JP7160802B2 - 切替えモジュールを備えた把持装置 - Google Patents

Description

本発明は、可動の把持エレメントを保持するキャリッジまたは旋回アームを備えた把持装置であって、キャリッジまたは旋回アームは、ベース体において開放位置と閉鎖位置との間で、支持されかつ案内されており、かつ少なくとも１つのシリンダピストンユニットを用いて駆動可能である、把持装置に関する。

独国特許出願公開第１０２０１５００４４０４号明細書に基づいて、このような把持装置が公知である。把持装置の、駆動するシリンダピストンユニットが組み込まれているハウジングには、外部から、２つの空気圧管路を介して圧縮空気が供給される。取り付けられた位置発信器からは、同様に信号ケーブルが延びている。シリンダピストンユニットを接続するために必要な弁は、外部に配置された制御キャビネット内に収容されている。把持装置の駆動制御は、そこから行われる。

独国特許出願公開第１０２００７０５５４６０号明細書には、消費機に取付け可能な弁ブロックが記載されている。この弁ブロックは、１つの圧縮空気管路と複数のケーブルとを介して制御キャビネットに接続されている。

本発明の根底を成す課題は、最小の配線コストおよびプログラミングコストによって少なくとも１つの機械制御装置に適応可能な、把持装置を開発することである。また取扱い、および様々なグリップ課題への適合を容易にすることが望まれている。

この課題は、請求項１に記載の特徴によって解決される。このときベース体に、モジュールハウジング内に収容された電気駆動制御可能な切替えモジュールが取付け可能である。切替えモジュールは、少なくとも１つの圧力媒体接続部と、少なくとも１つの電気接続部とを有しており、電気接続部は、負荷線および制御線を含んでいる。切替えモジュール内に、圧力媒体を切り換える電気駆動制御可能な少なくとも１つの弁と、少なくとも１つの電子式のコンピュータおよびメモリモジュールとが、外部制御信号および内部制御信号の変換ならびに外部制御信号および内部制御信号の評価のために配置されており、内部制御信号は、少なくとも１つのセンサから発信され、該センサは、少なくとも、ベース体内においてまたはベース体に接して、またはモジュールハウジング内において、１つまたは複数のキャリッジおよび／またはシリンダピストンユニットの少なくとも１つの物理的な特性値を検出する。

切替えモジュールは、簡単に交換可能なユニットとして構成されている。切替えモジュールの幾何学形状は、１つのグリッパタイプグループ内において任意に適応可能に設計されている。様々な行程距離およびグリップ力を有する様々なグリッパタイプグループのために、それぞれ固有のモジュールハウジングが存在している。個々の把持装置のベース体は、第１のアダプタ面を有しており、このアダプタ面を介してベース体は、既に把持装置を保持する機械部分に固定可能ある。同時にベース体下側であるこのアダプタ面に、切替えモジュールは、通常簡単なねじ結合によって適応させられる。このようにして把持装置は、機械制御装置に、単になお１つのケーブルおよび１つの圧縮空気管路または液圧管路を介して接続されている。このときケーブルと流体管路とは互いに近くに位置しているので、ケーブルおよび流体管路を、構造空間を節減して１つの共通のケーブル外装内で、取扱い機器の、ケーブルおよび流体管路を保持するアームに沿って案内することができる。

すべての切替えモジュールは、把持エレメントの支持型式とは無関係に、空気圧式または液圧式の把持装置を電気駆動制御するために役立つ。

把持装置として、例えば平行グリッパまたはマルチフィンガグリッパが使用される場合には、グリッパハウジング内において把持エレメントを案内するために使用されるキャリッジは、把持エレメントの行程方向に対して垂直な方向においてほぼ任意の横断面を有している。実施形態において示された横断面の他に、特に、方形、円形、楕円形、および鋸歯状の横断面が考えられる。キャリッジは、把持方向に対して垂直に全面的に支持するように支持されている。キャリッジは、例えば相前後してただ１つのガイドレール、ガイド溝、またはガイド孔内において支持されていてもよい。

把持装置が例えばアングルグリッパである場合には、通常交換可能な把持エレメントは、旋回アームとして形成された把持エレメント保持体に設置されている。

キャリッジは、またはアングルグリッパでは把持エレメント保持体は、例えば相前後して配置された伝動装置を介して、例えば平歯車伝動装置、ウォーム伝動装置、およびスピンドル伝動装置、またはカム伝動装置を介して駆動される。これらの伝動装置の代わりに、またはこれらの伝動装置に加えて、スライドくさび伝動装置、くさびフック伝動装置、レバー伝動装置、滑子案内伝動装置、または引張り手段伝動装置を使用することも可能である。このとき把持装置は、アウタグリッパにおいて使用することも、インナグリッパにおいて使用することも可能である。

