JP6810394B2 - 位置検出装置 - Google Patents
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Description
この従来の位置検出装置は、表面を基準面1としたテーブルTと、このテーブルTに載せたワークWとの間に、検出ノズル2を介して圧力流体を供給するとともに、テーブルTとワークWとの間からの圧力流体の漏れ量に応じて変化する圧力を検出し、その圧力に応じてワークWがテーブルTに適切な状態で載せられているかどうかを検出するものである。
上記装置をさらに詳しく説明すると、図5に示すように、表面を基準面1としたテーブルTには、ホールクランプHを設けている。このホールクランプHは、図5に示すように、周方向に複数設けた爪部8と、これら複数の爪部8に囲われたカムロッド7とからなる。
したがって、カムロッド7を図5に示した状態から爪部8内に引き込めば引き込むほど、爪部8に対してカムロッド7の外径が拡大するとともに、その拡大にともなって爪部8が外側に開くことになる。
上記第1,2圧力スイッチ4,5のいずれも、検出ノズル2から圧力流体を噴出させた状態で、ワークWと基準面1との間に形成される隙間量に応じて変化する圧力を検出するためのものである。
また、第2圧力スイッチ5の検出値は、ホールクランプHに対してワークWのセッティング状態、すなわち仮着座の状態を判定するために用いられる。
ただし、ワークWが上記基準面1に対して斜めになっていたりすると、クランプ孔6とホールクランプHとの軸中心がずれた状態になる。このような状態で、ホールクランプHを無理やり引っ張りこむと、ホールクランプHが破損したり、あるいはクランプ孔6を傷つけたりしてしまう。
そして、上記第2圧力スイッチ5は、仮着座状態を検出するものである。すなわち、クランプ孔6とホールクランプHとの軸中心が不一致ということは、原則としてワークWが基準面1に対して傾いていることになる。このようにワークWが基準面1に対して傾いていれば、検出ノズル2とワークWとの間に隙間ができるので、その分、圧力流体の漏れ量も多くなり、第2圧力スイッチ5が検出する圧力も異なってくる。
そして、上記のようにしてYESの信号が出力されたら、ホールクランプHをさらに引き込み、その引き込み力でワークWを基準面1に密着させる。この密着状態で発生する圧力を第1圧力スイッチ4で検出する。この第1圧力スイッチ4は、ワークWを基準面1に正確に密着しているときの圧力を設定圧とし、その設定圧を上回ったときにYESの信号を出力し、設定圧に対して誤差があるときにNOの信号を出力するようにしている。
また、圧力スイッチ内にオリフィスを設け、このオリフィス前後の差圧を検出するようにしたときには、次のような問題が発生する。すなわち、各圧力スイッチのオリフィスが、流体圧源3及び検出ノズル2に対して並列に接続されることになるので、そのオリフィスの合計開口面積が大きくなってしまう。
また、このような問題を解消しようとすれば、オリフィス径を極端に小さくしなければならない。しかし、オリフィス径を小さくするにも限界があった。
なお、仮着座とは、ワークの底面に設けられたクランプ孔にテーブルの基準面から突出させたホールクランプを挿入させ、所定の間隔を保って、ワークが基準面に載置されている状態をいう。また、本着座とは、ワークが基準面に密着して載置されている状態をいう。
したがって、1つの圧力検出手段で足りるので、設置スペースも少なくてすみ、設置コストも軽減される。
この実施形態の位置検出装置は、表面を基準面1としたテーブルTと、このテーブルTに載せたワークWとの間に、検出ノズル2を介して圧力流体を供給するとともに、テーブルTとワークWとの間からの圧力流体の漏れ量に応じて変化する圧力を検出し、その圧力に応じてワークWがテーブルTに適切な状態で載せられているかどうかを検出するものである。
したがって、検出圧通路11を介して上記下流ポート10及び上流ポート12が連通するとともに、流体圧源3と検出ノズル2とが検出圧通路11を介して連通することになる。
