構成されている、ことを特徴とする請求項７に記載の装置（１）。
9. 前記支持ピン（４）は、前記端面（３）とは反対側のその端部でもって、圧力媒体により加圧可能であるチャンバ（１２）に沈み込む、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の装置（１）。
10. 前記検出装置（２３）は、前記チャンバ（１２）が前記圧力媒体により加圧されているときに前記光スイッチ（１８）を作動するように構成されている、ことを特徴とする請求項９に記載の装置（１）。
11. 前記検出装置（２３）は、前記光スイッチ（１８）の前記光センサ（２０）により記録された光強度をエラー指示について評価し、エラー指示が存在する場合、エラー信号（２５）を出力するように構成されている、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置（１）。
12. 前記検出装置（２３）は、前記エラー信号（２５）により、可能性のあるエラー原因および／またはエラー除去手段を通報する、ことを特徴とする請求項１１に記載の装置（１）。

Images