本発明のさらなる詳細は、従属請求項に記載されている。次に、概略的に示された実施形態について記載する。

切替えモジュールが取り付けられた平行グリッパを示す斜視図である。 切替えモジュールを示す分解図である。 切替えモジュールなしに示す、図１に相当する図である。 図１に示された平行グリッパを、グリッピングジョーと共に示す縦断面図であって、右側のグリッピングジョーは開放状態で示されている縦断面図である。 ケーブルシールなしに、ケーブルを下から見て示す斜視図である。 キャリッジ、ガイドシール、および複動式くさびを上から見て示す斜視図である。 キャリッジ、ガイドシール、および複動式くさびを下から見て示す斜視図である。 圧力制限弁を備えた空気圧回路図である。 比例制御器を備えた空気圧回路図である。 把持装置内に収容された個別の制御器を備えた個別の駆動装置のハードウェアアセンブリおよび／またはソフトウェアアセンブリに関する概略図である。

図１～図４には、それぞれキャリッジ１００，１０１に設置された２つのグリッピングジョー１，２を備えた平行把持装置が示されている。平行把持装置の、長手方向において可動のキャリッジ１００，１０１は、ハウジングもしくはベース体１０においてガイド溝２０内において例えば滑り支持されて案内されている。ガイド溝２０を収容するハウジング１０は、さらに例えば複動式のシリンダピストンユニット１２０を取り囲んでいる。シリンダピストンユニットは、複動式スライドくさび伝動装置８０を介してキャリッジ１００，１０１に作用する。ベース体１０の下には、切替えモジュール７０が配置されており、この切替えモジュール７０を介して、特に把持装置に供給される圧力媒体が、電子制御されてシリンダピストンユニット１２０に供給される。図１によれば平行把持装置は、ベース体１０に前置された切替えモジュール７０を介して、平行把持装置を保持する機械部分もしくは取扱い機器部分６に取り付けられている。把持装置の幾つかの部分は、高精度のキャリッジ案内を得るために、場合によっては調節可能に構成されるか、または正確な、狭い許容誤差範囲に基づいて、予め選別された部分によってまとめられる。

図４には、ねじ結合された２つのグリッピングジョー１，２を備えた平行把持装置の一部を示す縦断面図が示されている。グリッピングジョーは、例えば円筒形状のワークピース７を把持するようになっている。装置左側のグリッピングジョー１がワークピース７に接触しているのに対して、装置右側のグリッピングジョー２は、開放された位置において示されている。図４に示された図面とは異なり、グリッピングジョー１，２は、伝動装置に起因して、常に強制的且つ同期的に高いに接近するようにまたは互いに離反するように移動する。

平行把持装置の、例えばほぼ直方体形状のベース体１０は、上側のガイド部分１１と下側の駆動部分５１とから成っている。ベース体１０は、例えばアルミニウム合金ＡｌＭｇＳｉ１から製造されている。ベース体１０の長さは、例えばベース体幅およびベース体高さのほぼ２倍の長さである。実施形態では、ベース体１０の長さは５０ｍｍである。この構造寸法では、それぞれのキャリッジ１００，１０１もしくはグリッピングジョー１，２の最大行程は、例えば２.６２５ｍｍである。

ガイド部分１１は、中央に、上方に把持エレメント１，２に向かって開放したガイド溝２０を収容しており、このガイド溝２０の例えば方形の横断面は、１０.７ｍｍの幅と９.３ｍｍの高さの寸法を有している。ガイド溝２０の平らな側壁２３，２４には、ガイドレール３１，３２を後で収容するための平らなレールガイド溝２６が加工形成されている。個々のレールガイド溝２６は、方形の横断面、平らな溝底部、および例えば平らな側壁を有している。レールガイド溝２６は、ここではベース体１０の全長にわたって延びている。

それぞれのガイドレール３１，３２は、ここではステンレス鋼から、例えばＸ９０ＣｒＭｏＶ１８から製造された、ほぼ台形状のロッドである。例えばベース体１０の長さにわたって延びているガイドレール３１，３２の幅は、本実施形態では４ｍｍである。ガイドレール３１，３２の高さは、ガイドレール３１，３２の幅の７５％の寸法を有している。このようなガイドレール３１，３２の高い強度に基づいて、キャリッジは比較的大きなトルクをベース体１０に伝達することができる。したがって把持装置は、大きな把持力を、収容すべきワークピース７に加えることができる。個々のガイドレール３１，３２は、六角形の横断面を有していて、かつ互いに鏡面対称に向かい合って位置している２つの保持側面を有している。

ガイドレール３１，３２のうちの少なくとも１つのガイドレールは、中央に横溝（ここには図示せず）を有しており、この横溝は、複動式スライドくさび伝動装置８０において使用されている複動式スライドくさび８１を、追加的に耐摩耗性に案内するために働く。場合によっては個々のガイドレール３１，３２は、相前後して配置された２つ以上の部分から構成されていてもよい。本実施形態では、ガイドレール３１，３２はそれぞれ２つの平頭ねじ４１を用いてベース体１０に固定されている（図３参照）。予めガイドレール３１，３２はそれぞれ、２つの嵌合ピン４２を用いてベース体１０に位置決めされる。