この圧力検出手段Sは、上記検出圧通路11上に図1からも明らかなように1つのオリフィス13が設けられ、このオリフィス13よりも上流ポート12側には、第1圧力センサ14が設けられるとともに、このオリフィス13よりも下流ポート10側には、第2圧力センサ15が設けられている。そして、これら第1圧力センサ14と第2圧力センサ15とは、オリフィス13前後に生じる圧力値P1,P2を基に演算する演算部16に接続されている。
このように、実施形態の圧力検出手段Sは、上記オリフィス13、2つの圧力センサ14,15、及び演算部16とで構成される。
なお、第1圧力センサ14と第2圧力センサ15からなる圧力検出手段Sが出力する検出値は、電圧信号又は電流信号、あるいはこれらの値を所定の変換式に基づいて変換したもの等を広く含むものである。
この記憶部19には、ワークWと基準面1との隙間量などに応じて変化する圧力に基づいた圧力比を設定値として、あらかじめ複数記憶させており、基準面1にワークWが仮着座する状態、又は基準面1にワークWが本着座する状態、あるいは両方の状態に応じた設定値が記憶されている。
そして、上記判定部18は、上記設定値と上記検出値とを対比して、この設定値に応じた仮着座の状態や、本着座の状態などの適否を判定して、この判定結果が信号として出力されるようにしている。
そして、上記複数の爪部8の外側には、上記周方向に沿って滑り止め用の凹凸8aが形成されている。また、上記カムロッド7は、爪部8に囲われた部分が、先端に向かうにしたがって拡径されるとともに、上記爪部8に対して軸方向に移動可能にしている。
したがって、カムロッド7を図5に示した状態から爪部8内に引き込めば引き込むほど、爪部8に対してカムロッド7の外径が拡大するとともに、その拡大にともなって爪部8が外側に開くことになる。
このように、ワークWをホールクランプHでクランプして、ワークWが加工される際にワークWがテーブルTから動かないようにしている。
この実施形態の位置検出装置において、ステップS1で、記憶部19にワークWを基準面1に載せたときのオリフィス13前後の圧力比を基にした仮着座の設定値A1と、ホールクランプHでクランプさせた後のワークWを基準面1に載せたときのオリフィス13前後の圧力比を基にした本着座の設定値A2とを、あらかじめ記憶させている。
この仮着座とは、ワークWの底面に設けられたクランプ孔6に上記テーブルTから突出させたホールクランプHを挿入させ、このワークWとテーブルTの表面である基準面1とが所定の間隔量を保って、ワークWが基準面1に載置されている状態をいう。また、本着座とは、ワークWと基準面1とが密着して載置されている状態をいう。
このワークWが所定の状態でテーブルT上に載せられると、ステップS2で、仮着座の状態でワークWの載置が終了した信号が装置に入力される。
ステップS2で、上記ワークWの仮着座終了信号が入力されると、ステップS3に進み、流体圧源3が圧力流体を供給して、検出ノズル2から圧力流体が噴出される。そして、第1圧力センサ14の圧力値P1と第2圧力センサ15の圧力値P2とを、それぞれ検出する。
また、オリフィス13よりも上流ポート12側に接続された第1圧力センサ14は、オリフィス13よりも上流ポート12側の圧力、つまり流体圧源3の供給圧を圧力値P1として検出している。
このように検出された圧力値P1,P2は電圧信号又は電流信号として、第1圧力センサ14と第2圧力センサ15とに接続する演算部16に出力される。
そして、上記判定部18は、記憶部19にあらかじめ記憶させた仮着座の設定値A1と上記検出値Pとを対比する。このように、あらかじめ記憶部19に記憶されている設定値A1と比較され、上記検出値Pと上記設定値A1とが同じ値又は設定範囲内にあるか、判定される。
一方で、設定された設定値A1に対して誤差がある場合には、仮着座が適切に行われなかったと判定し、NOの信号を出力する。そして、ステップS13に進み、仮着座NO信号を出力し、ホールクランプHのクランプ動作を中止させる。
他にも、ワークWと基準面1との間に切削屑等のゴミや油、水滴等が付着した状態などが想定される。
上記ホールクランプHでワークWをクランプするときには、ワークWのクランプ孔6に爪部8が挿入された状態を保ちながら、カムロッド7を爪部8側に引き込む。カムロッド7を引き込めば、上記したように爪部8が外側に開いて、クランプ孔6の内面に圧接するので、ワークWをしっかりクランプすることができる。