ガイド部分１１の下に設置された駆動部分５１は、主としてシリンダピストンユニット１２０および作動媒体を導く通路ならびに貫通孔を収容している。ガイド部分１１の下の側部領域においてベース体１０は、両側で全ベース体長さの約１２％だけ、ベース体全高の３８.３％の高さに短縮されて形成されている。

ベース体１０の下側は、例えば３.５ｍｍの深さの、例えば１２角形のモジュールハウジング切欠き６５を有している。切替えモジュール切欠きは、ベース体１０の前側の長手方向側壁から後ろ側の長手方向側壁にまで延びている。モジュールハウジング切欠き６５からは、例えば７ｍｍの深さの円筒切欠き５５が、ガイド溝２０の方向においてベース体１０内に進入している（図４参照）。円筒切欠き５５は、ここでは楕円形の横断面を有しており、この横断面の長さは、例えばベース体全長の５４％に相当している。円筒切欠き５５の幅は、例えばその長さの５３.７％の寸法を有している。楕円形の横断面の両半径は、円筒切欠き５５の半分の幅に相当している。円筒切欠き５５の周りには、平らな底部を備えた環状のシール座凹部５６が設けられている。シール座凹部５６内には扁平シール７９が位置している。

円筒切欠き５５の底部の中心には、貫通孔６１が設けられており、この貫通孔６１は、円筒切欠き５５をガイド溝２０に接続している。貫通孔６１は中心に、ピストンロッドシールリングを収容するための溝を有している。

機械キャリッジ６にベース体１０を固定するために、機械キャリッジ６は、４つの鉛直な孔１５と２つの横貫通孔１６とを有している。図３においては特に、鉛直な孔１５が固定のために使用される。互いに対角線方向で向かい合って位置している２つの孔を除いて、他のすべての固定孔１５，１６には、それぞれの固定ねじに適合する座ぐり部が設けられている。

ベース体１０は、図１に示された大きな側壁において中央の領域に、この側壁に向かって開放した通路状の２つのセンサ切欠き６６をも有している。センサ切欠き６６の中心線は、装置の中心線３に対して平行に方向付けられている。センサ切欠き６６の大部分がＵ字形の横断面は、側壁の領域において、挿入可能なピストン位置センサ１５５のための固定体保護として両側において突出している背後グリップによって狭められている。センサ切欠き６６のうちの少なくとも１つのセンサ切欠きは、切替えモジュール７０内にまで続いている。

ベース体下側１３において切替えモジュール７０は、その上側７２を介して適応されている。ケイ酸アルミニウム合金から製造された切替えモジュール７０は、ほぼ直方体形状のモジュールハウジング７１を有しており、モジュールハウジング７１の、中心線３に対して垂直に位置している横断面は、ベース体１０が円筒切欠き５５の下側領域に有している横断面に相当している。モジュールハウジング７１の高さは、本実施形態では３５.５ｍｍの寸法を有している。

形状剛性のモジュールハウジング７１の上側７２は、カバーのように、僅かな遊びをもって、１２角形のモジュールハウジング切欠き６５内に嵌合している（図４参照）。モジュールハウジング７１の上側７２は、中央に２段階の凹部６８を有しており、この凹部６８内には、空気圧式の駆動装置８０のピストン１２１が、グリッパ閉鎖位置において部分的に進入することができる。凹部６８の周りには、４つの固定孔６９が配置されており、これらの固定孔６９を介してモジュールハウジング７１は、ベース体１０に、扁平シール７９を介在させて密に４つのなべ頭ねじを用いてねじ結合される。なべ頭ねじのねじ頭を収容するために、モジュールハウジング７１は、長手方向側壁の領域内に達する座ぐり部またはフライス加工凹部を有している（図１および図２参照）。

図２によれば、モジュールハウジング７１は、特にコンピュータおよびメモリモジュール１５０、空気圧弁２００，２０１、場合によっては弁２５１，２５２、圧力センサ１８０、および場合によっては設けられている、駆動制御装置を含む表示ＬＥＤを収容するために、左に向かって開放する切欠き７４を有している。切欠き７４の左側の開口は、透明なプレキシガラスカバー７５によって閉鎖され、このプレキシガラスカバー７５は大部分が、表示ＬＥＤ用の開口を除いて、カバーパネル７７によって覆われている。

プレキシガラスカバー７５の下には、切欠き７４内に保持カバー７６が配置されており、この保持カバー７６は、一方では、切欠き７４のそれぞれ１つの孔においてカートリッジ弁２００，２０１を固定し、かつ他方では、表示ＬＥＤ用の保持装置として働く。カートリッジ弁２００，２０１の前および保持カバー７６の後ろには、切欠き７４内に、コンピュータおよびメモリモジュール１５０を収容する制御基板１５１が配置されている。

切欠き７４の、図２において右に向かって方向付けられたフロント開口は、フロントカバー７８によって閉鎖されている。フロント開口を介して、特に位置発信器１５５を制御基板１５１に接続することができる。

ベース体１０の円筒切欠き５５と、空気に対するカバーとして作用するモジュールハウジング７１の上側とによって取り囲まれたシリンダ内室４内には、２部分から成るピストンロッド１３１，１３２を備えた楕円のピストン１２１が配置されている。シリンダ内室４とピストン１２１とは、例えば空気圧式のシリンダピストンユニットを形成している。中央の壁厚が本実施形態ではベース体高さの１／６未満であるピストン１２１は、中央に、３段階の貫通孔１３５を有しており、中央の段は、例えば３.２ｍｍの最小直径を有している。

ピストンロッド側の孔段は、ピストンロッドスリーブ１３１を収容するために５ｍｍの直径を有している。貫通孔１３５の周りにおいてピストン１２１はそこに０.２ｍｍの高さの円板形状の突出部１２４を有しており、この突出部１２４は、ピストン１２１の上側のストッパとして働く。突出部１２４の円筒形の縁部は、また圧縮コイルばねの内側ガイドのためにも働くことができる。

楕円のピストン１２１（図５参照）は、ベース体１０の円筒切欠き壁に対するシールのために、シール溝内に支持された環状の方形シールリングを有している。シール溝の領域にピストン１２１は、少なくとも１つの圧力補償孔１２７を有しており、この圧力補償孔１２７の中心線は、例えば中心線３に対して平行に延びており、かつ圧力補償孔１２７は、シール溝の領域においてピストン１２１と交差している。直径が例えば０.７ｍｍである少なくとも１つの圧力補償孔１２７を介して、圧縮空気供給中に、圧縮空気は方形シールリングの前に達し、これによって方形シールリングを、シール溝の、正圧とは反対側の溝側面に、確実かつ迅速に接触させることができる。

ピストンヘッド側１２２（図５参照）も、同様に突出部１２５を有しており、この突出部１２５の中央の座ぐり部に、ピストンロッドねじ１３２の頭が位置している。ピストン１２１は、突出部１２５の前側領域に、２つの盲孔１２６を有している。これらの盲孔１２６には、必要な場合に、ピストン位置監視のための円板磁石１３６が接着される。

ピストンロッド１３１，１３２は、ここでは、例えば平頭ねじであるピストンロッドねじ１３２と、ピストンロッドねじ１３２に被せ嵌められるピストンロッドスリーブ１３１とから成っている。これらの両部分は、ピストンロッドねじ１３２が複動式スライドくさび８１の座ぐり孔９５の中心に差し込まれ、かつ座ぐり孔に接続するねじ山付孔９６においてねじ固定されるや否や、ピストン１２１および複動式スライドくさび伝動装置８０の複動式スライドくさび８１と一緒に、形状剛性のアセンブリを形成する。

ガイド溝２０内に複動式スライドくさび伝動装置８０の一部として配置されている複動式スライドくさび８１は、ほぼ、正方形の横断面を有する方形ロッド状の部材である。複動式スライドくさび８１の中央領域には両側に、それぞれ１つの側方に突出する鉛直な支持ウェブ８５，８６が一体成形されている（図６および図７参照）。中心線３に対して平行に複動式スライドくさび高さの全体にわたって延びている支持ウェブ８５，８６は、例えば１.２ｍｍの幅を有している。支持ウェブ８５，８６は、その直方体基本形状から例えば１.８ｍｍ突出している。

複動式スライドくさび８１は、その端面側の端部に、スライドくさび角度において斜めに面取りされたそれぞれ１つの端面８３，８４を有している。スライドくさび角度は、把持方向９に対して例えば２０°～５０°である。本実施形態では、スライドくさび角度は５０°である。

斜めに面取りされた端面８３，８４に対して平行に、端面８３，８４と支持ウェブ８５，８６との間にそれぞれ、複動式スライドくさび８１の長辺毎にくさび溝８７が設けられている。それぞれのくさび溝８７は、最も近くに配置された端面８３，８４に対して平行に方向付けられている。このときそれぞれのくさび溝８７は、方形の横断面を有している。これによって複動式スライドくさび８１は、長辺毎に２つのくさび溝８７を有している。複動式スライドくさび８１はベース体１０の鉛直な中心長手方向平面に対して対象に構成されているので、１つの長辺のそれぞれのくさび溝８７には、第２のくさび溝８７が向かい合って位置している。このようにして複動式スライドくさび８１のそれぞれの端面側の領域は、横断面で見て斜めに配置されたＴ字形のくさびウェブ９１，９２を形成している。

複動式スライドくさび８１のそれぞれのくさびウェブ９１，９２は、ガイド溝２０内に支持されたキャリッジ１００，１０１内に形状結合式に係合している。それぞれのキャリッジは、第一に、両側においてキャリッジガイド溝１０５が加工形成されている直方体形状の部材である。これらの溝１０５によって、個々のキャリッジ１００，１０１は、ガイドレール３１，３２に沿って滑り支持されている。キャリッジ１００，１０１は、例えば浸炭焼入れ鋼１６ＭｎＣｒ５から製造されている。