このクランプ動作は、流体圧源3が圧力流体を供給して、検出ノズル2から圧力流体を噴出させた状態で、ワークWで検出ノズル2を塞ぐようにして基準面1上に着座させる。そして、このクランプ動作が終了した時点で、ステップS8に進みワークWの本着座終了信号を装置に入力する。
ステップS8で、上記ワークWの本着座終了信号が装置に入力されたあと、ステップS9では、流体圧源3が圧力流体を供給させた状態で、第1圧力センサ14の圧力値P´1と第2圧力センサ15の圧力値P´2とを、それぞれ検出する。
このとき、ワークWと基準面1との間に隙間がなく密着していれば、検出ノズル2から圧力流体が噴出しないため、オリフィス13よりも下流ポート10側の圧力は、流体圧源3の供給圧となっている。言い換えれば、ワークWが基準面1上にぴったりと着座していれば、オリフィス13前後の圧力が等しくなっている。
このように検出された圧力値P´1,P´2は、電圧信号又は電流信号として、第1圧力センサ14と第2圧力センサ15に接続する演算部16に出力される。
そして、上記判定部18は、記憶部19にあらかじめ記憶させた本着座の設定値A2と上記検出値P´とを対比する。このように、記憶部19にあらかじめ記憶されている設定値A2と比較され、上記検出値P´と上記設定値A2とが同じ値又は設定範囲内にあるか、判定される。
この本着座NO信号に基づいて、ステップS14に進み、ワークWがあらためて載置し直され、その後、ステップS2に戻り、各ステップを繰り返す。
このように、実施形態では、仮着座の状態と、本着座の状態との、2つのワークWの載置状態を検知している。
また、オリフィス13詰まりが発生している場合には、オリフィス13よりも下流ポート10側の圧力が低下し、このオリフィス13よりも下流ポート10側と上流ポート12側との差圧は、所定の供給圧力を維持させた時の差圧よりも差が大きくなる。
このように、検出ノズル2詰まりと、オリフィス13詰まりとの2つの状態を検知することができる。
したがって、1つの圧力検出手段Sで足りるので、設置スペースも少なくてすみ、設置コストも軽減される。
さらに、目的とする設定値の数にかかわらず、検出圧通路11上に設けられた1つのオリフィス13のみで足り、常に圧力検出精度が変わらない環境を維持できる。
なお、この参考例においては、上記実施形態における圧力検出手段Sに係る構成と制御とが上記実施形態と異なり、その他の構造および作用については同じである。したがって、ここでは、上記実施形態と異なる点についてのみ説明することとする。
このように、参考例の圧力検出手段Sは、上記オリフィス13と差圧センサ20とで構成されている。
また、差圧センサ20が出力する検出値とは、電圧信号や電流信号、あるいはこれらの値を所定の変換式に基づいて変換したもの等を広く含むものである。
このように出力された検出値は、圧力検出手段Sと接続する判定部18に入力される。
その他の構造は実施形態と同じである。
この参考例では、仮着座と本着座の検出値を検出する手段が異なっているだけで、その他の制御と作用は第1実施形態と同じである。
このワークWが基準面1に載置された状態が、適切な仮着座の状態か否かを検査するステップでは、図2に示したフローチャート上のステップS3とステップS4とが差圧センサ20で同時に行われ、検出値Pを判定部18に出力する。
その他の制御と作用は実施形態と同じである。
Claims (1)
- 圧力流体を供給する流体圧源と、
テーブルの基準面に開口させた検出ノズルと、
この検出ノズルが一端に接続されるとともに、他端に上記流体圧源が接続された検出圧通路と、
この検出圧通路中に設けられた1つのオリフィスと、
オリフィス前後の圧力を割り算した値を基にして検出値を特定するとともにその検出値を出力する圧力検出手段と、
この圧力検出手段に接続され、上記検出値が入力される判定部と、
この判定部に接続され、ワークと基準面との隙間量などに応じて変化する圧力を設定値として複数記憶させた記憶部とを備え、
上記記憶部には、基準面にワークが仮着座する状態に応じた設定値と基準面にワークが本着座する状態に応じた設定値とが記憶され、これらの設定値と上記検出値とを上記判定部で対比して、この対比結果が出力される位置検出装置。
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