ガイド溝２０の幅よりも例えば０.２ｍｍ小さい幅を有する個々のキャリッジ１００，１０１は、複動式スライドくさび８１に向けられた端面１０３に、斜めに配置されたＴ溝１０６を有しており、このＴ溝１０６によってキャリッジ１００，１０１は、複動式スライドくさび８１のくさびウェブ９１，９２に、０.１ｍｍ未満の遊びをもって周囲から係合する。図６および図７によれば、Ｔ溝１０６の底部には、潤滑剤を満たされた潤滑ポケット１０９が加工形成されている。

それぞれのキャリッジ１００，１０１の上側には、例えば直方体形状の、例えば２.８ｍｍの高さのアダプタ載置部１１０が設けられており、このアダプタ載置部１１０は、キャリッジ１００，１０１が取り付けられた場合に、例えば１.２ｍｍだけ上に向かって、ベース体上側１２を越えて突出するように、ガイド溝２０から進出している。同時にアダプタ載置部１１０は、それぞれ外側に位置している、Ｔ溝１０６とは反対側の端面を越えて、例えば１.５ｍｍだけ突出している。アダプタ載置部１１０の平らな上側１０２は、円筒座ぐり部を備えた２つのねじ山付孔を有しており、これらのねじ山付孔には、グリッピングジョー１，２が解離可能に固定される。円筒座ぐり部には、キャリッジ１００，１０１におけるグリッピングジョー１，２の少なくとも形状結合式の正確な位置決めのためにセンタリングスリーブが差し込まれる。場合によってはそこにおいてグリッピングジョー１，２はまた、直接一体成形されているか、または解離不能に固定されている。

キャリッジ１００，１０１は、ガイド溝２０（図２参照）において、最小のグリッピングジョー間隔時にキャリッジ１００，１０１の互いに向かい合っている端面１０３が接触するか、または少なくともほぼ接触するように、相前後して配置されている。

ガイド溝２０の溝開口の中央領域は、例えば方形のカバープレート１８によって閉鎖されている。カバープレート１８は、両キャリッジ１００，１０１がグリッピングジョー１，２の閉鎖位置においてグリッピングジョー１，２にちょうどなお接触しないような幅に設計されている。

ハウジング内部５およびガイドレール３１，３２を、汚れまたはその他の摩耗を促進する汚染物質から保護するために、図６および図７によれば、キャリッジ１００，１０１に、アングル形状のガイド溝シール３０１，３０２が装着されかつねじ固定される。このとき個々のガイド溝シール３０１，３０２は、本実施形態ではそれぞれのキャリッジ１００，１０１のアダプタ載置部１１０を取り囲んでいる。

図８および図９には、シリンダピストンユニット１２０のためのそれぞれ１つの空気圧回路が示されている。複動式のシリンダ１２０は、把持装置の空気圧式のアクチュエータを表している。

シリンダピストンユニット１２０を空気圧式に駆動制御するために、シリンダピストンユニット１２０の上流には２つの３／２方向切換え弁２００，２０１が配置されている。それぞれ遮断・休止位置を備えた、同一構造の両方向切換え弁は、例えば、両側において空気圧によってパイロット制御され２１１、かつ貫流側において電磁石２１２または電気機械式の駆動装置によって操作可能である。

３／２方向切換え弁の作業接続部２１３からは、シリンダピストンユニット１２のシリンダに通じるそれぞれ１つの管路２４４，２４５が開始している。管路２４４は、把持行程に係わっており、それに対して管路２４５は、ワークピース７を解放するためにシリンダに圧縮空気を供給する。

図８によれば、方向切換え弁側の両主供給部２３３は、例えば同様に切替えモジュール７０に組み込まれた圧力制限弁２４０の出口に接続されており、この圧力制限弁２４０自体には、ハウジング側の圧縮空気接続部２４５（図１参照）を介して圧縮空気が供給される。方向切換え弁２００，２０１の弁空気抜き孔２４９は、ハウジング内部の孔を介して、モジュールハウジング７１（同様に図１参照）に配置された空気抜きフィルタ２２７に通じている。

３／２方向切換え弁２００，２０１に電磁石２１２が設けられていると、３／２方向切換え弁２００，２０１は、コンピュータおよびメモリモジュール１５０によって制御線２１７または２１８を介して電気的に駆動制御される。

図９に示された空気圧回路では、空気圧式に作動する圧力制限弁２４０の代わりに、電気空気圧式に作用するミニチュア比例制御器２５０が設けられている。モジュールハウジング７１内に組み込まれた制御器２５０は、電磁石式に駆動制御可能な２つの２／２方向切換え弁２５１，２５２を有しており、これらの２／２方向切換え弁２５１，２５２を介して、圧縮空気接続部２４５（図１参照）の圧縮空気は、制御されて３／２方向切換え弁２００，２０１の主供給部２３３に提供される。

第１の２／２方向切換え弁２５１は、開放位置において、その作業接続部を介して主供給部２３３に管路２５３を介して圧縮空気を供給する。第２の２／２方向切換え弁２５２は、その作業接続部に接続された消音器２２７を介して管路２５３を空気抜きする。この管路２５３には、圧力センサ１８０の空気圧側が接続されている。この圧力センサにおいて生じている圧力は、管路２５３の圧力を表す電気信号に変換される。この信号は増幅器２６１に供給され、圧力センサ１８０において生じている圧力と比較される。測定された圧力が過度に低い場合には、増幅器２６１は第１の２／２方向切換え弁２５１に通じるその出口を開放制御し、これによって弁２５１を開放することができる。

図９によれば、２／２方向切換え弁２５１，２５２は、遮断・休止位置にある。このことは、シリンダピストンユニット１２０のピストン１２１が終端位置の領域にある場合には常に当てはまる。

図１０には、図１に示された把持装置の駆動制御装置のインタフェース配置図が示されている。把持装置は、電子制御装置１５０の他に、特に電気および／または電子アセンブリとして、少なくとも２つの方向切換え弁２００，２０１、シリンダピストンユニット１２０毎に少なくとも１つの位置センサ１５５、および電気信号を供給する少なくとも１つの圧力センサ１８０を含んでいる。

この駆動制御装置は、例えば工作機械の制御キャビネット内に収容されている第１のメインアセンブリ５５０を有している。駆動制御装置は「外部制御装置」と呼ばれる。このメインアセンブリは、例えば２つのＳＰＳ機能アセンブリ５５１，５５３を備えたプログラマブル論理制御装置５５０である。

第１のＳＰＳ機能アセンブリ５５１は、機械および／または設備のためのソフトウェアである。このＳＰＳは、ここでは内部マイクロプロセッサにより、固有制御プログラムメモリ内に格納されている内部ソフトウェアに依存して制御信号を生成する。

第２のＳＰＳ機能アセンブリ５５３は、把持装置５０５の第２のメインモジュール５８０および電子機器と通信するＳＰＳ固有データインタフェースを形成している。第２のＳＰＳ機能アセンブリ５５３は、ポイントツーポイント通信のためのインタフェースである。このような情報交換は、例えば、ＩＯ－Ｌｉｎｋ（登録商標）システムを用いて実現可能である。このシステムは、例えば、単純な、シールドされていない３線式～５線式接続部５５７でなされている。

複線式ワイヤ接続部５５７は、電源ケーブル５６１と共に、シールドされていないケーブル５５６にまとめられており、このときこのケーブル５５６は、５本の心線を有し、そのうちの２本は電源供給に用いられる。ケーブル５５６は、ＳＰＳ５５０と把持装置５０５のハウジング１０，７１との間における唯一の接続部である。つまりここでは単純かつフレキシブルで、かつ取扱いが容易なシングルケーブル接続部が存在している。

このケーブル５５６は、把持装置５０５内で、そこに配置されているポイントツーポイント用データインタフェース５８６に、もしくは制御基板１５１に接続されている。把持装置内には、データインタフェース５８６の他に、グリッパアプリケーションソフトウェア全体を含むコンピュータおよびメモリモジュール１５０が設けられている。このモジュール内には、把持装置５０５を用いてワークピースを把持するために必要なすべてのパラメータが格納される。

これらのパラメータは、把持のために必要な幾何学的データの他に、特に、例えば弾性率または空洞化された幾何学形状の関数である材料特性である。例えば、完全な弾性体の場合には、把持製品材料に応じて、硬度をショアＡ，Ｂ，ＣまたはＤによって示すことができ、これによって弾性に起因する把持行程増分を幾何学的長さとして、把持アーム１，２間の緊締幅もしくは緊締長さに結び付けて計算することが可能である。例えばコイルばねやプラスチック容器のような空洞化された幾何学形状の場合には、変形に起因するばね定数を、ショア硬度の代わりに用いることができる。代替的にまた、把持装置５０５に、それぞれのワークピースに対してただ１つの把持力範囲だけを設定することも可能である。

例えばシリンダピストンユニットである駆動制御可能なアクチュエータ１２０および位置センサ１５５には、把持装置内において、個別に構成された制御器５８０が接続されており、この制御器５８０は、特にグリッパ運動装置、アクチュエータ駆動制御装置、およびセンサ、例えば位置発信器から成る組合せに合わせられている。

個別の制御器５８０は、制御器機能ユニットとして少なくとも１つの位置制御器５８１を有しており、この位置制御器５８１は、例えば、位置制御回路によって構成されている。それというのは、１つまたは複数の位置センサ１５５から供給された位置変化と実行時間情報とから把持アームの行程速度が算出されるからである。

第２の制御器機能ユニットは、圧力制御器５８２であり、この圧力制御器５８２は、圧力センサを用いて、例えば、実行時間中における供給圧の高さおよび把持アーム１，２の行程方向を求める。

第３の制御器機能ユニットは、個別の制御器５８０のセンサインタフェース５８３である。このセンサインタフェース５８３は、アクチュエータ１２０の性能および動特性に合わせられ、少なくとも１つの位置発信器１５５に直接割り当てられ、かつ例えばアクチュエータ１２０の行程方向毎にそれぞれ１つの圧力センサ１８０に直接割り当てられている。ここでも、例えばタコメータ、コイルレゾルバ、光学式の測定系およびこれに類したもののような他の発信器構造形式への普遍的なアクセスを可能にする部材を省くことができる。これによって基板構造空間およびエネルギが節約される。

把持装置に接して取り付けられたもしくは把持装置内に取り付けられたセンサ１５５，１８０を、タイマも含めて用いることにより、把持位置および発生する圧力媒体圧の測定の他に、さらに把持時間をも測定することができる。さらに、例えば、把持動作回数または把持力の大きさのような統計値も収集可能である。場合によっては、近いうちに起こり得る機能喪失に対する早期警告を生成することも可能である。このような情報は、ＳＰＳ５５０に転送されるか、または把持装置５０５に例えばＬＥＤまたはディスプレイを介して表示される。

１，２ 把持エレメント、グリッピングジョー
３ １０，７０，８０に対する中心線
４ シリンダ内室
５ ハウジング内室、ハウジング内部
６ 機械キャリッジ、機械部分、取扱い機器部分
７ ワークピース
９ 把持方向、キャリッジ走行方向
１０ ベース体、ハウジング
１１ ガイド部分
１２ ベース体上側
１３ ベース体下側、アダプタ面
１５ 鉛直の固定孔
１６ 横孔
１８ ハウジングカバー、カバープレート
２０ ガイド溝
２１ 左側の溝側面
２２ 右側の溝側面
２３，２４ 側壁、ガイド溝壁
２６ レールガイド溝
２８ 嵌合ピン孔
３１，３２ ガイドレール、キャリッジガイドレール
３７ 底面、３１，３２の下面；面
４１ 平頭ねじ
４２ 嵌合ピン
５１ 駆動部分
５５ 楕円の円筒切欠き
５６ 扁平シール用のシール座凹部
６１ 中央の貫通孔
６５ モジュールハウジング切欠き
６６ センサ切欠き
６８ ７１における凹部
６９ ７１における固定孔
７０ 切替えモジュール
７１ モジュールハウジング
７２ 上側、アダプタ面
７３ 下側、アダプタ面
７４ 切欠き
７５ サイドカバー、プレキシガラスカバー
７６ 保持カバー
７７ カバーパネル
７８ フロントカバー
７９ 扁平シール
８０ 複動式スライドくさび伝動装置
８１ 複動式スライドくさびエレメント、複動式スライドくさび、伝動装置部材
８３，８４ 端面側、斜めの端面
８５，８６ 支持ウェブ
８７ くさび溝
９１，９２ Ｔ字形のくさびウェブ
９５ 座ぐり孔
９６ ねじ山付孔
１００，１０１ キャリッジ
１０２ 上側
１０３ 端面側、端面
１０５ キャリッジガイド溝
１０６ Ｔ溝
１０７ くさび面、開放接触部
１０８ くさび面、閉鎖接触部
１０９ 潤滑ポケット
１１０ アダプタ載置部
１１５ ３００用のねじ山付孔
１１８ ３００用のねじ
１２０ 空気圧式の、複動式のシリンダピストンユニット／駆動装置／アクチュエータ
１２１ 楕円形のピストン
１２２ ピストンヘッド側
１２３ ピストンロッド側
１２４ 円板形状の突出部／ストッパ
１２５ ピストンヘッド側の、円筒形の突出部
１２６ １３６用の盲孔
１２７ 圧力補償孔
１３１ ピストンロッドスリーブ、ピストンロッド；パワートレーン
１３２ ピストンロッドねじ、ピストンロッド
１３５ 貫通孔
１３６ 円板磁石、１５５用のトリガ
１５０ グリッパアプリケーションソフトウェア用のコンピュータおよびメモリモジュール、電子制御装置
１５１ 制御基板
１５５ アナログの位置発信器／ピストン位置センサ
１５７ 例えばケーブル引張り力軽減エレメントを備えた電気接続部
１５８ 負荷電流および信号電流用のケーブル；５５６参照
１８０ 電気的な信号出力部を備えた圧力センサ
２００，２０１ 方向切換え弁、３／２方向切換え弁
２１１ 空気圧式のパイロット制御装置(両側)
２１２ 電磁石、行程磁石
２１３ ２００，２０１における作業接続部
２１７，２１８ 電気制御線
２２７ 消音器、空気抜きフィルタ
２３３ ２００，２０１における主供給部
２４０ 圧力制限弁
２４４，２４５ 圧縮空気接続部、圧力媒体接続部
２４６ 圧縮空気管路、圧縮空気ホース
２４９ ２００，２０１用の弁空気抜き孔
２５０ 比例制御器、ミニチュア比例制御器
２５１ ２／２方向切換え弁、供給路
２５２ ２／２方向切換え弁、戻し路
２５３ 管路
２６１ 増幅器
２６２ 基準圧の入口
２６３ 実際圧の出口
２６４ 実際圧の入口
３０１，３０２ ガイド溝シール
５０５ 把持装置、平行グリッパ
５５０ 第１のメインアセンブリ、外部の制御装置、プログラマブル論理制御装置＝ＳＰＳ
５５１ 第１のＳＰＳ機能アセンブリ、機械ソフトウェア
５５３ 第２のＳＰＳ機能アセンブリ、ポイントツーポイント通信用のデータインタフェース
５５６ ５５０と５０５との間におけるデータおよびエネルギ用のシールドされていないケーブル；１５８参照
５５７ シールドされていない３線式～５線式接続部／複線式接続部
５６１ 電源ケーブル
５８０ 個別の第２のメインアセンブリ／制御器
５８１ 第１の制御器機能ユニット、位置制御器
５８２ 第２の制御器機能ユニット、圧力制御器
５８３ 第３の制御器機能ユニット、センサインタフェース
５８４ センサインタフェース
５８６ ポイントツーポイント通信用のデータインタフェース

Claims (9)

1. 把持エレメント（１，２）を保持するキャリッジ（１００，１０１）または旋回アームを備えた把持装置であって、前記キャリッジ（１００，１０１）または前記旋回アームは、ベース体（１０）において開放位置と閉鎖位置との間で、支持されかつ案内されており、かつ少なくとも１つのシリンダピストンユニット（１２０）を用いて駆動可能である、把持装置において、
   前記ベース体（１０）に、モジュールハウジング（７１）内に収容された電気駆動制御可能な切替えモジュール（７０）が取付け可能であり、
   前記モジュールハウジング（７１）は、少なくとも１つの圧力媒体接続部（２４５）と、少なくとも１つの電気接続部（１５７）とを有しており、前記電気接続部は、負荷線および制御線を含んでおり、
   前記切替えモジュール（７０）内に、圧力媒体を切り換える電気駆動制御可能な少なくとも２つの方向切換え弁（２００，２０１）と、少なくとも１つの電子式のコンピュータおよびメモリモジュール（１５０）とが、外部制御信号および内部制御信号の変換ならびに外部制御信号および内部制御信号の評価のために配置されており、前記内部制御信号は、少なくとも１つのセンサ（１５５，１８０）から発信され、該センサ（１５５，１８０）は、少なくとも、前記ベース体（１０）内においてまたは前記ベース体（１０）に接して、または前記モジュールハウジング（７１）内において、１つまたは複数の前記キャリッジ（１００，１０１）および／または前記シリンダピストンユニット（１２０）の少なくとも１つの物理的な特性値を検出し、
   前記圧力媒体は、比例制御器（２５０）から前記方向切換え弁（２００，２０１）を介して前記シリンダピストンユニット（１２０）のシリンダに供給される、
   把持装置。
2. 前記ベース体（１０）は、第１のアダプタ面（１３）を有しており、該第１のアダプタ面（１３）において前記切替えモジュール（７０）が前記切替えモジュール（７０）のアダプタ面（７２）を介して適応可能である、請求項１記載の把持装置。
3. 前記切替えモジュール（７０）は、前記ベース体（１０）とは反対の下側に、前記ベース体（１０）の前記アダプタ面（１３）に完全にまたは少なくとも部分的に適合するモジュール固有の機械側のアダプタ面（７３）を有している、請求項２記載の把持装置。
4. 個々の前記センサ（１５５）は、前記物理的な特性値として、択一的にまたは組み合わせて、少なくとも位置、距離、速度および加速度を検出する、請求項１記載の把持装置。
5. 前記切替えモジュール（７０）の前記コンピュータおよびメモリモジュール（１５０）は、タイマを有している、請求項１記載の把持装置。
6. 前記コンピュータおよびメモリモジュール（１５０）は、検出された前記物理的な特性値のうちの少なくとも一部を、光学信号または音響信号に変換し、前記光学信号または音響信号を前記モジュールハウジング（７１）において、少なくとも１つの表示装置または再生装置を介して提供する、請求項１または４記載の把持装置。
7. 前記方向切換え弁（２００，２０１）は、それぞれ１つの遮断・休止位置を有していて、かつ両側において空気圧式または液圧式にパイロット制御可能である、請求項１記載の把持装置。
8. 前記比例制御器（２５０）は、電気駆動制御可能な少なくとも２つの方向切換え弁（２５１，２５２）、電気信号を生成する１つの圧力センサ（１８０）、および１つの増幅器（２６１）を有している、請求項７記載の把持装置。
9. 前記方向切換え弁（２００，２０１）は、カートリッジ弁である、請求項１記載の把持装置。

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